JP6773430B2 - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、釣具リール等に用いられるワンウェイクラッチに関する。

ワンウェイクラッチは、内輪の径方向外側に外輪を同軸に配し、内輪の外周に円筒面を設け、外輪の内周に一方向に傾斜するカム面を複数設けて、その円筒面と各カム面の間に周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間を形成し、各楔形空間に組み込んだローラを外輪に固定された保持器で転動自在に保持するとともに、保持器に取り付けた弾性部材で各ローラを楔形空間の狭小部へ押し込んで内輪および外輪と係合させているものが多い（例えば、特許文献１参照。）。

上記のような構成のワンウェイクラッチを用いた釣具リールの一例を図１に示す。この釣具リールは、ワンウェイクラッチ１の内周にクラッチ軸２を介してメインギヤ軸３を通し、そのメインギヤ軸３の一端側にハンドル４を取り付け、メインギヤ軸３の他端側に取り付けた駆動歯車５を、釣糸が巻き付けられるスプール６の回転軸７に取り付けた従動歯車８と噛み合わせている。そして、ワンウェイクラッチ１は、図示は省略するが、外輪が固定されており、内輪がクラッチ軸２を介してメインギヤ軸３と一体化されている。

この釣具リールでは、釣針にかかった魚等からスプール６に釣糸が繰り出される方向のトルクが加えられたときは、ワンウェイクラッチ１のローラが内外輪と係合して、内輪と一体にメインギヤ軸３がロックされることにより、スプール６が停止して釣糸が繰り出されないようになっている。一方、ハンドル４でメインギヤ軸３をワンウェイクラッチ１の内輪と一体に逆方向に回転させると、ワンウェイクラッチ１のローラが弾性部材の弾力に抗して楔形空間の広大側へ移動し、そのローラと内外輪の係合が解除されることにより、内輪と一体にメインギヤ軸３が空転し、その回転が駆動歯車５および従動歯車８を介してスプール６の回転軸７に伝達されるので、スプール６に釣糸を巻き取ることができる。

実公平１−３４７５１号公報

ところで、釣具リールは、一般に、ハンドルを回したときに回転ムラがなく滑らかにスプールを回せることが求められる。このため、図１に示したような釣具リールに用いられるワンウェイクラッチでは、空転トルクの低減および安定化が求められることになる。

このような要求に対し、本発明者らは、図１１および図１２（ａ）、（ｂ）に示すワンウェイクラッチを開発した。このワンウェイクラッチの基本的な構成は、上述した従来のものと同じであり、内輪５１の径方向外側に外輪５２を同軸に配し、内輪５１の外周に円筒面５１ａを設け、外輪５２の内周に一方向に傾斜するカム面５２ａを複数設けて、その円筒面５１ａと各カム面５２ａの間に周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間５３を形成し、各楔形空間５３に組み込んだローラ５４を外輪５２に固定された保持器５５で転動自在に保持するとともに、保持器５５に取り付けた弾性部材としての板ばね５６で各ローラ５４を楔形空間５３の狭小部へ押し込んで内輪５１および外輪５２と係合させている。

ここで、前記保持器５５は、外輪５２に取り付けられる一対の環状部５５ａと、その環状部５５ａどうしを連結する複数の柱部５５ｂとからなり、その柱部５５ｂどうしの間にローラ５４をひとつずつ保持している。

そして、前記板ばね５６は、保持器５５の柱部５５ｂに装着される断面Ｌ字状の装着片５６ａと、ローラ５４の内輪５１に臨む側の半円筒面を押圧する一対の押圧片５６ｂと、各押圧片５６ｂが押圧するローラ５４に対向する位置で装着片５６ａと各押圧片５６ｂとを連結する連結片５６ｃとからなる。

このワンウェイクラッチは、上記特許文献１に記載のものに比べて、板ばね５６の一対の押圧片５６ｂを幅狭の形状としてばね定数が小さくなるようにするとともに、空転時に各押圧片５６ｂがローラ５４を径方向外側へ付勢してローラ５４と内輪５１の摩擦が小さくなるようにしたので、空転トルクを安定して低減することができる。

しかしながら、このワンウェイクラッチを片持ち支持構造の釣具リールに用いた場合には、次のような耐久性の問題があることがわかった。

すなわち、片持ち支持構造の釣具リールでは、図１に示したように、スプール６の回転軸７は両端部をボール軸受９で支持されているが、メインギヤ軸３は駆動歯車５が取り付けられた他端部しかボール軸受９で支持されていないので、ワンウェイクラッチ１もラジアル荷重を受けることになる。このため、図１のワンウェイクラッチ１に図１１および図１２に示したものを用いた場合、ハンドル４でメインギヤ軸３を空転方向に回転させたときに、楔形空間５３の広大側へ移動するローラ５４のうちの一部のものが、移動方向に大きな偏荷重を受けて板ばね５６の押圧片５６ｂを設計値以上に変形させ、板ばね５６の連結片５６ｃに衝突することがある。そして、このローラ５４の板ばね連結片５６ｃへの衝突が繰り返されると、板ばね連結片５６ｃが異常摩耗して破断してしまう。

これに対し、板ばね５６の押圧片５６ｂのばね定数を大きくすれば、ローラ５４の板ばね連結片５６ｃへの衝突を生じにくくしてワンウェイクラッチ１の耐久性を向上させることができるが、その場合は空転トルクが大きくなりやすい。

そこで、本発明は、空転トルクが小さく、かつ安定して長期間使用できるワンウェイクラッチを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、入力トルクが加えられる内輪と、前記内輪の径方向外側に内輪と同軸に配される外輪と、前記内輪と外輪の間に組み込まれる複数のローラと、前記各ローラを転動自在に保持する保持器と、前記各ローラを所定方向に押圧する複数の板ばねとを備え、前記内輪の外周に円筒面が設けられており、前記外輪の内周には一方向に傾斜するカム面が複数設けられており、前記内輪の円筒面と外輪の各カム面との間には周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間が形成されており、これらの各楔形空間に前記ローラが配されており、前記保持器は、前記外輪に取り付けられる一対の環状部が複数の柱部で連結されて、その柱部どうしの間に前記ローラを保持しており、前記板ばねが前記保持器の各柱部に取り付けられて前記ローラを楔形空間の狭小部へ押し込んでいるワンウェイクラッチにおいて、前記板ばねは、前記保持器の柱部に装着される装着片と、前記ローラの内輪に臨む側の半円筒面を押圧する押圧片と、前記押圧片が押圧するローラに対向する位置で前記装着片と押圧片とを連結する連結片とからなり、前記保持器は、前記板ばねの連結片よりもローラに近い側でローラの楔形空間広大側への移動を規制するストッパが設けられている構成を採用した。

上記の構成によれば、板ばねの押圧片がローラの内輪に臨む側の半円筒面を押圧するので、押圧片をばね定数の小さいものとすることにより、空転トルクを安定して低減することができるし、楔形空間の広大側へ移動するローラが板ばねの押圧片を設計値以上に変形させる場合でも、そのローラの移動は保持器のストッパに規制されるので、ローラが板ばねの連結片に衝突することはなく、板ばねの連結片の損傷を防止でき、安定して長期間使用することができる。

ここで、前記保持器のストッパは、前記板ばねの押圧片よりも径方向外側または径方向内側で、前記保持器の柱部に設けられているものとすることができる。

そして、前記板ばねの連結片が、前記ローラの軸方向中央部に対向する位置で径方向に延びている場合は、前記保持器のストッパは、前記板ばねの押圧片よりも径方向外側で板ばねの連結片の両側に一対で設けられているか、あるいは前記板ばねの押圧片よりも径方向内側で軸方向に延びている構成とするとよい。

本発明のワンウェイクラッチは、上述したように、板ばねの押圧片がローラの内輪に臨む側の半円筒面を押圧するようにするとともに、保持器に設けたストッパでローラが板ばねの連結片に衝突しないようにしたものであるから、空転トルクの低減と耐久性の確保を両立することができる。

ワンウェイクラッチを用いた釣具リールの一例を示す概略図 第１実施形態のワンウェイクラッチの要部の縦断面図 図２のワンウェイクラッチの内外輪を除いた分解斜視図 ａは図２の内外輪を除いた上面図、ｂはａの正面図 図２に対応したワンウェイクラッチの動作の説明図 図４（ａ）に対応したワンウェイクラッチの動作の説明図 第２実施形態のワンウェイクラッチの要部の縦断面図 ａは図７の内外輪を除いた上面図、ｂはａの正面図 図７に対応したワンウェイクラッチの動作の説明図 図８（ａ）に対応したワンウェイクラッチの動作の説明図 従来のワンウェイクラッチの要部の縦断面図 ａは図１１の１本のローラ付近の内外輪を除いた上面図、ｂはａの正面図

以下、図１乃至図１０に基づき、本発明の実施形態を説明する。図２乃至図６は第１の実施形態を示す。このワンウェイクラッチは、図１に示したような片持ち支持構造の釣具リールに用いられるもので、基本的な構成は、前述の図１１および図１２に示したものと同じである。

すなわち、このワンウェイクラッチは、図２および図３に示すように、内輪１１と、内輪１１の径方向外側に内輪１１と同軸に配される外輪１２と、内輪１１と外輪１２の間に組み込まれる複数のローラ１３と、各ローラ１３を転動自在に保持する保持器１４と、各ローラ１３を所定方向に押圧する複数の板ばね１５とを備えている。そして、図示は省略するが、外輪１２は釣具リールに固定されており、内輪１１はクラッチ軸を介してメインギヤ軸と一体化されて、メインギヤ軸に取り付けられたハンドルから入力トルクを加えられるようになっている（図１参照）。

前記内輪１１の外周には円筒面１１ａが設けられ、外輪１２の内周には一方向に傾斜するカム面１２ａが複数設けられて、内輪１１の円筒面１１ａと外輪１２の各カム面１２ａの間に周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間１６が形成されている。そして、これらの各楔形空間１６に前記ローラ１３がひとつずつ配されている。

そして、図４（ａ）、（ｂ）にも示すように、前記保持器１４は、一対の環状部１４ａとその環状部１４ａどうしを連結する複数の柱部１４ｂとからなり、各環状部１４ａの外周に設けられた複数の嵌合突部１４ｃがそれぞれ外輪１２のカム面１２ａとこれに連続する曲面で形成されるポケットに嵌め込まれ、各環状部１４ａが外輪１２に取り付けられた状態で、柱部１４ｂどうしの間にローラ１３を転動自在に保持している。

保持器１４の柱部１４ｂは、その一側面の軸方向中央部に突出片１４ｄが設けられ、突出片１４ｄを軸方向で挟む位置に板ばね１５を取り付けるための一対の突起１４ｅが設けられている。その突出片１４ｄは、径方向内側で中心に近づくほど周方向に大きく張り出し、ローラ１３の径方向内側への脱落を阻止している。また、柱部１４ｂの他側面には、ローラ１３に向かって突出する一対のストッパ１４ｆが設けられている。

前記板ばね１５は、保持器１４の柱部１４ｂの外周面と一側面とに装着される断面Ｌ字状の装着片１５ａと、ローラ１３の内輪１１に臨む側の半円筒面を押圧する一対の押圧片１５ｂと、各押圧片１５ｂが押圧するローラ１３に対向する位置で装着片１５ａと各押圧片１５ｂとを連結する（各押圧片１５ｂを支持する）連結片１５ｃとからなる。

板ばね１５の装着片１５ａは、保持器１４の柱部１４ｂの一側面に沿って延びる部位に、保持器１４の突出片１４ｄと一対の突起１４ｅがそれぞれ嵌め込まれる切欠き１５ｄと嵌合孔１５ｅが設けられている。また、連結片１５ｃは装着片１５ａの他側縁からローラ１３の軸方向中央部に対向する位置で径方向内側へ延び、その先端部の両側から軸方向に対して斜めに押圧片１５ｂが延びている。そして、その装着片１５ａと連結片１５ｃが保持器１４の柱部１４ｂを周方向両側から挟み付けることにより、板ばね１５全体が保持器１４の柱部１４ｂに取り付けられ、各押圧片１５ｂがローラ１３を楔形空間１６の狭小部へ押し込んで内輪１１および外輪１２と係合させている。

また、板ばね１５が上記のように保持器１４の柱部１４ｂに取り付けられていることにより、保持器１４の一対のストッパ１４ｆが、板ばね１５の押圧片１５ｂよりも径方向外側、かつ板ばね１５の連結片１５ｃの両側の位置で、ローラ１３に対向するようになっている。

このワンウェイクラッチは、上記の構成であり、内輪１１に図２における反時計方向のトルクが加えられても、板ばね１５の押圧片１５ｂに押されたローラ１３が内輪１１および固定の外輪１２と係合しているので、内輪１１は回転しない。一方、内輪１１に図２における時計方向のトルクが加えられたときは、ローラ１３が板ばね１５の弾力に抗して楔形空間１６の広大側へ移動し、そのローラ１３と内輪１１および外輪１２との係合が解除されることにより、内輪１１が空転する。

ここで、板ばね１５の押圧片１５ｂは、前述の図１１、１２のものと同じく、幅狭の形状でばね定数を小さくできるうえ、ローラ１３の内輪１１に臨む側の半円筒面を押圧しており、空転時にローラ１３を径方向外側へ付勢してローラ１３と内輪１１の摩擦を小さくできるので、空転トルクを安定して低減することができる。

しかも、内輪１１停止状態から空転状態に切り替わる際に、ワンウェイクラッチが受けるラジアル荷重等により、楔形空間１６の広大側へ移動するローラ１３のうちの一部のものが板ばね１５の押圧片１５ｂを設計値以上に変形させる場合でも、図５および図６に示すように、そのローラ１３の移動は板ばね１５の連結片１５ｃよりもローラ１３に近い側で保持器１４のストッパ１４ｆに規制されるので、そのローラ１３が板ばね１５の連結片１５ｃに衝突することはない。したがって、片持ち支持構造の釣具リールに用いられても、板ばね１５の連結片１５ｃに異常摩耗が生じるおそれはなく、安定して長期間使用することができる。

図７乃至図１０は第２の実施形態を示す。この実施形態は、図７および図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態の板ばね１５の連結片１５ｃを短くし、保持器１４には、第１実施形態の連結片１５ｃの両側の一対のストッパ１４ｆに代えて、板ばね１５の押圧片１５ｃよりも径方向内側で軸方向に延びるストッパ１４ｇを設けたものである。

この第２実施形態でも、図９および図１０に示すように、内輪１１停止状態から空転状態に切り替わる際に、一部のローラ１３が板ばね１５の押圧片１５ｂを設計値以上に変形させても、保持器１４のストッパ１４ｇが板ばね１５の連結片１５ｃよりもローラ１３に近い側でローラ１３の楔形空間１６広大側への移動を規制して、そのローラ１３の板ばね連結片１５ｃへの衝突を阻止できるので、空転トルクの低減と耐久性の確保を両立することができる。

なお、本発明は、上述した各実施形態のような片持ち支持構造の釣具リールに用いられるワンウェイクラッチに限らず、ラジアル荷重を受けるような条件で使用されるワンウェイクラッチに特に効果的に適用することができる。

１ ワンウェイクラッチ
２ クラッチ軸
３ メインギヤ軸
４ ハンドル
５ 駆動歯車
６ スプール
７ 回転軸
８ 従動歯車
９ ボール軸受
１１ 内輪
１１ａ 円筒面
１２ 外輪
１２ａ カム面
１３ ローラ
１４ 保持器
１４ａ 環状部
１４ｂ 柱部
１４ｆ、１４ｇ ストッパ
１５ 板ばね
１５ａ 装着片
１５ｂ 押圧片
１５ｃ 連結片
１６ 楔形空間

Claims (4)

1. 入力トルクが加えられる内輪と、前記内輪の径方向外側に内輪と同軸に配される外輪と、前記内輪と外輪の間に組み込まれる複数のローラと、前記各ローラを転動自在に保持する保持器と、前記各ローラを所定方向に押圧する複数の板ばねとを備え、
   前記内輪の外周に円筒面が設けられており、前記外輪の内周には一方向に傾斜するカム面が複数設けられており、前記内輪の円筒面と外輪の各カム面との間には周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間が形成されており、これらの各楔形空間に前記ローラが配されており、前記保持器は、前記外輪に取り付けられる一対の環状部が複数の柱部で連結されて、その柱部どうしの間に前記ローラを保持しており、前記板ばねが前記保持器の各柱部に取り付けられて前記ローラを楔形空間の狭小部へ押し込んでいるワンウェイクラッチにおいて、
   前記板ばねは、前記保持器の柱部に装着される装着片と、前記ローラの内輪に臨む側の半円筒面を押圧する押圧片と、前記押圧片が押圧するローラに対向する位置で前記装着片と押圧片とを連結する連結片とからなり、前記保持器は、前記板ばねの連結片よりもローラに近い側でローラの楔形空間広大側への移動を規制するストッパが設けられており、
   前記板ばねの押圧片は、前記ローラの両端近傍でローラを押圧しており、
   前記保持器のストッパは、前記板ばねの押圧片のローラ押圧位置よりも軸方向内側で、前記保持器の柱部の側面から前記ローラに向かって突出していることを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記保持器のストッパは、前記板ばねの押圧片よりも径方向外側または径方向内側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
3. 前記板ばねの連結片は、前記ローラの軸方向中央部に対向する位置で径方向に延びており、前記保持器のストッパは、前記板ばねの押圧片よりも径方向外側で板ばねの連結片の両側に一対で設けられていることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記板ばねの連結片は、前記ローラの軸方向中央部に対向する位置で径方向に延びており、前記保持器のストッパは、前記板ばねの押圧片よりも径方向内側で軸方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。

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