JPH09177835A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの一方向クラッチを同一軸に並列に配し
て、両方向クラッチとして用いるとき、片方のクラッチ
の往復動に他方が連動しないようにすることである。 【解決手段】 外輪１１の内側に保持器１２、転動体及
びばねが配され、上記保持器１２には上記転動体を挿入
するポケット１４が形成され、上記保持器１２のポケッ
ト１４の一側面にばねを挿入する凹状のばね用溝１５が
形成された一方向クラッチにおいて、上記保持器部ポケ
ット１４のばね用溝１５を有する側面と反対側の側面に
凹状のピン用溝１６が形成され、上記ポケット１４の開
口端側の保持器の端面に凸形状の係合突起１８が形成さ
れ、上記保持器のポケット１４の開口端側に、上記ピン
用溝１６に挿入されるピン１７、上記係合突起１８が挿
入される凹状の係合凹所１９を有するブレーキリング１
３が配され、上記ブレーキリング１３の周面に摩擦部材
を設けたのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一方向クラッチ
に関し、詳しくは、外輪を回転することにより噛み込み
を生じる方向が互いに逆になるように、２つの一方向ク
ラッチを同一軸に並列に配したとき、片方の一方向クラ
ッチの往復動に他方の一方向クラッチが連動しない一方
向クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】一方向クラッチは、外輪の内側に保持
器、転動体及びばねが配され、上記保持器には上記転動
体を挿入するポケットが形成され、上記保持器部ポケッ
トの一側面にばねを挿入する凹状のばね用溝が形成され
ている。また、上記外輪の内周面には、所定間隔ごとに
所定方向に傾斜したカム面が形成され、上記ポケット
は、上記保持器内面側に配される軸の周面と上記カム面
との距離が所定の周方向に狭くなるくさび形空間となっ
ている。上記くさび形空間に挿入された上記転動体が、
上記くさび形空間の狭い方向に移動すると、上記外輪と
上記内輪とに噛み込み、トルクが伝達される。

【０００３】上記一方向クラッチは、図１０に示すよう
に、内輪としての軸２にセットされたとき、レバー３が
所定の方向に回転したときにその回転が軸２に伝えられ
るが、レバー３が上記の方向と逆方向に回転したとき
は、その回転が軸２に伝えられず、軸２は回転しない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記一方向クラッチ
は、レバー３によるトルクを軸２に伝えた後、レバー３
の位置を元に戻すことができるが、一方向回転のみにし
かトルクを軸２に伝えることができない。このため、自
転車等の多段変速機の切替え装置のように両方向にトル
クを伝える必要がある場合は、上記一方向クラッチは使
えず、両方向クラッチを用いる必要がある。しかし、両
方向クラッチでは、レバーの往復動によるトルクがいず
れも、軸に伝達されるため、トルクを伝達して変速機を
切り替えた後、レバーを元の位置に戻すことができな
い。

【０００５】これに対し、図１１に示すように、外輪を
回転することにより噛み込みを生じる方向が互いに逆に
なるように、２つの上記一方向クラッチ５、６を並べて
軸２に設置することが考えられる。

【０００６】この場合、片方の上記一方向クラッチ５の
外輪を噛み込みを生じる方向に回転すると、軸２にその
トルクが伝達される。また、上記一方向クラッチ５を噛
み込みを生じる方向と逆に回転させた場合は、軸２にト
ルクが伝達されないので、上記一方向クラッチ５のレバ
ーを元の位置に戻すことができる。

【０００７】しかし、上記一方向クラッチ５の外輪を噛
み込みを生じる方向に回転すると、軸２にそのトルクが
伝達されて、軸２はその方向に回転する。このとき、他
方の上記一方向クラッチ６も一緒に回転してしまう。

【０００８】上記問題点を解決するため、上記一方向ク
ラッチの転動体のばねと反対側に固定ピンを設けること
が考えられる。このようにすれば、転動体が固定ピンに
より移動を遮られるため、上記一方向クラッチの回転に
より軸が回転しても、他方の一方向クラッチの回転を抑
止することができる。

【０００９】しかし、上記固定ピンを設けた場合、上記
一方向クラッチが噛み込みを生じる方向に回転する分だ
け、保持器内に上記固定ピンが通る孔を設ける必要があ
る。この孔を大きくすると、保持器の強度が弱くなって
しまう。これに対し、この孔を小さくすると、上記一方
向クラッチが伝える移動距離が小さくなり、軸に充分な
運動量が伝達できなくなる。

【００１０】そこで、この発明の課題は、外輪を回転す
ることにより上記噛み込みを生じる方向が互いに逆にな
るように、２つの一方向クラッチを同一軸に並列に配し
て、両方向クラッチとして用いるとき、片方の一方向ク
ラッチの往復動に他方の一方向クラッチが連動せず、ま
た、回転角度に制限のない一方向クラッチを提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、外輪の内側に保持器、転動体及びばね
が配され、上記保持器には上記転動体を挿入するポケッ
トが形成され、上記保持器部ポケットの一側面にばねを
挿入する凹状のばね用溝が形成され、上記外輪の内周面
には、所定間隔ごとに所定方向に傾斜したカム面が形成
され、上記ポケットは、上記保持器内面側に配される軸
の周面と上記カム面との距離が所定の周方向に狭くなる
くさび形空間となっており、上記くさび形空間に挿入さ
れた上記転動体が、上記くさび形空間の狭い方向に移動
して上記外輪と上記内輪とに噛み込むことにより、トル
クが伝達される一方向クラッチにおいて、上記保持器部
ポケットのばね用溝を有する側面と反対側の側面に凹状
のピン用溝が形成され、上記ポケットの開口端側の保持
器の端面に凸形状の係合突起が形成され、上記保持器の
ポケットの開口端側に、上記ピン用溝に挿入されるピ
ン、上記係合突起が挿入される凹状の係合凹所を有する
ブレーキリングが配され、上記ブレーキリングの周面に
摩擦部材を設けたのである。

【００１２】周面に摩擦部材を配したブレーキリングに
ピンを設けて、このピンを転動体のばねが配される側と
反対側に配したので、内輪である軸が回転しても、ブレ
ーキリングを回転させるトルクは得られないため、内輪
の回転によって転動体が移動することが防がれる。この
ため、片方の一方向クラッチの外輪の回転により軸が回
転しても、他方の一方向クラッチの連動が防がれる。ま
た、一方向クラッチの外輪を、上記ブレーキリングが回
転し得る以上のトルクで回転させたとき、ピンも回転し
得るので、一方向クラッチを任意角度だけ回転させるこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
を参照して説明する。

【００１４】この発明に係る一方向クラッチは、図１に
示すように、外輪１１の内側に保持器１２、転動体及び
ばねが配され、上記保持器１２には上記転動体を挿入す
るポケット１４が形成される。また、上記保持器１２の
ポケット１４の一側面にばねを挿入する凹状のばね用溝
１５が形成され、反対の側面に凹状のピン用溝１６が形
成される。さらに上記ポケット１４の開口端側の保持器
１２の端面に凸形状の係合突起１８が形成されている。

【００１５】この保持器１２のポケット１４の開口端側
に、ブレーキリング１３が配される。このブレーキリン
グ１３の周面に摩擦部材を配するための溝２０が設けら
れており、ここに摩擦部材が配される。また、ブレーキ
リング１３の端面には、上記ピン用溝１６に挿入される
ようにピン１７が形成されている。

【００１６】図１記載の部品及び転動体及びばねを組み
合わせて、図２又は図３に記載のように配置する。すな
わち、レバー２６の内側にレバー２６と動きを共にする
外輪１１が配され、その内周面側に保持器１２が配され
る。この保持器１２のポケット部にころ等の転動体２１
が配され、上記ポケット部の両端側に設けられた溝、す
なわち、ばね用溝及びピン用溝にばね２２及び上記ピン
１７が配される。また、保持器１２の内周面側には、内
輪としての軸２３が配される。

【００１７】このとき、転動体２１の内周面には、所定
間隔ごとに所定方向に傾斜したカム面３１が形成されて
おり、上記ポケットには、カム面３１と軸２３の外周面
３２との距離が所定の周方向（図２では、時計回り方
向）に狭くなるくさび形空間２７を形成している。

【００１８】また、図３に示すように、保持器１２のポ
ケットの開口端側にブレーキリング１３が配され、その
周面に設けられた溝には摩擦部材２４が配される。この
摩擦部材２４は、Ｏ−リング等のような、所定の力が加
えられることにより滑りが生じるような、摩擦部材であ
ればよい。この摩擦部材２４は、回転しないケース２５
と接しており、ブレーキリング１３に加えられるトルク
が所定以上になると回転が生じる。

【００１９】この一方向クラッチの作動は、ブレーキリ
ング１３側からみた断面図である図４に示すとおりであ
る。すなわち、外輪１１に力を加えない状態では、図４
（ａ）に示すとおりで、転動体２１は、ばね２２とピン
１７の間に挟まれている。また、転動体２１は、外輪カ
ム面３１及び内輪外周面３２と噛み込んでいないので、
自由回転の状態にある。

【００２０】外輪１１を反時計方向に回転させ始める
と、図４（ｂ）に示すように、くさび形空間２７内の転
動体２１が、相対的に時計回り方向（くさび形空間２７
の狭い方向）に移動する。このとき転動体２１が、外輪
カム面３１と内輪外周面３２とに噛み込み、外輪１１の
トルクが軸２３に伝達され始める。

【００２１】さらに外輪１１を反時計方向に回転させる
と、図４（ｃ）に示すように、転動体２１が外輪カム面
３１と内輪外周面３２とに噛み込んだ状態が保持された
状態で、ピン用溝１６の端面がピン１７を押す。ピン１
７を押すトルクが、所定以上となると、ブレーキリング
が回転を始めるので、外輪１１の回転に伴ってピン１７
が反時計回りの方向に回転する。この回転角度は、特に
制限するものがないので、任意の角度だけ回転できる。

【００２２】また、図４（ｃ）の状態から外輪１１を時
計回りに逆回転させると、図４（ｂ）、図４（ａ）の状
態へと移行し、外輪カム面３１と内輪外周面３２とに噛
み込みから転動体２１が解除される。このため、外輪１
１と軸２３は分離され、外輪１１と軸２３とのトルク伝
達が行われなくなる。

【００２３】このため、一定方向（図４の場合反時計方
向）に回転させると、そのトルクが軸に伝達され、軸も
回転する。しかし、逆回転（図４の場合時計方向）させ
ると空転し、軸にトルクを伝達しない。よって、所定量
回転させてトルクを伝達し、その後、逆回転させて、外
輪１１を元の状態に戻すことができる。

【００２４】上記逆回転させて外輪１１を元の位置に戻
す方法としては、任意の方法が用いられ、例えば、手動
によって元に戻す方法や、ばね等により自動的に逆回転
させて元の状態に戻す方法等があげられる。

【００２５】外輪１１を噛み込む方向に回転させると、
上記のように、保持器１２がピン１７を押すことになる
が、ピン１７自体は細いため、直接トルクがかかると折
れる等の破損のおそれがある。このため、図１に示すよ
うに、保持器１２のポケット１４の開口端側の保持器の
端面に凸形状の係合突起１８を形成し、ブレーキリング
１３には、係合突起１８が挿入される凹状の係合凹所１
９を設ける。

【００２６】図１の各部品、転動体、ばね、摩擦部材２
４を組み立てて、ブレーキリング１３側からみた正面図
を図５に示す。図４と図５は、いずれもブレーキリング
１３側からみた図であり、図４（ａ）のように力を加え
ていない状態を図５（ａ）に示し、図４（ｃ）のよう
に、外輪のトルクが軸２３に伝達されている状態を図５
（ｂ）に示す。外輪１１に力を加えない状態では、係合
突起１８が係合凹所１９の端面と接していないが、外輪
１１を反時計方向に回転させると、保持器及び係合突起
１８も反時計方向に回転し、保持器とピンが接触するま
でに図５（ｂ）のように、係合突起１８と係合凹所１９
の端部とが接触する。このため、ピンにトルクがかかる
ことはなく、係合突起１８が直接ブレーキリング１３を
回転させる。これにより、ピンの破損等を防止できる。

【００２７】このような一方向クラッチ２つの組合せか
らなり、各クラッチの外輪を回転することにより上記噛
み込みを生じる方向が互いに逆になるように、同一の軸
に並列に配して両方向クラッチとして用いた場合を図６
に示す。一方の一方向クラッチ２８を噛み込みを生じる
方向に回転させたとき、トルクが軸３０に伝達され、軸
３０もその方向に回転する。このとき、他方の一方向ク
ラッチ２９は、軸３０の回転に伴い転動体が移動しよう
とするが、ピンを動かす程度のトルクが得られないの
で、ピンは動かず、転動体の動きは遮られる。このた
め、一方の一方向クラッチ２８の往復動に他方の一方向
クラッチ２９が連動するのを防ぐことができる。

【００２８】ところで、図１のブレーキリング１３は、
周方向に摩擦部材を挿入する溝２０を有しており、成形
加工するとき、溝２０を同時に成形することができず、
溝無しのブレーキリング１３を成形したあとに切削して
溝２０を製造する必要がある。また、図１の保持器１５
とブレーキリング１３は互いに嵌合する部分がないため
はずれる場合が生じる。

【００２９】さらに、ブレーキリング１３の周面の溝に
はめられる摩擦部材は、その外径側またはその内径側の
いずれかで滑りを生じるが、使用方法、使用状態等によ
って、どちらで滑るかが安定せず、滑り摩擦力が安定し
ない。

【００３０】このような問題点を解決するため、図７に
示すように、ブレーキリング１３の周面の溝部分に溝底
凸部を所定間隔に設けることができる。また、ブレーキ
リング１３の係合凹所１９に凹部３６を設け、これと嵌
合するように保持器１２の係合突起１８に凸部３７を設
けることができ、ブレーキリング１３の周面の溝の両側
面のつば３８を所定間隔ごとに設けることもできる。

【００３１】このようにすることにより、溝底凸部３９
により摩擦部材の内径側の摩擦力が増し、摩擦部材の滑
りを外径側に固定して滑り摩擦力を安定させることがで
きる。また、図８（ａ）に示すように、ブレーキリング
１３の係合凹所１９に凹部３６と、保持器１２の係合突
起１８に凸部３７とが嵌合するので、保持器１２とブレ
ーキリング１３の脱離を防止できる。さらに、図８
（ｂ）に示すように、ブレーキング１３のつば３８を、
所定間隔ごとに設けることにより、一回の成形加工でブ
レーキリング１３を成形することができる。

【００３２】さらにまた、図１又は図７のブレーキリン
グ１３の周面の形状のかわりに、図９に示すような、そ
の外径周面部に弾力性を持たせたブレーキリング４０を
用いてもよい。このようなブレーキリング４０を用いる
と、摩擦部材を用いることなく目的を達成することがで
きる。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、周面に摩擦部材を配
したブレーキリングにピンを設けて、このピンを転動体
のばねは配される側と反対側に配したので、内輪である
軸が回転しても、ブレーキリングを回転させるトルクは
得られないため、内輪の回転によって転動体が移動する
ことが防がれる。このため、片方の一方向クラッチの外
輪の回転により軸が回転しても、他方の一方向クラッチ
の連動が防がれる。

【００３４】また、一方向クラッチの外輪を、上記ブレ
ーキリングが回転し得る以上のトルクで回転させたと
き、ピンも回転するので、一方向クラッチを任意角度だ
け回転させることができる。

【００３５】さらに、一方向クラッチの回転を抑止する
ものがないので、任意の角度だけ外輪を回転させること
ができ、外輪から軸へ充分なトルクが伝達できる。ま
た、転動体の数に回転量が制限を受けないので、多くの
転動体を組み込むことができ、トルク容量を大きくする
ことができる。

【００３６】さらにまた、逆回転も任意の角度だけ回転
させることができるので、これまであった外輪とレバー
の位置合わせが必要でなくなり、組立性が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る一方向クラッチの一部部品の例
を示す分解斜視図

【図２】この発明に係る一方向クラッチの例を示す縦断
正面図

【図３】この発明に係る一方向クラッチの例を示す縦断
側面図

【図４】（ａ）図２のトルクがかからない状態を示す縦
断正面図 （ｂ）（ａ）の外輪を反時計方向に回転させ始めた状態
を示す縦断正面図 （ｃ）（ａ）の外輪を反時計方向に回転させた状態を示
す縦断正面図

【図５】（ａ）この発明にかかる一方向クラッチの正面
図 （ｂ）（ａ）の外輪を反時計方向に回転させた状態を示
す正面図

【図６】（ａ）この発明に係る一方向クラッチを２つ組
み合わせた例を示す側面図 （ｂ）（ａ）の正面図

【図７】この発明に係る一方向クラッチの他の一部部品
の例を示す分解斜視図

【図８】（ａ）図７の部品を用いた一方向クラッチの一
部拡大断面図 （ｂ）図７のブレーキリングの一部拡大図

【図９】この発明に係る一方向クラッチの他の例を示す
縦断側面図

【図１０】（ａ）従来の一方向クラッチの例を示す縦断
側面図 （ｂ）（ａ）の縦断正面図

【図１１】（ａ）従来の一方向クラッチを２つ並べた例
を示す縦断側面図 （ｂ）（ａ）の縦断正面図

【符号の説明】

１ 一方向クラッチ ２ 軸 ３ レバー ４ 軸受 ５ 一方向クラッチ ６ 一方向クラッチ １１ 外輪 １２ 保持器 １３ ブレーキリング １４ ポケット １５ ばね用溝 １６ ピン用溝 １７ ピン １８ 係合突起 １９ 係合凹所 ２０ 溝 ２１ 転動体 ２２ ばね ２３ 軸 ２４ 摩擦部材 ２５ ケース ２６ レバー ２７ くさび形空間 ２８ 一方向クラッチ ２９ 一方向クラッチ ３０ 軸 ３１ カム面 ３２ 内輪外周面 ３３ トルク伝達手段 ３６ 凹部 ３７ 凸部 ３８ つば ３９ 溝底凸部 ４０ ブレーキリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪の内側に保持器、転動体及びばねが
   配され、上記保持器には上記転動体を挿入するポケット
   が形成され、上記保持器のポケットの一側面にばねを挿
   入する凹状のばね用溝が形成され、上記外輪の内周面に
   は、所定間隔ごとに所定方向に傾斜したカム面が形成さ
   れ、上記ポケットは、上記保持器内面側に配される軸の
   周面と上記カム面との距離が所定の周方向に狭くなるく
   さび形空間となっており、上記くさび形空間に挿入され
   た上記転動体が、上記くさび形空間の狭い方向に移動し
   て上記外輪と上記内輪とに噛み込むことにより、トルク
   が伝達される一方向クラッチにおいて、上記保持器部ポ
   ケットのばね用溝を有する側面と反対側の側面に凹状の
   ピン用溝が形成され、上記ポケットの開口端側の保持器
   の端面に凸形状の係合突起が形成され、上記保持器のポ
   ケットの開口端側に、上記ピン用溝に挿入されるピン、
   上記係合突起が挿入される凹状の係合凹所を有するブレ
   ーキリングが配され、上記ブレーキリングの周面に摩擦
   部材が設けられた一方向クラッチ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の一方向クラッチ２つの
   組合せからなり、各クラッチの外輪を回転することによ
   り上記噛み込みを生じる方向が互いに逆になるように、
   同一の軸に並列に配された両方向クラッチ。