WO2016104167A1 - 一方向クラッチおよび逆入力防止クラッチ - Google Patents

一方向クラッチおよび逆入力防止クラッチ Download PDF

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wedge
shaped
rolling elements
shaped spring
clutch
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糸見　正二
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action

Definitions

  • the present invention relates to a one-way clutch and a reverse input-preventing clutch that incorporate rolling elements that serve as engagement elements in contact with each other.
  • the one-way clutch is provided with a plurality of cam surfaces inclined in one predetermined direction on one of the inner peripheral surface of the outer member and the outer peripheral surface of the inner member, and the other as a cylindrical surface.
  • a plurality of wedge-shaped spaces that are narrowed on one side in the circumferential direction are formed therebetween, and rolling elements that serve as engagement elements are accommodated in the respective wedge-shaped spaces, and each of these rolling elements is pushed into a narrow portion of the wedge-shaped space by an elastic member (
  • By engaging with the outer member and the inner member when one of the outer member and the inner member rotates in a predetermined direction, both members are locked and torque is transmitted to the other member. In many cases, when one member rotates in the opposite direction, the locked state of both members is released and only one member is idled.
  • the rolling element is a roller
  • the full-time type in order to make the elastic member that pushes each roller into the narrow part of the wedge-shaped space easy to be incorporated into the clutch and hardly damaged with respect to the one-way clutch of the full-roller type, an outer member is used as the elastic member.
  • a C-shaped spring arranged so as to extend along the arrangement of the rollers between the inner members is used, and the hook portion provided at one end of the C-shaped spring is elastically reduced in diameter. It has been proposed to incorporate a hook portion that is locked to a side member and that is provided at the other end so as to contact one of the rollers (see Patent Document 1 below).
  • the reverse input prevention clutch transmits the rotation to the output member when an input torque is applied to the input member, and prevents the input member from rotating when the reverse input torque is applied to the output member.
  • This is a clutch having a function.
  • this reverse input prevention clutch for example, torque transmission that transmits the rotation of the input member to the output member with a slight angular delay between the input member and the output member that rotate about the same axis.
  • a fixing member having a cylindrical surface facing each of the cam surfaces, and a plurality of cam surfaces that are inclined in a predetermined direction and a cam surface that is inclined in the other direction.
  • Coil springs are provided as elastic members that house the rollers as rolling elements in contact with each other in each wedge-shaped space, and push each roller into the narrow portion of the first or second wedge-shaped space. Narrow part of wedge-shaped space and second wedge A position narrow portion of the space facing in the circumferential direction, there is obtained by inserting the column portion of the linked cage to rotate integrally with the input member (see below Patent Document 2.).
  • each roller is pushed into the narrow portion of the first or second wedge-shaped space by the elastic force of the coil spring and is engaged with the fixing member and the output member. Therefore, even if reverse input torque in any direction is applied to the output member, the output member is locked to the fixed member, and the input member does not rotate.
  • the column of the cage that rotates integrally with the input member causes the rollers facing each other in the rotation direction to be elastic with the coil spring.
  • the output member After the output member is released from the locked state by pushing it against the wide side of the first or second wedge-shaped space against the force, the output member is provided by torque transmitting means provided between the input member and the output member. Torque is transmitted to the output member so that the output member rotates.
  • the C-shaped spring is formed of a thick wire (a round wire with a large wire diameter or a square wire with a large one side)
  • the position where the other end side hook portion comes into contact with the roller approaches the pitch circle of the roller arrangement,
  • the locking failure between the outer member and the inner member and the hooking of the other end side hook portion are less likely to occur, but since the secondary moment of the section of the C-shaped spring increases and the spring constant increases, Due to the dimensional error, the idling torque varies greatly.
  • the coil spring is incorporated at a position where the large portion of the first wedge-shaped space and the large portion of the second wedge-shaped space are opposed to each other in the circumferential direction. If the torque transmission capacity is increased by increasing the number, the installation space of the coil spring cannot be increased. For this reason, in order to obtain a stable locking operation when a reverse input torque is applied to the output member, it is necessary to use a coil spring having a relatively large spring constant.
  • the present invention provides a one-way clutch and a reverse input prevention clutch that incorporate rolling elements serving as engaging elements in contact with each other, while ensuring the stability of the clutch operation, and the variation and reverse of the idling torque of the one-way clutch. It is an object to reduce the rotational torque of the input prevention clutch.
  • the present invention provides a plurality of cam surfaces that are inclined in a predetermined direction on one of the inner peripheral surface of the outer member and the outer peripheral surface of the inner member, and the other is a cylindrical surface.
  • a plurality of wedge-shaped spaces that are continuously narrowed on one side in the circumferential direction are formed between the outer member and the inner member, and rolling elements are accommodated in the wedge-shaped spaces in contact with each other.
  • a C-shaped spring extending along the arrangement of the rolling elements is disposed between the side member and the inner member, and one end of the C-shaped spring is elastically reduced in diameter to the outer member or the inner member.
  • a hook portion provided at the other end is brought into contact with one of the rolling elements, and the rolling elements are pushed into the narrow part of the wedge-shaped space by the elastic force of the C-shaped spring.
  • a configuration in which the hook portion at the other end of the C-shaped spring is curved is adopted.
  • the hook portion that is provided at the other end of the C-shaped spring that is locked at one end and is in contact with one of the rolling elements is curved.
  • the hook portion can press the rolling elements in the vicinity of the pitch circle of the arrangement of the rolling elements, and the locking operation of both members when torque transmission is performed between the outer member and the inner member.
  • the outer member or the inner member is to be idled, the other end side hook portion of the C-shaped spring is less likely to be bitten and a smooth idling operation is obtained. It is.
  • the C-shaped spring can be formed of a wire material having a small spring constant (thin), so that variation in idling torque due to a dimensional error of each component can be suppressed.
  • the hook part at the other end of the C-shaped spring is brought into contact with one of the rolling elements at at least two points near the pitch circle of the arrangement of the rolling elements, the outer member and the inner member It is possible to further enhance the stability of the locking operation, and to more reliably prevent the hook portion on the other end side of the C-shaped spring from being bitten.
  • the present invention provides a torque transmission means for transmitting the rotation of the input member to the output member with a slight angular delay between the input member and the output member that rotate about the same axis, and the outer periphery of the output member.
  • a plurality of cam surfaces inclined in one predetermined direction and a cam surface inclined in the other direction are continuously provided on the surface or the inner peripheral surface, and a fixing member having a cylindrical surface facing each of the cam surfaces is provided,
  • a plurality of first wedge-shaped spaces narrowed on one side in the circumferential direction and a plurality of second wedge-shaped spaces narrowed on the other side in the circumferential direction are continuously formed between the output member and the fixing member,
  • the rolling elements are accommodated in the wedge-shaped space in contact with each other, and an elastic member is provided to push each rolling element into the narrow portion of the first or second wedge-shaped space, and the narrow portion of the first wedge-shaped space and the second In the position where the narrow part of the wedge-shaped space is opposed in the circumferential direction,
  • a C-shaped spring with curved hook portions at both ends contacting each of the rolling elements is used as an elastic member that presses the rolling elements.
  • the one-way clutch of the present invention uses a C-shaped spring having a curved hook portion that abuts one of the rolling elements, so that the hook portion causes the rolling elements to move around the pitch circle of the arrangement of the rolling elements. Since it can be pressed, the stability of the locking operation is high, and the hook portion of the C-shaped spring is unlikely to bite, and a smooth idling operation can be obtained. As a result, the spring constant of the C-shaped spring can be set to be small, and variations in idling torque due to dimensional errors of each component can be suppressed.
  • the reverse input prevention clutch of the present invention uses a C-shaped spring with curved hook portions at both ends contacting each of the rolling elements as an elastic member that presses the rolling elements. Rotation torque can be reduced by setting the spring constant smaller than the case of using a conventional coil spring while ensuring the stability of the locking operation against.
  • the one-way clutch is provided with a plurality of cam surfaces 1 a that are continuously inclined in a predetermined direction on the inner peripheral surface of an outer ring (outer member) 1, and a rotary shaft (inner member) 2 that passes through the outer ring 1.
  • a plurality of wedge-shaped spaces 3 that are narrow on one side in the circumferential direction are formed continuously between the outer ring 1 and the rotating shaft 2 with the outer peripheral surface being a cylindrical surface.
  • each roller 4 are accommodated in contact with each other, and each roller 4 is pushed into a narrow portion of the wedge-shaped space 3 by a C-shaped spring 5 arranged so as to extend along the arrangement of the rollers 4 between the outer ring 1 and the rotating shaft 2. It is of the general style.
  • a plurality of protrusions 1b extending in the axial direction are integrally formed on the outer peripheral surface of the outer ring 1 as torque transmission means. Further, a locking groove 1c for locking one end of the C-shaped spring 5 is provided on one inner circumferential surface of the outer ring 1 as described later.
  • the C-shaped spring 5 is formed of a round wire, and hook portions 5a and 5b extending along the clutch axial direction are provided at both ends thereof.
  • the hook portion 5a at one end is formed so as to extend linearly, and the hook portion 5b at the other end is formed so as to be bent in a substantially square shape in a cross section in the clutch radial direction.
  • the C-shaped spring 5 is elastically contracted, and the hook portion 5a at one end is locked by one side wall of the locking groove 1c of the outer ring 1, and the hook portion 5b at the other end is engaged with the outer ring 1.
  • the roller 4 is assembled so as to abut on the outer peripheral surface of the roller 4 disposed in the vicinity of the other side wall of the stop groove 1c at two points in the vicinity of the pitch circle P1 in the arrangement of the rollers 4. Thereby, the pressing force due to the elastic force of the C-shaped spring 5 is transmitted from the rollers 4 contacting the C-shaped spring 5 to all the other rollers 4, and each roller 4 is pushed into the narrow portion of the wedge-shaped space 3.
  • the outer ring 1 and the rotary shaft 2 are engaged.
  • This one-way clutch is configured as described above, and when input torque is applied to the rotating shaft 2, when the rotating shaft 2 rotates clockwise in FIG. 1, the outer ring 1 and the rotating shaft 2 are connected via the rollers 4.
  • the locked state of the outer ring 1 and the rotary shaft 2 is released and only the rotary shaft 2 rotates idle.
  • torque is transmitted to the rotating shaft 2 when the outer ring 1 rotates counterclockwise, and when the outer ring 1 rotates clockwise, the outer ring 1 and the rollers 4
  • the C-shaped spring 5 idles integrally.
  • the other end side hook portion 5b of the C-shaped spring 5 is formed in a curved shape and presses the rollers 4 at two points near the pitch circle P1 of the arrangement of the rollers 4.
  • both members when the torque is transmitted between the outer ring 1 and the rotating shaft 2 as compared with the other end side hook portion pressing the roller near the cam surface over the entire length.
  • the other end side hook portion 5b of the C-shaped spring 5 is unlikely to be caught, and a smooth idling operation is achieved. can get.
  • the C-shaped spring 5 can be formed of a wire material having a small spring constant (small), there is an advantage that variation in idling torque due to a dimensional error of each component is small.
  • FIG. 3A and 3B show a modification of the other end side hook portion 5b of the C-shaped spring 5.
  • FIG. 3A is an example in which the other end side hook portion 5b is bent in a substantially annular shape and is brought into contact with the roller 4 at two points as in the example of FIG. 2, and FIG. This is an example in which the roller 4 is curved and contacted with the roller 4 at three points. If the number of locations where the other end side hook portion 5b of the C-shaped spring 5 contacts the roller 4 near the pitch circle P1 in the arrangement of the rollers 4 is two or more as in these examples, the contact location is 1 Rather than using only a point, the stability of the locking operation of the outer ring 1 and the rotating shaft 2 is increased, which is preferable.
  • the reverse input preventing clutch includes an input shaft (input member) 11, an output member 14 including an output shaft 12 and an inner ring 13, a fixing member 18 including a housing 15, an outer ring 16 and a presser lid 17, an inner ring 13 and an outer ring 16.
  • a retainer 19 having two column portions 19 a inserted between the rollers 19, rollers (rolling elements serving as engaging elements) 20 incorporated between both column portions 19 a of the retainer 19, and the inner ring 13 and the outer ring 16.
  • two C-shaped springs 21 arranged so as to extend along the arrangement of the rollers 20 therebetween.
  • the input shaft 11 is provided with an engaging portion 11a having a two-sided width portion in the vicinity of the tip thereof, and the engaging portion 11a is inserted into an engaging hole 13a provided in the center of the inner ring 13 and has a small diameter tip.
  • the portion 11 b is fitted in a shaft hole 12 a provided at the center of the end surface of the output shaft 12, and rotates around the same axis as the output shaft 12.
  • the output member 14 is formed by connecting the output shaft 12 and the inner ring 13 so as to rotate integrally.
  • the engagement hole 13a of the inner ring 13 is formed with a two-surface width portion facing the two-surface width portion of the engagement portion 11a of the input shaft 11 with a slight gap, and the input shaft 11 is slightly rotated. It is transmitted to the inner ring 13 and the output shaft 12 with a slight angular delay.
  • the fixing member 18 is formed by fitting an outer ring 16 and a presser lid 17 in order on the inner periphery of the housing 15.
  • the outer ring 16 is restrained so as not to rotate by the housing 15 and is prevented from coming off by a presser lid 17.
  • the retainer 19 is provided with a column part 19 a at a position opposite to the periphery of the disk part 19 b through which the input shaft 11 passes, and the disk part 19 b is fitted to the outer periphery of the engaging part 11 a of the input shaft 11. It is fixed and rotates together with the input shaft 11.
  • the outer peripheral surface of the inner ring 13 is provided with a plurality of cam surfaces 13b inclined in one predetermined direction and cam surfaces 13c inclined in the other direction.
  • a plurality of first wedge-shaped spaces 22a narrowing on one side in the circumferential direction and a plurality of second wedge-shaped spaces 22b narrowing on the other side in the circumferential direction are formed between the inner ring 13 and the outer ring 16 in succession. Yes.
  • the continuous wedge-shaped spaces 22a and 22b are accommodated in a state where the rollers 20 are in contact with each other, and are held at positions where the narrow portion of the first wedge-shaped space 22a and the narrow portion of the second wedge-shaped space 22b are opposed to each other in the circumferential direction.
  • the column part 19a of the container 19 is inserted.
  • Each of the C-shaped springs 21 is formed of a round wire, and hook portions 21a that extend along the axial direction of the clutch and bend in a substantially square shape in the clutch radial cross section are provided at both ends thereof. . Then, in a state where the diameter of the hook portion 21a is elastically reduced, one of the rollers 20 in which the hook portion 21a at one end is accommodated in the first wedge-shaped space 22a and the roller in which the hook portion 21a at the other end is accommodated in the second wedge-shaped space 22b. 20 is incorporated so as to abut at two points in the vicinity of the pitch circle P2 in the arrangement of the rollers 20, respectively. Thereby, each C-shaped spring 21 pushes each roller 20 into the narrow part of the 1st or 2nd wedge-shaped space 22a, 22b with the elastic force.
  • This reverse input prevention clutch has the above-described configuration, and each roller 20 is pushed into the narrow portion of the first or second wedge-shaped space 22a, 22b by the elastic force of the C-shaped spring 21, and the outer ring 16 and the inner ring 13 Since they are engaged, the output member 14 is locked to the fixed member 18 and the input shaft 11 does not rotate even if reverse input torque in any direction is applied to the output shaft 12.
  • a C-shaped spring 21 is used as an elastic member that presses the rollers 20 assembled in contact with each other, and hook portions 21a at both ends thereof are formed in a curved form, Since each of the hook portions 21a presses the rollers 20 at two points near the pitch circle P2 in the arrangement of the rollers 20, the stability of the locking operation against the reverse input torque is ensured and the conventional coil spring is used. Also, the spring constant can be set small to reduce the rotational torque.
  • the hook portions 21a at both ends of the C-shaped spring 21 are less likely to be caught between the rollers 20 and the cam surfaces 13b and 13c of the inner ring 13 due to the curved form, so that input torque is applied to the input shaft 11.
  • the column portion 19a of the retainer 19 smoothly pushes the roller 20 to the wide side of the first or second wedge-shaped space 22a, 22b, and the locked state of the output member 14 and the fixing member 18 is released. Can do.
  • the hook portions 21a at both ends of the C-shaped spring 21 are only inserted in the space where the wide portion of the first wedge-shaped space 22a and the wide portion of the second wedge-shaped space 22b are opposed in the circumferential direction.
  • the movement amount of the roller 20 when the column portion 19a of the retainer 19 pushes the roller 20 is set larger, and the locked state of the output member 14 and the fixing member 18 is released. This can be performed more reliably.
  • the one-way clutch and the reverse input prevention clutch using the rollers 4 and 20 as the rolling elements serving as the engagement elements have been described.
  • the present invention uses balls other than the rollers as the rolling elements.
  • the present invention can be applied to the one-way clutch and the reverse input prevention clutch.
  • the cam surface and the cylindrical surface are arranged opposite to the first embodiment, the cam surface is provided on the outer peripheral surface of the inner member, and the inner peripheral surface of the outer member is a cylindrical surface. Also good.
  • the arrangement of the output member and the fixing member is reversed from that of the second embodiment, and the fixing member having the outer peripheral cylindrical surface inside the output member provided with the cam surface on the inner peripheral surface. May be arranged.

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Abstract

　互いに当接するころ（転動体）（４）を外輪（１）と回転軸（２）の間の楔形空間（３）の狭小部に押し込むＣ形ばね（５）の両端に設けたフック部（５ａ、５ｂ）のうち、ころ（４）の一つと当接する他端のフック部（５ｂ）を湾曲させることにより、その他端側フック部（５ｂ）がころ（４）をころ（４）の配列のピッチ円（Ｐ１）付近で押圧できるようにして、外輪（１）と回転軸（２）の間でトルク伝達を行うときの両部材（１、２）のロック動作の安定性を向上させるとともに、Ｃ形ばね（５）の他端側フック部（５ｂ）の噛み込みを生じにくくして、スムーズな空転動作が得られるようにした。Ｃ形ばね（５）のばね定数を小さく設定して、各部品の寸法誤差による空転トルクのバラツキを抑えることもできる。

Description

一方向クラッチおよび逆入力防止クラッチ
　本発明は、係合子となる転動体を互いに当接する状態で組み込んだ一方向クラッチと逆入力防止クラッチに関する。
　一方向クラッチは、外方部材の内周面と内方部材の外周面の一方に、所定の一方向に傾斜するカム面を複数設け、他方を円筒面として、外方部材と内方部材の間に周方向の一側で狭小となる楔形空間を複数形成し、各楔形空間に係合子となる転動体を収容して、これらの各転動体を弾性部材で楔形空間の狭小部に押し込む（外方部材および内方部材と係合させる）ことにより、外方部材と内方部材のうちの一方の部材が所定方向に回転するときに、両部材がロックして他方の部材にトルクが伝達され、一方の部材が逆方向に回転するときには、両部材のロック状態が解除されて一方の部材のみが空転するようにしたものが多い。
　また、上記のような一方向クラッチには、転動体の配置数を多くしてトルク伝達能力を大きくするために、すべての転動体を互いに当接する状態で組み込んだものがある（転動体がころの場合は総ころ形式と呼ばれる）。そして、総ころ形式の一方向クラッチに対して、各ころを楔形空間の狭小部に押し込む弾性部材をクラッチへの組み込みが容易で損傷しにくいものとするために、その弾性部材として外方部材と内方部材の間でころの配列に沿って延びるように配置されるＣ形ばねを用い、このＣ形ばねを弾性縮径させた状態で、その一端に設けたフック部が外方部材または内方部材に係止され、他端に設けたフック部がころの一つに当接するように組み込むことが提案されている（下記特許文献１参照。）。
　一方、逆入力防止クラッチは、入力部材に入力トルクが加えられたときは、その回転を出力部材に伝達し、出力部材に逆入力トルクが加えられたときは、入力部材が回転しないようにする機能を有するクラッチである。
　この逆入力防止クラッチの具体的な構成としては、例えば、同一軸心のまわりに回転する入力部材と出力部材との間に、入力部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力部材に伝達するトルク伝達手段を設け、出力部材の外周面に所定の一方向に傾斜するカム面と他方向に傾斜するカム面をそれぞれ連続して複数設け、これらの各カム面と対向する円筒面を有する固定部材を設けて、出力部材と固定部材の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間と周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間をそれぞれ連続して複数形成し、各楔形空間に係合子となる転動体としてのころを互いに当接する状態で収容し、各ころを第１または第２の楔形空間の狭小部に押し込む弾性部材としてのコイルばねを設け、第１の楔形空間の狭小部と第２の楔形空間の狭小部が周方向で対向する位置に、入力部材と一体回転するように連結された保持器の柱部を挿入したものがある（下記特許文献２参照。）。
　上記特許文献２に記載された逆入力防止クラッチでは、各ころがコイルばねの弾性力で第１または第２の楔形空間の狭小部に押し込まれて、固定部材および出力部材と係合しているので、出力部材にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても、出力部材が固定部材にロックされ、入力部材も回転しない。一方、入力部材に入力トルクが加えられたときには、入力部材がいずれの方向に回転しても、入力部材と一体に回転する保持器の柱部が、回転方向で対向するころをコイルばねの弾性力に抗して第１または第２の楔形空間の広大側へ押し出すことにより、出力部材がロック状態から解放された後、入力部材と出力部材との間に設けられたトルク伝達手段によって出力部材へのトルク伝達が行われ、出力部材が回転するようになっている。
特許第３９８９７０２号公報 特許第４８０６２６４号公報
　ところで、前記特許文献１の一方向クラッチでは、Ｃ形ばねの両端にクラッチ軸方向に直線的に延びるフック部が設けられており、その他端側フック部が全長にわたってカム面と接する状態でころの一つを押圧するようになっているので、ころをその配列のピッチ円付近で押圧することができず、外方部材と内方部材のうちの一方の部材が所定方向に回転するときに、両部材のロック動作が不安定となって他方の部材の回転が不規則に変化することがある。
　また、外方部材と内方部材のうち、カム面が設けられた方の部材が所定方向と逆の方向に回転するときに、Ｃ形ばねの他端側フック部がころとカム面との間に噛み込むことにより、そのカム面側の部材が空転できなくなり、もう一方の部材も同じ方向に回転してしまうおそれがある。
　これに対し、Ｃ形ばねを太い線材（線径の大きい丸線材や一辺が大きい角線材）で形成すれば、その他端側フック部がころと当接する位置がころの配列のピッチ円に近づき、上述したような外方部材と内方部材のロック不良や他端側フック部の噛み込みは生じにくくなるが、Ｃ形ばねの断面２次モーメントが大きくなってばね定数が大きくなるので、各部品の寸法誤差によって空転トルクが大きくばらつくようになる。
　一方、前記特許文献２の逆入力防止クラッチでは、第１の楔形空間の広大部と第２の楔形空間の広大部が周方向で対向する位置にコイルばねが組み込まれるので、ころの配置数を多くしてトルク伝達能力を大きくしようとすると、コイルばねの組込みスペースは大きくとれないことになる。このため、出力部材に逆入力トルクが加えられたときに安定したロック動作を得るには、比較的ばね定数の大きいコイルばねを用いることが必要になる。しかし、コイルばねのばね定数が大きいと、入力部材に入力トルクが加えられることにより、保持器の柱部がころを第１または第２の楔形空間の広大側へ押し出して出力部材と固定部材のロック状態を解除するときに、ころの移動量分だけコイルばねを圧縮するのに必要な力が大きくなって、回転トルクが大きくなりやすいという問題がある。
　そこで、本発明は、係合子となる転動体を互いに当接する状態で組み込んだ一方向クラッチおよび逆入力防止クラッチにおいて、クラッチ動作の安定性を確保しつつ、一方向クラッチの空転トルクのバラツキや逆入力防止クラッチの回転トルクの低減を図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、外方部材の内周面と内方部材の外周面の一方に、所定の一方向に傾斜するカム面を連続して複数設け、他方を円筒面として、前記外方部材と内方部材の間に周方向の一側で狭小となる楔形空間を連続して複数形成し、前記各楔形空間に転動体を互いに当接する状態で収容し、前記外方部材と内方部材の間に前記転動体の配列に沿って延びるＣ形ばねを配置し、前記Ｃ形ばねを弾性縮径させた状態で、その一端を前記外方部材または内方部材に係止するとともに、他端に設けたフック部を前記転動体の一つに当接させて、このＣ形ばねの弾性力により前記各転動体を前記楔形空間の狭小部に押し込むようにした一方向クラッチにおいて、前記Ｃ形ばねの他端のフック部を湾曲させた構成を採用した。
　すなわち、転動体を互いに当接する状態で組み込んだ一方向クラッチに対しては、一端を係止されるＣ形ばねの他端に設けられて転動体の一つに当接するフック部を、湾曲した形態で形成することにより、そのフック部が転動体を転動体の配列のピッチ円付近で押圧できるようにして、外方部材と内方部材の間でトルク伝達を行うときの両部材のロック動作の安定性を向上させ、外方部材または内方部材を空転させようとするときには、Ｃ形ばねの他端側フック部の噛み込みを生じにくくして、スムーズな空転動作が得られるようにしたのである。また、その結果、Ｃ形ばねをばね定数の小さい（細い）線材で形成できるようになるので、各部品の寸法誤差による空転トルクのバラツキを抑えることができる。
　ここで、前記Ｃ形ばねの他端のフック部を、前記転動体の配列のピッチ円付近の少なくとも２点で転動体の一つに当接させるようにすれば、外方部材と内方部材のロック動作の安定性を一層高めることができ、Ｃ形ばねの他端側フック部の噛み込みをより確実に防止できるようになる。
　また、本発明は、同一軸心のまわりに回転する入力部材と出力部材との間に、入力部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力部材に伝達するトルク伝達手段を設け、前記出力部材の外周面または内周面に、所定の一方向に傾斜するカム面と他方向に傾斜するカム面をそれぞれ連続して複数設け、これらの各カム面と対向する円筒面を有する固定部材を設けて、前記出力部材と固定部材の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間と周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間をそれぞれ連続して複数形成し、前記各楔形空間に転動体を互いに当接する状態で収容し、前記各転動体を前記第１または第２の楔形空間の狭小部に押し込む弾性部材を設け、前記第１の楔形空間の狭小部と第２の楔形空間の狭小部が周方向で対向する位置に、前記入力部材と一体回転するように連結された保持器の柱部を挿入した逆入力防止クラッチにおいて、前記弾性部材として、前記出力部材と固定部材の間で前記転動体の配列に沿って延びるように配置され、弾性縮径した状態で、その両端に設けたフック部がそれぞれ前記転動体の一つに当接するように組み込まれるＣ形ばねを用い、このＣ形ばねの両端のフック部を湾曲させた構成を採用した。
　すなわち、転動体を互いに当接する状態で組み込んだ逆入力防止クラッチに対しては、転動体を押圧する弾性部材として、それぞれ転動体の一つに当接する両端のフック部が湾曲したＣ形ばねを用いることにより、逆入力トルクに対して安定したロック動作が得られるようにしたのである。また、その結果、従来のコイルばねを用いる場合よりもばね定数を小さく設定して、出力部材と固定部材のロック状態を解除するのに必要な力を小さくできるので、回転トルクの低減を図ることができる。
　また、前記Ｃ形ばねの両端のフック部を、前記転動体の配列のピッチ円付近の少なくとも２点で転動体の一つに当接させるようにすれば、逆入力トルクに対するロック動作の安定性を一層高めることができる。
　上述したように、本発明の一方向クラッチは、転動体の一つに当接するフック部が湾曲したＣ形ばねを用いることにより、そのフック部が転動体を転動体の配列のピッチ円付近で押圧できるようにしたものであるから、ロック動作の安定性が高いうえ、Ｃ形ばねのフック部の噛み込みが生じにくく、スムーズな空転動作が得られる。また、その結果、Ｃ形ばねのばね定数を小さく設定して、各部品の寸法誤差による空転トルクのバラツキを抑えることもできる。
　そして、本発明の逆入力防止クラッチは、転動体を押圧する弾性部材として、それぞれ転動体の一つに当接する両端のフック部が湾曲したＣ形ばねを用いたものであるから、逆入力トルクに対するロック動作の安定性を確保しながら、従来のコイルばねを用いる場合よりもばね定数を小さく設定して、回転トルクの低減を図ることができる。
第１実施形態の一方向クラッチの縦断正面図 図１のII－II線に沿った断面図 Ｃ形ばねの他端側フック部の変形例を示す断面図 Ｃ形ばねの他端側フック部の変形例を示す断面図 第２実施形態の逆入力防止クラッチの縦断正面図 図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図
　以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は第１実施形態の一方向クラッチを示す。この一方向クラッチは、外輪（外方部材）１の内周面に所定の一方向に傾斜するカム面１ａを連続して複数設け、外輪１に通される回転軸（内方部材）２の外周面を円筒面として、外輪１と回転軸２の間に周方向の一側で狭小となる楔形空間３を連続して複数形成し、各楔形空間３にころ（係合子となる転動体）４を互いに当接する状態で収容し、外輪１と回転軸２の間でころ４の配列に沿って延びるように配置したＣ形ばね５で各ころ４を楔形空間３の狭小部に押し込むようにした総ころ形式のものである。
　前記外輪１の外周面には、軸方向に延びる複数の突条１ｂがトルク伝達手段として一体形成されている。また、外輪１の内周面には、その周方向の１箇所に、後述するようにＣ形ばね５の一端を係止するための係止溝１ｃが設けられている。
　前記Ｃ形ばね５は、丸線材で形成されており、その両端にクラッチ軸方向に沿って延びるフック部５ａ、５ｂが設けられている。その一端のフック部５ａは直線的に延びるように形成されており、他端のフック部５ｂはクラッチ径方向断面で略くの字状に湾曲するように形成されている。
　そして、このＣ形ばね５は、弾性縮径した状態で、その一端のフック部５ａが外輪１の係止溝１ｃの一側壁で係止され、他端のフック部５ｂが、外輪１の係止溝１ｃの他側壁の近傍に配されたころ４の外周面にころ４の配列のピッチ円Ｐ１付近の２点で当接するように組み込まれている。これにより、Ｃ形ばね５の弾性力による押圧力が、Ｃ形ばね５と当接するころ４からそれ以外の全てのころ４に伝達され、各ころ４が楔形空間３の狭小部に押し込まれて外輪１および回転軸２と係合するようになっている。
　この一方向クラッチは、上記の構成であり、回転軸２に入力トルクが加えられる場合に、図１において回転軸２が時計回りに回転すると、ころ４を介して外輪１と回転軸２とがロックして回転軸２のトルクが外輪１に伝達され、回転軸２が反時計回りに回転するときは、外輪１と回転軸２のロック状態が解除されて回転軸２のみが空転する。逆に、外輪１に入力トルクが加えられる場合は、外輪１が反時計回りに回転すると回転軸２にトルクが伝達され、外輪１が時計回りに回転するときは、外輪１と各ころ４とＣ形ばね５が一体に空転する。
　ここで、この一方向クラッチでは、Ｃ形ばね５の他端側フック部５ｂが湾曲した形態で形成され、ころ４をころ４の配列のピッチ円Ｐ１付近の２点で押圧しているので、従来のＣ形ばねを用いた場合に、その他端側フック部が全長にわたってカム面の近傍でころを押圧するのに比べて、外輪１と回転軸２の間でトルク伝達を行うときの両部材１、２のロック動作の安定性が高いうえ、外輪１または回転軸２を空転させようとするときには、Ｃ形ばね５の他端側フック部５ｂの噛み込みが生じにくく、スムーズな空転動作が得られる。また、その結果、Ｃ形ばね５をばね定数の小さい（細い）線材で形成できるので、各部品の寸法誤差による空転トルクのバラツキが小さいという利点もある。
　図３Ａ、図３ＢはＣ形ばね５の他端側フック部５ｂの変形例を示す。そのうち、図３Ａは他端側フック部５ｂを略環状に湾曲させて、図２の例と同様に２点でころ４に当接させた例であり、図３Ｂは他端側フック部５ｂを波状に湾曲させて、３点でころ４に当接させた例である。これらの例のようにＣ形ばね５の他端側フック部５ｂがころ４の配列のピッチ円Ｐ１付近でころ４と当接する箇所の数を２点以上とすれば、その当接箇所を１点のみとするよりも、外輪１と回転軸２のロック動作の安定性が高まるので好ましい。
　図４および図５は第２実施形態の逆入力防止クラッチを示す。この逆入力防止クラッチは、入力軸（入力部材）１１と、出力軸１２および内輪１３からなる出力部材１４と、ハウジング１５、外輪１６および押え蓋１７からなる固定部材１８と、内輪１３と外輪１６との間に挿入される２本の柱部１９ａを有する保持器１９と、保持器１９の両柱部１９ａ間に組み込まれるころ（係合子となる転動体）２０と、内輪１３と外輪１６の間でころ２０の配列に沿って延びるように配置される２つのＣ形ばね２１とを備えている。
　前記入力軸１１は、その先端付近に二面幅部を有する係合部１１ａが設けられ、この係合部１１ａが内輪１３の中央に設けられた係合穴１３ａに挿入されるとともに、小径先端部１１ｂが出力軸１２の端面中央に設けられた軸穴１２ａに嵌めこまれて、出力軸１２と同一軸心のまわりに回転するようになっている。
　前記出力部材１４は、出力軸１２と内輪１３とを一体回転するように連結したものである。そして、その内輪１３の係合穴１３ａには、入力軸１１の係合部１１ａの二面幅部と僅かな隙間をおいて対向する二面幅部が形成され、入力軸１１の回転が僅かな角度遅れをもって内輪１３および出力軸１２に伝達されるようになっている。
　前記固定部材１８は、ハウジング１５の内周に外輪１６と押え蓋１７を順に嵌めこんだものである。その外輪１６は、ハウジング１５によって回転不能に拘束され、押え蓋１７によって抜け止めされている。
　前記保持器１９は、入力軸１１を通す円板部１９ｂの周縁の相対する位置に柱部１９ａを設けたもので、その円板部１９ｂが入力軸１１の係合部１１ａの外周に嵌合固定されて、入力軸１１と一体に回転するようになっている。
　また、図４に示すように、前記内輪１３の外周面には、所定の一方向に傾斜するカム面１３ｂと他方向に傾斜するカム面１３ｃがそれぞれ連続して複数設けられており、これにより、内輪１３と外輪１６の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間２２ａと周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間２２ｂがそれぞれ連続して複数形成されている。連続する楔形空間２２ａ、２２ｂには、ころ２０が互いに当接する状態で収容され、第１の楔形空間２２ａの狭小部と第２の楔形空間２２ｂの狭小部が周方向で対向する位置に、保持器１９の柱部１９ａが挿入されている。
　また、前記各Ｃ形ばね２１は、丸線材で形成されており、その両端にクラッチ軸方向に沿って延び、クラッチ径方向断面で略くの字状に湾曲するフック部２１ａが設けられている。そして、弾性縮径した状態で、一端のフック部２１ａが第１の楔形空間２２ａに収容されたころ２０の一つに、他端のフック部２１ａが第２の楔形空間２２ｂに収容されたころ２０の一つに、それぞれころ２０の配列のピッチ円Ｐ２付近の２点で当接するように組み込まれている。これにより、各Ｃ形ばね２１が、その弾性力で、各ころ２０を第１または第２の楔形空間２２ａ、２２ｂの狭小部に押し込むようになっている。
　この逆入力防止クラッチは、上記の構成であり、各ころ２０がＣ形ばね２１の弾性力で第１または第２の楔形空間２２ａ、２２ｂの狭小部に押し込まれて、外輪１６および内輪１３と係合しているので、出力軸１２にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても、出力部材１４が固定部材１８にロックされ、入力軸１１も回転しない。
　一方、入力軸１１に入力トルクが加えられたときには、入力軸１１がいずれの方向に回転しても、入力軸１１と一体に回転する保持器１９の柱部１９ａが、回転方向で対向するころ２０をＣ形ばね２１の弾性力に抗して第１または第２の楔形空間２２ａ、２２ｂの広大側へ押し出すことにより、出力部材１４がロック状態から解放される。そして、入力軸１１がさらに回転してその係合部１１ａの二面幅部が内輪１３の係合穴１３ａの二面幅部と係合すると、入力軸１１の回転が内輪１３を介して出力軸１２に伝達される。
　ここで、この逆入力防止クラッチでは、互いに当接する状態で組み込まれたころ２０を押圧する弾性部材としてＣ形ばね２１を用い、その両端のフック部２１ａを湾曲した形態で形成して、両端のフック部２１ａがそれぞれころ２０をころ２０の配列のピッチ円Ｐ２付近の２点で押圧するようにしたので、逆入力トルクに対するロック動作の安定性を確保しながら、従来のコイルばねを用いる場合よりもばね定数を小さく設定して、回転トルクの低減を図ることができる。
　また、Ｃ形ばね２１の両端のフック部２１ａは、その湾曲した形態によってころ２０と内輪１３のカム面１３ｂ、１３ｃとの間に噛み込みにくくなっているので、入力軸１１に入力トルクが加えられたときに、保持器１９の柱部１９ａがころ２０をスムーズに第１または第２の楔形空間２２ａ、２２ｂの広大側へ押し出して、出力部材１４と固定部材１８のロック状態を解除することができる。
　さらに、第１の楔形空間２２ａの広大部と第２の楔形空間２２ｂの広大部が周方向で対向する位置のスペースには、Ｃ形ばね２１の両端のフック部２１ａが挿入されているだけなので、従来のコイルばねを組み込む場合に比べて、保持器１９の柱部１９ａがころ２０を押すときのころ２０の移動量を大きく設定して、出力部材１４と固定部材１８のロック状態の解除がより確実に行われるようにすることができる。
　なお、上述した各実施形態では、係合子となる転動体としてころ４、２０を用いた一方向クラッチおよび逆入力防止クラッチについて説明したが、本発明は、転動体としてころ以外のボール等を用いた一方向クラッチや逆入力防止クラッチにももちろん適用することができる。
　また、本発明の一方向クラッチでは、カム面と円筒面の配置を第１実施形態と逆にして、内方部材の外周面にカム面を設け、外方部材の内周面を円筒面としてもよい。一方、本発明の逆入力防止クラッチでは、出力部材と固定部材の配置を第２実施形態と逆にして、内周面にカム面を設けた出力部材の内側に、外周円筒面を有する固定部材を配するようにしてもよい。
１　外輪（外方部材）
１ａ　カム面
２　回転軸（内方部材）
３　楔形空間
４　ころ（転動体）
５　Ｃ形ばね
５ａ、５ｂ　フック部
１１　入力軸（入力部材）
１１ａ　係合部
１２　出力軸
１３　内輪
１３ａ　係合穴
１３ｂ、１３ｃ　カム面
１４　出力部材
１５　ハウジング
１６　外輪
１７　押え蓋
１８　固定部材
１９　保持器
１９ａ　柱部
２０　ころ（転動体）
２１　Ｃ形ばね
２１ａ　フック部
２２ａ　第１の楔形空間
２２ｂ　第２の楔形空間
Ｐ１、Ｐ２　ピッチ円

Claims (4)

  1. 　外方部材の内周面と内方部材の外周面の一方に、所定の一方向に傾斜するカム面を連続して複数設け、他方を円筒面として、前記外方部材と内方部材の間に周方向の一側で狭小となる楔形空間を連続して複数形成し、前記各楔形空間に転動体を互いに当接する状態で収容し、前記外方部材と内方部材の間に前記転動体の配列に沿って延びるＣ形ばねを配置し、前記Ｃ形ばねを弾性縮径させた状態で、その一端を前記外方部材または内方部材に係止するとともに、他端に設けたフック部を前記転動体の一つに当接させて、このＣ形ばねの弾性力により前記各転動体を前記楔形空間の狭小部に押し込むようにした一方向クラッチにおいて、前記Ｃ形ばねの他端のフック部を湾曲させたことを特徴とする一方向クラッチ。
  2. 　前記Ｃ形ばねの他端のフック部を、前記転動体の配列のピッチ円付近の少なくとも２点で転動体の一つに当接させたことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
  3. 　同一軸心のまわりに回転する入力部材と出力部材との間に、入力部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力部材に伝達するトルク伝達手段を設け、前記出力部材の外周面または内周面に、所定の一方向に傾斜するカム面と他方向に傾斜するカム面をそれぞれ連続して複数設け、これらの各カム面と対向する円筒面を有する固定部材を設けて、前記出力部材と固定部材の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間と周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間をそれぞれ連続して複数形成し、前記各楔形空間に転動体を互いに当接する状態で収容し、前記各転動体を前記第１または第２の楔形空間の狭小部に押し込む弾性部材を設け、前記第１の楔形空間の狭小部と第２の楔形空間の狭小部が周方向で対向する位置に、前記入力部材と一体回転するように連結された保持器の柱部を挿入した逆入力防止クラッチにおいて、前記弾性部材として、前記出力部材と固定部材の間で前記転動体の配列に沿って延びるように配置され、弾性縮径した状態で、その両端に設けたフック部がそれぞれ前記転動体の一つに当接するように組み込まれるＣ形ばねを用い、このＣ形ばねの両端のフック部を湾曲させたことを特徴とする逆入力防止クラッチ。
  4. 　前記Ｃ形ばねの両端のフック部を、前記転動体の配列のピッチ円付近の少なくとも２点で転動体の一つに当接させたことを特徴とする請求項３に記載の逆入力防止クラッチ。
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