JP2008138715A - 一方向クラッチ及び一方向クラッチ付き回転体 - Google Patents

Abstract

【課題】ころ抜け止め用のフランジが一端面に形成された外輪の内径面にカム面を有するポケットが形成され、そのポケットに収納されたころをカム面が作るクサビ角の狭小方向に付勢するようにした一方向クラッチにおいて、ロックの方向性の如何にかかわらず、同一構造の外輪が使用できるようにすることである。
【解決手段】外輪２１の内径面に設けられたポケット２２の周方向の中間点Ｏを含む半径方向の基準線Ｙの両側にカム面２８、さらに各カム面２８の両側にばね受け部２９がそれぞれ対称形に形成された構成とすることにより、ロックの方向性を変える場合は、同一構造の外輪２１を使用し付勢ばね片３１を反対側のばね受け部２９に挿入するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、一方向クラッチ及びこれを用いた一方向クラッチ付き回転体に関し、複写機、事務機の駆動部等に使用される。ここに回転体とは歯車、プーリー等の回転部品の総称である。

事務機等に用いられる一方向クラッチ１０として、図７（ａ）から（ｃ）に示したものが知られている（特許文献１）。この一方向クラッチ１０は、外輪１と、その内径面に設けられたポケット２に収納されたころ３と、前記ポケット２に収納された付勢ばね４とからなり、前記の外輪１はその一方の端面において前記ポケット２の端面を閉鎖するころの抜け止め用のフランジ５を有する。使用時においては外輪１の中心部に軸７が挿通される。前記のフランジ５は、外輪１の一方の端面に設けられ、他方の端面は開放されているので、この外輪１を片フランジ型と称することとする。

前記ポケット２の底面に前記軸７との間でクサビ角θを形成するカム面８が形成され、前記付勢ばね４のばね片１３が前記ころ３をクサビ角θの狭小方向に付勢する。付勢ばね４は、図７（ｃ）に示したように、環状部９の外周縁部からポケット２に対応した間隔で前記のばね片１３が切り起こされ、そのばね片１３がＵ字状に屈曲されたものである。この一方向クラッチ１０は、軸７が外輪１に対してクサビ角θの狭小方向（矢印Ａ参照）に回転した場合にロックし、これと逆方向に回転した場合にフリーとなる。

前記の一方向クラッチ１０は、通常、外環部材６（歯車、プーリー等の回転部品）の軸方向の一方の端面に設けられた収納凹部１１に前記フランジ５を開放側に向け、回り止め１４を介して収納され、該収納凹部１１の開口端内周面に形成された抜け止めリブ１２により抜け止めされる。
特開２０００−３５６２３０号公報

前記従来の一方向クラッチ１０については、その用途に応じてロック方向が反対のものが要求される場合がある。この場合、外輪１の向きを逆にするとポケット２の向きは逆向きとなるが、片フランジ型であるためフランジ５は収納凹部１１の内部を向くことになるので、同一構造の外輪１を転用することはできない。そのため、図８に示した逆向きの方向性をもった外輪１’を別に製作する必要があり、一方向クラッチのコスト高の原因となっていた。この場合、付勢ばね４も転用することはできないので、外輪１’の方向性に合ったものを製作しなければならない。

そこで、この発明は、片フランジ型の外輪を用いた一方向クラッチにおいて、その外輪をいずれのロック方向にも使用できるようにすることによって一方向クラッチのコストの低減を図ることを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、図１に示したように、外輪２１と、その内径面に設けられたポケット２２に収納されたころ２３と、前記ポケット２２の端部に設けられたばね受け部２９と前記ころ２３の間に介在された付勢ばね２４とからなり、前記外輪２１はその一方の端面において前記ポケット２２の端面を閉鎖するころ抜け止め用のフランジ２５を有し、前記外輪２１の中心部に軸２７を挿通して使用に供され、前記ポケット２２の底面に前記軸２７との間でクサビ角θを形成するカム面２８が形成され、前記付勢ばね２４が前記ころ２３をクサビ角θの狭小方向に付勢するようにした一方向クラッチ２０において、前記ポケット２２の周方向の中間点Ｏを含む基準線Ｙの両側に前記カム面２８と各カム面２８の一側方に前記ばね受け部２９がそれぞれ対称形に形成された構成とした。

前記構成の一方向クラッチ２０は、各ポケット２２に１個のころ２３が収納されるとともに、各ポケット２２の同じ側のばね受け部２９に付勢ばね２４を収納する。各ポケットには方向反対の２個所のクサビ角θが形成されるが、前記付勢ばね２４によってころ２３は一方のクサビ角θの狭小方向に付勢される。外輪２１に対し軸２７が前記クサビ角θの狭小方向に相対回転（矢印Ａ参照）すると、ころ２３がロックする。前記と逆方向に相対回転した場合はフリーとなる。ロック方向を逆にする場合は、図３に示したように、付勢ばね２４を前記と反対側のばね受け部２９に組み入れることにより、ころ２３を前記と反対側のクサビ角θの方向に付勢する。この場合は、軸２７と外輪２１が前記と逆方向（矢印Ｂ参照）に相対回転した場合にロックする。

以上のように、この発明によれば、一方向クラッチのロックの方向性を変える場合は、ばねの組み込み位置を変えるだけよく、外輪はいずれのロック方向にも共通に使用することができる。従って、一方向クラッチ及び一方向クラッチ付き回転体のコストの低減を図ることができる。また、外輪のフランジ及び柱部の双方又はいずれか一方をラジアル受け部とすることにより、ラジアル負荷を受ける使用においてもロック及びロック解除のクラッチ作用を安定よく行わせることができる。

以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１から図６に示した実施例の一方向クラッチ２０は、従来の場合と同様に、外輪２１と、その内径面に設けられたポケット２２に収納されたころ２３と、前記ポケット２２に収納された付勢ばね２４とからなる。

前記の外輪２１はその一方の端面において前記ポケット２２の端面を部分的に閉鎖するころ抜け止め用の内向きのフランジ２５を有する片フランジ型である。通常、外輪２１の外周に外環部材２６が嵌合され、使用時においては外輪２１の中心部に軸２７が挿通される。

前記の付勢ばね２４は、図２に示したように、環状部３０の外周縁部からポケット２２に対応した間隔でばね片３１を切り起こし、そのばね片３１をＵ字状に屈曲して形成されたものである。

前記ポケット２２の底面には、図４に示したように、周方向に２個所のカム面２８、２８と、各カム面２８の周方向外側にばね受け部２９が形成される。前記２個所のカム面２８、２８は、ポケット２２の底部中間点Ｏを通る半径方向の基準線Ｙ（立体的には、該基準線Ｙを含む基準面）の両側に対称形に形成される。図示の場合、両側のカム面２８、２８は前記基準線Ｙ上に中心Ｏ’を有する半径Ｒ（Ｒはころ２３の直径より若干大きい。）の円弧面より形成される。前記の中間点Ｏとその近傍においてころ２３の遊び部分が形成される。

また、前記の各カム面２８、２８の両側において、ばね受け部２９、２９が基準線Ｙを中心に対称形に形成される。各ばね受け部２９は、ポケット２２間の柱部３２の突出部３３によってポケット２２の内部に対して凹入した凹形に形成される。

図４において、実線と一点鎖線で示したように、ころ２３は両側のカム面２８、２８の部分において噛み込みを生じる。各噛み込み部分におけるカム面２８に対する接線と、軸２７外周面の前記基準線Ｙとの交点における接線とのなす角度をクサビ角θと称する。クサビ角θも左右対称形状に形成される。

前記の付勢ばね２４は、そのばね片３１が外輪２１のフランジ２５と反対側から各ポケット２２の一方のばね受け部２９（例えば、図１（ａ）の場合は図に向かって左側のばね受け部２９）に挿入され、ころ２３に押し当てられる。ころ２３は、前記ばね受け部２９と反対側のカム面２８（向かって右側のカム面２８）の方向、即ち、右側のクサビ角θ（図４参照）の狭小方向に付勢される。

図３は、前記と同一構造の外輪２１において、その向きを変えることなく、同じ端面において、付勢ばね２４’のばね片３１’を前記と反対側（右側）のばね受け部２９に挿入した場合である。この場合は、ころ２３は左側のクサビ角θの狭小方向に付勢される。

この付勢ばね２４’は、前記の付勢ばね２４と構成が相違している。即ち、前記の場合と同一形状に切り抜いたもののばね片３１’の切り越しを前記の場合と反対向きにしたものである。

前記外輪２１のフランジ２５は、図５（ａ）（ｂ）に示したように、軸２７に接近する微小すき間ａをもつように構成することにより、ラジアル受け部３４とすることができる。この場合、外輪２１の柱部３２の内径面と軸２７とのすき間ｂは前記すき間ａより大きく形成され、ラジアル受け部の機能は果たさない。図６（ａ）（ｂ）に示したものは、フランジ２５のすき間も柱部３２のすき間もともにａに形成され、両方ともラジアル受け部３４、３４’とした場合を示す。図示を省略しているが、柱部３２のみをラジアル受け部３４’とする場合もある。

以上述べた一方向クラッチ２０は、図１（ｂ）に示したように、外環部材２６の一方の端面に形成された収納凹部３６に、外輪２１のフランジ２５を開放側に向け、回り止め３７を介して嵌入される。また、前記収納凹部３６の開口部内周面に形成されたリブ３８により抜け止めされる。一方向クラッチ２０と外環部材２６との組み合わせからなる一方向クラッチ付き回転体は、外環部材２６が歯車、プーリー等に置き換えられる場合がある。

実施例の一方向クラッチ及び一方向クラッチ付き回転体は、以上のように構成され、次にその作用について説明する。

図１（ａ）に示した一方向クラッチ２０の場合は、同図の右回り矢印Ａの方向に軸２７と外輪２１が相対回転したときに、ころ２３が右側のカム面２８に噛み込んでロックする。回転方向が逆の場合はフリーとなる。

前記と同じ構成の外輪２１を使用してロックの方向を変える場合は、図３に示したように、方向性反対の付勢ばね２４’を用い、ばね片３１’を右側のばね受け部２９に挿入し、ころ２３を左側のカム面２８の側のクサビ角θの狭小方向に付勢する。この場合は、軸２７と外輪２１が同図の左回り矢印Ｂの方向に相対回転した場合にロックし、その反対方向に相対回転した場合にフリーとなる。

なお、図５及び図６に示したように、外輪２１のフランジ２５及び柱部３２のいずれか又は両方にラジアル受け部３４、３４’を設けた場合は、一方向クラッチ２０に作用するラジアル負荷をこれらのラジアル受け部３４、３４’において受けることができるので、一方向クラッチ２０の作用が安定する。

（ａ）実施例の縦断正面図、（ｂ）（ａ）図のＸ１−Ｘ１線の断面図 同上の分解斜視図 同上の方向性を変えた場合の縦断正面図 同上の一部省略一部拡大断面図 （ａ）変形例の一部省略一部拡大断面図、（ｂ）（ａ）図のＸ２−Ｘ２の断面図 （ａ）変形例の一部省略一部拡大断面図、（ｂ）（ａ）図のＸ３−Ｘ３の断面図 （ａ）従来例の縦断正面図、（ｂ）（ａ）図のＸ４―Ｘ４線の断面図、（ｃ）同上の付勢ばねの斜視図 従来例の方向性を逆にした場合の縦断正面図

符号の説明

２０ 一方向クラッチ
２１ 外輪
２２ ポケット
２３ ころ
２４、２４’ 付勢ばね
２５ フランジ
２６ 外環部材
２７ 軸
２８ カム面
２９ ばね受け部
３０ 環状部
３１、３１’ ばね片
３２ 柱部
３３ 突出部
３４、３４’ ラジアル受け部
３６ 収納凹部
３７ 回り止め
３８ 抜け止めリブ

Claims (4)

1. 外輪（２１）と、その内径面に設けられたポケット（２２）に収納されたころ（２３）と、前記ポケット（２２）の端部に設けられたばね受け部（２９）と前記ころ（２３）の間に介在された付勢ばね（２４）とからなり、前記外輪（２１）はその一方の端面において前記ポケット（２２）の端面を閉鎖するころ抜け止め用のフランジ（２５）を有し、前記外輪（２１）の中心部に軸（２７）を挿通して使用に供され、前記ポケット（２２）の底面に前記軸（２７）との間でクサビ角θを形成するカム面（２８）が形成され、前記付勢ばね（２４）が前記ころ（２３）をクサビ角θの狭小方向に付勢するようにした一方向クラッチにおいて、前記ポケット（２２）の周方向の中間点Ｏを含む基準線Ｙの両側に前記カム面（２８）と各カム面（２８）の一側方に前記ばね受け部（２９）がそれぞれ対称形に形成されたことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 前記のカム面（２８）が円弧面によって形成され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. 前記外輪（２１）のころ抜け止め用のフランジ（２５）及び柱部（３２）の一方又は双方がラジアル受け部（３４）（３４’）となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の一方向クラッチ（２０）と外環部材（２６）との組み合わせからなり、前記外環部材（２６）の軸方向の一方の端面に収納凹部（３６）が形成され、前記一方向クラッチ（２０）が該収納凹部（３６）に前記外輪（２１）のフランジ（２５）を開放側に向けて組み込まれたことを特徴とする一方向クラッチ付き回転体。

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