JP3985124B2

JP3985124B2 - 一方向クラッチ

Info

Publication number: JP3985124B2
Application number: JP2000124244A
Authority: JP
Inventors: 一生伊賀
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: JP2001304301A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸方向の寸法が小さいコンパクトな一方向クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、釣具のリールや複写機の紙送り機構などには、図７，図８に示すようなローラクラッチと呼ばれる一方向クラッチが組み込まれている。
【０００３】
このローラクラッチは、外輪１０と、内輪に相当する軸１１と、多数のローラ１２と、その保持器１３と、バネ１４とからなるものであって、図７に示すように、外輪１０の軸方向両端には内向きの鍔部１０ａ，１０ａが折曲形成されており、また、外輪１０の内周面には図８に示すように多数のカム面１０ｂが等間隔をあけて形成されている。そして、多数のローラ１２がそれぞれのカム面１０ｂと軸１１との間に配設され、外輪１０の内側に固定された保持器１３によって保持されると共に、バネ１４によってカム面１０ｂに食い込む方向に付勢されている。
【０００４】
このようなローラクラッチでは、例えば、内輪に相当する軸１１が時計方向に回転すると、その回転力を受けたローラ１２がバネ１４の付勢力に抗してカム面１０ｂに食い込まない方向（時計方向）に変位し、外輪１０に対してローラ１２が空転して軸１１の回転力が外輪１０に伝達されないため、所謂オーバーラン状態となる。これに対し、軸１１が反時計方向に回転する場合は、その回転力とバネ１４の付勢力を受けてローラ１２がカム面１０ｂに食い込む方向（反時計方向）に変位してカム面１０ｂに食い込むため、軸１１が所謂ロック状態となってその回転力が外輪１０に伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のローラクラッチは、既述したように一方向の回転のみを伝達できるものであるが、外輪１０のカム面１０ｂと軸１１との間に介在させるローラ１２が、加工上の制約から、ある程度の長さを必要とするため、外輪１０の軸方向の寸法Ｗ（幅寸法）が大きくなり、軸方向に大きい装着スペースが必要になるという問題があった。
【０００６】
また、このローラクラッチは、軸１１に対する軸方向の位置決め手段が存在しないため、別途、位置決め手段を設ける必要があるという問題もあった。
【０００７】
本発明は斯かる問題に対処すべくなされたもので、その目的とするところは、従来のローラクラッチよりも軸方向の寸法が小さく、軸（シャフト）に対する位置決めも簡単に行えるコンパクトな一方向クラッチを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る一方向クラッチは、
２枚の内輪プレートが貼合わされて、外輪装着用空隙部と転動体の軌道が２枚の内輪プレートの外周縁間に形成された内輪と、
転動体を収容する複数の穴が円周方向に等間隔をあけて形成され、内周縁が上記内輪の外輪装着用空隙部に挟まれて回動自在に装着された板状の外輪と、
上記外輪の各穴に転動体として収容され、各穴の外輪外周側のカム面と、上記軌道を形成する２枚の内輪プレートの外周縁とによって保持されたボールと、
上記内輪、上記外輪および上記ボールが収容され、上記外輪が回転不能に固定された蓋付きのハウジング部材であって、その蓋の裏面に上記ボールを上記内輪側に付勢する弾性片が円周方向に等間隔をあけて突設された蓋付きのハウジング部材と、を具備してなり、
上記外輪の外周には複数の回り止め用の凹部が等間隔をあけて形成され、この凹部を上記ハウジング部材の内周面に形成された凸部と噛み合わせることによって、上記外輪が上記ハウジング部材に回転不能に固定されており、
上記蓋の外周面には複数の凹部が等間隔をあけて形成され、この凹部が上記ハウジング部材の内周面の上記凸部と噛み合うように上記蓋を上記ハウジング部材に被着することで、上記各弾性片の先端が上記各ボールに弾接するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
このような構成の一方向クラッチは、その軸方向の寸法（幅寸法）が、転動体の軌道を形成する２枚の内輪プレートの外周縁の部分で最大となるが、転動体としてローラではなくボールを使用しているため、この軌道を形成する外周縁から外周縁までの寸法が短くなって、実質的にボールの直径に双方の外周縁の厚みを加えた寸法となり、従来のローラを組込んだローラクラッチに比べると、軸方向の寸法をかなり短縮することが可能となる。しかも、この一方向クラッチは、２枚の内輪プレートを貼合わせた内輪を軸（シャフト）に固定するだけで、簡単に軸方向の位置決めを行って取付けることができる。
【００１０】
上記のように内輪をシャフトに取付固定して、例えば、ボールがカム面に食い込まない方向にシャフトと内輪を回転させると、ボールが外輪の穴の中で空転してシャフトと内輪の回転力が外輪に伝達されないためオーバーラン状態となり、逆に、ボールがカム面に食い込む方向にシャフトと内輪を回転させると、ボールが外輪の穴の中でカム面に食い込んでロック状態となるため、外輪に対する内輪及びシャフトの回転が阻止される。
【００１２】
また、このような一方向クラッチは、裏面に弾性片を設けた蓋を例えば合成樹脂の射出成形等の手段によって容易且つ安価に量産できる上に、この蓋をハウジング部材に被着するだけで各弾性片を一斉にボールに弾接させることができるため、クラッチ組立作業も簡単になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る一方向クラッチの正面図、図２は同クラッチの断面図、図３（ａ）及び（ｂ）は同クラッチの内輪の断面図及び正面図、図４（ａ）及び（ｂ）は同クラッチの外輪の断面図及び正面図である。
【００１５】
この一方向クラッチは、図１，図２に示すように、内輪１と、外輪２と、転動体であるボール３と、バネ４とで構成されている。
【００１６】
内輪１は、図３に示すように、打抜きプレス成形されたステンレス製の２枚の内輪プレート１ａ，１ａを貼合わせたもので、双方の内輪プレート１ａ，１ａの外周縁には段部１ｂ，１ｂと湾曲部１ｃ，１ｃが形成されている。そして、この外周縁の段部１ｂ，１ｂの間が外輪装着用空間部１ｄとされ、外周縁の湾曲部１ｃ，１ｃの間に転動体（ボール３）の軌道１ｅが形成されている。また、この内輪１の内周はＤカットの形状とされ、シャフトに固定されたとき大きいトルクを負荷できるようになっている。
【００１７】
なお、この実施形態では、２枚の内輪プレート１ａ，１ａをリベット１ｆで４箇所接合して貼合わせているが、スポット溶接等の他の接合手段を採用して貼合わせてもよい。
【００１８】
一方、外輪２は、図４に示ように、打抜きプレスによってボール３を収容する複数（この実施形態では６つ）の穴２ａを円周方向に等間隔をあけて形成したステンレス製の板状の外輪であり、図２に示すように、この外輪２の内周縁が上記内輪１の外輪装着用空隙部１ｄに挟まれて回転自在に装着されている。
【００１９】
ボール３を収容する上記の穴２ａは、その外輪外周側にカム面２ｂが形成されており、後述するように、内輪１が外輪２に対して一方向に回転したときにボール３がカム面２ｂに食い込むようになっている。また、この外輪２の外周には、複数（この実施形態では６つ）の回止め用の凹部２ｃが等間隔をあけて形成されており、後述するハウジング部材５に回転不能に収容できるようになっている。なお、穴２ａや凹部２ｃの数は６つに限定されるものではない。
【００２０】
図１、図２に示すように、上記外輪２の各穴２ａには転動体としてボール３が収容されており、該ボール３は各穴のカム面２ｂと、前記軌道１ｅを形成する２枚の内輪プレート１ａ，１ａの外周縁の湾曲部１ｃ，１ｃとによって保持されている。そして、各ボール３はバネ４によってカム面２ｂに食い込む方向に付勢されている。尚、図１では、バネ４をコイルスプリングのように模式的に示しているが、バネ４としては後述する弾性片５ｃなどが好適に採用される。
【００２１】
以上のような構成の一方向クラッチは、軸方向の寸法Ｗ（幅寸法）が、転動体の軌道を形成する２枚の内輪プレート１ａ，１ａ外周縁の湾曲部１ｃ，１ｃで最大となるが、転動体としてローラではなくボール３を使用しているため、最大の軸方向の寸法Ｗは実質的にボール３の直径に双方の外周縁の湾曲部１ｃ，１ｃの板厚を加えた寸法となり、従来のローラを組込んだローラクラッチに比べると、軸方向の寸法Ｗをかなり短縮することが可能となる。しかも、この一方向クラッチは、内輪１をシャフト６に固定することで、簡単に軸方向の位置決めを行うことができる。
【００２２】
このように内輪１をシャフト６に取付固定し、該内輪１を図１において例えば時計方向に回転させると、その回転力を受けたボール３がバネ４に抗して時計方向に転動変位し、外輪２の穴２ａの中でボール３が空転して内輪１の回転力が外輪２に伝達されないため、オーバーラン状態となる。そして、内輪１を反時計方向に回転させると、その回転力とバネ４の付勢力を受けたボール３が反時計方向に転動変位し、外輪２の穴２ａの中でボール３がカム面２ｂに食い込んでロック状態となるため、外輪２に対する内輪１の回転が阻止されて内輪１の回転力が外輪２に伝達される。
【００２３】
図５は本発明の他の実施形態に係る一方向クラッチの断面図、図６は同クラッチのハウジング部材の蓋の背面図である。
【００２４】
この実施形態の一方向クラッチは、蓋５ａ付きのハウジング部材５（例えばギヤ、プーリ等）に前述の一方向クラッチを収容し、その外輪２の前記凹部２ｃをハウジング部材５の内周面に形成された凸部と噛み合わせることによって、外輪２をハウジング部材５に回転不能に固定したものである。
【００２５】
このハウジング部材５の蓋５ａは、例えばポリアセタール等の弾性のある合成樹脂を射出成形したものであって、図５，図６に示すように、内輪プレート１ａの外周縁の湾曲部１ｃが嵌まり込む環状溝５ｂが裏面に形成されており、この環状溝５ｂの底面には、外輪２の各穴２ａに収容された前記ボール３を内輪１側に付勢する６つの円弧状の弾性片５ｃが円周方向に等間隔をあけて突設されている。そして、この蓋５ａの外周面には６つの凹部５ｄが等間隔で形成されており、この凹部５ｄがハウジング部材５の内周面の上記凸部と噛み合うように蓋５ａをハウジング部材５に被着すると、各弾性片５ｃの先端が各ボール３に弾接して、内輪１側に各ボール３を付勢するようになっている。
【００２６】
上記のような一方向クラッチは、裏面に弾性片５ｃを一体成形した蓋５ａを合成樹脂の射出成形によって容易且つ安価に量産できる上に、この蓋５ａをハウジング部材５に被着するだけで各弾性片５ｃを一斉にボール３に弾接させることができるため、クラッチ組立作業も簡単になるといった利点がある。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の一方向クラッチは、従来のローラクラッチよりも軸方向の寸法（幅寸法）をかなり短縮して薄型化することができ、シャフトに対する軸方向の位置決めや組立作業も簡単に行えるといった顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る一方向クラッチの正面図である。
【図２】同クラッチの断面図である。
【図３】（ａ）は同クラッチの内輪の断面図、（ｂ）は同クラッチの内輪の正面図である。
【図４】（ａ）は同クラッチの外輪の断面図、（ｂ）は同クラッチの外輪の正面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る一方向クラッチの断面図である。
【図６】同クラッチのハウジング部材の蓋の背面図である。
【図７】従来のローラクラッチの断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１内輪
１ａ内輪プレート
１ｂ内輪プレートの外周縁の段部
１ｃ内輪プレートの外周縁の湾曲部
１ｄ外輪装着用空隙部
１ｅ転動体の軌道
２外輪
２ａ転動体を収容する穴
２ｂカム面
３ボール（転動体）
４バネ
５ハウジング部材
５ａハウジング部材の蓋
５ｃ弾性片

Claims

２枚の内輪プレートが貼合わされて、外輪装着用空隙部と転動体の軌道が２枚の内輪プレートの外周縁間に形成された内輪と、
転動体を収容する複数の穴が円周方向に等間隔をあけて形成され、内周縁が上記内輪の外輪装着用空隙部に挟まれて回動自在に装着された板状の外輪と、
上記外輪の各穴に転動体として収容され、各穴の外輪外周側のカム面と、上記軌道を形成する２枚の内輪プレートの外周縁とによって保持されたボールと、
上記内輪、上記外輪および上記ボールが収容され、上記外輪が回転不能に固定された蓋付きのハウジング部材であって、その蓋の裏面に上記ボールを上記内輪側に付勢する弾性片が円周方向に等間隔をあけて突設された蓋付きのハウジング部材と、を具備してなり、
上記外輪の外周には複数の回止め用の凹部が等間隔をあけて形成され、この凹部を上記ハウジング部材の内周面に形成された凸部と噛み合わせることによって、上記外輪が上記ハウジング部材に回転不能に固定されており、
上記蓋の外周面には複数の凹部が等間隔をあけて形成され、この凹部が上記ハウジング部材の内周面の上記凸部と噛み合うように上記蓋を上記ハウジング部材に被着することで、上記各弾性片の先端が上記各ボールに弾接するようにしたことを特徴とする一方向クラッチ。