JP2008175280A

JP2008175280A - 一方向クラッチ

Info

Publication number: JP2008175280A
Application number: JP2007008394A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ichikawa; 健一市川; Hiromi Nojiri; 博海野尻
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2008-07-31

Abstract

【課題】シェル形外輪を用いた一方向クラッチにおいて、シェル形外輪の利点を生かしつつ耐クリープ力を向上させることである。
【解決手段】外輪１１の内面に周方向に傾斜したカム面１２を含むポケット１３が形成され、前記ポケット１３にころ１４とそのころの押さえばね１５が収納され、前記カム面１２と軸１７とによって一定方向に狭小となるクサビ角θが形成され、前記押さえばね１５によってころ１４がクサビ角θの狭小方向に付勢された一方向クラッチにおいて、前記外輪１１がその軸断面形状において楕円形をなすように形成され、その外輪１１の内面における長径Ｘの両端部を含む範囲に前記のカム面１２が形成された構成とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、事務機等において用いられる一方向クラッチに関するものである。

一方向クラッチの外輪を１枚の鋼板を深絞り加工によって円筒形に形成されたものはシェル形外輪と称され、これを用いた一方向クラッチはトルク容量の割に断面高さが低く、低コストである等の利点があることから、従来から事務機等の分野で使用されている（特許文献１、図６とその説明参照）。

シェル形外輪を用いた一方向クラッチの相手部品（通常は各種装置のハウジング）に対する取り付けは、相手部品に設けられた取付け孔に圧入することによって行われるが、その固定は相手部品の弾性による締付け力にのみ依存する構造であるため相手部品が樹脂製の場合には締付け力が不足し、ロック時の伝達トルクでシェル外輪と相手部品との間で滑りが生じる可能性がある。このため、前記特許文献１に開示された一方向クラッチにおいては、外輪の外径面において内径面のカム面に対応した部分に軸方向の回り止め用の突条を設ける手段が採用されている。

しかし、上記のような回り止め用の突条を設ける手段を採用した場合において、回り止めに効果を上げるため（即ち、耐クリープ力を大きくするため）、突条の高さを高くすると、カム面の深さが深くなり、それに応じてころの直径も大きくする必要があり、ころ本数の減少につながる不都合がある。

この問題を解消するため、前記特許文献１の発明においては、ころ本数の減少をもたらすことなく、耐クリープ力を高めるために、鋼管の引き抜き加工によって外径面に回り止め用の突条が形成された外輪を製作することとしている。このようにして製作された外輪は、相手部品が樹脂製であっても外径面の高い突条の存在によって滑りの発生を防止することができる。
特開２０００−２１３５６６号公報（段落０００３〜０００５、図６）

しかし、前記のように金属管を加工して外輪としたものは、外輪の製作に際し、金属管の引抜き、切断等の工数がかかるため、深絞り加工によってシェル形外輪を製作する前述の場合に比べ、加工コストが高くつく問題がある。

そこで、この発明はシェル形外輪の利点を生かしつつ、確実な回り止め機能を備えた一方向クラッチを提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明に係る一方向クラッチは、図１及び図２に示したように、外輪１１の内面に周方向に傾斜したカム面１２を含むポケット１３が形成され、前記ポケット１３にころ１４とそのころの押さえばね１５が収納され、前記外輪１１の両端部にころ１４と押さえばね１５の軸方向への抜け止めを防止する抜け止め部１６、１６’が設けられる。前記カム面１２と前記外輪１１に挿通される軸１７とによって一定方向に狭小となるクサビ角θが形成され、前記押さえばね１５によって前記ころ１４がクサビ角の狭小方向に付勢された構成を基本的な構成とする。

このような一方向クラッチにおいて、前記外輪１１がその軸断面形状において楕円形に形成され、その外輪１１の内面における長径Ｘの両端部側に前記のカム面１２が形成されたことを特徴とする。

前記構成の一方向クラッチは、装置の軸１７の外径面に嵌合され、外輪１１をハウジング等相手部品の楕円形の取付け孔に圧入される。軸１７が図２の矢印で示したように、クサビ角θの拡大方向に相対回転した場合に軸１７が楕円外輪１１に対し空転し、反対方向に回転した際にロックされる。

なお、前記外輪１１がシェル形であり、前記抜け止め部１６、１６’が前記楕円形外輪１１の両端部を内向きに屈曲してつば状に形成された構成をとることができる。また、前記ポケット１３のクサビ角θの拡大側となる端部に、前記押さえばね１５のばね受け部１８が形成された構成をとることができる。

また、図５に示したように、前記外輪１１の内部に、軸１７と同径の筒部１９を有する搬送用ダミー２０を挿入して前記ころ１４と押さえばね１５の内径方向への抜け止めを図った構成をとる場合もある。このような搬送用ダミー２０を使用すると、一方向クラッチの組立時や組立完了後の搬送時においてころ１４や押さえばね１５の分離を防ぎ、ユニット状態で搬送できる便利さがある。

この発明に係る一方向クラッチは以上のようなものであるから、楕円形の外輪１１が相手部品２３の楕円形取付け孔に圧入されるので、相手部品２３が締付け力の小さい樹脂部品の場合であっても大きな耐クリープ力が発生し相対的な滑りの発生が防止される。また、前記外輪１１をシェル形とすることにより、シェル形外輪の利点、即ち、トルク容量の割に断面高さが低く低コストであるという利点が得られる。

また、ころ１４と押さえばね１５を収納するポケット１３は、軸１７の外径面と、楕円形外輪１１内面の長径Ｘの両端部側の円弧面によって形成されるので、ころ１４は保持器を用いなくても前記ポケット１３内に安定した姿勢で保持される。従って、保持器が不要であるので部品点数が少なく構造が簡単であり、製造コストを低減することができる。

さらに、搬送用ダミー２０を使用した場合は、組立時や搬送時において部品の分離が防止され、ユニット状態で搬送できる便利さがある。

以下、この発明に係る一方向クラッチの実施例を説明する。

添付図面に示した実施例の一方向クラッチは、図１から図４に示したように、シェル形の楕円形の外輪１１、２本のころ１４、各ころ１４に対応した押さえばね１５からなり、軸１７に嵌合して使用に供される。

外輪１１は、１枚の鋼板を深絞り加工することによって形成されるが、その断面形状は、図２に示したように、長径Ｘ、短径Ｙ（Ｙ＞軸１７の直径）を有する筒状のものである。

いま、説明の便宜上、図３に簡略的に示したように、長径Ｘと短径Ｙとによって４分割された範囲を、短径Ｙを基準に半時計回りに領域Ｉ、II、III、IVと称することとすると、長径Ｘの両端側に形成される一方のカム面１２は、領域ＩからIIにわたり設けられ、他方のカム面１２は、領域IIIからIVにわたり設けられる。前記一方のカム面１２は、中心点Ｏから短径Ｙ上に一定距離だけはなれた点Ｐを中心とした円弧面によって形成される。カム面１２の領域Ｉの端を点ａ、領域IIの端を点ｂで示している。他方のカム面１２は、前記と中心点Ｏを基準とした対称位置に形成される。

長径Ｘを基準に見ると、点ａと点ｂは非対象の位置にあり、点aは長径Ｘに接近しているが、点ｂは一層離れた位置にある。そのため、軸１７との間隔が長径Ｘの端部近辺で最も大きく、点ｂに近づくに従い次第に狭くなる形状のポケット１３が形成される。ころ１４はその中間部分で噛み込みを生じる大きさの径に形成される。噛み込み部分における軸１７とカム面１２の接線相互によって点ａ側に拡大したクサビ角θが形成される。

また、そのポケット１３のクサビ角θが拡大する方向の端部において、楕円外輪１１に断面Ｌ字形の屈曲によりばね受け部１８が軸方向に形成される。

ころ１４が前記ポケット１３に収納され、そのころ１４と前記ばね受け部１８との間に押さえばね１５が介在される。ころ１４は、カム面１２の範囲内で移動できるが、その範囲を越える両側への移動はポケット１３両端部のすき間によって規制される。

前記の押さえばね１５は、図４に示したように、金属片をＳ字形に屈曲したものであり、この押さえばね１５がころ１４をクサビ角θの狭小方向へ付勢し、ころ１４の姿勢の安定を図る。ころ１４はカム面１２の両端外方において次第に狭小となるポケット１３のすき間の存在と、押さえばね１５とにより安定した姿勢を保持するので、保持器を必要としない。

また、前記のころ１４及び押さえばね１５の軸方向への抜け出しを防止するために、楕円外輪１１の両端部に内向きつば状の抜け止め部１６、１６’が設けられる。このうち、一方の抜け止め部１６は、前述の深絞り加工の際に生じる閉塞面の中心部に打ち抜きによって軸孔２１を設けることにより形成される。他方の抜け止め部１６’は、ころ１４、及び押さえばね１５を組み込んだ後、円筒形素材の開放端部をプレス加工（図６の矢印参照）することにより形成され、同時に軸孔２１’も形成される。

上記一方向クラッチの組立時及び搬送時等において、ころ１４と押さえばね１５が内径方向に外れること防止するために、軸１７と同一径の円筒部１９を有する搬送用ダミー２０（図５、図６参照）を用いる。この搬送用ダミー２０は、樹脂の成形品であり、前記筒部１９の先端部は閉塞され、他端の開放端につば２２が形成されたハット形のものである。つば２２が前記の抜け止め部１６側となるように軸孔２１に挿入され、そのつば２２を抜け止め部１６に当てる。筒部１９の先端は他方の軸孔２１’の内側に接近する。

搬送用ダミー２０を前記のように挿入することにより、前記筒部１９の外径面と外輪１１のカム面１２を含む円弧面との間で、軸１７を挿通した場合と同様のポケット１３が形成され、そのポケット１３内においてころ１４と押さえばね１５が保持される。これによって、一方向クラッチは部品が分離分解することなく組立され搬送される。相手部品に組み込む際に搬送用ダミー２０と軸１７が置換される。

実施例の一方向クラッチは以上のようなものであり、相手部品２３(図２参照)に設けた楕円形の取付け孔に圧入により取付けられる。軸１７がクサビ角θの拡大方向（図２矢印参照）に回転した場合は、ころ１４がクサビ角θの拡大方向へ移動して軸１７が空転し、相手部品２３へのトルクの伝達が遮断される。また、前記と逆方向に回転した場合は、ころ１４が反対方向に移動してクサビ角θの狭小部に噛みこむので軸１７がロックされ、相手部品２３にトルクが伝達される。

前記一方向クラッチは、その楕円形の外輪１１が相手部品２３の楕円形取付け孔に嵌合されているので、前記のトルク伝達において大きな耐クリープ力を発揮する。

実施例の一方向クラッチの断面図図１のＡ−Ａ線の断面図図２の概略説明図実施例の分解斜視図実施例の搬送時の断面図実施例の組立途中の断面図

符号の説明

１１外輪
１２カム面
１３ポケット
１４ころ
１５押さえばね
１６、１６’ 抜け止め部
１７軸
１８ばね受け部
１９筒部
２０搬送用ダミー
２１、２１’ 軸孔
２２つば
２３相手部品

Claims

外輪(１１)の内面に周方向に傾斜したカム面(１２)を含むポケット(１３)が形成され、前記ポケット(１３)にころ(１４)とそのころ(１４)の押さえばね(１５)が収納されるとともに、前記のころ(１４)と押さえばね(１５)の軸方向への抜け止め部(１６)、(１６’)が前記外輪(１１)の両端部に設けられ、前記カム面(１２)と前記外輪(１１)に挿通される軸(１７)とによって一定方向に狭小となるクサビ角θが形成され、前記押さえばね(１５)によって前記ころ(１４)がクサビ角θの狭小方向に付勢された一方向クラッチにおいて、前記外輪(１１)がその軸断面形状において楕円形をなすように形成され、その外輪(１１)の内面における長径Ｘの両端部側に前記のカム面(１２)が形成されたことを特徴とする一方向クラッチ。
前記楕円形の外輪(１１)がシェル形であり、前記抜け止め部(１６)、(１６’)が前記外輪(１１)の両端部を内向きに屈曲してつば状に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。
前記ポケット(１３)のクサビ角θの拡大側となる端部に、前記押さえばね(１５)の一端部を受けるばね受け部(１８)が形成された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。
前記外輪(１１)の内部に、軸(１７)と同径の筒部(１９)を有する搬送用ダミー(２０)が挿入され、これにより前記ころ(１４)と押さえばね(１５)の内径方向への抜け止めが図られたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の一方向クラッチ。