(57)【要約】【課題】外輪と一体回転するトルク伝達輪を有する一方向クラッチを径方向にコンパクト化することである。【解決手段】トルク伝達輪１０の一端部に径方向溝１ｂを設けるとともに、外輪１１の一方の開放端を閉塞する蓋２２に複数の柱部２３を一体形成し、各柱部２３の先端部を外輪１１の他方の開放端を閉塞する閉塞つば１６に固定し、蓋２２の外面に設けた突部２２ａをトルク伝達輪１０の径方向溝１ｂに嵌め込んで、トルク伝達輪１０と外輪１１とを軸方向に連結した構成とすることにより、トルク伝達輪１０の外径を外輪１１外径とほぼ同じにして、外輪外周にトルク伝達輪を嵌め込んだ従来のものよりも径方向にコンパクト化できるようにしたのである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク伝達輪(１０)と、このトルク伝達輪(１０)と一体に回転する外輪(１１)と、この外輪(１１)の内径面に形成された複数のポケット(２４)に収納されたころ(１３)及びこれらの各ころ(１３)の付勢ばね(１４)と、前記外輪(１１)の開放端面の閉塞手段とによって構成され、前記ポケット(２４)の底面(１７)と前記外輪(１１)の中心部に挿通される軸(１５)との間で所定のクサビ角δが形成され、前記付勢ばね(１４)によって前記ころ(１３)をクサビ角δ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、前記トルク伝達輪(１０)と外輪(１１)とを軸方向に連結したことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記外輪(１１)の一方の開放端面の閉塞手段が、前記外輪(１１)の一端部に設けられた内向きの閉塞つば(１６)であり、この閉塞つば(１６)と前記トルク伝達輪(１０)とに、互いを一体回転するように連結する連結部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記外輪(１１)の一方の開放端面の閉塞手段が、前記外輪(１１)に固定される蓋(２２)であり、この蓋(２２)と前記トルク伝達輪(１０)とに、互いを一体回転するように連結する連結部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記蓋(２２)が合成樹脂で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の一方向クラッチ。
【請求項５】
前記蓋(２２)の外輪(１１)に対する固定手段が、前記外輪(１１)の外径面にその一端から軸方向に延びる溝(４６) を設け、この軸方向溝(４６)の底面に係合凹部(４７)を設けるとともに、前記蓋(２２)にその内面から軸方向に延びる腕(４８) を設け、この腕(４８)の先端側に内向きに突出する係合凸部(４９) を設けて、前記腕(４８) を前記軸方向溝(４６)に嵌め込んで周方向に固定し、前記係合凸部(４９)を前記係合凹部(４７)に嵌め込んで軸方向に固定するものであることを特徴とする請求項４に記載の一方向クラッチ。
【請求項６】
前記外輪(１１)の他方の開放端面の閉塞手段が、前記外輪(１１)の他端部に設けられた内向きの閉塞つば(１６)であり、前記外輪(１１)のポケット(２４)は、前記ポケット底面(１７)とこのポケット底面(１７)の周方向の両側に挿入された柱部(２３)とによって区画形成され、前記各柱部(２３)の基部を前記蓋(２２)に一体化することにより保持器(１２)が構成され、前記保持器(１２)の外輪(１１)に対する固定手段は、前記各柱部(２３)の先端部を前記閉塞つば(１６)に固定するものであることを特徴とする請求項３または４に記載の一方向クラッチ。
【請求項７】
前記各柱部(２３)の先端に突起(３２)が設けられ、前記閉塞つば(１６)に設けられた止め穴(１９)に前記突起(３２)を挿入固定したことを特徴とする請求項６に記載の一方向クラッチ。
【請求項８】
前記止め穴(１９)の外端部に拡径部分(１９ａ)が設けられ、前記突起(３２)の先端部を熱変形によって拡大させ、前記拡径部分(１９ａ)に充填することにより前記保持器(１２)の固定部(４３)を形成したことを特徴とする請求項７に記載の一方向クラッチ。
【請求項９】
前記蓋(２２)と外輪(１１)とに、互いの回り止め手段を設けたことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【請求項１０】
前記トルク伝達輪(１０)が合成樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、事務機の駆動部等において用いられ、プーリ等のトルク伝達輪を備えた一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
事務機の駆動部等において用いられるころ式一方向クラッチは、一般に、外輪と、この外輪の内径面に設けられたポケットに収納されるころ及び付勢ばねと、外輪の開放端面の閉塞手段とを備え、ポケットの底面（カム面）と外輪中心部に挿通される軸との間で所定のクサビ角が形成され、付勢ばねでころをクサビ角の狭小方向（ポケットの狭小側）に付勢するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
前記特許文献１に開示された一方向クラッチは、外輪の外周にトルク伝達輪（外装部材）が外輪と一体回転するように嵌め込まれており、このトルク伝達輪から軸に一方向のトルクを伝達するか、あるいは軸からトルク伝達輪に一方向のトルクを伝達するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８９０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の一方向クラッチでは、外輪の外周にトルク伝達輪を嵌め込んでいるため、トルク伝達輪を含めた全体の径方向サイズが大きくなりやすいという問題がある。一方で、事務機の分野では、事務機全体の小型化の要求が高まるにつれて、その部品である一方向クラッチについても径方向サイズのコンパクト化が強く求められるようになってきている。
【０００６】
そこで、本発明は、外輪と一体回転するトルク伝達輪を有する一方向クラッチを径方向にコンパクト化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、トルク伝達輪と、このトルク伝達輪と一体に回転する外輪と、この外輪の内径面に形成された複数のポケットに収納されたころ及びこれらの各ころの付勢ばねと、前記外輪の開放端面の閉塞手段とによって構成され、前記ポケットの底面（カム面）と前記外輪の中心部に挿通される軸との間で所定のクサビ角δが形成され、前記付勢ばねによって前記ころをクサビ角δ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、前記トルク伝達輪と外輪とを軸方向に連結した構成を採ったものである。
【０００８】
すなわち、トルク伝達輪と外輪とを軸方向に連結した構成とすることにより、トルク伝達輪の外径を外輪外径とほぼ同じにして、外輪外周にトルク伝達輪を嵌め込んだ従来のものよりも径方向にコンパクト化できるようにしたのである。
【０００９】
上記の構成において、前記外輪の一方の開放端面の閉塞手段が、前記外輪の一端部に設けられた内向きの閉塞つばである場合は、この閉塞つばと前記トルク伝達輪とに、互いを一体回転するように連結する連結部を設けることができる。
【００１０】
一方、前記外輪の一方の開放端面の閉塞手段が、前記外輪に固定される蓋である場合には、この蓋と前記トルク伝達輪とに、互いを一体回転するように連結する連結部を設けることができる。ここで、前記蓋を合成樹脂で形成するようにすれば、蓋の成形形状の自由度が高くなり、トルク伝達輪との連結部の形状変更が行いやすくなる。また、前記蓋の外輪に対する固定手段としては、前記外輪の外径面にその一端から軸方向に延びる溝を設け、この軸方向溝の底面に係合凹部を設けるとともに、前記蓋にその内面から軸方向に延びる腕を設け、この腕の先端側に内向きに突出する係合凸部を設けて、前記腕を前記軸方向溝に嵌め込んで周方向に固定し、前記係合凸部を前記係合凹部に嵌め込んで軸方向に固定するものを採用することができる。
【００１１】
また、前記トルク伝達輪を合成樹脂で形成するようにすれば、トルク伝達輪の成形形状の自由度が高くなり、外輪の閉塞つばまたは蓋との連結部の形状変更が行いやすくなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一方向クラッチは、上述したように、トルク伝達輪と外輪とを軸方向に連結して、トルク伝達輪の外径を外輪外径とほぼ同じにできるようにしたものであるから、径方向のコンパクト化が図れ、特に小型化の要求が高い事務機等に組み込むのに適している。また、トルク伝達輪の材料費が削減できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の分解斜視図
【図２】実施例１の断面図
【図３】図２のIII−III線断面図
【図４】実施例１の変形例の分解斜視図
【図５】実施例２の分解斜視図
【図６】実施例２の図３に対応する断面図
【図７】実施例３の分解斜視図
【図８】実施例３の断面図
【図９】図８のIX−IX線断面図
【図１０】図８のＸ−Ｘ線断面図
【図１１】実施例４の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明に係る一方向クラッチの実施例を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１から図３に示す実施例１の一方向クラッチは、トルク伝達輪１０、外輪１１、保持器１２、ころ１３、及び付勢ばね１４の組み合わせによって構成される。使用時には、この一方向クラッチのセンターに軸１５が挿通され、その軸１５の外周に一方向クラッチを抜け止めする止め輪９が嵌め込まれる（図２、３参照）。
【００１６】
トルク伝達輪１０は、合成樹脂製のローラ１の外径面に設けた環状凹部１ａに筒状のゴム部材２を嵌め込んだプーリであり、前記軸１５が挿通された状態でゴム部材２に巻き掛けられるベルト（図示省略）を介して外部のプーリ（図示省略）との間でトルク伝達を行う。そのローラ１の一端部には径方向に延びる溝１ｂが２箇所に設けられ、これらの各径方向溝１ｂが、後述するように、保持器１２の一部を構成する環状の蓋２２との連結部となっている。また、ローラ１の外径は外輪１１の外径に一致し、ゴム部材２の厚みは薄いため、トルク伝達輪１０の外径は外輪１１外径とほぼ同じになっている。
【００１７】
外輪１１は、含油焼結合金又は焼結合金製であり、その両方の開放端のうちの一方は蓋２２で閉塞され、他方は外輪１１の他端部に設けられた内向きの閉塞つば１６により閉塞されて、外輪１１に組み込まれたころ１３及び付勢ばね１４が抜け出さないようになっている（図３参照）。また、その内径面の全周にわたり、一定間隔をおいてポケット底面（カム面）１７が５箇所に形成されている（図２参照）。そして、各ポケット底面１７の間の径方向に傾斜した段差部分が、付勢ばね１４及び保持器１２を組み込む際の位置決め部１８となる。
【００１８】
前記の閉塞つば１６は、前記位置決め部１８と内径面２０に挟まれた５箇所にそれぞれ止め穴１９が設けられる。止め穴１９の内径は、閉塞つば１６の内面側より外面側が若干大径に形成される（図３参照）。
【００１９】
保持器１２は、前記の蓋２２と、この蓋２２の内面に一体に設けられた柱部２３とからなる。蓋２２の外径は前記外輪１１の外径に一致し、内径は軸１５の外径に一致する。蓋２２の内径面２１は軸１５に対するラジアル軸受となる。また、蓋２２の外面には、前記トルク伝達輪１０の一端部の径方向溝１ｂに嵌まり込む突部２２ａが２箇所に設けられ、これらの各突部２２ａがトルク伝達輪１０との連結部となっている。
【００２０】
各柱部２３は、外輪１１の内部にその一方の開放端から挿入され、外輪１１の位置決め部１８に沿わせて周方向の位置決めが行われる。１つのポケット底面１７とその両側の柱部２３、２３とによって１つのポケット２４が区画形成される（図２参照）。図示の場合、ポケット２４は５箇所に形成され、それぞれころ１３が収納される。
【００２１】
前記柱部２３の長さは、外輪１１の内部の深さにほぼ一致する（図３参照）。柱部２３の断面形状は、図２に示したように、前記蓋２２の内径面２１に沿った内側面２５と、前記ポケット底面１７の拡大側端部から位置決め部１８に合致する外側面２６を有している。また、周方向の一端面に前記ポケット２４の拡大側を区画する拡大側端面２７が形成され、周方向の他端面に隣接した他のポケット２４の狭小側を区画する狭小側端面２８が形成される。
【００２２】
前記柱部２３の内側面２５と拡大側端面２７の境界部分がポケット２４の内径側に延び出してころ規制部２９となっている。また、内側面２５と狭小側端面２８の境界部分も前記と反対方向に延び出してころ規制部３１が形成される。両方のころ規制部２９、３１はそれぞれころ１３の直径より小さい間隔で相互に対向し、ころ１３の内径方向への抜け出しを防止する。柱部２３の内側面２５は軸１５に対するラジアル軸受を構成する。
【００２３】
前記柱部２３の先端面に突起３２が設けられる。この突起３２は、前記の止め穴１９を貫通し、その先端が止め穴１９の外方に若干突き出す長さ（図３の一点鎖線参照）に形成される。
【００２４】
図１に示したように、前記柱部２３の拡大側端面２７の先端部は、先端側ほどポケット２４を拡げる方向に傾斜し、かつ先端側ほど狭幅となる傾斜ガイド面３３となっている。また、狭小側端面２８の先端部も、先端側ほどポケット２４を拡げる方向に傾斜する傾斜ガイド面３４となっている。これらの傾斜ガイド面３３、３４の作用により、外輪１１への保持器１２の組み込みを容易に行うことができる。
【００２５】
前記保持器１２の材料としては、射出成形性の点からは熱可塑性樹脂、耐油性確保の点からはＰＯＭ又はＰＰＳ、寸法安定性や耐摩耗性の点からはガラス繊維又はカーボン繊維入り樹脂等を用いることができる。
【００２６】
付勢ばね１４は、図１に示したように、１枚の金属板によって形成された環状部３５とばね片３６とからなる。環状部３５は、軸１５の周りにすき間をおいて嵌合される内径穴３７を有し、その外周縁部に等間隔をおいて切り起こしにより前記のばね片３６が形成される。
【００２７】
各ばね片３６は、内径穴３７の接線に平行な切り目３８によって環状部３５から区分され、一端部が環状部３５からの立ち上がり屈曲部３９となり、他端部が自由端部となる。立ち上がり屈曲部３９において直角に屈曲され、中間部をくの字形に屈曲することにより自由端部側を内向きに折り返している。立ち上がり屈曲部３９の基部４０に前記外輪１１のポケット底面１７に接する位置決め突起４１が設けられる。また、前記基部４０に位置決め穴４２が設けられる。
【００２８】
なお、外輪１１の外径面に設けられた軸方向の回り止め溝４４と、保持器１２の蓋２２の外径面に設けられた回り止め溝４５は、組み立て状態において軸方向に揃うようにその位置が定められている。これらの回り止め溝４４、４５は、後述する組み立ての際に外輪１１と保持器１２の位置合わせを行うのに用いることができる。
【００２９】
次に、以上のトルク伝達輪１０、外輪１１、保持器１２、ころ１３、及び付勢ばね１４により、実施例１の一方向クラッチを組み立てる手順を説明する。
【００３０】
まず、外輪１１を保持した状態で、付勢ばね１４を環状部３５側から外輪１１に挿入する。このとき、付勢ばね１４の環状部３５の径方向と周方向の位置決めは、前記基部４０の位置決め突起４１を外輪１１のポケット底面１７の拡大側端部に接触させるとともに、切り目３８を外輪１１内径面に形成された位置決め部１８に沿わせることにより行う。この位置決めにより、付勢ばね１４の位置決め穴４２が閉塞つば１６の止め穴１９に合致する。各ばね片３６は各ポケット２４の拡大側端部に挿入される。その後、各ポケット２４にころ１３を挿入する。ころ１３の脱落を防止するため、適宜な治具が使用される。
【００３１】
次に、保持器１２を柱部２３側からポケット２４に挿入する。柱部２３の外側面２６を外輪１１のポケット底面１７の拡大側端部と位置決め部１８に沿わせて挿入することにより、柱部２３の突起３２が付勢ばね１４の位置決め穴４２を通過して止め穴１９に挿通される。このとき、突起３２の先端部は止め穴１９から若干突き出す（図３の一点鎖線参照）。そして、蓋２２の内面を外輪１１の一端面に押し当てた状態で、突起３２の露出端に加熱溶着、熱カシメ等を施し、止め穴１９の拡径部分１９ａに密着した固定部４３を形成する。
【００３２】
前記の固定部４３を形成することにより、柱部２３及びこれと一体の蓋２２からなる保持器１２が外輪１１に固定されて、柱部２３の姿勢が安定し、ポケット２４の形状が正しく保持される。また、軸１５とポケット底面１７にころ１３が接触した状態において生じるクサビ角をδで表すと（図２参照）、保持器１２の柱部２３に支持されたばね片３６でクサビ角δの狭小方向に付勢されるころ１３の動作も安定する。
【００３３】
最後に、トルク伝達輪１０及び一体化された外輪１１と保持器１２のセンターに軸１５を挿通して、トルク伝達輪１０の一端部の径方向溝１ｂに蓋２２の外面の突部２２ａを嵌め込む。これにより、トルク伝達輪１０と外輪１１とを一体回転するように軸方向に連結することができる。そして、止め輪９を軸１５の外周に嵌め込んでトルク伝達輪１０及び外輪１１を抜け止めする。
【００３４】
この一方向クラッチの動作は、トルク伝達輪１０及び外輪１１が停止している状態において、軸１５がクサビ角δの拡大方向（図２の矢印Ａ参照）に回転した場合、ころ１３がクサビ角δの拡大方向に移動してフリー状態となり、トルクの伝達が遮断される。逆に、軸１５が前記と反対方向に回転した場合は、ころ１３がクサビ角δの狭小方向に移動して噛み込みを生じ、ロック状態となって外輪１１にトルクの伝達が行われ、そのトルクが外輪１１と一体回転するトルク伝達輪１０から外部に伝達される。トルクの伝達がトルク伝達輪１０及び外輪１１から軸１５の方向に行われる場合も、同様のクラッチ動作が行われる。
【００３５】
実施例１の一方向クラッチは、上述したようにトルク伝達輪１０と外輪１１とを一体回転するように軸方向に連結し、トルク伝達輪１０の外径を外輪１１の外径とほぼ同じにしたので、外輪外周にトルク伝達輪を嵌め込んだ従来のものよりも径方向にコンパクト化されたものとなっている。
【００３６】
また、トルク伝達輪１０のローラ１と保持器１２がいずれも合成樹脂で形成されているので、それぞれの成形形状の自由度が高く、互いの連結部の形状変更も容易である。
【００３７】
図４は実施例１の変形例を示す。この変形例では、蓋２２の外周部の内面側と外輪１１の一端面に、回り止め手段として互いに係合する凹部２２ｂと凸部１１ａを５箇所ずつ設けている。これにより、トルク伝達輪１０と外輪１１とが一体回転するときに保持器１２の柱部２３先端側に形成した固定部４３に加わる力を軽減して、固定部４３を破損しにくくすることができる。
【実施例２】
【００３８】
図５及び図６に示す実施例２の一方向クラッチは、実施例１の蓋２２外面の突部２２ａに代えて、外輪１１の閉塞つば１６にトルク伝達輪１０の径方向溝１ｂに嵌まり込む突部１６ａを設けて、これをトルク伝達輪１０との連結部としたものである。
【実施例３】
【００３９】
図７から図１０は実施例３の一方向クラッチを示す。この一方向クラッチは、実施例１の保持器１２の柱部２３に相当する部位を外輪１１の内径面に一体成形してポケット２４を形成し、外輪１１の一方の開放端を閉塞する蓋２２を外輪１１に固定している。また、付勢ばね１４はポケット２４に対応した数のばね片３６で構成され、各ばね片３６が個々にポケット２４に収納されている。その他の部分の構成は、トルク伝達輪１０と蓋２２の互いの連結部を含めて、図１から図３に示した実施例１と同じである。なお、実施例１と同じ機能を有する部材及び部位には、実施例１と同じ符号を付けている。
【００４０】
前記蓋２２の外輪１１に対する固定手段は、外輪１１の外径面にその一端から軸方向に延びる溝４６を複数設け、これらの各軸方向溝４６の他端の底面に係合凹部４７を設けるとともに、蓋２２にその内面から軸方向に延びる腕４８を複数設け、これらの各腕４８の先端部に内向きに突出する係合凸部４９を設けて、蓋２２の各腕４８をそれぞれ外輪１１の軸方向溝４６に嵌め込んで周方向に固定し、各腕４８の係合凸部４９をそれぞれ軸方向溝４６の係合凹部４７に嵌め込んで軸方向に固定するものである。なお、この固定手段により蓋２２を外輪１１に固定する際は、蓋２２を腕４８の先端側で外輪１１の一端側に対向させた状態で軸方向に押圧して、腕４８を外向きにたわませながら外輪１１に嵌め込んでいけばよい。
【実施例４】
【００４１】
図１１に示す実施例４の一方向クラッチは、実施例３の蓋２２外面の突部２２ａに代えて、外輪１１の閉塞つば１６にトルク伝達輪１０の径方向溝１ｂに嵌まり込む突部１６ａを設けて、これをトルク伝達輪１０との連結部としたものである。
【００４２】
上述した実施例２から４の一方向クラッチも、実施例１と同様、トルク伝達輪１０の外径が外輪１１の外径とほぼ同じに形成されており、径方向サイズが従来よりもコンパクトなものとなっている。
【符号の説明】
【００４３】
１  ローラ
１ｂ  径方向溝（連結部）
２  ゴム部材
９  止め輪
１０  トルク伝達輪
１１  外輪
１１ａ  凸部
１２  保持器
１３  ころ
１４  付勢ばね
１５  軸
１６  閉塞つば
１６ａ  突部（連結部）
１７  ポケット底面
１９  止め穴
１９ａ  拡径部分
２２  蓋
２２ａ  突部（連結部）
２２ｂ  凹部
２３  柱部
２４  ポケット
３２  突起
４３  固定部
４６  軸方向溝
４７  係合凹部
４８  腕
４９  係合凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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