(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状内周面にその幅方向に延びるよう形成されたポケット入口から肉厚方向に広がる小空間であってローラとバネを収納する楔形ポケットを備えた外輪と、ある一方向にあっては外輪と相対的に回転し、反対方向にあっては連結されるシャフト又は内輪と、前記外輪を収納し、一端側が開かれたハウジング部材と、その開かれた一端側に組み合わされるシールド部材とを備えてなる一方向クラッチであって、
前記シールド部材は、シールド部と、その一方の面から前記外輪に形成された溝に嵌入される係止部材とを有し、
前記ハウジング部材は、その内側に前記係止部材に形成された係止部に係着する係着部を備え、
前記シールド部材の前記係止部材が前記外輪の前記溝に嵌入され、かつ前記係止部材の前記係止部が前記ハウジング部材の前記係着部に係着されることにより、前記外輪が前記ハウジング部材から脱落するのを防ぐことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
円環状内周面にその幅方向に延びるよう形成されたポケット入口から肉厚方向に広がる小空間であってローラとバネを収納する楔形ポケットを備えた外輪と、ある一方向にあっては外輪と相対的に回転し、反対方向にあっては連結されるシャフト又は内輪と、前記外輪を収納し、一端側が開かれたハウジング部材と、その開かれた一端側に組み合わされるシールド部材とを備えてなる一方向クラッチであって、
前記外輪は、その円環状内周面に前記楔形ポケットを一つ又は対向する位置に二つ備えると共に、前記楔形ポケットに対しほぼ９０度位相がずれた方向の外面の外径は小さくなっており、
前記シールド部材はシールド部とその一方の面の相対する位置から延び、かつ係止部が形成された係止部材を有し、
前記ハウジング部材はその内側に、前記シールド部材の前記係止部材の係止部が係着する係着部を備えたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記シールド部材は弾力性をもつ合成樹脂材料又は金属材料からなることを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ある一方向にあっては外輪とシャフト又は内輪とが相対的に回転し、反対方向にあっては連結される一方向クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一方向クラッチとしては、一般に外輪に３〜８個の楔形ポケットを形成し、各楔形ポケットに板バネとローラを収納すると共に、それらが脱落しないように保持器で保持する構造になっている。そして、外輪の両端にはシャフト又は内輪を受けるための円環状のメタルを取り付け、このメタルは前記板バネとローラが楔形ポケットから脱落するのを防止する役割も果たしている。また、一方向クラッチに限らず、ベアリングやトルクリミッタなどにおいても樹脂製のハウジング内に納めて使用する場合が多いが、この場合にはハウジング内に一方向クラッチ、あるいはベアリング、又はトルクリミッタなどを入れた後に蓋を閉める構造となっているものが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのような構造の一方向クラッチは、（１）外輪に３〜８個の楔形ポケットを有し、その個数に相当するローラと板バネを有するので、部品点数が多くなり、組立工数もかかるために経済的に不利であるばかりでなく、シールド板（側板）を内輪又は外輪に固定した後にハウジングに収納するため、更にこのことがコスト高の一因にもなっていた。
【０００４】
（２）また、外輪に３〜８個の楔形ポケットが形成されているために、前述のようにシャフト又は内輪の外周面を連続して受けるための円環状のメタルを外輪の両側の側壁に取り付けているので、このこともコスト高の一因になっている。
【０００５】
（３）前述のようにローラなどを組み込んだ外輪などからなるなる一方向クラッチをハウジングに収納して最終製品とする場合には、脱落防止のために蓋で閉めなければならず、このことも部品点数と工数の増大を招き、コスト高の一因になっている。
【０００６】
（４）さらにまた、最近の外輪は潤滑性の確保のために含油の焼結金属材料からなる場合が比較的多いが、前述のように外輪に形成される楔形ポケットの個数が多いために楔形ポケット入口間の外輪内壁面の面積がかなり小さくなり、表面張力などの作用でシャフトとスベリ摩擦を行う外輪内周面及びその近傍の油が早期に消失してしまい、長期間、潤滑性能を維持することが難しく、信頼性の点で難点があった。
【０００７】
したがって、本発明は従来の問題点を解決し、経済性に優れ、かつ信頼性の高い一方向クラッチを得ることを主目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、第１の発明は、 円環状内周面にその幅方向に延びるよう形成されたポケット入口から肉厚方向に広がる小空間であってローラとバネを収納する楔形ポケットを備えた外輪と、ある一方向にあっては外輪と相対的に回転し、反対方向にあっては連結されるシャフト又は内輪と、前記外輪を収納し、一端側が開かれたハウジング部材と、その開かれた一端側に組み合わされるシールド部材とを備えてなる一方向クラッチであって、前記シールド部材は、シールド部と、その一方の面から前記外輪に形成された溝に嵌入される係止部材とを有し、前記ハウジング部材は、その内側に前記係止部材に形成された係止部に係着する係着部を備え、前記シールド部材の前記係止部材が前記外輪の前記溝に嵌入され、かつ前記係止部材の前記係止部が前記ハウジング部材の前記係着部に係着されることにより、前記外輪が前記ハウジング部材から脱落するのを防ぐことを特徴とする一方向クラッチを提供する。
【０００９】
第２の発明は、円環状内周面にその幅方向に延びるよう形成されたポケット入口から肉厚方向に広がる小空間であってローラとバネを収納する楔形ポケットを備えた外輪と、ある一方向にあっては外輪と相対的に回転し、反対方向にあっては連結されるシャフト又は内輪と、前記外輪を収納し、一端側が開かれたハウジング部材と、その開かれた一端側に組み合わされるシールド部材とを備えてなる一方向クラッチであって、前記外輪は、その円環状内周面に前記楔形ポケットを一つ又は対向する位置に二つ備えると共に、前記楔形ポケットに対しほぼ９０度位相がずれた方向の外面の外径は小さくなっており、前記シールド部材はシールド部とその一方の面の相対する位置から延び、かつ係止部が形成された係止部材を有し、前記ハウジング部材はその内側に、前記シールド部材の前記係止部材の係止部が係着する係着部を備えたことを特徴とする一方向クラッチを提供する。
【００１０】
第３の発明は、前記第１の発明又は前記第２の発明において、前記シールド部材は弾力性をもつ合成樹脂材料又は金属材料からなることを特徴とする一方向クラッチを提供する。
【００１８】
【実施例】
図１ないし図３により本発明に係る一方向クラッチの実施例について説明する。本発明の一方向クラッチでは、外輪１の円環状内周面の円周方向に形成されるポケット入口とそれから外輪１の肉厚方向に広がる楔形ポケットの個数を１個又は２個にするところに第１の主な特徴があり、シールド部材２をハウジング３に簡単に係止させる構造とすることにより、ハウジング３内に外輪１を収納させた後にシールド部材２をハウジング３と外輪１との間でそのハウジング３に係止させて、シールドを行うシールド部材２で外輪１がハウジング３内から脱落しないようにしたところに第２の主な特徴がある。
【００１９】
図１（Ａ）は全体をシールド部材側からみた一部断面の正面図であり、その（Ｂ）は、図１（Ａ）において中心から直角に切断して矢印Ａ，Ａ’方向からみた断面を示す断面図であり、その（Ｃ）はハウジング３の閉じた側から見た裏面図である。外輪１は図２に示すような形状のものであり、二つのポケット入口１ａが対向する位置に形成された第１の円環状内周面部分１ｂ、ポケット入口１ａが形成されずに連続する第２の円環状内周面部分１ｃ、ポケット入口１ａそれぞれから肉厚方向に広がる楔形ポケット１ｄ、二つの楔形ポケット１ｄ側にそれぞれ位置する円弧状の外周１ｅ、その間にそれぞれ位置する小径の外周１ｆ、その平坦状の外周１ｆのそれぞれに形成された浅い矩形状の溝１ｇ、及び楔形ポケット１ｄを一方の側で閉じ、かつ第２の円環状内周面部分１ｃを有する側壁部１ｈを備える。
【００２０】
第１の円環状内周面部分１ｂと第２の円環状内周面部分１ｃは、図示しないシャフト又は内輪が挿通される軸孔４を形成し、第１の円環状内周面部分１ｂ、第２の円環状内周面部分１ｃと図示しないシャフト又は内輪との間のラジアル隙間は小さいように形成されており、外輪１とシャフト又は内輪とはこれらの間にすべり摩擦を生じながら相対的に安定な回転を行うことができるようになっており、このことがバックラッシュを小さくできる一因となっている。
【００２１】
外輪１は多孔質材料である鉄系焼結合金材料からなり、その無数の微小孔に油をしみ込んでいる、つまり含油されている。この実施例では二つの楔形ポケット１ｄが形成されているだけなので、３個以上の楔形ポケット１ｄが形成されているものに比べて、同じ大きさのものの場合には必然的に第１の円環状内周面部分１ｂの面積は広くなり、また楔形ポケット１ｄ間の間隔が大きくなるので、第１の円環状内周面部分１ｂの表面の油は消失し難くなり、長期間、潤滑性を保持することができる。さらにまた、外輪１の内壁面の対向する部分に形成された二つのポケット入口１ｃの円周方向の幅はローラ５の直径よりも小さくなっており、図示しないシャフト又は内輪が外輪１の軸孔４に存在しない状態でも軸方向へ脱落しないようになっている。したがって、この構造の場合には別途保持器を必要としないことが知られている。二つの楔形ポケット１ｄにはそれぞれローラ５と板バネ６が備えられる。これらについては通常の一方向クラッチの場合と同じであるので説明を省く。なお、鉄系焼結合金材料に限らず、焼結金属材料で外輪を作ることにより、従来難しかった側壁部１ｈを成型で一体的に形成できるので、従来必要であったメタルを不要にできる。
【００２２】
次に、比較的優れた弾性力をもつ金属材料でも良いが、ここではコストの関係からポリアセタールのような比較的優れた弾性力をもつ合成樹脂材料からなるシールド部材２について説明する。図３に示すように、シールド部材２はシールド部２ａとシールド部２ａから延びる２本の矩形板状の係止部材２ｂとからなる。シールド部２ａは外輪１の円弧状の外周１ｅに対応する円弧状の外周２ｃと、外輪１の平坦状の外周１ｆ対応する平坦状の外周２ｄを有する。シールド部２ａの中央には、外輪１の側壁部１ｈの軸孔４と直径が同一の軸孔４が形成されている。前述の係止部材２ｂは平坦状の外周２ｄそれぞれの中央からがほぼ直角に延びる矩形板状のものであり、外側に後述するハウジング３の係着部に係止する係止部２ｅを外側に有する。この実施例では、シールド部材２を組み込むとき、係止部材２ｂが外輪１の溝１ｇにガイドされて入るようになっており、係止部材２ｂの厚み方向の一部分が外輪１の溝１ｇ内に納まる。
【００２３】
次に、図４をも用いてハウジング３について説明する。図４はハウジング３だけを示す図であって、図４（Ａ）はその上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＹ−Ｙでの断面図、図４（Ｃ）はハウジング３の裏面図、図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＸ−Ｘでの断面図である。ハウジング３の一方の端部３ａはシールド部材２で閉じられる解放端となっており、他方の端部は底部３ｂとなっている。ハウジング３の特徴は内側にあり、外輪１の平坦状の外周１ｆとシールド部材２の平坦状の外周２ｄに対応する内壁に回り止め部３ｃが対向する位置にそれぞれ形成されている。回り止め部３ｂのほぼ中央には溝３ｄが形成されており、シールド部材２を組み込むとき、係止部材２ｂの厚み方向の一部分がその溝３ｄに納まるようになっている。シールド部材２が組み込まれるとき、シールド部材２の係止部材２ｂの内面は外輪１の溝１ｇ面に密接し、係止部材２ｂの外面は回り止め部３ｃの溝３ｄ面に密接する。このことが、外輪１とシールド部材２とハウジング３間の遊びを最小にし、後述するトルク伝達の遅れを小さくする。なお、底部３ｂの外壁には矩形状の突起であるトルク伝達部３ｅが軸孔４を挟んで備えられると共に、それらに対して９０度ずれた位置に二つの矩形状の穴３ｆを有する。
【００２４】
そして回り止め部３ｃの溝３ｄの途中には、シールド部材２の係止部材２ｂの係止部２ｅが係止する係着部３ｇを有し、係止部２ｅがその係着部３ｇに係止した後は、シールド部材２の係止部材２ｂが抜けないようになっている。つまり、所定の組立がなされた外輪１をハウジング３内に収納した後、その開いた側からシールド部材２の係止部材２ｂを外輪１の溝１ｇとハウジング３の回り止め部３ｃの溝３ｄとの間に嵌入し、その係止部２ｅをハウジング３の回り止め部３ｃの係着部３ｇに係止することによって、外輪１がハウジング３内から脱落することがなくなる。したがって、シールド部材２はシールド作用を行うばかりでなく、ハウジングの蓋としての働きも行い、またその軸孔の作用により従来のメタル軸受の働きも行う。なお、シールド部材２の係止部材２ｂの係止部２ｅをハウジング３の回り止め部３ｃの係着部３ｇに係止させた状態では、係止部材２ｂの先端はハウジング底部３ｂの穴３ｆの近傍に位置する。
【００２５】
このように組み立てた一方向クラッチにおいては、図示していないシャフト又は内輪が自由に回転し得る方向に回転する場合、前記シャフト又は内輪は外輪１の第１の円環状内周面部分１ｂとその側壁部１ｈの第２の円環状内周面部分１ｃと、ハウジング３の底部３ａの軸孔４を形成する内周壁と、シールド部材２の軸孔４を形成する内周壁とすべり摩擦を行い、そのときの外輪１とシャフト又は内輪間のトルクは十分に小さい。この状態で図示していないシャフト又は内輪が逆方向に回転しようとすると、瞬時にローラ５は楔形ポケット１ｄ内を逆方向に動いてその楔形部分に食い込むと同時に、ローラ５の一部分が第１の円環状内周面部分１ｂよりも軸孔４内へ幾分突出するので、大きなトルクが発生し、外輪１とシャフト又は内輪は連結される。これに伴い、ハウジング３のトルク伝達部３ｅには所望のトルクが発生し、トルク伝達部３ｅに結合される図示しない負荷にトルクが伝達される。
【００２６】
次に図５により外輪の他の１例について説明する。ラジアル方向の荷重が大きな負荷に適した一方向クラッチ用の外輪の構造であり、外輪１の中央に側壁部１ｈを有する。側壁部１ｈの両側の対向する位置に１個又は２個の楔形ポケット１ｄと１ｄ’を有する。側壁部１ｈは楔形ポケット１ｄと１ｄ’の側壁としての機能と、図示していないシャフト又は内輪を僅かなラジアル隙間で受けて、自由回転の場合には連続してすべり摩擦を生じる機能とを有する。
【００２７】
なお、以上の実施例におけるシールド部材２の係止部２ｅとハウジング３の係着部３ｇは逆であっても全く同じ働きを行う。また、以上の実施例では楔形ポケットを２個として説明したが、トルクが比較的小さな負荷に対しては楔形ポケットが１個で、ローラも１個で良い。また、シールド部材１の軸孔４及びハウジング３の軸孔４の直径は、外輪１の軸孔４の直径よりも大きくても良い。さらにまた、ハウジングの内径を極力小さくするために、外輪１に溝１ｇ、ハウジング３に溝３ｄを形成したが、必ずしも必要でなく、一方又は双方とも無くしても良い。また、外輪１の小径の外面１ｆは種々の形状が考えられ、例えば円弧状外周から溝１ｇだけが深く形成され、その溝にシールド部材２の係止部材２ｂとハウジング３の回り止め部の一部が入るような構造でも良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品点数が少なく、かつ組立工数を少なくできる経済性に優れた信頼性の高い一方向クラッチを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる一方向クラッチの１実施例を示す。
【図２】  本発明に用いられる外輪の１例を示す。
【図３】  本発明に用いられるシールド部材の１例を示す。
【図４】  本発明に用いられるハウジングを説明するための図である。
【図５】  本発明に用いられる外輪の他の１例を示す。
【符号の説明】
１・・外輪
１ａ・・ポケット入口                １ｂ・・第１の円環状内周面部分
１ｃ・・第２の円環状内周面部分        １ｄ・・楔形ポケット
１ｅ・・円弧状の外周                １ｆ・・小径の外周
１ｇ・・溝                          １ｈ・・側壁部
２・・シールド部材
２ａ・・シールド部                  ２ｂ・・係止部材
２ｃ・・円弧状外周                  ２ｄ・・小径の外周
２ｅ・・係止部
３・・ハウジング
３ｂ・・底部                        ３ｃ・・回り止め部
３ｄ・・溝                          ３ｅ・・トルク伝達部
３ｆ・・孔                          ３ｇ・・係着部
４・・軸孔
５・・ローラ
６・・板バネ
【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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