(57)【要約】【課題】外輪の内径面に設けた所要数のポケットにローラを収納し、該ポケットのカム面と軸との間で構成されるクサビ角の狭小方向に軸が回転した場合にローラがロックしてトルクを伝達し、逆方向に回転した場合に空転してトルクの伝達を遮断するようにした一方向クラッチにおいて、前記ポケット相互間の外輪内径面で形成される軸受部が焼き入れ処理されていない軸を摩耗させる不都合を解消することである。【解決手段】外輪１の一端面を閉鎖する蓋部材にポケット１２相互間の形状に一致するアーム部１４を設け、該アーム部１４をポケット１２相互間に挿入し、該アーム部１４の内面によって軸受部１６を形成し、前記アーム部１４を含む蓋部材を合成樹脂製とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内径面に周方向に所要の間隔をおいて複数のポケットを設け、該ポケットの底面に軸との間で回転の一方向を向いたクサビ角を形成するカム面を設け、前記ポケット間の外輪内径面に軸受部を形成し、前記ポケットにローラとそのローラをクサビ角の狭小方向に付勢するばね部材を収納し、前記外輪の一端部を閉塞した蓋部材と前記外輪とに軸を貫通せしめ、その軸に作用するラジアル荷重を前記軸受部において支持するようにした一方向クラッチにおいて、前記ポケットのカム面をクサビ角の狭小方向に延長して延長面を形成するとともに該延長面を隣接するポケットのカム面の拡大側端部に達するように形成し、前記蓋部材の内面に前記各延長面の範囲内に嵌合する所要数のアーム部を設け、隣接する２本のアーム部の周方向に対向した側面により各ポケットの狭小側端部と拡大側端部を形成するとともに、該アーム部の内面により前記の軸受部を形成したことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記アーム部の先端部が前記外輪の蓋部材嵌合端面と反対側の端面に達する長さに形成され、その先端部に設けた係合凸部を前記外輪端面に設けた係合凹部にスナップフィットにより嵌合するようにした請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記ポケットの拡大側端部を形成する前記アーム部の側面に、前記軸受部からポケット側に突き出した軸受補助部を設け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。
【請求項４】
前記軸受補助部と、これに径方向に対向した拡大側端部の段差部との間で前記ばね部材を収容する凹部を形成した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】
一端に閉塞端部、他端に開放端部を有するケーシング内部に前記の外輪をガタツキなく収納し、前記閉塞端部に設けた貫通穴に前記軸を挿通し、前記開放端部の内径面に前記蓋部材を嵌合し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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリンタ、複写機の紙送り部等の駆動部に使用される一方向クラッチに関し、特に軸受部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機等の事務機において従来から使用される一方向クラッチは、外輪の内径面に周方向に所要の間隔をおいて複数のポケットを設け、該ポケットの底面に軸との間で回転の一方向に傾斜したクサビ角を形成するカム面を設けるとともに、前記ポケット間の外輪内径面に軸受部を形成し、該ポケットにローラとそのローラをクサビ角の狭小方向に付勢するばね部材を収納し、前記外輪を一端閉塞・他端開放のケーシングにガタツキなく収納するとともに、前記蓋部材によってケーシングの開放端を閉塞し、前記蓋部材、外輪及びケーシングの閉塞端に貫通した軸を前記軸受部において支持するようにしている（特許文献１）。
【０００３】
前記の一方向クラッチは、軸がクサビ角の狭小方向に回転した場合にローラがその狭小部分に噛み込んでロックし、軸と外環部材及びケーシングが一体に回転するが、前記と反対方向に回転すると、ローラが拡大方向に移動するため軸が空転する、という一方向クラッチの作用を行う。
【特許文献１】特開平９−８９０１１号公報（「実施の形態」参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の一方向クラッチにおいては、通常外輪が焼結合金製であるため、ラジアル荷重が負荷された状態において軸が空転すると、外輪の軸受部と軸との間に滑りが生じる。この滑りによる軸の摩耗対策としては、軸の硬度を上げるか、或いはラジアル荷重を下げる対策が必要となる。事務機に使用される軸は、非焼入れ軸が多く硬度も低いため、通常はラジアル荷重を下げる対策が採られることになる。しかし、ラジアル荷重を下げることは機械のスペックダウンにつながる問題がある。これを避けるため、軸の硬度を上げることとすると、コストアップにつながる問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は前記外輪の軸受部を改良することにより、軸の硬度を上げることなく、十分に大きいラジアル荷重を負荷できる一方向クラッチを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を達成するために、この発明は、外輪の内径面に周方向に所要の間隔をおいて複数のポケットを設け、該ポケットの底面に軸との間で回転の一方向を向いたクサビ角を形成するカム面を設け、前記ポケット間の外輪内径面に軸受部を形成し、前記ポケットにローラとそのローラをクサビ角の狭小方向に付勢するばね部材を収納し、前記外輪の一端部を閉塞した蓋部材と前記外輪とに軸を貫通し、その軸に作用するラジアル荷重を前記軸受部において支持するようにした一方向クラッチにおいて、前記ポケットのカム面をクサビ角の狭小方向に延長して延長面を形成するとともに該延長面を隣接するポケットのカム面の拡大側端部に達するように形成し、前記蓋部材の内面に前記各延長面の範囲内に嵌合する所要数のアーム部を設け、隣接する２本のアーム部の周方向に対向した側面により各ポケットの狭小側端部と拡大側端部を形成するとともに、該アーム部の内面により前記の軸受部を形成した構成を採用した。
【０００７】
上記構成の一方向クラッチは、ポケットのカム面は外輪に形成されるが、ポケットの回転方向の両端部は蓋部材に一体に設けたアーム部の側面により形成され、そのアーム部の内面によって前記の軸受部が形成される。蓋部材及びこれと一体のアーム部は合成樹脂製であるので、軸に焼入れ処理が施されていない場合においてこれにラジアル荷重が負荷されても摩耗させることがない。
【０００８】
また、前記アーム部の長さをその先端部が外輪の蓋部材嵌合端面と反対側の端面に達する長さに形成し、その先端部に設けた係合凸部を外輪端面に設けた係合凹部にスナップフィットにより嵌合するようにした構成をとることが望ましい。この構成をとると、外輪に対し蓋部材が係合一体化され、またローラとばね部材はばね部材による押圧とその反力とにより各ポケット内に保持されるので、ケーシングに収納していない状態においても、外輪、蓋部材、ローラ及びばね部材が分離分散することがなく、一体化された状態で採り扱うことができる。
【０００９】
なお、前記ポケットのクサビ角の狭小側端面を形成する前記アーム部の側面に、前記軸受部からポケット側に突き出した軸受補助部を設けた構成をとることができる。この構成によると、軸受部の接触面積が大きくなるとともに、その軸受補助部と径方向に対向したクサビ角の拡大側端部の段差部との間で前記ばね部材を収容する凹部を構成することができ、ばね部材を安定よく保持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、この発明に係る一方向クラッチは、従来外輪に直接設けられていた軸受部を、外輪とは別体の合成樹脂製の蓋部材に設けたアーム部により形成するようにしたので、軸に焼入れ処理が施されていない場合において所要のラジアル負荷をかけて使用したときでも、軸を摩耗させるおそれがない。
【００１１】
また、前記アームの先端部に設けた係合凸部を外輪端面に設けた係合凹部にスナップフィットにより係合させることにより、外輪、蓋部材、ローラ及びばね部材の各構成部材を一体化することができるので、その取り扱い性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。図１から図３に示したように、この一方向クラッチは、外輪１、蓋部材２、所要数のローラ３と同数のばね部材４及びケーシング５により構成される。
【００１３】
外輪１は焼結合金製であり両端面が開放される。その内径面には、図４（ａ）に示したように、周方向の５等分位置に一定回転方向に次第に半径が小さくなる曲面６が形成される。曲面６相互の境界部分に径方向の段差部７が形成される。また外輪１の一方の端面において、曲面６の途中から係合凹部８が径方向に形成される。前記曲面６の最大径側端部から係合凹部８までの範囲をＡで示し、残りの最小径側端部（隣接する曲面６の最大径側端部）までの範囲をＢで示している。範囲Ａの曲面６の部分をカム面９と称し、範囲Ｂの曲面６の部分をカム面９の延長面１０と称する。前記の係合凹部８は延長面１０の範囲内に形成され、その両側辺８ａ、８ｂは角度αの広がりをもつ。
【００１４】
外輪１には、後述のように、ローラ３を介して軸１１が貫通されるが、前記のカム面９と軸１１の各接線相互間の角度θをクサビ角と称する。
【００１５】
前記係合凹部８のクサビ角θの狭小方向に見た側辺８ｂから、次の係合凹部８の側辺８ａまでの範囲をＤとする。なお、前記係合凹部８の一方の側辺８ｂから段差部７までの範囲をＣとする。
【００１６】
前記外輪１の内径面を周方向に区画して５つのポケット１２を形成するために、蓋部材２の内面において軸穴１３（図３参照）に沿い５本のアーム部１４を軸方向に向け設けている。各アーム部１４の長さＬは外輪１の長さＬと一致するように形成される（図４（ｂ）（ｃ）参照）。アーム部１４は断面Ｌ字形の柱状のものであり、その先端部の径方向外向きに突き出した係合凸部１５が設けられる（図４（ｃ）（ｄ）参照）。係合凸部１５を含むアーム部１４の端部は前記の係合凹部８の広がり角度αに一致する広がりを有する（図４（ｄ）参照）。アーム部１４を外輪１の端部から挿入する際、係合凸部１５が延長面１０に摺接することによりアーム部１４が内方に弾性変形して（図１の一点鎖線参照）押し進められ、他方の開放端に達した際にその係合凸部１５が係合凹部８にスナップフィットされる。
【００１７】
前記アーム部１４の内側面に沿って突出部１７が該アーム部１４の全長に渡り設けられ、これによってアーム部１４の断面形状が前記のようにＬ字形になっている。このアーム部１４と突出部１７の内径側の内面部分が軸受部１６となり、その軸受部１６が軸１１に摺接する。また、前記突出部１７は前記延長面１０の範囲Ｃの部分と径方向に対向し、その対向面間にばね収納凹部１８が形成される（図２、図４（ａ）参照）。
【００１８】
なお、前記の蓋部材２の素材としてはＰＯＭ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫなどを挙げることができる。コスト面及び性能面を考慮した場合はＰＯＭが望ましく、高温下での使用であればＰＰＳ、ＰＥＥＫが望ましい。
【００１９】
前記の蓋部材２を外輪１に組み合わせ、各アーム部１４の係合凸部１５を係合凹部８にスナップフィットにより嵌合させた状態において、前記の範囲Ｄ（図４（ａ）参照）の両端部で２本のアーム部１４の内側面相互が周方向に対向し、その一方内側面でポケット１２の大径側端部が形成され、また他方の内側面で小径側端部が形成される。各ポケット１２のカム面９と軸１１との間に前記のローラ３が介在されるとともに、前記のばね収納凹部１８にばね部材３が収納される。ばね部材３は板ばねをＳ字状に屈曲したものであり、これをローラ３に押し当てることにより、該ローラ３をクサビ角θの狭小方向に付勢し、同時にその反力でばね部材３がばね収納凹部１８の内面に押し当てられる。
【００２０】
上記のように外輪１に対し蓋部材２を組み合わせ、蓋部材２と一体のアーム部１４により区画形成されたポケット１２にローラ３とばね部材４を収納し、そのばね部材４でローラ３を付勢した状態においては、外輪１、蓋部材２、ローラ３及びばね部材４は一体化され中間組立て品を構成する。
【００２１】
前記の中間組立て品がケーシング５の内部に収納される。ケーシング５は一端の閉塞端に軸穴１９が設けられ、また開放端の内周面に周溝２１が形成される。外輪１の外径面に軸方向に形成された浅い回り止め凹部２２がケーシング５の内径面に設けられた突条２３とガタツキなく嵌合され、回り止めされる。また蓋部材２の外周面に形成された係合リブ２４が前記の周溝２１に係合され、ケーシング５と蓋部材２が一体化される。
【００２２】
軸１１が蓋部材２の軸穴１３からケーシング５の軸穴１９にわたり貫通され、外輪１の内部において該軸１１の外径面に各アーム部１４の軸受部１６が接触する。
【００２３】
実施形態の一方向クラッチは以上のように構成され、軸１１がケーシング５に対して図２の矢印ａの方向（クサビ角θの狭小方向）に回転すると、ローラ３がカム面９とローラ３との間で噛み込みを生じロック状態となり、軸１１のトルクがケーシング５に伝達される。また、軸１が前記と逆方向に回転すると、ローラ３がクサビ角θの拡大方向に移動し、軸１１は空転状態となってトルクの伝達が遮断される。なお、トルクがケーシング５側から軸１１の方向に伝達される場合も同様の作用で伝達される。
【００２４】
軸１１に負荷されるラジアル荷重は合成樹脂製の軸受部１６において支持され、軸１１の空転状態において該軸受部１６と摺接する。軸受部１６の部分のＰＶ値は外輪１の内部に充填される潤滑剤の存在により蓋部材２の樹脂本来のＰＶ値よりも増加する。また、軸受部１６は合成樹脂であるので、焼き入れ処理されていない軸１１であってもこれを摩耗させることもない。また、カム面９は従来通り焼結金属により形成されるので、十分な耐摩耗性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態の一方向クラッチの断面図
【図２】図１のＸ−Ｘ線の断面図
【図３】同上の分解斜視図
【図４】（ａ）は同上の外輪の端面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は蓋部材の一部側面図、（ｄ）はアーム部の端面図
【符号の説明】
【００２６】
１  外輪
２  蓋部材
３  ローラ
４  ばね部材
５  ケーシング
６  曲面
７  段差部
８  係合凹部
９  カム面
１０  延長面
１１  軸
１２  ポケット
１３  軸穴
１４  アーム部
１５  係合凸部
１６  軸受部
１７  突出部
１８  ばね収納凹部
１９  軸穴
２１  周溝
２２  回り止め凹部
２３  突条
２４  係合リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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