(57)【要約】【課題】内部部材と外輪との間に所定のくさび角をもった１個所のころ収納部を設け、外輪に上記くさび角の狭小方向のトルクを入力したときロックしてトルクを伝達し、その逆方向のトルクが入力されたときはロックを解除するようにした一方向クラッチにおいて、ロック時に外輪を楕円状に膨張変形させる力が作用してくさび角が崩れる事態を防止し、安定したクラッチ作用ができるようにすることである。【解決手段】外輪２としてコイルばね１６を用い、該コイルばね１６の巻き方向を、その一端部に設けた入力フック１９にロック方向のトルクが加えられたときに該コイルばね１６が縮径するように設定し、ロック時における外輪２の膨張変形を阻止するようにした。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部部材、その内部部材に相対回転可能に嵌合された外輪、上記内部部材と外輪間に介在される転動体からなり、上記内部部材と外輪との対向面間に所定のくさび角をもった転動体収納部を設け、上記外輪に上記くさび角の狭小方向のトルクを入力したときに該転動体がロックして上記内部部材にトルクを伝達し、上記と逆方向のトルクを入力したときに上記のロックを解除するようにした一方向クラッチにおいて、上記外輪としてコイルばねを用い、該コイルばねの巻き方向を、その一端部に設けた入力フックに上記ロック方向のトルクが加えられたときに該コイルばねが縮径するように設定したことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
上記内部部材に１個の転動体を収納した１個所の転動体収納部を設け、その転動体収納部に収納した付勢ばねにより該転動体をくさび角の狭小方向に付勢し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】
上記内部部材の周方向等分位置に、各１個の転動体を収納した複数箇所の転動体収納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】
上記内部部材、外輪、ころ、コイルばねを含む組立体を入力部材の中心穴に挿入し、該内部部材の一部を該中心穴の内径面に嵌合して芯合わせを行うとともに、上記コイルばねの入力フックを該入力部材の内径面に係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】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、一方向クラッチに関し、特にその小型化・高信頼性化を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
電機機器や事務機器の駆動部に使用される小型の一方向クラッチとして、本願の発明者らは、先に図７から図９に示したものを特許出願している（特願２００１−２８３４８４号参照）。
【０００３】
上記の一方向クラッチは、図７に示すように、内部部材３１、外輪３２、蓋３３、１個のころ３４及び１個の付勢ばね３５からなる。内部部材３１の軸部３６の一端部に欠円部３７が設けられ、外輪３２の内部に組み込まれる。また、上記の欠円部３７の平坦部３８と外輪３２の内径面とにより形成された空所にころ３４とばね３５が組み込まれ、蓋３３が施される（図８参照）。ころ３４の片面に付勢ばね３５が押し当てられ、平坦部３８と外輪３２の内径面とで形成されるくさび角αの狭小方向に付勢し、ころ３４の作動の安定化を図っている。
【０００４】
外輪３２に図９の矢印Ａ方向のトルクが入力されると、ころ４がくさび角αの狭小方向に移動する（図９の一点鎖線から実線への移動方向参照）結果、かみ込みを生じてロックし、内部部材３１にトルクを伝達する。入力トルクの回転方向が逆の場合は、ころ３４がくさび角の拡大方向に移動するためロックが解除され、トルクの伝達が遮断される。
【０００５】
以上述べた一方向クラッチは、ころ３４が内部部材３１の軸部分の外径の範囲内に存在するので、その外径の外側に多数のころを配置する構造の一方向クラッチに比べて顕著な小型化が図れるメリットがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ころ３４がくさび角αの狭小方向に移動してロックした状態においては、外輪３２はころ３４と内部部材３１の欠円部３７との２箇所で接触し、外径方向に引張り力を生じるため、外輪３２が楕円状に膨張変形することがある。そのような変形が生じると、外輪３２と欠円部３７の平坦面３８で形成されるくさび角αが崩れるため、ころ３４のロックが生じないか、生じたとしても不安定になる。
【０００７】
そこで、この発明は、ロック時におけるくさび角の崩れを防止し、安定なクラッチ作用が行えるようにすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、内部部材、その内部部材に相対回転可能に嵌合された外輪、上記内部部材と外輪間に介在される転動体からなり、上記内部部材と外輪との対向面間に所定のくさび角をもった転動体収納部を設け、上記外輪に上記くさび角の狭小方向のトルクを入力したときに該転動体がロックして上記内部部材にトルクを伝達し、上記と逆方向のトルクを入力したときに上記のロックを解除するようにした一方向クラッチにおいて、上記外輪としてコイルばねを用い、該コイルばねの巻き方向を、その一端部に設けた入力フックに上記ロック方向のトルクが加えられたときに該コイルばねが縮径する方向に設定した構成としたのである。
【０００９】
上記構成によると、コイルばねの入力フックにロック方向のトルクが入力されたとき、転動体がロックすると同時にコイルばねに縮径方向の力が作用するので、コイルばねの膨張変形が避けられ、くさび角の崩れが防止される。
【００１０】
また、上記内部部材に１個の転動体を収納した１個所の転動体収納部を設け、その転動体収納部に収納した付勢ばねにより該転動体をくさび角の狭小方向に付勢した構成をとることができる。１個の転動体でトルクの伝達を行うために、転動体の径が比較的大きくなり、転動体の作動が不安定になる可能性がある。これを避けるため、この場合は付勢ばねにより転動体をくさび角の狭小方向へ付勢し、その作動の安定化を図るようにしている。
【００１１】
さらに、上記内部部材の周方向等分位置に、各１個の転動体を収納した複数個所の転動体収納部を設けた構成を採用することができる。この場合はトルクが複数の転動体に分散して伝達されるので、転動体の径が小さく、従ってくさび角が相対的に小さいとともに、各転動体がコイルばねの縮径力を受けて安定するので、個別に付勢ばね用設ける必要がない。
【００１２】
なお、上記内部部材、外輪（コイルばね）、ころ、コイルばねを含む組立体を入力部材の中心穴に挿入し、該内部部材の一部を該中心穴の内径面に嵌合して芯合わせを行うとともに、上記コイルばねの入力フックを該入力部材の内径面に係合した構成をとることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１から図３に示した第１実施形態の一方向クラッチは、内部部材１、外輪２、蓋３、１個のころ４及び１個の付勢ばね５からなる。
【００１４】
内部部材１は、軸部６とその一端部に設けられた欠円部７とからなる。欠円部７は軸部６の優弧８の部分を除去し、劣弧９の部分を残したものであり、劣弧９の部分に平坦部１１が形成される。欠円部７の後端部に蓋３が嵌合される。
【００１５】
蓋３は、大径部１２とその内面に設けられた小径部１３とからなる。小径部１３は前記の軸部６と同一の外径を有する。蓋３には、前記の欠円部７に合致する欠円状の貫通穴１４が設けられ、その貫通穴１４に欠円部７の端部を嵌合することにより、小径部１３と軸部６とが同芯状態となるように蓋３が内部部材１に組合わされる。その小径部１３と軸部６との間の平坦部１１上にころ収納部１５が形成される（図３参照）。なお、内部部材１と蓋３は、図示の場合別部材で形成したものを示しているが、これら両者を一体の部材で構成することもできる。「特許請求の範囲」においては、一体部材、別部材にかかわらず、内部部材１と蓋３を「内部部材」と総称している。
【００１６】
上記のころ収納部１５にころ４と付勢ばね５が収納される。ころ４の直径は、軸部６の欠円部７側の最大高さより若干小さく形成される（図３参照）。付勢ばね５は、板ばねを扁平な筒状に巻き曲げたものであり、ころ４の一側方に収納される。
【００１７】
上記のころ４とばね５を収納した状態で内部部材１と蓋３の組立体を外輪２の内部に挿入している。外輪２は、内部部材１の軸部６から蓋３の小径部１３の範囲に嵌合され、前記の収納部１５をカバーする（図２参照）。軸６の先端部と蓋３の大径部１２はそれぞれ外輪２の両端部から外部に露出する。
【００１８】
外輪２は、断面角形の弾性線材により形成されたコイルばね１６でなり、その収縮弾性により内部部材１と蓋３の小径部１３に嵌合一体化される。このコイルばね１６は、図示の場合左巻きであり、その一端の切断端１７は蓋３の小径部１３の周りに巻き付けられる。他端部において外径方向に拡径した立上り部１８が形成され、その立上り部１８の終端に軸方向外向きに屈曲された入力フック１９が設けられる。
【００１９】
上記のように組み立てたられた状態で、ころ４は付勢ばね５により一方向に付勢され（図３参照）、欠円部７の平坦部１１と外輪２（コイルばね１６）の内径面に接する。その接点における接線と平坦部１１とによりくさび角αが形成される。このくさび角αは入力フック１９にコイルばね１６の縮径方向（図１、図３の矢印Ａ参照）のトルクが入力される方向と一致する。
【００２０】
第１実施形態の一方向クラッチは以上のようなものであり、これを使用する際は、図２に示すように、歯車２１等の入力部材の中心穴２２に挿通され、蓋３の大径部１２を該中心穴２２の内径面に嵌合して芯合わせを行うとともに、入力フック１９をその中心穴２２の係合凹部２３に係合する。また、内部部材１の軸部６の先端部に出力軸２４が嵌合一体化される。
【００２１】
上記の状態で、歯車２１が左回転すると（図３の矢印Ａ参照）、ころ４がくさび角αの狭小側に移動してかみ込みを生じロックする。そのロックにより入力トルクが内部部材１に伝達され、さらにこれと一体化された出力軸２４に伝達される。このとき、コイルばね１６を楕円状に膨張変形させる引張り力が作用するが、同時に入力フック１９を通じてコイルばね１６を縮径する方向の力が加わるため、コイルばね１６の膨張・変形が阻止される。このため、くさび角αが崩れることなく、ロック状態が確実に維持される。
【００２２】
なお、歯車２１が前記と逆方向に回転すると、ころ４のかみ込みが外れロックが解除される。そのため、トルクの伝達が遮断される。
【００２３】
次に、図４から図６に基づいて第２実施形態の一方向クラッチについて説明する。この一方向クラッチが、内部部材１、コイルばね１６でなる外輪２、蓋３及びころ４からなる点は、前記の第１実施形態の場合と同じであるが、この第２実施形態の場合は前記の付勢ばね５に相当するものがなく、かつころ４は３個用いられる。従って、内部部材１の軸部６の一端には外周面の三等分位置の３箇所にころ収納部１５が設けられる。各ころ収納部１５は、図６に示すように、平坦部１１とこれから直角に立上った壁面２５とコイルばね１６の内径面により形成され、その平坦部１１とコイルばね１６の内径面とにより、一定のくさび角αが形成される。また、各ころ収納部１５間に軸部６の外径に等しい円弧面２６が残される。
【００２４】
蓋３には異形穴２６’が設けられ、切欠きにより形成された３箇所のころ収納部１５をもった異形軸部２７の端部に嵌合される。
【００２５】
上記のように、３箇所のころ収納部１５に各１個のころ４を収納した内部部材１と蓋３の組立体をコイルばね１６の内部に挿入し、コイルばね１６の縮径力で一体化し、歯車２１の中心穴２２に挿入し、さらに、コイルばね１６の入力フック１９を中心穴２２の係合凹部２３に係合する点は、第１実施形態の場合と同じである。
【００２６】
各ころ４には、個別の付勢ばねを付していないが、これは各ころ４にはコイルばね１６が接触し、トルク伝達時はそのコイルばね１６が縮径すること、また、くさび角αが比較的小さいことから、各ころ４は所定位置に安定よく保持される。従って、第１実施形態のような付勢ばね５は不要である。
【００２７】
第２実施形態の一方向クラッチも、第１実施形態の場合と同様に、歯車２１から入力フック１９に矢印Ａ方向（図４、図６参照）の入力トルクを加えると、各ころ４がロックしてトルクを伝達するとともに、コイルばね１６が縮径してくさび角αの崩れを防止する。
【００２８】
なお、歯車２１が逆回転した場合にトルクの伝達が遮断されることは、第１実施形態の場合と同じである。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明はロック時に変形力を受ける外輪として、コイルばねを用い、コイルばねの入力フックにロック方向のトルクが入力されたとき、転動体がロックすると同時にコイルばねに縮径方向の力が作用するようにしたので、コイルばねの膨張変形が避けられ、くさび角の崩れが防止される。これにより、外輪の外径を大きくすることなく、ロック作用が確実に行われるので、一方向クラッチの小型化と信頼性の向上を図ることができる。また、複数の転動体を用いた場合は付勢ばねを省略できるので、組み立ての簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の分解斜視図
【図２】同上の使用状態の断面図
【図３】図２のＸ−Ｘ線の断面図
【図４】第２実施形態の分解斜視図
【図５】同上の使用状態の断面図
【図６】図５のＹ−Ｙ線の断面図
【図７】従来例の分解斜視図
【図８】同上の使用状態の断面図
【図９】図８のＺ−Ｚ線の断面図
【符号の説明】
１　内部部材
２　外輪
３　蓋
４　ころ
５　付勢ばね
６　軸部
７　欠円部
８　優弧
９　劣弧
１１　平坦部
１２　大径部
１３　小径部
１４　貫通穴
１５　ころ収納部
１６　コイルばね
１７　切断端
１８　立上り部
１９　入力フック
２１　歯車
２２　中心穴
２３　係合凹部
２４　出力軸
２５　壁面
２６　円弧面
２６’　異形穴
２７　異形軸部
【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】
2004011669.tif 000009
【図８】
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【図９】
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