(57)【要約】【課題】付勢部材の寿命を長くできて、外側環状部材と内側部材との動力の伝達性能が低下しない一方向クラッチを提供すること。【解決手段】外輪１にカム面１６を形成する一方、内軸２に、互いに間隔をおいて位置すると共に、外輪１の内周面の周方向の一方側に行くにしたがって、徐々に深さが浅くなる５０を形成する。また、上記内軸２において、各溝５０と、その溝５０の上記周方向の一方側に位置する溝５０とを連結する部分に、段部５１を形成する。【選択図】図１
2012163125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面を有する内側部材と、
内周面を有する外側環状部材と、
上記内側部材の外周面と、上記外側環状部材の内周面との間に配置された係合子と、
上記係合子を上記内側部材および上記外側環状部材に係合する方向に付勢する付勢部材と
を備え、
上記内側部材の外周面と上記外側環状部材の内周面とのうちの一方は、カム面を有する一方、上記内側部材の外周面と上記外側環状部材の内周面とのうちの他方は、対向面であり、
上記対向面は、
上記対向面の周方向に配列されると共に、上記周方向の一方側に行くにしたがって深さが浅くなる複数の溝と、
上記周方向に隣接する溝の間に位置する段部と
を有し、
上記対向面が上記カム面に対して上記周方向の一方側に相対回転したとき、上記係合子が上記内側部材および上記外側環状部材に係合することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、
上記各溝は、曲面からなることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の一方向クラッチにおいて、
上記段部は、上記各溝の上記周方向の一方側の端部と、その溝の上記周方向の一方側に位置する上記溝の上記周方向の一方側とは反対側の端部とを連結していることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項４】
請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、
上記各溝は、平面の一部からなっていることを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向クラッチに関し、例えば、複写機や魚釣用リール等で使用されれば好適な一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方向クラッチとしては、特開２０１０−１１６９３２号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この一方向クラッチは、外輪のカム面と、内軸の円筒外周面との間に配置された係合ころを、付勢部材で一方向に付勢している。
【０００３】
この一方向クラッチは、外輪を内軸に対して周方向の一方側に相対的に回転させて、係合ころを噛み合い位置（ロック位置）に移動させて、係合ころを外輪のカム面と内軸の円筒外周面とで挟んで、外輪と内軸との動力の伝達を行っている。また、この一方向クラッチは、外輪を内軸に対して周方向の他方側に相対的に回転させて、係合ころを遊嵌位置（アンロック位置）に移動させて、外輪が内軸に対して相対移動できるようにして、外輪と内軸との間の動力を遮断している。
【０００４】
上記一方向クラッチでは、外輪を内軸に対して周方向の一方側に相対的に回転して、係合ころが噛み合い位置に存在して、外輪と内軸との間で動力の伝達を行っているときから、外輪が内軸に対して周方向の他方側に相対的に回転した際、付勢部材に、係合ころと内外輪との間の静止摩擦力に起因する大きな圧縮力が一定時間作用する。
【０００５】
したがって、上記一方向クラッチでは、動力の伝達と非伝達との断続的な移行によって、上記付勢部材が、動力の伝達から非伝達の移行の度に、上記大きな圧縮力を繰り返し受けることによって、弾性力を失い易くて、付勢部材の寿命が短いという問題がある。
【０００６】
また、ここで、上記付勢部材の寿命を長くするべく、上記圧縮力の軽減を目的として、外輪の円筒外周面の外径を小さくすると、係合ころのロック位置での係合ころと内外輪との静止摩擦力が小さくなって、外輪と内軸との動力の伝達性能が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１６９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、付勢部材の寿命を長くできて、外側部材と内側部材との動力の伝達性能が低下しない一方向クラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明の一方向クラッチは、
外周面を有する内側部材と、
内周面を有する外側環状部材と、
上記内側部材の外周面と、上記外側環状部材の内周面との間に配置された係合子と、
上記係合子を上記内側部材および上記外側環状部材に係合する方向に付勢する付勢部材と
を備え、
上記内側部材の外周面と上記外側環状部材の内周面とのうちの一方は、カム面を有する一方、上記内側部材の外周面と上記外側環状部材の内周面とのうちの他方は、対向面であり、
上記対向面は、
上記対向面の周方向に配列されると共に、上記周方向の一方側に行くにしたがって深さが浅くなる複数の溝と、
上記周方向に隣接する溝の間に位置する段部と
を有し、
上記対向面が上記カム面に対して上記周方向の一方側に相対回転したとき、上記係合子が上記内側部材および上記外側環状部材に係合することを特徴としている。
【００１０】
尚、上記溝の深さを、対向面が内周面である場合には、溝と、対向面に外接する仮想外接円筒面との外側環状部材の径方向の距離として定義する。また、上記溝の深さを、対向面が外周面である場合には、溝と、対向面に内接する仮想内接円筒面との外側環状部材の径方向の距離として定義する。
【００１１】
また、周方向の一方側に行くにしたがって深さが浅くなる溝とは、対向面が内周面である場合には、周方向の一方側に行くにしたがって外径が大きくなる拡径外周面部のことを意味する。また、周方向の一方側に行くにしたがって深さが浅くなる溝とは、対向面が外周面である場合には、周方向の一方側に行くにしたがって内径が小さくなる縮径内周面部のことを意味する。
【００１２】
本発明によれば、上記各溝と、その溝の上記周方向の一方側に位置する溝とを連結する部分に段部が存在するから、動力の伝達から非伝達への移行の際、係合子が段部を乗り越えるまでの期間にしか、付勢部材に過大な摩擦力に起因する過度な圧縮力が作用することがない。というのは、係合子が係合位置から段部を超えた位置に移動すると、係合子に作用していた過度な摩擦力がなくなり、係合子が過度な摩擦力に起因する圧縮力から開放されるからである。したがって、内側部材に段部が存在しない従来構成と比較して、動力の伝達から非伝達への移行の際、付勢部材に、過度な摩擦力に基づく圧縮力がかかる時間を格段に短くすることができるから、付勢部材が弾性力を失う期間までの期間を長くできて、付勢部材の寿命を長くできる。
【００１３】
また、本発明によれば、溝が内側部材の外周面にある場合、溝の周方向の外径が大きい側の端部の外径を、従来の外カム方式の一方向クラッチの円筒外周面の外径と同等に設定することによって、または、溝が外側環状部材の内周面にある場合、溝の周方向の内径が小さい側の端部の内径を、従来の内カム方式の一方向クラッチの円筒内周面の内径と同等に設定することによって、係合位置（ロック位置での）での内側部材と外側環状部材との距離を、従来の内側部材と外側環状部材との距離と同等に設定できる。したがって、従来と比較して、係合子と、内側部材および外側環状部材との静止摩擦力を、従来の一方向クラッチにおける、係合子と、内側部材および外側環状部材との静止摩擦力と同程度の摩擦力にすることができ、従来の一方向クラッチと同等の動力の伝達性能を確保できる。
【００１４】
また、一実施形態では、
上記各溝は、曲面からなる。
【００１５】
上記実施形態によれば、係合子を遊嵌位置（フリー位置）から係合位置（ロック位置）に円滑に移動させることができる。
【００１６】
また、一実施形態では、
上記段部は、上記各溝の上記周方向の一方側の端部と、その溝の上記周方向の一方側に位置する上記溝の上記周方向の一方側とは反対側の端部とを連結している。
【００１７】
上記実施形態によれば、各溝と、その溝の周方向の一方側の溝とが段部で連結されるから、係合子を係合位置である各溝の上記周方向の一方側の端部に円滑に到達させることができると共に、係合子が係合位置から段部を超えるまでに移動する距離を小さくできて、上記過度な圧縮力を受ける時間を更に小さくできて、付勢部材の寿命を更に大きくすることができる。
【００１８】
また、一実施形態では、
上記各溝は、平面の一部からなっている。
【００１９】
上記実施形態によれば、各溝は、平面の一部からなっているから、各溝の加工を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、付勢部材の寿命を長くできて、しかも、内側部材と外側環状部材との動力の伝達性能が低下しない一方向クラッチを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の一方向クラッチの径方向の断面図である。
【図２】軸部材の外周面の径方向の拡大断面図である。
【図３】変形例の一方向クラッチの径方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態の一方向クラッチの径方向の断面図である。
【００２４】
図１に示すように、この一方向クラッチは、外側環状部材としての外輪１と、内側部材の一例としての内軸２と、保持器３と、付勢部材５と、複数の係合ころ６とを備える。上記係合ころは、係合子を構成している。上記外輪１は、内周に複数のカム面１６を有し、複数のカム面１６は、外輪１の周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記各カム面１６は、周方向の一方側に行くにしたがって、徐々に内径が小さくなっている。このようにして、上記外輪１のカム面１６と、内軸２の対向面としての外周面１８との間に、楔状の空間１５を形成している。
【００２５】
上記保持器３は、図示しない第１環状部と、図示しない第２環状部と、複数の柱部２２とを備え、第１環状部は、第２環状部の軸方向に対向している。上記複数の柱部２２は、第１環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置し、各柱部２２は、第１環状部と第２環状部とを連結している。周方向に隣接する柱部２２の間に係合ころ６を収容するポケット３３を形成している。上記保持器３は、外輪１に対して相対移動不可になっている。上記各柱部２２は、カム面１６に対して周方向に間隔をおいた位置に存在している。
【００２６】
上記付勢部材５は、板バネ取付金具３０と、板バネ３１とを有する。上記各板バネ取付金具３０は、屈曲した一体の保持器係止部３５を有し、保持器係止部３５は、周方向延在部４０と、板バネ取付部４２とを有している。上記周方向延在部４０は、保持器３の柱部２２の径方向の外方の面に当接している。また、上記板バネ取付部４２は、屈曲部を介して周方向延在部４０に連なっている。上記板バネ取付部４２は、保持器３の柱部２２においてカム面１６の内径が大きい側に面する側面４７の径方向の内方側の部分に接触している。
【００２７】
図１に示すように、上記板バネ取付部４２は、外輪１の径方向の内方側から外方側に行くにしたがって、保持器３の柱部２２の側面４７からの周方向の距離が大きくなるように延在している。このようにして、板バネ取付部４２の周方向の弾性が大きくなるようにしている。上記板バネ３１は、板バネ取付部４２の径方向の内方側の端部に接触している。上記板バネ３１は、次に示すように、係合ころ６を一方向に付勢する役割を担っている。
【００２８】
詳しくは、上記各係合ころ６は、ポケット３３に収容されていて、楔状の空間に配置されている。上記楔状の空間１５の周方向の板バネ３１側に、カム面１６の内径が大きくて、係合ころ６が外輪１および内軸２に対して相対移動可能なフリー位置（遊嵌位置）が存在する一方、楔状の空間１５の周方向の板バネ３１側とは反対側に、カム面１６の内径が小さくて、係合ころ６が外輪１および内軸２に対して相対移動不可なロック位置（係合位置）が存在している。上記板バネ３１の周方向の板バネ取付部４２側とは反対側の端部は、係合ころ６に接触している。上記板バネ３１は、係合ころ６を周方向の一方側である周方向のフリー位置からロック位置の方に付勢している。
【００２９】
図２は、内軸２の径方向の拡大断面図である。
【００３０】
図２に示すように、内軸２は、複数の溝５０と、複数の段部５１とを有し、複数の溝５０は、互いに間隔をおいて位置し、各溝５０は、曲面である凸面からなっている。上記各溝５０は、矢印Ｃ（図１の矢印Ａ方向と一致）で示す内軸２の内周面の周方向の一方側（周方向のフリー位置からロック位置への方向に対応）に行くにしたがって徐々に深さが浅くなっている。詳しくは、各溝５０は、矢印Ｃで示す内軸２の内周面の周方向の一方側に行くにしたがって、対向面である内軸２の外周面に外接する仮想外接円筒面と、溝５０との外輪１の径方向の距離が徐々に小さくなっている。また、換言すると、上記各溝５０は、矢印Ｃで示す内軸２の内周面の周方向の一方側に行くにしたがって徐々に外径が大きくなっている。
【００３１】
また、上記段部５１は、各溝５０の深さが浅い側の端部（各溝５０の外径が大きい側の端部であって、各溝５０の周方向の一方側の端部）と、その溝５０の上記周方向の一方側に位置する溝５０の深さが深い側の端部（溝５０の外径が小さい側の端部であって、溝５０の周方向の一方側とは反対側の端部）とを連結している。
【００３２】
上記構成において、内軸２が外輪１に対して図１に矢印Ａで示す周方向の一方側に相対的に回転すると、上記係合ころ６が、板バネ３１を伸長させる方向に移動して、外輪１のカム面１６の内径が小さい側の端部と、内軸２の溝５０の深さが浅い側の端部６０（図２参照）との間に挟まれる。そして、上記外輪１、内軸２および係合ころ６が互いに相対移動不可になって、クラッチが入りの状態になって、外輪１と内軸２の間で動力の伝達が行われる。
【００３３】
他方、上記内軸２が外輪１に対して図１に矢印Ｂで示す周方向の一方側とは反対側に相対的に回転すると、係合ころ６が、板バネ３１を圧縮する方向に移動して、外輪１のカム面１６と内軸２の外周面１８との間で遊嵌状態となって、クラッチが切りの状態になる。このとき、外輪１と内軸２との間で動力の伝達が遮断されるようになっている。
【００３４】
上記実施形態の一方向クラッチによれば、上記各溝５０と、その溝５０の周方向の一方側に位置する溝５０とを連結する部分に段部５１が存在するから、動力の伝達から非伝達への移行の際、係合ころ６が段部を乗り越えるまでの期間にしか、板バネ３１に過大な摩擦力に起因する過度な圧縮力が作用することがない。というのは、係合ころ６が係合位置から段部を超えた位置に移動すると、係合ころ６に作用していた過度な摩擦力がなくなり、係合ころ６が過度な摩擦力に起因する圧縮力から開放されるからである。したがって、内側部材に段部が存在しない従来構成と比較して、動力の伝達から非伝達への移行の際、板バネ３１に過度な摩擦力に基づく圧縮力がかかる時間を格段に短くすることができるから、板バネ３１が弾性力を失う期間までの期間を長くできて、板バネ３１の寿命を長くできる。
【００３５】
また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、溝５０の周方向の外径が大きい側の端部の外径を、従来の外カム方式の一方向クラッチの内側部材の円筒外周面の外径と同等に設定することによって、係合位置（ロック位置での）での外輪１と内軸２との距離を、従来の外カム方式の一方向クラッチの内側部材と外側環状部材との距離と同等に設定できる。したがって、従来と比較して、係合ころ６と、外輪１および内軸２との静止摩擦力を、従来の外カム方式の一方向クラッチにおける、係合子と、内側部材および外側環状部材との静止摩擦力と同程度の摩擦力にすることができ、従来の一方向クラッチと同等の動力の伝達性能を確保できる。
【００３６】
また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、溝５０が曲面からなるから、係合ころ６を遊嵌位置（フリー位置）から係合位置（ロック位置）に円滑に移動させることができる。
【００３７】
また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、各溝５０と、その溝５０の周方向の一方側の溝５０とが段部５１で連結されるから、係合ころ６を係合位置である各溝５０の周方向の一方側の端部６０（各溝５０の深さが浅い側の端部６０）に円滑に到達させることができると共に、係合ころ６が係合位置から段部５１を超えるまでに移動する距離を小さくできて、板バネ３１が過度な圧縮力を受ける時間を更に小さくできて、板バネ３１の寿命を更に大きくすることができる。
【００３８】
尚、上記実施形態の一方向クラッチでは、内側部材が、内軸２であったが、この発明では、内側部材が、内輪であっても良い。そして、特に、その内輪が、外周側に溝を有する一方、その内輪の内周面を、軸部材の外周面に圧入する構成であっても良い。また、この発明では、内輪が、外周側に溝を有する一方、その内輪の内周側を、軸部材の外周側に、スプライン嵌合、セレーション嵌合、キー嵌合等で、軸部材の外周側に相対回転不可に嵌合する構成であっても良い。
【００３９】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、付勢部材５が、板バネ３１を有していたが、この発明では、付勢部材は、圧縮コイルバネや、引張コイルバネや、ねじりコイルバネ等の板バネ以外のバネ部材を有していても良く、または、バネ以外の付勢力を付与できる弾性部材を有していても良い。
【００４０】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、付勢部材５が、保持器３とは別部材であったが、この発明では、保持器を剛性樹脂で形成し、付勢部材は、保持器に一体に設けられて、保持器と同じ合成樹脂で形成されていても良い。
【００４１】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、係合子が、係合ころ６であったが、この発明では、係合子は、スプラグ等の係合ころ以外の係合子であっても良い。
【００４２】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、上記段部５１が、各溝５０と、その各溝５０に周方向に隣接する溝５０とを連結していた。しかしながら、この発明では、段部は、各溝と、その各溝に周方向に隣接する溝とを連結する部分の一部であっても良く、例えば、次に示すように、その連結する部分が、段部の他に円筒面部を有しても良い。
【００４３】
図３は、変形例の一方向クラッチの径方向の断面図である。
【００４４】
この変形例の一方向クラッチは、上記実施形態の一方向クラッチとの比較において、内軸１０２のみが変わっている。この変形例の一方向クラッチでは、上記実施形態の一方向クラットと同一の構成については、同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００４５】
この一方向クラッチでは、溝１５０が、段部１５１の径方向の内方側の端部につながっていると共に、溝１５０の深さが、内軸１０２の外周面の周方向の一方側に行くにしたがって浅くなっている。上記溝１５０の深さが浅い側の端部は、外周円筒面部１５５につながっている。また、上記外周円筒面部１５５の周方向の溝１５０側とは反対側の端部は、段部１５１の径方向の外方側の端部につながっている。尚、上記溝１５０は、平面の一部からなっている。この変形例のように、各溝１５０を、平面の一部で構成すると、各溝１５０の加工を容易に行うことができる。
【００４６】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、段部５１と、溝１５０の深さが深い側の端部（周方向の外径が小さい側の端部であって、周方向の一方側とは反対側の端部）とが、つながっていたが、この発明では、段部と、溝の深さが深い側の端部（周方向の一方側とは反対側の端部）との間に、円筒面部や、波状の周面部等、周方向の一方側に行くにしたがって徐々に深さが浅くなる溝と無関係な面が存在していても良い。
【００４７】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、外側環状部材としての外輪１がカム面１６を有し、内側部材としての内軸２が、溝５０を有していた。しかしながら、この発明では、内側部材が、内軸または内輪であって、カム面を有する一方、外側環状部材が溝を有していても良い。詳しくは、外輪が、互いに間隔をおいて位置すると共に、外輪の内周面の周方向の一方側に行くにしたがって、徐々に深さが浅くなる溝を有し、さらに、各溝とその溝の周方向の一方側に位置する溝との連結部に段部を有する構成であっても良い。
【００４８】
尚、この発明の一方向クラッチを、リールや複写機以外の用途にも使用できることは言うまでもなく、例えば、この発明の一方向クラッチを、ファクシミリ、包装用機器、自動販売機、両替機ブラインド、紙・テープの送り出し機構、車両（自動車、バイク等）等に使用できることは言うまでもない。この発明の一方向クラッチが、動力の伝達と遮断との両方を行う必要がある機械であれば如何なる機械にも使用されることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１  外輪
２,１０２  内軸
３  保持器
５  付勢部材
６  係合ころ
１６  カム面
１８  内軸の外周面
５０,１５０  溝
５１,１５１  段部
【図１】
2012163125.tif 000003
【図２】
2012163125.tif 000004
【図３】
2012163125.tif 000005