(57)【要約】【課題】動力を伝達するときの応答性を向上できる一方向クラッチを提供すること。【解決手段】一方向クラッチが、係合子用ポケット３０と、保持器付勢部材用ポケット３１とを有する保持器６と、係合子用ポケット３０に配置された第１円筒ころ３と、保持器付勢部材用ポケット３１に配置された第２円筒ころ４と、第１円筒ころ３を内軸２および外輪１に係合する周方向の一方側に付勢する第１付勢ばね７と、第２円筒ころ４を周方向の一方側に付勢する第２付勢ばね８と、第２円筒ころ４からの力に基づいて保持器６を周方向の一方側に付勢する第３付勢ばね９とを備えるようにする。【選択図】図１
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【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ると共に、係合子用ポケットと、保持器付勢部材用ポケットとを有する保持器と、
上記係合子用ポケットに配置される係合子と、
上記保持器付勢部材用ポケットに配置される保持器付勢部材と、
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周方向の一方側に付勢する第１付勢部材と、
上記保持器付勢部材を上記周方向の一方側に付勢する第２付勢部材と、
上記保持器付勢部材からの力に基づいて上記保持器を上記周方向の一方側に付勢する第３付勢部材と
を備え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、
上記係合子および上記保持器付勢部材の夫々は、円筒ころであり、
上記保持器付勢部材のころ径は、上記係合子のころ径よりも大きい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、
上記保持器付勢部材が存在可能な上記周方向の範囲は、上記係合子が存在可能な上記周方向の範囲よりも大きいことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の一方向クラッチにおいて、
上記保持器は、一つのみの上記保持器付勢部材用ポケットを有す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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方向クラッチとしては、特開２００９−１５６２８７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子としての円筒ころを、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ると共に、円筒ころをばねで噛み合い位置（ロック位置）に一方向に付勢して、円筒ころを噛み合い位置に移動させて、円筒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。
【０００４】
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、円筒ころを遊嵌位置（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。
【０００５】
しかしながら、上記一方向クラッチでは、クラッチの噛み合い時に、ばねの力で円筒ころを噛み合い位置に移動させようとしても、ばねの力が弱くて、円筒ころが、直ちに噛み合い位置に移動しないことがあり、一方向クラッチの応答性が低い場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５６２８７号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、動力を伝達するときの応答性を向上できる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】
【０００８】
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ると共に、係合子用ポケットと、保持器付勢部材用ポケットとを有する保持器と、
上記係合子用ポケットに配置される係合子と、
上記保持器付勢部材用ポケットに配置される保持器付勢部材と、
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周方向の一方側に付勢する第１付勢部材と、
上記保持器付勢部材を上記周方向の一方側に付勢する第２付勢部材と、
上記保持器付勢部材からの力に基づいて上記保持器を上記周方向の一方側に付勢する第３付勢部材と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、保持器の保持器付勢部材用ポケットに配置された保持器付勢部材からの力に基づいて、保持器を係合子が噛み合う方向である周方向の一方側に付勢する第３付勢部材を備えるから、第３付勢部材によって保持器を周方向の一方側に移動させることができて、従来の一方向クラッチと比較して、動力伝達時に保持器が第３付勢部材によって周方向の一方側に移動する距離だけ第１付勢部材を余分に圧縮することができる。したがって、その余分な圧縮により第１付勢部材が係合子を噛み合い位置に付勢する力を大きくできて、係合子をより迅速に噛み合い位置に移動させることができ、動力伝達時の応答性を向上できる。
【００１０】
また、一実施形態では、
上記係合子および上記保持器付勢部材の夫々は、円筒ころであり、
上記保持器付勢部材のころ径は、上記係合子のころ径よりも大きい。
【００１１】
上記実施形態によれば、係合子および保持器付勢部材の夫々が、円筒ころであって、保持器付勢部材のころ径が、係合子のころ径よりも大きいから、保持器付勢部材の質量を係合子の質量よりも大きくできて、動力を伝達するときに、保持器付勢部材が第３付勢部材を周方向の一方側に押圧する力を大きくできる。したがって、保持器の移動量を更に大きくできて、第１付勢部材が係合子を噛み合い位置に付勢する力を更に大きくでき、動力伝達時の応答性を更に向上できる。
【００１２】
また、一実施形態では、
上記保持器付勢部材が存在可能な周方向の範囲は、上記係合子が存在可能な周方向の範囲よりも大きい。
【００１３】
上記実施形態によれば、保持器付勢部材が存在可能な周方向の範囲が、係合子が存在可能な周方向の範囲よりも大きいから、保持器付勢部材でより長時間、第３付勢部材を周方向の一方側に押圧できる。したがって、保持器の移動量を大きくできて、第１付勢部材が係合子を噛み合い位置に付勢する力を更に大きくでき、動力伝達時の応答性を更に向上できる。
【００１４】
また、一実施形態では、
上記保持器は、一つのみの上記保持器付勢部材用ポケットを有する。
【００１５】
上記実施形態によれば、保持器が、一つのみの保持器付勢部材用ポケットしか有さないから、係合子の数を大きくできる。したがって、トルク伝達力を大きくできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、動力を伝達するときの応答性を向上できる一方向クラッチを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の一方向クラッチの径方向の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１９】
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模式断面図である。
【００２０】
この一方向クラッチは、外側環状部材としての外輪１と、内側部材としての内軸２と、係合子としての第１円筒ころ３と、保持器付勢部材としての第２円筒ころ４と、第１および第２円筒ころ３,４を保持する保持器６と、第１付勢部材としての第１付勢ばね７と、第２付勢部材としての第２付勢ばね８と、第３付勢部材としての第３付勢ばね９とを備える。
【００２１】
上記外輪１は、内周に、複数の第１カム面１６と、一つのみの第２カム面１７とを有する。複数の第１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、また、第１カム面１６と、第２カム面１７とも、外輪１の周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記複数の第１カム面１６および第２カム面１７の夫々は、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。
【００２２】
上記内軸２は、円筒外周面１８を有する。上記外輪１の各第１カム面１６と、内軸２の外周面１８との間に、楔状の室１５を形成すると共に、外輪１の第２カム面１７と、外周面１８との間に、楔状の室１９を形成している。
【００２３】
上記保持器６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。上記保持器６は、第１円筒ころ３を配置するための複数の係合子用ポケット３０と、第２円筒ころ４を配置するための一つのみの保持器付勢部材用ポケット３１とを有する。上記各係合子用ポケット３０は、周方向に隣接する柱部２２の間に位置し、また、保持器付勢部材用ポケット３１も、周方向に隣接する柱部２２の間に位置している。上記保持器６は、外輪１に対して相対移動可能になっている。
【００２４】
上記第１円筒ころ３は、係合子用ポケット３０に配置されていて、楔状の室１５に配置されている。上記楔状の室１５の周方向の一方側に、第１カム面１６の内径が小さくて、第１円筒ころ３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）が存在する一方、楔状の室１５の周方向の上記一方側とは反対側の他方側に、第１カム面１６の内径が大きくて、第１円筒ころ３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）が存在している。
【００２５】
また、上記第２円筒ころ４は、保持器付勢部材用ポケット３１に配置されていて、楔状の室１９に配置されている。上記楔状の室１９の周方向の一方側に、第２カム面１７の内径が小さくて、第２円筒ころ４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）が存在する一方、楔状の室１９の周方向の上記一方側とは反対側の他方側に、第２カム面１７の内径が大きくて、第２円筒ころ４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）が存在している。
【００２６】
図１に示すように、第１円筒ころ３のころ径は、第２円筒ころ４のころ径よりも小さくなっている。上記第１カム面１６のロック位置での内径は、第２カム面１７のロック位置での内径よりも小さくなっている。上記第２円筒ころ４が存在可能で移動可能な周方向の範囲は、第１円筒ころ３が存在可能で移動可能な周方向の範囲よりも大きくなっている。
【００２７】
上記第１付勢ばね７の周方向の一方側の端部は、第１円筒ころ３の外周面に接触している一方、第１付勢ばね７の周方向の他方側の端部は、係合子用ポケット３０の周方向の他方側の側面を画定する柱部２２に固定されている。上記第１付勢ばね７は、第１円筒ころ３を周方向のフリー位置からロック位置の方に一方向である周方向の一方側に付勢している。
【００２８】
上記第２付勢ばね８の周方向の一方側の端部は、第２円筒ころ４の外周面に接触している一方、第２付勢ばね８の周方向の他方側の端部は、保持器付勢部材用ポケット３１の周方向の他方側の側面を画定する柱部２２に固定されている。上記第２付勢ばね８は、第２円筒ころ４を周方向のフリー位置からロック位置の方に周方向の一方側に付勢している。
【００２９】
上記第３付勢ばね９の周方向の一方側の端部は、保持器付勢部材用ポケット３１の周方向の一方側の側面を画定する柱部２２に固定される一方、第３付勢ばね９の周方向の他方側の端部は、第２円筒ころ４の外周面に接触している。上記第３付勢ばね９は、第２円筒ころ４から周方向の一方側に力を受けて保持器６を周方向の一方側に付勢するようになっている。上記第３付勢ばね９のばね定数は、第２付勢ばね８のばね定数よりも小さくなっている。
【００３０】
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、第２円筒ころ４が、図１に矢印Ａで示す周方向の一方側に移動して、第２付勢ばね８を伸長させる一方、第３付勢ばね９を圧縮する。このようにして、上記第２円筒ころ４が、第３付勢ばね９を介して保持器６を周方向の一方側に付勢して、保持器６を周方向の一方側に移動させるようになっている。
【００３１】
また、これと同時に、上記第１円筒ころ３が、第１付勢ばね７を伸長させる周方向の一方側に移動して、外輪１の第１カム面１６の内径が小さい側の端部と、内軸２の外周面１８との間に挟まれる。そして、上記外輪１、内軸２および第１円筒ころ３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ようになっている。
【００３２】
また、上記外輪１、内軸２および第１円筒ころ３が互いに相対移動不可になった後、更に、第２円筒ころ４が、第２付勢ばね８を伸長させる一方、第３付勢ばね９を圧縮する方向に移動して、外輪１の第２カム面１７の内径が小さい側の端部と、内軸２の外周面１８との間に挟まれるようになっている。このようにして、第２円筒ころ４に係合子としての役割も兼用させて、伝達トルクを大きくするようにしている。
【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の他方側に相対的に回転すると、第１円筒ころ３が、第１付勢ばね７を圧縮する周方向の他方側に移動して、外輪１の第１カム面１６と内軸２の外周面１８との間で遊嵌状態となる。また、第２円筒ころ４が、第２付勢ばね８を圧縮する一方、第３付勢ばね９を伸長させる周方向の他方側に移動して、外輪１の第２カム面１７と内軸２の外周面１８との間で遊嵌状態となる。このことから、クラッチが切りの状態になって、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、保持器６の保持器付勢部材用ポケット３１に配置された第２円筒ころ４からの力に基づいて、保持器６を係合子である第１円筒ころ３が噛み合う方向である周方向の一方側に付勢する第３付勢ばね９を備えるから、第３付勢ばね９によって保持器６を周方向の一方側に移動させることができて、従来の一方向クラッチと比較して、動力伝達時に保持器６が第３付勢ばね９によって周方向の一方側に移動する距離だけ第１付勢ばね７を余分に圧縮することができる。したがって、その余分な圧縮により第１付勢ばね７が第１円筒ころ３を噛み合い位置に付勢する力を大きくできる。したがって、第１円筒ころ３をより迅速に噛み合い位置に移動させることができて、動力伝達時の応答性を向上できる。
【００３５】
また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、係合子および保持器付勢部材の夫々が、円筒ころであって、保持器付勢部材である第２円筒ころ４のころ径が、係合子である第１円筒ころ３のころ径よりも大きいから、保持器付勢部材である第２円筒ころ４の質量を係合子である第１円筒ころ３よりも大きくできて、動力を伝達するときに、第２円筒ころ４が第３付勢ばね９を周方向の一方側に押圧する力を更に大きくできる。したがって、保持器６の移動量を更に大きくできて、第１付勢ばね７が係合子である第１円筒ころ３を噛み合い位置に付勢する力を更に大きくでき、動力伝達時の応答性を更に向上できる。
【００３６】
また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、保持器付勢部材である第２円筒ころ４が存在可能な周方向の範囲が、係合子である第１円筒ころ３が存在可能な周方向の範囲よりも大きいから、保持器付勢部材である第２円筒ころ４でより長時間、第３付勢ばね９を周方向の一方側に押圧できる。したがって、保持器６の移動量を大きくできて、第１付勢ばね７が係合子である第１円筒ころ３を噛み合い位置に付勢する力を更に大きくでき、動力伝達時の応答性を更に向上できる。
【００３７】
また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、保持器６が、一つのみの保持器付勢部材用ポケット３１しか有さないから、係合子である第１円筒ころ３の数を大きくできる。したがって、トルク伝達力を大きくできる。上記実施形態では、保持器付勢部材である第２円筒ころ４も、動力伝達時に時間差でロックする構成であったが、保持器付勢部材は、動力伝達時に必ずしもロックしなくても良く、この場合、保持器付勢部材が多ければ、トルク伝達力が小さくなるのである。
【００３８】
尚、上記実施形態の一方向クラッチでは、保持器付勢部材および係合子の夫々が、円筒ころ３,４であって、保持器付勢部材のころ径が、係合子のころ径よりも大きかったが、この発明では、保持器付勢部材および係合子の夫々が、円筒ころであって、保持器付勢部材のころ径と、係合子のころ径とが同一であっても良い。
【００３９】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、係合子である第１円筒ころ３が係合する第１カム面１６の内径が、保持器付勢部材である第２円筒ころ４が係合する第２カム面１７の内径よりも小さかったが、この発明では、係合子が係合するカム面の内径が、保持器付勢部材が係合するカム面の内径と同一であっても良い。
【００４０】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、保持器付勢部材である第２円筒ころ４が一つしか存在しなかったが、この発明では、保持器付勢部材が二以上存在しても良く、この場合、トルク伝達の応答性を更に向上できる。
【００４１】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、係合子が、円筒ころ３であったが、この発明では、係合子は、スプラグであっても良い。
【００４２】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、動力伝達時に係合子である第１円筒ころ３がロックした後に、保持器付勢部材である第２円筒ころ４が、時間差でロックする構成であった。しかしながら、保持器付勢部材は、動力伝達時にロックしなくても良く、保持器付勢部材が、トルク伝達に一切寄与しなくても良い。
【００４３】
また、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、内側部材は、環状部材であっても良く、その環状部材を、軸部材に外嵌する構成であっても良い。
【００４４】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、外輪１の内周面が、カム面を有する一方、内軸２が、円筒外周面を有していたが、この発明では、外側環状部材が、円筒内周面を有する一方、内側部材の外周面が、カム面を有する構成であっても良い。
【００４５】
また、上記実施形態の一方向クラッチでは、第２付勢ばね８のばね定数が、第３付勢ばね９のばね定数よりも大きくなっていたが、この発明では、第２付勢ばねのばね定数は、第３付勢ばねのばね定数と同一か、または、第３付勢ばねのばね定数よりも小さくても良い。
【００４６】
尚、本発明では、外輪環状部材と、内側部材とは、どちらが動力を伝達する側であっても良い。また、本発明では、保持器付勢部材が係合子よりも先に外側環状部材および内側部材に係合しする場合があっても良い。また、本発明では、付勢部材としては、コイルばね、うず巻ばね、線細工ばね、皿ばね、板ばね等、周知の如何なるばねを使用しても良く、ばね以外の付勢力を付与できる弾性部材を使用しても良い。
【００４７】
また、この発明の一方向クラッチは、例えば、リール、複写機、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、自転車等）等に使用でき、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。
【符号の説明】
【００４８】
１  外輪
２  内軸
３  第１円筒ころ
４  第２円筒ころ
６  保持器
７  第１付勢ばね
８  第２付勢ばね
９  第３付勢ばね
２２  保持器の柱部
３０  係合子用ポケット
３１  保持器付勢部材用ポケット
【図１】
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