(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の転がり部材と、内周面に周方向一定の間隔でカム面が形成された外輪と、その各カム面に対してそれぞれ転がり部材が配置されるよう各転がり部材を周方向一定の間隔で保持する保持器と、各転がり部材をそれぞれカム面に対して楔作用を発揮する向きに付勢する複数のバネを備え、
上記保持器は、上記外輪に固定され、かつ、上記各バネが取り付けられた本体部と、この本体部とは別体に形成されて当該本体部に対して周方向に回動可能に取り付けられ、その回転により上記各転がり部材をバネの付勢力に抗する向きに強制的に変位させ、各転がり部材とその内側の軸とが非接触のクラッチ機能ＯＦＦ状態とするための可動部とによって構成されているとともに、
上記各バネは、クラッチ機能ＯＦＦ状態での撓み量におけるばね定数が、クラッチ機能ＯＮ状態での撓み量におけるばね定数に比して段階的に増大する２段バネとなっていることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
上記各バネが、基端から所定の寸法の位置に形成された屈曲部で折り返されてその先端部が転がり部材に当接する断面略Ｖ字形もしくは略Ｕ字形の板バネであって、屈曲部よりも先端側の長さが基端側の長さよりも短く、かつ、所定の撓み量に達した状態で屈曲部よりも基端側がストッパに当接するよう構成され、上記基端側がストッパに当接した状態となるとばね定数が大きくなる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】
上記各転がり部材は、クラッチ機能ＯＦＦ状態において、上記保持器の可動部により上記各バネの基端部が上記ストッパに当接する位置にまで変位させられることを特徴とする請求項２に記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸と外輪間に配置された複数の転がり部材の楔作用を利用した一方向クラッチで、かつ、転がり部材と軸との間の接触を絶つことによって一方向クラッチとしての機能をＯＦＦにすることのできる、いわゆるＯＮ／ＯＦＦ機能付きの一方向クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸の一方向への回転時には空転し、他方への回転に対してはロックして外輪に対する相対的な回転を阻止する一方向クラッチにおいて、一方向クラッチとしての機能をＯＦＦにすることのできる、ＯＮ／ＯＦＦ機能付きのクラッチが知られている。
【０００３】
以下、このようなＯＮ／ＯＦＦ機能付きの従来の一方向クラッチの構成例について図４〜図７を参照しつつ説明する。図４は軸平行断面図であり、図５はそのＡ−Ａ断面図である。また、図６には内部に組み込まれている金属バネ部材５の正面図（Ａ）およびそのＢ矢視図（Ｂ）を示し、図７には図５の要部拡大図（Ａ）およびその外輪を透視した状態でのＢ矢視図（Ｂ）を示す。
【０００４】
外輪１にはその内周面に複数のカム面１ａが形成されており、その内周側に、樹脂製の保持器２によって円周方向に一定間隔で保持された複数の転がり部材（ころ）３が組み込まれ、各転がり部材３は、その内側に挿入される軸４に接触するとともに、外輪１の各カム面１ａに当接している。保持器２には、図６に示すようなリング状の金属バネ部材５が嵌め込まれている。金属バネ部材５は、リング状の連結部５１の周囲に転がり部材３の数だけ板バネ部５２を一体的に配したものであり、各板バネ部５２によって各転がり部材３をロック側、つまり図７（Ａ）において矢印αで示す狭い空間側に付勢する。
【０００５】
この例において保持器２は、外輪１に対する回転が規制される本体部２ａと、その本体部２ａから切り離されて周方向に相対的に回動変位可能なリング状の可動部２ｂとを含み、この可動部２ｂはレバー（図示せず）等の操作によって、図７（Ａ）中βで示す向きに外部から回動変位させることができる。前記した金属バネ部材５は本体部２ａに対して回動不能に嵌め込まれており、可動部２ｂをβの向きに変位させることによって、各転がり部材３は板バネ部５２の付勢力に抗する向きに変位し、図７（Ａ）に二点鎖線で示すように、軸４に対して非接触のクラッチ機能ＯＦＦ状態とすることができるようになっている。
【０００６】
以上の構成において、例えば外輪１をハウジング等に対して固定したとき、保持器２の移動部２ｂを本体部２ａに対して密着させた図７（Ａ）に実線で示すクラッチ機能ＯＮ状態では、軸４が同図においてγで示す向きに回転しようとする際には、転がり部材３は広い空間側に移動するために軸４は空転し、その逆向きに回転しようとする際には、転がり部材３は狭い空間側に移動し、カム面１ａと軸４および転がり部材３との楔作用によって、軸４の回転は阻止されてロック状態となる。
【０００７】
一方、保持器２の移動部２ｂを前記βの向きに回動変位させて各転がり部材３を移動させたクラッチ機能ＯＦＦ状態では、各転がり部材３と軸４との接触が絶たれる結果、軸４はいずれの向きにも空転可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のようなＯＮ／ＯＦＦ機能付きの一方向クラッチにおいては、クラッチ機能ＯＦＦ状態では転がり部材３が軸４に対して非接触状態となるために軸４の回転（空転）トルクは基本的に０となる。しかし、クラッチ機能ＯＮ状態においては、各転がり部材３が板バネ部５２によってカム面１ａ側に付勢されているが故に軸４の空転時に摩擦トルクが発生する。このトルクを極力軽くするためには、板バネ部５２のばね定数を小さくすればよいのであるが、板バネ部５２のばね定数を小さくすると、クラッチ機能ＯＦＦ状態からＯＮ状態への切替え時におけるばねの付勢力（反発力）も同時に小さくなるため、ＯＮ状態に切替えたときのロックの信頼性が低下するという問題が生じる。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、クラッチ機能ＯＮ状態における軸の空転トルクが小さく、しかもクラッチ機能ＯＦＦ状態における転がり部材に対する付勢力を大きくしてＯＦＦ→ＯＮへの切替え後のロックの信頼性を向上させることのできる一方向クラッチの提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の一方向クラッチは、複数の転がり部材と、内周面に周方向一定の間隔でカム面が形成された外輪と、その各カム面に対してそれぞれ転がり部材が配置されるよう各転がり部材を周方向一定の間隔で保持する保持器と、各転がり部材をそれぞれカム面に対して楔作用を発揮する向きに付勢する複数のバネを備え、上記保持器は、上記外輪に固定され、かつ、上記各バネが取り付けられた本体部と、この本体部とは別体に形成されて当該本体部に対して周方向に回動可能に取り付けられ、その回転により上記各転がり部材をバネの付勢力に抗する向きに強制的に変位させ、各転がり部材とその内側の軸とが非接触のクラッチ機能ＯＦＦ状態とするための可動部とによって構成されているとともに、上記各バネは、クラッチ機能ＯＦＦ状態での撓み量におけるばね定数が、クラッチ機能ＯＮ状態での撓み量におけるばね定数に比して段階的に増大する２段バネとなっていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【００１１】
ここで、本発明においては、各転がり部材を付勢するバネを２段バネとする公的な具体的構成として、各バネを、基端から所定の寸法の位置に形成された屈曲部で折り返されてその先端部が転がり部材に当接する断面略Ｖ字形もしくは略Ｕ字形の板バネとし、屈曲部よりも先端側の長さが基端側の長さよりも短く、かつ、所定の撓み量に達した状態で屈曲部よりも基端側がストッパに当接し、その基端側がストッパに当接した状態となるとばね定数が大きくなる構成（請求項２）を採用することができる。
【００１２】
そして請求項２に係る発明では、上記各転がり部材は、クラッチ機能ＯＦＦ状態において、上記保持器の可動部により上記各バネの基端部が上記ストッパに当接する位置にまで変位させられる構成（請求項３）を採用することが望ましい。
【００１２】
本発明は、各転がり部材を付勢するバネのばね定数を、クラッチ機能ＯＮ状態よりもクラッチ機能ＯＦＦ状態において増大させることにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１４】
すなわち、ＯＮ／ＯＦＦ機能付きの一方向クラッチで、保持器にその本体部に対して周方向に回動する可動部を設けて、この可動部を周方向に回動させることによって転がり部材をバネの付勢力に抗する向きに変位させ、クラッチ機能ＯＦＦ状態とするタイプのものでは、各バネは、クラッチ機能ＯＮ状態における撓み量に比して、クラッチ機能ＯＦＦ状態での撓み量が大きくなる。各バネを、その撓み量が所定量に達した時点でばね定数が段階的に増大する２段バネとし、そのばね定数が変化する撓み量を、クラッチ機能ＯＮ状態における撓み量と、クラッチ機能ＯＦＦ状態における撓み量との間に設けることによって、従来のこの種のクラッチに比して、クラッチ機能ＯＮ状態における各転がり部材付勢力を小さくし、なおかつクラッチＯＦＦ状態における各転がり部材の付勢力を大きくすることが可能となる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、各転がり部材を付勢する板バネを略Ｖまたは略Ｕ字形に屈曲させるという簡単な構成のもとに、上記の作用を奏し得る一方向クラッチを提供するものであり、基端側がストッパに当接するまでは、相対的に長い基端側が主として撓み、ストッパに当接してからは相対的に短い先端側の撓みが開始して、ばね定数が増大する。クラッチ機能ＯＮ状態におけるバネの撓み量を、基端側がストッパに当接するまでの撓み量とし、クラッチ機能ＯＦＦ状態における撓み量を基端側がストッパに当接してからの撓み量となるように設定することにより、目的を達成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について述べる。図１（Ａ）は本発明の実施の形態の軸直交方向の部分断面図で、図１（Ｂ）はその外輪１を透視した状態で示すＢ矢視図である。また、図２（Ａ）は本発明の実施の形態に用いられる金属バネ部材５０の正面図であり、図２（Ｂ）はそのＢ矢視図である。なお、この実施の形態は、複数のカム面１ａを備えた外輪１、本体部２ａと可動部２ｂとからなる保持器２、および複数の転がり部材３については、前記した従来の一方向クラッチと全く同様の構成を有しているため、その詳細説明は省略する。
【００１７】
保持器２の本体部２ａに回転不能に嵌め込まれた金属バネ部材５０は、図２に示すように、リング状の連結部５０１と転がり部材３の数に等しい数の板バネ部５０２とを、厚さの一様な金属板により一体形成したものであって、各板バネ部５０２は、連結部５０１に一体化された基端から所定寸法の位置に設けられた屈曲部５０２ａで折り返され、全体として略Ｖ字形ないしは略Ｕ字形をしている。また、屈曲部５０２ａを挟んで基端側５０２ｂの長さは先端側５０２ｃの長さよりも長く、転がり部材３には先端側５０２ｃが当接して付勢するようになっている。
【００１８】
金属バネ部材５０を保持器２に嵌め込んだ状態では、図１（Ｂ）に示すように、各板バネ部５０２の後方（撓み方向）に保持器２の本体部２ａの壁体が位置しているとともに、板バネ部５０２の撓み量があらかじめ設定されたδ1 に達するまでは、その壁体に対しては板バネ部５０２が接触せず、所定の角度を以て離隔した状態となっている。
【００１９】
以上のような構成からなる各板バネ部５０２は、従って、その撓み量がδ1 に達するまでは、屈曲部５０２ａを挟んで相対的に長い基端側５０２ｂが撓むともに、撓み量がδ1 を越えた後は、相対的に短い先端側５０２ｃが撓むことになり、そのばね定数は、撓み量の大きさに応じて２段階に変化し、撓み量δと反発力Ｗとの関係は図３にグラフを示す通りとなる。
【００２０】
そして、図１（Ｂ）並びに図３にそれぞれ示すように、クラッチ機能ＯＮ状態における板バネ部５０２の撓み量δ0 はδ1 よりも小さく、また、クラッチ機能ＯＦＦ状態における板バネ部５０２の撓み量δ2 はδ1 よりも大きくなるように設定されている。
【００２１】
以上の本発明の実施の形態によると、図１に実線で示すようよ、保持器２の可動部２ｂを本体部２ａに密着させたクラッチ機能ＯＮ状態においては、各転がり部材３は、ばね定数の小さい状態での各板バネ部５０２によって比較的小さな力でカム面１ａ側に付勢され、これにより軸４の空転トルクは小さくなる。しかも、同図に二点鎖線で示すように、可動部２ｂを本体部２ａに対して回動変位させて軸４との接触を絶ったクラッチ機能ＯＦＦ状態においては、各転がり部材は、ばね定数の大きい状態での各板バネ部５０２によって大きな力でカム面１ａ側に付勢された状態となり、クラッチ機能ＯＦＦ状態から保持器２の可動部２ｂを上記と逆向きに回動変位させてクラッチ機能ＯＮ状態に切り替えたとき、各転がり部材３は確実にカム面１ａ側に移動することになり、ロックの信頼性が損なわれる恐れがない。
【００２２】
ここで、以上の実施の形態においては、各転がり部材３を付勢するバネを略Ｖ字形ないしは略Ｕ字形の板バネを用いて２段バネとしたが、本発明はこれに限定されることなく、撓み量が所定量に達した時点でばね定数が大きくなる２段バネであれば任意のものを用いることができ、例えば２枚の板バネを用い、一方の板バネの撓み量が一定量に達した時点で他方の板バネが転がり部材に当接して撓みを開始する方法等、他の公知の手法を採用し得ることは勿論である。ただし、上記の実施の形態のような略Ｖ字形ないしは略Ｕ字形の板バネを用いた場合、一様な金属板の曲げ加工によって本発明の目的を達成することが可能となることから、構成の簡素化とコスト抑制の点で有利である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、保持器に設けた可動部を回動させることにより各転がり部材をバネの付勢力に抗する向きに移動させてクラッチ機能ＯＦＦ状態とする一方向クラッチにおいて、転がり部材を付勢するバネを、撓み量によってばね定数が段階的に変化する２段バネとし、クラッチ機能ＯＮ状態においては比較的小さなばね定数に基づく小さな反発力のもとに各転がり部材を付勢するとともに、クラッチ機能ＯＦＦ状態では比較的大きなばね定数に基づいて、小さなストロークでも大きな反発力のもとに各転がり部材を付勢するから、クラッチ機能ＯＮ状態における軸の空転トルクを小さくし、しかもクラッチ機能ＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替え時に各転がり部材を確実に外輪のカム面側に移動させることが可能となり、信頼性の高い一方向クラッチが得られる。ここで、クラッチ機能ＯＮ状態におけるばね定数を小さくできることは、部品の寸法ばらつきの影響も小さくなり、動作が安定することにも繋がる。
【００２４】
また、２段バネとして、略Ｖ字形もしくは略Ｕ字形に屈曲させた板バネを用いることにより、簡単な構成のもとに低コストで上記の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（Ａ）は本発明の実施の形態の軸直交方向の部分断面図で、図１（Ｂ）はその外輪１を透視した状態で示すＢ矢視図である。
【図２】    図２（Ａ）は本発明の実施の形態に用いられる金属バネ部材５０の正面図で、図２（Ｂ）はそのＢ矢視図である。
【図３】  本発明の実施の形態に用いられる各板バネ部５０２の撓み量δと反発力Ｗとの関係を示すグラフである。
【図４】  従来のＯＮ／ＯＦＦ機能付き一方向クラッチの構成例を示す軸平行断面図である。
【図５】  図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】  図６（Ａ）は図４のＯＮ／ＯＦＦ機能付き一方向クラッチの内部に組み込まれている金属バネ部材５の正面図で、図６（Ｂ）はそのＢ矢視図である。
【図７】  図７（Ａ）は５の要部拡大図で、図７（Ｂ）はその外輪１を透視した状態でのＢ矢視図である。
【符号の説明】
１  外輪
１ａ  カム面
２  保持器
２ａ  本体部
２ｂ  可動部
３  転がり部材
４  軸
５０  金属バネ部材
５０１  連結部
５０２  板バネ部
５０２ａ  屈曲部
５０２ｂ  基端側
５０２ｃ  先端側
【図１】
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【図２】
0003874548.tif 000003
【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】
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