(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との相対回転を一方向のみに伝達し、他方には空転させる一方向クラッチであって、
２枚の板状部材を重ね合わせ、その各板状部材の外縁に形成された湾曲部によりボール軌道面が外周に形成されてなる内輪と、その内輪の２枚の板状部材の間に当該内輪に対して相対回転自在に配置された板状部材からなり、かつ、周方向に複数の窓が形成された外輪と、その外輪の各窓内に収容される複数のボールと、その各ボールを周方向一定の向きに付勢する付勢手段を備え、かつ、上記各窓の外輪外周側の内周面に、上記内輪のボール軌道面に対して上記向きに漸次間隔が狭くなるカム面が形成されているとともに、
上記内輪を形成する２枚の板状部材には、それぞれの内周に周方向に沿って複数の舌片が形成され、その各舌片は相手部材の舌片に対して周方向に締め代を有し、これらの２枚の板状部材は、熱処理により硬度が高められた後に重ね合わされ、上記各舌片どうしで当該２枚の板状部材が相互にかしめられることによって一体化され、上記各舌片の先端部が軸に対して嵌合固定される内輪内周面を形成していることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
上記２枚の板状部材が、互いに同一の形状および寸法を有していることを特徴とする請求項１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】
本発明は一方向クラッチに関し、更に詳しくは、幅寸法の小さいコンパクトな一方向クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸とハウジングとの相対回転を一方向に伝達し、他方向には空転させる一方向クラッチとして、図８に軸平行断面図を、図９には軸直交断面図を示すようなローラクラッチが知られており、このようなローラクラッチは例えば釣り具のリールや複写機の紙送り機構などに多用されている。
【０００３】
このローラクラッチは、外輪１０と、内輪を兼用する軸１１と、外輪１０と軸１１の間に介在する複数のローラ１２と、その各ローラ１２を周方向に一定の間隔で保持する保持器１３、および各ローラ１２をそれぞれ一定の向きに付勢するばね１４によって構成されている。外輪１０には鍔１０ａが形成されており、外輪１０の内周面には複数のカム面１０ｂが一定のピッチで形成されている。各カム面１０ｂは、周方向に一定の向き（図９において矢印ａの向き）に軸１１の表面に対する間隔が漸次狭くなる面からなり、各ローラ１２はそれぞれ、外輪１０の内側に固定された保持器１３に保持された状態で、カム面１０ｂと軸１１の外周面との間で、バネ１４によってカム面１０ｂに食い込む向き、つまり軸１１との間隔が狭くなる向きに付勢されている。なお、この種のローラクラッチは、ローラと軸との間に別途内輪を介在させる構造のものも知られている。
【０００４】
以上の構成において、例えば外輪１０に対して軸１１が図９において矢印Ａの向きに回転すると、その回転力を受けたローラ１２はバネ１４の付勢力に抗してカム面１０ｂと軸１１との間隔が広くなる向きに変位し、外輪１０に対して各ローラ１２が空転する結果、軸１１の回転力は外輪１０に伝達されず、軸１１は外輪１０に対して空転する。これに対し、外輪１０に対して軸１１が図９において矢印Ｂの向きに回転すると、各ローラ１２はその回転力とバネ１４の付勢力によりカム面１０ｂと軸１１との間隔が狭くなる向きに変位して、カム面１０ｂと軸１１の間に食い込む結果、軸１１の回転力は外輪１０に対して伝達され、軸１１とともに外輪１０が回転する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のようなローラクラッチにおいては、加工上の制約などから、ローラ１２はある程度以上の長さを必要とし、全体としての幅寸法（軸方向寸法）を小さくするには自ずと限界がある。このことは、ローラに代えてスクラブを動力伝達部材として用いる一方向クラッチについても同様なことが言える。
【０００６】
また、上記したローラクラッチにおいては、軸１１に対する軸方向への位置決め手段を有さないために、別途位置決めのための機構を設ける必要があるという問題もある。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、従来のローラクラッチをはじめとする一方向クラッチよりも幅寸法を狭くすることができ、また、軸方向への位置決め機構を別途設ける必要がなく、この点からも全体としての幅方向寸法を従来のローラクラッチに比して大幅に狭くすることができ、しかも組立が容易で製造コストを低く抑えることのできる実用的な一方向クラッチの提供を目的としている。
【０００８】
【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、内輪と外輪との相対回転を一方向のみに伝達し、他方には空転させる一方向クラッチであって、２枚の板状部材を重ね合わせ、その各板状部材の外縁に形成された湾曲部によりボール軌道面が外周に形成されてなる内輪と、その内輪の２枚の板状部材の間に当該内輪に対して相対回転自在に配置された板状部材からなり、かつ、周方向に複数の窓が形成された外輪と、その外輪の各窓内に収容される複数のボールと、その各ボールを周方向一定の向きに付勢する付勢手段を備え、かつ、上記各窓の外輪外周側の内周面に、上記内輪のボール軌道面に対して上記向きに漸次間隔が狭くなるカム面が形成されているとともに、
上記内輪を形成する２枚の板状部材には、それぞれの内周に周方向に沿って複数の舌片が形成され、その各舌片は相手部材の舌片に対して周方向に締め代を有し、これらの２枚の板状部材は、熱処理により硬度が高められた後に重ね合わされ、上記各舌片どうしで当該２枚の板状部材が相互にかしめられることによって一体化され、上記各舌片の先端部が軸に対して嵌合固定される内輪内周面を形成していることによって特徴づけられる（請求項１）。
【０００９】
ここで、本発明においては、上記２枚の板状部材を、互いに同一の形状および寸法を有したものとすること（請求項２）が、製造コストをより低減させるうえで望ましい。
【００１０】
本発明は、外輪と、内輪もしくは軸との間に介在する動力伝達部材（転動体）として、ローラやスプラグを用いずにボールを用いるとともに、外輪および内輪として板状部材を用い、また、内輪を形成する２枚の板状部材を相互にかしめることによって一体化した構成を採用することによって、所期の目的を達成するものである。
【００１１】
すなわち、本発明の一方向クラッチにおいては、外縁部を湾曲させた２枚の板状部材を重ね合わせることにより外周部にボールの軌道面を形成した内輪と、その各板状部材の間に相対回転自在に配置された板状部材からなる外輪を用い、その外輪には外側の内周面がカム面を形成する複数の窓を設け、その各窓内にそれぞれボールを配し、更にその各ボールを付勢手段により一定の向きに付勢する構造を採用することにより、ボール軌道面が形成される内輪外周部分を最大幅の部位とすることができ、この部位の幅寸法は、実質的にボール直径と２枚の板状部材の肉厚の合計寸法となり、加工上の制約を受けるが故に所定の長さ以下にできないローラやスプラグを用いる従来の一方向クラッチに比して、その幅寸法を相当に小さくすることができる。また、２枚の板状部材からなる内輪を、その内周に形成された舌片の先端部で形成される内輪内周面において軸に対して固定することにより、固定用の機構等を別途設けることなく容易に軸方向への位置決めを行うことができる。更に、内輪を形成する２枚の板状部材を相互にかしめることによって一体化した構成を採用することにより、組立作業の容易化を達成し、コストの低減を実現することができる。
【００１２】
また、本発明において内輪を形成する２枚の板状部材をかしめる構造は、各板状部材の内周に複数の舌片を周方向に沿って形成し、この各舌片には相手部材の舌片に対して周方向への締め代を持たせて、その各舌片どうしで２枚の板状部材をかしめる構造とし、かつ、これらの２枚の板状部材を、熱処理により硬度を高めた後に重ね合わせ、上記各舌片どうしでこれらの２枚の板状部材を相互にかしめられることによって一体化する構成を採用することにより、製品の変形量を最小限に止めることができ、これによって各板状部材を熱処理による硬化後にかしめる構成の採用を可能とし、この構成の採用により所要の性能を得ながら、製造工程を簡素化することができる。
【００１３】
更に、以上のように板状部材の内周に複数の舌片を設ける構成においては、各舌片とその間の凹所との寸法を適宜に選択することにより、２枚の板状部材の各舌片に相互に締め代を持たせながら、請求項２に係る発明のように、これらの各板状部材全く同じ形状・寸法のものとすることが可能となり、部品種類の現象に伴う製造コストの低減に寄与することができる。
【００１４】
【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説明する。
図１は本発明の実施の形態の軸平行断面図で、図２はそのハウジング蓋体５２を取り外した状態で図１におけるＡ矢視で示す正面図であり、図３には分解斜視図を示す。また、図４には、内輪１、外輪２、ボール３およびバネ４の組立体をハウジング５から取り出した状態で示す斜視図を示す。
【００１５】
内輪１は、図４に示すように、例えばステンレス鋼板等の板材を打ち抜きプレス成形してなる２枚の内輪プレート１ａ，１ａを重ね合わせて、その内周１ｃに形成されている舌片Ｔを用いて、後述するように相互にかしめることによって固定したものであり、内周１ｃの全体形状はＤカット形状とされ、軸Ｓに固定されたときに大きいトルクを負荷できるようになっている。
【００１６】
各内輪プレート１ａ，１ａの外縁部には湾曲部１ｄが形成されているとともに、その内周側には、重ね合わせた状態において内輪プレート１ａ，１ａの間に空隙Ｇを設けるべく段部１ｅが形成されている。そして、図１，図２に示すように、２つの内輪プレート１ａ，１ａの湾曲部１ｄ，１ｄによってボール３の軌道面１ｆが形成されているとともに、空隙Ｇ内には外輪２が挿入される。
【００１７】
外輪２は、図５に示すように、同じくステンレス鋼板等の板材を打ち抜きプレス成形したものであり、その内周面２ａは円形であり、図１，図２に示す組立状態においては、外輪２はその内縁部が前記した内輪１に形成されている空隙Ｇ内に回転自在に嵌まり込んだ状態となる。また、この外輪２には、所定の円周上に複数個の窓２ｂが形成され、更に外周部には複数個の凹部２ｃが形成されている。各窓２ｂの内周面のうち、外輪２の外周側の内周面がカム面２ｄを形成しており、このカム面２ｄは、図１，図２に示す組立状態において内輪１の軌道面１ｆとの間隔が、図２において矢印ａで示す向きに漸次狭くなる面によって形成されている。
【００１８】
各ボール３は、外輪２の各窓２ｂ内に収容された状態で、内輪１の軌道面１ｆに対して転がり接触するように組み込まれる。
【００１９】
バネ４は、図６に示すように、板状の環状基体４ａにボール３の数だけ弾性を有する爪４ｂを一体に形成したものであって、その材質は、この例においては例えばＮＢＲ等のゴムである。このバネ４は外輪２に重ねた状態で組み込まれるとともに、各爪４ｂは、その組立状態において、内輪１の軌道面１ｆの幅方向中心線上で外輪２の各窓２ｂ内のボール３を押圧するように外輪２側に曲げられており、それぞれボール３を図２において矢印ａの向き、従って内輪１の軌道面１ｆとカム面２ｄとの間が狭くなる向きに付勢する。
【００２０】
ハウジング５を構成するハウジング本体５１およびハウジング蓋体５２はいずれも環状をしており、ハウジング本体５１の内周面には複数の凸部５ａが形成されている。この各凸部５ａは、組立状態において外輪２およびバネ４の凹部２ｃおよび４ｃに嵌まり込み、これによって外輪２およびバネ４は、その外縁部がハウジング本体５１とハウジング蓋体５２に挟み込まれた状態で、ハウジング５に対して回転不能に収容された状態となる。
【００２１】
さて、内輪１を構成する２枚の内輪プレート１ａ，１ａは、互いに同一の形状・寸法をした部材であり、図５（Ａ）にその正面図を示し、同図（Ｂ）にはその要部拡大図を示す。内輪プレート１ａは、この例においてその内周１ｃに５個の舌片Ｔが周方向に沿って形成されている。各舌片Ｔは、その間に介在する凹所Ｕとともに、周方向に３０°の間隔および幅で交互に形成されているが、図５（Ｂ）に示すように、舌片Ｔと凹所Ｕとの境界部分に位置する３０°間隔の線Ｌに対して、各舌片Ｔの先端部は両側の凹所Ｕ側に僅かに張り出し、また、各凹所Ｕの基端部は両側の舌片Ｔ側に僅かに張り出している。
【００２２】
以上の構成により、２枚の内輪プレート１ａ，１ａを表裏逆向きにして、舌片Ｔと凹所Ｕとが対向するように重ね合わせたとき、各内輪プレート１ａの舌片Ｔどうしがその両側部分において締め代を持つことになる。そして、その重ね合わせ状態において、双方の内輪プレート１ａ，１ａの舌片Ｔの先端部を、相手部材側に曲げるように変形させることにより、相互に締め代を備えた舌片Ｔどうしがかしめられた状態となり、２枚の内輪プレート１ａ，１ａが一体化され、内輪１が形成される。なお、図中Ｑは、内周１ｃのＤカット形状における直線部を形成するための部位であり、この部位Ｑについては変形させず、２枚の内輪プレート１ａ，１ａを重ね合わせた状態で相互に密着した状態とする。
【００２３】
以上の本発明の実施の形態は、軸Ｓに対して内輪１の内周面１ｃが嵌合固定した状態で使用される。この軸Ｓに対して固定された状態において、軸Ｓ並びに内輪１が図２において矢印Ａで示す向きに回転すると、内輪１の軌道面１ｆに転がり接触している各ボール３は、その回転力によりバネ４による付勢力に抗して内輪１の軌道面１ｆとカム面２ｄとの間が広くなる向きに移動し、従ってボール３は軌道面１ｆとカム面２ｄの間に食い込むことはなく、内輪１の回転は外輪２に伝達されず、よって軸Ｓ並びに内輪１は外輪２に対して空転する。
【００２４】
一方、軸Ｓ並びに内輪１が図２において矢印Ｂで示す向きに回転すると、その回転力およびバネ４の付勢力によって各ボール３には内輪１の軌道面１ｆとカム面２ｄとの間隔が狭くなる向きの力が加わり、これによって各ボール３はこれらの軌道面１ｆとカム面２ｄとの間に食い込む。従ってこの場合、内輪１の回転が外輪２に伝達される。
【００２５】
以上の実施の形態において注目すべき点は、ハウジング５を除く一方向クラッチとしての最大幅寸法は、内輪１の軌道面１ｆの形成部位となるが、この最大幅寸法は、実質的にボール３の直径と２枚の内輪プレート１ａ，１ａの厚さの合計寸法となり、ローラやスプラグを用いた従来の一方向クラッチに比して、その最大幅寸法を大幅に小さくすることができる。しかも、内輪１を軸Ｓに対して固定するだけで、一方向クラッチの軸方向への位置決めを容易に行うことができる。
【００２６】
また、以上の実施の形態において特に注目すべき点は、内輪１を構成する２枚の板状部材である各内輪プレート１ａ，１ａは、表裏逆向きに重ね合わせた状態で、それぞれの内周１ｃに形成されている各舌片Ｔの先端部を相手側に僅かに変形させてかしめるだけで、これらの両内輪プレート１ａ，１ａが相互に結合一体化された状態となる点であり、他の結合手段、例えばねじやリベット、あるいは溶接等を用いる場合に比して、作業性が良好で、しかも、かしめるために必要な内輪プレート１ａの変形量を必要最小限に止めることができるが故に、内輪プレート１ａを熱処理した後にかしめることができ、一体化された後の内輪１は、高い硬度で、しかもその精度は、内輪プレート１ａの加工精度を損なうことなく高い精度を維持した状態となる。
【００２７】
更に、２枚の内輪プレート１ａを同一の形状・寸法とすることができるため、その製造コストを低く抑えることができる。ただし、本発明においては、２枚の内輪プレート１ａは細部において形状・寸法が相違していてもよい。
【００２８】
なお、各ボール３を付勢するバネ４は、以上の実施の形態のようにゴム製に限られることなく、他の材質、例えばプラスチックや金属製の板バネを用いてもよい。
【００２９】
また、外輪２の各窓２ｃについては、以上の実施の形態の説明において図示したように、周方向に等分に配する構成に限られず、機能を損なわない範囲であれば各窓２ｃの周方向への相互の位置は任意としてもよいことは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、動力の伝達部材としてボールを用いるとともに、内輪および外輪をそれぞれ板状部材によって構成しているので、ローラやスプラグを動力伝達部材として用いる従来の一方向クラッチに比してその最大幅寸法を大幅に小さくすることができる。また、２枚の板状部材からなる内輪を軸に対して固定するだけで、固定用の機構等を別途設けることなく容易に軸方向への位置決めを行うことができる。そして、内輪を構成する２枚の板状部材を、相互にかしめることによって一体化するように構成しているので、組立作業の容易化およびコスト低減を達成することができる。
【００３１】
しかも、内輪を構成する２枚の板状部材の内周に複数の舌片を形成し、その各舌片を相手部材の舌片に対して締め代を持たせて、その舌片どうしで両部材をかしめる構造を採用しているので、かしめるために必要な板状部材の変形量を最小限に止めることができ、かしめによる変形の影響が軌道面等に及ぶことを抑制し、また、熱処理後にかしめる構成を採用することができ、この構成の採用によって、高精度で高い硬度の内輪を容易に得ることができる。
【００３３】
また、内輪を構成する２枚の板状部材を互いに同一の形状および寸法を有するものとすることによって、その板状部材の製造コストを低減し、ひいては一方向クラッチのコストの低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の軸平行断面図である。
【図２】  図１の矢視Ａで示す本発明の実施の形態の正面図で、ハウジング蓋体５２を取り外した状態で示す図である。
【図３】  本発明の実施の形態の分解斜視図である。
【図４】  本発明の実施能形態における内輪１，外輪２，ボール３およびバネ４の組立体をハウジング５から取り出した状態で示す斜視図である。
【図５】  本発明の実施の形態の内輪１を構成する内輪プレート１ａの説明図で、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図６】  本発明の実施の形態の外輪２の説明図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態のバネ４の説明図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】  従来の一方向クラッチの一種であるローラクラッチの構成例を示す軸平行断面図である。
【図９】  図８のローラクラッチの軸直交断面図である。
【符号の説明】
１  内輪
１ａ  内輪プレート
１ｃ  内周
１ｄ  湾曲部
１ｅ  段部
１ｆ  軌道面
２  外輪
２ａ  内周面
２ｂ  窓
２ｃ  凹部
２ｄ  カム面
３  ボール
４  バネ
４ａ  環状基体
４ｂ  爪
４ｃ  凹部
５  ハウジング
５１  ハウジング本体
５２  ハウジング蓋体
５ａ  凸部
Ｇ  空隙
Ｔ  舌片
Ｕ  凹所
【図１】
0004106515.tif 000002
【図２】
0004106515.tif 000003
【図３】
0004106515.tif 000004
【図４】
0004106515.tif 000005
【図５】
0004106515.tif 000006
【図６】
0004106515.tif 000007
【図７】
0004106515.tif 000008
【図８】
0004106515.tif 000009
【図９】
0004106515.tif 000010