(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部部材(１)、その内部部材(１)に相対回転可能に嵌合された外輪(２)、上記内部部材(１)と外輪(２)間に介在される転動体(３)、及びその転動体(３)を一方向に付勢するばね部材(４)からなり、上記内部部材(１)を軸一体化部材(１ａ)と蓋部材(１ｂ)の組み合わせにより構成し、上記内部部材(１) ２の軸一体化部材(１ａ)と外輪(２)との対向面間に所定のくさび角(α)をもった転動体収納部(２１)と、該転動体収納部(２１)に通じたばね収納部(２１’)を設け、上記ばね収納部(２１’)に収納したばね部材(４)により、上記転動体収納部(２１)に収納した転動体(３)をその収納部(２１)の狭小方向に付勢し、上記蓋部材(１ｂ)を軸一体化部材(１ａ)の端部に嵌入して上記転動体（３）及びばね部材（４）の抜け出しを防止してなる一方向クラッチにおいて、
上記の内部部材(１)の軸一体化部材（１ａ）は１本の軸に欠円部(５)と軸部(６)を形成してなり、その欠円部(５)は上記軸の一端部から中程までを長さ方向に切除して形成された矩形の平坦面(７)を有するとともに、一端部に劣弧(１１)を持った欠円形端面(８)を有し、上記軸部(６)の前記平坦面（７)側の端面に優弧（１２）を持った欠円形端面(９)を有し、
上記外輪(２)の内径面と欠円部(５)の平坦面(７)に囲まれた空所の最大高さより若干小径の1個の転動体(３)を収納し、該転動体(３)の両側に生じる一方の空所と該転動体(３)の占有部分とによって上記の転動体収納部(２１)と、残りの空所によって上記のばね収納部(２１’)を１組だけ設け、
該転動体収納部(２１)のカム面(１３)と、ばね収納部(２１’)のばね座(１４)を上記欠円部(５)の共通の上記平坦面(７)上に形成し、
上記ばね部材(４)をＵ字状に湾曲した弾性金属板により形成し、その一端部の固定部(２２)を前記ばね座(１４)と外輪(２)の内径面との間で保持させ、他端部の自由端部を転動体（３）に押し当てたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
上記の平坦面(７)に補強板(２４)を設置し、その補強板(２４)上に上記のカム面(１３)とばね座(１４)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３】
上記のばね部材(４)に一定以上の後方への撓みを阻止する規制部(２３)を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
上記の内部部材(１)の軸一体化部(１ａ)と蓋部材(１ｂ)に上記外輪(２)の両端部内径面を支持するラジアル軸受(１９ａ)、(１９ｂ)を形成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・高トルク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一方向クラッチとして、従来から図１１に示すのものが知られている（例えば、特開平９−８９０１１号公報参照）。この一方向クラッチは、軸３１の回りに嵌合される外輪３２の内径面に数箇所のころ収納部３４を設け、その各ころ収納部３４の底面に軸３１との間で所定のくさび角を形成するカム面３５が設けられる。また、そのころ収納部３４の拡大側端部にばね収納部３６が設けられる。
【０００３】
上記のころ収納部３４に収納したころ３７に、ばね収納部３６に収納したばね部材３８を押し当て、ころ３７をその収納部３４の狭小方向に付勢することにより、ころ３７の作用を安定させている。
【０００４】
上記の外輪３２の周りには、外環３９が回り止めを施した状態に嵌合される。外環３９はその一端面でころ収納部３４の軸方向の一端面を閉塞する。その他端面は図示省略の蓋部材により閉塞される。
【０００５】
上記の一方向クラッチは、外環３９を歯車等の回転部材のボス部に組み込んで使用に供され、軸３１と外輪３２が相対的に一定方向に回転した場合（図の矢印Ａ参照）、ころ３７がその収納部３４の狭小側にかみ込んでロックし、軸３１とトルクリミッタとが一体化してトルクの伝達が行なわれる。上記の回転方向が逆方向の場合は、ころ３７がその収納部３４の拡大側に移動するので、ころ３７はフリーとなって一方向クラッチは空転し、トルクの伝達が遮断される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の一方向クラッチが使用される各種の機器において、機器本体の小型化に伴い一方向クラッチの小型化と高トルク化が要求される。しかしながら、従来の構造ではその外径が軸３１の直径より必ず大きくなるため、小型化に一定の限度があった。また、小型化すればするほど、部品の製作が困難となり、トルク値も小さくなることが普通であり、小型化とともに、製作容易性、高トルク化を同時に達成するのは困難であった。
【０００７】
そこで、この発明は、内部部材の構成に着目して、その構造の簡単化を図るとともに、転動体収納部の補強を図ることにより、一方向クラッチの小型化と併せて、製作容易性と高トルク化を図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、及びその転動体を一方向に付勢するばね部材からなり、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と、該転動体収納部に通じたばね収納部を設け、上記ばね収納部に収納したばね部材により、上記転動体収納部に収納した転動体をその収納部の狭小方向に付勢してなる一方向クラッチにおいて、上記の内部部材は１本の軸に欠円部と軸部を形成してなり、その欠円部は上記軸の一端部から中程までを長さ方向に切除して形成された矩形の平坦面を有するとともに、一端部に劣弧を持った欠円形端面を有し、上記軸部の前記平坦面側の端面に優弧を持った欠円形端面を有し、上記欠円部に上記の転動体収納部とばね収納部を設け、該転動体収納部のカム面と、ばね収納部のばね座を上記欠円部の上記平坦面上に形成した構成を採用した。
【０００９】
上記構成の一方向クラッチは、内部部材の一端部を軸に連結して使用に供され、その軸と一体の内部部材が外輪と一定方向に相対回転することにより、従来と同様に転動体のかみ込みによるロックが生じ、トルクの伝達が行われる。また、その逆方向の回転により、転動体がフリーとなって空転しトルクの伝達が遮断される。転動体収納部とばね部材収納部は内部部材の欠円形部分に設けられるので、従来のものより大幅に小型化することができる。また、カム面とばね座が同一平坦面に形成されるので、内部部材の形状がシンプルになり製作が容易になる。
【００１０】
なお、上記の転動体収納部とばね部材収納部の数（転動体の数に等しい。）は負荷容量に応じて決定されるが、１組のみ設けられる場合がある。
【００１１】
上記の平坦面に補強板を設置し、その補強板上に上記のカム面とばね座を形成した構成を採用することができる。この構成によると、ロック時においてカム面が転動体から受ける面圧に十分耐えられる。このため、許容トルク値を高く設定することができる一方、内部部材自体は、樹脂成形や焼結等の成形し易い方法で製作することができる。
【００１２】
また、上記のばね部材に、一定以上の後方への撓みを阻止する規制部を設けた構成を採用することができる。この規制部により、空転時において転動体のロックを防止することができる。
【００１３】
なお、上記の内部部材を、上記の欠円部に軸を一体化した軸一体化部と蓋部により形成し、該軸一体化部と蓋部に上記外輪の両端部内径面を支持するラジアル軸受を形成した構成を採用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて実施形態を説明する。図１及び図２に示した第１実施形態の一方向トルクリミッタは、内部部材１、外輪２、ころ３、及びばね部材４により構成される。
【００１５】
内部部材１は、軸一体化部材１ａと蓋部材１ｂの組み合わせにより構成される。軸一体化部材１ａは、１本の軸に欠円部５と軸部６を形成してなるものである。欠円部５は上記軸の一端部から中程までを長さ方向に切除して形成した矩形の平坦面７を有するとともに、一端部に欠円形端面８を有する。また、軸部６の上記平坦面７側の端面に欠円形端面９が形成される。欠円形端面８と欠円形端面９は、前者が劣弧１１を有し、後者が優弧１２を有する大きさ関係となる。上記の平坦面７は、後述のように、カム面１３とばね座１４（図４（ａ）参照）を形成する共通の面となる。
【００１６】
蓋部材１ｂは上記の軸部６より大径のフランジ部１５と、その内面側に前記の欠円形端面９の端面形状に合致する欠円形凸部１６が設けられる。また、その欠円形凸部１６の欠円側に前記の欠円形端面８に合致する欠円形穴１７が設けられる。
【００１７】
前記の外輪２は、内部部材１に対して回転自在に嵌合される円筒形のものであり、その外径面に回り止め用の長さ方向のリブ１８が複数箇所に設けられる。
【００１８】
前記内部部材１の軸一体化部１ａを外輪２の内径面に嵌入すると、軸部６の外径面により外輪２の一端部を支持するラジアル軸受１９ａが形成される（図１参照）。外輪２の内径面と、軸一体化部材１ａの平坦面７とにより囲まれた空所にころ３とばね部材４とが収納され、さらに、それらの抜け出しを防止するために、蓋部材１ｂの欠円形凸部１６が嵌入される。嵌入された欠円形凸部１６と欠円部５の外径面とにより外輪２の他端部を支持するラジアル軸受１９ｂが形成される。
【００１９】
上記の軸一体化部材１ａと蓋部材１ｂは、上記のように、外輪２の内部に軸一体化部１ａを嵌入し、その平坦面７と外輪２の内径面との間の空所にころ３とばね部材４を組み込んでから蓋部材１ｂを嵌入するようにするために、別部材により形成している。これとは別に、両方の部材１ａ、１ｂを先に組み合わせ、ころ３とばね部材４を組み入れてから、ばね部材４が外れないように注意して外輪２の内部に嵌入する、という組み立て方法をとることができる。この方法をとる場合は、前記の両部材１ａ、１ｂを単一の部材により形成することができる。
【００２０】
また、図１において、軸部６のうち外輪２から外部に突き出した部分は、軸としての機能を果たす部分であり、その長さは機能に応じて決定される。軸としての機能を果たす部分が一体化されていることで、「軸一体化部材１ａ」と称しているが、軸としての機能をもった部分を別体に形成し、ラジアル軸受１９ａと欠円部５からなる部材を設け、適宜な手段で軸と連結するようにしてもよい。
【００２１】
上記のころ３は、外輪２の内径面と欠円部５の平坦面７により形成された空所の最大高さより若干小径に形成され、その空所にころ３を収納することにより、ころ３の両側に異形の空所が残る（図３参照）。その一方の空所ところ３の占有部分が、ころ収納部２１となり、残りの空所がばね収納部２１’となる。そのころ収納部２１を形成する平坦面７の部分がカム面１３となり、そのカム面１３と外輪２の内径面とにより所定のくさび角αが形成される。
【００２２】
また、ばね部材４は、矩形の弾性金属板をＵ字状にわん曲させて、固定部２２を形成し、その部分をばね座１４、外輪２の内径面との間で保持させ、一方の自由端部をころ３に押し当て、そのころ３をころ収納部２１の狭小側に付勢することにより、その作動の安定化を図っている。
【００２３】
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、外輪２が内部部材１に対して相対的に矢印Ａ方向（図３参照）に回転すると、ころ３がその収納部２１の狭小方向に移動する（図３の一点鎖線から実線の状態へ移動する）結果、かみ込みを生じてロックし、トルクを伝達する。回転方向が上記と逆の場合は、ころ３が拡大方向に移動するため、ロックが解除され、ころ３が空転してトルクの伝達が遮断される。
【００２４】
ころ３が拡大方向へ移動する際、ころ３がばね部材４を圧縮するとともに、最拡大部分を越えて角度βで示す範囲に後退する。この場合、後退量が一定以上に大きくなると、ばね収納部２１’側に逆方向のくさび角αが生じるため、空転を開始したころ３がロックする恐れがある。
【００２５】
ころ３の空転時におけるロックを防止するためにばね部材のばね力を大きく設定すると、ころ３の作動の安定を図るために適宜な付勢力を付与するという、該ばね部材本来の機能を発揮させることが困難である。また、カム面１３とばね座１４との間にころ３の後退を規制するリブを設ける手段も考えられるが、平坦面７の平坦性が損なわれるため、製作の容易性が阻害される。
【００２６】
このため、この発明においては、ころ３に対する付勢力にほとんど影響を及ぼすことなく、しかもころ３の空転時におけるロックを防止するために、ばね部材４に一定以上の後方への撓みを阻止する規制部２３を設けることとした（図４（ａ）から図５（ｂ）参照）。
【００２７】
図４（ａ）は、ばね部材４のＵ字形にわん曲した固定部２２の自由端部を内側に屈曲して他側に突き当てることにより規制部２３を形成し、これによりばね部材４の後方への可とう性を制限したものである。図４（ｂ）は、ばね部材４のＵ字形のわん曲部に軸を嵌入して規制部２３を形成し、これにより上記と同様に、ばね部材４の後方への可とう性を制限したものである。
【００２８】
また、図５（ａ）は、ばね部材４の自由端部に折り返しによる規制部２３を設け、ころ３と外輪２内径面との間隔を狭くすることにより、ころ３の後退を規制するようにしたものである。図５（ｂ）は、ばね部材４の固定部２２の先端部を自由端部の内側に向けて折り曲げることにより、ばね部材の一定以上の後方への撓みを阻止する規制部２３を形成したものである。
【００２９】
以上のような規制部２３をばね部材４に設けることにより、カム面１３とばね座１４を形成する共通の面を平坦面７のままに保持し、またころ３に対する付勢力を実質変化させることなく、空転時のころ３の一定以上の後退を阻止し、そのロックを防止することができる。
【００３０】
次に、図６から図８に示した第２実施形態の一方向クラッチは、前記の第１実施形態の一方向クラッチにおける平坦面７に所定の硬度を有する金属製の補強板２４を載せた構成とし、カム面１３、ばね座１４をその補強板２４の表面に形成したものである。この補強板２４は、鉄板のような金属板で形成され、平坦面７に接着される。このような補強板２４を設置することにより、内部部材１の軸一体化部材１ａを樹脂製、焼結合金製等の成形容易な素材であるが硬度の不足するものであっても、ころ３から受ける高い面圧に耐えることができる。その他の構成及び作用は第１実施形態の場合と同様であるので、同一部分に同一の符号を付して示すにとどめ、その説明を省略する。
【００３１】
なお、ばね部材４に規制部２３を設ける諸例（図９（ａ）から図１０（ｂ）参照）も、前記の場合と同様である。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、以上のようなものであるから、以下のような効果を奏する。
（１）転動体を受けるカム面とばね部材を受けるばね座とが共通の平坦面に形成されるので、内部部材の製作が容易である。また、平坦面であって方向性がないために、その内部部材をロック方向の異なる一方向クラッチの共用部品とすることができる。
（２）上記の平坦面に補強板を設置することにより、高トルク化を図ることができ、また、内部部材を樹脂や焼結合金の成形容易な方法で製作することができる。
（３）ばね部材に規制部を設けることにより、転動体に対する付勢機能に実質的な影響を与えることなく、空転時のロックを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の断面図
【図２】同上の分解斜視図
【図３】図１のＸ−Ｘ線の断面図
【図４】（ａ）変形例の断面図
（ｂ）他の変形例の断面図
【図５】（ａ）変形例の断面図
（ｂ）他の変形例の断面図
【図６】第２実施形態の断面図
【図７】同上の分解斜視図
【図８】図６のＹ−Ｙ線の断面図
【図９】（ａ）変形例の断面図
（ｂ）他の変形例の断面図
【図１０】（ａ）変形例の断面図
（ｂ）他の変形例の断面図
【図１１】従来例の断面図
【符号の説明】
１  内部部材
１a  軸一体化部材
１b  蓋部材
２  外輪
３  ころ
４  ばね部材
５  欠円部
６  軸部
７  平坦面
８  欠円形端面
９  欠円形端面
１１  劣弧
１２  優弧
１３  カム面
１４  ばね座
１５  フランジ部
１６  欠円形凸部
１７  欠円形穴
１８  リブ
１９a  ラジアル軸受
１９b  ラジアル軸受
２１  ころ収納部
２１’  ばね収納部
２２  固定部
２３  規制部
２４  補強板
【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】
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【図８】
0004321982.tif 000009
【図９】
0004321982.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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