JP6586908B2 - ローラクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、ローラクラッチに関する。

家電製品や各種レジャー用品等に用いられるクラッチとして、例えば、図６に示すようなローラクラッチ２０１がある。このローラクラッチ２０１は、複数のローラ２０３と、ローラ２０３と同数のローラポケット２１３が形成される保持器２１０と、ローラ２０３と同数のカム溝２２３を有する円筒形のシェル２２０と、ローラ２０３をカム溝２２３に向かって付勢するばね２４０とを備える。

保持器２１０は、合成樹脂によって成形され、図７に示すように、保持器２１０の軸方向両端部に互いに対向して設けられた一対の環状部２１１、２１２と、これら環状部２１１、２１２を円周方向に沿って等間隔で連結させる複数の柱部２１４とを有する。隣り合う柱部２１４同士の間の空間は、ローラ収納用のローラポケット２１３となる。

柱部２１４は、平面規Ｖ字形のばね２４０が一体に設けられる。ばね２４０は、前壁２１４ａから、前壁２１４ａに対向する他の柱部２１４の後壁２１４ｂに向かって拡開して延設される。このばね２４０の付け根の両側に、受け部２１７、２１７が設けられる。受け部２１７、２１７は、ばね２４０の自由端の背面側に位置し、そのばね２４０が付け根側に撓む際の撓み量を制限する。

保持器２１０の組込方向Ｐの先端側における環状部２１２の外周部には、円周方向に沿って等間隔に、複数の突部２１９が形成される。また、組込方向Ｐの後端側における環状部２１１の外径寸法は、組込方向Ｐの先端側の柱部２１４の外周円径よりも大きい寸法に設定される。突部２１９は、軸方向垂直断面が略半円弧状に形成され、シェル２２０のカム溝２２３に係合する。組込方向Ｐの後端側の環状部２１１は、シェル２２０に圧入することで嵌合される。

上記構成のローラクラッチ２０１は、図６に示す回転軸２０４の外周部に取り付けられる。回転軸２０４を図６中の矢印Ｄ１方向に回転させた場合は、ばね２４０の弾性復帰力も加わり、ローラ２０３がカム溝２２３の緩斜面側へ転動する。そして、ローラ２０３がカム溝２２３と回転軸２０４との間に楔作用により噛み込む。これにより、ローラ２０３が回転不能となり、回転軸２０４及びシェル２２０が一体的に回転する。

一方、回転軸２０４を逆方向、すなわち、図６中の矢印Ｄ２方向に回転させた場合は、ローラ２０３が、ばね２４０を後方へ撓ませ、カム溝２２３の急斜面側へ転動する。そして、そのローラ２０３がカム溝２２３と回転軸２０４との間で回転可能となる。その結果、シェル２２０が回転しないまま回転軸２０４のみが回転する。

ところで、図６及び図７に示したローラクラッチ２０１においては、合成樹脂製の保持器２１０をシェル２２０に圧入して固定している。そのため、クラッチの使用温度が低い場合や振動が大きい場合には、保持器２１０及びローラ２０３がシェル２２０から抜け出す可能性があった。

そこで、特許文献１のローラクラッチでは、図８に示す形状のシェル２２０を用いている。すなわち、シェル２２０は、筒状体の一方開口端を径方向内向きに屈曲させて、径方向内向きのフランジ部２２５が形成され、他方開放端は開放したままとなっている。この他方開放端は、カム溝２２３（図６参照)が形成されない真円状の円筒ボス部２２７となっている。なお、このローラクラッチは、保持器２１０の環状部２１１、２１２の両方の外周部に、軸方向垂直断面が略半円弧状の複数の突部２１９（図９（Ａ），（Ｂ）参照）を有しており、これらの突部２１９がシェル２２０のカム溝２２３（図６参照）に係合してシェル２２０に対する保持器２１０の回り止めが施される。

シェル２２０は、保持器２１０の環状部２１２に対向する円筒ボス部２２７の内周面に、環状の凹溝２２９が形成される。一方、保持器２１０は、フランジ部２２５とは反対側の環状部２１２の外周面に、径方向に突出し、軸方向断面が略半円状の突起部２１５が形成される。この突起部２１５が凹溝２２９に遊嵌することで、保持器２１０がシェル２２０から抜け止めされる。

特開２０１１−１３２９９６号公報

図８に示す従来のローラクラッチでは、保持器２１０の外周面に突起部２１５を設け、その突起部２１５をシェル２２０側の凹溝２２９に嵌め込んでいる。しかしながら、このような突起部２１５を金型で成形する際、突起部２１５に無理抜きが生じて、突起部２１５を破損させる虞がある。

例えば、図９（Ａ）に示すように、スリーブ１０１ａとスリーブガイド１０１ｂからなる第１金型１０１、第２金型１０３、第３金型１１１、及び第４金型１１３を用いて保持器２１０を成形することを考える。この場合、成形後の製品を取り出すには、まず、第３金型１１１を図中矢印ＰＡで示す外径側に移動させる。そして、図９（Ｂ）に示すように、第１金型１０１のスリーブ１０１ａを図中矢印ＰＢで示す方向に移動させる。このようにして製品となる保持器２１０を押し出す。

そのとき、第１金型１０１で成形された保持器２１０の突起部２１５は、第１金型１０１のスリーブガイド１０１ｂの突起部成形用の凹部１０７の内壁と干渉するため、離型時の無理抜きによって突起部２１５が破損する虞がある。無理抜きをさせないためには、第１金型１０１のスリーブガイド１０１ｂを径方向にスライドさせる構成にすればよいが、金型構造が更に複雑となり、コストアップに繋がる。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、金型コストを増大させることなく、保持器の抜け止め用の突起部を、保持器成形時に破損させないようにしたローラクラッチを提供することにある。

本発明は下記構成からなる。
（１） 複数のローラと、前記複数のローラをそれぞれ収容する複数のローラポケットを有する保持器と、前記複数のローラに対応するカム溝を内周面に有する円筒形のシェルと、前記ローラを前記カム溝に向かって付勢するばねと、を構え、一方向の動力のみを伝達するローラクラッチであって、
前記シェルは、軸方向一方側が径方向内向きのフランジ部を有する係止部とされ、軸方向他方側が内径面に環状の溝部を有するボス部とされ、
前記保持器は、前記軸方向他方側の端部に、径方向外側に突出して前記溝部に遊嵌する突起部が形成され、
前記突起部は、軸方向に直交する断面形状が軸方向にわたって同一形状とされ、軸方向に直交する断面における外形の大きさが、前記軸方向一方側の端部から前記軸方向他方側の端部へ向かって同一又は小さくされていることを特徴とするローラクラッチ。
（２） 前記シェルは、前記ボス部側の端部における内周側の縁部に、周方向にわたる面取り部を有し、
前記面取り部は、内径側縁部の位置が前記突起部の外周側端部よりも内周側とされ、外径側縁部の位置が前記突起部の外周側端部よりも外周側とされていることを特徴とする（１）のローラクラッチ。
（３） 前記保持器は、少なくとも前記軸方向他方側の端部に、径方向外方に突出して前記カム溝に係合する突部を有し、
前記突起部は、前記突部に対して、前記軸方向他方側に隣接して形成されていることを特徴とする（１）又は（２）のローラクラッチ。

本発明によれば、金型コストを増大させることなく、保持器の抜け止め用の突起部が、保持器成形時に破損することを防止できる。これにより、ローラクラッチの生産性を向上できる。

本発明に係るローラクラッチの要部断面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ断面図である。 図２におけるＣ−Ｃ断面図である。 合成樹脂製の保持器と保持器を成形する金型との関係を示す図で、（Ａ）は成形直後の離型開始前の状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は金型を離型させる際の様子を示す要都拡大断面図である。 ローラクラッチの軸方向から見た断面図である。 図６の保持器の一部を示す斜視図である。 ローラクラッチの要部断面図である。 従来の合成樹脂製の保持器と保持器を成形する金型との関係を示す図で、（Ａ）は成形直後の離型開始前の状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は金型を離型させる際の突起部の様子を示す要部拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明のローラクラッチは、シェルに対する保持器の抜け止め構造が異なる以外は、図６及び図７に示すローラクラッチと同一の構造である。そのため、同一の構成となる部材については、説明を簡略化又は省略する。以下、シェルに対する保持器の抜け止め構造を中心に詳細に説明する。

図１は、ローラクラッチの要部断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。本構成例のローラクラッチ１００は、一方向の動力のみを伝達するワンウェイクラッチである。ローラクラッチ１００は、複数のローラ３と、合成樹脂製の保持器１０と、略円筒形状のシェル２０と、不図示のばねとを有する。図中のＤａｘは軸方向、Ｄｒは径方向を示す。

保持器１０は、複数のローラ３をそれぞれ収容する複数のローラポケット１３を有する。シェル２０は、図６のカム溝２２３に対応するカム溝２３を内周面２１に有する。これらのカム溝２３は、各ローラ３に対応して設けられ、ローラ３の数と同数である。不図示のばねは、図６のばね２４０に対応するものであり、ローラ３をカム溝２３に向かって付勢する。

図１及び図２に示すように、シェル２０は、軸方向中間部にカム溝２３を有する。ここで、シェル２０の軸方向一方側Ａｘ１は、径方向内向きのフランジ部２５が形成された係止部２０Ａとする。また、シェル２０の軸方向他方側Ａｘ２は、開放されたボス部２０Ｂとする。シェル２０には、開放されたボス部２０Ｂ側の端部における内周側の縁部に、周方向にわたって面取り部２６が形成されている。

合成樹脂製の保持器１０は、一対の環状部１１、１２と、複数の柱部１４と、を有する。軸方向一方側Ａｘ１の環状部１１と、軸方向他方側Ａｘ２の環状部１２とが、互いに対向して配置されている。複数の柱部１４は、環状部１１、１２の間に設けられ、環状部１１、１２を円周方向に沿って等間隔で連結させる。隣り合う柱部１４の間の空間は、ローラ収納用のローラポケット１３となる。また、ローラ３は前述した不図示のバネ（図６のばね２４０に対応）によって付勢される。なお、環状部１２の外径面は、シェル２０のボス部２０Ｂに対して隙間ばめされている。

保持器１０の軸方向両端部の環状部１１、１２には、その外径面に、円周方向に沿って等間隔に突部２７、２８（図７の突部２１９に対応）が形成される。突部２７、２８は、シェル２０の内周面２１に形成されたカム溝２３に係合し、シェル２０に対する保持器１０の周方向の回転を規制する。

シェル２０のボス部２０Ｂの内径面には、環状の溝部３０が形成される。溝部３０は、保持器１０の環状部１２と対向する位置に形成される。

図３は図２におけるＢ−Ｂ断面図、図４は図２におけるＣ−Ｃ断面図である。図３及び図４に示すように、環状部１２には、外径面より径方向外方に突出する突起部３２が形成されている。突起部３２は、シェル２０の溝部３０に遊嵌する。これにより、保持器１０がシェル２０から抜け止めされる。突起部３２は、円周方向に二つ形成され、互いに対向する位置に配置される。なお、突起部３２は、二つ以上であればよく、その形成数は二つに限らない。また、突起部３２は、周方向に連続した環状に形成されていてもよい。また、溝部３０と突起部３２との嵌合箇所には、軸方向及び径方向にそれぞれ所定の隙間が設けられている。この隙間により、保持器１０にローラ３が衝突しても、保持器１０に過大な負荷が作用することがない。

環状部１２に形成された突起部３２は、突部２８に対して、軸方向他方側Ａｘ２に隣接して形成される。また、シェル２０側の溝部３０に遊嵌する保持器１０の突起部３２は、軸方向に直交する断面形状が軸方向にわたって同一形状とされる。そして、軸方向に直交する断面における突起部３２の外形の大きさは、軸方向一方側Ａｘ１の端部３２ａから軸方向他方側Ａｘ２の端部３２ｂへ向かって同一又は小さくされている。つまり、保持器１０の軸方向他方側Ａｘ２の突起部３２は、端部３２ａから端部３２ｂへ向かって軸方向に直交する断面における外形の大きさが同一又は小さくなっている。

また、シェル２０の面取り部２６は、内径側縁部２６ａにおける径Ｄａが、突起部３２の外周側端部における径Ｄｔよりも小さく、外径側縁部２６ｂにおける径Ｄｂが、突起部３２の外周側端部における径Ｄｔよりも大きくされている。換言すると、シェル２０の面取り部２６は、内径側縁部２６ａの位置が突起部３２の外周側端部よりも内周側とされ、外径側縁部２６ｂの位置が突起部３２の外周側端部よりも外周側とされている。

以上説明したローラクラッチ１００によれば、保持器１０の軸方向の移動が、シェル２０のボス部２０Ｂに形成された環状の溝部３０と、この溝部３０に遊嵌する保持器１０の突起部３２との抜け止め機構によって規制される。このため、ローラクラッチ１００の使用温度が低い場合や振動が大きい場合であっても、保持器１０及びローラ３の抜け出しを確実に防止できる。

また、シェル２０側の溝部３０に遊嵌する保持器１０の軸方向他方側Ａｘ２の突起部３２の軸方向に直交する断面における外形の大きさが、端部３２ａから端部３２ｂへ向かって同一又は小さくなっている。したがって、保持器１０は、突起部３２が径方向外側に突出した形状であっても、保持器成形後の離型時に、突起部３２が破損することを防止できるようになっている。

また、シェル２０の面取り部２６は、内径側縁部２６ａが突起部３２の外周側端部よりも内周側とされ、外径側縁部２６ｂが突起部３２の外周側端部よりも外周側とされている。したがって、シェル２０に保持器１０を嵌め込む際に、突起部３２が面取り部２６に当接して溝部３０へ円滑に導かれる。

次に、保持器１０の成形手順について説明する。
図５は、保持器１０と、保持器１０を成形する第１金型１０１、第２金型１０３、第３金型１１１、及び第４金型１１３との関係を示す図で（Ａ）は成形後の離型開始前の状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は金型を離型させる際の突起部３２の様子を示す要部拡大断面図である。

図５（Ａ）に示すように、保持器１０の軸方向端部の環状部１２、突部２８及び突起部３２は、第１金型１０１、第２金型１０３、第３金型１１１、及び第４金型１１３を用いて成形される。第１金型１０１は、スリーブ１０１ａとスリーブガイド１０１ｂとからなるもので、保持器１０の突起部３２を成形するキャビティ１０５が画成される。第３金型１１１は、保持器１０の突部２８を成形するキャビティ１１５が画成される。

第１金型１０１は、環状部１２の外周面を成形する内壁面１０５ａと、突起部３２の外周面３２ｃを成形する内壁面１０５ｂと、突起部３２の端面３２ｄを成形する内壁面１０５ｃと、保持器１０の端面１０ａを成形する内壁面１０５ｄとを有する。これら内壁面１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄは、キャビティ１０５を画成する。第３金型１１１は、環状部１２の外周面を成形する内壁面１１５ａと、突部２８の外周面２８ａを成形する内壁面１１５ｂと、ローラポケット１３を成形する内壁面１１５ｃとを有する。これら内壁面１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、キャビティ１１５を画成する。

第１金型１０１、第２金型１０３、第３金型１１１、及び第４金型１１３を用いて保持器１０を成形した後は、第３金型１１１が図中矢印ＰＡで示すように、外径側に移動される。そして、図５（Ｂ）に示すように、第１金型１０１のスリーブ１０１ａが図中矢印ＰＢで示すように、スリーブガイド１０ｂに対して相対移動して、環状部１２を押し出す。

ここで、成形する突起部３２は、軸方向に直交する断面形状が軸方向にわたって同一形状とされ、軸方向に直交する断面における外形の大きさは、軸方向一方側Ａｘ１の端部３２ａから軸方向他方側Ａｘ２の端部３２ｂへ向かって同一又は小さくされている。つまり、保持器１０の軸方向他方側Ａｘ２の突起部３２は、端部３２ａから端部３２ｂへ向かって軸方向に直交する断面における外形の大きさが同一又は小さくなっている。

その結果、突起部３２は、第１金型１０１のスリーブ１０１ａの軸方向スライドに伴って、第１金型１０１のスリーブガイド１０１ｂの内壁面１０５ｂを摺動する。したがって、スリーブ１０１ａが矢印ＰＢで示すようにスライドされた際、成形された突起部３２は、第１金型１０１のスリーブガイド１０１ｂに形成された内壁面１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃから無理抜きされることなく、円滑に脱型されて破損が防止される。また、第１金型１０１のスリーブ１０１ａのスライド方向は軸方向であり、径方向に型移動させる必要がないため、金型構造が複雑化せず、コストアップを招くことがない。

また、シェル２０の面取り部２６は、内径側縁部２６ａが突起部３２の外周側端部よりも内周側とされ、外径側縁部２６ｂが突起部３２の外周側端部よりも外周側とされている。したがって、シェル２０に保持器１０を嵌め込む際に、突起部３２が面取り部２６に案内されながら溝部３０へ円滑に導かれる。これにより、シェル２０の端面との干渉による突起部３２の損傷を防止しつつ、シェル２０内へ保持器１０を円滑に組み込むことができる。

特に、突起部３２は、突部２８に対して、軸方向他方側Ａｘ２に隣接して形成されているので、例えば、第３金型１１１に、突部２８と突起部３２との間に隙間を成形するための成形部を設ける必要がなく、金型形状の複雑化を抑制できる。

以上説明したように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

３ ローラ
１０ 保持器
１３ ローラポケット
２０ シェル
２０Ａ 係止部
２０Ｂ ボス部
２３ カム溝
２５ フランジ部
２６ 面取り部
２６ａ 内径側縁部
２６ｂ 外径側縁部
２７，２８ 突部
３０ 溝部
３２ 突起部
３２ａ，３２ｂ 端部
１００ ローラクラッチ
２４０ ばね
Ａｘ１ 軸方向一方側
Ａｘ２ 軸方向他方側

Claims (3)

1. 複数のローラと、前記複数のローラをそれぞれ収容する複数のローラポケットを有する保持器と、前記複数のローラに対応するカム溝を内周面に有する円筒形のシェルと、前記ローラを前記カム溝に向かって付勢するばねと、を構え、一方向の動力のみを伝達するローラクラッチであって、
   前記シェルは、軸方向一方側が径方向内向きのフランジ部を有する係止部とされ、軸方向他方側が内径面に環状の溝部を有するボス部とされ、
   前記保持器は、前記軸方向他方側の端部に、径方向外側に突出して前記溝部に遊嵌する突起部が形成され、
   前記突起部は、軸方向に直交する断面形状が軸方向にわたって同一形状とされ、軸方向に直交する断面における外形の大きさが、前記軸方向一方側の端部から前記軸方向他方側の端部へ向かって同一又は小さくされていることを特徴とするローラクラッチ。
2. 前記シェルは、前記ボス部側の端部における内周側の縁部に、周方向にわたる面取り部を有し、
   前記面取り部は、内径側縁部の位置が前記突起部の外周側端部よりも内周側とされ、外径側縁部の位置が前記突起部の外周側端部よりも外周側とされていることを特徴とする請求項１に記載のローラクラッチ。
3. 前記保持器は、少なくとも前記軸方向他方側の端部に、径方向外方に突出して前記カム溝に係合する突部を有し、
   前記突起部は、前記突部に対して、前記軸方向他方側に隣接して形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のローラクラッチ。

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