JP2001234949A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外輪の内径面に所要数のくさび形空所を設け、
そのくさび形空所に挿入したころをばねにより該空所の
狭小端側に付勢して、軸のロック作用の安定をはかるよ
うにした一方向クラッチにおいて、その許容トルクを増
大させることである。 【解決手段】ころ８をくさび形空所の狭小端２ｂ側に付
勢するばね６を弾性線材により形成し、その押し当て部
１８に捩じりを与え、その捩じりによる復元弾性を該こ
ろ８に付与するようにし、ポケット２のサイズの小型化
によりその数、即ちころ８の数を増加させるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、事務機器等に用
いられる一方向クラッチに関するものであり、特にその
許容トルクの増大化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】事務機器の紙送り部等において従来から
用いられている小型の一方向クラッチを図１１に示す。
この一方向クラッチは、焼結合金製の外輪１の内径面に
周方向に一定の間隔をおいてポケット２が設けられる。
各ポケット２の底面に周方向に傾斜したカム面３が形成
され、そのカム面３と外輪１の内径に挿通される軸４と
の間で、一端側が拡開端２ａ，他端側が狭小端２ｂとな
ったくさび形空所が形成される。そのくさび形空所の拡
開端２ａにばね収納凹所５が設けられ、例えば、Ｓ字形
状の板ばね６が収納される。

【０００３】上記のポケット２に転動体としてのころ８
が収納され、そのころ８に上記のばね６のわん曲された
先端部が押し当てられ（同図（ｂ）参照）、該ころ８が
前記のくさび形空所の狭小端２ｂ方向（ロック方向）に
付勢される。

【０００４】なお、外輪１の外径面には、これに嵌合さ
れるハウジングとの回り止めのための浅い凹所９が所要
数設けられる。

【０００５】上記の一方向クラッチは、通常状態ではば
ね６がころ８をくさび形空所の狭小端２ｂ方向に付勢し
ている。軸４が矢印Ａ方向（拡開端２ａの方向）に回転
すると、ころ８がばね６を押し縮めて拡開端２ａの方向
に移動する。このため軸４は自由に回転する。軸４が矢
印Ａと反対方向に回転すると、ころ８がくさび形空所の
狭小端２ｂ側にかみ込み、軸４をロックしてその回転を
不可能にする。

【０００６】なお、ばね６としてコイルばねを用い、こ
れをばね収納凹所５に収納する構成をとる場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ばね収
納凹所５に収納されるばね６は、ころ８のロック作用の
信頼性を確保するために設けられるが、ばね収納凹所５
が各ポケット２ごとに必要になるため、ポケット２の
数、即ちころ８の数に制限を受け、一方向クラッチの許
容トルクの大きさに制限を受ける不都合がある。

【０００８】一方、事務機器等に用いられる一方向クラ
ッチにおいては、小型化の要請がますます強くなる傾向
にある。

【０００９】そこで、この発明は前記の付勢用のばねを
改良することにより、小型サイズでありながら、トルク
容量の大きな一方向クラッチを提供することを課題とす
る。

【００１０】

【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、外輪の内径面に周方向に所定の間隔
をおいてポケットを設け、上記各ポケットの底面に周方
向に傾斜し、かつ上記外輪の内径に挿通される軸の外径
面との間でくさび形空所を形成するカム面を設け、上記
ポケットに転動体とその転動体に上記くさび形空所の狭
小端方向に付勢するばねを組み込んでなる一方向クラッ
チにおいて、上記ばねを弾性線材により形成し、該ばね
を上記外輪に係合すると共にその一部に捩じりを与え、
その捩じりによる復元弾性により上記転動体を付勢する
ようにした。

【００１１】上記構成の一方向クラッチは、軸がくさび
形空所の拡開端側に回転すると自由回転となり、反対に
狭小端側に回転するところのかみこみが生じ、軸に対す
るロック作用が生じる。上記のばねを弾性線材により形
成することにより、ポケット形状の小型化が可能とな
り、ポケットの数、即ちころの数を増やすことができ、
許容トルクを増大させることができる。

【００１２】上記のばねが、上記外輪に係合される係合
部と、その係合部の一端を屈曲して上記外輪の一方の端
面に沿うアーム部と、そのアーム部の先端を屈曲して上
記ポケット内に挿入される押し当て部とにより形成さ
れ、上記アーム部と押し当て部に上記係合部を中心とし
た捩じりを与え、該押し当て部を上記転動体に押し当て
るようにした構成をとることができる。

【００１３】上記外輪の外径面に上記くさび形空所の狭
小端に対応して係合溝を設け、上記ばねの係合部に回り
止め部を設け、上記係合部を上記外輪外径面の係合溝に
嵌入すると共に、上記回り止め部を上記外輪の一部に嵌
入し、上記ばねのアーム部と押し当て部を上記係合部を
中心に上記くさび形空所の拡開端方向に捩じり、該押し
当て部を上記転動体の拡開端側の外側半分の面に押し当
てた構成をとることができる。この場合、上記の係合部
の先端部をＬ形に屈曲して上記の回り止め部を形成し、
その回り止め部を上記の係合溝に連続して上記外輪の端
面に設けられた端面係合溝に嵌入するようにしてもよ
い。

【００１４】上記の構成によると、係合部は外輪に対し
て回り止めされるので、押し当て部に十分な捩じりを加
えることができる。

【００１５】なお、上記の回り止め部の先端をＬ形に屈
曲して上記のカム面に係合する外れ防止部を設けた構成
をとることができる。この構成によると、ばねが外輪か
ら外れ難くなる。

【００１６】前記の課題を解決するためのその他の構成
として、ハウジングの内径面に嵌入された外輪の内径面
に、周方向に所定の間隔をおいてポケットを設け、上記
各ポケットの底面に周方向に傾斜し、かつ上記外輪の内
径に挿通される軸の外径面との間でくさび形空所を形成
するカム面を設け、上記ポケットに転動体とその転動体
に上記くさび形空所の狭小端方向に付勢するばねを組み
込んでなる一方向クラッチにおいて、上記ばねを弾性線
材により形成し、該ばねを上記ハウジングに係合すると
共にその一部に捩じりを与え、その捩じりによる復元弾
性により上記転動体を付勢するようにした構成をとるこ
とができる。

【００１７】上記の構成によると、係合溝がハウジング
に設けられ、外輪には係合溝を設ける必要がないので、
外輪の肉厚が十分確保される。

【００１８】上記のばねが、上記ハウジングに係合され
る係合部と、その係合部の一端を屈曲して上記外輪の一
方の端面に沿うアーム部と、そのアーム部の先端を屈曲
して上記ポケット内に挿入される押し当て部とにより形
成され、上記アーム部と押し当て部に上記係合部を中心
とした捩じりを与え、該押し当て部を上記転動体に押し
当てるようにした構成をとることができる。

【００１９】また、上記ハウジングの内径面に上記くさ
び形空所の狭小端に対応して係合溝を設け、上記ばねの
係合部に回り止め部を設け、上記係合部を上記ハウジン
グの内径面の係合溝に嵌入すると共に、上記回り止め部
を上記ハウジングの一部に嵌入し、上記ばねのアーム部
と押し当て部を上記係合部を中心に上記くさび形空所の
拡開端方向に捩じり、該押し当て部を上記転動体の拡開
端側の外側半分の面に押し当てた構成をとることができ
る。

【００２０】また、上記ばねの係合部側の先端を折り返
して上記の回り止め部を形成し、上記の係合溝を上記線
材の線径に合致する幅に形成し、上記ばねの係合部と回
り止め部を上記の係合溝に嵌入した構成をとることがで
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１から図６に示した第１実
施形態の一方向クラッチは、前述の従来例の場合と同様
に、焼結合金製の外輪１の内径面に周方向に一定の間隔
をおいてポケット２が設けられる。各ポケット２の底面
に周方向に傾斜したカム面３が形成され、そのカム面３
と外輪１の内径に挿通される軸４との間で、一端側が拡
開端２ａ，他端側が狭小端２ｂとなったくさび形空所が
形成される。ころ８はポケット２内に収納される。ポケ
ット２の開口の幅ａはころ８の直径より若干小さく形成
され、軸４がない場合においてころ８がその開口から抜
け出すことを防止している。

【００２２】また、外輪１の外径面には、上記のカム面
３と狭小端２ｂとにより形成されるコーナ部１１の半径
方向の直上において軸方向の係合溝１２が設けられる。
その係合溝１２は、外輪１の一方の端面において端面係
合溝１３に連続し、前記のコーナ部１１に達している
（図３（ｂ）参照）。

【００２３】ばね６は、各ポケット２ごとに独立して設
けられ、それぞれ弾性金属線のような弾性線材を屈曲し
て形成される。その形状は、前記の係合溝１２に合致す
る係合部１４と、その係合部１４の一端を逆Ｌ形に屈曲
して形成された回り止め部１５、その回り止め部１５の
先端部を９０度内側に屈曲した外れ防止部１６、係合部
１４の他端を上記回り止め部１５と平行に屈曲して形成
されたアーム部１７、更にアーム部１７の先端を上記係
合部１４と平行に対向するように屈曲した押し当て部１
８とにより形成される。これらの各部は通常状態におい
ては、図４（ｂ）に示すように、同一平面内にある。

【００２４】上記のばね６は、ポケット２のころ８を収
納する前に、前記のコーナ部１１に押し当て部１８を挿
入すると共に、アーム部１７をポケット２の他方の端面
に沿わせる。さらに、係合部１４と回り止め部１５を外
輪１の係合溝１２と端面係合溝１３に嵌入させ、また外
れ防止部１６をカム面３の前記のコーナ部１１に係合さ
せる。その後、図５の矢印で示すように、係合部１４を
中心としてアーム部１７と押し当て部１８とを適宜な工
具を用いて拡開端２ａ方向に捩じる。その捩じり力は回
り止め部１５において受けられ、ばね６自体が回転する
ことが防止される。また、外れ防止部１６によりばね６
が外輪１から外れることが防止される。

【００２５】上記のようにしてばね６に捩じりを加え、
その押し当て部１８と狭小端２ｂの間に形成された開放
部分からころ８を挿入し、ばね６に加えていた力を開放
すると、押し当て部１８がころ８の拡開端２ａ側の外側
半分の面に所要の復元弾性をもって押し当てられる。こ
ろ８は、図５に示すようにポケット２の内周側開放部に
係合される。

【００２６】上記の外輪１の内径部に軸４を挿通する
と、ころ８は軸４により持ち上げられ、ころ８は軸４と
カム面３との間に挟持され、図６（ａ）（ｂ）に示すよ
うにくさび形空所に納まる。ばね６の押し当て部１８が
ころ８に当接する位置は、その中心を通る半径方向の線
Ｙより拡開端２ａ側で、その中心の移動軌跡Ｘより外側
の面であって、捩じりによる復元弾性力ａの狭小端２ｂ
方向の分力ｂが得られる位置である。この分力ｂにより
ころ８は狭小端２ｂ方向、即ちロック方向に付勢され
る。

【００２７】その他、上記の第１実施形態において、外
輪１の外周面に周方向に一定間隔をおいて浅い凹所９が
設けられ、その外輪１の外径面に嵌合される合成樹脂製
のハウジング２１の突条２２がその凹所９に嵌合して外
輪１とハウジング２１間の回り止めが果たされる。ま
た、前記のアーム部１７が沿う外輪１の端面において、
各ポケット２ごとにアーム部１７の保護のために突出部
２３が設けられる。

【００２８】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、図６（ａ）に示すように軸４を挿通し
た状態において、軸４が拡開端２ａの方向に回転すると
（図１、図６（ｂ）の矢印Ａ参照）、ころ８が前記の分
力ｂに打ち勝って拡開端２ａの方向に移動し、軸４は自
由に回転する。軸４が上記と反対方向に回転すると、こ
ろ８はその方向に分力ｂが付加されて狭小端２ｂ側に移
動し、軸４をロックさせる。この分力ｂの付加により安
定したロック作用が行われる。

【００２９】また、構造的に見ると、ポケット２内に挿
入されるばね６の部分は、押し当て部１８と外れ防止部
１６の２か所であるが、いずれも線材で形成された部分
であるので、ポケット２内にばね収納部を設ける必要が
ない。このため、ポケット２の大きさはころ８のクラッ
チ作用に必要な最小の移動範囲の大きさに限定すること
ができ、従来より小サイズにすることができる。その結
果、ポケット２の数を増やすことができる。

【００３０】次に、第２実施形態を図７から図１０に基
づいて説明する。この場合の基本的な構成は前述の第１
実施形態と同じであるが、相違する点はばね６の係合構
造にある。即ち、第１実施形態の場合は、外輪１に係合
溝１２及び端面係合溝１３を設けていたが、第２実施形
態の場合は、合成樹脂製のハウジング２１の内径面に軸
方向の係合溝１２’をポケット２の前記のコーナ部１１
の半径方向外方の位置に設け、これにばね６の係合部１
４’を係合するようにしている。

【００３１】上記のばね６は、前述のものと同様に弾性
線材を屈曲して形成されるが、この場合の係合部１４’
は、図９に示すようにその前端部を折り返して回り止め
部１５’を設け、その回り止め部１５’をアーム部１７
及び押し当て部１８が含まれる平面内において係合部１
４’に密着させることにより非円形の外形となるように
したものである。係合溝１２’は前記弾性線材の線径の
合致する幅をもつように形成されるので、上記の係合部
１４’と回り止め部１５’をその係合溝１２’に嵌入す
ることにより、該係合部１４’の回転を阻止することが
できる。

【００３２】上記のように係合溝１２’を合成樹脂製の
ハウジング２１に設けると、第１実施形態のように係合
溝１２部分における外輪１の強度低下を回避できる。ま
た、外輪１を焼結合金により形成する場合は、係合溝１
２部分における割れを防止できると共に、溝成形の困難
さも解消される。

【００３３】係合部１４’における回り止め手段として
は、前記の折り返しによる回り止め部１５’を設ける構
成のほか、係合部１４’を形成する線材をプレスして偏
平にした構成、係合部１４’の先端部をＬ形に屈曲させ
た構成などをとることができる。

【００３４】なお、ばね６のアーム部１７が沿う側の外
輪１の端面に設けられた突出部２３’は、この場合は図
８において明らかなように、拡開端２ａ側の端面と、こ
ろポケット２間の柱部分を含む全体が端面から突出する
ように形成される。

【００３５】その他の構成及び作用は、第１実施形態と
同様であるので、同一部分には同一符号を付して示すに
とどめ、重複した説明を省略する。

【００３６】以上の各実施形態においては、転動体とし
てころ８を用いているが、ボールを用いた場合でも同様
である。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明は弾性線材によ
り形成されたばねの捩じりによる復元弾性により転動体
をロック方向に付勢するようにしたので、転動体を収納
するポケット内にばねの収納部を設ける必要がなく、ま
たそのポケット内に挿入されるばね部分は線状のもので
あるので、ポケットを小さく形成することができる。こ
れにより、ポケットの数、即ちころの数を増やすことが
でき、一方向クラッチ全体のサイズを小型に維持しつ
つ、その許容トルクの増大を図ることができる。

【００３８】また、上記のばねの係合溝をハウジングに
設けた構成をとると、外輪の強度低下を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の断面図

【図２】同上の図１におけるII−II線の拡大断面図

【図３】（ａ）（ｂ）同上の外輪の一部斜視図

【図４】（ａ）同上のばねの斜視図 （ｂ）同上のばねの正面図

【図５】同上の軸挿通前の状態の一部正面図

【図６】（ａ）（ｂ）同上の軸挿通後の一部断面図

【図７】第２実施形態の断面図

【図８】同上の外輪とハウジングの各一部を示す分解斜
視図

【図９】（ａ）同上のばねの斜視図 （ｂ）同上のばねの正面図

【図１０】（ａ）（ｂ）同上の軸挿通後の一部断面図

【図１１】（ａ）従来例の断面図 （ｂ）同上の縦断側面図

【符号の説明】

１ 外輪 ２ ポケット ２ａ 拡開端 ２ｂ 狭小端 ３ カム面 ４ 軸 ５ ばね収納凹所 ６ ばね ８ ころ ９ 凹所 １１ コーナ部 １２ 係合溝 １３ 端面係合溝 １４、１４’ 係合部 １５、１５’ 回り止め部 １６ 外れ防止部 １７ アーム部 １８ 押し当て部 ２１ ハウジング ２２ 突条 ２３ 突出部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪の内径面に周方向に所定の間隔をお
   いてポケットを設け、上記各ポケットの底面に周方向に
   傾斜し、かつ上記外輪の内径に挿通される軸の外径面と
   の間でくさび形空所を形成するカム面を設け、上記ポケ
   ットに転動体とその転動体に上記くさび形空所の狭小端
   方向に付勢するばねを組み込んでなる一方向クラッチに
   おいて、上記ばねを弾性線材により形成し、該ばねを上
   記外輪に係合すると共にその一部に捩じりを与え、その
   捩じりによる復元弾性により上記転動体を付勢するよう
   にしたことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 【請求項２】 上記のばねが、上記外輪に係合される係
   合部と、その係合部の一端を屈曲して上記外輪の一方の
   端面に沿うアーム部と、そのアーム部の先端を屈曲して
   上記ポケット内に挿入される押し当て部とにより形成さ
   れ、上記アーム部と押し当て部に上記係合部を中心とし
   た捩じりを与え、該押し当て部を上記転動体に押し当て
   るようにした請求項１に記載の一方向クラッチ。
3. 【請求項３】 上記外輪の外径面に上記くさび形空所の
   狭小端に対応して係合溝を設け、上記ばねの係合部に回
   り止め部を設け、上記係合部を上記外輪外径面の係合溝
   に嵌入すると共に、上記回り止め部を上記外輪の一部に
   嵌入し、上記ばねのアーム部と押し当て部を上記係合部
   を中心に上記くさび形空所の拡開端方向に捩じり、該押
   し当て部を上記転動体の拡開端側の外側半分の面に押し
   当てたことを特徴とする請求項２に記載の一方向クラッ
   チ。
4. 【請求項４】 上記の係合部の先端部をＬ形に屈曲して
   上記の回り止め部を形成し、その回り止め部を上記の係
   合溝に連続して上記外輪の端面に設けられた端面係合溝
   に嵌入したことを特徴とする請求項２又は３に記載の一
   方向クラッチ。
5. 【請求項５】 上記の回り止め部の先端をＬ形に屈曲し
   て上記のカム面に係合する外れ防止部を設けたことを特
   徴とする請求項４に記載の一方向クラッチ。
6. 【請求項６】 ハウジングの内径面に嵌入された外輪の
   内径面に、周方向に所定の間隔をおいてポケットを設
   け、上記各ポケットの底面に周方向に傾斜し、かつ上記
   外輪の内径に挿通される軸の外径面との間でくさび形空
   所を形成するカム面を設け、上記ポケットに転動体とそ
   の転動体に上記くさび形空所の狭小端方向に付勢するば
   ねを組み込んでなる一方向クラッチにおいて、上記ばね
   を弾性線材により形成し、該ばねを上記ハウジングに係
   合すると共にその一部に捩じりを与え、その捩じりによ
   る復元弾性により上記転動体を付勢するようにしたこと
   を特徴とする一方向クラッチ。
7. 【請求項７】 上記のばねが、上記ハウジングに係合さ
   れる係合部と、その係合部の一端を屈曲して上記外輪の
   一方の端面に沿うアーム部と、そのアーム部の先端を屈
   曲して上記ポケット内に挿入される押し当て部とにより
   形成され、上記アーム部と押し当て部に上記係合部を中
   心とした捩じりを与え、該押し当て部を上記転動体に押
   し当てるようにした請求項６に記載の一方向クラッチ。
8. 【請求項８】 上記ハウジングの内径面に上記くさび形
   空所の狭小端に対応して係合溝を設け、上記ばねの係合
   部に回り止め部を設け、上記係合部を上記ハウジングの
   内径面の係合溝に嵌入すると共に、上記回り止め部を上
   記ハウジングの一部に嵌入し、上記ばねのアーム部と押
   し当て部を上記係合部を中心に上記くさび形空所の拡開
   端方向に捩じり、該押し当て部を上記転動体の拡開端側
   の外側半分の面に押し当てたことを特徴とする請求項７
   に記載の一方向クラッチ。
9. 【請求項９】 上記ばねの係合部側の先端を折り返して
   上記の回り止め部を形成し、上記の係合溝を上記線材の
   線径に合致する幅に形成し、上記ばねの係合部と回り止
   め部を上記の係合溝に嵌入したことを特徴とする請求項
   ８に記載の一方向クラッチ。