JP3240420U

JP3240420U - ワンウェイクラッチ

Info

Publication number: JP3240420U
Application number: JP2022003388U
Authority: JP
Inventors: 良藤原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2032-10-13

Abstract

【課題】ボルトを確実に締結する圧入式のワンウェイクラッチの提供。【解決手段】ワンウェイクラッチ１は、略円筒状のハウジング１０にワンウェイクラッチ機構を内設するとともに、該ハウジング１０の一端にフランジ部１２を、他端には該ハウジング１０の外径より小径の誘導部１３を備え、該ハウジング１０の外周面には軸方向に帯状凸部１１を形成してなり、該帯状凸部１１は、複数本を一単位として複数単位を配してなる構成、または複数本を均等に配してなる構成とし、前記ワンウェイクラッチ機構は、少なくともローラー１４、ばね部１５、内壁凹部１６とからなる。【選択図】図１

Description

本考案は、ワンウェイクラッチに関し、特に圧入式のワンウェイクラッチに関する。

部材同士を締結する手段として、様々な技術が開示されている。
ねじ締結体は、ボルトとこれに螺合するナットとの締付けによってボルトの軸部に発生した軸力（引張力）と、被締結部材に発生した圧縮力（締付力）によって一体化され、両者が釣り合うことでその締結状態が維持される。

また、機械や構造物など奥側が肉厚であってボルトとナットとで被締結部材を挟んで締結できない場合には、ねじ込んで締め付けるいわゆる押さえボルトが採用され、肉厚の機械や構造物側に設けた雌ねじに螺合して、ナットを用いずに被締結部材を固定する。

さらに、通常のボルト、ナットによる螺合をより確実に結合させるべく、緩み止め構造を備えた技術が開示されている。該構造としては、予めネジ孔に円盤状の受部材を挿入しておき、ボルトの先端に設けた裁頭円錐型の凸部を受部材に偏心篏合させることによって、ボルトに軸方向とは直行する方向の大きな剪断応力を作用せしめ、いわゆるクサビ効果によって確実にボルトをロックすることができるという技術が開示されている（特許文献１参照）。

また、雌ねじに螺合する締付けねじ部を設けた軸部の上端に、該ねじ部のピッチより大きいピッチを有するゆるみ止めねじ部を設けた押えボルトであって、該ゆるみ止めねじ部に螺合するナット体が組み付けられた技術が開示されている（特許文献２参照）。ピッチの異なるねじ部を設けたことで、高いゆるみ止め効果を期待した技術である。

一方、一方向のみに回転力を伝達するクラッチ機構としてワンウェイクラッチが公知である。同軸上の内輪と外輪の間で一方向のトルクを伝達する構造である（特許文献３参照）。

特開平１０－３７９３６号公報特開２０１１－３８５５２号公報特開平１１－１１７９５４号公報

特許文献１に記載の発明によれば、ボルトとは別体の小さな受部材をネジ孔に装着する煩雑な作業が必要となり、特に夜間における作業では該受け部材の装着作業が困難である。

また、特許文献２に記載の発明によれば、異なるピッチのねじ部を設けたことである程度の緩み防止効果は期待できるものの、ボルトとナットによる螺合結合という構造に頼っている限り、ボルトを締め過ぎることでねじ山が潰れたり、ボルト軸が塑性域に入り軸力が失われたり、或いは「遅れ破壊」（一定の引張荷重を受けているねじが、ある時間経過後に、外観上の変形を伴うことなく突然破断する現象。ねじの強度が高いほど発生しやすいといわれる。）など、従来の螺合結合という構造特有の課題を根本的に解決するまでには至っていない。

そこで、本願考案者は、かかる課題を解決すべく鋭意研究の結果、新規な着想を得て本願考案を完成するに至った。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の考案は、略円筒状のハウジングにワンウェイクラッチ機構を内設するとともに、該ハウジングの一端にフランジ部を、他端には該ハウジングの外径より小径の誘導部を備え、該ハウジングの外周面には軸方向に帯状凸部を形成してなることを特徴とする。

また、請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の構成において、前記帯状凸部は、複数本を一単位として複数単位を配してなることを特徴とする。

また、請求項３に記載の考案は、請求項１に記載の構成において、前記帯状凸部は、複数本を均等に配してなることを特徴とする。

また、請求項４に記載の考案は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の構成において、前記ワンウェイクラッチ機構は、少なくともローラー、ばね部、内壁凹部とから構成されることを特徴とする。

また、請求項５に記載の考案は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の構成において、前記ハウジングは、ジュラルミン又はアルミニウムを素材とすることを特徴とする。

また、請求項６に記載の考案は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の構成において、前記フランジ部の側面の一部に色彩を付したことを特徴とする。

また、請求項７に記載の考案は、被固定物を、ボルトを用いて対象物へ固定する締結具であって、略円筒状のハウジングにワンウェイクラッチ機構を内設するとともに、該ハウジングの一端にフランジ部を、他端には該ハウジングの外径より小径の誘導部を備え、該ハウジングの外周面には軸方向に帯状凸部を形成してなることを特徴とする。

また、請求項８に記載の考案は、請求項７に記載の構成において、前記ハウジングは、ジュラルミン又はアルミニウムを素材とすることを特徴とする。

また、請求項９に記載の考案は、請求項７又は請求項８のいずれかに記載の構成において、前記フランジ部の側面の一部領域に色彩を付したことを特徴とする。

本考案によれば、被固定物を対象物へ確実に固定することができることに加え、ボルトとナットという従来の螺合結合構造のみに頼らないため、ボルトの締め過ぎにより、ねじ山が潰れたり、ボルト軸が塑性域に入り軸力が失われたり、或いは「遅れ破壊」を起こしたりといったことがなくなった。

さらに、勘に頼らずトルク管理ができる点は、締結状態を一定の品質に保ち、作業効率の向上にも資するものである。

本考案のワンウェイクラッチ（又は締結具）の斜視図である。本考案のワンウェイクラッチ（又は締結具）の筒方向に垂直に切断した断面図である。本考案のワンウェイクラッチ（又は締結具）の使用状態におけるボルト軸方向の断面図である。本考案のワンウェイクラッチ（又は締結具）のバリエーションの斜視図である。

以下、本考案の実施の形態について説明する。なお、本考案を構成する各部の大きさや形状、位置関係は本考案の理解を促すことを目的として概略的に記したものである。そして、各構成要素の材料や材質などは好適な組み合わせとして開示するものであり、本考案の主旨を逸脱することなく、この効果を達成可能な変更を妨げるものでない。

本考案ワンウェイクラッチ１を構成するハウジング１０（図１）は、略筒状をなし、後述するボルト２（図３）の雄ねじ部２１が挿通する挿通孔ｈ１の内周にワンウェイクラッチ機構を内設する。材質は、ジュラルミン、アルミニウムが軽量化の観点から好適である。

該ハウジング１０の一端にはフランジ部１２を、他端には該ハウジング１０の外径より小径に形成した誘導部１３を備えてなる。
該フランジ部１２は、そのバリエーションとして彩色領域Ｌを設けてサイズ毎に色分けすることで本考案の取扱いの便に供する。

また、該ハウジング１０の外周面には、軸方向に帯状凸部１１を形成してなる。具体的には、該帯状凸部１１が複数本を一単位として複数単位を配してなる形態が考えられる。例えば、２本を一単位として４か所に配したり（図２（ａ））、３本を一単位として３か所に配したりする形態（図示せず）が考えられる。

さらに、該帯状凸部１１を複数本、均等に配してなる形態とすることもできる。具体的には、８本を均等に配したり（図２（ｂ））、６本を均等に配したりする形態（図示せず）が考えられる。

ボルト２は、ボルト頭２０とボルト軸部２１から構成され、該ボルト軸部２１は円筒部２１ａ及び雄ねじ部２１ｂとからなる。該円筒部２１ａは、後述するローラー１４の全長に略相当する長さを確保する。

ここで、ワンウェイクラッチの代表的な構造と原理は、前述した特許文献３に開示されているように、互いに同心に組み合わされた２個の部材のうち、一方の部材が両方向回転運動をした場合に、このうちの一方向の回転運動のみを他方の部材に伝達する場合に利用される機構である。
本考案では、少なくともローラー１４、ばね部１５、内壁凹部１６の構造によりこれを実現するものである。

本考案に係るワンウェイクラッチ１の先端には、対象物Ｂへの埋め込みをスムーズに行えるよう、ハウジング１０の外径に比べて小径に形成した誘導部１３が設けられている。
また、フランジ部１２は、本考案に係るワンウェイクラッチ１を対象物Ｂへ水平に埋め込むことができるよう形成されたものである。水平に埋め込まれなった場合には、ボルト軸１１とローラー１４との適切な位置関係を維持することができず、ワンウェイクラッチ機構を正常に作用させることができなくなる。

本考案のワンウェイクラッチ１を対象物Ｂへ埋め込んだ後、被固定物Ａを、対象物Ｂ（ここでいう対象物とは、被固定物Ａを固定する対象を指す。）へ取り付ける際の手順について説明する。

被固定物Ａには、予めボルト軸２１が挿通する孔ｈ２を穿ち、対象物Ｂには、下穴及び下穴先端には雄ねじ部２１ｂに螺合する雌ねじｂ１を螺設しておく。なお、対象物Ｂの材質によっては雄ねじを回転させながら対象物Ｂへ雌ねじを設けることとしても良い。

ボルト軸２１を、被固定物Ａを介して対象物Ｂに設けた雌ねじへ螺合させ、ボルト頭２０を締め付けることで、被固定物Ａ、対象物Ｂ、ボルト２とで一体的な締結状態が得られる（図３）。
そして、以下に詳述するように、本締結状態は、いわゆるボルト・ナットによる締結構造だけに頼るものではなく、ワンウェイクラッチの緩み止め効果により該締結状態が解かれることがない。

ワンウェイクラッチ機構の作用について詳述すると、図２（ａ）に示す、該円筒部２１の一方向の回転時（螺合を進める方向への回転時）、該回転トルクはローラー１４へは伝わらない。
一方、図２（Ｂ）に示す、他方向の回転時（螺合を解く方向への回転時）には、該回転トルクはローラー１４へ伝わるが、ハウジング１０の外周面に設けた帯状凸部１１により対象物Ｂ内で該ワンウェイクラッチ１自身が回転しない。

該ボルト２が緩むには、ワンウェイクラッチ機構の所定のトルク容量を超える力を必要とするか、若しくは、帯状凸部１１が対象物Ｂ内で回転するほどの力を要することから、使用場面を考慮して、所望のトルク容量を備えたワンウェイクラッチ機構を使用したり、帯状凸部１１の高さや本数を備えたりした本考案を使用すれば、通常の使用状態において本締結状態が解かれる可能性は極めて低い。

前記フランジ部１２や、帯状凸部１１は、通常のワンウェイクラッチとしての使用場面、即ち、図３のようにボルトを挿入して使用するのではなく、軸などの棒状体（図示せず）を挿入孔ｈ１へ挿入して使用する様々な場面においても有効に作用するものである。

以上の説明におけるワンウェイクラッチ１は、締結具１００と読み替えることができる。

本実施の形態によれば、ボルトの締め過ぎにより、ネジ山が滑ったり、ボルト軸が切れたりということがなくなるとともに被固定物を対象物へ確実に固定し、該締結状態を安定して維持することができるようになった。

本考案は、従来のワンウェイクラッチ又は締結具の代替技術として、幅広く利用が期待できるものである。

１本考案に係るワンウェイクラッチ
１０ハウジング
１１帯状凸部
１２フランジ部
１３誘導部
１４ローラー
１５ばね部
１６内壁凹部
１００締結具
２ボルト
２０ボルト頭
２１軸部
２１ａ円筒部
２１ｂ雄ねじ部
Ａ被固定物
Ｂ対象物
ｈ１，ｈ２挿通孔
Ｌ彩色領域

また、請求項５に記載の考案は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の構成において、前記ハウジングは、ジュラルミン又はアルミニウムを素材とすることを特徴とする。

また、請求項６に記載の考案は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の構成において、前記フランジ部の側面の一部に色彩を付したことを特徴とする。

Claims

略円筒状のハウジングにワンウェイクラッチ機構を内設するとともに、該ハウジングの一端にフランジ部を、他端には該ハウジングの外径より小径の誘導部を備え、該ハウジングの外周面には軸方向に帯状凸部を形成してなるワンウェイクラッチ。
前記帯状凸部は、複数本を一単位として複数単位を配してなることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
前記帯状凸部は、複数本を均等に配してなることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
前記ワンウェイクラッチ機構は、少なくともローラー、ばね部、内壁凹部とから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のワンウェイクラッチ。
前記ハウジングは、ジュラルミン又はアルミニウムを素材とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のワンウェイクラッチ。
前記フランジ部の側面の一部に色彩を付したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のワンウェイクラッチ。
被固定物を、ボルトを用いて対象物Ｂへ固定する締結具であって、略円筒状のハウジングにワンウェイクラッチ機構を内設するとともに、該ハウジングの一端にフランジ部を、他端には該ハウジングの外径より小径の誘導部を備え、該ハウジングの外周面には軸方向に帯状凸部を形成してなる締結具。
前記ハウジングは、ジュラルミン又はアルミニウムを素材とすることを特徴とする請求項７に記載の締結具。
前記フランジ部の側面の一部領域に色彩を付したことを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれかに記載の締結具。