JPH01105022A - 一方向クラッチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 方向だけシャフトを駆動し他方向では滑走するクラッチ
素子を有する一方向クラッチ機構に関する。

〔従来の技術〕

従来の一方向クラッチ機構は５複雑で高価であった。

第７図から第９図までを参照して従来技術について説明
する。

第７図は従来の一例を示す斜視図である。第７図におい
てシャフト９１の一端に装着されるクラッチ機構はクラ
ッチュニツ）　９２および歯車滑車９３により構成され
る。シャフト９１の端部は円柱状であり、クラッチユニ
ット９２の中心穴部に挿嵌装着される。歯車滑車９３は
中心線を回転軸とする円筒状の厚手な環で表面は回転軸
に平行な歯車用の歯９４を備え、駆動モーターで直接駆
動される歯車の歯と噛合して動力が伝えられ、中心部に
はクラッチユニット９２が嵌着して中心軸を挿嵌される
シャフト９１の回転軸に一致させる。

第９図は第８図の部分詳細と動作作用とを説明する部分
断面図である。

第８図を第７図を伴せ参照して説明する。第８図におい
て、クラッチユニット９２は中心部にシャフト９１（第
７図）とほぼ同一径を有するシャフト穴９２１を、また
このシャフト穴９２１を形成する内面には中心軸にほぼ
平行にこる溝９２２をほぼ等間隔に備える。このころ溝
９２２内には挿嵌されたシャフト９１０表面に接する丸
棒状のころ９２３とこのころ９２３を相対するこの溝２
２の一方の壁に押圧するばね９２４とを、等間隔で６組
を有する。

第９図において、第８図のこる溝９２２の一つを拡大し
、シャフト９１と接する一例を図示し、ころ溝９２２に
おけるころ９２３の動作作用について説明する。第９図
において、ころ溝９２２はクラッチユニット９２のシャ
フト穴９２１内面に断面をＶ形になす直線状の溝で、７
字の一方の壁てシャフト９１０面とほぼ直角三角形の角
柱形状をなす。ころ９２３はステンレス材による直線状
の丸棒で、ばね９２４によりシャフト９１に対し垂直面
をなす壁から斜面をなす壁の方向へ、シャフト９１の表
面上で押圧される。第９図（Ａ）に示すように、シャフ
ト９１が矢印り方向へ移動、すなわちクラッチユニット
９２がころ溝９２２の垂直面壁方向へ回転するとき、こ
ろ９′２３はシャツ）９１の表面ところ溝９２２の斜面
壁とに挟まれ相対位置を固定するので、歯車滑車９３と
シャフト９１とは同一方向に回転する。一方、第９図（
Ｂ）に示すように、シャツ）９１が矢印Ｒ方向へ移動、
すなわちクラッチユニット９２がこる溝９２２の斜面壁
方向へ回転するとき、ころ９２３はシャフト９１０表面
との摩擦により、ばね９２４の応力を超えてこる溝９２
２の垂直面壁方向へ移動するので、歯車滑車９３の駆動
力はシャフト９１へ伝達されないと共に、シャフト９１
自上述のように従来の一方向のクラッチ機構は、ばねで
保持される丸棒のころを内蔵するこる溝を、シャフト穴
の面に複数備え、シャフトを挿嵌したとき、シャフト表
面がころをころ溝の斜面壁に押圧するように構成されて
いるので、こる溝を有するクラッチユニットが大型化す
ると共に複雑な構造が原価を高くして経済性に劣るとい
う問題点があった。

本発明の目的゛は、クラッチユニット部分を簡単な構造
にすることにより上記問題点を解決した一方向クラッチ
機構を提供することにある。

ｃ問題点を解決するための手段フ 本発明による一方向クラッチ機構の基本構成は、少くと
も端部が所定の非円形断面をなす直柱状のシャフトの端
部゛に挿着されるクラッチ素子および歯車滑車、並に駆
動爪および駆動壁を有する。

クラッチ素子は中心にシャフトの非円形断面形状をなし
シャフトに挿嵌して固定するとき中心軸が一致して回転
軸をなすシャフト穴を備え、且つ厚みあるほぼ環状円板
め本体を有する。

歯車滑車は円筒形をなし、外周面には中心軸に平行な直
線状の溝の歯を備え、中心にシャフトの直柱状部の非円
形断面の最大径とほぼ同一寸法でシャフトを中心軸を回
転軸として回転自在に遊嵌する軸穴を備え、且つこの軸
穴に隣接し中心軸を同一にしてクラッチ素子を収納する
ほぼ円筒中空部を形成する内壁を有する。

駆動爪はクラッチ素子本体の外周および歯車滑車の内壁
表面の何れか一方に一箇所からこの箇所と中心点とを結
ぶ直接に対して同一平面上でほぼ１５度かまたはこの値
以上の角度を有し、先端部がほぼ直線状をなす可撓性材
質で、少くとも一つが備えら、れる。

駆動壁は駆動爪を備えないクラッチ素子本体の外周また
は歯車滑車の内壁表面に備えられ、歯車滑車またはクラ
ッチ素子の回転運動により駆動爪の先端部が滑走する滑
走面にほぼ９０度かまたはこの値以下の角度をなし、駆
動爪の先端部が指向本発明による一方向クラッチ機構に
おける一つの付加手段は、クラッチ素子を歯車滑車の中
空部に収納したとき、クラッチ素子の本体と一体化して
シャフト穴を備えると共に歯車滑車の中空部をほぼ密閉
する環状円板の蓋板な有することである。

〔作用〕

上述のように本発明による一方向クラッチ機構。

は、駆動爪の先端部が、接触する内装表面に有する駆動
壁面に向う回転方向では駆動爪が駆動壁を押して同一方
向に駆動回転する一方、互に上記とは逆方向に回転する
ときには駆動爪が駆動壁の先端を滑走して飛越すので回
動自在である。

クラッチ素子の蓋板は収納されたクラッチ素子を歯車滑
車の内部に密閉する。

〔実施例〕

次に本発明、の一方向クラッチ機構について図面を参照
して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す分解斜視図である。第
１図において、シャフト１は円柱状の本体の端部で本体
より刺い同心円柱の中心軸に平行な面な有してＤ字断面
を形成する。クラッチ素子２はシャフト１の横断面形状
を有しシャフト１を貫通させて固定するシャフト穴２１
を中心に備えた環状円板の本体２２を有する。第１図で
はクラッチ素子２の本体２２は外周面に二つの駆動爪°
　２３を有する。駆動爪２３は本体２２．の外周面での
付根から中心への径方向にほぼ６０度の角度をもって先
端が位置し、はぼ９０度の角度をも、って直線状をなす
可撓性材質のものである。歯車滑車３は円筒形状をなし
、外周面には中心軸に平行な溝が歯３１を形成し、内周
面にはクラッチ機構素子を備える内壁３２を有する。ク
ラッチ素子２は歯車滑車３の内壁３２内に収納され、シ
ャフト１をシャフト穴２１に挿入し固定される。歯車滑
車３は底面（斜視図の裏面）の中心にシャツ）１の直径
にほぼ同じ円形の軸穴な有してシャフト１の嵌合装着し
たときシャフト１の中心軸に対して回転自在である。こ
の状態は第５図で図示される。

シャフト１に歯車滑車３およびクラッチ素子２を嵌合さ
せるとき、７夏ツチ素子２を内壁３２内に収納した歯車
滑車３がシャツｌ−１のシャフト壁１１と、シャツ）１
の先端の止金溝１２に掛止する止め金８に押えられたク
ラッチ素子２により回転自在に固定される。

第２図は本発明の主要部分の一実施例を示す平面図であ
る。第２図を参照して本発明の詳細について説明する。

第２図において第１図と同一の構成要素については同一
の番号符号が付与され、説　。

明は省略する。第２図において、歯車滑車の内壁３２は
四組の駆動壁３２１および滑走面３２２を交互に等間隔
に有し、クラッチ素子２を収納する。

駆動壁３２１は内壁３２０面にほぼ垂直で、駆動爪２３
を掛止するだけの高さをもって内壁３２を４等分し、第
２図では一つの駆動壁３２１の底部から左方向の次の駆
動壁３２１の頂部へ滑走面３２２を形成する。クラッチ
素子２が有する駆動爪２３の一つは先端を一つの駆動壁
３２１の底部にあり、他の一つは内壁３２を第２図にお
いて右回りに二番目の駆動壁３２１の頂部と三番目の駆
動壁３２２の底部とを緒ぶ滑走面３２２の中間部に位置
する。

第２図において、駆動爪２３の先端は右回り方向を指し
、駆動壁３２１の壁面に向いているので、内壁３２（歯
車滑車）が左回りのＤ方向へ回転するとき、クラッチ素
子２は駆動爪２３が駆動壁３２１により駆動されて同一
方向に回転する。−方、内壁３２が右回りのＲ方向へ回
転するとき、駆動爪２３は滑走面３２２を滑走するので
クラッチ素子２は駆動されない。他方、クラッチ素子２
は、固定した内壁３２に対し、右回り方向へは駆動爪２
３が駆動壁３２１により停止させられ、左回り方向では
自由に回転する。丸印Ｅの部分は駆動爪２３と駆動壁３
２１との位置関係を示し、第３図を参照して詳細に説明
する。

第３図（Ａ）は第２図の丸印Ｅ部分の詳細を示し、第３
図（Ｂ）は本発明が適用されない例を示す部分図である
。第３図（Ａ）・（Ｂ）において、第２図と同一の構成
要素には同一番号符号を付与して説明を省略する。

第３図（Ａ）において、駆動壁３２１は中心軸を含む径
方向への同一平面にあり、滑走面３２２は駆動壁３２１
にほぼ９０度の角度θをもって、左方向は底部を形成し
て駆動爪２３が先端を当て、右方向は頂部を形成する。

駆動爪２３の直線状部分は可撓性であり駆動爪２３と駆
動壁３２１とが押し合うとき、駆動爪２３の先端部は底
部の滑走面３２２に添う形状を成して、駆動壁３２１・
をほぼ垂直に押す。

第３図（Ｂ）においては、第３図（Ａ）の駆動壁３２１
が斜面３２３となり、滑走面３２２に結合して底部と頂
部が形成される。斜面３２３は中心軸に平行な平面で、
滑走面３２２と鈍角θをなす。

従って駆動爪２３の先端が底部にあり斜面３２３と押し
合うとき、駆動爪２３の可撓性もあり先端が斜面３２３
を滑走して同一回転駆動ができない。

第４図（Ａ）・（Ｂ）は内壁の形状に対して直線状の先
端部の角度を変化させた場合の駆動爪の状態例を示す部
分図である。第４図（Ａ）・（Ｂ）で第３図第４図（Ａ
）において、駆動爪２３は径方向に対してほぼ１５度の
角度θを有し駆動壁３２１の底部にその先端を位置させ
ている。駆動爪２３が可撓性が小さく剛性が大きい場合
、このような角度θでも駆動爪２３は先端部を面と面と
で押して回転駆動できる。しかし第４図（Ｂ）のように
更に小さな角度θで駆動爪２３が駆動壁３２１を押すと
き、直線部の可撓性により駆動爪２３の先端部が駆動壁
３２１の頂部を乗越えて滑走面３２２を滑走するので、
回転駆動が不可能である。

次に第５図を参照して別の実施例について説明する。第
５図は本発明による別の実施例を示す分解断面図である
。第５図において第１図と同一の構成要素には同一の番
号符号を付与してその説明は省略する。歯車滑車３は円
筒形の底部にシャフトを貫通させて回転自在となす軸穴
３５を有する。

クラッチ素子４は第１図に対し蓋板４４が追加さｈてい
る。すなわち、第１図のクラッチ素子を構成する。シャ
フト穴２１，１本体２２および駆動爪４２および駆動爪
４３を形成し、歯車滑車３に収納されたとき歯車滑車３
の頂面を覆う蓋板４４がシャフト穴４１を残し本体４２
と一体化して一つのクラッチ素子４を形成する。

第６図は第５図においてクラッチ機構の主要部の駆動爪
と駆動壁との相対位置は変えず、回転軸　”に対する内
外位置を交替したときの断面図である。

歯車溝＄５は歯５１、内壁５２および軸穴５５は第５図
と同一配置であるが、内壁５２には駆動爪５３が備えら
れる。また、クラッチ素子６も第５図と同一配備のシャ
フト穴６１、本体６２および蓋板６５を有するが本体６
２の外周面は駆動壁６３と滑走面６４とで形成される。

駆動爪５３と駆動壁６３とは第３図および第４図での説
明と同一の位置関係により同一の効果が発揮でき。

上記実施例でシャフトの横断面を０字形状と説明したが
、平面の代りに溝でもよく、クラッチ素子のシャフト穴
が溝の、少くとも開口部付近を埋方の先端が駆動壁の底
部にあるとき他方の先端は滑走面の中央部にあると説明
したが、駆動壁が多数設けられたときは一つの駆動爪で
も遊びの滑走距離が小さくなる。また、駆動爪の先端の
一つが駆動壁の底部にあるとき、例えばＮ個の駆動爪の
うちの（Ｎ−１）個が滑走面のＮ分の１宛の位置にそｈ
ぞれ配設されるときも、数字Ｎを大きくすることにより
駆動時の遊び滑走を小さくすることができる。一回転の
遊びを許すときは、駆動壁も駆動爪もそれぞれ１個でよ
い。第２図ではクラッチ素子として加工容易な材質を用
い、駆動力を有効に発生する、すなわち撓みによる駆動
力の減退を少する形状の駆動爪を図示したが、形状によ
り本発明が限定されるものではない。また、クラッチ素
子をシャフトに固定する手段は説明しなかったが、例え
ばシャフトの先端に溝を設けて止め金で抑えるなどでよ
く、限定しない。

更に駆動爪を有するクラッチ素子は一体化した可撓性材
質として図示し説明したが、駆動爪をクラッチ素子と分
離し側材質で形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の一方向クラッチ機構によれ
ば、シャフト穴を備える円板状の本体および歯車滑車の
内壁のそれぞれに、単純形状の駆動爪および駆動壁のそ
れぞれを設備し、駆動爪が駆動壁を押圧する一方向だけ
に駆動力を伝達するように構成されるので、機構が簡単
、且つ安価に製造できる経済化効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一方向クラッチ機構の一実施例を示す
分解斜視図、第２図は第１図の組立後の部分正面図、第
３図（Ａ）・（Ｂ）および第４図（Ａ）・（Ｂ）は第２
図のＥ部の部分詳細温明図、第５図は第１図とは別の構
成要素を含む縦断面図、第６図は第５図の主要部をそれ
ぞれ交換した位置に備えた例を示す縦断面図、第７図は
従来の一例を示す分解斜視図、第８図はシャフトとクラ
ッチユニット・・・・・シャフト、２，４，６・・・・
・・クラッチ素子、３．５・・・・・・歯車滑車、２１
，４、６１・・・・・・シャフト穴、２２．４２，６２
・・・・・・本体、２３，４３．５３・・・・・・駆動
爪、３、５１・・・・・・歯、３２．５２・・・・・・
内壁、３３゜６３・・・・・・駆動壁、３４．６４・・
・・・・滑走面、３５゜５５・・・・・・軸穴、４４．
６５・・・・・・蓋板。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 躬１図 第５図 径方向 躬４図 イ蛋方向 躬り図 翁６図 第７図 筋８図 第ｑ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも端部が所定の非円形断面をなす直柱状の
   シャフトと、中心に前記シャフトの非円形断面形状をな
   し前記シャフトに挿嵌して固定し前記中心とシャフトの
   中心軸とが回転軸として一致するシャフト穴を備え且つ
   厚味のあるほぼ環状円板の本体を備えるクラッチ素子と
   、円筒形をなし外周面に中心軸に平行な直線状の溝の歯
   を備え、中心に前記シャフトの直柱状部の非円形断面最
   大径とほぼ同一寸法でシャフトを回転自在に遊嵌する軸
   穴を備え、且つこの軸穴に隣接し中心軸を同一にして前
   記クラッチ素子を収納するほぼ円筒中空部を形成する内
   壁を備える歯車滑車と、前記本体の外周および前記内壁
   の表面の何れか一方に一点からこの一点と中心点とを結
   ぶ直線に対してほぼ１５度かまたはこの値以上の角度を
   有し先端部がほぼ直線状をなす少くとも一つの可撓性材
   質の駆動爪と、他方にこの駆動爪が前記歯車滑車の回転
   で滑走する滑走面並びにこの滑走面にほぼ９０度かまた
   はこの値以下の角度をなし前記駆動爪の先端部が試向す
   る方向に対して駆動爪に対面する少なくとも一つの駆動
   壁とを有することを特徴とする一方向クラッチ機構。
2. （２）前記クラッチ素子を前記歯車滑車の中空部に収納
   したとき、クラッチ素子の本体と一体化してシャフト穴
   を備えるとともに歯車滑車の中空部をほぼ密閉する環状
   円板の蓋板を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の一方向クラッチ機構。