JPH03265715A - ハブと軸とのトルク伝達機素 - 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〕 本発明は、駆動回転軸から外輪（ハブ）へ、又は駆動外
輪（ハブ）から回転軸へ、回転力を伝達するトルク伝達
機素＜ｍ械要素）に関する。

〔従来の技術〕

従来、回転軸に取り付けたプーリ、ロータ、又はローラ
などの外輪（ハブ）に回転力を伝達する手段としては、
ピン、キー　コツタ、ネジ止め、又はテーパリング等を
用いて行われていた。

の信頼性に問題があり、又、スプラインを用いた場合は
、複数のキーを有するスプライン軸の形成と、これに対
応したキー溝との加工形成が困難であると共に、キー嵌
合の煩わしさ、潤滑不足による接触部位の摩耗、等の問
題点があった。また、従来の手段では、その着脱が面倒
であった。

このように従来の手段では回転軸やハブのボスに何らか
の複雑精密な加工処理を施さなければならず、加工性、
耐久性、信頼性、及び経済性の観点からも課題があった
。

そこで、本発明はこれらの問題点を解決するもので、回
転軸とハブとの取り外し、及び取り付けがワンタッチで
容易にすることができると共に、確実に回転力が伝達で
きるハブと軸とのトルク伝達機素（機械要素）の提供を
目的としている。

〔発明が解決しようする課題〕

しかし、これらの手段には種々の問題点があった。すな
わち、例えば、ネジ止めした場合は位置決め、調心、等
その作業が煩雑であると共に、そ〔課題を解決する手段
〕 上記目的を達成するため、本発明のトルク伝達機素は、
該外輪（ハブ）の内周面に２以上のワンウェイクラッチ
手段（一方向の回転に対しては回転力を伝達し、逆の方
向の回転に対しては空転するように構成された機械要素
）を設け、これら２以上のワンウェイクラッチ手段のう
ち少なくとも一つは逆方向にクラッチ作動するように配
置したことを特徴としている。

又、　駆動回転軸から外輪（ハブ）へ、又は駆動外輪（
ハブ）から回転軸へ回転力を伝達する機素において、 該外輪の内周面の同一軌道上に、互いに逆方向の回転に
対して保合固定するクラッチ手段を複数個設けたことを
特徴としている。上記クラッチ手段は、ローラを用いた
もの、ポールを用いたもの、カムを用いたもの、又スプ
リングを用いたもの等、従来の手段で良いが、互いに逆
方向にワンウェイクラッチ作動するように配置されてい
る。

例えば、該クラッチ手段を、外輪の内周面と回転軸との
空間に複数のローラ保持空間を形成し、該ｒ−１−ラ保
持空間の両端部を漸次狭めて楔状空間を形成し、前記ロ
ーラ保持空間内に１又は２以上のローラを配置し、該ロ
ーラが回転軸との接触摩擦によって前記楔状空間へ移動
することによって回転軸と外輪の内周面との間に挟持さ
れる機構、としても良い。

また、前記クラッチ手段を、外輪の内周面と回転軸との
空間に複数のカムを配置し、該カムと回転軸との接触摩
擦によって起きる回動作動により、前記外輪と前記回転
軸とを鋏止（チャック物体を噛ませて止めること。）す
る機構、としても良い。

〔実施例〕

次に、本発明の実施の一例を図面に基づいて説明する。

第１図から第３図は第１の実施例を示すもので、第１図
は一部を切り欠いて表した斜視図、第２図は第１図にお
けるＡ−Ａ断面図、第３図は第１図におけるＢ−Ｂ断面
図を示したものである。

両端が解放された円筒状のハウジング１の内周面２には
、クラッチ用軌道３が円周に沿って二条、形成されてい
る。各クラッチ用軌道３にはくさび状の切欠４．４、・
・・が複数個（本実施例では６箇所）形成されている。

一方のクラッチ用軌道３ａに形成されたくさび状切欠４
ａ、４ａ、と、他方のクラッチ用軌道３ｂに形成された
くさび状切欠４ｂ、４ｂ、・・・とのくさび先端５．５
、・・・の向きは互いに反対方向とされている。

また、該くさび状切欠４．４、・・・の幹部６．６・・
・に対応した位置にはそれぞれローラ７．７、・・・が
配置され、該ローラ７は、円筒状の保持リング８により
、ハウジング１の内周面２に向かって回転自在に保持さ
れている。ローラ７は保持リング８の内周面９から僅か
に露出し、回転軸１０を挿入したときに軽く接するよう
に配置されている。また、保持リング８の径はハウジン
グｌの内周面２と僅かに隙間が形成される大きさとされ
ている。

ハンジング１には、プーリ、ロータ、又はギア等のハブ
（外輪）１１が固定されている。

なお、本実施例では、該保持リング８は各クラッチ用軌
道３ごとに別体で形成されているが、これを一体として
も良い。

かかる構成により、本実施例は、次の様に作動する。

回転軸１０を各保持リング８ａ、８ｂ、内に挿入貫通さ
せる。回転軸１０を右回転Ｒさせると、保持リング８ｂ
のローラ７ｂが右方向に移動し、くさび状切欠４ｂの先
端部５ｂと回転軸１０との間に挾まれた状態となる。こ
れによりローラ７ｂを介して回転軸１０とハウジングｌ
とは一体となり、軸の回転がハウジング１＆びハブ１１
に伝達されることになる。

このとき、他方のクラッチ用軌道３ａのくさび状切欠４
ａは反対向きであるため、ローラ７ａはくさび状切欠４
ａの幹部６ａへ移動する。そこでローラ７ａは空転状態
となるため、ハウジング１及びハブ１１の回転には影響
しない。

次に、回転軸１０を左回転りさせると、前記とは逆に、
保持リング８ａのローラ７ａが左方向に移動し、くさび
状切欠４ａの先端部５ａと回転軸１０との間に挟まれた
状態となり、ハウジング１及びハブ１１に回転力を伝達
する。なお、このとき、保持リング６ｂのローラ５ｂは
、前記とは逆にくさび状切欠４ｂの幹部６ｂで空転する
。

以上により、回転軸１０の両方向Ｒ，Ｌの回転力は、ハ
ウジング１に固定されたブーりゃロータ等のハブ１１へ
伝達される。

次に本発明の第２の実施例を挙げる。第４図はそれを示
す斜視図である。

第２実施例はワンウェイクラッチ手段としてスパイラル
スプリングを用いたものである。

すなわち、ハウジンク１内には、２個のスパイラルスプ
リング１２ａ、１２ｂが、同軸状に配置されており。各
スパイラルスプリング１２ａ、１２ｂの一方の端部１３
ａ、１３ｂは解放され、他方の端部には半径方向外側に
突出させた係合曲片１４ａ、１４ｂが形成されている。

この係合曲片１４ａ、＋４ｂは、それぞれハウジンク１
の両端開口部縁１５ａ、１５ｂに埋め込むようにして固
定されている。そして、それぞれのスパイラルスプリン
グ１２ａ、１２ｂの向きは、各係合曲片１５ａ、１５ｂ
か５見て右回転（又は、左回転でも　８ 良い。）しながら奥に向かう方向に設定されている。

また、該スパイラルスプリング１２の内径は回転軸１０
が接触して貫通できる大きさに設定されている。

以上により、回転軸１０を各スパイラルスプリング１２
ａ、１２ｂ内に接触貫通させ、回転軸１０を右回転Ｒさ
せると、回転軸１０とスパイラルスプリング１２の内周
面１６との接触摩擦によって、スパイラルスプリング＋
２ａの端部１３ａが右方向に移動する。そして、保合曲
片１４ａがハウジング１に固定されているため、スパイ
ラルスプリング１２ａの径が収縮し、回転につれて摩擦
力が増加し、ついにはスパイラルスプリング１２ａが回
転軸ｌＯを締め付は固着する。なお、固着するまでの回
転軸ＩＯの回転角は僅かな角度である。よって以後、回
転軸１０とハウジング１及びハブ１１とは一体となり、
回転力を伝達することになる。なお、他方のスパイラル
スプリング１２ｂは、右回転では摩擦力が径を広げる方
向に作用するため摩擦力は増加せず、回転軸１０を締め
付は固着することはなくハウジング１の回転に影響しな
い。

逆に回転軸１０を左回転りさせると、今度は、スパイラ
ルスプリング１２ｂの径が収縮し、回転軸１０を締め付
は固着することになり、回転力が伝達される。

以上のように、回転軸１０の回転方向Ｒ，Ｌによって、
それぞれのスパイラルスプリング１２ａ１１２ｂが作用
してハウジング１に回転力を伝達することになる。

なお、上記各実施例においては、それぞれ逆方向に作用
するワンウェイクラッチ手段を一対設けているが、これ
に限らず伝達するトルクの大きさにより、複数対設けて
も良い。

また、本実施例は、回転軸１０を駆動側とし、ハウジン
グ１及びハブ１１を被駆動側として説明したが、これを
逆にして、ハウジング１及びハフ１１を駆動側とし回転
軸１０を被駆動側として用いることもできる。

さらに、ワンウェイのクラッチ手段は、上記実施例では
、ローラによるものとスパイラルスプリングによるもの
を挙げたが、これに限らず、既に一般的な技術として知
られているボールやカムを用いる方法によっても、もち
ろん同様の効果を期待できる。

次に、第５図〜第９図は第３の実施例、第４の実施例及
び第５の実施例を示すもので、同一軌道上において互い
に逆方向に作動するクラッチ手段を配置したものである
。

第５図はクラッチ手段としてカムを用いたもので、回転
軸方向の断面図である。第６図は、左半分が第５図Ｃ−
〇断面を示し、右半分が第５図Ｄ−Ｄ断面を示したもの
である。

ハブ１１には、略円筒型のハウジング１が固定され、該
ハウジング１の解放された両端縁内周面２０．２０には
回転軸１０の外形より僅かに大きい径で開口されたドー
ナツ状の円板に形成されたカムホルダ２１．２１が固定
されいる。該両カムホルダ２１．２１の間には断面略楕
円形で柱状の１ カム２２が複数個、ハウジング１の内周面２に沿って配
置されている。該カム２２．２２、・は、その両端のカ
ム軸２３．２３をそれぞれ両カムホルダ２１．２１に緩
挿して回動自在に保持されている。

該カム２２の配置は次のようにされている。すなわち、
該カム２２の断面略楕円形の長径の長さ２４は、回転軸
１０とハウジングｌとの間隔２５より長く設定され、か
つ回転軸１０の半径方向２６より傾いて配置されている
。この配置は右に傾いたカム２２ｒと、左に傾いたカム
２２Ｎとが交互に配置されている。そして、両カム２２
ｒ、２２１との間のハウジング１の内周面２には板バネ
２７が付勢されている。

以上の構成により実施例３は次のように作動する。

回転軸１０をハウジング１に固定されたカムホルダ２１
の開口に挿入し、回転軸ＩＯを右回転Ｒさセると、回転
軸１０の外周面とカム２２．２２、・とが接触摩擦を生
じる。ここで右に傾いた２ カム２２ｒは左回転をすることにより、回転軸ＩＯの外
周面とハウジング１の内周面２との間に挟まるように作
用する。よって回転軸１０とハウジンクＩとは一体的に
回転することになり、ハウジンク１に固定されたハブ１
１も右移転Ｒすることになって回転力を伝達する。なお
、このとき左に傾いたカム２２乏は左回転した場合は接
触摩擦が減少する方向に作用することになる。

次に回転軸１０を左回転りさせた場合は、前記とは逆に
左に傾いたカム２２Ｉ！、が右回転し、回転軸１０の外
周面とハウジング１の内周面２との間に挟まるように作
用することになる。よって回転軸１０とハウジンク１と
は一体的に左回転し、ハブ１１に左回転りの回転力を伝
達する。

なお、板バネ２７はカム２２の回転を制御するものであ
る。これがない時は、カム２２のイ頃きが必要以上に大
きくなり、回転軸１０と接触しなくなりどの方向の回転
にも作用しなくなってしまうからである。

次に第７図、第８図は第４の実施例を示すもの３ 魯 で、第７図は回転軸１０の軸方向断面図を示す。

第８図は　左半分が第７図Ｅ−Ｅ断面を示し、右半分が
第７図Ｆ−Ｆ断面を示したものである。

ハウジング１は前記と同様に円筒型を威している。該ハ
ウジング１の内周面２は回転軸１との外周面との空間に
複数個のローラ保持空間３７．３７、・・・配置形成さ
れ、該ローラ保持空間３７の両端部空間を周方向に漸次
狭めて楔状の空間２８が形成されている。該楔状空間２
８は右回転方向Ｒに向かって狭められた右方向楔状空間
２８ｒと、左方向りに向かって狭められた左方向楔状空
間２８Ｉ！、とが、連続して形成されている。

ハウジングｌの両端縁内周面２０は、実施例３と同様に
開口を有する円板状のローラホルダ２９．２９で固定さ
れている。該ローラホルダ２９のハウジングｌの内部側
の面３０には全周に渡って慴動溝３１が形成されている
。そして、両ローラホルダ２９．２９間には、複数個の
円柱状のローラ３２．３２．３２、・・・が、その両端
の回転軸３３．３３を前記慴動溝３１に挿入して回動自
在に保持されている。

ここで、該ローラ３２は、それぞれ前記ローラ保持空間
３７内に複数個（本実施例４では２個）配置され、右方
向楔状空間２８ｒに対応してローラ３２ｒが、また左方
向楔状空間２８Ｉ！、に対応してローラ３２Ｉ！、がそ
れぞれ配置される。そして、ローラ３２ｒとローラ３２
Ｉ！、とは、その回転軸３３において、前記慴動溝３１
に配置されるバネ３４で連結されている。なお、前記楔
状空間２８の先端部３５と回転軸１０の外周面との距離
３６は、ローラ３２の直径より小さくなるように形成す
る必要がある。

以上の構成により実施例４は、次のように動作する。

回転軸１０を右回転Ｒさせると、ローラ３２は接触摩擦
によって右に移動する。そして、ローラ３２ｒは右方向
楔状空間２８ｒに挟持され、回転軸１０とハウジング１
は、ローラ３２ｒを介して固着することになる。よって
、右回転Ｒがハウジング１に固定されたハブ１１に伝達
されることになる。なおこの時、ローラ３２ｆｉはバネ
３４の作用により右に移動し、ローラ３２１の直径より
大きく形成されたローラ保持空間３７内に移動して空転
することになる。

次に回転軸１０を左方向りに回転させた場合は、前記と
は逆にローラ３２Ｉ！、が左方向楔状空間２８１に移動
して挟持される。よって、回転軸１０とハウジング１は
、ローラ３２ｆｆｉを介して固着することになる。

ここでバネ３４は、逆回転になったときに楔状空間２８
からローラ３２を解放するために付勢されたものである
。

さらに、第９図は、第５実施例を示すもので、前記第４
実施例の変形例を示したものである。

この実施例５は、ローラ保持空間３７内にローラ３２を
一個だけ配置したものである。バネ３４は省略され、他
の構成は実施例４と同様である。

なお、動作は実施例４と同様、回転軸１０の回転により
ローラ３２が移動し、左右方向楔状空間２８ｒ、２８ｆ
ｆｉに挟持される機構であるため詳細は省略する。

かかる構成によれば、構成部品点数が減少するばかりで
なくローラ３２を効率的に用いることができる。

即ち、実施例４を示す第８図では、回転軸１０が右回転
し、ハウジンク１と固着するために機能するローラ３２
は、配置された半数（第８図においては６個）のローラ
３２ｒであり、他のローラ３２Ｎは空転するのみである
。また、左回転しのときも同様に、半数のローラ３２Ｎ
のみが作動することになる。ところが、実施例５の機構
とした場合は、配置した全てのローラ３２（第９図にお
いては８個）が左右どちらの方向の回転にも機能し、回
転軸１０とハウジング１の固着に作動することになるか
らである。加えて、ローラ保持空間３７の周方向の長さ
を小さくすることができるため、ローラ３２の配置を実
施例４に比べ密にすることもでき、より強固な固着を期
待できる利点もある。

以上の様に、上記実施例３．４及び５の機構によっても
、上記実施例１．２と同様、回転軸１０の左右どちらの
回転でもその回転力をハウジングｌ及びハブ１１に伝達
することができる。

また、上記実施例ではハウジングＩとハブ１１とは別体
に形成しているが、これを一体的に形成してもよい。

〔発明の効果］ 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

■　従来のようにスプラインを構成する必要がなく、回
転軸やハブのボスに簡単な加工をすることによって回転
軸と外輪との連結をすることができる。

■　取り付けは、単に軸を保持リング又はスパイラルス
プリング内に挿入することのみで良く、ネジ止めやテー
パリング等で固定する必要もないため着脱の作業性向上
が図れる。

■　ローラやスパイラルスプリングの噛み合い、又は締
め付けであるため、軸とハウジングとの調心作用が自動
的に行われ、偏心による振動を回避することができる。

■　単一のワンウェイクラッチのみでは、駆動軸の回転
が停止したときに、慣性力で空転が一定時間続くが、本
トルク伝達機素によれば逆方向でも他方向のクラッチ機
構が作動するため、素早い回転の停止が可能となり、本
トルク伝達機素を用いた自動機械の高速化が図れる。

■　機構が簡単であるため耐久性に優れている。

■　また、互いに逆方向に作動するワンウェイクラッチ
手段を同一軌道状に配置したときは、ハウジングを軸方
向に薄く形成することができ、薄いハブにも本発明利用
することができる。

■　さらに、本発明は回転軸の軸方向の移動が自由であ
るため、例えばハブにベルトを取り付けたような場合、
修正がし易くなる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は一部を切り欠いて表した第１実施例の斜視図、
第２図は第１図におけるＡ−Ａ断面図、０ 第３図は第１図におけるＢ−Ｂ断面図、第４図は第２実
施例を示す斜視図である。第５図は、第３実施例を示す
もので、回転軸方向の断面図である。 第６図は、左半分が第５図Ｃ−〇断面を示し、右半分が
第５図Ｄ−Ｄ断面を示したものである。第７図は、第４
実施例を示すもので、回転軸１０の軸方向断面図を示す
。第８図は、左半分が第７図Ｅ−Ｅ断面を示し、右半分
が第７図Ｆ−Ｆ断面を示したものである。第９図は、第
５実施例を示すもので、第４実施例の変形例を示した断
面図である。 １・・・ハウジング、　２・・・ハウジンクの内周面３
１０．クラッチ用軌道　４・・・　くさび状切欠７・・
・　ローラ　　　　　　８・・・保持リングＩＯ０・・
回転軸　　　　　１１・・・ハフ１２・・・　スパイラ
ルスプリング １４・・・　　　　　　　　　　の係止曲片２＋−−−
カムホルダ　　　２２・・・カム２Ｂ、、、楔状空間　
　　　２９・・・　ローラホルダ３２・・・　ローラ　
　　　　３４・・・ハネ３７・・・　ローラ保持空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動回転軸（１０）から外輪（ハブ）（１）へ、
   又は駆動外輪（ハブ）（１）から回転軸（１０）へ回転
   力を伝達する機素において、 該外輪（１）の内周面（２）に２以上のワンウェイクラ
   ッチ手段（３）（４）（７）（８）を設け、これら２以
   上のワンウェイクラッチ手段（３）（４）（７）（８）
   のうち少なくとも一つは逆方向にクラッチ作動するよう
   に配置したことを特徴とするハブと軸とのトルク伝達機
   素。
2. （２）駆動回転軸（１０）から外輪（ハブ）（１）へ、
   又は駆動外輪（ハブ）（１）から回転軸（１０）へ回転
   力を伝達する機素において、 ；該外輪（１）の内周面（２）の同一軌道上に、互いに
   逆方向の回転に対して係合固定するクラッチ手段を複数
   個設けたこと、 を特徴とするハブと軸とのトルク伝達機素。
3. （３）請求項２記載のクラッチ手段を、 ；外輪の内周面（２）と回転軸（１０）との空間に複数
   のローラ保持空間（３７）を形成し、 ；該ローラ保持空間（３７）の両端部を漸次狭めて楔状
   空間（２８）を形成し、 ；前記ローラ保持空間（３７）内に１又は２以上のロー
   ラ（３２）を配置し、 ；該ローラ（３２）が回転軸（１０）との接触摩擦によ
   って前記楔状空間（２８）へ移動することによって回転
   軸（１０）と外輪（１）の内周面（２）との間に挟持さ
   れる機構、 としたハブと軸とのトルク伝達機素。
4. （４）請求項２記載のクラッチ手段を、 ；外輪（１）の内周面（２）と回転軸（１０）との空間
   に複数のカム（２２）を配置し、 ；該カム（２２）と回転軸（１０）との接触摩擦によっ
   て起きる回動作動により、前記外輪（１）と前記回転軸
   （１１）とを鋏止（チャック物体を噛ませて止めること
   。）する機構、 としたハブと軸とのトルク伝達機素。