JPH04277330A - 軸体に対するコイルばねの摩擦力を利用したばね装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸体に対するコイルば
ねの摩擦力を利用したばね装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のばね装置には、スプリングクラ
ッチ装置，あるいは軸ロック装置がある。例えば、従来
のスプリングクラッチ装置１００は、図８及び図９に示
すように軸方向に連接する相互に回転自由な二軸１０１
，１０２と、この二軸１０１，１０２に跨がって密接状
態に外挿されたクラッチスプリング１０３とから大略構
成されている。このときのクラッチスプリング１０３は
自由状態でクラッチスプリング１０３が外挿される軸部
外径よりも小径の内径を有するように巻回形成されてお
り、拡径して軸部に外挿される。これによってクラッチ
スプリング１０３は二軸１０１，１０２の軸部に密接状
態で外挿される。このクラッチスプリング１０３はさら
に一端フック部１０４を一の軸１０１に掛止させ、他端
フック部１０５を自由端として取付けられている。

【０００３】このクラッチスプリング装置１００は二軸
１０１，１０２の内の一方の軸がクラッチスプリング１
０３の巻締方向の回転になる場合はその回転をクラッチ
スプリング１０３を介して他方の軸に伝達し、前記一方
の軸がクラッチスプリング１０３の巻戻し方向の回転に
なる場合は一方の軸のみが空転し他方の軸へその回転を
伝達することがない。

【０００４】このようにクラッチスプリング装置１００
は、二軸１０１，１０２の内の一方の軸の一方向回転の
みを他方の軸に伝達するワンウェイ方式となっている。

【０００５】また、従来の軸ロック装置は例えば回転軸
にコイルばねからなるロックスプリングが密接状態で外
挿されると共に、一端フック部が固定部材に掛止される
と共に他端フック部が自由端となって取付けられる。こ
の軸ロック装置は回転軸の回転がロックスプリングの巻
締方向となる場合は前記回転がロックされ、逆方向の巻
戻し方向となる場合はロックフリーとなって空転する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このク
ラッチスプリング装置１００においては、空転時クラッ
チスプリング１０３は巻戻されて拡径し、この拡径状態
が線間摩擦によって残存する。

【０００７】また、クラッチスプリング１０３は図８に
示す丸線材で巻回形成されるばかりではなく、軸部との
摩擦を増大させる目的で角線材で形成されることが多い
。この角線材で形成されたクラッチスプリング１０３は
前記した空転時に線材の倒れが起りこの倒れ状態が図１
０に示すように線間摩擦により残存する。

【０００８】このように拡径状態及び倒れ状態が残存す
る場合は、空転から回転伝達への回転方向の変換時に、
クラッチスプリング１０３が前記した状態を解消して初
期状態に復帰した後初めて回転伝達がなされる。このた
め回転方向の変換時と回転伝達時までに時間差が生じ、
回転方向の変換と同時に回転伝達がなされないという不
具合を生じる。

【０００９】この付具合を解消する手段としては、例え
ばクラッチスプリング１０３の外側に微小のクリアラン
スを維持して側板を設けることも考えられるが、この手
段はクリアランスの巾を一定にすることが難しく、かつ
側板とクラッチスプリング１０３との摩擦によりクラッ
チスプリング１０３が損傷するという欠点がある。

【００１０】また、前記不具合を解消する他の手段とし
て、クラッチスプリング１０３のばね力を増大させるこ
とも考えられるが、この手段はばね力を増大させると、
線間摩擦も増大し、前記した拡径状態及び倒れ状態を一
向に解消することができない。以上のような不具合は軸
ロック装置においても同様に生じ、軸体の正逆回転の変
換で空転から回転ロックに移行する際遅れを生じる。

【００１１】本発明は前記した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的はコイルばねの巻戻し方向から巻締
方向となる軸の正逆回転の変換時に瞬時に空転から回転
伝達または回転ロックへ移行することができる軸体に対
するコイルばねの摩擦力を利用したばね装置を提供する
にある。

【００１２】本発明は、コイルばねの自由端フック部を
強制的に拡径方向に移動させてロックを解除する方式に
特に有効である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ため、本発明は軸方向に連接する相互に回転自由な二軸
に跨がって密接状態に取付けられ、かつ一端が一方の軸
に掛止されると共に、他端が自由端であるコイルばねと
、一端が前記一方の軸に掛止され他端が前記コイルばね
の自由端に作用してコイルばねを前記密接状態に付勢す
る補助ばねとからなることを特徴としている。

【００１４】また、本発明は回転軸に密接状態に取付け
られ、かつ一端が固定部材に掛止されると共に、他端が
自由端であるコイルばねと、一端が固定部材に掛止され
他端が前記コイルばねの自由端に作用してコイルばねを
密接状態に付勢する補助ばねとからなることを特徴とし
ている。

【００１５】

【作用】ばね装置はその自由端が補助ばねによって密接
方向へ付勢されているので、軸の空転時に生じる線材の
拡径状態あるいは倒れ状態の残存がなくなり、軸に対し
て常に密接状態が維持される。

【００１６】このため前記構成からなるばね装置は、コ
イルばねの巻戻し方向から巻締方向となる軸の正逆回転
の変換時に瞬時に空転から回転伝達あるいは回転ロック
へ移行することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図示した実施例に基づいて具
体的に説明する。図１及び図２は第１実施例であるスプ
リングクラッチ装置１を示す。スプリングクラッチ装置
１は軸方向に連設する相互に回転自由な二軸２，３と、
この二軸２，３に跨がって密接状態に外挿されたクラッ
チスプリング４と、このクラッチスプリング４の外側に
取付けられたねじりばね５とから大略構成されている。

【００１８】軸２は大径部２ａと、この大径部２ａの端
面に軸方向に突出形成された小径部２ｂとを有する段付
軸となっている。そしてこの軸２の小径部２ｂには端面
に開口する軸孔６が穿設されている。軸３は軸２の小径
部２ｂと同一外径の大径部３ａと、この大径部３ａの端
面に突出形成された軸２の軸孔６に挿入可能な外径の小
径部３ｂとを有する段付軸となっている。そして軸２と
軸３は小径部３ｂを軸孔６に挿入した状態で相互回転自
由に連接されている。

【００１９】クラッチスプリング４は自由状態で小径部
２ｂ及び大径部３ａの外径よりも小さい内径になるよう
に左巻きに巻回形成されており、拡径させて小径部２ｂ
及び大径部３ａに跨がって外挿されている。このため外
挿後のクラッチスプリング４は小径部２ｂ及び大径部３
ａに対して密接状態となる。そしてクラッチスプリング
４は一端フック部４ａを軸２の段部端面に形成された掛
止孔７に挿入掛止し、他端フック部４ｂを自由端として
軸２と軸３に跨がって取付けられている。

【００２０】また、補助ばねとなるねじりばね５はクラ
ッチスプリング４の外径よりも大きな内径で右巻きに巻
回形成されており、クラッチスプリング４に遊嵌状態で
外挿すると共に一端フック部５ａを軸２の段部端面に穿
設した掛止孔８に掛止させ、他端フック部５ｂをクラッ
チスプリング４の自由端に係合させて取付けられている
。このねじりばね５は前記取付けの際初期荷重を付与す
るものであり、取付け後は前記初期荷重によりクラッチ
スプリング４を巻締方向、即ち軸２，３への密接状態に
付勢している。

【００２１】このように構成されたスプリングクラッチ
装置１は次のように作動する。軸２あるいは軸３が時計
方向に回転したときは、この回転方向がクラッチスプリ
ング４の巻締方向となるから、その回転は連接している
他方の軸である軸３あるいは軸２へ伝達される。

【００２２】また、軸２あるいは軸３が反時計方向に回
転したときは、この回転方向がクラッチスプリング４の
巻戻し方向となるから、クラッチスプリング４の密接部
の摩擦は小さくなって連接している他方の軸である軸３
あるいは軸２への回転伝達は行われず、軸２あるいは軸
３が空転する。

【００２３】この空転時にはクラッチスプリング４は拡
径状態にあるが、空転停止時にはねじりばね５のばね力
により空転前の密接状態に復帰する。このため、スプリ
ングクラッチ装置１は空転から回転伝達への変換は少し
の遅れもなく瞬時に行うことができる。

【００２４】図３及び図４に第２実施例である軸ロック
装置１０を示す。この軸ロック装置１０は固定部材１１
と、この固定部材１１に回転自由に取付けられた回転軸
１２と、この回転軸１２に密接状態に外挿されたロック
スプリング１３と、このロックスプリング１３の外側に
取付けられたねじりばね１４とから大略構成されている
。

【００２５】固定部材１１は基板１５と、この基板１５
に基端部が固着された芯金１６とから構成されている。 基板１５には固着用の取付孔１７が穿設されており、固
定部材１１はこの取付孔１７を介して固定される。

【００２６】回転軸１２は一側端面に角柱１８が突設さ
れ、かつ他側端面に開口部を有して軸方向に前記芯金１
６に回転可能に嵌入する軸穴１９が穿設された円柱体と
なっっている。この回転軸１２は軸穴１９を芯金１６に
嵌入させることによって固定部材１１に回転自在に取付
けられている。

【００２７】ロックスプリング１３は自由状態で内径が
回転軸１２の外径よりも小径に左巻きに巻回形成されて
おり、拡径させて回転軸１２に外挿されている。そのた
め外挿後はロックスプリング１３は回転軸１２に密接状
態となると共に、一端フック部１３ａを基板１５に掛止
させ、かつ他端フック部１３ｂを自由端として取付けら
れている。

【００２８】また、ねじりばね１４は内径が自由状態で
ロックスプリング１３の外径よりも大径になるように右
巻きに巻回形成されている。このねじりばね１４はロッ
クスプリング１３の外側に遊嵌させると共に、一端フッ
ク部１４ａを基板１５に掛止させると共に、他端フック
部１４ｂを初期荷重を付加してロックスプリング１３の
他端フック部１３ｂにロックスプリング１３を巻締める
方向に付勢するように係合させて取付けられている。こ
のような取付状態においてはねじりばね１４はロックス
プリング１３を回転軸１２に対して密接状態となるよう
に付勢している。

【００２９】図中、２０は回転軸１２の角柱１８に回転
止めされて取付けられたレバーであり、このレバー２０
を介して回転軸１２は回転するようになっている。

【００３０】このように構成された軸ロック装置１０は
次の様に作動する。図４において、レバー２０はＡ方向
の回転がロックスプリング１３の巻締方向となって同方
向の回転軸１２の回転がロックされるので、同方向へ回
転不能となり、逆のＢ方向の回転がロックスプリング１
３の巻戻し方向となって回転軸１２が空転するので、同
方向へ回転する。このような作動において、軸ロック装
置１０は、ロックスプリング１３がねじりばね１４によ
って密接状態に付勢されているので、回転軸１２の空転
終了時においても線材の拡径状態及び倒れ状態の残存が
なくなり、当初の密接状態が維持される。このためレバ
ー２０がＢ方向からＡ方向への回転変換時には直ちにＡ
方向の回転がロックされる。

【００３１】このためこの軸ロック装置１０を足踏み式
駐車ブレーキに応用したときはブレーキペダルを踏んだ
ときの最大ブレーキ状態が得られるので良好な作動とな
る。即ち、軸ロック装置１０を足踏み式駐車ブレーキに
応用したときは次の様になる。

【００３２】レバー２０がブレーキペダルとなり、固定
部材１１が車体本体に固定される。レバー２０にはブレ
ーキケーブルが連係され、ロックスプリング１３の他端
フック部１３ｂにはレリーズケーブルが連係される。ま
た、レバー２０はこれにリターンスプリングが連係され
ており、図４のＡ方向へ回転するように付勢されている
。

【００３３】このような足踏み式駐車ブレーキにおいて
はブレーキペダル（レバー２０）をＢ方向へ踏み込んで
ブレーキを掛け、その後ブレーキペダルから足を外して
ブレーキ状態を維持することができる。このときブレー
キペダル（レバー２０）は足を外した時点でロックスプ
リング１３の摩擦力によりＡ方向の戻りがなく、踏み込
んだ位置で停止するので踏み込んだときの最大ブレーキ
状態が維持される。ブレーキを解除するには、ロックス
プリング１３及びねじりばね１４のばね力に抗してレリ
ーズケーブルを引張し、ロックスプリング１３を拡径す
ることによって行う。ロックスプリング１３の拡径によ
って回転軸１２はロックフリーとなって、ブレーキペダ
ル（レバー２０）はリターンスプリングによってＡ方向
（図４参照）へ回動しブレーキが解除される。

【００３４】図５は第３実施例としての軸ロック装置３
０を示す。この軸ロック装置３０は補助ばねとして板ば
ねを用いている。即ち、この軸ロック装置３０はねじり
ばね１４に替えて板ばね３１を用いたものであり他の構
造は軸ロック装置１０と同一構造になっている。板ばね
３１は一端部３１ａを固定し、他端部３１ｂを初期荷重
を付加してロックスプリング１３の他端フック部１３ｂ
に当接させロックスプリング１３を巻締方向、即ち密接
状態に付勢している。

【００３５】図６は第４実施例としての軸ロック装置４
０を示す。この軸ロック装置４０は補助ばねとして引張
りばねを用いている。即ち、この軸ロック装置４０はね
じりばね１４に替えて引張りばね４１を用いたものであ
り、他の構造は軸ロック装置１０と同一構造になってい
る。引張りばね４１は一端部４１ａを固定し、他端部４
１ｂを初期荷重を付加してロックスプリング１３の他端
フック部１３ｂに掛止させ、ロックスプリング１３を巻
締方向、即ち、密接状態に付勢している。

【００３６】また、引張りばね４１の替りに作用方向が
異なる圧縮ばねを用いることができる。この場合圧縮ば
ねの取付位置は引張りばね４１の取付位置と反対側にな
る。

【００３７】また、図７に第４実施例としての軸ロック
装置５０を示す。この軸ロック装置５０は補助ばねとし
て渦巻きばねとして用いている。即ち、この軸ロック装
置５０はねじりばね１４に替えて渦巻きばね５１を用い
たものであり、他の構造は軸ロック装置１０と同一構造
となっている。渦巻きばね５１は内端５１ａを固定し、
外端５１ｂを初期荷重を付加してロックスプリング１３
の他端フック部１３ｂに掛止させ、ロックスプリング１
３を巻締方向、即ち密接状態に付勢している。

【００３８】これら軸ロック装置３０，４０，及び５０
もまた軸ロック装置１０と同様に作動する。

【００３９】また、前記したスプリングクラッチ装置１
，軸ロック装置１０，３０，４０，及び５０に用いられ
るクラッチスプリング４，あるいはロックスプリング１
３は角線材を巻回形成したコイルばねを用いることがで
きる。この場合クラッチスプリング４及びロックスプリ
ング１３を線材の倒れのない状態で用いることができる
。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係る軸体に対するコイルばねの
摩擦力を利用したばね装置、例えばスプリングクラッチ
装置または軸ロック装置は、軸体の正逆回転の変換で空
転から回転伝達または回転ロックに移行するが、この移
行の際空転時のコイルばねの線材の拡径状態あるいは倒
れ状態が残存しないので、前記移行が少しの遅れもなく
、回転方向の変換と同時に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としてのスプリングクラッ
チ装置の中央縦断面図である。

【図２】図１のスプリングクラッチ装置の右側面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例としての軸ロック装置の中
央縦断面図である。

【図４】図３の軸ロック装置の右側面図である。

【図５】本発明の第３実施例としての軸ロック装置の右
側面図である。

【図６】本発明の第４実施例としての軸ロック装置の右
側面図である。

【図７】本発明の第５実施例としての軸ロック装置の右
側面図である。

【図８】従来の軸体に対するコイルばねの摩擦力を利用
したばね装置としてのスプリングクラッチ装置の中央縦
断面図である。

【図９】図８のスプリングクラッチ装置の右側面図であ
る。

【図１０】従来の他のスプリングクラッチ装置の中央縦
断面図である。

【符号の説明】

１　　スプリングクラッチ装置（ばね装置）２　　軸 ３　　軸 ４　　クラッチスプリング（コイルばね）５　　ねじり
ばね（補助ばね） １０　　軸ロック装置（ばね装置） １１　　固定部材 １２　　回転軸 １３　　ロックスプリング（コイルばね）１４　　ねじ
りばね（補助ばね） ３０　　軸ロック装置（ばね装置） ３１　　板ばね（補助ばね） ４０　　軸ロック装置（ばね装置） ４１　　引張りばね（補助ばね） ５０　　軸ロック装置（ばね装置） ５１　　渦巻きばね（補助ばね）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　軸方向に連接する相互に回転自由な二
   軸に跨がって密接状態に取付けられ、かつ一端が一方の
   軸に掛止されると共に、他端が自由端であるコイルばね
   と、一端が前記一方の軸に掛止され他端が前記コイルば
   ねの自由端に作用してコイルばねを前記密接状態に付勢
   する補助ばねとからなることを特徴とする軸体に対する
   コイルばねの摩擦力を利用したばね装置。
2. 【請求項２】　　回転軸に密接状態に取付けられ、かつ
   一端が固定部材に掛止されると共に、他端が自由端であ
   るコイルばねと、一端が固定部材に掛止され他端が前記
   コイルばねの自由端に作用してコイルばねを密接状態に
   付勢する補助ばねとからなることを特徴とする軸体に対
   するコイルばねの摩擦力を利用したばね装置。