JPH0828600A - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で安価なスプリングクラッチを提
供する。 【構成】 第１の回転体１４は、シャフト１２上へフリ
ー回転可能に配されている。第２の回転体２６は、シャ
フト１２上へフリー回転可能に配されている。コイルス
プリング３０は、第１の回転体１４と第２の回転体２６
とに跨がって巻着されている。第１の回転体１４と第２
の回転体２６との回転速度に差が生じ、第１の回転体１
４または第２の回転体２６に巻着されているコイルスプ
リング３０の部分が拡径した際に、第１の回転体１４ま
たは第２の回転体２６がコイルスプリング３０に対して
スリップする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワンウェイクラッチに関
し、より詳細にはシャフトと、シャフト上へ配された第
１の回転体と、シャフト上へ配されると共に第１の回転
体に対してフリー回転可能に配された第２の回転体とを
具備するワンウェイクラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】シャフト上へ配された第１の回転体と第
２の回転体の一体回転を接・断するためのワンウェイク
ラッチが知られている。従来のワンウェイクラッチは、
第１の回転体と第２の回転体がシャフト上に対向して配
されている。第１の回転体と第２の回転体との間にリテ
ーナが設けられ、リテーナ内には複数の断面楕円形のコ
ロがシャフトと平行かつ回転可能に配されている。第１
の回転体と第２の回転体との回転速度に差が生じると、
コロに回転力が与えられる。その際、順方向へコロが回
動すると、第１の回転体と第２の回転体の周面へコロが
圧接され、第１の回転体と第２の回転体とは一体に回転
する。一方、コロが前記順方向と逆の逆方向へ回動する
と、コロの前記圧接が解除されて第１の回転体と第２の
回転体は互いにフリーとなり、一体回転が解除される。
このようなワンウェイクラッチは、例えばコピー機の紙
送り装置等に使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のワンウェイクラッチには次のような課題がある。
第１の回転体と第２の回転体とを連結するためにコロを
組み込んだリテーナを両回転体の間に取り付けなければ
ならない。複数のコロを含むリテーナは構造が複雑であ
り、また第１の回転体と第２の回転体にはそのリテーナ
を取付可能な特別な構造が必要になるという課題があ
る。また、部品点数の増大およびリテーナ取付機構の形
成により製造コストが大きくなるという経済的課題もあ
る。従って、本発明は簡単な構造で安価なワンウェイク
ラッチを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は次の構成を備える。すなわち、第１の基本構成
は、シャフトと、該シャフト上へフリー回転可能に配さ
れた第１の回転体と、前記シャフト上へフリー回転可能
に配された第２の回転体と、前記第１の回転体と前記第
２の回転体とに跨がって巻着されたコイルスプリングと
を具備し、前記第１の回転体と第２の回転体との回転速
度に差が生じ、前記コイルスプリングが拡径した際に、
第１の回転体および第２の回転体がコイルスプリングに
対してスリップすることを特徴とする。

【０００５】また、第２の基本構成は、シャフトと、該
シャフト上へ配されると共に、シャフトと一体に回転可
能な第１の回転体と、前記シャフト上へフリー回転可能
に配された第２の回転体と、前記第１の回転体と前記第
２の回転体とに跨がって巻着されたコイルスプリングと
を具備し、前記第１の回転体と第２の回転体との回転速
度に差が生じ、前記コイルスプリングが拡径した際に、
第１の回転体および第２の回転体がコイルスプリングに
対してスリップすることを特徴とする。

【０００６】

【作用】作用について説明する。第１および第２の基本
構成において、コイルスプリングは第１の回転体と前記
第２の回転体とに跨がって巻着されており、第１の回転
体と第２の回転体との回転速度に差が生じ、コイルスプ
リングが拡径した際に、第１の回転体および第２の回転
体がコイルスプリングに対してスリップするので、両回
転体の一体回転を中断させることができる。特に第２の
基本構成では、シャフトを第１の回転体と一体に回転さ
せることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。図１は本発明に係るワンウェイクラ
ッチの実施例を示した正面断面図である。図において、
１２はシャフトであり、不図示のフレームへ回動可能に
設けられている。シャフト１２は断面円形でもよいし、
断面多角形でもよい。１４は第１の回転体の一例である
第１の歯車である。第１の歯車１４は合成樹脂で成形さ
れている。第１の歯車１４には中央孔１６ａが透設さ
れ、左端面の中央孔１６ａの周囲には周溝１８ａが形成
されている。その結果、第１の歯車１４内には第１のボ
ス部２０が左方へ向けて形成される。また、第１の歯車
１４の右端面には中央孔１６ａを跨いでラジアル方向へ
直線状の溝２２が形成されている。

【０００８】２４は回転止めのピンであり、シャフト１
２へ挿通されている。ピン２４は、シャフト１２上へ外
嵌された第１の歯車１４の溝２２内へ嵌合されている。
その結果、第１の歯車１４はシャフト１２に対して回動
不能になっている。従って、第１の歯車１４とシャフト
１２は一体に回転可能になっている。２６は第２の回転
体の一例である第２の歯車である。第２の歯車２６は合
成樹脂で成形されている。第２の歯車２６には中央孔１
６ｂが透設され、右端面の中央孔１６ｂの周囲には周溝
１８ｂが形成されている。その結果、第２の歯車２６内
には第２のボス部２８が右方へ向けて形成される。第２
のボス部２８の先端部は、第１の歯車１４の左端面から
若干内側へ進入しており、第２のボス部２８の先端面は
第１のボス部２０の先端面と当接している。なお、第２
の歯車２６はシャフト１２および第１の歯車１４に対し
てフリー回転可能になっている。

【０００９】３０はコイルスプリングであり、第１の歯
車１４の周溝１８ａと第２の歯車２６の周溝１８ｂ内に
配設されている。すなわち、コイルスプリング３０は同
軸に対向配置されている第１のボス部２０の外周面と第
２のボス部２８の外周面との間に跨がって巻着されてい
る。コイルスプリング３０の内径は、第１のボス部２０
および第２のボス部２８へ巻着しない状態において、第
１のボス部２０および第２のボス部２８の外径より小径
に形成されている。従って、コイルスプリング３０を巻
着すると、コイルスプリング３０の内周面は自らの巻締
力で第１のボス部２０および第２のボス部２８の外周面
へ圧着する。なお、本実施例ではコイルスプリング３０
の線材は断面が矩形状に形成されているので第１のボス
部２０および第２のボス部２８の外周面へ面接触可能で
あり、より強い圧着力を作用させることができる。ま
た、本実施例では第１のボス部２０と第２のボス部２８
は同径に形成されているが、第１のボス部２０と第２の
ボス部２８とが異径の場合、非巻着状態のコイルスプリ
ング３０の内径は対応するボス部の外径より小径に形成
される。３２は止輪であり、第１の歯車１４および第２
の歯車２６の外側のシャフト１２上へ嵌着されている。
止輪３２により第１の歯車１４および第２の歯車２６の
シャフト１２上の位置が固定されている。

【００１０】次に図１のワンウェイクラッチ１０の動作
について説明する。例えば、シャフト１２または第１の
歯車１４に外から回転力が加えられ、第１の歯車１４が
回転し、コイルスプリング３０が巻き締められる通常状
態では前述のようにコイルスプリング３０の内周面は巻
締力で第１のボス部２０および第２のボス部２８の外周
面へ圧着しているので第１の歯車１４と第２の歯車２６
は連結され両歯車１４、２６は一体に回転している。

【００１１】この状態において、第２の歯車２６に外力
が作用して第１の歯車１４より速く回転した場合（第２
の歯車２６に対して第１の歯車１４が相対的に逆転した
場合）には両歯車１４、２６の回転速度に差が生じ、第
１の歯車１４と第２の歯車２６の両ボス部２０、２８へ
巻き締められているコイルスプリング３０の両端部をコ
イルスプリング３０の巻き方向と逆方向へ押動する力が
作用するので、第２のボス部２８（または第１のボス部
２０の場合もある）上に巻着されているコイルスプリン
グ３０の部分が拡径する。その結果、第２の歯車２６
（または第１の歯車１４の場合もある）はコイルスプリ
ング３０に対してスリップし、第２の歯車２６の系列ギ
ア等へ無理な力が作用するのを防止可能となる。第１の
歯車１４と第２の歯車２６の回転速度に差を生じさせた
外力が消滅すれば、拡径していた第２の歯車２６側のコ
イルスプリング３０は縮径し再び第２のボス部２８上へ
圧着する。その結果、第２の歯車２６は再び第１の歯車
１４およびシャフト１２と一体に回転開始する。

【００１２】次に上記実施例のワンウェイクラッチ１０
を用いたコピー機の紙送り装置用ギア機構の一例につい
て図２および図３を参照して説明する。なお、ワンウェ
イクラッチ１０は上記実施例と同一であるので説明は省
略する。シャフト１２は不図示のモータへ接続されてお
り、当該モータによって軸線を中心に回転駆動される。
３４は出力軸であり、不図示の紙送りローラが取り付け
られている。このギア機構では出力軸３４の回転速度を
２段階に変速可能になっている。３６は第１のクラッチ
ギアであり、出力軸３４上へフリー回転可能に外嵌され
ている。第１のクラッチギア３６は、第１の電磁クラッ
チ４０により出力軸３４との一体回転が接・断される。
第１のクラッチギア３６は、ギア４４ａを介して第１の
歯車１４と連絡している。３８は第２のクラッチギアで
あり、出力軸３４上へフリー回転可能に外嵌されてい
る。第２のクラッチギア３８は、第２の電磁クラッチ４
２により出力軸３４との一体回転が接・断される。第２
のクラッチギア３８は、ギア４４ｂを介して第２の歯車
２６と連絡している。なお、本実施例では第１のクラッ
チギア３６の径および歯数と第２のクラッチギア３８径
および歯数は同一になっている（歯のピッチも同一）。
また、第１の歯車１４の歯数は第２の歯車２６の歯数よ
り多く設定されている。

【００１３】上記の構成を有するギア機構において、ワ
ンウェイクラッチ１０が上記通常状態では第１の歯車１
４と第２の歯車２６がシャフト１２と一体に同速度で回
転している。その場合、第１の歯車１４の歯数は第２の
歯車２６の歯数より多いので、第１のクラッチギア３６
は第２のクラッチギア３８より高回転で出力軸３４上を
回転する。そこで、第１の電磁クラッチ４０と第２の電
磁クラッチ４２を選択的に作動すると、第１のクラッチ
ギア３６と第２のクラッチギア３８を出力軸３４へ選択
的に連結することができ、出力軸３４の回転速度を２段
階に選択可能となる。本実施例では第１のクラッチギア
３６が選択的に連結された際には、第２のクラッチギア
３８が選択的に連結された場合と比較して出力軸３４は
高回転で回転する。例えばこのギア機構において、第１
の電磁クラッチ４０と第２の電磁クラッチ４２が誤動作
して第１の電磁クラッチ４０と第２の電磁クラッチ４２
が同時にＯＮとなり第１のクラッチギア３６と第２のク
ラッチギア３８が同時に出力軸３４連結されてしまうこ
とがある。この場合において、第１のクラッチギア３６
の回転速度と第２のクラッチギア３８の回転速度とは異
なるため、ワンウェイクラッチ１０が無ければ当該速度
差により全てのギア、歯車の回転が停止してしまう。ま
た、その停止状態もモータからの回転力が作用した状態
での停止であるため、モータの焼損やギア、歯車の損傷
を引き起こすおそれがある。

【００１４】本実施例のギア機構の場合、上記ワンウェ
イクラッチ１０が設けられているため、第１の電磁クラ
ッチ４０と第２の電磁クラッチ４２が同時にＯＮとなっ
た場合、第１のクラッチギア３６と第２のクラッチギア
３８が同時に出力軸３４連結されて同一回転で回転する
が、歯車４４ｂを介して第２の歯車２６は第１の歯車１
４より高回転で回転するため、上述のようにコイルスプ
リング３０が巻き戻されて拡径し、第２の歯車２６は第
１の歯車１４に対してフリーになる。従って、出力軸３
４は第１の歯車１４、ギア４４ａ、第１のクラッチギア
３６で伝達される回転力で回転する。一方、第２の歯車
２６、ギア４４ｂ、第２のクラッチギア３８も出力軸３
４と共に回転するが、第２の歯車２６が第１の歯車１４
に対してフリーなので空転するだけであり、第１の歯車
１４、ギア４４ａ、第１のクラッチギア３６に対して外
力を作用しない。従って、第１の電磁クラッチ４０と第
２の電磁クラッチ４２が同時にＯＮになっても全てのギ
ア、歯車の回転が停止することはなく、モータの焼損や
ギア、歯車の損傷を防止可能になっている。

【００１５】第１の電磁クラッチ４０または第２の電磁
クラッチ４２のいずれか一方がＯＦＦになれば拡径して
いた第２の歯車２６側のコイルスプリング３０が縮径し
て従前状態に戻り、第１の歯車１４系または第２の歯車
２６系の回転速度で出力軸３４を回転させることができ
る。以上、本発明の好適な実施例について種々述べてき
たが本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例
えば第１の回転体および第２の回転体の両方を、回転不
能に固定されているシャフトに対してフリー回転可能に
設け、第１の回転体と第２の回転体との間で一体回転を
接・断するようにしてもよいし、第１の回転体および第
２の回転体も歯車ではなくドラムやロータでもよい等、
発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るの
はもちろんである。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係るワンウェイクラッチを用い
ると、コイルスプリングは第１の回転体と前記第２の回
転体とに跨がって巻着されているので、第１の回転体と
第２の回転体との回転速度に差が生じ、第１の回転体お
よび第２の回転体に巻着されているコイルスプリングが
拡径した際に、第１の回転体および第２の回転体がコイ
ルスプリングに対してスリップするので、両回転体の一
体回転を中断させることができる。一方、第１の回転体
および第２の回転体に巻着されているコイルスプリング
が拡径しない状態では両回転体を一体に回転させること
ができる。従って、コイルスプリングを第１の回転体と
前記第２の回転体とに跨がって巻着するという極めて簡
単な構造でクラッチ動作を実現でき、かつ製造コストを
大幅に削減可能となる。特に請求項２の構成を採用する
と、シャフトを第１の回転体と一体に回転させることが
できる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワンウェイクラッチの実施例を示
した正面断面図。

【図２】実施例のワンウェイクラッチを用いたギア機構
の正面図。

【図３】図２のギア機構の側面図。

【符号の説明】

１０ クラッチ １２ シャフト １４ 第１の歯車 ２６ 第２の歯車 ３０ コイルスプリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトと、 該シャフト上へフリー回転可能に配された第１の回転体
   と、 前記シャフト上へフリー回転可能に配された第２の回転
   体と、 前記第１の回転体と前記第２の回転体とに跨がって巻着
   されたコイルスプリングとを具備し、 前記第１の回転体と第２の回転体との回転速度に差が生
   じ、前記コイルスプリングが拡径した際に、第１の回転
   体および第２の回転体がコイルスプリングに対してスリ
   ップすることを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 【請求項２】 シャフトと、 該シャフト上へ配されると共に、シャフトと一体に回転
   可能な第１の回転体と、 前記シャフト上へフリー回転可能に配された第２の回転
   体と、 前記第１の回転体と前記第２の回転体とに跨がって巻着
   されたコイルスプリングとを具備し、 前記第１の回転体と第２の回転体との回転速度に差が生
   じ、前記コイルスプリングが拡径した際に、第１の回転
   体および第２の回転体がコイルスプリングに対してスリ
   ップすることを特徴とするワンウェイクラッチ。
3. 【請求項３】 前記第１の回転体および／または前記第
   ２の回転体は歯車であることを特徴とする請求項１また
   は２記載のワンウェイクラッチ。