JP2001153157A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環部に所要数のばね片を一体に設け、上記ば
ね片によりポケット内のローラを付勢し、該ローラをポ
ケットの傾斜面に押圧するようにした一方向クラッチに
おいて、上記ばね片のローラに対するエッジ当たりを防
止すると共に、該ばね片の十分なたわみ代が得られるよ
うにすることである。 【解決手段】 クラッチばね２を構成する各ばね片９の
立上げ折り曲げ線１３を、ローラの数に等分された等角
度間隔の半径線を基準位置Ａとして、当該ばね片９の基
部１２側に一定量ａだけオフセットした位置に設定し、
上記ばね片９のローラに対するエッジ角をゼロになるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ファックス、複
写機等の事務機に適した一方向クラッチに関し、特に金
属製のばね片に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の一方向クラッチとして、この発
明者らは先に特願平７−２５２５１１号（特開平９−８
９０１１号）により特許出願をしている。この特許出願
に係る一方向クラッチは、図９から図１４に示すよう
に、外輪１の内周面に一定間隔をおいてポケット１０を
設け、そのポケット１０にローラ３を挿入し、上記ポケ
ット１０の底面に回転の一方向に間隙が狭くなる傾斜面
を形成し（図１１の角度θ参照）、各ポケット１０の上
記傾斜面の間隙の狭くなる側と反対側の内部にばね収納
凹所８を設けている。上記のばね収納凹所８に金属製ば
ね片９を収納し、そのばね片９によりローラ３を付勢し
傾斜面に押圧する。上記外輪１のポケット１０の両端面
を蓋部材４と外装体５により閉塞している。

【０００３】ポケット１０の開口幅Ｗ（図１１参照）
は、ローラ３の直径より小さく形成され、ローラ３はそ
の一部が開口から部分的に露出して軸６に接触する。

【０００４】蓋４は、外輪１に対し何らかの手段で嵌着
すればよいが、図示の場合は、外装部材５に嵌着してい
る。即ち、外装部材５の筒部１７を外輪１に被せ、その
外装部材５の閉塞端面１８で外輪１の一方の端面を閉塞
し、その筒部１７の端部内周面に形成した嵌合溝１９に
蓋４の外周面のリブ２１を嵌合することにより取付けて
いる。

【０００５】上記外装部材５の筒部１７の内周面には、
軸方向に係合リブ２２が形成され、外輪１の外周面の係
合溝２３と相互に係合させることにより外輪１と外装部
材５との回り止めを図っている。上記の蓋４及び外装部
材５にはそれぞれ軸穴２４、２５が設けられる。

【０００６】なお、外輪１のポケット１０の一端を閉塞
するために、上記の場合は外装部材５に閉塞端面１８を
形成しているが、独立した蓋で閉塞してもよく、或いは
外輪１のポケット１０自体に閉塞壁を形成してもよい。
また、筒部１７と蓋４とを一体化し、閉塞端面１８に代
えて該筒部１７又は外輪１に嵌着される独立した蓋を用
いたり、外輪１のポケット１０自体に閉塞壁を形成した
りする構成を採用してもよい。

【０００７】上記の構成でなる一方向クラッチは、外輪
１の内径側に軸６を挿入して使用に供され、ポケット１
０の傾斜面と軸６との間でくさび形空所７を形成する。
通常の状態でローラ３はばね片９によりくさび形空所７
の狭い方に付勢され前記の傾斜面に押圧される。その付
勢方向に軸６が回転する（図１０の矢印参照）とロック
して軸６のトルクを外輪１及びこれと一体の外装体５に
伝達する。軸６が逆回転すると、ローラ３がばね片９を
圧縮しながらくさび形空所７の広い方に移動するため、
前記のロックが解除され軸６は空転する。

【０００８】ところで、上記の各金属製ばね片９はその
基部１２が金属製の環部１１と一体化され、これにより
１つのクラッチばね２が構成される。このクラッチばね
２は１枚の弾力性ある金属板を打ち抜いて形成されるも
のであり、図１４はその打ち抜き状態を示すものであ
る。ばね片９の長さをＬで示し、材料の打ち抜き半径を
Ｒで示す。

【０００９】上記の環部１１は外輪１の内径とほぼ等し
い内径を有し、その環部１１の外周部に周方向に等間隔
をおいて、図示の場合７枚のばね片９を立上げるための
７か所の基部１２が設けられる。

【００１０】各基部１２において、環部１１の中心点Ｏ
のまわりを角度αでローラ３の数で７等分した等角度間
隔の半径線上にばね片９の立上げ折り曲げ線１３が設け
られ、更にその立上げ折り曲げ線１３と内径との間に、
隣接する他の基部１２との連結部１４が設けられる。

【００１１】ばね片９は上記の立上げ折り曲げ線１３に
対して直角方向に、かつ隣接する基部１２の斜辺１５に
沿って延び出しており、各ばね片９は環部１１のまわり
に相互に一定の角度β（＝α）をもって羽根車状に突き
出している。

【００１２】前記の各ばね片９の中間部分には、前記の
立上げ折り曲げ線１３と平行の中間折り曲げ線１６が設
けられ、前記立上げ折り曲げ線１３によって基部１２か
ら直角に立上げられると共に、中間折り曲げ線１６によ
って基部１２側に折り返され、（図１４（ｂ）参照）そ
の折り返された先端部がローラ３に押し当てられる（図
１２参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の一方向クラ
ッチにおいて、ポケット１０の傾斜面の角度やローラ３
の直径等の大きさ如何では、図１３に示すようにローラ
３に対するばね片９の先端部がＢ点においてエッジ当た
りになることがある。その場合のエッジ角をδで示す。

【００１４】また、ばね収納凹所８の奥行き方向Ｙ
₁ と、ばね片９の長さ方向Ｙ₂ との間に角度εが生じ、
ばね片９が収納凹所８の内壁の点Ｃ等において干渉する
ことがある。このような干渉が生じると、ばね片９が圧
縮されたわみ代ｍが制限される。

【００１５】ばね片９が上記のようなエッジ当たりにな
ったり、ばね収納凹所８と干渉すると、外輪１のポケッ
ト１０の傾斜面にローラ３を正しく押圧することができ
ず、また、ばね片９のたわみ代ｍが小さくなり適切なば
ね荷重を発揮することができない。

【００１６】そこで、この発明はばね片のエッジ当たり
を防止してローラを傾斜面に正しく押圧できるようにす
ると共に、ばね片のたわみ代を十分に大きくとれるよう
にしてクラッチ性能の向上を図ることを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、この発明の一方向クラッチは、外輪の内周面に一
定間隔をおいてポケットを設け、そのポケットにローラ
を挿入し、上記ポケットの底面に回転の一方向に間隙が
狭くなる傾斜面を形成し、上記ローラをその傾斜の方向
に付勢するばねを各ポケットに収納し、上記外輪のポケ
ットの両端面を蓋部材で閉塞し、上記ポケットの外輪内
周面側の開口幅を上記ローラの直径より小さく形成し、
上記ばねを各ポケットに対応して設けられた一定間隔の
金属製のばね片と、各ばね片の一端を一体に結合した金
属製の環部とにより形成してなる一方向クラッチにおい
て、上記ばねの環部の外周部に各ばね片の基部を形成
し、各基部の一端から上記ばね片を折り曲げて立上げ、
該ばね片の立上げ折り曲げ線を、上記ローラの数に等分
された等角度間隔の半径線を基準位置として、当該ばね
片の基部側に所定量オフセットした位置に設定した構成
とした。

【００１８】なお、上記のオフセット量を、上記基準位
置で立上げた場合のばね片の上記ローラに対するエッジ
角がゼロ又は実質ゼロになるように、上記ばねを上記外
輪に対し相対回転させるに足りる大きさに設定すること
ができる。また、上記ばね片の先端部を上記ローラの長
手方向の中間部に押し当てた構成や、上記ばね片と環部
とを一枚の金属板を打ち抜いて形成し、該ばね片を折り
曲げて該環部に対して立ち上げた構成をとることができ
る。

【００１９】

【作用】上記の一方向クラッチは、外輪の内径側に軸を
挿入し、外輪の外径面に外装体を嵌着して使用に供され
る。通常の状態では、ローラはポケットの傾斜面と軸と
の間で形成されたくさび形空所の狭い方向に付勢され
る。その付勢方向に軸が回転するとロック状態となり軸
のトルクを外輪及びこれと一体の外装体に伝達する。

【００２０】軸が逆回転すると、ローラがばねを圧縮し
ながらくさび形空所の広い方に移動するため、前記のロ
ックが解除され軸は空転する。

【００２１】ばね片の立上げ折り曲げ線が前記のように
基準位置からオフセットしているため、ばね片のローラ
に対するエッジ当たりが防止され、ローラは正しい姿勢
でポケットの傾斜面に押し当てられる。また、ばね収納
凹所の奥行き方向と、ばね片の長さ方向との間の角度は
ゼロか、又は小さいため、ばね片の収納凹所に対する干
渉が防止され、たわみ代が十分に確保される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図１から図５に示すよう
に、実施形態の一方向クラッチの構成は、クラッチばね
２の構成以外は、前述の従来の場合と同じ構成であるの
で、同一部分には同一符号を付して示すにとどめ、重複
した説明を省略する。以下クラッチばね２について説明
する。

【００２３】クラッチばね２は、基本的には従来のもの
と同様に、環部１１と、各ポケット１０の数、即ちロー
ラ３の数に対応した数のばね片９とにより構成される
（図１参照）。このクラッチばね２は、図５に示すよう
に、１枚の弾力性のある金属板を打抜いて形成されるも
のであり、環部１１は外輪１の内径とほぼ等しい内径を
有し、その環部１１の外周部に周方向に等間隔をおいて
ばね片９を立上げるための基部１２が設けられる。

【００２４】基部１２にはばね片９の立上げ折り曲げ線
１３が設けられる。この立上げ折り曲げ線１３の位置が
従来の場合と相違している。即ち、環部１１の中心点Ｏ
のまわりを角度αでローラ３の数に等しい数で７等分し
た等角度間隔の半径線を基準位置Ａ（図５（ｂ）参照）
として、基部１２側に一定距離ａだけオフセットした位
置Ａ’上に前記の立上げ折り曲げ線１３を設定する。そ
の折り曲げ線１３と内径との間に、隣接する他の基部１
２との連結部１４が設けられる。

【００２５】各ばね片９の長さは従来と同様にＬであ
り、上記の立上げ折り曲げ線１３に対して直角方向に、
かつ隣接する基部１２の斜辺１５に沿って延び出してお
り、環部１１のまわりに相互に一定の角度β（＝α）を
もって羽根車状に突き出している。

【００２６】この実施形態の場合は、前記のように基部
１２側に一定量ａだけオフセットしているために、材料
の打ち抜きは半径Ｒ’（＜Ｒ、Ｒは従来例の図４参照）
である。

【００２７】各ばね片９の中間部分には、前記の立上げ
折り曲げ線１３と平行の中間折り曲げ線１６が設けら
れ、前記折り曲げ線１３によって基部１２から直角に立
上げられると共に、中間折り曲げ線１６によって基部１
２側に折り返される（図５（ｃ）参照）。この折り返し
角γはローラ３に付与する付勢力を考慮して適当に設定
される。

【００２８】上記構成のばね２は外輪１の一方の端面か
ら各ばね片９を各ポケット１０に挿入去れると共に、環
部１１をその外輪１の端面に当てる（図４参照）。

【００２９】上記のばね２を装着したのち、外輪１の反
対側の端面からローラ３の先端を該ばね片９の折り曲げ
部の先端を押し当てながら挿入し、最終的にばね片９の
先端部をローラ３の長手方向の中間部に押し当てる。

【００３０】上記のようにしてローラ３に押し当てられ
たばね片９の先端部分の状態を、従来の場合と対比して
図６に基づいて説明する。

【００３１】同図（ａ）は従来例の場合である。各ばね
片９は７等分した等角度半径線上に立上げ折り曲げ線１
３を設定して折り曲げ、更に中間折り曲げ線１６におい
て折り返し、その先端部をローラ３に押し当てている。
前述のように、ばね片９の先端部はローラ３に対しエッ
ジ角δをもったエッジ当たりとなる。

【００３２】同図（ｂ）は、図（ａ）の状態においてロ
ーラ３（又はこれと一体の外輪１）を固定して、立上げ
折り曲げ線１３の位置を、図（ａ）の立上げ折り曲げ線
１３の位置を基準位置Ａとして基部１２側へ一定量ａだ
けオフセットした位置に設定した状態を示す。上記のオ
フセットの結果、ばね片９の先端部がローラ３から角度
δ’だけ離れた状態となる。実際はばね片９がローラ３
から離れるようなたクラッチばね２の装着状態は存在し
ないが、理解の便宜のためにこのような状態を仮想する
のである。

【００３３】同図（ｃ）は、図（ｂ）の状態から角度
δ’だけクラッチばね２をローラ３（又はこれと一体の
外輪１）に対して回転させ、ばね片９の先端をたわみ代
ｍ’をもってローラ３に当接させた状態であり、この実
施形態の場合である。この場合は、先端部の中心がロー
ラ３に対して当接し、前記のエッジ角δがゼロ又は実質
ゼロとなりエッジ当たりが無くなる。

【００３４】また、図７に示すように、ばね収納凹所８
の奥行き方向Ｙ₁ と、ばね片９の長さ方向Ｙ₂ の角度は
ゼロ又はそれに近い大きさとなる。このため、ばね片９
のばね収納凹所８に対する干渉は回避され、大きなたわ
み代ｍ’（＞ｍ）が得られる。

【００３５】上記のオフセットの量ａは、ローラ３の
数、直径等を考慮して決定されるが、この量ａが小さす
ぎると、エッジ当たりが解消できず、また大き過ぎると
反対側でエッジ当たりが生じる。要は、クラッチばね２
をローラ３に対して回転させ得る余裕としての角度δ’
の大きさが、エッジ角δが消失するに足りる大きさであ
ればよい。言い換えれば、オフセットの量ａの大きさ
は、ばね片９を上記基準位置Ａで立上げたとした場合の
該ばね片９のローラ３に対するエッジ角δがゼロ又は実
質ゼロになるように、上記クラッチばね２を上記外輪１
に対し相対回転させるに足りる大きさに設定される。

【００３６】なお、前述のオフセットは、基準位置Ａか
ら平行移動する場合だけでなく、位置Ａ’が基準位置Ａ
に対して±５°程度傾くことは許容範囲である。

【００３７】以上の構成でなる一方向クラッチの作用
も、従来例の場合と同様である。

【００３８】図８は他の実施形態におけるクラッチばね
２の打ち抜き時の平面図であり、ばね片９の数がローラ
３の数に合わせて５枚にしたものである。その他の構成
は前述の場合と同じである。

【００３９】

【発明の効果】上記のように、この発明の一方向クラッ
チは、クラッチばねのばね片の立上げ折り曲げ線の位置
を、ローラの数に等分された等角度間隔の半径線を基準
として、当該ばね片の基部側に所定量オフセットした位
置に設定したことにより、ばね片の先端部がローラに対
してエッジ当たりすることが避けられ、ローラをポケッ
ト内部の傾斜面に正しく押圧できる。また、ばね片がば
ね収納凹所の干渉することも避けられるので、ばね片の
たわみ代を十分に大きくとることができる。

【００４０】また、上記のオフセット分だけ材料の打ち
抜き径が小さくなるので、材料の有効利用を図ることが
できる。更に、上記のばね片の先端部をローラの長手方
向の中間部に当接させることにより、ローラの傾きが防
止され、ポケットの傾斜面に対しローラを正しい姿勢で
押圧させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の分解斜視図

【図２】同上の断面図

【図３】同上の一部拡大断面図

【図４】図３のIV−IV線の断面図

【図５】（ａ）クラッチばねの打ち抜き時の平面図 （ｂ）同上の一部拡大平面図 （ｃ）同上のばね片の折り返し状態の側面図

【図６】（ａ）〜（ｃ）クラッチばねとローラとの位置
関係説明図

【図７】同上の一部拡大断面図

【図８】他の実施形態におけるクラッチばねの打ち抜き
時の平面図

【図９】従来例の分解斜視図

【図１０】同上の断面図

【図１１】同上の一部拡大断面図

【図１２】図１１のＸ−Ｘ線の断面図

【図１３】同上の一部拡大断面図

【図１４】（ａ）クラッチばねの打ち抜き時の平面図 （ｂ）同上のばね片の折り返し状態の側面図

【符号の説明】

１ 外輪 ２ ばね ３ ローラ ４ 蓋 ５ 外装部材 ６ 軸 ７ くさび空所 ８ 凹所 ９ ばね片 １０ ポケット １１ 環部 １２ 基部 １３ 立上げ折り曲げ線 １４ 連結部 １５ 斜辺 １６ 中間折り曲げ線 １７ 筒部 １８ 閉塞端面 １９ 嵌合溝 ２１ リブ ２２ 係合リブ ２３ 係合溝 ２４、２５ 軸穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪の内周面に一定間隔をおいてポケッ
   トを設け、そのポケットにローラを挿入し、上記ポケッ
   トの底面に回転の一方向に間隙が狭くなる傾斜面を形成
   し、上記ローラをその傾斜の方向に付勢するばねを各ポ
   ケットに収納し、上記外輪のポケットの両端面を蓋部材
   で閉塞し、上記ポケットの外輪内周面側の開口幅を上記
   ローラの直径より小さく形成し、上記ばねを各ポケット
   に対応して設けられた一定間隔の金属製のばね片と、各
   ばね片の一端を一体に結合した金属製の環部とにより形
   成してなる一方向クラッチにおいて、上記ばねの環部の
   外周部に各ばね片の基部を形成し、各基部の一端から上
   記ばね片を折り曲げて立上げ、該ばね片の立上げ折り曲
   げ線を、上記ローラの数に等分された等角度間隔の半径
   線を基準位置として、当該ばね片の基部側に所定量オフ
   セットした位置に設定したことを特徴とする一方向クラ
   ッチ。
2. 【請求項２】 上記のオフセット量を、上記基準位置で
   立上げた場合のばね片の上記ローラに対するエッジ角が
   ゼロ又は実質ゼロになるように、上記ばねを上記外輪に
   対し相対回転させるに足りる大きさに設定したことを特
   徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
3. 【請求項３】 上記ばね片の先端部を上記ローラの長手
   方向の中間部に押し当てたことを特徴とする請求項１又
   は２に記載の一方向クラッチ。
4. 【請求項４】 上記ばね片と環部とを一枚の金属板を打
   ち抜いて形成し、該ばね片を折り曲げて該環部に対して
   立ち上げたことを特徴とする請求項１から３のいずれか
   に記載の一方向クラッチ。