JP2611925B2 - ワンウエイクラッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワンウエイクラッチに関
し、更に詳細には例えばＯＡ機器等における回転軸に取
付けられるワンウエイクラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転運動の伝導機構としてのワン
ウエイクラッチとしては既に数種の構造のものが使用さ
れている。その内、ＯＡ機器等に使用される小径のワン
ウエイクラッチについてはその基本的な機能、構造状か
ら次の２つに分類される。

【０００３】その１は、図５に示されるように多数本の
ニードルローラ１を内輪（アウターレース）２内周面に
形成された各くさび状空間部に配置し、各ニードルロー
ラー１をスプリング３で周方向へ押圧し、回転軸Ｓの一
方向回転時に内輪２の各くさび状空間部と回転軸Ｓとの
間にローラを係合させ、この摩擦力により回転軸Ｓと内
輪２とを連結してロックする構造のものである。このよ
うな構造のワンウエクラッチは比較的に高級な機種に使
用されている。

【０００４】他の１つは、図６に示されるようにコイル
スプリング４を回転軸Ｓに巻き付ける形で接触させ、そ
の一端を内輪（図示せず）に固定した構造のものであ
る。この構造のワンウエイクラッチの場合には、回転軸
Ｓをロック方向に回転させようとした場合、回転軸Ｓと
コイルスプリング４の接触面との間の摩擦によりコイル
スプリング４が締め付け方向に捻られるためコイルスプ
リング４の内径が縮小する。

【０００５】これにより、回転軸Ｓとの摩擦力が増大し
て固定される。空転方向に回転する場合、コイルスプリ
ング４はその内径が拡大する方向に捻られるので摩擦力
は減少し、僅かなトルクにて空転することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
代表的な２種類のワンウエイクラッチは広く実用に供さ
れているが、その利用目的に対しては種々の問題点があ
った。例えば、前者の機種については、噛合い力（ロッ
クトルク）が高く、且つ空転トルクが少ないので性能的
には最高のものである。しかし、このクラッチは部品点
数が多く、しかも構成が複雑であり、そのため価格が高
価である等の欠点があった。

【０００７】他方、後者の機種については前者に比べて
かなりの低価格のものであるが、コイルスプリング４の
内面と回転軸表面とが、スプリング４の弾性によってあ
る程度の圧力で密着されていることから、空転時にもこ
の面に摩擦力が働き、空転トルクは前者のワンウエイク
ラッチに比べて数倍大きく、空転トルクが制限される分
野では使用することができないという欠点があった。

【０００８】通常、小型のワンウエイクラッチを使用す
る分野では、前者の機種と後者の機種との中間的な機能
並びに価格を備えるクラッチが望まれており、そのよう
な小型のワンウエイクラッチの開発が望まれていた。

【０００９】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、噛合い力が高く且つ空転
トルクが比較的に少ない低価格のワンウエイクラッチを
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はワンウエイクラ
ッチ、例えばファックス等の所謂ＯＡ機器における紙送
り機構に利用することができる小型のワンウエイクラッ
チであり、前述した技術的課題を解決すべく以下のよう
に構成されている。

【００１１】すなわち、本発明のワンウエイクラッチ
は、内径が漸減するテーパー部とこのテーパー部の内径
漸減側端部で前記内径に戻るべく形成された段部とを内
周面に形成してなる中空筒状の外輪と、この外輪内に回
動可能に挿入され、周方向に両端が隙間を介して近接対
峙して中空円筒体とされた内輪と、前記隙間を挟んで近
接対峙する一端部に形成された保持窓と、この保持窓に
配置され、この保持窓から径方向内方及び外方に突出す
るローラーと、前記ローラーが取り付けられた前記周方
向一端部を径方向へ変移可能に支持する手段とから構成
され、前記内輪の中空部に回転軸を挿入して該回転軸の
一方向回転をロックし且つ他方向回転を空転させること
を特徴とする。

【００１２】更に、本発明のワンウエイクラッチは、前
述の特徴に加えて前記周方向一端部を径方向へ変移可能
に支持する手段が前記保持窓を境に該周方向一端部の端
縁とは反対側において軸方向に設けられた少なくとも１
本の切込み部からなることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のワンウエイクラッチによると、このク
ラッチの内輪に相対的に挿入されている回転軸が一方向
へ回転したとする。この回転軸の回転方向は、該軸に接
触している内輪をその摩擦力で、その周方向一端部に保
持されたローラーが外輪のテーパー部に向って移動する
方向とする。

【００１４】回転軸の回転による内輪の連れ移動により
ローラーが外輪の内径を漸減させるテーパー部に移動し
てくると、このローラーがテーパー部により径方向内方
へ押される。このローラーを保持窓により保持している
内輪の周方向一端部は径方向へ変移可能に支持されてい
るため径方向内方へローラーが変移し、これにより外輪
と軸との間に挾圧される。これにより回転軸と内輪内周
面とが強い摩擦接触を起こし、その結果回転軸は内輪を
介して外輪に連結され、ロック状態となる。

【００１５】また、回転軸が前述とは反対方向に回転し
た時には、内輪が前述とは反対の方向へ移動し、ローラ
ーは外輪のテーパー部から離れ、且つ回転軸の外周面に
より径方向外方への押戻し力を受けて、その周方向一端
部は径方向外方へ変移して外輪と回転軸との挾圧から解
除される。しかし、同時に、内輪の他端がテーパー部の
内径漸減側端部における段部に係合して内輪の移動は阻
止される。この時、前述したように回転軸と外輪とのロ
ーラーを介する強制的な噛合い力は解除されているた
め、回転軸と内輪との接触圧は殆どなく、従って回転軸
は空転する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明のワンウエイクラッチを図に示
される実施例について更に詳細に説明する。図１には本
発明の一実施例に係るワンウエイクラッチ１０が示され
ている。この実施例のワンウエイクラッチ１０は、鋼製
で中空円筒状の外筺即ち外輪１１を備えている。この外
輪１１の内周面には、内径が漸減するテーパー部１２と
このテーパー部１２の内径漸減側端部でこの外輪１１の
内径に戻るように比較的に急峻な段部１３とが形成され
ている。

【００１７】この段部１３は後述する内輪の一方向への
周方向移動時の際のストッパーとしての作用をするもの
である。このようなテーパー部１２と段部１３とは、図
４に示されるように外輪１１の外周面からプレス機のよ
うな機械又は道具で部分的に押し潰すように凹部１４を
形成し、これによりその部分を内周面側に膨出させるこ
とで容易に形成することができる。この外輪１１の内部
には合成樹脂からなる中空円筒状の内輪１５が周方向に
移動可能に挿入されている。

【００１８】この内輪１５は、図２に示されるように外
輪１１の軸方向両端部を径方向内方へ屈曲したフランジ
部１６で軸方向への抜け落ちが防止されている。この
時、このフランジ部１６の形成されている部分は、図１
に示されるようにテーパー部１２の内径漸減側端部にお
ける段部１３からテーパー部１２とは反対方向へ約２５
０度〜２７０度の範囲に亘る部分とされている。

【００１９】内輪１５は前述したように合成樹脂製であ
るので一体的に成形可能であるが、これを構造的に説明
すると図３に示されるように内輪１５の中空部に挿入さ
れる使用軸即ち回転軸Ｓの外径より若干大きな（直径で
約０．０１〜０．０５ｍｍ）基本内径を有する完全中空
円筒体の周面の１箇所に軸方向のスリット１７が１本入
れられて隙間をあけたものである。

【００２０】このスリット１７により内輪１５は、図３
に示されるように周方向において近接対峙した端部１５
ａ、１５ｂを備えた、全体として中空な円筒形状を呈し
ている。この内輪１５における周方向一端部１５ａに
は、軸方向に長い矩形状の窓１８が形成され、この窓１
８には内輪１５の軸方向に伸長し、且つその直径が内輪
１５の厚みにほぼ等しいニードルローラー１９が回転可
能に保持されている。

【００２１】その際、保持窓１８はニードルローラー１
９が内側に脱落しないように内周面側ではニードルロー
ラー１９の直径より短い幅寸法とされている。この内輪
１５において窓１８を境にして周方向一端部１５ａの端
縁とは反対側に、軸方向に伸長する２つの切込み部２
０、２１が千鳥状に設けられている。すなわち、一方の
切込み部２０は内輪１５の軸方向一側部から他側部付近
まで入れられ、また他方の切込み部２１は一方の切込み
部２０に隣接し且つ平行に他側部から一側部付近まで入
れられている。

【００２２】これにより、ニードルローラー１９を保持
した周方向一端部１５ａは部分的に径方向に変移可能に
されている。すなわち、ニードルローラー１９を保持し
て外輪１１に装着された場合、切込み部２０、２１の隙
間が圧縮された状態で装着されるので、ニードルローラ
ー１９をテーパ部内面と軸外周の間に一定の力で押し付
けられる状態をつくることになる。更に、この周方向一
端部１５ａは、図１から明らかなように切込み部２０が
形成されている付近から当該周方向一端部１５ａの端縁
までその内周面側及び外周面側が均等に削られて、その
厚みが減じられている。

【００２３】従って、この周方向一端部１５ａにおける
内周面は、内輪１５の中空部に後述する回転軸Ｓが嵌め
込まれた時、この回転軸Ｓに対して空間２２をあけ、ま
た外周面は外輪１１の内周面に対しても空間２３をあけ
ている。この空間２２、２３は約０．３ｍｍ程度とされ
ている。保持窓１８に配置されたニードルローラー１９
は、前述したように内輪１５の一端部１５ａ以外の部分
の厚みにほぼ等しい直径を持つため、その保持窓１８か
ら内周面及び外周面から突出し、内輪１５の中空部に挿
入される回転軸Ｓ並びに外輪１１に軽く接触した状態と
なっている。

【００２４】このように構成されたワンウエイクラッチ
１０は、図２に示されるように内輪１５の中空部に回転
軸Ｓを相対的に嵌め込むようにして使用される。その
時、回転軸Ｓはニードルローラー１９と当接している。
そこで、回転軸Ｓが図１で見て左方向に回転すると、こ
の回転軸Ｓに当接している内輪１５の接触摩擦或いはニ
ードルローラー１９の回転軸Ｓによる回転等によって、
内輪１５が回転軸Ｓに連れて同方向へ移動を起こす。

【００２５】これにより、内輪１５の周方向一端部１５
ａに保持されたニードルローラー１９が外輪１１のテー
パー部１２に来ると、径方向へ変移可能に支持された周
方向一端部１５ａがその内径の漸減傾斜面によるニード
ルローラー１９の径方向内方への移動を許し、その結果
ニードルローラー１９が回転軸Ｓと外輪１１のテーパー
部１２との間に挾圧される。そのため、回転軸Ｓと内輪
１５の内周面との接触摩擦が増大して両者は連結される
ことになる。従って、回転軸Ｓはロックされることにな
る。

【００２６】また、逆に回転軸Ｓが図１で見て右方向に
回転した場合には、前述したように回転軸Ｓと内輪１５
との軽い接触により内輪１５も右方向へ連れて移動す
る。その結果、ニードルローラー１９はテーパー部１２
から離脱して回転軸Ｓと外輪１１との間での挾圧から解
除される。と同時に、内輪１５の周方向他端部１５ｂが
テーパー部１２の内径漸減側端部の段部１３に当接し
て、外輪１１に対する相対的な移動が阻止される。その
結果、内輪１５の内周面と回転軸Ｓとの接触摩擦力は通
常の極めて小さな状態に戻ることから、回転軸Ｓは内輪
１５に対して空転することになる。

【００２７】このように回転軸Ｓが一方向へ回転した時
には内輪１５を介して外輪１１と噛み合ってロック状態
となり、他方、回転軸Ｓが他方向へ回転した時には回転
軸Ｓと外輪１１との連結が内輪１５の移動により解除さ
れ、回転軸Ｓは内輪１５に対して空転することになる。
但し、内輪１５の外輪１１内への組み付けに際しては、
図１に示されるように外輪１１に形成されたテーパー部
１２の内径最大漸減部が内輪１５のスリット１７に位置
するように嵌め込まなければならない。

【００２８】なお、前述した実施例のワンウエイクラッ
チ１０において、回転軸Ｓと内輪１５とのロックトルク
の増大を必要とする場合には内輪１５の内周面（回転軸
Ｓとの接触面）にセレーション加工を施すことが好まし
い。この場合、空転トルクには何んらの悪影響を及ぼさ
ないことは言うまでもない。

【００２９】また、前述の実施例において、ニードルロ
ーラー１９をＳＵＳ即ちステンレス等の不銹鋼とすれ
ば、回転軸接触部に錆などの発生の恐れがなく、耐久性
を向上させることができる。勿論、ニードルローラー１
９を不銹鋼で形成すれば、防錆塗油の必要性のないこと
は当然である。

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸方向にスリットを備えた中空円筒状の内輪の周方向一
端部にニードルローラーを保持させると共にこの一端部
を径方向へ変移可能に形成し、内径が漸減するテーパー
部を内周面に形成した外輪に内輪を回動可能に挿入する
と言う非常に簡単な構成により、噛合い力が高く且つ空
転トルクが比較的に少ない低価格のワンウエイクラッチ
を提供することができる。

【００３０】また、本発明のワンウエイクラッチによれ
ば、１個のローラーによる内輪の偏心により回転軸との
摩擦力を高めてロックを行うので、ローラー接触部の形
状精度を厳しく規制する必要がない等の効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るワンウエイクラッチを
示す断面図である。

【図２】図１に示される実施例のワンウエイクラッチを
Ａ―Ａ線に沿って示す断面図である。

【図３】図１に示される実施例のワンウエイクラッチを
構成する内輪を示す斜視図である。

【図４】図１に示される実施例のワンウエイクラッチを
示す斜視図である。

【図５】従来の小型のワンウエイクラッチを概略的に示
す断面図である。

【図６】従来の別の小型のワンウエイクラッチを概略的
に示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ ワンウエイクラッチ １１ 外輪 １２ 内径漸減テーパー部 １３ 段部 １４ 凹部 １５ 内輪 １５ａ 周方向一端部 １５ｂ 周方向他端部 １６ フランジ部 １７ スリット １８ 保持窓 １９ ニードルローラー ２０ 切込み部 ２１ 切込み部 ２２ 空間 ２３ 空間 Ｓ 回転軸

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内径が漸減するテーパー部とこのテーパ
   ー部の内径漸減側端部で前記内径に戻るべく形成された
   段部とを内周面に形成してなる中空筒状の外輪と、この
   外輪内に回動可能に挿入され、周方向に両端が隙間を介
   して近接対峙して中空円筒体とされた内輪と、前記隙間
   を挟んで近接対峙する一端部に形成された保持窓と、こ
   の保持窓に配置され、この保持窓から径方向内方及び外
   方に突出するローラーと、前記ローラーが取り付けられ
   た前記周方向一端部を径方向へ変移可能に支持する手段
   とから構成され、前記内輪の中空部に回転軸を挿入して
   該回転軸の一方向回転をロックし且つ他方向回転を空転
   させることを特徴とするワンウエイクラッチ。
2. 【請求項２】 前記周方向一端部を径方向へ変移可能に
   支持する手段が前記保持窓を境に該周方向一端部の端縁
   とは反対側において軸方向に設けられた少なくとも１本
   の切込み部からなることを特徴とする請求項１に記載の
   ワンウエイクラッチ。