(57)【要約】【課題】停止状態ではロック作用が働かないようにして組み立て作業や調整作業が容易に行える一方向クラッチを提供することである。【解決手段】遠心力クラッチの重錘４、４にクサビ角θを有するポケット２６を設け、そのポケット２６に収納したころ７を内部部材２が停止状態にあるときはフリーとなり、該内部部材２が前記クサビ角と反対方向に一定の回転速度を超えて回転したときは前記ころ７がロックしてトルクの伝達が行われ、逆にクサビ角θの方向に回転したときはフリーとなってトルクの伝達が遮断されるようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部部材と、その外部部材の内部に回転自在に支持された内部部材と、その内部部材の中心対称の位置に該内部部材の回転軸と平行な軸で取付けられた重錘とからなり、前記内部部材の一定の回転速度以上の回転に伴う遠心力で前記重錘を外部部材の内径面に押圧させてトルクを伝達するようにしたクラッチにおいて、前記各重錘の外部部材内径面に対向した面にそれぞれころを収納したポケットを設け、各ポケットはその底面に回転の一方向に向けて傾斜したカム面を有するとともに該カム面と前記内径面との間でクサビ角を形成してなり、前記ポケットに収納したころは、前記内部部材が停止状態にあるときはフリーとなり、該内部部材が前記クサビ角と反対方向に一定の回転速度を超えて回転したときは前記ころがロックしてトルクの伝達が行われ、逆にクサビ角の方向に回転したときはフリーとなってトルクの伝達が遮断されることを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
前記のポケットを前記重錘の取付け部に接近して設けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記内部部材の回転軸の回りにＣ形ばねを装着し、そのＣ形ばねを前記各重錘の内面に押し当てて径方向外向きの押圧力を付与し、その押圧力を前記内部部材及びこれと一体の重錘の回転を妨げない大きさに設定し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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリンタ、複写機の紙送り部等の駆動部に使用される一方向クラッチに関し、組込み作業の容易化を図ったものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機等の事務機において従来から使用される一方向クラッチは、外部部材に内部部材を回転可能に嵌合し、その内部部材の外径面に一定の回転方向に傾斜したカム面を有するポケットを設けるとともにそのポケットにころを収納し、内部部材と外部部材の相対回転により前記ころをクサビ角に噛み込ませてロックさせこれによってトルクを伝達し、前記と反対方向の回転によりころをフリーにしてトルクの伝達を遮断するようにしている（特許文献１）。
【０００３】
また、従来から一般的に知られているクラッチとして、内部部材に取付けた一対の重錘に作用する遠心力を利用した遠心力クラッチがある（非特許文献１）。このクラッチは停止状態ではクラッチとして機能せず内部部材に対して外部部材が自由に回転でき、回転速度が一定以上になった場合にのみ前記重錘が外部部材の内径面に押圧されトルクが伝達されるようになっている。
【特許文献１】特許第３２７０６６７号公報
【非特許文献１】「機械運動機構」１９８７年  技報堂出版株式会社（1106「遠心力クラッチ（１）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の一方向クラッチは、回転速度に関係なく、回転方向によりクラッチとして機能するため、装置が停止した状態においても、ロック方向には回転せず、一方向にのみ回転し得る。このため、この一方向クラッチを使用した装置の組み立て時や、組み立て後に手で位置合わせを行う等の場合に、ロック方向に回転しないため作業性が悪いという問題がある。また、前記の遠心力クラッチの場合は、一定回転速度以上となった場合にトルクを被駆動側へ伝達することが可能となる構造であるため、駆動側のトルク伝達可能な範囲で回転速度の変化が発生した場合、特に低速度側へ変化すると、被駆動側のスムーズな回転が得られなくなる問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は停止状態においてはいずれの回転方向にもフリーとなり、従って組み立て作業等に支障をきたすことがなく、しかも低回転速度においてクラッチ機能を確実に発揮できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を達成するために、この発明は、外部部材と、その外部部材の内部に回転自在に支持された内部部材と、その内部部材の中心対称の位置に該内部部材の回転軸と平行な軸で取付けられた重錘とからなり、前記内部部材の一定の回転速度以上の回転に伴う遠心力で前記重錘を外部部材の内径面に押圧させてトルクを伝達するようにしたクラッチにおいて、前記各重錘の外部部材内径面に対向した面にそれぞれころを収納したポケットを設け、各ポケットはその底面に回転の一方向に向けて傾斜したカム面を有するとともに該カム面と前記内径面との間でクサビ角を形成してなり、前記ポケットに収納したころは、前記内部部材が停止状態にあるときはフリーとなり、該内部部材が前記クサビ角と反対方向に一定の回転速度を超えて回転したときは前記ころがロックしてトルクの伝達が行われ、逆にクサビ角の方向に回転したときはフリーとなってトルクの伝達が遮断されるように構成した。
【０００７】
上記の構成によると、内部部材が停止状態にあるときは、手などの力を加えることにより外部部材又はその外部部材と一体の外装体を左右いずれの方向にも自由に回転させることができる。また、内部部材が一定以上の回転速度で回転すると、重錘に作用する遠心力によってころが押圧され、かつその回転方向がクサビ角と反対の方向であるときはころの噛み込みが生じてロックされトルクの伝達が行われる。また回転方向が前記と逆方向であるときは、ころがフリーとなりトルクの伝達が遮断される。
【０００８】
なお、前記のポケットを前記重錘の取付け部に接近して設けた構成をとることが望ましい。このように構成すると、重錘を介してころに及ぼされる押圧力が大きくなるので、回転速度が低い場合でも確実なクラッチ作用を行わせることができる。
【０００９】
また、前記重錘に作用する遠心力が不足する場合は、前記内部部材の回転軸の回りにＣ形ばねを装着し、そのＣ形ばねを前記各重錘の内面に押し当てて径方向外向きの押圧力を付与し、その押圧力を前記内部部材及びこれと一体の重錘の回転を妨げない大きさに設定した構成をとることが望ましい。この構成によると、Ｃ形ばねのばね力が遠心力の不足を補いトルクリミッタとしての機能を確実に果たすことができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のようにこの発明に係る一方向クラッチは、装置が停止状態にあるときはクラッチ機能が働かないので、組み立て作業や手動での各部の位置等の調整作業がしやすくなる効果がある。また、ポケットの位置を重錘の取付け部に接近させた構成を採用するか、Ｃ形ばねによって遠心力を補助させる構成を採用するなどすることにより、低速回転域においてもクラッチ機能を確実に発揮させることができるとともに、製品全体を小型化、軽量化することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいてこの発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
〔実施形態１〕
図１から図４に示した実施形態１の一方向クラッチは、外部部材１と、その外部部材１の内部に回転自在に支持された内部部材２と、その内部部材２に取付けられた一対の重錘４、４、外部部材１の蓋５、外装体６（図示の場合はつば付きローラ）、ころ７等からなる。
【００１３】
外部部材１は円筒状に形成され（図３参照）、外周面に軸方向の溝８が複数条形成される。この外部部材１が外装体６の内部に嵌入され、外装体６の内径面に形成された同数の突条１０が前記溝８に嵌合され一体化される。外装体６の一端部は端壁９により閉塞され、他端の開放端に蓋５が嵌合される。外部部材１の一方の端面は前記端壁９、他方の端面は蓋５の内面にそれぞれ接して一体化される。端壁９と蓋５の中心に軸穴１２、１３が設けられる。
【００１４】
内部部材２は、外部部材１の内径より若干短い長さを有する所要厚さの板状のものであり、中心部分に軸穴１４を有するボス１５が設けられ、前記軸穴１２、１３、１４に挿通した軸１６により外部部材１の内部で回転自在に支持されており、軸穴１４にはＤカット１７が施され、軸１６と一体に回転するようになっている。内部部材２の上下両端部の左右両側部に切欠き段部１８、１８が設けられ、各切欠き段部１８に軸受片１９が上下両端部において反対向きに突き出して設けられる（図４参照）。
【００１５】
前記の重錘４、４は同一重量であるとともに軸１６の中心を基準とした対称形をなし、前記の内部部材２を挟んでその両側面に配置される。各重錘４は半円筒状の外周面２１と、内部部材２に対面した内側面２２、２２を有するとともに、その両方の内側面２２、２２間にボス１５に所要の間隔をおいて対向した円弧面２３を有する。前記外周面２１の一端部に取付け部２４が設けられ、その取付け部２４が前記軸受片１９、１９間に嵌合され、重錘４が軸１６と平行の一対のピン２５により内部部材２に対し回転自在に取付けられる。２つの重錘４、４を取付ける各一対のピン２５は、図１（ａ）に示したように、軸１６の中心を基準にして対称位置に配置される。
【００１６】
上記の取付け部２４に接近した外周面２１に該重錘４の両端面に開放されたポケット２６が設けられ、そのポケット２６に前記のころ７が収納される。ポケット２６は底面にカム面２７が設けられる。このカム面２７はころ７のロック状態（図５（ａ）参照）における外部部材１の内径面の接触点において引いた接線に対しピン２５側に至るほど狭小となるクサビ角θを有する。ころ７はポケット２６内においてクサビ角θの反対方向に移行するとフリーとなり（図１（ａ）（ｂ）参照）、逆にクサビ角θの方向に移行するとロックする（図５（ａ）（ｂ）参照）。前記のポケット２６はその内部に収納されたころ７の外部部材１の内径面に対する押圧力をできるだけ大きくするために、取付け部２４にできるだけ接近した位置に設けることが望ましい。
【００１７】
前記の各重錘４の取付け部２４と反対側の端部（即ち、自由端部）にばね支持ピン２８が設けられ、そのばね支持ピン２８に対向した他方の重錘４のピン２５との間にコイルばね２９が介在される。このコイルばね２９は各重錘４の自由端部を他の重錘４の取付け部２４側に所定のばね力で引き寄せることにより、各重錘４の内側面２２，２２を内部部材２に押し付け、それと同時に外周面２１と外部部材１の内径面との間に一定のすき間を形成する。
【００１８】
なお、前記コイルばね２９のばね力は、重錘４、４に作用する所定の大きさの遠心力より小さく設定される。
【００１９】
実施形態１の一方向クラッチは以上のようなものであり、内部部材２が停止状態にあるときは、図１（ａ）（ｂ）に示したように、各重錘４、４は内部部材２側に引き寄せられ、ころ７はフリーの状態にある。従って、この状態においては、外部部材１及びこれと一体の外装体６は両方向（矢印Ａ、Ｂ参照）に自由に回転することができる。
【００２０】
また、内部部材２が一定以上の回転速度で回転すると、重錘４、４に作用する遠心力によりコイルばね２９が引き伸ばされ、各重錘４が外部部材１の内径面に接近する。内部部材２の回転方向が前記クサビ角θと反対方向（図５（ａ）の矢印ａ参照）であるときは、ころ７の噛み込みが生じてロック状態となり、外部部材１及び外装体６にトルクが伝達される（図５（ａ）の矢印Ａ参照）。なお、この場合、外装体６が負荷側から回転され、内部部材２の回転速度より大きくなると、ロックが解除されトルクの伝達が遮断される。
【００２１】
逆に、内部部材２がクサビ角θの方向（矢印ｂ参照）に回転した場合は、ころ７はフリー状態となりトルクの伝達は遮断される。
【００２２】
〔実施形態２〕
前述の実施形態１の場合は、内部部材２の回転によってころ７がロックするに足る遠心力が発生する場合に用いられる形態である。しかし、回転速度や重錘４の重量等の関係でそのような大きい遠心力が得られない場合は、図６（a）に示したような構造を採る。即ち、この場合は、内部部材２のボス１５を挟んで内部部材２の２箇所に穴３１、３１を設け、その穴３１、３１にＣ形ばね３２を余裕をもって通し、そのＣ形ばね３２を若干縮径した状態で重錘４、４の円弧面２３、２３に押し当て、各重錘４に径方向外向きの押圧力を付与する。その押圧力が内部部材２の回転に伴う遠心力に付加され、遠心力の不足を補う。
【００２３】
なお、この場合は前記実施形態１において使用されていたコイルばね２９を使用していないが、これはコイルばね２９のばね力が重錘４に作用する遠心力を打消す方向に働くため、これを避けて十分な遠心力が得られるようにするためである。このため、停止状態においてころ７がポケット２６の最も深い部分に落ち込み、重錘４が外部部材１の内径面に接触することがあるが、その接触部分における摩擦によって内部部材２の回転を妨げることが無い程度にＣ形ばね３２のばね力が選定される。その他の構造は前記実施形態１の場合と同様である。
【００２４】
実施形態２の一方向クラッチは以上のようなものであるので、内部部材２が停止状態にあるときは、外部部材１と一体に外装体６が左右いずれの方向にも回転できる（図６（ｃ）参照）。また、内部部材２の矢印ａ方向への回転時にころ７がロックしてトルクの伝達が行われ外装体６が矢印Ａ方向に回転し（図６（ａ）参照）、また、外装体６が負荷側から回転され、内部部材２の回転速度より大きくなると、ロックが解除されトルクの伝達が遮断される。逆に、内部部材２の矢印ｂ方向への回転時にはころ７がフリー状態となりトルクの伝達が遮断される。これらの作用は実施形態１の場合と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）実施形態１の停止時の断面図、（ｂ）同上の一部拡大断面図
【図２】（ａ）図１（ａ）のＸ−Ｘ線の断面図、（ｂ）図１（ａ）のＹ−Ｙ線の断面図
【図３】実施形態１の分解斜視図
【図４】同上の一部拡大分解斜視図
【図５】（ａ）同上の回転時の断面図、（ｂ）同上の一部拡大断面図
【図６】（ａ）実施形態２の回転時の断面図、（ｂ）同上の一部斜視図、（ｃ）同上の停止時の一部拡大断面図
【符号の説明】
【００２６】
１  外部部材
２  内部部材
４  重錘
５  蓋
６  外装体
７  ころ
８  溝
９  端壁
１０  突条
１２  軸穴
１３  軸穴
１４  軸穴
１５  ボス
１６  軸
１７  Ｄカット
１８  切欠き段部
１９  軸受片
２１  外周面
２２  内側面
２３  円弧面
２４  取付け部
２５  ピン
２６  ポケット
２７  カム面
２８  ばね支持ピン
２９  コイルばね
３１  穴
３２  Ｃ形ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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