(57)【要約】【課題】内輪と内輪に挿入した回転軸との間に回転方向のがたつきが発生しない、部品点数及び組み立て工数が少なくて済むワンウェイクラッチを提供する。【解決手段】外輪側板３は、内輪２に取り付けられて外輪４の回転軸線方向の移動を規制する部材である。その外輪側板３の中心側に拡張して折り曲げて板バネ基部１４Ｋを形成し、板バネ基部１４Ｋの直径方向の両端部を折り曲げて板バネ部１５を形成している。板バネ部１５は、回転軸と内輪２の隙間に挿入された状態では、回転軸の平坦面と内輪２の平坦面１０との間で弾性変形して相対回転方向のがたつきを吸収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が挿入されて当該回転軸に一方向の回転を伝達可能なワンウェイクラッチであって、
前記回転軸に対して回転しないように前記回転軸と嵌合する非円形の挿入孔を有し、当該嵌合に伴って前記回転軸との間に間隙が形成される内輪と、
前記内輪の外周に嵌合し、前記内輪に対して一方向に回転自在であって、前記一方向とは逆方向には非回転な外輪と、
前記内輪に取り付けられて前記外輪の回転軸線方向の移動を規制する弾性板金部材と、を有し、
前記弾性板金部材は、前記回転軸が前記内輪に装着されたときに、前記間隙に位置して前記内輪と前記回転軸の間で弾性変形可能な板バネ部を有することを特徴とするワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記板バネ部は、折り曲げた先端と根元との間で前記間隙の対向面を連絡するように、前記内輪の直径方向と平行な方向の端部の少なくとも一方が折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記内輪の外周面に周方向の溝と前記溝に近接した直径方向の起立面とが形成され、
前記弾性板金部材は、前記溝に係合して前記起立面に当接していることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記内輪は、前記溝に係合して前記起立面に当接した前記弾性板金部材の一部を前記弾性板金部材と同一平面で前記内輪の内周まで通過させる凹部を有することを特徴とする請求項３に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記内輪は、前記外輪の回転軸線方向の移動を規制するフランジ部を、回転軸線方向の前記弾性板金部材が取り付けられた反対側に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項６】
前記回転軸は、円周面の一部を平坦に形成した回転軸平坦面を有し、
前記内輪は、前記円周面と嵌合する円周面の一部を平坦に形成した内輪平坦面を有し、
前記回転軸平坦面と前記内輪平坦面との間に前記間隙が形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項７】
樹脂製の回転軸と、
前記回転軸に挿入された請求項１乃至６のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチと、
前記ワンウェイクラッチの外輪に固定したギヤと、
前記回転軸に固定したゴムローラと、を備えることを特徴とするシート搬送ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を挿入されて保持する内輪と一方向回転規制回転体を有する外輪との間で順方向の相対回転を伝達しつつ逆方向の相対回転を空転させるワンウェイクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸を保持する内輪と外輪との間に複数の回転体を円周方向に複数配置して、内輪と外輪との間の順方向の相対回転を伝達しつつ逆方向の相対回転を空転させるワンウェイクラッチが広く用いられている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に示されるように、回転軸が内輪に挿入されている場合、回転軸と内輪との間にキー、ピン等の相対回転を規制する部材を取り付ける必要がある。あるいは、スプライン等の相対回転を規制する挿入構造を用いて回転軸と内輪の相対回転を規制する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４２７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ピン、キー等のように、回転軸と内輪との間に内輪から独立した相対回転を規制する部材を設ける場合、部品点数が増加することに加えて、組み立て工数が増加する問題がある。部材を付け忘れる可能性も出てくる。一方、スプラインを形成する場合、部品点数は増加しないが、内輪と回転軸の加工コストが著しく増加する問題がある。
【０００６】
本発明は、内輪から独立した相対回転を規制する部材を設けることなく、低コストで内輪と回転軸の相対回転方向のがたつきを抑制できるワンウェイクラッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のワンウェイクラッチは、回転軸が挿入されて当該回転軸に一方向の回転を伝達可能なものである。そして、前記回転軸に対して回転しないように前記回転軸と嵌合する非円形の挿入孔を有し、当該嵌合に伴って前記回転軸との間に間隙が形成される内輪と、前記内輪の外周に嵌合し、前記内輪に対して一方向に回転自在であって、前記一方向とは逆方向には非回転な外輪と、前記内輪に取り付けられて前記外輪の回転軸線方向の移動を規制する弾性板金部材と、を有し、前記弾性板金部材は、前記回転軸が前記内輪に装着されたときに、前記間隙に位置して前記内輪と前記回転軸の間で弾性変形可能な板バネ部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のワンウェイクラッチでは、内輪に取り付けられて外輪の回転軸線方向の移動を規制する弾性板金部材の一部分が回転軸と内輪の間隙に位置して回転軸と内輪の相対回転方向の位置ずれを制限する。このため、内輪から独立したがたつき防止部材を設けることなく、低コストで内輪と回転軸の相対回転方向のがたつきを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１のワンウェイクラッチの外観図及び断面図である。
【図２】実施例１の回転軸へのワンウェイクラッチの取り付けの説明図である。
【図３】実施例１の内輪及び外輪側板の斜視図である。
【図４】実施例１の内輪と外輪側板の係止部の拡大図である。
【図５】実施例１のワンウェイクラッチの組み立て手順の説明図である。
【図６】実施例２のワンウェイクラッチの斜視図である。
【図７】実施例２における外輪側板の説明図である。
【図８】実施例３のワンウェイクラッチの説明図である。
【図９】実施例４のワンウェイクラッチの説明図である。
【図１０】実施例４における外輪側板の説明図である。
【図１１】実施例５のシート搬送ローラの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
＜実施例１＞
図１は実施例１のワンウェイクラッチの外観図及び断面図である。図２は実施例１のワンウェイクラッチの回転軸への取り付けの説明図である。図３は実施例１の内輪及び外輪側板の斜視図である。図４は実施例１の内輪と外輪側板の係止部の拡大図である。図５は実施例１のワンウェイクラッチの組み立て手順の説明図である。
【００１２】
図１の（ａ）乃至（ｄ）に示すように、ワンウェイクラッチ１は、外輪（アウターレース）４の内側にニードル６を配置し、ニードル６の内側に内輪（インナーレース）２を配置している。外輪４及びニードル６はオリジン電気（株）のワンウェイユニット（ＯＷＣ−ＧＸＺ）２０を用いた。ワンウェイユニット２０は、一般的にローラ式又はニードル式と呼ばれ、外輪４の内周面の円周方向に等分割した複数の角度位置にくさび状に傾いたカム面を持ったポケット部４ｐが設けられ、ポケット部４ｐの内部にニードル６が配置されている。外輪４において、ニードル６は、ポケット部４ｐの中で周方向に微小距離移動して、外輪４と内輪２に順方向の相対回転を許容しつつ逆方向の相対回転を阻止する。なお、図１では、図５の（ａ）よりもポケット部４ｐを誇張して記載している。ワンウェイユニット２０の設計資料は、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｒｉｇｉｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｕｐ＿ｆｉｌｅ／ｊａ／２００６０３０９１．ｐｄｆに公開されている。
【００１３】
外輪４のポケット部４ｐには、ニードル６を支持するカム面が形成されている。カム面と内輪２の外周面８の間の楔（くさび）状の空間にニードル６が配置されて、圧縮バネ、板バネ、樹脂バネ等、不図示の付勢部材によって楔状空間の狭くなる方向に付勢されている。ニードル６は、付勢部材に付勢されたニードル６が外輪４のカム面と内輪２とに接触することで、ニードル６はポケット部４ｐにて定位置に保持されている。
【００１４】
内輪２に対して外輪４が、ある一方向に回転しようとすると、くさび形空間の斜面であるカム面と、ニードル６との接触面圧が高くなり、カム抵抗となって外輪４から内輪２へ動力が伝達される。内輪２に対して外輪４が逆方向に回転しようとすると、カム面とニードル６との接触面圧が低くなって、ニードル６と内輪２とが滑って動力伝達が切断される。
【００１５】
（外輪）
図１の（ａ）乃至（ｄ）に示すように、ワンウェイユニット２０は、ユニットとして精度保証が可能な汎用製品である。実施例１では、ワンウェイユニット２０に対して別途製造した金属製の内輪２及び薄い金属板製の外輪側板３とを組み立てた。内輪２の外周は、回転軸１８に嵌合するように、はめあい公差の中間バメに設定した。外輪側板３を内輪２の端部に装着することにより、ワンウェイクラッチ１が組み立てられている。
【００１６】
但し、ワンウェイユニット２０の入手方法はこれに限るものではない。ワンウェイユニット２０は、一般的に工業生産において容易に製造可能なものであり、同様の製品は複数社で生産販売を行っている。もちろん、ワンウェイユニット２０そのものを最初から製造してもよい。
【００１７】
外輪４の外周面には、外輪４が挿入される外側の相手部材である歯車４Ｇ（図１１参照）との間の滑り相対回転を阻止するため、円周均等に３か所の凹溝５が形成されている。
【００１８】
図１の（ｄ）に示すように、外輪４は、ニードル６の回転軸線方向の移動を規制するフランジ４Ｆを有している。フランジ４Ｆは、内輪２のフランジ部７に当接して、外輪４と内輪２の相対回転に伴ってフランジ部７を摺擦する。このため、外輪４は、金属粉末材料でできた焼結金属である。焼結金属の多孔性組織のポーラス空間に潤滑剤を含浸させることで潤滑性を高めている。外輪４の材料は摺動性を増す含有物を含む。
【００１９】
以上説明したように、外輪４は、内輪２の外周に嵌合し、内輪２に対して一方向に回転自在であって、その逆方向には非回転である。
【００２０】
（内輪）
図２の（ａ）乃至（ｄ）に示すように、回転軸１８の端部には、平坦面１９が形成される。内輪２には、平坦面１０が形成されている。平坦面１０は、回転軸１８の端部が挿入されたときに、平坦面１９との間に間隙を形成する。内輪２の平坦面１０と回転軸１８の平坦面１９との間には、一定のクリアランスを高精度寸法設定で形成している。回転軸１８の軸垂直断面の一部を平坦に切削してＤ型に成形することにより、平坦面１９を形成している。
【００２１】
図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、内輪２には、回転軸１８を嵌合保持する穴が外周面８と同芯にて設けられている。内輪２の内周面９は、はめあい公差の中間バメ寸法にて規定される直径に仕上げられている。
【００２２】
図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、内輪２の外周面８は、はめあい公差の中間バメ寸法に規定される直径に仕上げられている。回転軸１８の平坦面１９に対応して平坦面１９に合致するように、内輪２の内周面９に平坦面１０が形成されている。図２の（ａ）に示すように、平坦面１０を、平坦面１９の対向位置に位置させて回転軸１８を装着することで、内輪２に対する回転軸１８の回転が規制される。
【００２３】
内輪２は、フランジ部７、外周面８、及び内周面９を有する。図１の（ｄ）に示すように、フランジ部７は、外輪４に突き当たって内輪２のスラスト方向の抜けを防止する。外周面８は、ニードル６に接触する。図２の（ａ）に示すように、内周面９は、被装着部材の回転軸１８が挿入される。
【００２４】
図３の（ａ）に示すように、内輪２は、抜け止め溝部１１、板バネガイド部１２、及びガイド受け部１３を有する。図１の（ｄ）に示すように、外輪側板３は、抜け止め溝部１１に係合して外輪４の片一方の側面を覆って、ニードル６の抜け防止をする。
【００２５】
以上説明したように、回転軸１８は、円周面の一部を平坦に形成した回転軸平坦面の一例である平坦面１９を有する。内輪２は、回転軸１８に対して回転しないように回転軸１８と嵌合する非円形の挿入孔を有する。内輪２は、回転軸１８の円周面と嵌合する円周面の一部を平坦に形成した内輪平坦面の一例である平坦面１０を有する。回転軸１８を内輪２に挿入して嵌合させると、平坦面１９と平坦面１０との間に間隙が形成される。
【００２６】
（外輪側板）
図３の（ｃ）、（ｄ）に示すように、外輪側板３は、薄板のバネ用ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４ＣＳＰ）、バネ用リン青銅板、バネ用ベリリウム板等の板ばね材料をプレス加工により形成し、熱処理によりバネ性を強化してある。外輪側板３は、可撓性を有する弾性体であるので、内輪２に取り付けられて、外輪４及び回転軸１８の回転軸線方向の移動を規制する。内輪挿入部１４Ｈは、内輪２の平坦面１０に当接する。板バネ部１５は、内輪挿入部１４Ｈから折り曲げて形成され、対向する相手部品である回転軸１８の平坦面１９に先端を当接させる。
【００２７】
外輪側板３は、環状の側板部３ａの内周側に板バネ基部１４Ｋが設けられている。外輪側板３は、板バネ基部１４Ｋの先端側を折り曲げて、内輪挿入部１４Ｈを形成している。外輪側板３は、内輪２の内周面９に沿った方向の内輪挿入部１４Ｈの両端を斜めに折り曲げて板バネ部１５を形成している。内輪挿入部１４Ｈは、内輪２の直径方向と平行な端部の少なくとも一方が折り曲げられて板バネ部１５に形成されている。
【００２８】
図２に示すように回転軸１８が挿入されると、外輪側板３は、折り曲げた先端と根元との間で平坦面１０と平坦面１９の間隔の対向面を連絡する。内輪挿入部１４Ｈは、平坦面１９と、内輪２の平坦面１０との間で、バネ性によって板バネ部１５が弾性変形することにより、突っ張って、相互間の寸法公差により生じる隙間を吸収してガタを無くす。これによって、回転駆動のガタつきが生じないで済み、正確に駆動伝達が可能である。また、板バネ部１５と平坦面１９との間に摩擦力が作用するので、実施例４のようなスナップフィット係合部（引掛け爪２７：図１０）を付加しなくても、回転軸１８から抜け落ちにくい。
【００２９】
図１の（ａ）乃至（ｄ）、図２の（ｃ）乃至（ｄ）、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、内輪２の外周面に周方向の溝の一例である抜け止め溝部１１と抜け止め溝部１１に近接した直径方向の起立面の一例であるガイド受け部１３とが形成されている。外輪側板３は、抜け止め溝部１１に係合してガイド受け部１３に当接する。外輪側板３を内輪２に設置固定した状態で、側板部３ａは、外輪４の一方の側面を係留して、ワンウェイクラッチ１に内蔵されているニードル６の抜けを防止する。
【００３０】
凹部の一例である板バネガイド部１２は、外輪側板３の一部である板バネ基部１４Ｋを外輪側板３と同一平面で内輪２の内周まで通過させる。板バネ基部１４Ｋは、内輪２の板バネガイド部１２（図３の（ａ）参照）にガイドされて、抜け止め溝部１１よりもフランジ部７側へ側板部３ａを移動可能にする。内輪挿入部１４Ｈの平坦面を内輪２の平坦面１０に当接させた状態で、板バネ部１５の両先端は、回転軸１８の平坦面１９に弾性的に当接している。
【００３１】
図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、内輪２のフランジ部７は、ワンウェイユニット２０に内輪２を挿入した際に、内輪２がスラスト方向の反対側に抜け落ちるのを防止する。抜け止め溝部１１には、外輪側板３が係合される。ガイド受け部１３は外輪側板３に突き当たって外輪側板３をスラスト方向に位置決める。板バネガイド部１２は、外輪側板３の板バネ基部１４Ｋを保持する。内輪２の外周面８は、ワンウェイユニット２０の内周面を構成するニードル６に接触する。被装着部材の回転軸１８を挿入するための内周面９には平坦面１０を有する。
【００３２】
図５の（ｂ）に示すように、外輪側板３の側板部３ａは、ワンウェイユニット２０に内蔵されているニードル６の抜けを防止する。板バネ基部１４Ｋは内輪２の板バネガイド部１２にガイドされる。板バネ部１５は、内輪２の平坦面１０に挿通される。
【００３３】
図３の（ｃ）に示すように、外輪側板３の内周側に複数の切り込みを形成して、ガイド部１６と係止爪１７とが交互に形成される。係止爪１７は、内輪挿入部１４Ｈと反対方向に斜めに折り曲げられている。ガイド部１６は、外輪側板３を内輪２に設置固定する際に、内輪２のガイド受け部１３にガイドされる。ガイド部１６は、ガイド受け部１３にガイドされて、内輪２に外輪側板３を位置決める。係止爪１７は、内輪２の抜け止め溝部１１に係止されて、外輪側板３をがたつき無く内輪２に位置決め保持させて固定する。係止爪１７は、内輪２の抜け止め溝部１１と嵌合して抜け止めストッパとなる。
【００３４】
図５の（ａ）に示すように、ワンウェイユニット２０に対して、内輪２を矢印Ｉ方向に挿入し、フランジ部７が外輪４の側面に当接するまで内輪２を移動させて外輪４に位置決めする。続いて、図５の（ｂ）に示すように、内輪２に外輪側板３を矢印Ｊ方向から挿入して固定する。この時、内輪２の板バネガイド部１２に外輪側板３の板バネ基部１４Ｋをガイドさせて、内輪２に内輪挿入部１４Ｈを挿通させる。
【００３５】
図４に示すように、最終的に、外輪側板３の係止爪１７が、内輪２の抜け止め溝部１１に係止されることで、図１に示す内輪付のワンウェイクラッチ１が完成する。図４の（ａ）に示すように、抜け止め溝部１１は、外輪側板３の内周部分の複数個所をスナップフィット式に係合する。
【００３６】
以上説明したように、弾性板金部材の一例である外輪側板３は、内輪２に取り付けられて外輪４と内輪２の回転軸線方向の相対移動を規制している。板バネ部１５は、外輪側板３から折り曲げて形成され、回転軸１８が内輪２に装着されたときに内輪２と回転軸１８の相対回転方向の位置ずれに伴って弾性変形可能である。このため、ワンウェイクラッチ１の部品点数が削減され、組み立て工数も少なくなっている。
【００３７】
（回転軸への取り付け）
図２の（ａ）に示すように、回転軸１８の平坦面１９が形成された側の端部は、ワンウェイクラッチ１の内輪２の内周面９に挿入される。挿入し易くするために、回転軸先端には、図２（ｄ）に示すように面取り加工が施されている。
【００３８】
内輪２の平坦面１０に回転軸１８の平坦面１９をオーバーラップさせて、内輪２に回転軸１８を矢印Ｇ方向に挿入する。挿入過程で、回転軸１８の平坦面１９に押圧されて、板バネ部１５の先端が撓み、撓んだ板バネ部１５は、内輪２の平坦面１０と、回転軸１８の平坦面１９との間で反発弾性により突っ張って回転軸１８と内輪２のガタを吸収する。このとき、挿入に伴って摩擦力が発生するため、摩擦力の手応えがあるか否かで回転軸１８と内輪２のガタが無いことを確認することができる。これにより、回転軸１８と内輪２がガタついた不良品の混入を未然に防止できる。
【００３９】
図２の（ｃ）、（ｄ）に示すように、ワンウェイクラッチ１に回転軸１８が組み立てられた状態では、板バネ部１５の撓みによって、内輪２と回転軸１８との間の嵌め合い誤差及び隙間によるがたつきが吸収されている。
【００４０】
（パルスモータの起動時の脱調防止効果）
実施例１のワンウェイクラッチ１は、板バネ部１５によって嵌め合い誤差や挿入を容易にするための回転軸１８と内輪２の隙間が吸収されるので、バックラッシュの少ないワンエウィクラッチを提供できる。ワンウェイクラッチ１は、回転軸１８と外輪４の回転方向のがたつきが無いため、回転軸１８をパルスモータ駆動した際には、パルスモータの起動１パルス目から外輪４が追従して、スムーズな起動と加速を実現できる。これによって、回転軸１８と外輪４との間に回転方向のがたつきがある場合のように、起動時に急速に回転加速することが無くなった。
【００４１】
特に正逆転を伴う場合のバックラッシュによる、パルスモータ起動時の２波〜２０波のパルス波形飛びに起因する加速衝撃力が生じなくなった。このため、起動時にパルスモータが脱調することがなくなり、多数の回転負荷を同時に安定して起動させることが可能になった。
【００４２】
元来、パルスモータ（ステッピングモータ）は、電磁気力によって回転トルクは決定づけられているので、低回転時には電磁石の吸引力によって角度方向に１パルスずつ回転する。最初の１パルス目の加速により２パルス目は更に速度が付加されて加速するが、この加速力未満で負荷を掛ければスムーズに起動回転できる。しかし、バックラッシュなどのガタツキがあるとガタツキ期間はパルスが起動加速に関与せず、ガタツキ期間が終わった瞬間に静止した物体を急に回転させることになる。このとき、静止摩擦と慣性モーメントが働くので、パルスモータに大きなトルクが作用して回転できなくなり、パルスモータが脱調する可能性がある。
【００４３】
比較例として、実施例１と同じ外輪４を用いて、回転軸１８の平坦面１９に合せたＤ型断面形状の挿入孔を内輪２に形成して、板バネ基部１４Ｋを切断した外輪側板３を用いてワンウェイクラッチを組み立てた。この比較例では、板バネ部１５が無いため、回転軸１８と外輪４の間に回転方向のがたつきがある。比較例のワンウェイクラッチにおいて回転軸１８をパルスモータ駆動した際には、回転角度のガタによる遅延により数パルス目から駆動が始まり、負荷がある場合には脱調した。
【００４４】
（その他の実施例１の効果）
実施例１のワンウェイクラッチ１は、外輪側板３に設けられた板バネ部１５によって、回転軸１８と内輪２の回転方向のがたつきを吸収する。このため、回転軸１８と内輪２の間に回転方向のがたつきがなく、バックラッシュの少ないワンウェイクラッチを提供できる。回転軸１８と内輪２のがたつきが大きくても、そのがたつきを外輪側板３の板バネ部１５で吸収して、応答性が高く精密な動力伝達を行える。
【００４５】
実施例１のワンウェイクラッチ１は、耐久寿命による交換部品が、ワンウェイユニット２０のニードル６と接触している金属製の内輪２のみで済み、内輪２は、ワンウェイユニット２０の外輪４から取り外して再装着が可能である。このため、内輪２のみを交換することで再利用ができるという利点が有る。内輪２の交換であれば、長い回転軸１８の交換作業に比較して、作業スペースが少なくて済み、作業性が良い。
【００４６】
実施例１のワンウェイクラッチ１は、回転軸１８が摩擦力を伴って内輪２に着脱可能に挿入されている。板バネ部１５がばね力（反発弾性）を持って回転軸１８の平坦面１９に接しているので、適当な摩擦力を持たせて回転軸１８に対するワンウェイクラッチ１の取り付け／取り外しを実行できる。このため、ワンウェイクラッチ１の取り付け、交換等の作業性に優れる。
【００４７】
実施例１のワンウェイクラッチ１は、内輪２の外周面８の剛性が高く、ニードル６が内輪２を強く押圧しても、ニードル６が内輪２の外周面８にニードル加圧力に抗する変形が生じるような噛み込みが生じない。このため、外輪４と内輪２との間で大きなトルクを伝達しても外輪４と内輪２とが正逆転で一方向制御がスムーズに切り替わる。従来の金属回転軸では、高耐久を得るために、例えば画像形成装置の用紙搬送ローラ回転軸の約４００ｍｍ程度の部品を丸ごと、表面硬化処理を施していたので製造プロセスが長くなり高価な部品となっていた。しかし、実施例１のワンウェイクラッチでは、回転軸１８に表面硬化処理を行うことなく、内輪２のみを表面改質することで、同等の高耐久性を得ることができるので製造コストを飛躍的に低減できた。
【００４８】
従来の小型タイプの外径６乃至２０ｍｍ程度のサイズのワンウェイユニット２０の場合、その多くは、内輪（インナーレース）２を有しないため、薄肉円筒や樹脂製の回転軸１８に使用できない。しかし、実施例１のワンウェイクラッチ１は、内輪２を有するため、汎用の小型タイプの外径６乃至２０ｍｍ程度のサイズのワンウェイユニット２０において、薄肉円筒や樹脂製の回転軸１８に使用できる。実施例１によれば、汎用の小型タイプの外径６乃至２０ｍｍ程度のサイズのワンウェイユニット２０を用いて、内輪２を有する部品点数少なく容易にワンウェイクラッチ１を組み立てられる。回転軸１８の材質は、金属製でも樹脂製でも使用可能である。
【００４９】
実施例１のワンウェイクラッチ１は、回転軸１８がニードル６に接触しないため、金属製の回転軸でも樹脂製の回転軸でも使用できる汎用性がある。回転軸１８の外径の寸法精度を高くする等の高精度の表面性状に配慮することもなく、通常の加工レベルで十分使用できる。従って、安価で低精度の回転軸１８を利用して、多数本の回転軸１８を使用する最終製品の部品コストを大幅に低減できる。
【００５０】
実施例１のワンウェイクラッチ１は、回転軸１８とニードル６とが内輪２によって隔離されているため、回転軸１８の摩耗や疲労が発生せず、回転軸１８を継続して繰り返し使用することが可能である。また、金属生材や樹脂材などの柔らかい材料が直接的にニードル６に接触しないので、長時間使用しても回転軸１８の外周面が摩耗することがない。このため、柔らかくて耐摩耗性の低い回転軸１８を利用しても、耐久寿命の長い最終製品を提供できる。従って、従来、画像形成装置ではＡ４サイズの用紙を数十万枚通紙したら寿命を迎えていたワンウェイクラッチであったが、実施例１のワンウェイクラッチを採用したことで、最終製品の寿命期間において回転軸１８を新品交換する必要が不要となった。
【００５１】
これにより、多数のローラやギヤを一体に組み立ててユニット化されたシート搬送機構において、長い回転軸を取り外すための構造に配慮した設計上の制約を受けることが無くなった。また、シート搬送機構を取り外す経路や回転軸を取り外すスペースを画像形成装置等の最終製品に設ける必要が無くなった。シート搬送機構から回転軸を取り外し、新しい回転軸を設置し、機構体に戻すといった、手間がかかる作業が必要なくなった。
【００５２】
実施例１のワンウェイクラッチ１は、内輪２に形成する内周面９の直径を変更するだけで種々の軸径の回転軸１８を使用できる。このため、ニードル６の内周包絡円の直径が一定に制限される安価な標準品のワンウェイユニット２０を用いて、種々の軸径の回転軸１８に対応できる。
【００５３】
実施例１のワンウェイクラッチ１は、製作上、外輪側板３の打ち抜いて捨てる部分を利用して板バネ基部１４Ｋ、内輪挿入部１４Ｈ、及び板バネ部１５を形成しているので、捨てる部分が少なくなり、外輪側板３の材料コストを節約できる。内輪２と回転軸１８とを固定させるための他の部材が必要なく、他の部材を取り付ける作業も不要である。
【００５４】
実施例１のワンウェイクラッチ１は、内輪２に対する外輪側板３の取り付けをスナップフィット係合で行っているため、ねじやＥリングを使用する場合よりも組み立て作業が簡単で、部品点数も少なくて済む。このため、市販品で事前に一部品を使用しないような仕様を取決める事によって、部品点数の削減や組み立て工程を省くことができる利点が有る。これに対して、市販品のワンウェイクラッチには、ニードル６のスラスト方向の脱落を防止するために、側板部３ａに類する金属製の薄板でドーナッツ状のリング板が、スポット溶接或いはレーザ溶接によって外輪と一体的に事前に固定してある。すなわち、ニードル６の脱落を抑える機能を側板部３ａが有しているので、同一機能が二重となるので無駄である。
＜実施例２＞
図６は実施例２のワンウェイクラッチの斜視図である。図７は実施例２における外輪側板の説明図である。
【００５５】
図６の（ａ）に示すように、実施例２のワンウェイクラッチ１Ｂは、内輪挿入部１４Ｈの先端に板バネ部２２を有する以外は実施例１と同一である。このため、以下の説明中、実施例１と同一の構成部材には図１〜図５と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５６】
図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、実施例１では、外輪側板３から内輪２のスラスト（回転軸線）方向に折り曲げて形成した板バネ基部１４のラジアル（放射）方向の両端に板バネ部１５を設けた。図７の（ａ）に示すように、実施例２では、これに加えて、板バネ基部１４のスラスト（回転軸線方向）の先端部も折り曲げて板バネ部２２を形成した。内輪挿入部１４Ｈの左右端部と挿入方向の先端部との３箇所に板バネ部１５、２２を設けた。
【００５７】
図６の（ｂ）に示すように、外輪側板２１は、ニードル（６：図４）の抜け防止を担う側板部３ａの内周側の一部を中心側へ拡張した板バネ基部１４Ｋを有する。そして、板バネ基部１４Ｋの先端側を内輪２のスラスト方向（回転軸１８挿入方向）に折り曲げて輪挿入部１４Ｈが形成されている。内輪挿入部１４Ｈの左右の端部を折り曲げて板バネ部１５が形成され、内輪挿入部１４Ｈの先端部を折り曲げて板バネ部２２が形成されている。板バネ部１５、２２は、内輪２と回転軸１８の寸法公差を吸収して、回転軸１８の平坦面１９に対して常に押圧加圧状態を保ち、回転動力を伝達する。
【００５８】
外輪側板２１の側板部３ａの中心側の縁には、外輪側板２１を内輪２に設置固定するためのガイド部１６及び係止爪１７が形成されている。実施例１と同様に、図４に示すように、ガイド部１６及び係止爪１７を抜け止め溝部１１に係合させて、内輪２に外輪側板２１が組み立てられる。ワンウェイクラッチ１Ｂに対する回転軸１８の挿入については、図２を参照して説明したとおりである。
【００５９】
実施例２では、板バネ部２２が曲げ起こしされたことで、実施例１よりも板バネ部１５、２２の数が多くなり、内輪挿入部１４Ｈから平坦面１９に伝達可能なトルクが増える。板バネ部１５、２２の数を増やすことで、回転軸１８の挿入圧及び摩擦力を大きくなり、強い振動が継続しても回転軸１８から自然に抜け落ちない。実施例２は、実施例１よりも大きな負荷やトルク伝達、振動や外力変動などに対応できる。
【００６０】
＜実施例３＞
図８は実施例３のワンウェイクラッチの説明図である。図８中、（ａ）は正面図、（ｂ）は外輪側板をバネ板本部側から見た斜視図、（ｃ）は外輪側板を下方から見た斜視図である。
【００６１】
図８の（ａ）に示すように、実施例３のワンウェイクラッチ１Ｃは、内輪挿入部１４Ｈの左右の端部のうち左側の端部にのみ板バネ部２４を有する以外は実施例１と同一である。このため、以下の説明中、実施例１と同一の構成部材には図１〜図５と共通の符号を付して重複する説明を省略する。実施例１と同様に、ワンウェイユニット２０に内輪２を挿入して、内輪２に外輪側板２３をスナップフィット係合して取り付けることにより、実施例３のワンウェイクラッチ１Ｃが製作される。
【００６２】
図８の（ｂ）に示すように、実施例３では、外輪側板２３の側板部３ａから中心側へ延長した板バネ基部１４の、スラスト方向（回転軸１８挿入方向）からみて右側の端部にのみ板バネ部２４を設けた。
【００６３】
図８の（ａ）に示すように、ワンウェイクラッチ１Ｃに回転軸１８を挿入した際には、回転軸１８の平坦面１９の右側の端部は内輪２の平坦面１０に直接接触して保持される。回転軸１８の平坦面１９の左側の端部は、板バネ部２４に接触し、板バネ部２４が撓んでばね力を発生して、回転軸１８と内輪２の回転方向のがたつきを吸収している。
【００６４】
そして、ワンウェイクラッチ１Ｃは、回転軸１８から外輪４へ矢印Ｌ方向のトルクを伝達し、矢印Ｌの逆方向のトルクは空転させるように、外輪４の内側でニードル（６）が配置されている。
【００６５】
回転軸１８の平坦面１９のラジアル方向の一方の端部は、内輪２の平坦面１０に直接接触しているので、矢印Ｌ方向のトルクを伝達する際には、一方の端部の直接接触の接触圧力が増して、回転軸１８から内輪２へ直接トルクが伝達される。矢印Ｌの逆方向のトルクが作用した場合には、ワンウェイクラッチ１Ｃが空転するので、板バネ部２４の加圧力は変化しない。
【００６６】
回転軸１８の平坦面１９のラジアル方向の他方の端部は、板バネ部２４を介して内輪２の平坦面１０を押圧しているので、一方の端部の直接接触の状態が常に維持される。トルク変動が生じても板バネ部２４が撓んで回転方向のがたつきを吸収するので一方の端部の直接接触の状態が途切れることがない。
【００６７】
実施例３のワンウェイクラッチでは、回転軸１８の平坦面１９から内輪２の平坦面１０へ直接トルクを伝達するので、強い加速や大きな負荷変動が加わってもトルクを一定に遅滞なく伝達できる。
【００６８】
＜実施例４＞
図９は実施例４のワンウェイクラッチの説明図である。図１０は実施例４における外輪側板の説明図である。
【００６９】
図９の（ａ）に示すように、実施例４のワンウェイクラッチ１Ｄは、内輪挿入部１４Ｈの先端にスナップフィット係合部を付加した以外は実施例１と同一である。このため、以下の説明中、実施例１と同一の構成部材には図１〜図５と共通の符号を付して重複する説明を省略する。実施例１と同様に、ワンウェイユニット２０に内輪２を挿入して、内輪２に外輪側板２３をスナップフィット係合して取り付けることにより、実施例４のワンウェイクラッチ１Ｄが製作される。
【００７０】
図９の（ａ）に示すように、ワンウェイクラッチ１Ｄを貫通して回転軸１８が組み付けられる。回転軸１８には、爪受け溝部２８が設けられている。爪受け溝部２８は、Ｃリングを嵌める際に用いる溝のように回転軸１８の全周に形成したが、回転軸１８の平坦面１９のみに形成してもよい。図９の（ｂ）に示すように、内輪２の平坦面１０に、内輪２を貫通する溝状の爪逃げ部２９が設けられている。
【００７１】
図１０の（ａ）に示すように、外輪側板２５の側板部３ａから中心へ向かって延長した板バネ基部１４Ｋの先端側を折り曲げて内輪挿入部１４Ｈが形成されている。内輪挿入部１４Ｈのスラスト方向（回転軸１８挿入方向）からみて、ラジアル方向の左右の両端部を斜め上方へ折り曲げて板バネ部２２を形成している。内輪挿入部１４Ｈのスラスト（奥行き）方向の先端部を中心側へ向かって折り曲げて引掛け爪２７を形成している。
【００７２】
図９の（ａ）に示すように、回転軸１８にワンウェイクラッチ１Ｄを挿入してスラスト方向に移動させたとき、外輪側板２５の引掛け爪２７が回転軸１８の爪受け溝部２８にスナップフィット係合する。これにより、回転軸１８とワンウェイクラッチ１Ｄの位置決め及び固定がなされる。引掛け爪２７と爪受け溝部２８の係合は、回転軸１８に対するワンウェイクラッチ１Ｄの抜け止めを確実にする。
【００７３】
図９の（ｂ）に示すように、内輪２の爪逃げ部２９は、ワンウェイクラッチ１Ｄを回転軸１８に沿って移動させる過程で引掛け爪２７の撓みの逃げスペースとなる。引掛け爪２７が爪受け溝部２８にスナップフィット係合するまで引掛け爪２７は回転軸１８と反対側へ突出しているので、その突出が移動するスペースとして機能する。
【００７４】
実施例４のワンウェイクラッチ１Ｄは、外輪側板３の内輪挿入部１４Ｈの先端に引掛け爪２７を有する。引掛け爪２７は、回転軸１８に形成された爪受け溝部２８に進入するように内輪挿入部１４Ｈの回転軸線方向の先端を、予め中心側へ折り曲げて形成されている。回転軸１８と内輪２は、通常はＥ型止め輪やＣ型止め輪等の係止手段によりスラスト方向の移動を規制するのが一般的である。しかし、本構成によれば別部材の係止手段を用いることなく、装着固定可能であるので、その分、部品を減らすことが可能となる利点が有る。実施例４によれば、爪受け溝部２８にＣリングやＥリングを装着することなく、ワンウェイクラッチ１Ｄを回転軸１８に位置決め固定することができる。ＣリングやＥリングを用いる場合は、ワンウェイクラッチ１Ｄを挟み込んで回転軸１８に爪受け溝部２８を２カ所設ける必要があるが、実施例４によれば、爪受け溝部２８は１カ所で済む。
【００７５】
＜実施例５＞
図１１は実施例５のシート搬送ローラの説明図である。
【００７６】
図１１に示すように、シート搬送ローラＲの回転軸１８は、樹脂製であって、平坦面１９を有する。ゴムローラ１８Ｇは、回転軸１８に固定される。回転軸１８は、ワンウェイクラッチ１の内輪２に挿入される。ギヤ４Ｇは、ワンウェイクラッチ１の外輪４に固定される。
【００７７】
実施例５のシート搬送ローラＲは、回転軸１８の樹脂材料として、ＡＢＳ、ＰＯＭ、ＰＣ、ＡＳ或いはそれらの複合材質などの所謂熱可塑性樹脂を利用して、射出成型で回転軸１８を製造することができる。このため、快削鋼にニッケルメッキを施した回転軸や、ステンレス鋼材の回転軸に比較して安価に製造できる。
【００７８】
＜その他の実施例＞
本発明は、内輪を設けて複数の回転体が回転軸に接触させない構成である限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００７９】
したがって、板バネ部１５は、板バネ基部１４のラジアル方向の端部に板バネ部１５を配置する構成には限らない。板バネ基部１４の中央を切り欠いて左右に立ち上げる。別部材のバネ部材を挿入する等としてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  ワンウェイクラッチ、２  内輪
３、２１、２３、２５  外輪側板
３ａ  側板部、４  外輪、５  凹溝、６  ニードル、７  フランジ部
８  外周面、９  内周面、１０  平坦面、１１  抜け止め溝部
１２  板バネガイド部、１３  ガイド受け部、１４Ｈ  内輪挿入部
１４Ｋ  板バネ基部、１５、２２、２４、２６  板バネ部
１６  ガイド部、１７  係止爪、１８  回転軸、１９  平坦面
２０  ワンウェイユニット、２７  引掛け爪、２８  爪受け溝部、２９  爪逃げ部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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