(57)【要約】【課題】クラッチ部材の内周面に所要数のくさび形ポケットを設け、各ポケットに収納したころにくさび角の方向に付勢力を付加することにより、クラッチ作用の安定化を図った一方向クラッチにおいて、付勢ばねを各ポケットに収納する場合の作業性を改善することである。【解決手段】クラッチ部材３を外環部材２の内径面の１８０度未満の範囲で軸１に対向させるとともに、軸１に対向した内径面にくさび形のポケット１８を設け、前記外環部材２と軸１との間に弾性体６を圧縮状態に介在し、前記ポケット１８に収納したころ５を停止状態においてカム面２１と軸１に軽く押し当てたスタンバイ状態に保持させるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸とその軸が貫通した外環部材の内径面との間にクラッチ部材を介在し、該クラッチ部材の内側に一定方向に傾斜したカム面ところ収納部からなるくさび角を有するポケットを設けるとともに該ポケットにころを収納し、前記軸と外環部材の相対回転により前記ころがポケットのくさび角側に噛み込んでロック状態となり、前記と反対方向の回転により該ころの噛み込みが外れて空転状態となる一方向クラッチにおいて、前記クラッチ部材は前記外環部材内径面の１８０度未満の範囲で前記軸に対向するとともに、その対向内面に前記のポケットを設け、該クラッチ部材以外の軸に対する部分は前記外環部材の内面が対向し、前記ポケットと軸中心を結ぶ線上又はその近傍において前記外環部材と軸との間又は前記外環部材とクラッチ部材との間に弾性体を圧縮状態に介在し、停止状態において前記ころを前記カム面と軸に軽く押し当てたスタンバイ状態に保持することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
軸とその軸が貫通した外環部材の内径面との間にクラッチ部材を介在し、該クラッチ部材の内側に一定方向に傾斜したカム面ところ収納部からなるくさび角を有するポケットを設けるとともに該ポケットにころを収納し、前記軸と外環部材の相対回転により前記ころがポケットのくさび角側に噛み込んでロック状態となり、前記と反対方向の回転により該ころの噛み込みが外れて空転状態となる一方向クラッチにおいて、前記クラッチ部材は前記外環部材内径面の１８０度未満の範囲に嵌合されるとともにその内面に前記のポケットを形成するカム面が設けられ、前記軸に対向する外環部材の内面に該カム面に対応したころ収納部が設けられ、前記ポケットと軸中心を結ぶ線上又はその近傍において前記外環部材と軸との間又は前記外環部材とクラッチ部材との間に弾性体を圧縮状態に介在し、これにより停止状態において前記ころを前記カム面と軸に軽く押し当てたスタンバイ状態に保持することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
軸とその軸が貫通した外環部材の内径面との間にクラッチ部材を介在し、該クラッチ部材の内側に一定方向に傾斜したカム面ところ収納部からなるくさび角を有するポケットを設けるとともに該ポケットにころを収納し、前記軸と外環部材の相対回転により前記ころがポケットのくさび角側に噛み込んでロック状態となり、前記と反対方向の回転により該ころの噛み込みが外れて空転状態となる一方向クラッチにおいて、前記クラッチ部材は前記軸の外径面に１８０度未満の範囲で対向するとともに、該クラッチ部材の内面に前記のポケットが設けられ、該クラッチ部材以外の軸に対する部分は前記外環部材の内面が対向し、各ポケットに付勢ばねを収納し、これにより停止状態において前記ころを前記カム面と軸に軽く押し当てたスタンバイ状態に保持することを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項４】
軸とその軸が貫通した外環部材の内径面との間にクラッチ部材を介在し、該クラッチ部材の内側に一定方向に傾斜したカム面ところ収納部からなるくさび角を有するポケットを設けるとともに該ポケットにころを収納し、前記軸と外環部材の相対回転により前記ころがポケットのくさび角側に噛み込んでロック状態となり、前記と反対方向の回転により該ころの噛み込みが外れて空転状態となる一方向クラッチにおいて、前記クラッチ部材は前記外環部材内径面の１８０度未満の範囲に嵌合されるとともにその内面に前記のポケットを形成するカム面が設けられ、前記軸に対向する外環部材の内面に該カム面に対応したころ収納部が設けられ、各ポケットに付勢ばねを収納し、これにより停止状態において前記ころを前記カム面と軸に軽く押し当てたスタンバイ状態に保持することを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリンタ、複写機の紙送り機構の駆動部等に使用される一方向クラッチに関し、組立ての簡素化、コンパクト化を図ったものである。
【背景技術】
【０００２】
前記の技術分野に用いられる従来の一方向クラッチは、一般に、軸とその軸が貫通した外環部材の内径面との間にクラッチ部材を介在し、該クラッチ部材の内面に一定方向に傾斜したカム面ところ収納部からなるくさび角を有するポケットを所要数設け、各ポケットにころと、そのころをくさび角側に付勢する付勢ばねを収納し、前記軸と外環部材の相対回転により前記ころがポケットのくさび角に噛み込んでロック状態となり、また前記と反対方向の回転により該ころの噛み込みが外れて空転状態となる構成がとられる（特許文献１）。前記の付勢ばねは、Ｓ字型やＵ字型の単品又は一体化した金属ばねが使用され、一方向クラッチが停止状態にある場合にころを軽く付勢してカム面と軸に押し当て、その姿勢及び位置を一定状態に保持することにより、いわゆるスタンバイ状態に保持させるものであって、一方向クラッチの作動の安定性を向上させる機能を有する。
【特許文献１】特開平９−８９０１１号公報（「発明の実施の形態」、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記構成の一方向クラッチの組立て作業において、多数のポケットに付勢ばねを逐一組込む作業は自動化が困難であるため手作業とならざるを得ず、その結果、手間の掛かる作業となる問題がある。また、一方向クラッチのコンパクト化に伴なってころのサイズが小さくなると付勢ばねのサイズも小さくなるので、十分なばね力が得られず、付勢力が不十分となって一方向クラッチの作動の安定性が損なわれる問題もある。
【０００４】
そこで、この発明は、前記のごとき一方向クラッチにおいて、組立て作業の簡素化を図ること、及び作動の安定性を損なうことなくコンパクト化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決するために、この発明は、軸とその軸が貫通した外環部材の内径面との間にクラッチ部材を介在し、該クラッチ部材の内側に一定方向に傾斜したカム面ところ収納部からなるくさび角を有するポケットを設けるとともに該ポケットにころを収納し、前記軸と外環部材の相対回転により前記ころがポケットのくさび角側に噛み込んでロック状態となり、前記と反対方向の回転により該ころの噛み込みが外れて空転状態となる一方向クラッチにおいて、前記クラッチ部材は前記外環部材内径面の１８０度未満の範囲で前記軸に対向するとともに、その対向内面に前記のポケットを設け、該クラッチ部材以外の軸に対する部分は前記外環部材の内面が対向し、前記ポケットと軸中心を結ぶ線上又はその近傍において前記外環部材と軸との間又は前記外環部材とクラッチ部材との間に弾性体を圧縮状態に介在し、停止状態において前記ころを前記カム面と軸に軽く押し当てたスタンバイ状態に保持するようにしたものである。
【０００６】
上記の構成において、弾性体はポケットに対して軸中心を基準とした反対側において外環部材と軸との間に介在される場合と、軸中心を基準としたポケット側において外環部材とクラッチ部材との間に介在される場合とがある。そのいずれの場合も、単一の弾性体の押圧力により各ころにカム面と軸に対するラジアル方向の押圧分力を発生させ、その押圧分力によりころをスタンバイ状態に保持させることができる。
【０００７】
なお、前記のポケットを構成するカム面ところ収納部とを別部材で構成することができる。即ち、外環部材内径面の１８０度未満の範囲に嵌合されるクラッチ部材の内面にカム面を設けるとともに、前記外環部材の内面に該カム面に対応したころ収納部を設けた構成である。この構成によるとクラッチ部材はその内面にカム面を形成した簡単な構成となる。
【０００８】
前記の各構成は単一の弾性体を用いる点で組立て作業の簡素化を図ることができる効果があるが、従来の場合と同様に、各ポケットに付勢ばねを収納する構成を採用した場合においても、ポケットの数を減少させることによっても同様の効果を達成することができる。その場合の構成は、クラッチ部材は外環部材内径面の１８０度未満の範囲で対向するとともに、該クラッチ部材の内面にポケットが設けられ、該クラッチ部材以外の軸に対する部分は前記外環部材の内面が対向した構成をとる。この構成においては、クラッチ部材が軸の周りにおいて１８０度未満の範囲に設けられる小型のものであり、また、その内面に設けられるポケットの数も１から３個程度であるので、付勢ばねを収納する作業は簡単にできる。
【０００９】
なお、この場合においても、カム面をクラッチ部材に設け、そのカム面に対応したころ収納部を外環部材の内面に設けた構成をとることができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によると、カム面を形成したクラッチ部材が軸周りの１８０度未満の範囲に設けられる小型のものであり、単一の弾性体で該クラッチ部材を介してポケット内のころをカム面と軸に軽く押圧してスタンバイ状態に保持させるようにした。この構成により、弾性体を組込む作業が簡素化される。また、前記単一の弾性体によりころに対する押圧力を十分に確保できるので、一方向クラッチ全体を小型化しても安定した作動が得られる。
【００１１】
また、各ポケットに付勢ばねを収納する構造の場合においても、付勢ばねを各ポケットに収納する作業はポケットの数が少ないので、付勢ばねを組込む作業は同様に簡素化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【実施例１】
【００１３】
図１から図４に示した実施例１の一方向クラッチは、軸１、外環部材２、クラッチ部材３、蓋４、複数のころ５及び単一の円錐形コイルばね等の弾性体６からなる。軸１は外環部材２の中心に貫通される。外環部材２の一方の端面は開放され、他方の端面は閉塞端面７となり、その閉塞端面７の中心に軸穴８が設けられ、その軸穴８が軸１の軸受部となる。外環部材２の開放側内周面に嵌合溝９が設けられ、前記の蓋４の外径面に設けた嵌合リブ１１がその嵌合溝９に嵌合される。蓋４の中心に前記の軸穴８と同芯の軸穴１２が設けられ、この部分も軸１の軸受部となる。外環部材２の外径面に歯車１３等の駆動力伝達手段が設けられる。
【００１４】
外環部材２の内部は、前記軸１の周りにおいてその軸中心の１８０度未満の範囲に扇形の凹部１４が設けられる。前記のクラッチ部材３はその凹部１４の形状に合致する形状に形成され、蓋４の内側において該凹部１４に嵌合される。前記クラッチ部材３の内面は軸１の１８０度未満の範囲において軸１の外径面に接触する。また、クラッチ部材３以外の軸１の外径面に対応した部分は外環部材２の内部ブロック１５の内径面１６により形成される。この内径面１６は前記の軸穴８に連続する。内部ブロック１５の中間部分に該内径面１６と蓋４側に開放された収納凹部１７が設けられる。
【００１５】
前記のクラッチ部材３は、軸１に対向した内面において、中央部とその両側の３箇所に軸方向の両端部が開放されたポケット１８が設けられる。ポケット１８の一方の開放端面は前記の閉塞端面７により閉塞され、他方の開放端面は蓋４により閉塞される。各ポケット１８は軸１に対して開放されるとともに、各ポケット１８の両側の柱部分の内面は軸受面１９となっている。各ポケット１８の底面に軸１の接線に対して一定のくさび角θで傾斜したカム面２１が設けられる。ポケット１８の断面形状は、カム面２１と軸１との間でくさび角θ側に狭小となるくさび形に形成される。
【００１６】
前記くさび形のポケット１８の内部に前記のころ５が収納される。ころ５はポケット１８の最も広い部分にある場合でもカム面２１と軸１との両方に軽く接触するサイズをもつように形成され、軸１と外環部材２とが相対的に逆向きに回転すると、その方向によってころ５がくさび角θの狭小方向に移動して強く噛み込みロック状態となる。反対にくさび角θの拡大方向に移動すると噛み込みが外れ空転状態となる。
【００１７】
前記３箇所のポケット１８のうち中央部のポケット１８と軸１の中心Ｏを基準として反対側に前記の収納凹部１７が設けられ、その内部に前記の弾性体６が収納される。弾性体６は軸１の外面と収納凹部１7の底面（外環部材２）との間に圧縮状態に介在され、その一端部で軸１の外面を内向き押圧するとともに、外環部材２を外向きに押圧する。この場合、軸１と外環部材２の少なくとも一方が半径方向へ僅かの距離移動が可能であるものとする（図１の破線参照）と、各ころ５に対し軸１の特定の半径方向（中央部のポケット１８と軸１の中心Ｏを結ぶ線又はその近傍の線の方向）に平行で向きが反対の押圧力Ｐを軸１から直接的に、またクラッチ部材３を介して間接的に加えることができる（図４参照）。
【００１８】
ころ５に作用する外向きの押圧力Ｐはそれぞれのカム面２１に対し押圧分力Ｐ１、Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１）を加える。また、内向きの押圧力Ｐは軸１に対し押圧分力Ｐ１’（Ｐ１’＝Ｐ）、Ｐ２’（Ｐ２’＜Ｐ１’）を加える。これらのラジアル方向の押圧分力によりころ５が一定位置に安定保持される。この状態がころ５のスタンバイ状態である。前述のように、ころ５は軸１とカム面２１に軽く接触する程度であるから、ころ５に作用する前記の押圧分力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ２’によって軸１又は外環部材２の回転に対し僅かの空転トルクを発生させる程度である。なお、この空転トルクの大きさはころ５ごとに個別の付勢ばねを用いる従来例の場合と同程度である。
【００１９】
前記のスタンバイ状態から、軸１が正回転（矢印Ａ参照）又は外環部材２が正回転（矢印Ｂ参照）すると、ころ５はくさび角θの狭小方向に移動して噛み込みを生じ、ロック状態となって軸１と外環部材２の間でトルクの伝達が行われる。逆に、軸１又は外環部材２が逆回転すると、ころ５はくさび角θの拡大方向に移動するため噛み込みが外れ空転状態となる。このため、軸１と外環部材２間のトルクの伝達は遮断される。
【００２０】
なお、外環部材２とクラッチ部材３の組立体は、中心周りの荷重が必ずしもバランスしていないので、その組立体側を固定し軸１を回転させる使用方法が実際的である。
【００２１】
上記構成の一方向クラッチは、その組立て時において各ポケット１８ごとに付勢ばねを挿入する作業が不要となり、これに代えて単一の弾性体６を挿入する作業だけであるので作業が簡素化される。なお、上記実施例１では、ポケット１８を３箇所に設けているが、最小１箇所でもよく、多くても３箇所程度である。この点は以下説明する他の実施例の場合も同様である。
【実施例２】
【００２２】
図５から図７に示した実施例２の一方向クラッチの基本的構造は、前記の実施例１のものと共通している。相違する点は、弾性体６を介在させる位置、及びカム部材３が軸１の特定の半径方向と平行に微小距離ｘだけ移動できる点である。
【００２３】
即ち、前記の実施例１の場合は、中央部のポケット１８に対して軸中心Ｏを基準として反対側において、弾性体６が外環部材２の収納凹部１７に圧縮状態に収納され、軸１と外環部材２に対し反対向きの力を加えることにより、各ころ５に対し押圧分力Ｐ１でカム面２１に押し付けるようにしていたが、この実施例２の場合は、中心Ｏを基準として中央部のポケット１８側において、外環部材２の前記凹部１４の内周面に収納凹部１７を設け、その収納凹部１７に圧縮状態で弾性体６を収納している。この弾性体６はクラッチ部材３を介してころ５を押圧し、また外環部材２を通じて軸１側からころ５を押圧する。このようにして前記の場合と同様に各ころ５に押圧分力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ２’を加えるようにしている。なお、外環部材２の端面に開放された収納凹部１７を閉塞するため、蓋４の外周面に閉塞部２２が設けられ（図７参照）、これにより弾性体６の抜け出しを防止している。
【００２４】
また、この実施例２においては、クラッチ部材３の左右両端部において、軸１の特定の半径方向（中央部のポケット１８と軸１の軸中心Ｏを結ぶ方向）に対して平行なガイド面２３、２３が設けられ、これに対応した外環部材２の内部ブロック１５においても、嵌合部２４が設けられる。クラッチ部材３はこの嵌合部２４内においてガイド面２３、２３の方向にスライドしながら、微小距離ｘだけ移動可能となっている。このように構成すると、軸１及び外環部材２が強固に固定され、弾性体６によって半径方向に移動させることができない場合であっても、ガイド部材３が半径方向に移動して、ころ５に対して前記の押圧分力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ２’を加えることができる。その他の構成及び作用効果は前述の実施例１と同様であるので説明を省略する。
【実施例３】
【００２５】
図８及び図９に示した実施例３の一方向クラッチの基本的構造は前記の実施例１（図１から図４参照）と共通している。相違する点は、ころ５を収納したポケット１８の構造である。即ち、この場合は、ポケット１８のカム面２１がクラッチ部材３の内面の３箇所に形成され、そのカム面２１に対応したころ収納部２５が外環部材２の内径面に形成される。ころ収納部２５を形成した部分の外径面に前記クラッチ部材３の嵌合部２６が設けられ、その嵌合部２６に該クラッチ部材３が嵌合されることにより、中央部とその左右両側部の３箇所にカム面２１ところ収納部２５とからなるポケット１８が構成される。各ポケット１８が一定のくさび角θを有するくさび形となる。その他の構成及び作用効果は実施例１のものと同様である。この場合のクラッチ部材３はその内面にカム面２１だけが設けられた構成であるので、ポケット１８の全体を設けた実施例１等の場合に比べ薄型に形成される。
【実施例４】
【００２６】
図１０に示した実施例４の一方向クラッチの基本構造は前記の実施例２（図５から図７参照）と共通している。相違する点はころ５を収納したポケット１８の構造である。即ち、この場合のポケット１８は、前記の実施例３の場合と同様に、ポケット１８のカム面２１がクラッチ部材３の内面の３箇所に形成され、そのカム面２１に対応したころ収納部２５が外環部材２の内径面に形成される。その他の構成及び作用効果は実施例２のものと同様である。
【実施例５】
【００２７】
図１１から図１３に示した実施例５の基本構造は前記の実施例１（図１から図４参照）のものと共通している。相違する点は、実施例１の場合が単一の弾性体６を用いていたのに対し、この実施例５の場合は、従来の場合と同様に、各ポケット１８にばねポケット２７を設け、そのばねポケット２７にＵ字型ばねでなる付勢用の弾性体２８を収納し、ころ５をくさび角θの狭小方向に付勢した点である。その他の構成は実施例１の場合と同様である。
【００２８】
上記の構成によると、各弾性体２８がころ５をくさび角θの狭小方向に押圧力Ｐで付勢する（図１３参照）。カム面２１には押圧分力Ｐ３が作用し、軸１にはその反力Ｐ３の押圧分力Ｐ３’が作用し、これによってころ５はスタンバイ状態に保持される。
【００２９】
この場合は、弾性体２８をポケット１８に個別に挿入する作業が必要となるが、ポケット１８の数は１箇所、多くても３箇所であるので、作業性にもたらす影響は少ない。
【実施例６】
【００３０】
図１４に示した実施例６の一方向クラッチは、ポケット１８のカム面２１をクラッチ部材３に設け、各カム面２１に対応したころ収納部２５を外環部材２の内周面に設けた点で、その基本的構造は前記の実施例３（図８及び図９参照）と共通するが、各ポケット１８に弾性体２８を収納し、これによってころ５を付勢するようにしたものである点で、前記の実施例５（図１１から図１３参照）とも共通している。その他の構成、作用効果はこれらの実施例と共通するので省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１の断面図
【図２】図１のII−II線の断面図
【図３】実施例１の分解斜視図
【図４】同上の作用説明図
【図５】実施例２の断面図
【図６】図５のVI−VI線の断面図
【図７】実施例２の分解斜視図
【図８】実施例３の断面図
【図９】（ａ）図８のａ−ａ線の断面図、（ｂ）図８のｂ−ｂ線の断面図
【図１０】実施例４の断面図
【図１１】実施例５の断面図
【図１２】図１１のｃ−ｃ線の断面図
【図１３】同上の作用説明図
【図１４】実施例６の断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  軸
２  外環部材
３  クラッチ部材
４  蓋
５  ころ
６  弾性体
７  閉塞端面
８  軸穴
９  嵌合溝
１１  嵌合リブ
１２  軸穴
１３  歯車
１４  凹部
１５  内部ブロック
１６  内径面
１７  収納凹部
１８  ポケット
１９  軸受面
２１  カム面
２２  閉塞部
２３  ガイド面
２４  嵌合部
２５  ころ収納部
２６  嵌合部
２７  ばねポケット
２８  弾性体
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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