JP2000356230A - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワンウェイクラッチにおいて、より安定した品
質のものをより少ない工数で生産する。また、トルク伝
達時と空転時のエネルギー損失をより低く抑える。 【解決手段】シャフト２の周りに接する転動体である６
個のローラ３と、この６個のローラ３を収容するそれぞ
れ楔状のローラ収容空間７を有する焼結金属の外輪４
と、ローラ３を押しつける板ばね５と、これらを組み立
てた形状を維持するためのシールド６とを設ける。板ば
ね５は薄い金属ばね材の一体形状で、外輪４の縁部４１
に接する大周部５１と、各ローラ収容空間７の背壁面７
６に接するばね基礎部と、ローラ３を押しつける押圧部
５９とからなる。板ばね５は外輪４に作業性よく嵌合す
るとともに、押圧部５９の圧力は的確にローラ３を押圧
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、プリンタや複写
機などのいわゆるＯＡ機器の内部で紙送り機構に利用さ
れて回転トルクの伝達のオンオフを行うワンウェイクラ
ッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 ワンウェイクラッチとしては、例えば
実開平４−１３３０３１号公報に提案開示されているも
のがある。すなわち、外輪を焼結金属で形成し、その外
輪の内径面に外径側の内面がカム面とされた楔形のころ
収納空間を形成し、そのころ収納空間の広幅部に連通し
弾性体収納空間を設け、ころ収納空間にころを組込み、
弾性体収納空間には上記ころをころ収納空間の狭小部に
向けて押圧する弾性体を組込み、上記ころ収納空間にお
ける内径側の開口の周方向長さをころの外径より小さく
した構成が提案開示されている。この構成により、温度
変化による外輪の膨張を小さくすることができ、ころの
脱落を防止することができ、保持器を不要とし部品点数
を少なくすることができ、コストの低減ができるなどの
効果を有する。

【０００３】 また、本件出願人と同一人により出願さ
れて特開平８−２７７８５５号に提案開示されているも
のもある。すなわち、外輪と軸との両者が相対的に一方
向に回転し、反対方向にあっては連結されるワンウェイ
クラッチにおいて、焼結またはインジェクションモール
ドによりリテーナ部が一体成形されている金属製外輪
と、この外輪の一端面からリテーナ部に挿入されるばね
及びローラとからなり、外輪の外径面に軸方向に細長く
形成された溝に、プーリの内径面に軸方向に細長く形成
された凸部を嵌合することにより、回転方向への周り止
めとし、外輪の外径面の凹部に、プーリの先端に形成さ
れた突起が係止することにより軸方向への抜け止めとし
て、一体化されたワンウェイクラッチが提案開示されて
いる。この構成により、全体を金属構成としたときは、
耐熱性や精度の向上を図ることができる。

【０００４】 これらのワンウェイクラッチの応用分野
である、いわゆるＯＡ機器においては、その普及に伴
い、年々コスト低減の要請が強まっており、より低コス
トで生産できる構成のワンウェイクラッチが求められ
る。また、電池駆動形や移動式のＯＡ機器においては、
特に空転時のエネルギー損失をより低く抑えることが要
請されている。この空転時のエネルギー損失を低くする
には、ローラを押圧するばね等の弾性体の圧力をより低
く抑えることが必要となる。その手段として、例えば、
ばね材の厚さをより薄く、そのスパン長をより長くする
と、ばねとローラとの位置関係を的確に保つことが困難
となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、ワンウェ
イクラッチにおいて、より安定した品質のものをより少
ない工数で生産できる構成と、特に空転時のエネルギー
損失をより低く抑えることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 この課題を解決するた
めに、本発明では、外輪と；この外輪を貫通するシャフ
トと；このシャフトの周りに接する複数の転動体と；の
複数の転動体を前記外輪の中にそれぞれ収容するローラ
収容空間であって、床部と上面開口部と漸狭側壁面と漸
広側壁面と背壁面と前記転動体の高さよりわずかに大き
い高さ寸法と前記転動体の直径よりわずかに小さい幅寸
法をもつ側面開口部とを有する転動体収容空間と；薄い
金属ばね材の一体形状の板ばねであって、前記外輪の縁
部に接する大周部と、円盤部と、前記各転動体収容空間
の背壁面に接するばね基礎部と、前記転動体の中央部を
押しつける押圧部とからなる板ばねと；これらを組み立
てた形状を維持するためのシールドとを備えて、シャフ
トの回転方向について転動体の対応回転方向が漸狭側壁
面に近接方向のときに、シャフトと外輪とがトルク伝達
モードとなり、シャフトの回転方向について転動体の対
応回転方向が漸広側壁面に近接方向のときに、シャフト
と外輪とが空転モードとなるワンウェイクラッチを提案
するものである。

【０００７】 第２の手段として、前記板ばねのばね基
礎部が接する前記転動体収容空間の背壁面の長さが、転
動体収容空間の背壁面の全深さの１５％から２５％であ
ることを提案するものである。

【０００８】 第３の手段として、前記板ばねの円盤部
のクリアランスの位置に対応した前記外輪上に設けたプ
ロジェクションと前記シールドとを抵抗溶接することを
提案するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】 図１は、本発明に係るワンウェ
イクラッチの実施の態様の上面図と部分断面図である。
図１(a) と図１(b) と図１(c) は、それぞれほぼ３分割
した図であって、図１(a) の部分は上面を示し、図１
(b) の部分は浅い断面を示し、図１(c) の部分はさらに
深い断面を示す。図において、ワンウェイクラッチ１
は、シャフト２の周りに接する転動体６個の円柱状の金
属のローラ３と、この６個のローラ３を収容するそれぞ
れ楔状のローラ収容空間７を有する外輪４と、ローラ３
を押しつける板ばね５と、これらを組み立てた形状を維
持するためのシールド６とから主に構成される。

【００１０】 動作の原理については、シャフト２が矢
印方向に回転すると、各ローラ３も図示方向に回転し、
このとき各ローラ３が楔状のローラ収容空間７の狭まる
方向に力がかかり、シャフト２と外輪４とが相互固定さ
れることになる。逆に、シャフト２が矢印反対方向に回
転すると、各ローラ３も図示反対方向に回転し、このと
き各ローラ３が楔状のローラ収容空間７の広がる方向に
力がかかり、シャフト２と外輪４とが相互自由になり、
空転状態となる。

【００１１】 図１により、さらに詳しく本発明に係る
ワンウェイクラッチの実施の態様の構成を説明する。外
輪４は、焼結金属で製作された輪状の一体物であり、中
央にシャフト２を貫通させるための貫通穴４０を有し、
外周には外部接続用の溝４９が３箇所等角度間隔で設け
られている。外輪４の一方の面から等角度間隔で楔状の
ローラ収容空間７が６個設けられている。このローラ収
容空間７は、床部７１と側面開口部７２と漸狭側壁面７
３と漸広側壁面７４と上面開口部７５と背壁面７６とか
らなる。側面開口部７２は、ローラ３の高さよりわずか
に大きい高さ寸法とローラ３の直径よりわずかに小さい
幅寸法をもつ矩形の開口部である。したがって、組み立
てるときには、まず一体物の板ばね５を配置し、ローラ
３を上面開口部７５から挿入する。この状態で側面開口
部７２からは脱落することが防止できるので作業性が良
好である。その後にさらにシールド６をその上に載せ
て、外輪４上の板ばね５のクリアランスのあるところの
６箇所に設けられたプロジェクション４６との間をスポ
ット溶接して固定される。

【００１２】 図２は、本発明に係るワンウェイクラッ
チの実施の態様の側面断面図であり、図１におけるＡ
Ａ’切断面を示す図である。外輪４の断面については、
縁部４１は円周状の縁であって、台部４２に垂直に立っ
ている。台部４２は、ローラ収容空間７の開口部を除い
て円盤状の台を形成している。ローラ収容空間７の開口
部の近傍については、傾斜した淵部４３とさらに低い小
台部４４を備えている。この外輪４の台部４２の高さに
おいてプロジェクション４６が設けられる。外輪４と板
ばね５の相互の側面の位置関係については、外輪４の縁
部４１については板ばね５の大周部５１が内接し、外輪
４の台部４２の面には板ばね５が接触し、外輪４の傾斜
した淵部４３とさらに低くなる小台部４４のあたりから
曲がって角部４５では直角に曲がってローラ収容空間７
の背壁面７６に接する。背壁面７６の深さの１５％から
２５％にわたって板ばね５が密着してから立ち上がりロ
ーラ３の長手方向のほぼ中央部を押しつける。板ばね５
は外輪４との固定について固定端がローラ収容空間７以
外の場所である台部４２でも充分固定され、したがって
自由端のスパンを長く保つことができ実質的にばねスパ
ンを長くできるので、ワンウェイクラッチとしての空転
トルクを小さくすることができる。これらのこととばね
基礎部５８が背壁面７６に接触している構造との相乗効
果により、ローラ３を安定して押すことができる。

【００１３】 図３は、板ばね５の展開図である。板ば
ね５は、薄いステンレス鋼で打ち抜き加工と曲げ加工に
より製作される一体物であり、図３は曲げ加工前の展開
図である。大周部５１は、外輪４の縁部４１の内側に嵌
合する寸法形状である。小周部５３は、シャフト２を貫
通できる寸法の円周形であり、大周部５１との間に挟ま
れた円盤部５６は、外輪４の台部４２に対応して載る。
板ばねとしての押圧部５９を作りだすため、その押圧部
５９の両側に、大周側切欠部５２と小周側切欠部５４を
設ける。また、押圧部５９の先端には、逃げ切欠部５５
をとる。

【００１４】 図１、図２、図３とを同時に比較参照す
ると板ばね５が薄く小さい材料にもかかわらず有効にロ
ーラ収容空間７に挿入され、押圧部５９がローラ３の中
央部を的確に押圧していることが理解できる。

【００１５】 この構造の板ばね５は、その大周部５１
が外輪４の縁部４１に内接する構造であり、また、各ロ
ーラ収容空間７に等角度間隔で配置されているので、ロ
ーラ３を各ローラ収容空間７に挿入するときに板ばね５
を障害となるような変形をきたすことなく、品質が案内
するとともに自動組立に好適である。さらに、この構造
の板ばね５は、その製作工程において、棒状治具中貫通
整列させることができ、ばね自体の変形の防止に効果が
あり、品質向上とコスト低減に優れる。

【００１６】 また、プロジェクション４６を外輪４の
台部４２に設けて、シールド６を平坦な円盤状としてい
るため、組立に際してシールド６の位置決めには、何ら
の方向性や位置限定条件がなく、工数低減が図れる。つ
まり、シールド６の外周が外輪４の縁部４１にスムース
に包囲されるためである。

【００１７】 以上述べた本発明の実施の態様におい
て、板ばねの大周部の形状は必ずしも、完全な円周であ
る必要はなく、例えば外輪の溝に対応した位置だけ縁部
が内側に曲線を描いて、その曲線に対応した形状の板ば
ねの大周部とすることもできる。また、ローラの数は実
施の態様に示す６個は良好な例ではあるが、この数に限
定されるものではない。また、ローラに代えてボールや
ローラよりさらに細長いニードルなどの転動体を使用す
ることもできる。また、外輪の材料は焼結金属に限定さ
れるものではなく、例えばメタルインジェクションモー
ルドによって製作することもできる。また、その外周の
形状は円に限定されるものではなく、多角形とすること
もできる。

【００１８】

【発明の効果】 以上述べたように本発明によれば、板
ばねの外輪への保持について、転動体収容空間以外の場
所で精度よく効率的に狭い容積内で保持されるので、転
動体収納空間では、有効な長さのスパン長が薄い板厚の
板ばねを作用させることができる。さらに、シールド固
定のが容易で安定してできる。したがって、本発明は、
ワンウェイクラッチにおいてより安定した品質のものを
より少ない工数で生産できる構成と、特に空転時のエネ
ルギー損失をより低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るワンウェイクラッチの実施の態
様の上面図と部分断面図である。

【図２】 本発明に係るワンウェイクラッチの実施の態
様の側面断面図である。

【図３】 本発明に係るワンウェイクラッチの実施の態
様の板ばねの展開図である。

【符号の説明】

１…ワンウェイクラッチ ２…シャフト ３…
ローラ ４…外輪 ５…板ばね ６…シールド ７…
ローラ収容空間 ４１…縁部 ４２…台部 ４３…淵部 ４４…
小台部 ４５…角部 ４６…プロジェクション
４９…溝 ５１…大周部 ５２…大周側切欠部 ５３…小周部
５４…小周側切欠部 ５５…逃げ切欠部 ５６…円盤部 ５７…折り曲
げ部 ５８…ばね基礎部 ５９…押圧部 ７１…床部 ７２…側面開口部 ７３…漸狭側壁面
７４…漸広側壁面 ７５…上面開口部 ７６…背壁面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪と； この外輪を貫通するシャフト
   と；このシャフトの周りに接する複数の転動体と； こ
   の複数の転動体を前記外輪の中にそれぞれ収容する転動
   体収容空間であって、床部と上面開口部と漸狭側壁面と
   漸広側壁面と背壁面と前記転動体の高さよりわずかに大
   きい高さ寸法と前記転動体の直径よりわずかに小さい幅
   寸法をもつ側面開口部とを有する転動体収容空間と；
   薄い金属ばね材の一体形状の板ばねであって、前記外輪
   の縁部に接する大周部と、円盤部と、前記各転動体収容
   空間の背壁面に接するばね基礎部と、前記転動体の中央
   部を押しつける押圧部とからなる板ばねと； これらを
   組み立てた形状を維持するためのシールドとを備えて、 前記シャフトの回転方向について前記転動体の対応回転
   方向が前記漸狭側壁面に近接方向のときに、前記シャフ
   トと前記外輪とがトルク伝達モードとなり、前記シャフ
   トの回転方向について前記転動体の対応回転方向が前記
   漸広側壁面に近接方向のときに、前記シャフトと前記外
   輪とが空転モードとなるワンウェイクラッチ。
2. 【請求項２】 前記板ばねのばね基礎部が接する前記転
   動体収容空間の背壁面の長さが、転動体収容空間の背壁
   面の全深さの１５％から２５％であ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。
3. 【請求項３】 前記板ばねの円盤部のクリアランスの位
   置に対応した前記外輪上に設けたプロジェクションと前
   記シールドとを抵抗溶接したことを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載のワンウェイクラッチ。