JPH0247300Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、例えばフアツクシミリや複写機など
の装置のギヤ、カム或いはプーリーなどの部品を
取り付けるためのキー溝が両端に形成されている
一方クラツチ用シヤフトに関する。

〈従来の技術〉 従来のこの種の一方クラツチ用シヤフトについ
て第７図ないし第９図を参照して説明する。

これらの図において、符号１は一方クラツチ用
シヤフトで、この一方クラツチ用シヤフト１の中
央部分には、軸方向に幅広な円弧状外周面２があ
る。

この円弧状外周面２に、一方クラツチ３が装着
されるのである（第８図および第９図参照）。

この円弧状外周面２を挟んだ軸方向の両端部分
には、軸方向に沿う平坦なキー溝４ａ〜４ｄが２
つずつ対称にそれぞれ形成され、このキー溝４ａ
〜４ｄに、例えば装置のギヤ、カムあるいはプー
リーなどの部品が嵌合あるいは係合されて固定さ
れることになる。

一方クラツチ用シヤフト１の製造例としては、
例えば丸棒引き抜き材が用いられ、その両端にキ
ー溝４ａ〜４ｄがひとつずつフライス加工にて形
成される。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような構成を有する従来例
の場合には、次のような問題点がある。

上記説明した一方クラツチ用シヤフト１におい
て、両端部のキー溝４ａ，４ｄおよびキー溝４
ｂ，４ｃの平面部をそれぞれ同一平面上に形成
し、かつそれぞれが互いに平行であることを要件
とされている場合、キー溝４ａ〜４ｄそれぞれを
ひとつずつフライス加工などで形成しているた
め、加工自体が煩わしく、かつキー溝相互間の平
行度、傾き等の加工精度の管理も困難であつた。

本件出願人は、上記問題点を解決する手段とし
て、キー溝を一方クラツチ用シヤフトの全長にわ
たつて連続的に形成したらどうかと考えたが、単
にキー溝をシヤフトの全長にわたつて形成するだ
けでは次の問題点があり、このままでは実用化が
困難であるということが判つた。

この点を第１０図を参照して説明する。

図において、３ｂはローラを示し、このローラ
３ｂは、一方クラツチ用シヤフト１ａが装着され
ていない場合には、ばね部材３ｃにより一方クラ
ツチの外輪３ａと保持器３ｄに押し付けられ、図
中実線で示す位置から破線で示す位置まで移動
し、ばね部材３ｃのばね力と保持器３ｄのポケツ
ト３ｆの内径端部に形成した突起部３ｅとでその
位置に保持され、半径方向内方へのローラ３ｂの
脱落が防止される。

ここで、符号７は、ローラ３ｂが破線位置にあ
る場合のローラ３ｂの仮想の内接円（一点鎖線）
を示している。

この状態でシヤフト１ａを装着するとローラ３
ｂはばね部材３ｃの付勢力に抗して図中実線で示
した位置まで移動し、その位置で正常な一方クラ
ツチ作用を行う。

ところが、シヤフト１ａにその軸方向の全長に
わたつてキー溝５を形成した場合には、キー溝５
上のローラ３ｂは図中破線で示した位置まで移動
し、シヤフト１ａが図中Ｌ方向に回転（空転）し
ている間、各ローラ３ｂは実線位置と破線位置と
の間の往復移動を繰り返す。

そのためシヤフト１ａの回転方向が図中Ｒ方向
に切り換わつたとき（ロツクしようとするとき）、
ローラ３ｂがたまたま上記実線位置から破線位置
に移動しつつあつた時には、キー溝５上のエツジ
部６の近傍でローラ３ｂがロツクすることにな
る。

そして、エツジ部６の近傍でローラ３ｂがロツ
クした直後に、ロツクされたローラ３ｂが外輪３
ａのカム面を弾性的に外方に少し押し出す。する
と、エツジ部６とカム面とによるローラ３ｂのロ
ツクが一瞬解除される。このため、ローラ３ｂが
当接していたエツジ部６に続く円弧状外周面１ｂ
がローラ３ｂ内端部分に廻り込む一方、この廻り
込みとカム面の内方への弾性復帰によつてローラ
３ｂが破線位置から実線位置に向かう方向に若干
変位する。ひき続きシヤフト１ａの回転に伴つて
円弧状外周面１ｂとカム面との間でローラ３ｂが
ロツクされる。円弧状外周面１ｂによるロツクは
エツジ部６によるロツクとは異なり、安定的に行
われる。このことは、ローラ３ｂを主体に考える
と、ローラ３ｂがエツジ部６を乗り越えて円弧状
外周面１ｂに至り、その円弧状外周面１ｂで相対
的に若干移動した後に完全ロツクされるというこ
とである。即ち、ローラ３ｂはエツジ部６による
ロツク開始から円弧状外周面１ｂによる安定的な
ロツク完了までの間に一時的にロツク解除されて
しまう。このロツク解除は、カム面がローラ３ｂ
を介してシヤフト１ａの円弧状外周面１ｂに与え
る負荷の減少をもたらすので、前記の乗り移りは
急激に行われる。その結果、ローラ３ｂのロツク
途上でのトルク変動が生じたり、またシヤフト１
ａの反転開始からロツクまでの所要時間、角度も
大きくなるという問題が生じる。

さらに、図示していないが、エツジ部６の近傍
で円弧状外周面１ｂ上に位置しているローラ３ｂ
については、上記のような動作中において、ロー
ラ３ｂが円弧状外周面１ｂからエツジ部６を急激
に乗り越えてキー溝５上に変位し、突然フリーの
状態に移行してしまう。

本考案はこのような事情に鑑みて創案されたも
ので、一方クラツチ用シヤフトのキー溝の加工精
度を向上させ、かつ加工工数を低減でき、しかも
一方クラツチとしての機能は丸棒状の一方クラツ
チ用シヤフトを使用した場合とほぼ同等である一
方クラツチ用シヤフトを提供することを目的とす
る。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案はこのような目的を達成するために、次
のような構成をとる。

即ち、本考案にかかる一方クラツチ用シヤフト
は、内面にカム面を有する外輪と、この外輪の内
側に一体的に係合した保持器と、この保持器の円
周方向に適数個形成されたポケツトに収容された
ローラと、前記保持器に装着され前記ローラを前
記外輪のカム面および前記ポケツトの一端面に向
けて付勢するばね部材とからなり、このばね部材
によつて前記ローラの前記保持器からの半径方向
内方への脱落が防止されている一方クラツチに用
いるシヤフトであつて、その円弧状外周面上の少
なくとも一箇所に平坦なキー溝が軸方向の全長に
わたつて連続的に形成されており、このキー溝と
前記円弧状外周面との境界部分に面取りが施され
ている。

〈作用〉 本考案の構成による作用は次のとおりである。

シヤフトに形成されたキー溝が軸方向の全長に
わたるキー溝ゆえに、キー溝の両端部の平行度、
傾き等の加工精度が向上する。

前記キー溝とシヤフトの円弧状外周面との境界
部分に面取りが施されているから、この面取り部
に一方クラツチのローラが位置しているときにロ
ツク作用が生じても、面取り部の上でローラが支
障なくロツクする。

しかも、一方クラツチの外輪の弾性変形等によ
りロツク時にシヤフトと一方クラツチとの間に相
対変位が生じたとしても、面取り部のキー溝側に
あるローラは面取り部からシヤフトの円弧状外周
面上に滑らかに移動する一方、面取り部の円弧状
外周面側にあるローラも円弧状外周面から面取り
部上に滑らかに移動するというように、従来のよ
うにキー溝のエツジ部を急激に乗り越えたりしな
くなる。

〈実施例〉 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図ないし第６図に本考案の一実施例を示し
ている。

図例の一方クラツチ用シヤフト１０は、２つの
平坦なキー溝１１，１２が軸方向全長にわたつて
連続的に形成されており、キー溝１１，１２は半
径方向に平行に対向している。

この一方クラツチ用シヤフト１０は、例えば引
き抜き成形によつて軸方向の両端にまで連続した
キー溝１１，１２の形成と同時的に製造されるも
のである。したがつて、キー溝１１，１２におけ
る両端部それぞれの平行度、傾き等の加工精度が
向上する。

このキー溝１１，１２と円弧状外周面１４との
境界部分には、面取りが施されている。この面取
り部を符号１３で表す。

第３図は一方クラツチに一方クラツチ用シヤフ
トを装着した縦断面図である。

図において、符号２０は一方クラツチ用シヤフ
ト１０に外嵌される一方クラツチで、この一方ク
ラツチ２０は、円周の６箇所にカム面２１ａ〜２
１ｆが隔設された円筒形状の外輪２２と、カム面
２１ａ〜２１ｆのある位置に配される６個のロー
ラ２３ａ〜２３ｆと、円周方向にほぼ等間隔に配
されローラ２３ａ〜２３ｆを回動自在に保持する
６個のポケツト２４を有する保持器２５と、保持
器２５のポケツト２４に取り付けられローラ２３
ａ〜２３ｆをカム面２１ａ〜２１ｆの緩い傾斜面
側に押圧付勢するばね部材２６とを備えている。

そして、一方クラツチ用シヤフト１０が装着さ
れていないときには、ばね部材２６によつてロー
ラ２３ａ〜２３ｆを保持器２５のポケツト２４の
一端面に押し付け、ばね部材２６の押し付け力と
保持器２５のポケツト２４に形成した突起２７と
でローラ２３ａ〜２３ｆが保持器２５から半径方
向内方へ脱落することを防止している。

なお、図中実線で示したローラ２３ａ〜２３ｆ
はシヤフト１０を装着した場合の状態を示し、破
線で示したローラ２３ａ〜２３ｆはシヤフト１０
が装着されていないときの状態を示している。符
号３０は、破線位置でのローラ２３ａ〜２３ｆに
内接する仮想の内接円（一点鎖線）である。

キー溝１１，１２の面取り部１３について第３
図および第４図を参照して説明する。

キー溝１１，１２の切欠き深さは適当に設定す
る。本実施例ではローラの数を６個としているの
で、常に３個以上のローラでクラツチ作用を行わ
せる必要上、キー溝１１，１２の平面部の溝幅が
軸中心からの角度で60度以下の溝幅となるように
この切欠き深さを設定する。

次にキー溝１１，１２の平面部と仮想の内接円
３０との交点Ａ，Ｂを求める。

そして、この交点Ａ，Ｂに接する仮想の内接円
３０の接線３１，３２とシヤフト１０の円弧状外
周面１４との交点Ｃ，Ｄを求める。

即ち、ローラ２３ａ〜２３ｆがキー溝１１，１
２上に位置しシヤフト１０の円弧状外周面１４に
移動していくときに最初にローラ２３ａ〜２３ｆ
とシヤフト１０とが接触する点が上記交点Ａ，Ｂ
であるから、この交点Ａ，Ｂを起点とし、シヤフ
ト１０の中心点Ｏからの距離が漸増してシヤフト
１０の円弧状外周面１４に到達する面形状として
面取りをするのが最も有効である。

従つて、面取り形状としては、加工のしやすさ
からいえば上記交点Ａ，Ｃおよび交点Ｂ，Ｄを結
んだ平面即ち接線３１，３２を含む平面で面取り
部１３を形成するようにすればよいのであるが、
より有効な面取り形状として次のものがあげられ
る。

即ち、キー溝１１，１２の平面部とシヤフト１
０の円弧状外周面１４とをより滑らかに結ぶた
め、上記交点Ａ，Ｂでキー溝１１，１２に接し、
かつシヤフト１０の円弧状外周面１４に所定の点
C′，D′で接する円弧面で面取り部１３を形成す
る。

具体的には、所定の点C′，D′をキー溝１１，１
２の幅の中心角αを形成する２本の線３３，３４
とシヤフト１０の円弧状外周面１４との交点と
し、次式で求められる半径Ｒの値に基づき交点Ａ
と点C′それぞれから外半径Ｒの中心点Ｑを設定
し、この中心点Ｑから交点Ａと点C′とを通る半径
Ｒの部分円弧面より面取り部１３を得る。同様に
交点Ｂと点D′とを通る部分円弧面を形成する。

但し、０＜α≦（360゜／ｎ）、ｎは一方クラツチ
２０のローラ２３ａ〜２３ｆの個数、R₁は一方
クラツチ用シヤフト１０の半径、R₂はローラ２
３ａ〜２３ｆの仮想の内接円３０の半径である。
即ち、ローラを６個とすると、キー溝１１，１２
の幅の中心角αは60度になる。

次に動作について第３図と第５図を参照して説
明する。

一方クラツチ２０の外輪２２を固定とし、一方
クラツチ用シヤフト１０を矢印Ｌ方向の回転から
Ｒ方向に反転するときに一方クラツチ２０はロツ
ク状態となる。このとき、第５図に示すように、
キー溝１１，１２上にローラ２３ｃ，２３ｆが位
置する場合には、他のローラ２３ａ，２３ｂ，２
３ｄ，２３ｅがそれぞれシヤフト１０の円弧状外
周面１４に位置し、この４つのローラ２３ａ，２
３ｂ，２３ｄ，２３ｅで正常なロツク作用をす
る。

次に第３図に示すようにキー溝１１，１２上の
面取り部１３にローラ２３ａ，２３ｄおよびロー
ラ２３ｃ，２３ｆが位置する場合、それぞれのロ
ーラは実線で示したローラの位置と破線で示した
ローラの位置との間を移動している途中にロツク
状態となるのであるが、面取り部１３がキー溝１
１，１２の平面部に接しかつシヤフト１０の円弧
状外周面１４に接する部分円弧面に形成されてい
るので、上記４つのローラ２３ａ，２３ｃ，２３
ｄ，２３ｆはこれらローラの移行位置でシヤフト
１０の円弧状外周面１４に位置するローラ２３
ｂ，２３ｅとともに正常にロツク作用を行うこと
ができる。

即ち、ローラ２３ａ，２３ｄの場合には、面取
りしていないものにあつた、キー溝１１，１２の
エツジ部６（第１０図参照）を乗り越えて急激に
ロツク時のトルクが変動するというようなことを
未然に防止できるとともに、ローラ２３ｃ，２３
ｆの場合には、シヤフト１０の円弧状外周面１４
からキー溝１１，１２の平面部に急激に移動しロ
ツク状態から突然フリーの状態に移行するという
ようなことを未然に防止できる。

第６図はロツク作動角を示す説明図であり、ロ
ツクトルク３Kgｆ−cmとしたときのものである。

図において、符号ａは丸棒の外周面を持つも
の、符号ｂはキー溝のエツジ部が面取りなしのも
の、符号ｃはキー溝のエツジ部を面取りしている
ものについて示している。

同図から判るように、キー溝のエツジ部を面取
りしていないものでは、１度から6.5度までの範
囲でロツクすることを示しており、丸棒シヤフト
の１度から２度までの範囲に比べてかなり大きく
ばらつくことが判るが、キー溝のエツジ部を面取
りしたものでは１度から2.5度までの範囲でロツ
クすることを示しており、丸棒シヤフトの場合と
ほとんど遜色ないことが判る。

なお、上記実施例において、一方クラツチ２０
のローラ２３ａ〜２３ｆを６個として説明してい
るが、ローラの個数は特に限定されないことは言
うまでもない、また、キー溝１１，１２の形成箇
所は上記実施例で説明したものに限定されず、１
箇所または３箇所など種々考えられる。さらに、
面取り部１３の形状は、上記説明したような平面
や部分円弧面に限定されず、例えば平面と円弧面
との組み合わせ或いは多角面にすることも可能で
ある。

〈考案の効果〉 本考案によれば、次の効果が発揮される。

キー溝が軸方向の全長にわたつて連続的に形成
されたものであるから、従来のようなキー溝を個
別に形成したものよりもキー溝平面部の平行性を
正確にでき、しかも加工も容易化できる。

また、キー溝と円弧状外周面の境界部分に面取
りが施されていて、面取り部上においてロツクト
ルクが作用したときでも面取り部上において正常
なロツク状態にできるから、キー溝のエツジ部が
角張つたもののような、ローラのロツク状態にお
けるロツクトルクの変動およびロツク作動角の不
要な増大などを抑制することができ、ロツク状態
を丸棒シヤフトの場合とほぼ同等に安定させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本考案の一実施例にかか
り、第１図は一方クラツチ用シヤフトを示す斜視
図、第２図は一方クラツチを装着した一方クラツ
チ用シヤフトの斜視図、第３図は一方クラツチを
装着した一方クラツチ用シヤフトの縦断面図、第
４図は一方クラツチ用シヤフトのキー溝のエツジ
部の面取り手順を説明するための説明図、第５図
はキー溝上にローラが位置するときのロツク状態
を示す縦断面図、第６図はロツク作動角を説明す
るための説明図である。また、第７図ないし第９
図は従来例にかかり、第７図は一方クラツチ用シ
ヤフトを示す斜視図、第８図は一方クラツチを装
着した一方クラツチ用シヤフトの斜視図、第９図
は一方クラツチを装着した一方クラツチ用シヤフ
トの縦断面図である。さらに、第１０図は面取り
していないキー溝を全長にわたつて形成した一方
クラツチ用シヤフトに装着した一方クラツチの動
作を説明するための断面説明図である。 １０……一方クラツチ用シヤフト、１１，１２
……キー溝、１３……面取り部、１４……円弧状
外周面、２０……一方クラツチ、２１ａ〜２１ｆ
……カム面、２２……外輪、２３ａ〜２３ｆ……
ローラ、２４……ポケツト、２５……保持器、２
６……ばね部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内面にカム面を有する外輪と、この外輪の内
   側に一体的に係合した保持器と、この保持器の
   円周方向に適数個形成されたポケツトに収容さ
   れたローラと、前記保持器に装着され前記ロー
   ラを前記外輪のカム面および前記ポケツトの一
   端面に向けて付勢するばね部材とからなり、こ
   のばね部材によつて前記ローラの前記保持器か
   らの半径方向内方への脱落が防止されている一
   方クラツチに用いるシヤフトであつて、その円
   弧状外周面上の少なくとも一箇所に平坦なキー
   溝が軸方向の全長にわたつて連続的に形成され
   ており、このキー溝と前記円弧状外周面との境
   界部分に面取りが施されていることを特徴とす
   る一方クラツチ用シヤフト。 (2) 前記面取りが、前記ローラが前記ばね部材に
   よつて前記ポケツトに押し付けられたときの前
   記ローラの仮想の内接円と前記キー溝との交点
   Ａ，Ｂと、この交点Ａ，Ｂにおける前記仮想の
   内接円の接線と前記円弧状外周面との交点Ｃ，
   Ｄとの間で施されている実用新案登録請求の範
   囲第(1)項記載の一方クラツチ用シヤフト。 (3) 前記面取りの形状が、前記交点Ａから交点Ｃ
   に、また前記交点Ｂから交点Ｄに向かうにつれ
   てシヤフト中心からの距離が漸増する一つ以上
   の平面からなつている実用新案登録請求の範囲
   第(2)項記載の一方クラツチ用シヤフト。 (4) 前記面取りの形状が、前記交点Ａから交点Ｃ
   に、また前記交点Ｂから交点Ｄに向かうにつれ
   てシヤフト中心からの距離が漸増する曲面から
   なつている実用新案登録請求の範囲第(2)項記載
   の一方クラツチ用シヤフト。 (5) 前記面取りの形状が、前記交点Ａ，Ｂにおい
   て前記キー溝の平坦面に接し、前記交点Ｃ，Ｄ
   において前記円弧状外周面と接する円弧面から
   なつている実用新案登録請求の範囲第(4)項記載
   の一方クラツチ用シヤフト。