JPH0356654Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、産業用全般、例えば、自転車での
クラツチとして利用するのに好適な一方向クラツ
チ装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の一方向クラツチ装置は、例え
ば、同軸上での伝達方式によるものとして、入力
がわに連繋された外輪と、出力がわに連繋された
内輪との間に、バネによつて外輪と内輪とを係合
させるようにしたボール状、だるま状の圧力子あ
るいはラチエツト歯構造の係合体等の中間連結部
材を介在させていた。

これは、入力がわでの正転伝達時では中間連結
部材が噛み合うことで車輪に動力を伝達する一
方、入力がわでの逆転時では中間連結部材がフリ
ーな状態で空転することで車輪がわへは伝達せ
ず、また、車輪がわからの動力は入力がわへは伝
達されないようになつている。そして、外輪と内
輪との間は、中間連結部材が円滑に作動するよう
に所定の間隔を保持するものとされ、そのため、
外輪と内輪との間にはボールのような保持器を介
在させてある。

（考案が解決しようとする課題） ところが、こうした従来の装置によると、外輪
と内輪との間に介在させる中間連結部材を弾撥付
勢させるバネ手段の組込みが必要であり、また、
保持器によつて外輪と内輪との中心を維持すべく
保持器自体の正確な組立を要し、そのため、構造
的に複雑なものとなり、また、大型になるもので
あつた。そればかりでなく、正転時での動力伝達
時では静かであつても、非伝達時である逆転時で
は中間連結部材が外輪内周あるいは内輪外周にぶ
つかり合う騒音が生じ、耳障りなものであつた。
更に、バネ自体の経年変化によつて中間連結部材
に遊びが生じ、作動が不確実なものとなり、しか
も、重荷重には不適であり、重荷重の支持には、
全体が大型にならざるを得ないものであつた。

こうした点から、従来、特開昭47−14554号公
報及び特許第63727号等によつて提案されている
一方向クラツチ装置があり、これらは、内輪、外
輪相互間に、断面円形の転動子と、径方向に沿つ
て長くして前後に傾動する圧力子とを配装し、正
転時には圧力子が傾動起立状となつて内輪、外輪
相互を一体化して駆動を伝達し、逆転時には圧力
子が傾動倒伏状となつて内輪、外輪間でこれから
離反され、伝達駆動を解除するものとして成るク
ラツチ装置がある。ただ、これらのクラツチ装置
における圧力子は、外輪内周面、内輪外周面夫々
に摩擦接触する湾曲当接面が、その曲率半径が小
さいために摩擦接触面が極めて少なく、正転時の
駆動伝達作用の確実性に欠けることがあり、しか
も、これらの接触面には耐摩耗性が大きい素材に
よつて形成されなければ、短期間で使用困難とな
るものであつた。また、フリー駆動の逆転時から
動力伝達の正転時に転換されるとき、圧力子が逆
方向に傾動し、外輪内周面、内輪外周面夫々に接
触すると、これらがぶつかり合う騒音が発生し、
煩わしいものである。

また、実公昭４−6235号公報、米国特許第
3119481号明細書に示されたものは、圧力子を内
外に分割して形成した内外側圧力子エレメント相
互を摺接移動させることで、内外輪相互間のロツ
クあるいはフリー状態とするが、これらは構造的
に複雑であつたり、正転、逆転時の内外輪夫々の
軸心が一致しなくなる虞れがあつたりする欠点が
あるものであつた。

そこで、この考案は、叙上のような従来存した
諸事情に鑑み案出されたもので、入力がわ軸と出
力がわ軸とが同軸上に配置されている伝達構造の
クラツチ装置において、外輪と内輪との間に回転
自在な転動子と、正転時ではロツクされ、逆転時
ではフリーとなる圧力子とを介在させ、しかも、
この圧力子は、これを形成する内外側圧力子エレ
メント相互の相対的移動に伴なう摩擦接触の有無
によつて一方向における駆動伝達のみを図ること
ができ、また、機構の簡素化、小型化を図り、空
転時の円滑性と耐摩耗性とに優れた一方向クラツ
チ装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述した目的を達成するため、この考案にあつ
ては、入出力がわのいずれか一方に連繋される外
輪１と入出力がわのいずれか他方に連繋される内
輪２との間に転動子３と圧力子４とを配列して成
り、転動子３は、断面でほぼ円形状にして転動可
能に形成してあり、圧力子４は、外輪１あるいは
内輪２における径方向の長さが、入力がわから出
力がわへの動力伝達時では転動子３自体の転動に
伴なう押圧作用で外輪１内周と内輪２外周との間
隔に比し大きくなり、空転時では伝達時とは逆方
向への転動子３の転動子作用で外輪１内周と内輪
２外周との間隔に比し小さくなるよう転動子３間
に適数にして配列されている。

そして、圧力子４は、外輪１あるいは内輪２の
径方向に対して傾斜している傾斜摺接面４４，４
６によつて互いに当接している内外側圧力子エレ
メント４１，４２によつて形成し、互いの傾斜摺
接面４４，４６において摺接移動するとき、入力
がわから出力がわへの動力伝達時では転動子３に
押されることに伴なう内外側圧力子エレメント４
１，４２相互の相対的移動によつて、外輪１内周
と内輪２外周との間隔に比し圧力子４自体が大き
くなり、空転時では内外側圧力子エレメント４
１，４２相互の伝達時とは逆方向の相対的移動に
よつて、外輪１内周と内輪２外周との間隔に比し
圧力子４自体が小さくなるようにしてある。

更に、圧力子４を形成する内側圧力子エレメン
ト４１の内周面は内輪２外周に沿つての凹状湾曲
面４３を有し、外側圧力子エレメント４２の外周
面は外輪１内周に摺接する凸状湾曲面４５を有
し、外側圧力子エレメント４２自体の摺動方向に
おける長さは、内側圧力子エレメント４１のそれ
に比し大きくし、前後両端夫々が転動子３に当接
していることを特徴とする。

（作用） この考案に係る一方向クラツチ装置において、
動力伝達での正転時において、例えば入力がわと
した外輪１が回転すると転動子３が転動し、この
転動によつて圧力子４を作動させる。すると、こ
の圧力子４を形成している内外側圧力子エレメン
ト４１，４２相互が相対的に移動する。

ここで、入力がわから出力がわへの動力伝達が
行なわれる正転時では転動子３に押されることに
伴なつて外側圧力子エレメント４２が内側圧力子
エレメント４１に対し、その傾斜摺接面４６での
後方が内側圧力子エレメント４１の傾斜摺接面４
４での前方に摺接移動する。すると、内側圧力子
エレメント４１の内側面と外側圧力子エレメント
４２の外側面との間隔が外輪１内周と内輪２外周
との間隔に比し大きくなり、外輪１と内輪２とを
ロツク状態として動力を伝達する。すなわち、外
輪１と内輪２とをロツク状態となし、外輪１の回
転を内輪２に伝達して出力がわの内輪２を回転さ
せる。

逆に、外輪２での半時計方向での回転は、外側
圧力子エレメント４２が内側圧力子エレメント４
１に対し、その傾斜摺接面４６での後方が内側圧
力子エレメント４１の傾斜摺接面４４での前方に
摺接移動する。すると、内側圧力子エレメント４
１の内側面と外側圧力子エレメント４２の外側面
との間隔が外輪１内周と内輪２外周との間隔に比
し小さくなり、外輪１と内輪２とをフリー状態と
して動力を伝達せず、空転する。すなわち、外輪
１と内輪２とをフリー状態となし、外輪１の回転
を内輪２に伝達せず、内輪２を回転させない。

このとき、内側圧力子エレメント４１内周面の
凹状湾曲面４３は内輪２外周にしつくりと沿つて
おり、また、外側圧力子エレメント４２外周面の
凸状湾曲面４５は外輪１内周に摺接していること
で、圧力子４自体の径方向に沿う大小の変化を円
滑にさせる。しかも、外側圧力子エレメント４２
自体の前後両端夫々が、圧力子４と交互に配列さ
れている転動子３に当接していることで、正転、
逆転時に伴なう外側圧力子エレメント４２自体の
前後に沿う互いに反対する方向における摺接移動
を確実にし、ロツクあるいはフリー状態とする作
動の転換に円滑に追随させる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの考案の一実施例を説
明する。

＜概要＞ 図において示される符号１は例えば駆動の入力
がわに連繋される外輪、２は例えば従動の出力が
わに連繋される内輪であり、これらの外輪１と内
輪２との間に転動子（ローラ）３と圧力子（プレ
ツシヤーシユー）４とが配列されている。なお、
外輪１を出力がわとし、内輪２を入力がわとする
ことでもよいものである。

なお、これらの転動子３及び圧力子４は、耐摩
耗性に優れた素材によつて形成され、例えばセラ
ミツク、超硬材料とされることが望ましい。

＜外輪＞ 外輪１は、例えば、第３図、第４図に示すよう
に、自転車での入力がわであるスプロケツトホイ
ール１０を挟み込み固定するようにしてある。す
なわち、外輪１自体は、左右一対の外輪エレメン
ト５，７の組合せ構造としてあり、いずれか一方
の外輪エレメント５に形成した筒部６をスプロケ
ツトホイール１０での軸孔に嵌め入れ、いずれか
他方の外輪エレメント７を筒部６に嵌め入れて、
ねじ止め等にて適宜固定し、一体化するようにな
つている。

＜内輪＞ 内輪２は、出力がわである車輪軸１１に嵌め合
せ、固定されるようになつており、前記外輪エレ
メント５，７相互間に回転可能な状態にして挟み
込まれることで配置される。そして、内輪２外周
と外輪１での筒部６内周との間で前記転動子３及
び圧力子４が配置されている。

＜転動子＞ 転動子３は、図示のように、断面においてほぼ
円形状を呈し、それはローラであつたり、ボール
であつたりする。この転動子３自体は、外輪１と
内輪２との相互での間隔を保持する保持器の作用
をも発揮する。すなわち、外輪１と内輪２との互
いの中心を保持するもので、内輪２外周乃至外輪
１内周において、転動子３と圧力子４とは円周方
向に沿つて交互に配列されている。

＜圧力子＞ また、圧力子４は、外輪１と内輪２との間にお
いて、外輪１あるいは内輪２における径方向での
長さが、入力がわから出力がわへの動力伝達時で
は転動子３自体の転動に伴なう押圧作用で外輪１
内周と内輪２外周との間隔に比し大きくなり、空
転時では伝達時とは逆方向への転動子３の転動作
用で外輪１内周と内輪２外周との間隔に比し小さ
くなるよう転動子３間に適数にして配列される。

すなわち、第１図に示すように、この圧力子４
自体は、外輪１あるいは内輪２の径方向に対して
傾斜している傾斜摺接面４４，４６によつて互い
に当接している内外側圧力子エレメント４１，４
２によつて形成してある。

そして、互いの傾斜摺接面４４，４６において
摺接移動するとき、入力がわから出力がわへの動
力伝達時では転動子３に押されることに伴なう内
外側圧力子エレメント４１，４２相互の相対的移
動によつて、外輪１内周と内輪２外周との間隔に
比し圧力子４自体が大きくなり、空転時では内外
側圧力子エレメント４１，４２相互の伝達時とは
逆方向での相対的移動によつて、外輪１内周と内
輪２外周との間隔に比し圧力子４自体が小さくな
るようにしてある。

すなわち、内側圧力子エレメント４１は、その
内周面は内輪２外周に沿つての凹状湾曲面４３を
有し、外がわに位置する傾斜摺接面４４は、動力
伝達での正転時においての後方が内輪２外周面が
わに近接し、前方が外輪１内周面がわに近接して
いるものとしてある。一方、外側圧力子エレメン
ト４２は、その外周面は外輪１内周に摺接する凸
状湾曲面４５を有し、内がわに位置する傾斜摺接
面４６は、動力伝達での正転時においての後方が
内輪２外周面がわに近接し、前方が外輪１内周面
がわに近接しているものとしてある。そして、図
示のように、外側圧力子エレメント４２が転動子
３での転動に追随するよう、外側圧力エレメント
４２での摺動方向（外輪１あるいは内輪２での回
転方向）での長さは、内側圧力子エレメント４１
でのそれに比し大きくし、前後両端夫々を転動子
３に当接させてある。

そこで、今、入力がわから出力がわへの動力伝
達時では転動子３に押されることに伴なつて外側
圧力子エレメント４２が内側圧力子エレメント４
１に対し、その傾斜摺接面４６での後方が内側圧
力子エレメント４１の傾斜摺接面４４での前方に
摺接移動し、内側圧力子エレメント４１での凹状
湾曲面４３と外側圧力子エレメント４２での凸状
湾曲面４５との間隔が外輪１内周と内輪２外周と
の間隔に比し大きくなり、外輪１と内輪２とをロ
ツク状態として動力を伝達する。逆に、外輪２で
の半時計方向での回転は、外側圧力子エレメント
４２が内側圧力子エレメント４１に対し、その傾
斜摺接面４６での後方が内側圧力子エレメント４
１の傾斜摺接面４４での前方に摺接移動し、内側
圧力子エレメント４１での凹状湾曲面４３と外側
圧力子エレメント４２での凸状湾曲面４５との間
隔が外輪１内周と内輪２外周との間隔に比し小さ
くなり、外輪１と内輪２とをフリー状態として動
力を伝達せず、空転する。

＜Ｏリング＞ また、図示のように、転動子３及び圧力子４の
外周にこれら３，４を囲繞するＯリング８を、外
輪１内周面に形成した収納溝９に配装してある
（第２図参照）。こうすると、Ｏリング８が転動子
３及び圧力子４を内輪２がわへ常時移動規制する
から、転動子３、圧力子４での転動、摺動を円滑
にし、作動の確実性を図れる確動型のものとする
ことができる。そればかりでなく、外輪１内周、
内輪２外周、転動子３径、圧力子４での形状その
他に、更には、その組立に際しても厳密な精度が
要求されず、摩耗も少なくなる。

なお、図示を省略したが、組立に際しスナツプ
リングを使用することで、第４図に示すような外
輪１を左右に分割した外輪エレメント５，７の組
合せ構造とする必要がなく、全体構成の簡素化を
図れる。

＜使用の一例＞ 次に、これが使用の一例を、自転車でのクラツ
チ装置とした場合で説明する。

外輪１には入力がわであるスプロケツトホイー
ル１０を連結する一方、内輪２には出力がわであ
る車輪軸１１を連結固定するのであり、外輪１が
わから動力を伝達入力する。

このとき、動力伝達での正転時において、すな
わち、図において時計方向で外輪１が回転する
と、外輪１と内輪２との間に介在された転動子３
が転動し、この転動によつて同じく外輪１と内輪
２との間に介在した圧力子４を作動させる。する
と、この圧力子４において、これを形成する内外
側圧力子エレメント４１，４２相互がそれらの傾
斜摺接面４４，４６で互いに摺接し、回転方向の
前後に沿つて離反するようになつて外輪１内周と
内輪２外周との間隔に比し大きくなり、外輪１と
内輪２とをロツク状態として動力を伝達する。

逆に、動力非伝達での空転時において、すなわ
ち、図において半時計方向で外輪１が回転する
と、外輪１と内輪２との間に介在された転動子３
が逆方向に転動し、この転動によつて同じく外輪
１と内輪２との間に介在した圧力子４を作動させ
る。すると、この圧力子４において、内外側圧力
子エレメント４１，４２相互がそれらの傾斜摺接
面４４，４６で互いに摺接し、回転方向の前後に
沿つて接近するようになつて圧力子４自体が外輪
１あるいは内輪２の径方向では外輪１内周と内輪
２外周との間の間隔に比し小さくなり、そのた
め、外輪１と内輪２とをフリー状態となし、外輪
１の回転を内輪２に伝達せず、内輪２を回転させ
ない。

また、こうした空転時では、転動子３及び圧力
子４はいずれも、外輪１と内輪２との間で単に摺
動しているため、外輪１の空転状態は極めて円滑
である。

（考案の効果） この考案は以上のように構成されており、これ
がため、外輪１と内輪２との間に回転自在な転動
子３と、正転時ではロツクされ、逆転時ではフリ
ーとなる圧力子４とを介在させることで、機構の
簡素化、小型化を図り、空転時の円滑性と耐摩耗
性とに優れたものとすることができる。

そして、特に、圧力子４は、外輪１あるいは内
輪２の径方向に対して傾斜している傾斜摺接面４
４，４６によつて互いに当接している内外側圧力
子エレメント４１，４２によつて形成し、互いの
傾斜摺接面４４，４６において摺接移動すると
き、入力がわから出力がわへの動力伝達時では転
動子３に押されることに伴なう内外側圧力子エレ
メント４１，４２相互の相対的移動によつて、外
輪１内周と内輪２外周との間隔に比し圧力子４自
体が大きくなり、空転時では内外側圧力子エレメ
ント４１，４２相互の伝達時とは逆方向の相対的
移動によつて、外輪１内周と内輪２外周との間隔
に比し圧力子４自体が小さくなるようにしてある
から、これらの内外側圧力子エレメント４１，４
２における互いの傾斜摺接面４４，４６に沿つた
互いの摺接移動によつて、外輪１と内輪２との相
互のロツクあるいはフリー状態を実現するのであ
る。

しかも、正転あるいは逆転時のいずれにあつて
も、圧力子４を形成する内外側圧力子エレメント
４１，４２は、その内側圧力子エレメント４１の
内周面が内輪２外周に沿つての凹状湾曲面４３を
有しているために、これが前後に傾動することな
く内輪２外周にしつくりと沿わせられており、ま
た、外側圧力子エレメント４２の外周面が外輪１
内周に摺接する凸状湾曲面４５を有することと相
俟ち、これら４１，４２の相互間で単に摺接移動
するのみであるから、従来のように方向転換時に
傾動することに伴ない生じるぶつかり合う衝撃音
がなく、極めて静かである。

そればかりでなく、正転あるいは逆転相互間の
転換時には、内外側圧力子エレメント４１，４２
における互いの摺接移動方向が逆転するだけであ
り、しかも、それは転動子３の転動に伴ない円滑
に行なわれるから、その転換に伴なうロスも少な
い。すなわち、これは、外側圧力子エレメント４
２自体の摺動方向における長さが内側圧力子エレ
メント４１のそれに比し大きく、前後両端夫々が
転動子３に当接していることで、外輪１あるいは
内輪２における回転方向の転換に伴なう転動子３
の転動方向の変化にも速やかに追随して、内側圧
力子エレメント４１に対する外側圧力子エレメン
ト４２の摺接移動を極めて円滑にするからであ
る。更には、外輪１と外側圧力子エレメント４２
との間、内外側圧力子エレメント４１，４２相互
間、内側圧力子エレメント４１と内輪２との間
夫々は、いずれも摩擦接触するものであり、従来
のように互いにぶつかり合うような衝撃的な接触
はないから、従来のものに比し磨耗損傷の虞れは
少なく、長期間の使用を可能にする。

そしてまた、外輪１内周面に接触すると外側圧
力子エレメント４２外周面、内輪２外周面に接触
する内側圧力子エレメント４１内周面夫々は、こ
れらの内外側圧力子エレメント４１，４２が単に
摺接移動するのみであることと相俟ち、曲率半径
を大きくできるのに伴ない、接触摩擦抵抗を大き
くさせることで互いの動力伝達の確実性を担保
し、耐磨耗性も良好なものとすることができる。

また、従来のバネ手段による中間連結部材の弾
撥付勢を必要としないから、全体構成を著しく簡
素化し、薄形にでき、小型でありながら重荷重で
あつてもこれを充分に支持できるものである。

更に、外輪１と内輪２との間に配列した転動子
３は、断面がほぼ円形状であることと相俟ち、円
滑にそれ自体が転動するから、圧力子４の前後方
向への摺動作用を行なわせるばかりでなく、保持
器の機能を発揮し、従来のように、特別な保持器
を必要としない。

以上説明したように、この考案によれば、構造
簡単で、動力伝達の確実性を図り、空転時でも静
かであり、更には、自転車用のクラツチとしてば
かりでなく広く産業用全般での汎用性がある等の
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示すもので、第１
図は要部の縦断面図、第２図は同じく要部の縦断
面図、第３図は自転車のクラツチ装置として使用
する場合での側面図、第４図は同じく横断面図で
ある。 １……外輪、２……内輪、３……転動子、４…
…圧力子、５……外輪エレメント、６……筒部、
７……外輪エレメント、８……Ｏリング、９……
収納溝、１０……スプロケツトホイール、１１…
…車輪軸、４１……内側圧力子エレメント、４２
……外側圧力子エレメント、４３……凹状湾曲
面、４４……傾斜摺接面、４５……凸状湾曲面、
４６……傾斜摺接面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 入出力がわのいずれか一方に連繋される外輪
   と入出力がわのいずれか他方に連繋される内輪
   との間に転動子と圧力子とを円周方向で交互に
   配列して成り、転動子は、断面でほぼ円形状に
   して転動可能に形成し、圧力子は、外輪あるい
   は内輪の径方向に対して傾斜している傾斜摺接
   面によつて互いに当接している内外側圧力子エ
   レメントによつて形成し、互いの傾斜摺接面に
   おいて摺接移動するとき、入力がわから出力が
   わへの動力伝達時では転動子に押されることに
   伴なう内外側圧力子エレメント相互の相対的移
   動によつて、外輪内周と内輪外周との間隔に比
   し圧力子自体が大きくなり、空転時では内外側
   圧力子エレメント相互の伝達時とは逆方向の相
   対的移動によつて、外輪内周と内輪外周との間
   隔に比し圧力子自体が小さくなるようにして成
   る一方向クラツチ装置において、内側圧力子エ
   レメントの内周面は内輪外周に沿つての凹状湾
   曲面を有し、外側圧力子エレメントの外周面は
   外輪内周に摺接する凸状湾曲面を有し、外側圧
   力子エレメント自体の摺動方向における長さ
   は、内側圧力子エレメントのそれに比し大きく
   し、前後両端夫々が転動子に当接していること
   を特徴とする一方向クラツチ装置。 ２ 転動子及び圧力子の外周にこれらを囲繞する
   Ｏリングを、外輪内周面に形成した収納溝に配
   装してある実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の一方向クラツチ装置。