JP2760752B2 - 一方向クラッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、事務用機械等で広く使
用されている一方向クラッチに関し、さらに詳細には、
くさび作用を持つカム面を有する機械的一方向クラッチ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の事務用機械で機械的一方向クラッチが多く使用され
ている。構造が簡単でコストが安価だからである。従来
の一方向クラッチを図６及び図７に示す。円筒コロを利
用する一方向クラッチは、同心回転する軸１４とアウタ
ーレース１２との間に複数個の円筒コロ１１を配置して
いる。そして、アウターレース１２の内周には、円筒コ
ロ１１を収納する凹部が形成されている。また、凹部に
は、円筒コロ１１に対応して、軸１４との同心円に対し
て僅かに傾斜するカム面１３が形成されている。このカ
ム面１３においては、図６に示す円筒コロ１１が接する
カム位置１３ａと、図７に示す円筒コロ１１が接するカ
ム位置１３ｂとで、カム位置１３ａの方がカム位置１３
ｂより狭く形成されている。また、円筒コロ１１をカム
位置１３ａの方向に付勢する板バネ１５が付設されてい
る。

【０００３】次に、上記構成を有する一方向クラッチの
作用を説明する。図６はクラッチがロックされている状
態を示し、図７がクラッチのフリー回転の状態を示して
いる。図７では、アウターレース１２は軸１４に対して
反時計回り、すなわち矢印Ｂの方向に回転している。ア
ウターレース１２が矢印Ｂの方向に回転すると、円筒コ
ロ１１は、カム位置１３ｂの位置に移動する。ここで、
円筒コロ１１は、板バネ１５により付勢されるため、カ
ム位置１３ｂに保持される。カム位置１３ｂでは、カム
面１３は広いため円筒コロ１１はフリーな状態であり、
アウターレース１２と軸１４とは相対的に回転可能な状
態である。

【０００４】一方、図６では、アウターレース１２は軸
１４に対して時計回り、すなわち矢印Ａの方向に回転し
ている。アウターレース１２が矢印Ａの方向に回転する
と、円筒コロ１１は、カム位置１３ａの位置に移動す
る。カム位置１３ａでは、カム面１３が狭いので、円筒
コロ１１がくさびとなって作用するため、アウターレー
ス１２と軸１４とが一体となって回転する。このよう
に、アウターレース１２が時計回りの場合は、フリーな
回転状態となり、アウターレース１２が反時計回りの場
合は、クラッチ機構が働いてロックされるため、一方向
クラッチとして機能する。この一方向クラッチは、構造
が簡単で製造が安価であるため、広く使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
一方向クラッチには、次のような問題があった。 （１）図７に示すように、アウターレース１２と軸１４
とが相対的に回転するとき、アウターレース１２と軸１
４との位置精度は、カム面１３のカム位置１３ｂの精度
により決定される。また、アウターレース１２または軸
１４に加えられる荷重を、カム位置１３ｂの接触面で受
けているので、カム面１３のカム位置１３ｂの精度が悪
いと、各々の円筒コロ１１に加えられる荷重が不均一と
なり、荷重集中により破損等が発生するおそれがある。
そのため、カム面１３の加工精度を上げようとすると、
一方向クラッチの価格が上昇する問題があった。

【０００６】（２）板バネ１５が各円筒コロ１１に配置
されるため、スペースが大きくなり、円筒コロ１１の本
数を増やすことが難しく、大きな荷重を受けることが可
能な一方向クラッチを製作することが困難であるという
問題があった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決して、カム面
の精度と関係なくアウターレースと軸との位置精度を保
持できる簡単な構造の一方向クラッチを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の一方向クラッチは、中空円筒形状のアウター
レースと、アウターレース内面と接触する複数の円筒コ
ロと、内周に前記各円筒コロを収納すると共に前記円筒
コロに対応するカム面が形成された内周凹部と、外周に
係止用円筒コロを収納すると共に前記係止用円筒コロに
対応する係止カム面が形成された外周凹部を備えるリテ
ーナとを有し、前記リテーナの前記内周凹部のカム面
が、前記アウターレース内面より外側まで形成され、前
記アウターレースが前記円筒コロの内側に保持される軸
またはインナーレースと相対的に回転するとき、前記ア
ウターレースと前記軸またはインナーレースとの位置精
度が、前記アウターレースの内面と前記円筒コロとのコ
ロガリ接触で保持されることを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成を有する本発明の一方向クラッチの作
用を説明する。はじめに、軸が反時計回りに回転する
と、円筒コロは時計回りに回転する。そして、リテーナ
は反時計回りに回転する。このとき、係止用円筒コロ
が、時計回りに回転されるため、係止用円筒コロは、係
止カム面の広がる方向に移動する。一方、係止用円筒コ
ロは、板バネにより係止カム面の狭くなる方向に付勢さ
れているので、フリーに回転可能なカム面位置で保持さ
れる。従って、軸１４は反時計回りには、アウターレー
スと円筒コロのコロガリ軸受作用でフリーに回転でき
る。このとき、アウターレースと軸との同心度は、アウ
ターレースの内面と円筒コロとのコロガリ接触位置精
度、及び円筒コロと軸とのコロガリ接触位置精度から構
成される。

【００１０】次に、軸１４が時計回りに回転すると、円
筒コロは反時計回りに自転する。そして、円筒コロはカ
ム面の狭い方向に移動し、くさび作用により自転できな
くなり、軸とリテーナとをロックする。これにより、リ
テーナは、軸と共に反時計回りに回転する。一方、リテ
ーナが反時計回りに回転することにより、係止用円筒コ
ロが反時計回りに自転する。そして、係止用円筒コロは
カム面の狭い方向に移動し、くさび作用により自転でき
なくなり、リテーナとアウターレースとをロックする。
これにより、アウターレースは、リテーナ及び軸と完全
にロックされ、時計回りに回転する。

【００１１】

【実施例】以下にこの発明を具体化した一実施例である
一方向クラッチについて図面を参照して詳細に説明す
る。図４に軸１４と一体に取り付けた一方向クラッチ２
１の平面図を示す。また、図３に図４のＡＡ断面図を示
す。また、図５に軸１４とハウジング１６とを除いた一
方向クラッチ２１の分解斜視図を示す。図５に示す分解
斜視図は、一方向クラッチ２１の機能を分かりやすくす
るため、リテーナ１８の形状を簡略化している。一方向
クラッチ２１は、同心回転する軸１４と一対の中空円筒
状のアウターレース１２との間に複数個の円筒コロ１１
が配置されている。一対のアウターレース１２の外周に
は、ハウジング１６が配設され、通常アウターレース１
２とハウジング１６とは、一体で動作する。また、軸１
４とアウターレース１２と間には、同心上であって、内
周に円筒コロ１１を収納すると共に、円筒コロ１１と対
応するカム面１３が形成された内周凹部１９が３箇所形
成されたリテーナ１８が配設されている。リテーナ１８
の外周には、係止用円筒コロ１７を収納すると共に、係
止用円筒コロ１７に対応する係止カム面２３が形成され
た外周凹部２０が１箇所形成されている。また、外周凹
部２０内において、係止用円筒コロ１７を、係止カム面
２３の狭くなる方向に付勢する板バネ２２が取り付けら
れている。

【００１２】なお、本実施例では、組立性を考慮してア
ウターレース１２とハウジング１６とを別体としている
が、一体的に製造しても良い。また、円筒コロ１１の数
を３個としているが、荷重が大きいときは、円筒コロ１
１の数を増やせば同様である。また、本実施例では、軸
１４を円筒コロ１１と直接接触させているが、中空円筒
形状のインナーレースの外面を円筒コロ１１に接触させ
て配設し、内面に軸１４を取り付けても同様である。

【００１３】上記構成を有する一方向クラッチ２１の作
用を説明する。図１に一方向クラッチ２１がフリー回転
状態にあるときを示し、図２に一方向クラッチ２１がロ
ック状態にあるときを示す。図１において、軸１４が反
時計回り、矢印Ｅの方向に回転すると、円筒コロ１１は
時計回り、矢印Ｆの方向に自転しながらアウターレース
１２内面上をコロガリ接触しつつ反時計回り、矢印ｇの
方向に公転する。そして、リテーナ１８は円筒コロ１１
に押されて反時計回り、矢印Ｇの方向に回転する。この
とき、係止用円筒コロ１７は、係止カム面２３の広がる
方向に移動する。一方、係止用円筒コロ１７は、板バネ
２２により係止カム面２３の狭くなる方向に付勢されて
いるので、フリーに回転可能なカム面位置２３ａで保持
される。

【００１４】従って、アウターレース１２に一定の負荷
が作用している場合等、軸１４は反時計回り、矢印Ｅの
方向には、アウターレース１２と円筒コロのコロガリ軸
受作用でフリーに回転できる。このとき、アウターレー
ス１２と軸１４との同心度は、アウターレース１２の内
面と円筒コロ１１とのコロガリ接触位置精度、及び円筒
コロ１１と軸１４とのコロガリ接触位置精度から構成さ
れる。従って、内周凹部１９のカム面１３の精度は、ア
ウターレース１２と軸１４の同心度の精度に影響を与え
ることがないので、カム面１３の精度条件を緩和できる
ため、一方向クラッチ２１の製造コストを低減し、かつ
アウターレース１２と軸１４との位置精度を向上させる
ことができる。

【００１５】図２において、軸１４が時計回り、矢印Ｉ
の方向に回転すると、円筒コロ１１は反時計回り、矢印
Ｊの方向に自転する。そして、円筒コロ１１はカム面１
３の狭い方向に移動し、カム位置１３ａでくさび作用に
より、自転できなくなり、軸１４とリテーナ１８とをロ
ックする。このとき、リテーナ１８が時計回り矢印Ｋの
方向に回転しようとするので、係止用円筒コロ１７はカ
ム面２３の狭い方向に移動し、カム位置２３ａでくさび
作用により、自転できなくなり、リテーナ１８とアウタ
ーレース１２とをロックする。これにより、アウターレ
ース１２は、リテーナ１８及び軸１４と共に時計回り、
矢印Ｍの方向に回転する。

【００１６】以上詳細に説明したように、本実施例の一
方向クラッチ２１によれば、中空円筒形状のアウターレ
ース１２と、アウターレース１２内面と接触する複数の
円筒コロ１１と、内周に各円筒コロ１１を収納すると共
に円筒コロ１１に対応するカム面１３が形成された内周
凹部１９と、外周に係止用円筒コロ１７を収納すると共
に係止用円筒コロ１７に対応する係止カム面２３が形成
された外周凹部２０を備えるリテーナ１８とを有してい
るので、アウターレース１２と軸１４とがフリー回転状
態にあるときの位置精度がアウターレース１２の内面と
円筒コロ１１とのコロガリ接触で保持されるため、カム
面１３の加工精度へ要求を緩和することができ、一方向
クラッチ２１の製造コストを低減しながら、かつ位置精
度を向上させることができる。また、荷重をアウターレ
ース１２の内面と円筒コロ１１とのコロガリ接触で受け
るため、大荷重を受けることが可能である。また、内周
凹部１９に板バネを使用していないので、円筒コロ１１
の使用個数を増やすことが可能であり、さらに大荷重を
受ける場合に対応することができる。

【００１７】さらに、上記効果は、リテーナ１８の内周
凹部１９のカム面１３が、アウターレース１２内面より
外側まで形成されており、アウターレース１２が円筒コ
ロ１１の内側に保持される軸１４と相対的に回転すると
き、円筒コロ１１がアウターレース１２とコロガリ接触
して内周凹部１９のカム面１３の途中で保持されるの
で、その効果を十分に発揮することができる。上記効果
を奏するためには、リテーナ１８とアウターレース１２
との関係が一方向クラッチであることが必要となるが、
本実施例の一方向クラッチ２１によれば、リテーナ１８
の外周に係止用円筒コロ１７を付設し、係止用円筒コロ
１７を係止カム面２３のカム位置２３ａ方向へ付勢する
板バネ２２を有しているので、軸１４が反時計回りする
場合、アウターレース１２とリテーナ１８とをフリーな
状態にでき、軸１４が時計回りする場合、アウターレー
ス１２とリテーナ１８をロック状態にできるため、ワン
ウェイクラッチの機能を実現することができる。

【００１８】以上この発明のいくつかの実施例について
説明したが、この発明はこうした実施例に何等限定され
るものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の一方向クラ
ッチによれば、中空円筒形状のアウターレースと、アウ
ターレース内面と接触する複数の円筒コロと、内周に各
円筒コロを収納すると共に円筒コロに対応するカム面が
形成された内周凹部と、外周に係止用円筒コロを収納す
ると共に係止用円筒コロに対応する係止カム面が形成さ
れた外周凹部を備えるリテーナとを有しているので、ア
ウターレースと軸とがフリー回転状態にあるときの位置
精度がアウターレースの内面と円筒コロとのコロガリ接
触で保持されるため、カム面の加工精度へ要求を緩和す
ることができ、一方向クラッチの製造コストを低減しな
がら、かつ位置精度を向上させることができる。また、
面摩擦抵抗を少なくすることができる。また、荷重をア
ウターレースの内面と円筒コロとで受けるため、大荷重
を受けることが可能である。また、内周凹部に板バネを
使用していないので、円筒コロの使用個数を増やすこと
が可能であり、さらに大荷重を受ける場合に対応するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である一方向クラッチ２１の
フリー回転状態を示す作用図である。

【図２】一方向クラッチ２１のロック状態を示す作用図
である。

【図３】一方向クラッチ２１の構成を示す断面図であ
る。

【図４】一方向クラッチ２１の構成を示す平面図であ
る。

【図５】一方向クラッチ２１の主要部の構成を示す断面
斜視図である。

【図６】従来の一方向クラッチのロック状態を示す作用
図である。

【図７】従来の一方向クラッチのフリー回転状態を示す
作用図である。

【符号の説明】

１１ 円筒コロ １２ アウターレース １３ カム面 １４ 軸 １５ 板バネ １６ ハウジング １７ 係止用円筒コロ １８ リテーナ １９ 内周凹部 ２０ 外周凹部 ２１ 一方向クラッチ ２２ 板バネ ２３ 係止カム面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空円筒形状のアウターレースと、 アウターレース内面と接触する複数の円筒コロと、 内周に前記各円筒コロを収納すると共に前記円筒コロに
   対応するカム面が形成された内周凹部と、外周に係止用
   円筒コロを収納すると共に前記係止用円筒コロに対応す
   る係止カム面が形成された外周凹部を備えるリテーナと
   を有し、 前記リテーナの前記内周凹部のカム面が、前記アウター
   レース内面より外側まで形成され、 前記アウターレースが前記円筒コロの内側に保持される
   軸またはインナーレースと相対的に回転するとき、前記
   アウターレースと前記軸またはインナーレースとの位置
   精度が、前記アウターレースの内面と前記円筒コロとの
   コロガリ接触で保持される ことを特徴とする一方向クラ
   ッチ。