(57)【要約】【課題】出力側部材をスムーズに空転させることができ、かつ構成部品の少ない逆入力防止クラッチを提供することである。【解決手段】入力側部材４の外輪２の内周に設けたカム面２ｂ、２ｃと、出力側部材６の出力軸５の外周円筒面との間に楔形空間を形成して、この楔形空間に配するロック係合子としてボール１０を用い、このボール１０を外輪２のボール押圧部２ａと固定部材９の押え蓋８とで挟み込んだ構造とすることにより、入力側部材停止後に入力トルクと逆方向の逆入力トルクが加わっても引っ掛かり現象を生じることがなく、出力軸５を回転方向の両方にスムーズに空転させることができ、かつ従来のような別途の回転伝達手段を必要とせず構成部品が少なくなるようにしたのである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側部材の外輪に出力側部材の出力軸を通した状態で、前記入力側部材と出力側部材とを同一軸心のまわりに回転するように配し、前記出力軸の外周面に円筒面を形成し、前記外輪の内周面に前記出力軸の円筒面と径方向で対向するカム面を周方向に複数設けて、前記円筒面と各カム面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間に配したボールを、前記外輪の両側から前記入力側部材に設けたボール押圧部と固定部材とで挟み込んで、前記入力側部材に入力トルクが加えられたときには、入力側部材の回転にともなって転動するボールと外輪との間で回転位相差が生じ、各ボールが前記楔形空間の狭小側へ相対移動して外輪および出力軸と係合することにより、入力側部材の回転が出力側部材に伝達され、前記出力側部材に逆入力トルクが加えられたときは、出力側部材が空転して、出力側部材の回転が入力側部材に伝達されないようにした逆入力防止クラッチ。
【請求項２】
前記入力側部材のボール押圧部を、入力側部材本体と別体に形成して入力側部材本体に軸方向移動可能に連結し、このボール押圧部を前記ボールに押し付ける方向に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の逆入力防止クラッチ。
【請求項３】
前記固定部材を合成樹脂で形成し、前記ボールとの接触部に金属製ワッシャを組み込んだことを特徴とする請求項１または２に記載の逆入力防止クラッチ。
【請求項４】
前記固定部材または前記入力側部材のボール押圧部に、前記出力軸の円筒面に沿って突出し、前記出力軸が組み込まれていない状態でのボールの脱落を防止する凸部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の逆入力防止クラッチ。
【請求項５】
前記出力側部材の出力軸が、電子写真機器の紙送りローラの駆動軸として用いられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の逆入力防止クラッチ。
【請求項６】
前記出力側部材の出力軸が、前記電子写真機器の紙送りローラのうち、隣り合うローラと送り速度が異なるローラの駆動軸として用いられることを特徴とする請求項５に記載の逆入力防止クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、出力側部材の回転は入力側部材に伝達されないようにする逆入力防止クラッチのうち、特にプリンタやコピー機等の電子写真機器の紙送りローラの駆動部に組み込むのに適した逆入力防止クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやコピー機等の電子写真機器では、一般に、シート紙の送路に加圧接触させた複数対のローラを配し、各対のローラの一方を回転駆動することにより、各対のローラ間にシート紙を通して紙送りを行っている。そして、ピックアップ部等、下流側の紙送り速度が速くなる箇所では、上流側ローラと下流側ローラの間でシート紙が引っ張られて損傷することがないように、上流側の駆動ローラとモータとの間にワンウェイクラッチを組み込んで、下流側の紙送り速度が速くなるとワンウェイクラッチがオーバランすることにより上流側と下流側の速度差を吸収する紙送り機構を形成している。
【０００３】
上記のようなワンウェイクラッチを組み込んだ紙送り機構において、紙詰まりを生じたシート紙を取り除く際に、ローラに挟まれた状態で停止したシート紙を紙送りの順方向に引き抜く場合は、ローラの回転方向がワンウェイクラッチの空転方向（オーバランする方向）となるため容易に引き抜くことができるが、紙送りの逆方向に引き抜こうとすると、ローラの回転方向がワンウェイクラッチのロック方向となり駆動ローラの回転がモータまで伝達されるので、引き抜きには大きな力が必要となる。特に、モータが減速機構を有している場合は、シート紙の逆方向の引き抜きに必要な力はかなり大きくなり、シート紙を逆方向に引っ張る力の加え方によってはシート紙が破れてしまうこともある。
【０００４】
そこで、下流側の紙送り速度が速くなる箇所の紙送り機構に対し、ワンウェイクラッチの代わりに、出力側部材に逆入力トルクが加えられても出力側部材が空転して、その回転を入力側部材に伝達しないタイプの逆入力防止クラッチ（例えば、特許文献１参照。）を組み込むことが考えられる。すなわち、このタイプの逆入力防止クラッチを組み込めば、モータからの回転はローラに伝えて紙送りを行うことができ、ローラからの回転はモータに伝わらないので、紙詰まりが生じたときにローラに挟まれたシート紙を紙送りの順方向・逆方向のいずれの方向に引っ張ってもローラが空転し、シート紙を容易に引き抜くことができると考えられる。
【０００５】
ここで、上記特許文献１に記載された逆入力防止クラッチの具体的な構造は、入力側部材と出力側部材とを同一軸心のまわりに回転するように配し、出力側部材の外周側に円筒面を形成し、入力側部材に出力側部材の円筒面と径方向で対向するカム面を周方向に複数設けて、その円筒面と各カム面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間にころを配し、各ころを両部材間に配した保持器のポケットに一つずつ収容して両部材と係合離脱可能に保持し、この保持器を入力側部材にセンタリングばねを介して連結し、保持器と係合した状態で固定部材の円筒部と摺動する摺動ばねを組み込んだものである。
【０００６】
そして、入力側部材に入力トルクが加えられたときには、入力側部材と摺動ばねの摺動抵抗を受ける保持器との間でセンタリングばねが弾性変形して、入力側部材と保持器の回転位相差が生じることにより、保持器に保持されたころが相対的に楔形空間の狭小側へ移動して入力側部材および出力側部材と係合し、入力側部材の回転が出力側部材に伝達される一方、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときは、ころが保持器によって入力側部材および出力側部材から離脱した状態で保持され、出力側部材の回転が入力側部材に伝達されないようになっている。
【０００７】
ところが、上記のような構造の逆入力防止クラッチでは、入力側から出力側への回転伝達中にトルクの入力が中断されたときには、ころが入力側部材のカム面および出力側部材の円筒面に押し付けられた状態で停止する。このため、停止前の入力トルクと同じ方向に逆入力トルクが加えられた場合は、ころが出力側部材との摩擦力により楔形空間の広大側へ移動して出力側部材が空転するが、逆方向の逆入力トルクが加えられると、出力側部材の回転開始時に断続的にころが入力側部材および出力側部材と係合することにより、出力側部材がスムーズに空転できず、入力側部材にわずかに回転が伝達されてしまう現象（以下、「引っ掛かり」と称する。）を生じることがある。このため、入力側部材停止後に出力側部材をスムーズに空転させるには、ころが楔形空間の広大側へ移動するように入力側部材を逆転させることが必要である。
【０００８】
従って、実際にこのような逆入力防止クラッチを電子写真機器の紙送り機構に組み込んだ場合、紙詰まりを生じたシート紙を紙送りの逆方向にも容易に引き抜けるようにするには、モータ停止後にモータをわずかに逆転させることが必要となり、モータ制御が複雑になる。
【０００９】
一方、逆入力トルクに対して出力側部材が空転するタイプの逆入力防止クラッチには、特許文献１に記載されたものと同様に入力側部材と出力側部材の間に楔形空間を形成し、この楔形空間に配するロック係合子としてボールを用い、このボールを入力側部材と固定部材とで挟み込んだ構造のものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
上記のようにロック係合子としてボールを用いた逆入力防止クラッチでは、入力トルクが加えられたときには、ボールが入力側部材との間で生じる回転位相差によって楔形空間の狭小側へ相対移動して入力側部材および出力側部材と係合することにより、入力側部材の回転が出力側部材に伝達されるので、特許文献１に記載されたような摺動ばねやセンタリングばねを必要としない。そして、摺動ばねがないため、入力側部材停止後にはボールを入力側部材のカム面および出力側部材の円筒面に押し付ける力がなくなり、特別な操作をしなくても出力側部材を回転方向の両方にスムーズに空転させることができる。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献２に記載された逆入力防止クラッチは、入力側部材の外周面にカム面を設け、出力側部材の内周面を円筒面として楔形空間を形成しているので、出力側に配される回転体（例えば、前記電子写真機器の紙送りローラ）を駆動するには、この回転体と出力側部材との間に別途、歯車、プーリ等の回転伝達手段を設ける必要がある。このため、構成部品が増え、製造コストやメンテナンス性の面で不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３９１４７７８号公報
【特許文献２】特許第３９１１２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、出力側部材をスムーズに空転させることができ、かつ構成部品の少ない逆入力防止クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明の逆入力防止クラッチは、入力側部材の外輪に出力側部材の出力軸を通した状態で、前記入力側部材と出力側部材とを同一軸心のまわりに回転するように配し、前記出力軸の外周面に円筒面を形成し、前記外輪の内周面に前記出力軸の円筒面と径方向で対向するカム面を周方向に複数設けて、前記円筒面と各カム面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間に配したボールを、前記外輪の両側から前記入力側部材に設けたボール押圧部と固定部材とで挟み込んで、前記入力側部材に入力トルクが加えられたときには、入力側部材の回転にともなって転動するボールと外輪との間で回転位相差が生じ、各ボールが前記楔形空間の狭小側へ相対移動して外輪および出力軸と係合することにより、入力側部材の回転が出力側部材に伝達され、前記出力側部材に逆入力トルクが加えられたときは、出力側部材が空転して、出力側部材の回転が入力側部材に伝達されない構成を採用した。
【００１５】
すなわち、入力側部材と出力側部材との間に形成した楔形空間に配するロック係合子としてボールを用い、このボールを入力側部材と固定部材とで挟み込んだ構造とすることにより、入力側部材停止後に特別な操作をすることなく出力側部材を回転方向の両方にスムーズに空転させられるようにするとともに、前記楔形空間を入力側部材の外輪の内周カム面と出力側部材の出力軸の外周円筒面とで形成することにより、出力軸を出力側に配される回転体の駆動軸として、別途の回転伝達手段を必要とせずに回転体を駆動できるようにしたのである。
【００１６】
上記の構成において、前記入力側部材のボール押圧部を、入力側部材本体と別体に形成して入力側部材本体に軸方向移動可能に連結し、このボール押圧部を前記ボールに押し付ける方向に付勢する付勢部材を設ければ、入力トルクが加えられたときにボールをボール押圧部および固定部材と滑ることなく転動させて、速やかに回転伝達を行えるとともに、逆入力トルクが加えられたときにボールをボール押圧部と固定部材とで確実に拘束して、よりスムーズに出力側部材を空転させることができる。
【００１７】
前記固定部材を合成樹脂で形成し、前記ボールとの接触部に金属製ワッシャを組み込むようにすれば、固定部材を金属で形成してワッシャをなくす場合よりもトータルとしてコストの低減を図ることができる。
【００１８】
前記固定部材または前記入力側部材のボール押圧部に、前記出力軸の円筒面に沿って突出し、前記出力軸が組み込まれていない状態でのボールの脱落を防止する凸部を設けることにより、出力軸組み込み前のクラッチ半製品の運搬時にボールが脱落する不具合をなくすことができる。
【００１９】
また、前記出力側部材の出力軸を、電子写真機器の紙送りローラの駆動軸として用いれば、紙詰まりによって紙送りローラに挟まれたシート紙を、紙送りの順方向・逆方向のいずれの方向に引っ張っても容易に引き抜けるようにすることができる。従って、その場合には、本発明を紙詰まりの生じやすい箇所へ適用すれば、すなわち前記出力側部材の出力軸を隣り合うローラと送り速度が異なるローラの駆動軸として用いれば、特に効果が大きい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の逆入力防止クラッチは、上述したように、入力側部材の外輪の内周に設けたカム面と、出力側部材の出力軸の外周円筒面との間に楔形空間を形成して、この楔形空間に配するロック係合子としてボールを用い、このボールを外輪のボール押圧部と固定部材とで挟み込んだものであるから、入力側部材停止後に入力トルクと逆方向の逆入力トルクが加わっても、出力軸を回転方向の両方にスムーズに空転させることができ、かつ従来の別途の回転伝達手段を必要とするものに比べて、構成部品が少なく、製造コストやメンテナンス性の面で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態の逆入力防止クラッチの正面断面図
【図２】図１のII−II線断面図
【図３】図２に対応して図１のクラッチの動作を説明する断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この逆入力防止クラッチは、図１に示すように、筒状の入力軸１と外輪２と入力歯車３とからなる入力側部材４と、入力軸１および外輪２に通される出力軸５を有する出力側部材６と、円筒部７ａ外周に板状取付部７ｂが一体成形されたハウジング７とその出力側に嵌め込まれる押え蓋８とからなる固定部材９と、外輪２と出力軸５と押え蓋８の間に配される複数のボール１０とで基本的に構成されている。そして、その出力軸５は、電子写真機器の紙送りローラのうち、隣り合うローラと送り速度が異なるローラの駆動軸として用いられる。
【００２３】
前記入力側部材４は、一端にフランジ部１ａを有する入力軸１と、一端に円板状のボール押圧部２ａを有する外輪２と、入力歯車３とが別体に形成されている。その入力歯車３は、入力軸１の小径部の外周に一体回転可能に嵌め込まれて、入力軸１とともに入力側部材本体を形成している。また、入力軸１のフランジ部１ａと外輪２のボール押圧部２ａとの対向面には互いに嵌合する凹凸が形成され、この凹凸を嵌め合わせることにより、外輪２が入力軸１と一体回転可能かつ軸方向移動可能に連結されている。
【００２４】
一方、前記出力軸５は、入力軸１、外輪２のボール押圧部２ａ、押え蓋８のそれぞれの内周面に回転自在に支持されており、これにより入力側部材４と出力側部材６とが同一軸心のまわりに回転するようになっている。
【００２５】
また、入力側部材４は、その入力軸１と外輪２のボール押圧部２ａの間に、ボール押圧部２ａをボール１０に押し付ける方向に付勢する付勢部材としての圧縮コイルばね１１が設けられている。これにより、ボール押圧部２ａと押え蓋８とに挟み込まれたボール１０が、その両側の部材と滑ることなく転動するようになっている。そして、入力軸１のフランジ部１ａとハウジング７の円筒部７ａ内周に一体成形された蓋部７ｃとの間には複数の小径ボール１２が配され、コイルばね１１がボール押圧部２ａを介してボール１０を押え蓋８に押し付ける力の反力を受けるようになっている。これにより、入力軸１は各小径ボール１２を介してハウジング７に回転自在に支持されるので、ハウジング７と摺動する場合に比べて滑らかに回転することができる。
【００２６】
ここで、前記固定部材９は、そのハウジング７および押え蓋８がいずれも合成樹脂で形成されており、押え蓋８のボール１０との接触面およびハウジング蓋部７ｃの小径ボール１２との接触面には、それぞれ摩耗防止のために金属製ワッシャ１３、１４が組み込まれている。このように固定部材９を合成樹脂で形成して金属製ワッシャ１３、１４を組み込むことにより、固定部材９全体を金属で形成するよりもトータルのコストを低く抑えることができる。なお、入力軸１のフランジ部１ａの小径ボール１２との接触面にも、同様に金属製ワッシャ１５が組み込まれている。
【００２７】
また、押え蓋８の内周縁部には、出力軸５の円筒面に沿ってボール１０側へ突出する凸部８ａが全周にわたって設けられている。この凸部８ａの先端から外輪２のボール押圧部２ａまでの寸法はボール１０の直径よりも小さく設定され、出力軸５が組み込まれていない状態でのボール１０の脱落が防止されるようになっている。これにより、このクラッチの出力軸５組み込み前の半製品の運搬時にボール１０が脱落する不具合をなくすことができる。なお、このボール脱落防止用の凸部は、外輪２のボール押圧部２ａ側に設けてもよい。
【００２８】
図２に示すように、出力軸５の外周円筒面と径方向で対向する外輪２の内周面には、互いに逆向きのカム面２ｂ、２ｃが周方向に交互に設けられ、出力軸５円筒面とこれらのカム面２ｂ、２ｃとの間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間が複数形成されている。そして、外輪２と出力軸５の間でボール１０が楔形空間の中央部にあるときには、ボール１０が外輪２および出力軸５から離脱した状態で保持されるようになっている。
【００２９】
次に、この逆入力防止クラッチの動作について説明する。図３は、入力軸１に入力歯車３から図面上で右回りの入力トルクが加えられたときの状態を示す。入力トルクが加えられると、入力軸１と外輪２とが一体に回転し、ボール１０が外輪２のボール押圧部２ａと押え蓋８との間を転がりながら外輪２と同じ方向に公転する。ここで、ボール１０の公転速度は外輪２の回転速度よりも遅いので、ボール１０は外輪２との間で回転位相差を生じ、相対的に外輪２のカム面２ｂ（入力トルクが左回りの場合は２ｃ）と出力軸５円筒面の間に形成された楔形空間の狭小側へ移動する。その結果、ボール１０が外輪２および出力軸５と係合し、入力軸１および外輪２の回転がボール１０を介して出力軸５すなわち紙送りローラの駆動軸に伝達される。左回りの入力トルクが加えられたときも、同様にして入力側からローラ駆動軸への回転伝達が行われる。
【００３０】
そして、上記のトルク入力が中断されてクラッチ全体が停止した後、出力軸５に逆入力トルクが加えられたときには、ボール１０を外輪２のカム面２ｂ（または２ｃ）および出力軸５円筒面に押し付ける力がなくなるうえ、ボール１０が外輪２のボール押圧部２ａと押え蓋８とで拘束されているため、逆入力トルクの方向が停止前の入力トルクと逆方向であっても、ボール１０は外輪２および出力軸５との係合を生じることはなく、出力軸５がスムーズに空転して、外輪２および入力軸１には回転が伝達されない。同様に、逆入力トルクの方向が停止前の入力トルクと同じ場合も、入力側には回転が伝達されない。
【００３１】
上述したように、この逆入力防止クラッチは、入力側部材４の外輪２と出力側部材６の出力軸５との間に形成した楔形空間に配するロック係合子としてボール１０を用い、このボール１０を外輪２のボール押圧部２ａと固定部材９の押え蓋８とで挟み込んだ構造としたので、入力側部材停止後に入力側部材４をわずかに逆転させるような特別な操作をしなくても、出力軸５すなわち紙送りローラの駆動軸を回転方向の両方にスムーズに空転させることができる。従って、電子写真機器に紙詰まりが生じたときに、紙送りローラに挟まれたシート紙を紙送りの順方向・逆方向のいずれの方向に引っ張っても、シート紙を容易に引き抜くことができる。
【００３２】
また、前記楔形空間を外輪２の内周のカム面２ｂ、２ｃと出力軸５の外周円筒面とで形成し、出力軸５を直接紙送りローラの駆動軸とできるようにしたので、従来のように別途の回転伝達手段を必要とする場合に比べて、構成部品が少なく、製造コストやメンテナンス性の面で有利である。
【符号の説明】
【００３３】
１  入力軸
２  外輪
２ａ  ボール押圧部
２ｂ、２ｃ  カム面
３  入力歯車
４  入力側部材
５  出力軸
６  出力側部材
７  ハウジング
８  押え蓋
８ａ  凸部
９  固定部材
１０  ボール
１１  圧縮コイルばね
１２  小径ボール
１３、１４、１５  金属製ワッシャ
【図１】
2010169177.tif 000003
【図２】
2010169177.tif 000004
【図３】
2010169177.tif 000005