(57)【要約】【課題】フラッパの動作時に発生する高周波数の衝撃音の発生を防止すること。【解決手段】アクチュエータ２は、回動可能に枠体４に支持されたフラッパ３０と、フラッパ３０と枠体４との間に配設された引張コイルばね４０と、フラッパ３０を第１の位置に位置付ける第１のストッパ２２と、フラッパ３０を第２の位置に位置付ける第２のストッパ２４と、フラッパ３０を第１の位置から第２の位置まで回動させる駆動手段とを備えている。駆動手段は、一端及び他端が相互に絶縁状態で枠体４に保持されかつ、中間部がフラッパ３０の一部に連結された形状記憶合金製のワイヤ５０からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の位置と第２の位置との間を回動可能に枠体に支持されたフラッパと、フラッパと枠体との間に配設されかつ、フラッパを一方向へ回動するよう付勢するばね手段と、フラッパに相対的に当接してフラッパの該一方向への回動を阻止してフラッパを第１の位置に位置付けるよう枠体に設けられた第１のストップ手段と、フラッパをばね手段のばね力に抗して第１の位置から他方向へ回動させる駆動手段と、フラッパに相対的に当接してフラッパの該他方向への回動を阻止してフラッパを第２の位置に位置付けるよう枠体に設けられた第２のストップ手段とを備えたアクチュエータにおいて、
フラッパは合成樹脂から形成され、
駆動手段は、一端及び他端が相互に絶縁状態で枠体に保持されかつ、中間部がフラッパの一部に連結された形状記憶合金製のワイヤからなり、
該ワイヤが通電加熱されると記憶された長さに縮んで、フラッパは、ばね手段のばね力に抗して第１の位置から第２の位置まで回動させられ、
該ワイヤへの通電加熱が解除されると、該ワイヤがばね手段のばね力により記憶された長さよりも伸ばされて、フラッパは、第２の位置から第１の位置まで回動させられる、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
枠体は合成樹脂から形成され、第１のストップ手段は、枠体と一体に形成された第１のストッパを含み、第２のストップ手段は、枠体と一体に形成された第２のストッパを含み、第１のストッパ及びフラッパの、相互に当接される領域のいずれか一方にはパッドが配設され、第２のストッパ及びフラッパの、相互に当接される領域のいずれか一方にはパッドが配設され、パッドの各々は弾性材から形成される、請求項１記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラッパを引張コイルばねのばね力により第１のストッパに押圧して第１の位置に位置付け、フラッパを駆動手段により引張コイルばねのばね力に抗して回動させて第２のストッパに押圧して第２の位置に位置付ける形態のアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記形態のアクチュエータの典型例としては、駆動手段をソレノイドにより構成したものを挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。この形態のアクチュエータは、一般的に、第１の位置と第２の位置との間を回動可能に枠体に支持されたフラッパと、フラッパと枠体との間に配設されかつ、フラッパを一方向へ回動するよう付勢する引張コイルばねと、フラッパに相対的に当接してフラッパの該一方向への回動を阻止してフラッパを第１の位置に位置付けるよう枠体に設けられた第１のストッパと、フラッパを引張コイルばねのばね力に抗して第１の位置から他方向へ回動させるソレノイドと、フラッパに相対的に当接してフラッパの該他方向への回動を阻止してフラッパを第２の位置に位置付けるよう枠体に設けられた第２のストッパとを備えている。
【０００３】
枠体、ソレノイド、フラッパ、第１のストッパ及び第２のストッパは、それぞれ、金属から形成されている。ソレノイドがＯＦＦ（非通電）の状態において、フラッパは、引張コイルばねのばね力により第１のストッパに押圧されて第１の位置に位置付けられる。ソレノイドがＯＮ（通電）されると、フラッパが吸引され、引張コイルばねのばね力に抗して回動させられる。フラッパは、第２のストッパに押圧されて第２の位置に位置付けられる。ソレノイドがＯＦＦされると、フラッパは、引張コイルばねのばね力により逆方向に回動させられて、再び第１のストッパに押圧されて第１の位置に位置付けられる。
【０００４】
上記アクチュエータにおいて、枠体、フラッパ、ソレノイド、第１のストッパ及び第２のストッパは、それぞれ、金属から形成されているので、フラッパの動作時に高周波数の衝撃音（耳障りな金属音）を発生していた。このため、第１のストッパ及び第２のストッパの、フラッパが当接する領域に発泡ウレタンゴムなどの弾性材を貼着することにより、騒音の軽減を期待したが、ソレノイドを使用することに起因して、フラッパを金属（磁性体）から構成せざるをえないこともあって、十分な効果が得られなかった。
【特許文献１】特開２００３−２０２７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、フラッパの動作時に発生する高周波数の衝撃音の発生を防止することができる、新規なアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
第１の位置と第２の位置との間を回動可能に枠体に支持されたフラッパと、フラッパと枠体との間に配設されかつ、フラッパを一方向へ回動するよう付勢するばね手段と、フラッパに相対的に当接してフラッパの該一方向への回動を阻止してフラッパを第１の位置に位置付けるよう枠体に設けられた第１のストップ手段と、フラッパをばね手段のばね力に抗して第１の位置から他方向へ回動させる駆動手段と、フラッパに相対的に当接してフラッパの該他方向への回動を阻止してフラッパを第２の位置に位置付けるよう枠体に設けられた第２のストップ手段とを備えたアクチュエータにおいて、
フラッパは合成樹脂から形成され、
駆動手段は、一端及び他端が相互に絶縁状態で枠体に保持されかつ、中間部がフラッパの一部に連結された形状記憶合金製のワイヤからなり、
該ワイヤが通電加熱されると記憶された長さに縮んで、フラッパは、ばね手段のばね力に抗して第１の位置から第２の位置まで回動させられ、
該ワイヤへの通電加熱が解除されると、該ワイヤがばね手段のばね力により記憶された長さよりも伸ばされて、フラッパは、第２の位置から第１の位置まで回動させられる、
ことを特徴とするアクチュエータ、が提供される。
枠体は合成樹脂から形成され、第１のストップ手段は、枠体と一体に形成された第１のストッパを含み、第２のストップ手段は、枠体と一体に形成された第２のストッパを含み、第１のストッパ及びフラッパの、相互に当接される領域のいずれか一方にはパッドが配設され、第２のストッパ及びフラッパの、相互に当接される領域のいずれか一方にはパッドが配設され、パッドの各々は弾性材から形成される、ことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に従って構成されたアクチュエータの実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１及び図２を参照して、アクチュエータ２は、枠体４を備えている。適宜の合成樹脂から一体に形成することができる枠体４は、ほぼ矩形平板状の基壁６と、基壁６の両側から片面側に直立する一対の側壁８及び１０と、基壁６の両端から片面側に直立する一対の端壁１２及び１４とを備えている。側壁８及び１０と、端壁１２及び１４とは、ほぼ一定の厚さを有する板形状をなしかつ、各々の、基壁６の片面からの延び出し高さは、実質的に同じである。基壁６には、基壁６の一側（図１及び図２において左側）から一側外方に真っ直ぐに延び出す取付壁１６と、基壁６の一端（図１及び図２において上端）から一端外方に真っ直ぐに延び出す支持壁１８とが、それぞれ一体に配設されている。支持壁１８は、基壁６の一側と他側（図１及び図２において右側）間の中央から他側にわたるほぼ半分の領域に形成されている。端壁１２の、一側と他側間の中間領域には、延び出し先端から基壁６付近に至る切欠き１２Ａが形成されている。
【０００９】
支持壁１８の他側部には、支持壁１８から端壁１２（切欠き１２Ａに対し側壁１０側に位置する端壁１２）に沿って延在する支持軸２０が一体に形成されている。支持壁１８の延び出し方向の先端部であって、支持軸２０が形成された位置よりも一側寄りの領域には、支持壁１８から端壁１２の切欠き１２Ａの外側に間隔をおいて延び出す第１のストッパ２２が一体に形成されている。第１のストッパ２２は、ほぼ矩形の平板形状をなしている。側壁８の一端部（図１及び図２において上端部）には、側壁８から一側外方に延び出す第２のストッパ２４が一体に形成されている。第２のストッパ２４は、ほぼ矩形の平板形状をなしている。側壁１０の一端と他端との中間部には、側壁１０の外面から外方に延び出すばね係止部２６が一体に形成されている。
【００１０】
支持軸２０には、フラッパ３０が回動自在に支持されている。適宜の合成樹脂から一体に形成されるフラッパ３０は、細長い平板状の本体３１と、本体３１の一端部に形成された円筒状のボス３２と、本体３１の他端に形成された爪３３と、ボス３２と本体３１とに跨って形成されたフック３４と、ボス３２に形成されたばね係止部３５とを備えている。本体３１は、円筒状のボス３２の外周面から半径方向外方に直線状に延び出すように形成されている。爪３３は、本体３１の他端における片面から該片面に直角に延び出すよう形成されている。ばね係止部３５は、円筒状のボス３２の外周面から、本体３１に対し反対方向である半径方向外方に直線状に延び出すように形成され、先端が爪３３とほぼ同じ方向に折り曲げられている。フック３４の基部は、ボス３２の外周面の一部領域と、本体３１の他面（爪３３が延び出す片面と反対側の他面）とに跨って形成され、該基部から、本体３１の他面の外方にかつ、ほぼ本体３１の他端方向に延び出してから本体３１の他面に向って反転するような、ほぼ円弧形状をなしている。フック３４の基部以外の領域と、本体３１の他面との間には隙間が形成されている。
【００１１】
フラッパ３０は、ボス３２を介して支持軸２０に回動自可能に支持される。フラッパ３０の本体３１は、第１のストッパ２２と、第２のストッパ２４との間の位置を延在するよう位置付けられる。相互に対向する、フラッパ３０の本体３１の片面と、第１のストッパ２２の片面とは、相互に当接される領域であり、該領域のいずれか一方、実施形態において、フラッパ３０の本体３１の片面には、矩形の平板形状を有するパッド３６が装着（貼着）されている。相互に対向する、フラッパ３０の本体３１の片面と、第２のストッパ２４の片面とは、相互に当接される領域であり、該領域のいずれか一方、実施形態において、第２のストッパ２４の片面には、矩形の平板形状を有するパッド２８が装着（貼着）されている。パッド２８及び３６は、合成ゴム（例えば、発泡ウレタンゴム）などの弾性材からなる。フラッパ３０のばね係止部３５と、枠体４の側壁１０のばね係止部２６との間に、ばね手段である引張コイルばね４０が配設される。
【００１２】
枠体４内には、駆動手段である形状記憶合金製のワイヤ５０が配設されている。ワイヤ５０の一端及び他端は、相互に絶縁された状態で枠体４に保持され、中間部がフラッパ３０の一部であるフック３４に連結される。更に具体的に説明すると、枠体４の基壁６には、基壁６から直立する一対の直立壁６０及び６２が一体に形成されている。直立壁６０及び６２には、各々の平坦な先端面から直立する円柱状のボス６０Ｂ及び６２Ｂが一体に形成されている。ワイヤ５０の一端及び他端には、それぞれ、金属製の一端端子５２及び他端端子５４が連結されている。一端端子５２及び他端端子５４の中央部には、それぞれ取付穴が形成され、一端端子５２は、取付穴を介してボス６０Ｂに圧入されて保持され、他端端子５４は、取付穴を介してボス６２Ｂに圧入されて保持される。ワイヤ５０の中間部はフラッパ３０のフック３４に引っ掛けられて連結される。一端端子５２及び他端端子５４には、それぞれ電線５６及び５８の一端が連結されている。電線５６及び５８は、それぞれ、枠体４の端壁１４の先端から基壁６に向って延在するよう形成された保持スリット１４Ａ及び１４Ｂに挿入・保持されかつ、枠体４の外方に延び出している。電線５６及び５８の他端には、図示しない端子が配設され、それぞれ、図示しない電源の正電極と負電極とに接続できるよう構成されている。
【００１３】
枠体４の側壁８及び１０と、端壁１２及び１４の先端方向は、矩形状に開口されているが、該開口は、カバー４Ａ（図３参照）により離脱自在に覆われる。カバー４Ａも、適宜の合成樹脂から形成されている。
【００１４】
フラッパ３０は、引張コイルばね４０のばね力により、支持軸２０回りに一方向（図１及び図２において時計方向）へ回動するよう付勢される。フラッパ３０の本体３１の片面に配設されたパッド３６の表面は、第１のストップ手段を構成する第１のストッパ２２の片面に当接させられる。これにより、フラッパ３０の該一方向への回動が阻止され、フラッパ３０は第１の位置（図１及び図２に示される位置）に位置付けられる。ワイヤ５０の一端及び他端は、一端端子５２及び他端端子５４を介して、それぞれ、ボス６０Ｂ及び６２Ｂに保持されているので、フラッパ３０の該一方向への回動により、フック３４を介して中間部が引っ張られ、記憶された形状に対し伸ばされる。
【００１５】
電線５６及び５８の図示しない他端が、それぞれ、図示しない電源（例えば２４ＶＤＣ）の正電極及び負電極に接続されると、ワイヤ５０が通電加熱されて、記憶された長さに縮む（ワイヤ５０に流される電流は、例えば２００ｍＡ程度）。ワイヤ５０の縮小動作により、フラッパ３０は、フック３４を介して支持軸２０回りに引張コイルばね４０のばね力に抗して他方向（図１及び図２において反時計方向）に回動させられる。フラッパ３０の本体３１の他面は、第２のストップ手段を構成する第２のストッパ２４の片面に配設されたパッド２８の表面に当接させられる。これにより、フラッパ３０の該他方向への回動が阻止され、フラッパ３０は第２の位置（不図示）に位置付けられる。
【００１６】
ワイヤ５０への通電加熱が解除されると、ワイヤ５０は、引張コイルばね４０のばね力により、フラッパ３０のフック３４を介して作用する引っ張り力により、記憶された長さよりも伸ばされる。フラッパ３０は支持軸回りに該一方向へ回動させられる。第１のストッパ２２及びパッド３６は、フラッパ３０の該一方向への回動を阻止してフラッパ３０を再び第１の位置（図１及び図２に示される位置）に位置付ける。
【００１７】
本発明によるアクチュエータ２によれば、形状記憶合金製のワイヤ５０と電源との接続をＯＮ−ＯＦＦすることによるワイヤ５０の伸縮作用を利用して、フラッパ３０を第１の位置と第２の位置とに選択的に位置付けることができ、しかも、ソレノイドを使用しないので、フラッパ３０を合成樹脂で形成することができる。その結果、フラッパ３０の衝突音は、非常に小さく、しかも柔らかい音となり、フラッパ３０の動作時に発生する高周波数の衝撃音（耳障りな金属音）の発生を防止することができる。
【００１８】
枠体４が合成樹脂から形成され、第１のストップ手段が、枠体４と一体に形成された第１のストッパ２２を含み、第２のストップ手段が、枠体４と一体に形成された第２のストッパ２４を含み、第１のストッパ２２及びフラッパ３０の、相互に当接される領域のいずれか一方にはパッド３６が配設され、第２のストッパ２４及びフラッパ３０の、相互に当接される領域のいずれか一方にはパッド２８が配設され、パッド２８及び３６の各々が弾性材から形成されるよう構成された場合には、上記騒音の発生は、実用上、確実に軽減される。
【００１９】
本発明によるアクチュエータ２は、例えば、画像形成装置のピックアップローラの駆動制御に適用することができる。図３〜図５を参照して、それ自体は周知の構成を有するピックアップローラユニット１００は、駆動軸１０２と、駆動軸１０２の中央部に一体回転できるよう装着されたピックアップローラ１０４と、駆動軸１０２の一端部に相対回転自在に支持された入力ギヤ１０６と、駆動軸１０２に、入力ギヤ１０６に隣接して支持されたばねクラッチ１０８とを備えている。入力ギヤ１０６の駆動力は、ばねクラッチ１０８を介して駆動軸１０２に伝達される。ばねクラッチ１０８のスリーブ１０９の外周面には、複数の係止溝１０９Ａが形成されている。ピックアップローラユニット１００の駆動軸１０２は、図示しない画像形成装置本体に配設された一対の側板１１０に、支持ブラケット１１２を介して回転自在に支持されている（図４及び図５には、片方の側板１１０及び支持ブラケット１１２のみが図示されている）。ばねクラッチ１０８は、片方の側板１１０の外側に位置付けられる。なお、図４及び図５において、符号１１０Ａは、片方の側板１１０に形成された貫通穴である。
【００２０】
アクチュエータ２は、片方の側板１１０の外側であって、ばねクラッチ１０８のスリーブ１０９の半径方向外方位置に、取付壁１６を介して２個のボルト１１４（図４及び図５には、１個のボルト１１４のみが図示されている）により固着される。
【００２１】
アクチュエータ２のワイヤ５０が通電加熱されない状態において、アクチュエータ２のフラッパ３０は上記第１の位置に位置付けられ、フラッパ３０の爪３３は、ばねクラッチ１０８のスリーブ１０９における係止溝１０９Ａの一つに係止される（図３及び図４に図示されている状態）。図示しない電動モータにより入力ギヤ１０６に駆動力が伝達されても、ばねクラッチ１０８のスリーブ１０９がロックされているので、ばねクラッチ１０８は駆動力遮断の状態となり、駆動軸１０２、したがってピックアップローラ１０４へ駆動力は伝達されない。ピックアップローラ１０４は停止状態に維持される。
【００２２】
アクチュエータ２のワイヤ５０が通電加熱されると、アクチュエータ２のフラッパ３０は上記第１の位置から第２の位置まで回動させられ、フラッパ３０の爪３３は、ばねクラッチ１０８のスリーブ１０９における係止溝１０９Ａに対し、半径方向外方に離隔される（図５に示される状態）。ばねクラッチ１０８のスリーブ１０９のロックが解除されるので、ばねクラッチ１０８は駆動力接続の状態となり、電動モータにより入力ギヤ１０６に伝達された駆動力は、駆動軸１０２、したがってピックアップローラ１０４へ伝達される。ピックアップローラ１０４は回転駆動させられる。
【００２３】
アクチュエータ２のワイヤ５０への通電加熱が解除されると、アクチュエータ２のフラッパ３０は上記第２の位置から第１の位置まで回動させられ、フラッパ３０の爪３３は、ばねクラッチ１０８のスリーブ１０９における係止溝１０９Ａの一つに再び係止される。ばねクラッチ１０８は駆動力遮断の状態となり、ピックアップローラ１０４は停止させられる。
【００２４】
以上のとおりにして、本発明によるアクチュエータ２を利用して、画像形成装置のピックアップローラ１０４の駆動を制御することができる。ピックアップローラ１０４の駆動制御に際しては、先に述べた理由により、フラッパ３０の動作時に発生する高周波数の衝撃音（耳障りな金属音）の発生を防止することができるので、画像形成装置全体の騒音低減に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に従って構成されたアクチュエータの実施形態を、カバーを外した状態で示す斜視図である。
【図２】図１に示すアクチュエータを別の角度から見た斜視図である。
【図３】図１に示すアクチュエータを画像形成装置のピックアップローラの駆動制御に適用した状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示すピックアップローラとアクチュエータとが画像形成装置本体のフレームに装着された状態を示す側面図であって、ピックアップローラの軸方向に見た側面図である。
【図５】図４の他の作動態様を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
２：アクチュエータ
４：枠体
２２：第１のストッパ
２４：第２のストッパ
２６：ばね係止部
２８、３６：パッド
３０：フラッパ
４０：引張コイルばね
５０：形状記憶合金製のワイヤ
１００：ピックアップローラユニット
１０２：駆動軸
１０４：ピックアップローラ
１０６：入力ギヤ
１０８：ばねクラッチ
１０９：スリーブ
１０９Ａ：係止溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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