JP2006250176A - 逆入力遮断クラッチ及びそれを用いた回転機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動側部材に回転駆動力が加わっていない状態では、従動側部材は空転して従動側から駆動側に力が伝達されない逆入力遮断クラッチを提供すること。
【解決手段】 従動側からの駆動力は駆動側に伝達されない逆入力遮断クラッチにおいて、従動側部材と、その従動側部材の外側に位置して同心状に配置される駆動側部材と、前記従動側部材と前記駆動側部材との間の空隙に配置されるコイルバネと、前記駆動側部材の外側に同心状に配置されるトルクリミッタとを備え、前記駆動側部材は所定幅で切欠された遊嵌切欠部を有し、前記コイルバネは、前記駆動側部材に係合された一端と、前記駆動側部材の前記遊嵌切欠部を通して前記トルクリミッタに係合する他端とを有し、前記駆動側部材に回転駆動力が加えられないときには前記コイルバネが緩むことによって、前記従動側部材が空転する逆入力遮断クラッチ。

【選択図】 図１

Description

この発明は、駆動側からの双方向の駆動力が従動側に伝達され、従動側からの回転力は駆動側に伝達されないクラッチ、特に従動側に加えられる回転力に対しては従動側部材が空転する逆入力遮断クラッチに関する。

駆動側からの双方向の駆動力が従動側に伝達され、従動側からの回転力は駆動側に伝達されない逆入力遮断クラッチは既にいろいろ提案されている。例えば、駆動側からの双方向の駆動力が従動側に伝達され、従動側からの外力は駆動側に伝達されない逆入力遮断クラッチの例として、出力軸となる従動側部材に回転力が与えられると、従動側部材がロックされる機構を有し、そのロックによって従動側部材が回転できなくなり、従動側からの回転力は駆動側に伝達されない逆入力遮断クラッチ（例えば、特許文献１、２参照）が提案され、実用化もされている。しかし、かかる逆入力遮断クラッチは駆動側、つまり入力側の入力が遮断され、その状態で従動側、つまり出力側に駆動力が加わると、従動側部材がロックされて回転しないので、用途によっては使用できない場合があり、従動側部材だけが空転して欲しい場合もある。

従動側、つまり出力側に回転力が加えられると、従動側部材がロックされずに空転する逆入力遮断クラッチも既に提案されている（例えば、特許文献３参照）。具体的な構造は特許文献３に詳しく記載されているので、説明をしないが、その入力遮断クラッチは複数の山部と谷部とを有する駆動軸、径の違う部分を有する従動軸、板バネ、スペーサ、コロなどからなり、構造が複雑で小型・軽量化し難い構造であり、低価格化などが難しいといった問題がある。
特開２０００−１９９５３２公報 特開２００３−０３４３６１公報 特開平１０−０３７９８５号公報

本発明は、上述のような従来の課題を解決することを目的とし、入力側である駆動側部材に回転駆動力が加えられていない状態では、出力側である従動側部材が空転して従動側から駆動側に回転力が伝達されずに、従動側部材が容易に回転できる入力遮断クラッチを提供する。しかも簡単で小型化し易く、低コスト化が可能な構造を提供する。

第１の発明は、前記課題を解決するため、伝達されない逆入力遮断クラッチにおいて、出力側部材となる従動側部材と、その従動側部材の外側に位置して同心状に配置される入力側部材となる駆動側部材と、前記従動側部材と前記駆動側部材との間の空隙に配置されるコイルバネと、前記駆動側部材の外側に位置して同心状に配置される内輪部材と外輪部材とを備えるトルクリミッタとを備え、前記駆動側部材は所定のラジアル幅で切欠された遊嵌切欠部を有し、前記コイルバネは、前記駆動側部材に係合された一端と、前記駆動側部材の前記遊嵌切欠部を通して前記トルクリミッタの前記内輪部材に係合する他端とを有し、前記駆動側部材に回転駆動力が加えられないときには前記コイルバネが緩むことによって、前記従動側部材に回転駆動力が加えられるときには前記従動側部材が空転することを特徴とする逆入力遮断クラッチを提供する。

第２の発明は、前記第１の発明において、前記コイルバネは、互いに逆方向に巻かれた２個以上のコイルバネ、又は１ターン前後の１個以上のコイルバネ、あるいは一方向に巻かれた１個以上のコイルバネからなることを特徴とする逆入力遮断クラッチを提供する。

第３の発明は、前記第１の発明又は前記第２の発明において、前記トルクリミッタは、前記内輪部材と前記外輪部材の他に、前記内輪部材と前記外輪部材との間に設けられた第２のコイルバネを有し、前記外輪部材は、所定のラジアル幅で切欠された遊嵌溝を有し、前記第２のコイルバネの両端は、前記外輪部材の前記遊嵌溝に遊嵌されていることを特徴とする逆入力遮断クラッチを提供する。

第４の発明は、前記第１の発明又は前記第２の発明において、前記トルクリミッタの前記内輪部材と前記外輪部材との間の初期回転トルクは、前記駆動部材と前記トルクリミッタの前記内輪部材との間の回転トルクよりも大きいことを特徴とする逆入力遮断クラッチを提供する。

第５の発明は、前記第１の発明ないし前記第４の発明のいずれかに記載された逆入力遮断クラッチの前記駆動側部材を回転駆動機構に結合し、前記従動側部材を被回転部材に結合し、該被回転部材に外力が加わるときには前記回転駆動機構が遮断され、前記従動側部材が空転状態になることを特徴とする回転機構を提供する。

前記第１の発明によれば、駆動側、つまり入力側に回転駆動力が加えられていない状態では、従動側、つまり出力側は空転して従動側から駆動側に力が伝達されずに、従動側が容易に回転できる入力遮断クラッチを提供することができる。

前記第２の発明によれば、駆動側部材に加えられる回転駆動力がいずれの方向でも、あるいは決められた一方の方向であっても、その回転駆動力をそのまま従動側部材に伝達することができ、しかし従動側部材に加えられる回転力がいずれであっても空転して、駆動側部材に伝達されない簡単な構造の入力遮断クラッチを提供することができる。

前記第３の発明によれば、駆動側、つまり入力側に回転駆動力が加えられていない状態では、従動側、つまり出力側は空転して従動側から駆動側に力が伝達されずに、従動側が容易に回転できる、小型軽量化が可能で低コストの入力遮断クラッチの構造を提供することができる。

前記第４の発明によれば、駆動側部材に加えられる回転駆動力がいずれの方向でも、あるいは決められた一方の方向であっても、その回転駆動力を確実に従動側部材に伝達することができ、しかも従動側部材に加えられる回転力がいずれであっても空転して、駆動側部材に伝達されない動作の確実な入力遮断クラッチを提供することができる。

前記第５の発明によれば、駆動側、つまり入力側に回転駆動力が加えられていない状態では、従動側、つまり出力側は空転して従動側から駆動側に力が伝達されずに、従動側が容易に回転できる紙送り機構又は自動扉などの回転機構を提供することができる。

[実施形態１]
本発明に係る実施形態１の第１の逆入力遮断クラッチ１００について、図１〜図５によって説明する。この第１の逆入力遮断クラッチ１００は、入力側部材、つまり駆動側部材が双方向に回転する場合に有効な双方向の逆入力遮断クラッチである。図１は逆入力遮断クラッチ１００の側面を断面的に示した説明図であり、図２は逆入力遮断クラッチ１００の空転状態を説明するために正面を断面的に示した図、図３は逆入力遮断クラッチ１００の伝達状態１を説明するために正面を断面的に示した図、図４は逆入力遮断クラッチ１００の伝達状態２を説明するために正面を断面的に示した図、図５は逆入力遮断クラッチ１００の駆動側部材の一例を示す図である。

出力側部材である円柱状の従動側部材１は逆入力遮断クラッチ１００の中心に位置し、入力側部材である駆動側部材２は従動側部材１の中心軸線３と合致する中心軸線を有する。従動側部材１は、図示しない紙送り機構または自動扉その他種々の回転機構に結合される。駆動側部材２は、図５に示すように、従動側部材１の延長線上を延びる軸部２Ａと軸部２Ａの先端から延びる円筒状部２Ｂとからなる。軸部２Ａは不図示の駆動モータ又はモータ軸に結合される。従動側部材１と円筒状部２Ｂとは同心円状に配置され、円筒状部２Ｂの内壁面と従動側部材１の外表面との間には間隙があり、その間隙に一対のコイルバネ４、５が配置される。この実施形態では、コイルバネ４、５は同一の機械特性、トルク特性を有する逆向きに巻かれたコイルバネである。コイルバネ４、５に巻き方向の回転駆動力が加えられていない状態では、コイルバネ４、５の内面は従動側部材１の外表面に接触するか接触しない程度であり、強く締付ける状態にはないのが、従動側部材１に加えられる外力が入力側部材である駆動側部材２に伝達されない面からは好ましい。この場合には、自然の状態ではコイルバネ４、５の内径は、その反発力で従動側部材１の直径以上にあり、コイルバネ４、５は大きな弾性力、つまり反発力を呈する線材からなる。しかしながら、従動側部材１に加えられる外力が入力側部材である駆動側部材２に伝達されても実質的に駆動側部材２に結合される駆動装置（不図示）に悪影響を与えない程度の大きさならば、実際上、支障を生じない。したがって、駆動側部材２側に実質的に悪影響を与えない程度の出力が伝達されても良い場合には、自然の状態でコイルバネ４、５の内径が従動側部材１の直径よりも幾分小さく、軽く締付けていてもよい。

コイルバネ４、５はそれぞれ一端に短いフック４Ａ、５Ａを有すると共に、他端にそれよりも長いフック４Ｂ、５Ｂを有する（図１）。駆動側部材２は、コイルバネ４、５のフック４Ａ、５Ａが係止する１条の係止用溝２Ｂａを内側に沿って備えると共に、長いフック４Ｂ、５Ｂが放射方向に延びるための遊嵌切欠部２Ｂｂを１箇所備える。したがって、正面から見たとき（図２〜図４）、コイルバネ４、５は互いに逆まきでありながら、従動側部材１に装着したときに、短いフック４Ａと５Ｂとが重なり、長いフック４Ｂと５Ｂとが重なり、手前に位置するコイルバネ４とそのフック４Ａとフック４Ｂとだけが見える。駆動側部材２の係止用溝２Ｂａは、図１において右方向からコイルバネ４、５を従動側部材１に装着して左方向に押し込んだときにフック４Ａと５Ｂができるだけ遊ばないように係止できる溝となっている。同様に、図５に示すように、駆動側部材２の円筒状部２Ｂは、図１において右方向からコイルバネ４、５を従動側部材１に装着して、長いフック４Ｂ、５Ｂがラジアル方向に遊嵌できる幅と奥行きとを有する遊嵌切欠部２Ｂｂを備えている。遊嵌切欠部２Ｂｂの幅Ｗ１は、狭すぎると、駆動側部材２が回転するときにコイルバネ４又は５が従動側部材１を締付ける締付け力、つまり回転トルクを制限するので、適当な大きさに設定されていなければならない。

駆動側部材２の円筒状部２Ｂの外面には、トルクリミッタ６の円筒状の内輪部材７が当接しており、駆動側部材２がどちらの方向にも回転できるように支承している。駆動側部材２が回転するときには、駆動側部材２の外面とトルクリミッタ６の内輪部材７の内面との間には滑り摩擦が生じるから、それらの間にはグリースのような潤滑剤を塗布するなどしてその滑り摩擦を小さくするのが好ましい。さらに、必要に応じて駆動側部材２とトルクリミッタ６の内輪部材７との間を転がり構造としても良い。この場合には、通常の転がりベアリングと同様に、駆動側部材２を内輪とし、トルクリミッタ６の内輪部材７を外輪として、駆動側部材２とトルクリミッタ６の内輪部材７との間に保持器（図示せず）と３個以上のボール又はローラ（図示せず）を設ける構造、又はトルクリミッタ６の内輪部材７の内面側に図示しない３個以上のポケットを設け、それらポケットにボール又はローラ（図示せず）を設ける構造などであってもよい。

トルクリミッタ６の内輪部材７には、駆動側部材２の遊嵌切欠部２Ｂｂを通して延びるコイルバネ４のフック４Ｂとコイルバネ５のフック５Ｂが係止される１条の係止用溝７Ａが形成されている。係止用溝７Ａは、トルクリミッタ６の内輪部材７の一端側から他端側へ内面に沿って延び、フック４Ｂとフック５Ｂとを比較的容易に係止用溝７Ａ内に係止でき、かつ最大回転トルクに対してもフック４Ｂとフック５Ｂとが外れず、遊びができるだけ小さくなるように形成されている。トルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との間にはコイルバネ９が備えられ、これら内輪部材７と外輪部材８とコイルバネ９とでトルクリミッタ６を構成している。ここで、区別するために、コイルバネ４、５を第１のコイルバネと言い、コイルバネ９を第２のコイルバネと称する。

第２のコイルバネ９は、トルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との間に回転力が加わらない状態では、その弾性力で内輪部材７に巻きついて、内輪部材７と外輪部材８との間に所定の大きさの回転トルクが発生するような摩擦力を内輪部材７との間に生じる。つまり、第２のコイルバネ９の内径は外輪部材８の外径よりも小さくなっている。第２のコイルバネ９は両端にフック９Ａ、９Ｂを有する。フック９Ａ、９Ｂは、フック４Ｂと５Ｂと同様なもので、第２のコイルバネ９の巻回方向に対して所定の角度、例えば９０°程度の角度で放射外方向に立ち上がっている所定長さのものである。トルクリミッタ６の外輪部材８は、第２のコイルバネ９のフック９Ａ、９Ｂを遊嵌する所定幅Ｗ２の二つの遊嵌溝８Ａ、８Ｂを有する。内輪部材７がいずれの方向に回転しても、第２のコイルバネ９が緩んだり、内輪部材７を締付ける力が弱まるように、遊嵌溝８Ａと８Ｂとはフック９Ａ又は９Ｂが遊嵌溝８Ａ又は８Ｂ内で遊嵌できる幅Ｗ２を有する。

トルクリミッタ６の外輪部材８は、図示していない固定部材に固定されるものであり、外輪部材８の両端には一方の側壁部材１０と、他方の側壁部材１１とが圧入などによって固定されており、これら外輪部材８と側壁部材１０と側壁部材１１とはハウジングを構成する。従動側部材１と駆動側部材２の円筒状部２Ｂとの間には軸受１２が備えられ、従動側部材１と駆動側部材２の円筒状部２Ｂ、側壁部材１０との間には軸受１３が備えられており、また、駆動側部材２の軸部２Ａと側壁部材１１との間には軸受１４が備えられて、駆動側部材２の回転を容易にしている。これら軸受は、低コストの円環状の摩擦部材、あるいは滑り軸受、又は転がり軸受などであり、省略することもできる。

次に、第１の逆入力遮断クラッチ１００の動作について説明する。図に示すように、駆動側部材２に回転力が加わっていない状態では、コイルバネ４、５の内径は、その弾性力、つまり反発力によって従動側部材１の直径前後の径以上に戻っているので、コイルバネ４、５のいずれも従動側部材１をほとんど締付けておらず、従動側部材１に回転力が加わっても駆動側部材２にその回転力は実質的に伝達されない。この状態を、負荷が結合される出力軸である従動側部材１が空転状態にあるという。

図３に示すように、駆動側部材２に矢印方向ａの回転駆動力が加えられると、コイルバネ４、５のフック４Ａ、５Ａは駆動側部材２の係止用溝２Ｂａに係止されているので、駆動側部材２の動きと一緒に矢印方向ａに動くが、コイルバネ４、５のフック４Ｂ、５Ｂはトルクリミッタ６の内輪部材７に係止されているので、動かない。したがって、図３に示すように、駆動側部材２の遊嵌切欠部２Ｂｂの回転方向前端Ｘがコイルバネ４、５のフック４Ｂ、５Ｂに当接するまで、コイルバネ４、５のフック４Ａ、５Ａが駆動側部材２の動きと一緒に矢印方向ａに動くから、フック４Ａと４Ｂとの間隔、又はフック５Ａと５Ｂとの間隔は狭まる。これに伴い、駆動側部材２の回転駆動力の方向と同方向に巻かれたコイルバネ、ここではコイルバネ４はその内径が狭まり、つまり縮径することによって、先ずコイルバネ４が従動側部材１の外面を締付け始め、コイルバネ４と従動側部材１との間にはトルクが発生する。そのトルクは従動側部材１を駆動するのに必要な駆動力の大きさに比例する。あるいはコイルバネ４のフック４Ａが駆動側部材２の動きと一緒に矢印方向ａに動くことにより、駆動側部材２の遊嵌切欠部２Ｂｂの回転方向前端Ｘがコイルバネ４のフック４Ｂに当接する前に、コイルバネ４又は５が駆動側部材２を締め付け、コイルバネ４と駆動側部材２との間にトルクが発生する。このとき、駆動側部材２の回転駆動力の方向と逆方向に巻かれた他方のコイルバネ５は当然に緩むので、コイルバネ５は従動側部材１を締付けていない状態になる。コイルバネ５の働きもコイルバネ４と同様であるので説明を省略する。

駆動側部材２のこの僅かな回転は、駆動側部材２とトルクリミッタ６の内輪部材７との滑りで行われる。そして、駆動側部材２の遊嵌切欠部２Ｂｂを形成する回転方向前端Ｘがコイルバネ４のフック４Ｂに当接し、又はコイルバネ４と駆動側部材２との間にトルクが発生し、更に駆動側部材２と一緒にコイルバネ４が矢印方向ａに回転しようとしてコイルバネ４のフック４Ｂを矢印方向ｂに押す（図４）ことによって、その回転駆動力がトルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との初期回転トルクＴｔを越えた時点で、トルクリミッタ６の内輪部材７が外輪部材８に対して矢印方向ｂに回転を始める。初期には、第２のコイルバネ９はトルクリミッタ６の外輪部材８をそのコイルバネ特性で締付けているので、それらの間には摩擦力が働いており、第２のコイルバネ９のフック９Ａは動かないが、図４に示すように、フック９Ｂは外輪部材８の遊嵌溝８Ｂを矢印方向ｃに動き、第２のコイルバネ９を緩め、トルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との間の初期回転トルクＴｔは小さな回転トルクとなる。したがって、この状態では、駆動側部材２の回転駆動力のほとんどは従動側部材１に伝達され、その回転駆動力に比例する回転トルクが第１のコイルバネ４と従動側部材１との間に働き、従動側部材１は駆動側部材２と一緒に回転する。ここで、駆動側部材２とトルクリミッタ６の内輪部材７との間の回転トルクをＴｄとすると、回転トルクをＴｄはトルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との初期回転トルクＴｔよりも小さくなければならない。

次に、駆動側部材２の回転駆動力が除去され、ゼロになる過程で、第２のコイルバネ９はその弾性力によって、図２に示すようにフック９Ｂを元の位置に戻し、トルクリミッタ６の外輪部材８をその弾性力で締付ける。このとき同時に、第１のコイルバネ４はその弾性力によって、図示矢印方向ａとは逆方向に駆動側部材２を動かし、緩むことによって従動側部材１を空転状態にする（図1）。このように、駆動側部材２にかけられていた回転駆動力を取り去ることによって、逆入力遮断クラッチ１００は図２に示す空転状態に戻る。また、図示矢印方向ａとは逆方向の回転駆動力が駆動側部材２にかけられると、コイルバネ５が前述と同様に働き、駆動側部材２の回転駆動力は従動側部材１に伝達される。このとき、第２のコイルバネ９のフック９Ａが外輪部材８の遊嵌溝８Ａ内で自由に回転方向に動けるので、第２のコイルバネ９が締まりバネ状態になることは無く、回転駆動力の伝達状態ではトルクリミッタ６における回転トルクは小さい。

[実施形態２]
次に、図６と図７とを用いて本発明にかかる第２の実施形態である第２の逆入力遮断クラッチ２００について説明する。図６、図７において、図１ないし図５で用いた記号と同一の記号は同じ名称の部材を示すものとする。逆入力遮断クラッチ２００が第１の逆入力遮断クラッチ１００と異なる点はトルクリミッタ６にあるので、主にこの点について説明を行う。この実施形態２においても、実施形態１と同様に、駆動側部材２に回転駆動力が加えられない状態では、コイルバネ４はその弾性力によってその内径面が従動側部材１の外表面に軽く接触するか、接触しない状態にあり、コイルバネ４と従動側部材１との間には実質的に悪影響を生じる出力を入力側に伝達する大きさのトルクが発生しないので、従動側部材１に加えられる回転駆動力は実質的に駆動側部材２に伝達されない。

駆動側部材２に矢印方向ａの回転駆動力が印加されると、駆動側部材２の遊嵌切欠部２Ｂｂの回転方向前端Ｘがコイルバネ４のフック４Ｂに当接し、あるいは駆動側部材２の遊嵌切欠部２Ｂｂの回転方向前端Ｘがコイルバネ４のフック４Ｂに当接する前に、コイルバネ４が駆動側部材２を締め付け、コイルバネ４と駆動側部材２との間にトルクが発生する。そして、駆動側部材２と一緒にコイルバネ４が更に矢印方向ａに回転しようとしてコイルバネ４のフック４Ｂを矢印方向ａに押すことによって、その回転駆動力がトルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との回転トルクを越えた時点で、トルクリミッタ６の内輪部材７が外輪部材８に対して矢印方向ａに回転を始める。これに伴い、従動側部材１は駆動側部材２と内輪部材７と一緒に矢印方向ａに回転する。つまり、駆動側部材２の回転駆動力が従動側部材１に伝達される。しかし、この実施形態２では、駆動側部材２の回転駆動力がトルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との回転トルク以下の場合には、駆動側部材２の回転駆動力は従動側部材１に伝達されず、駆動側部材２の回転駆動力がトルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との回転トルクよりも大きな場合にのみ、入力側の回転駆動力が従動側部材１に伝達される。

この実施形態２でも、駆動側部材２とトルクリミッタ６の内輪部材７との間の回転トルクをＴｄとすると、回転トルクをＴｄはできるだけ小さい方が好ましく、そしてトルクリミッタ６の内輪部材７と外輪部材８との回転トルクＴｔ’は回転トルクをＴｄよりも大きくなるように設定されていなければならない。このように設定されていることによって、駆動側部材２に回転駆動力が加えられた瞬間に駆動側部材２がトルクリミッタ６の内輪部材７に対して回転し、コイルバネ４が従動側部材１を締付けることができるからである。駆動側部材２の回転駆動力が除去されほぼゼロになると、コイルバネ４の反発力によって駆動側部材２が矢印方向ａとは逆方向に回転し、コイルバネ４の内径は広がるために従動側部材１は空転状態になる。したがって、この実施形態２でも、駆動側部材２に駆動力が加えられていないときには、出力軸である従動側部材１に加えられた駆動力は入力軸である駆動側部材２に実質的に伝達されない。

以上述べた実施形態では、駆動側部材２に加えられる回転駆動力がいずれの方向にも対応できる逆入力遮断クラッチについて説明したが、駆動側部材２に加えられる回転駆動力が一方向だけの場合には、前記実施形態１、２においてコイルバネは一方向に巻かれたものだけでよい。この場合にも、従動側部材１回転駆動力がかけられていないときには、コイルバネの反発力で従動側部材１を締付けないので、従動側部材１は空転可能な状態にあり、従動側部材１に加えられるいずれの方向の回転力も従動側部材１に実質的に伝達されることは無い。

次に、第１の逆入力遮断クラッチ１００を用いた回転機構、例えば複写機などにおける紙送り機構について説明する。図示しないが、一般に紙送り用ローラは伝達軸やギヤなどを介して駆動用モータに機械的に結合されており、駆動モータが回転するのに伴って紙送り用ローラが回転することにより、紙を送る。今、駆動用モータと紙送り用ローラとの間に第１の逆入力遮断クラッチ１００を設け、駆動用モータを駆動側部材２の軸部２Ａに結合し、紙送り用ローラを回転させるギヤを従動側部材１に固定したとする。この状態で、駆動用モータが回転すると、駆動側部材２が回転することによって前述したように従動側部材１が回転し、ギヤなどが回転して紙送り用ローラを回転させ、紙を送る。他方、紙を送っている最中に紙詰まりが生じ、駆動用モータを停止したとすると、駆動部材１から回転駆動力が除去されるから、前述したように、第１のコイルバネ４がその反発力で緩み、従動側部材１を事実上開放する。したがって、紙送り用ローラをいずれの方向に回転させても駆動側部材２にその回転が伝達されることは無く、また、僅かな力でいずれの方向にも紙送りローラを回転させることができ、駆動用モータに悪影響を与えることなく、容易に詰まった紙を除去することができる。

また、自動ドア装置などの回転機構に本発明にかかる逆入力遮断クラッチを用いても次のような効果がある。図示しないが、駆動用モータとドアとの間の伝達軸やギヤなどの間に本発明にかかる逆入力遮断クラッチを設け、その駆動側部材２に駆動用モータ側を結合し、従動側部材１側に扉側を結合する。自動でドアを開閉する場合には、駆動用モータが正方向に回転するときに、ドアが開き、駆動用モータが逆回転するときにドアが閉じる。手動に切り替えるときには、駆動用モータの不図示の電源スイッチを切断すると、駆動用モータに回転駆動力が発生せず、駆動側部材２に回転駆動力がゼロであるので、第１のコイルバネ４がその反発力で緩み、従動側部材１を開放する。したがって、ドアを最小の力で楽に開閉することができる。特に、ドアにある大きさ以上の外力が加わったときに自動的に駆動用モータの電源スイッチを遮断するセンサ機構を備えておくことによって、安全性の高い回転ドアなどの自動ドアを実現することができる。その他にも本発明に係る逆入力遮断クラッチを用いた回転機構は種々のものが考えられるが、逆入力遮断クラッチは同様な動作を行うので、説明するのを省略する。

前述した第１の逆入力遮断クラッチ１００における第２のコイルバネ９は、特開平９−１１２５６８号公報に記載されているようなフック９Ａからフック９Ｂまでの１ターン未満のコイルバネを必要個数、並設したものから構成されてもよい。また、第２のコイルバネは１ターン強であって、クロスしてフック９Ａとフック９Ｂとが一つの遊嵌溝８Ａ又は８Ｂに遊嵌されていてもよい。この場合には、トルクリミッタ６の外輪部材８に遊嵌溝を一つ形成するだけでよい。この場合も、設定回転トルクを得ることができる個数のコイルバネを並設すれば良い。また、第１、第２の逆入力遮断クラッチ１００、２００における第１のコイルバネ４についても第２のコイルバネ９と同様であり、フック４Ａからフック４Ｂまでの１ターン未満のコイルバネを必要個数並設したものであってもよい。

ただしこの場合には、駆動側部材２に回転駆動力が加わっていないとき、図２において長い方のフック４Ｂは遊嵌切欠部２Ｂｂのほぼ中間にあるのが好ましく、遊嵌切欠部２Ｂｂの両方の端面（一方はＸ）とフック４Ｂとの間隙がコイルバネ４を締付けることができる距離以上あるように、遊嵌切欠部２Ｂｂの幅を設定しなければならない。さらにまた、コイルバネ５に相当する逆方向用のコイルバネとしては、その長いフックを遊嵌切欠部２Ｂｂを通してフック４Ｂと同じ係止用溝に係止させる場合には、駆動側部材２におけるフック４Ａとは左右対称の位置に係止用溝(図示せず)を設けて、その係止用溝にフック５Ｂに相当するフックを係止する必要がある。

また、ほぼ１ターンの第１のコイルバネ４のフック４Ａも駆動側部材２の遊嵌切欠部２Ｂｂに遊嵌させ、駆動側部材２の回転に伴って遊嵌切欠部２Ｂｂを形成する前端面Ｘでフック４Ａを回転方向に動かして、第１のコイルバネ４で従動側部材１を締付けてもよい。複数ターンのコイルバネであっても同様であるが、遊嵌切欠部２Ｂｂを前記実施形態よりも広げる必要が生じる場合がある。なおこの場合には、駆動側部材２に係止用溝２Ｂａを備えなくとも良い。コイルバネとしてこのように１ターン程度のものを用いた場合には、コイルバネの個数を調整するだけで、必要なトルクを得ることができ、また、トルク値にかかわらず同じコイルバネを用いることができるので、標準化がより進みコストダウンに寄与する。

発明に係る実施形態１の逆入力遮断クラッチ１００を説明するための側面から見た断面的な図面である。 発明に係る実施形態１の逆入力遮断クラッチ１００の動作を説明するための図面である。 発明に係る実施形態１の逆入力遮断クラッチ１００の動作を説明するための図面である。 発明に係る実施形態１の逆入力遮断クラッチ１００の動作を説明するための図面である。 発明に係る実施形態１の逆入力遮断クラッチ１００の駆動部材を説明するための図面である。 発明に係る実施形態１の逆入力遮断クラッチ２００の駆動部材を説明するための図面である。 発明に係る実施形態１の逆入力遮断クラッチ２００の駆動部材を説明するための図面である。

符号の説明

１・・・従動側部材
２・・・駆動側部材
２Ａ・・・駆動側部材２の軸部
２Ｂ・・・駆動側部材２の円筒状部
２Ｂａ・・・駆動側部材２の係止用溝
２Ｂｂ・・・駆動側部材２の遊嵌切欠部
３・・・従動側部材１と駆動側部材２との中心軸線
４、５・・・第１のコイルバネ
４Ａ、４Ｂ・・・コイルバネ４のフック
５Ａ、５Ｂ・・・コイルバネ５のフック
６・・・トルクリミッタ
７・・・トルクリミッタ６の内輪部材
７Ａ・・・内輪部材７に形成された係止用溝
８・・・トルクリミッタ６の外輪部材
８Ａ、８Ｂ・・・外輪部材８に形成された遊嵌溝
９・・・トルクリミッタ６の第２のコイルバネ
９Ａ、９Ｂ・・・第２のコイルバネ９のフック
１０、１１・・・側壁部
１２〜１４・・・軸受

Claims (5)

1. 駆動側からの双方向の回転駆動力が従動側に伝達され、従動側からの回転力は駆動側に伝達されない逆入力遮断クラッチにおいて、
   出力側部材となる従動側部材と、
   該従動側部材の外側に位置して同心状に配置される入力側部材となる駆動側部材と、
   前記従動側部材と前記駆動側部材との間の空隙に配置されるコイルバネと、
   前記駆動側部材の外側に位置して同心状に配置される内輪部材と外輪部材とを備えるトルクリミッタと、
   を備え、
   前記駆動側部材は所定のラジアル幅で切欠された遊嵌切欠部を有し、
   前記コイルバネは、前記駆動側部材に係合された一端と、前記駆動側部材の前記遊嵌切欠部を通して前記トルクリミッタの前記内輪部材に係合する他端とを有し、
   前記駆動側部材に回転駆動力が加えられないときには前記コイルバネが緩むことによって、前記従動側部材に回転駆動力が加えられるときには前記従動側部材が空転することを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
2. 請求項１において、
   前記コイルバネは、互いに逆方向に巻かれた２個以上のコイルバネ、又は１ターン前後の１個以上のコイルバネ、あるいは一方向に巻かれた１個以上のコイルバネからなることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記トルクリミッタは、前記内輪部材と前記外輪部材の他に、前記内輪部材と前記外輪部材との間に設けられた第２のコイルバネを有し、
   前記外輪部材は、所定のラジアル幅で切欠された遊嵌溝を有し、
   前記第２のコイルバネの両端は、前記外輪部材の前記遊嵌溝に遊嵌されていることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
4. 請求項１又は請求項２において、
   前記トルクリミッタの前記内輪部材と前記外輪部材との間の初期回転トルクは、前記駆動部材と前記トルクリミッタの前記内輪部材との間の回転トルクよりも大きいことを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載された逆入力遮断クラッチの前記駆動側部材を回転駆動機構に結合し、前記従動側部材を被回転部材に結合し、該被回転部材に外力が加わるときには前記回転駆動機構が遮断され、前記従動側部材が空転状態になることを特徴とする回転機構。
   

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