JP2008151232A - Reverse input cut-off unit with torque limiter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、事務機の給紙機構等において使用されるトルクリミッタ付き逆入力遮断ユニットに関するものである。 The present invention relates to a reverse input blocking unit with a torque limiter used in a paper feeding mechanism of an office machine.
逆入力遮断ユニットは、入力側から出力側へのトルクの伝達は可能であるが、その逆方向のトルクの伝達を遮断することによって、入力側に結合された駆動源に出力側(負荷側)から逆入力されるトルクの影響が及ぶことを回避するようにしたものである。 The reverse input cutoff unit can transmit torque from the input side to the output side, but by blocking the transmission of torque in the reverse direction, the drive source coupled to the input side is connected to the output side (load side) Thus, it is possible to avoid the influence of the torque input in reverse from.
このような逆入力遮断ユニットとして知られている従来の構造は、一般に、図9(a)から(c)に示したように、円筒状の固定部材1の内径側に入力回転部材2と出力回転部材3が相対回転可能に同軸状態に径方向に重ねて嵌合され、前記固定部材1の内径両端部において軸受4、4を介して出力回転部材3が回転自在に支持される。前記固定部材1と出力回転部材3との径方向の嵌合部分に両方向ロック型のころ式クラッチ5が介在される。
A conventional structure known as such a reverse input blocking unit generally has an
このクラッチ5は、固定部材1の内径面と出力回転部材3に形成されたカム面6及び保持器7の2本のアーム8とによって囲まれたころ収納ポケット9が形成される。各ポケットに一対のころ10が収納されるとともに、各ころ10間に付勢ばね11が介在され、各ころ10がポケット9の左右の狭小方向に離反する方向に付勢される。
The
前記入力回転部材2と出力回転部材3にこれらの径方向にピン12が貫通され、そのピン12に前記クラッチ5の保持器7が係合される。該ピン12は、出力回転部材3に対しては回転方向に伝達遅れすき間aをもって貫通する。前記入力回転部材2に入力軸、出力回転部材3に出力軸をそれぞれ差し込んで使用に供される。
A
前記入力回転部材2からの入力トルクによって保持器7が何れか一方向に回転されると、一方のころ8がポケット9の内側に移動してロックが解除され、さらにその保持器7の回転に時間遅れをもって回転する出力回転部材3の回転によって他方のころ10のロックも解除される。両方のころ10のロックが解除されることによりクラッチ5がフリーとなってトルクの伝達が行われる。逆に、出力回転部材3からの逆入力トルクは、いずれの回転方向であってもクラッチ5において一つのころ10がロックされるので入力回転部材2への伝達が遮断される(特許文献1)。
When the
前記の伝達遅れすき間aを設けているのは、ころ10のロック解除と、出力回転部材3の回転開始との間に時間遅れを持たせることにより、確実にロックを解除したのちに出力回転部材3の回転を開始させるようにするためである。しかし、保持器7のアーム8ところ10との間の遊びの大きさ、カム面6によって形成されるクサビ角の大きさ、付勢ばね11のばね力の大きさの如何等によっては前記すき間aが実質的にゼロである場合もあり得る。
前述した従来の逆入力遮断ユニットは、固定部材1が環状部材乃至円筒部材によって形成され、その固定部材1の内部に入力回転部材2、出力回転部材3、両方向ロック型のころ式クラッチ5等を組み込んだ構成であるので、これを事務機等に取付ける場合は、固定部材1をフレームに固定するためのスペースや、ハウジングが必要となり、このクラッチを使用する装置内部の省スペース化を妨げる問題がある。
In the conventional reverse input blocking unit described above, the
また、逆入力トルクの入力側への遮断は、ころ式クラッチ5がロックすることにより遮断するようになっているので、クラッチ5に対して過負荷が掛かる場合がありクラッチ5の早期摩耗の原因となる問題がある。また、ロックによって逆入力トルクの伝達を遮断するのは、却って不便な場合がある。例えば、このユニットが紙送り機構に使用された場合において、紙送りローラに詰まった紙を取り除く際には紙送りローラが逆回転できることが円滑に取り除くために必要である。しかし、従来のユニットの場合は、紙送りローラが逆回転できないので、給紙機構への使用に制限を受ける場合がある。
Further, since the reverse input torque is shut off to the input side when the
そこで、この発明は、径方向のサイズの縮小化を図りコンパクトな構造をもった逆入力遮断ユニットを提供すること、及び一定以上の大きさの逆入力トルクは空転することによって入力側へのトルク伝達が遮断できるようにしたトルクリミッタ付き逆入力遮断ユニットを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a reverse input blocking unit having a compact structure by reducing the size in the radial direction, and the reverse input torque of a certain magnitude or more is idling to cause torque to the input side. It is an object of the present invention to provide a reverse input blocking unit with a torque limiter capable of blocking transmission.
前記の課題を解決するために、この発明は、図1及び図2(a)(b)に示したように、固定部材21に対し入力回転部材22と出力回転部材23が相対回転可能に嵌合され、前記固定部材21と出力回転部材23との嵌合部分に両方向ロック型のころ式クラッチ28が介在され、前記クラッチ28のころ収納ポケット42の両端部が前記入力回転部材22に係合された保持器31によって区画され、前記ポケット42に一対のころ32が該ポケット42の狭小方向に相互に離反する方向に付勢されて収納され、前記入力回転部材22からの入力トルクにより回転される前記保持器31によって一方のころ32のロックが解除されてトルクの伝達が行われ、一方、前記出力回転部材23からの逆入力トルクによってポケット42内のいずれか一方のころ32がロックして入力回転部材22へのトルクの伝達が遮断されるようにした逆入力遮断ユニットを前提とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that the
このような逆入力遮断ユニットにおいて、この発明は、前記固定部材21が固定軸により構成され、前記入力回転部材22と出力回転部材23がともに該固定軸に対し回転自在に嵌合され、前記ころ式クラッチ28が前記出力回転部材23の内径面に組み込まれ、前記出力回転部材23ところ式クラッチ28との間に両方向トルクリミッタ51が介在された構成としたものである。
In such a reverse input blocking unit, in the present invention, the
従来は固定部材が環状体乃至円筒体のものであったのに対し、この発明においては固定部材が固定軸によって構成され、その固定軸に入力回転部材22と出力回転部材23がともに該固定軸に対し回転自在に嵌合された構成であるから、装置に組付ける際は、固定軸を装置に固定するだけでよい。
Conventionally, the fixing member is an annular body or a cylindrical body. In the present invention, the fixing member is constituted by a fixed shaft, and the
また、両方向トルクリミッタ51を介在させたことにより、通常の入力トルクは該トルクリミッタ51の設定トルク値以下の場合に出力側に伝達される。また、逆入力トルクが該トルクリミッタ51の設定トルク値以下の場合は、クラッチ28がロックしてトルクの伝達が遮断されるが、設定トルク値を越えるとトルクリミッタ51が空転することによりトルクの伝達が遮断される。
Further, since the
この発明は以上のようなものであるから、以下の効果を奏することができる。
(1)ころ式クラッチのロック時にころを支持する固定部材が固定軸によって構成され、その固定軸の回りに嵌合された入力回転部材と出力回転部材が軸方向に配置されるので、ユニット全体が径方向にコンパクト化される。
(2)1本の固定軸に全ての部材が組付けられユニット化されるため、ユニットの組立や、装置への組付けを容易に行うことができる。
(3)逆入力トルクのトルク値が一定以上に大きい場合、トルクリミッタが空転することにより入力側へのトルクの伝達が遮断されるので、クラッチに過負荷が作用することがなく、また紙送りローラのような出力回転部材の空転が可能となり、紙詰まりを円滑に解除することができる。
Since the present invention is as described above, the following effects can be obtained.
(1) Since the fixed member that supports the roller when the roller clutch is locked is constituted by a fixed shaft, and the input rotating member and the output rotating member fitted around the fixed shaft are arranged in the axial direction, the entire unit Is compact in the radial direction.
(2) Since all the members are assembled to one fixed shaft to form a unit, the assembly of the unit and the assembly to the apparatus can be easily performed.
(3) When the torque value of the reverse input torque is greater than a certain value, the torque limiter idles and the torque transmission to the input side is interrupted, so that the clutch is not overloaded and the paper feed The idling of the output rotating member such as a roller can be performed, and the paper jam can be smoothly released.
以下、添付図面に基づき実施例を説明する。 Embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1から図8に示した実施例の逆入力遮断ユニットは、特許請求の範囲でいう「固定部材」が固定軸21、「入力回転部材」が入力歯車22、「出力回転部材」が出力歯車23となっている。
In the reverse input blocking unit of the embodiment shown in FIGS. 1 to 8, the “fixing member” in the claims is the
前記の固定軸21に対し、入力歯車22と出力歯車23が軸方向に接近して回転自在に嵌合される。各歯車22、23はそれぞれ止め輪24、25によって軸方向に位置決めされる。入力歯車22は出力歯車23との対向面において軸穴の両側に係合凹部26(図4(a)参照)が設けられる。
An
出力歯車23は、入力歯車22との対向面に固定軸21と同芯の収納凹部27が設けられ、その収納凹部27の内径部に両方向ロック型のころ式クラッチ28が組み込まれる。
The
このクラッチ28は、外輪29、保持器31、ころ32及び付勢ばね33によって構成される(図3参照)。外輪29の内径面には周方向に一定の間隔をおいて円弧部35(図2(a)参照)が4個所に形成されるとともに、各円弧部35の両端に平坦なカム面36が形成される。隣接する円弧部35間の2個所のカム面36相互は、一定の角度をもって山形に突き合う(図2(a)(b)参照)。
The
前記の保持器31は、入力歯車22と同一内径を有し、その外径は図3及び図4(b)に示したように入力歯車22側が小径部37、出力歯車23側が大径部38となっている。小径部37の端面に軸方向に突き出した一対の係合片39が設けられる。各係合片39は、入力歯車22の前記の係合凹部26に嵌合され、これにより入力歯車22と保持器31が一体化される。また、大径部38の端面に周方向に一定間隔をおいてアーム41が軸方向に突き出して設けられる。各アーム41は、前述の隣接した円弧部35間の2個所のカム面36相互が突き合った部分の内側に配置される。
The
前記円弧部35、その両側のカム面36、これらの部分に対向した固定軸21の外径面とによって囲まれた部分の回転方向の両側が前記保持器31の一対のアーム41によって区画され、これによってころ32の収納のためのポケット42が形成される。各ポケット42に一対のころ32が収納されるとともに、各ころ32間に板ばねをSの字形に屈曲して形成された付勢ばね33が介在される。
Both sides in the rotational direction of the portion surrounded by the
前記のポケット42は、回転方向の両端部に各カム面36と固定軸21とによって狭小部が形成され、その狭小部に接触したころ32が固定軸21と接する点における接線とカム面36とがなす角をクサビ角θと称する(図2(b)参照)。クサビ角θは各ポケット42ごとに2個所対称形に形成される。
The
前記ポケット42は内径側に開放されているので、固定軸21に組付けられる前においてはころ32が内径側に落下することがあり取扱性が悪い。これを防止すべく、ポケット42の開放面にころ受け片43が設けられる。ころ受け片43は、図1及び図3に示したように、出力歯車23の閉塞側の軸穴44の周りにおいて、周方向に前記のポケット42に対応した間隔をおき内向きに突き出して設けられる。ころ受け片43は、断面形状が台形をなし(図2(b)参照)、その左右両側において両側のアーム41との間でそれぞれころ32を受ける。また付勢ばね33が該ころ受け片43によって内径側から支持される。
Since the
前記保持器31の大径部38の出力歯車23側の端面において、係合凹部45が中心対称の2個所に設けられる(図4(b)参照)。また、これに対向して前記外輪29の入力歯車22側の端面において、軸方向に係合凸部46が中心対称の2個所に設けられる(図3参照)。前記の係合凹部45と係合凸部46は回転方向の両側に所要の伝達遅れすき間a(図4(c)、図5(a)参照)をおいて相互に嵌合される。保持器31と外輪29が軸方向に相互に嵌合された状態において、保持器31の各アーム41は一対のカム面36が角度をもって突き合った部分の内径側に位置する(図2(a)参照)。
On the end face on the
前記の外輪29の外径面と出力歯車23の収納凹部27の内径面によって形成される空所に外輪29の外径面に緊縛されたコイルばね52が収納されるとともに、その開口端を閉塞する蓋部材47が該収納凹部27の開放端に嵌合される。蓋部材47は保持器31の大径部38の外径面に嵌合される円筒部53と、保持器31の大径部38と小径部37間の段差部に係合される内向きつば部54を有し、その内向きつば部54の外径面に抜け止めリブ55が設けられる。蓋部材47は、収納凹部27の内径面に嵌合固定され、前記の抜け止めリブ55によって抜け止めされる。
A
前記のコイルばね52の線材の断面形状は四角形、円形のいずれでもよく、両端間にわたり同一径をもって密に右巻きされたものである(図3参照)。入力側端面56及び出力側端面57は、いずれも線材の長さ方向に対し直角に切断される。
The cross-sectional shape of the wire material of the
前記蓋部材47の円筒部53の先端に、前記コイルばね52の入力側端面56に周方向に対向した入力側係合突起58が軸方向に突き出して設けられる(図3参照)。また、出力歯車23の軸穴44が形成された閉塞端に片寄った内径面に出力側端面57に周方向に対向した出力側係合突起59が設けられる。
An input-
前記コイルばね52の入力側端面56及び出力側端面57は、それぞれ、入力側から見て各係合突起58、59の右側の面に当接又は接近される(図6(a)(b)参照)。コイルばね52が外輪29の外径面に緊縛され、さらにその両端面56、57がそれぞれ蓋部材47の入力側係合突起56及び出力歯車23の出力側係合突起59に当接又は接近された構造によって両方向性のトルクリミッタ51が構成される。
The input
組立に際しては、前記の外輪29、保持器31、ころ32及び付勢ばね33によって構成されたクラッチ28の外径面に前記のコイルばね52を装着した状態で、ころ32の落下を防止しながら出力歯車23の収納凹部27に嵌入し、ころ32をころ受け片43に支持させる。その後、蓋部材47を保持器31の大径部38の外径面に差し込み、外輪29と出力歯車23の内径面との間、即ち、コイルばね52の収納部を閉塞する。蓋部材47を適宜回転させることにより、その入力側係合突起58にコイルばね52の入力側端面56を回転方向に係合させ、さらにその回転を進めて出力側端面57を出力側係合突起59に係合させる。
When assembling, while the
なお、蓋部材47の内径面と保持器31の外径面との間には、所要の回転すき間が形成される。
A required rotation gap is formed between the inner diameter surface of the
前記のように組み立てられた入力歯車22と出力歯車23の軸穴に固定軸21を挿通する際は、図7に示したように、出力歯車23を固定した状態において入力歯車22を矢印A方向に回転させる。入力歯車22と一体の保持器31が同方向に回転し、そのアーム41がクラッチ28の一方のころ32のロックを解除する(図2(a)の矢印A参照)。一方、固定軸21を前記と反対の矢印C方向に回転させつつ出力歯車23側から挿入すると、図2(a)の一点鎖線で示した矢印Cによって示したように、他方のころ32のロックが解除される。これにより両方のころ32がフリーとなるので、固定軸21はころ32に妨げられることなく両方の歯車23、22に貫通させることができる。
When the fixed
実施例のトルクリミッタ付き逆入力遮断クラッチは以上のような構成であり、次にその作用について説明する。 The reverse input cutoff clutch with the torque limiter of the embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
入力歯車22が図1の矢印A方向に回転すると、これと一体の保持器31が同方向に回転し(同図の矢印A参照)、そのアーム41によって各ポケット42内の一方のころ32(図2(a)において右側のころ32)が押され(図2(a)の矢印A参照)ロックが解除されフリーとなる。
When the
保持器31が前記伝達遅れすき間aだけ回転すると、その係合凹部45が外輪29の係合凸部46に係合して外輪29及びこれと一体の出力歯車23を同方向に回転させる。このとき図2(a)の左側のころ32はフリーとなり、クラッチ28全体がフリーとなる。
When the
一方、外輪29の回転によりその外径面に緊縛されたコイルばね52が同方向に回転する(図6(a)の矢印A参照)。このとき、コイルばね52の入力側端面56は入力側係合突起58から離れる傾向を持つ。また、これと同時にコイルばね52の出力側端面57は、出力側係合突起59に突き合う傾向を持つ(図6(b)参照)。
On the other hand, the
入力トルクが前記コイルばね52の緊縛力によって定まる設定トルクより小さいときは、コイルばね52を介して出力歯車23が回転され、トルクの伝達が行われる。入力トルクが前記設定トルクを越えると、その設定トルクに制限されたトルクが出力側に伝達される。
When the input torque is smaller than the set torque determined by the binding force of the
前記とは逆に、出力歯車23から矢印B(図2(a)、図6(b)参照)のトルクが入力されたとした場合、出力側係合突起59がコイルばね52の出力側端面57の回転方向に係合するが、トルクリミッタ51の設定トルク以下のトルクである場合はポケット42内の左側のころ32(図2(a)参照)がロックするので、クラッチ28全体がロックし、入力歯車22側へのトルクの伝達が遮断される。逆入力トルクが前記の設定トルク以上に大きい場合は、出力歯車23がコイルばね52とともにその設定トルクで外輪29の外径面を空転する。
Contrary to the above, when the torque indicated by the arrow B (see FIGS. 2A and 6B) is input from the
図8は前記の逆入力遮断ユニット60を、事務機の給紙機構に用いた例を示したものである。図において、61は駆動モータ、62は駆動歯車であり、この駆動歯車62に前記の入力歯車22が噛み合う。入力歯車22と同軸状態に固定軸21に取り付けられた出力歯車23はローラ歯車63に噛み合い、紙送りローラ64を駆動する。入力歯車22及び出力歯車23が図示の矢印A方向に回転して紙Pを一点矢印Xの方向に送り出しているときに紙詰まりが発生し、駆動モータ61が停止したとする。その紙Pを前記と反対方向Yに引き抜く際に、前記ユニット60の設定トルク値以上のトルクで引き抜くと、ユニット60に逆入力が加えられるが、トルクリミッタ51の部分で空転を生じ入力側への伝達が遮断されるとともに、出力歯車23の逆回転により前記の紙Pを円滑に引き抜くことができる。
FIG. 8 shows an example in which the reverse
前記ユニット60の停止状態においては、付勢ばね33によって両方のころ32がポケット42の左右両側のクサビ角θの狭小方向に付勢された初期位置にあり、これにより保持器31の初期位置が定められる。同時に係合凹部45と係合凸部46の係合状態も初期位置にあり、左右両側に一定の伝達遅れすき間aが確保される。
When the
なお、保持器31のアーム41ところ32との間の遊びの大きさ、クサビ角θの大きさ、付勢ばね33のばね力の大きさの如何等によっては前記すき間aは実質的にゼロである場合もあり得る。
The clearance a is substantially zero depending on the amount of play between the
21 固定軸(固定部材)
22 入力歯車(入力回転部材)
23 出力歯車(出力回転部材)
24、25 止め輪
26 係合凹部
27 収納凹部
28 クラッチ
29 外輪
31 保持器
32 ころ
33 付勢ばね
35 円弧部
36 カム面
37 小径部
38 大径部
39 係合片
41 アーム
42 ポケット
43 ころ受け片
44 軸穴
45 係合凹部
46 係合凸部
47 蓋部材
51 両方向トルクリミッタ
52 コイルばね
53 円筒部
54 内向きつば部
55 抜け止めリブ
56 入力側端面
57 出力側端面
58 入力側係合突起
59 出力側係合突起
60 逆入力遮断ユニット
61 駆動モータ
62 駆動歯車
63 ローラ歯車
64 紙送りローラ
21 Fixed shaft (fixed member)
22 Input gear (input rotating member)
23 Output gear (output rotating member)
24, 25
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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