JP2022117779A - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】内接歯車式のワンウェイクラッチにおいて衝突音の発生を低減する。【解決手段】ワンウェイクラッチは、内歯車を有する第１回転部材、内歯車に噛み合う遊星歯車、及び遊星歯車に係合可能な係止部を含む第２回転部材を備える。第１回転部材及び第２回転部材は、遊星歯車と係止部とが係合した状態で相対回転を規制され、遊星歯車と係止部とが離脱した状態で所定方向の相対回転が許容される。ワンウェイクラッチは、遊星歯車を係止部に係止した係止位置から係止部から離脱した離脱位置にわたって遊星歯車の自転軸の外周面に当接し、係止位置から離脱位置にわたって遊星歯車に付勢力を付与する付勢手段を備える。付勢手段が係止位置から離脱位置にわたって遊星歯車に付与する付勢力が、遊星歯車が係止位置と離脱位置との間を移動する移動方向に対して交差する方向の成分を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、ワンウェイクラッチに関し、特に、内接歯車式のワンウェイクラッチに関する。

従来、内接歯車式のワンウェイクラッチとして、特許文献１に記載されたものが知られている。このワンウェイクラッチは、内周部に内歯車を有する筒状のアウタ部材と、内歯車に噛み合う遊星歯車と、アウタ部材の内側に収容されるインナ部材とを有する。インナ部材には遊星歯車の歯に噛み合う係止エッジ部が設けられ、遊星歯車と係止エッジ部とが噛み合うことでインナ部材とアウタ部材との相対回転が規制される。一方、インナ部材を基準としてアウタ部材が特定の方向に回転しようとする場合は、遊星歯車が係止エッジ部から離脱することにより、インナ部材とアウタ部材との相対回転が許容される。

特開２０１７－１９８２９５号公報

しかしながら、特許文献１の構成において、インナ部材及びアウタ部材が相対回転する場合に、インナ部材の係止エッジ部に遊星歯車の歯が衝突して衝突音が発生することがあった。

そこで、本発明は、衝突音の発生を低減可能なワンウェイクラッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るワンウェイクラッチの代表的な構成は、内周部に内歯車を有し、軸線を中心に回転可能な第１回転部材と、前記内歯車に噛み合い、自転軸を中心に自転可能かつ前記第１回転部材の軸線に対して公転可能な遊星歯車と、前記遊星歯車と係合して自転を停止させる係止部を有し、前記軸線を中心に回転可能な第２回転部材と、を備え、前記遊星歯車と前記係止部とが係合した状態で、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の相対回転が規制され、前記遊星歯車と前記係止部とが離脱した状態で、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の相対回転が許容される、ワンウェイクラッチであって、前記遊星歯車を前記係止部に係止した係止位置から前記係止部から離脱した離脱位置にわたって前記遊星歯車の自転軸の外周面に当接し、前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記遊星歯車に付勢力を付与する付勢手段を備え、前記付勢手段が前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記遊星歯車に付与する付勢力が、前記遊星歯車が前記係止位置と前記離脱位置との間を移動する移動方向に対して交差する方向の成分を含む、ことを特徴とする。

本発明によれば、衝突音の発生を低減することができる。

実施例１に係るワンウェイクラッチの分解図。 実施例１に係るワンウェイクラッチの連結状態（ａ）及び解除状態（ｂ）を表す概略図。 実施例１における遊星歯車の解除状態と連結状態との間で遷移する場合の力の関係を説明するための模式図（ａ、ｂ）。 実施例１における遊星歯車の解除状態と連結状態との間で遷移する場合の力の関係を説明するための模式図（ａ、ｂ）。 内接歯車式のワンウェイクラッチの構成例を示す概略図。 画像形成装置の概略図。 実施例１に係るワンウェイクラッチを含む、画像形成装置のシート搬送系を表す模式図。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

まず、内接歯車式のワンウェイクラッチの基本的な構成について説明する。図５に示すワンウェイクラッチ１００は、内歯車１１４を有するアウタ部材（第１回転部材）１１０と、アウタ部材１１０に相対回転可能なインナ部材（第２回転部材）１２０と、内歯車１１４に噛み合う遊星歯車１３０と、を備えている。インナ部材１２０は、円筒状であるアウタ部材１１０の内側に配置され、インナ部材１２０に設けられた凹部１２６に遊星歯車１３０が収容されている。また、インナ部材１２０は、遊星歯車１３０の歯に係合可能な係止エッジ（係止部）１２７を有する。

以下で説明するように、ワンウェイクラッチ１００は、同軸上の回転部材であるアウタ部材１１０及びインナ部材１２０を、特定方向への相対回転を許容した状態で連結する。以下、インナ部材１２０に対するアウタ部材１１０の回転方向を「第１方向Ｒ１」又は「第２方向Ｒ２」とする。

ただし、「インナ部材１２０に対するアウタ部材１１０の回転方向」とは、インナ部材１２０を基準とした場合のインナ部材１２０及びアウタ部材１１０の相対回転の方向を指す。従って、インナ部材１２０に対してアウタ部材１１０が回転する場合には、インナ部材１２０が回転しアウタ部材１１０が停止している場合、及び両者が異なる角速度で回転している場合が含まれる。第１方向Ｒ１は、図５における時計回り方向であり、第２方向Ｒ２は第１方向Ｒ１とは反対の回転方向、つまり図５における反時計回り方向である。

インナ部材１２０に対してアウタ部材１１０が第１方向Ｒ１に回転しようとするとき、ワンウェイクラッチ１００は連結される。即ち、第１方向Ｒ１に回転する内歯車１１４に伴って遊星歯車１３０が係止エッジ１２７に係合し（破線位置）、遊星歯車１３０の自転が停止する。遊星歯車１３０の自転が規制されることにより、係止エッジ１２７と、遊星歯車１３０に噛み合っている内歯車１１４の歯との相対位置が固定される。即ち、インナ部材１２０に対してアウタ部材１１０は第１方向Ｒ１に相対回転することを規制されている。

次に、インナ部材１２０に対してアウタ部材１１０が第２方向Ｒ２に回転するとき、ワンウェイクラッチ１００の連結は解除される。即ち、遊星歯車１３０が、係止エッジ１２７から離間した位置で（実線位置）、第２方向Ｒ２に回転する内歯車１１４に伴って自転する。これにより、係止エッジ１２７に対して内歯車１１４が回転できるようになり、インナ部材１２０に対してアウタ部材１１０が第２方向Ｒ２に相対回転することが許容される。

ところで、図５に示す構成では、インナ部材１２０に対してアウタ部材１１０が第２方向Ｒ２に回転する場合に、遊星歯車１３０が係止エッジ１２７に衝突して衝突音が発生することがあった。例えば、係止エッジ１２７が図５の位置にある状態でアウタ部材１１０が第２方向Ｒ２に回転するとき、本来は遊星歯車１３０が係止エッジ１２７から離れた実線位置で自転することが期待される。しかし、実際には重力の作用によって遊星歯車１３０が破線位置まで落下することで係止エッジ１２７と干渉してしまい、内歯車１１４の回転に伴って遊星歯車１３０の歯が係止エッジ１２７に繰り返し衝突することがあった。

そこで、本実施の形態では、遊星歯車を付勢する付勢手段を配置することにより、このような衝突音の発生を低減する。以下、付勢手段を有するワンウェイクラッチの構成例について説明する。

〔実施例１〕
まず、実施例１に係るワンウェイクラッチについて、図１～図４を用いて説明する。図１はワンウェイクラッチ１の分解図である。図２（ａ）は、連結状態におけるクラッチ内部の様子を表す概略図である。図２（ｂ）は、解除状態におけるクラッチ内部の様子を表す概略図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は遊星歯車３０が解除状態から連結状態へ遷移する際に遊星歯車３０に作用する力を説明するための模式図である。図４（ａ）、図４（ｂ）は遊星歯車３０が連結状態から解除状態へ遷移する際に遊星歯車３０に作用する力を説明するための模式図である。

図１に示すように、ワンウェイクラッチ１は、アウタ部材１０、インナ部材２０、遊星歯車３０、及び付勢バネ４０を備えている。アウタ部材１０は、内周部に内歯車１４を有し、軸線Ｘ１を中心に回転可能な第１回転部材である。インナ部材２０は、遊星歯車３０と係合して自転を停止させる係止部である係止エッジ２７を有し、軸線Ｘ１を中心に回転可能な第２回転部材である。付勢バネ４０は付勢手段である。付勢バネ４０については後述する。なお、本実施例において遊星歯車３０及び付勢バネ４０は２つずつ配置されるが、図１では一方側（図中奥側）の遊星歯車３０及び付勢バネ４０を図示し、他方側（図中手前側）の遊星歯車３０及び付勢バネ４０の図示を省略している。

アウタ部材１０及びインナ部材２０は、同軸上に、つまり共通の軸線Ｘ１の上に配置される。以下、特に断らない限り、軸線Ｘ１の方向を「軸方向」とする。また、軸方向から視て、軸線Ｘ１に直交する直線に沿った方向を「径方向」とし、軸線Ｘ１を中心とする円弧に沿った方向を「周方向」とする。

アウタ部材１０及びインナ部材２０は、それぞれ他の歯車と噛み合う外歯車１５，２５を備えている。通常、外歯車１５，２５のいずれか一方がモータ等の駆動源によって駆動される駆動歯車に噛み合い、外歯車１５，２５の他方が駆動対象に連結された従動歯車に噛み合うように構成される。アウタ部材１０及びインナ部材２０のどちらを駆動伝達経路における上流側（駆動源側）とするかは任意である。

アウタ部材１０及びインナ部材２０は、ワンウェイクラッチ１の主要な構成を内蔵するクラッチケースを構成している。即ち、アウタ部材１０は、軸方向における一方の端部に円板状の側壁１１を有する有底円筒状の形状を有する。インナ部材２０は、組み立て後の状態でアウタ部材１０の内側の空間を覆う円板状の側壁２１を有している。インナ部材２０は側壁２１から軸方向に延びる筒状形状２３を有し、筒状形状２３の内周部には軸方向に貫通する穴が形成されている。アウタ部材１０の側壁１１は軸方向に延びる筒状形状１３を有し、筒状形状１３の内周部には軸方向に貫通する穴が形成されている。アウタ部材１０及びインナ部材２０は、軸部材（不図示）を筒状形状２３の穴と筒状形状１３の穴に挿通することで、共通の軸線Ｘ１を中心に相対回転可能に係合している。ワンウェイクラッチ１は、例えば、駆動伝達装置の装置本体に固定された軸部材を筒状形状２３の穴と筒状形状１３の穴に挿通することで、駆動伝達装置に組み付けられる。

なお、インナ部材２０及びアウタ部材１０を、共通の軸線Ｘ１を中心に相対回転可能に係合する構成は前述した構成に限定されるものではない。例えば、インナ部材２０、アウタ部材１０のいずれか一方に側壁から軸方向に延びるボスを設け、他方の側壁には前記ボスが嵌合する嵌合穴を設ける。そして、ボスと嵌合穴との嵌合により、インナ部材２０及びアウタ部材１０を、共通の軸線Ｘ１を中心に相対回転可能に係合しても良い。ボスの内周部には軸方向に貫通する穴が形成されている。ワンウェイクラッチ１は、例えば、駆動伝達装置の装置本体に固定された軸部材をボスの穴に挿通することで、駆動伝達装置に組み付けられる。

遊星歯車３０は、アウタ部材１０の内歯車１４に噛み合う歯３１を有し、アウタ部材１０及びインナ部材２０の側壁１１，２１の間に収容される。遊星歯車３０は、軸方向に突出するように設けられたボス部３２（図１参照）を有し、ボス部３２がインナ部材２０の側壁２１に形成された長穴２２に嵌合している。ボス部３２は遊星歯車３０の自転軸である。

長穴２２は、軸線Ｘ１に直交する直線に沿った径方向に対して交差する方向に延びている。すなわち、長穴２２は、軸線Ｘ１を中心とする周方向に延びている。長穴２２は、遊星歯車３０を、軸線Ｘ１に平行な自転軸線Ｘ２を中心に自転可能、かつ軸線Ｘ１を中心に公転可能な状態で保持する。長穴２２は、インナ部材２０に設けられ、遊星歯車３０を係止エッジ２７に係止した係止位置と係止エッジ２７から離脱した離脱位置との間で移動可能に案内するガイド部である。なお、ここではガイド部である長穴２２として、遊星歯車３０のボス部３２が嵌合可能な深さの溝（溝部）を例示しているが、これに限らず、ボス部３２が嵌合可能な貫通穴であってもよい。

長穴２２の前記交差する方向に延びる壁面２２ａ，２２ｂは、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０を案内する案内面である。ここでは、長穴２２の前記交差する方向に延びる壁面２２ａ，２２ｂのうち、軸線Ｘ１から遠い側の壁面２２ａが、前記案内面として機能する。長穴２２の壁面のうちの軸線Ｘ１から遠い側の壁面２２ａは、遊星歯車３０の自転軸線Ｘ２とアウタ部材１０の内歯車１４の間に設けられた壁面である。

インナ部材２０には、図１に示すように遊星歯車３０に係合可能な係止エッジ２７が設けられている。インナ部材２０は、側壁２１から軸方向に突出する凸部２８と凸部４３を有し、係止エッジ２７は凸部２８の径方向外側の端部に設けられている。遊星歯車３０は、係止エッジ２７に係合する位置（係合位置）と、係止エッジ２７から離脱する位置（離脱位置）との間で、インナ部材２０に対して移動可能である。係止エッジ２７は、遊星歯車３０に係合して遊星歯車３０の自転を停止させる係止部である。係止部は、図示した係止エッジ２７の形状に限らず、遊星歯車３０に係合した際にその自転を停止させるものであればよい。

付勢バネ４０は、遊星歯車３０を係止エッジ２７に係止した係止位置から係止エッジ２７から離脱した離脱位置にわたって遊星歯車３０に付勢力を付与する付勢手段である。付勢バネ４０が前記係止位置から前記離脱位置にわたって遊星歯車３０に付与する付勢力は、遊星歯車３０が前記係止位置と前記離脱位置との間を移動する移動方向に対して交差する方向の成分を含む。

本実施例の付勢バネ４０は、ねじりコイルバネである。付勢バネ４０は、インナ部材２０の側壁２１から軸方向に突出する支持軸２９にコイル部４４を支持されている。付勢バネ４０は、コイル部４４を挟んで、インナ部材２０の凸部４３に係合する係合部４１と、遊星歯車３０のボス部３２の外周面に当接する当接部４２と、を有している。コイル部４４を挟んで、付勢バネ４０の一方の端部は係合部４１であり、付勢バネ４０の他方の端部は当接部４２である。

付勢バネ４０の当接部４２は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０のボス部３２の外周面に当接し、遊星歯車３０を外側から付勢している。付勢バネ４０の当接部４２は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０の自転軸線Ｘ２を挟んで、長穴２２の壁面２２ａ，２２ｂのうちの軸線Ｘ１から遠い側の壁面２２ａと対向している。付勢バネ４０の当接部４２は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０の自転軸線Ｘ２と軸線Ｘ１の間に設けられている。付勢バネ４０は、遊星歯車３０のボス部３２の外周面を前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記当接部４２と前記長穴２２の壁面２２ａとの間で挟持しつつ前記壁面２２ａに付勢する。このため、付勢バネ４０が前記係止位置から前記離脱位置にわたって遊星歯車３０に付与する付勢力は、遊星歯車３０が前記係止位置と前記離脱位置との間を移動する移動方向に対して交差する方向の成分を含むこととなる。付勢バネ４０の作用については後述する。

図２に示すように、本実施例において遊星歯車３０は２つ配置され、凸部２８及び付勢バネ４０も、軸線Ｘ１を挟んで互いに反対となる位置に２つ配置される。ここでは、一方の遊星歯車３０、凸部２８及び付勢バネ４０は、他方の遊星歯車３０、凸部２８及び付勢バネ４０に対して、軸線Ｘ１を挟んで対称となる位置に配置される。

一方の遊星歯車３０を第１遊星歯車としたとき、他方の遊星歯車３０が第２遊星歯車に相当する。また、付勢バネ４０のうち第１遊星歯車を付勢する付勢バネ４０が第１付勢手段に相当し、第２遊星歯車を付勢する付勢バネ４０が第２付勢手段に相当する。同様に、係止エッジ２７のうち第１遊星歯車に係合する係止エッジ２７が第１係止部に相当し、第２遊星歯車に係合する係止エッジ２７が第２係止部に相当する。

図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて、ワンウェイクラッチ１の動作を説明する。図２（ａ）は、アウタ部材１０とインナ部材２０とが連結された連結状態を表している。この状態では、遊星歯車３０が係止エッジ２７に係合することで自転を停止しており、アウタ部材１０とインナ部材２０とが遊星歯車３０を介して連結される。つまり、ワンウェイクラッチ１は、アウタ部材１０がインナ部材２０に対して第１方向Ｒ１に回転するような相対回転を規制するように構成されている。

図２（ｂ）は、アウタ部材１０とインナ部材２０との連結が解除された解除状態を表している。この状態では、遊星歯車３０は係止エッジ２７から離脱している。アウタ部材１０がインナ部材２０に対して第２方向Ｒ２に回転する場合、内歯車１４の回転に伴って、遊星歯車３０が係止エッジ２７から離間した状態で自転し、アウタ部材１０はインナ部材２０に対して空転する。つまり、ワンウェイクラッチ１は、アウタ部材１０がインナ部材２０に対して第２方向Ｒ２に回転するような相対回転を許容するように構成されている。

次に、連結状態と解除状態との間で遷移する場合の動作、及び付勢バネ４０の作用について説明する。

図３（ａ）に示すように、遊星歯車３０は、ボス部３２が長穴２２に嵌合した状態でインナ部材２０に保持されている。遊星歯車３０は、ボス部３２が長穴２２に嵌合した状態でインナ部材２０に保持されている。遊星歯車３０は、インナ部材２０に対して、自転軸であるボス部３２を中心に自転可能に保持されている。遊星歯車３０の自転軸であるボス部３２は、インナ部材２０に対して、長穴２２に沿って移動可能である。遊星歯車３０の長穴２２に沿った移動範囲のうち、係止エッジ２７に近い方の端部が前記係合位置であり、係止エッジ２７から遠い方の端部が前記離脱位置である。

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、遊星歯車３０が係止エッジ２７から離脱した離脱位置にある状態で、アウタ部材１０がインナ部材２０に対して第１方向Ｒ１に回転しようとすると、ワンウェイクラッチ１は解除状態から連結状態に遷移する。このとき、遊星歯車３０は、内歯車１４との噛み合い面から受ける力Ｆ１１と、付勢バネ４０の付勢力Ｆ１２とを受ける。また、遊星歯車３０には重力Ｆｇが作用する。

前述したように、付勢バネ４０の当接部４２は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０のボス部３２の外周面に当接し、遊星歯車３０を外側から付勢している。付勢バネ４０の当接部４２は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０の自転軸線Ｘ２を挟んで、長穴２２の壁面２２ａ，２２ｂのうちの軸線Ｘ１から遠い側の壁面２２ａと対向している。このため、遊星歯車３０は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記付勢バネ４０の当接部４２と前記長穴２２の壁面２２ａとの間で挟持され、前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記付勢バネ４０の付勢力Ｆ１２を受ける。すなわち、付勢バネ４０の付勢力Ｆ１２は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって遊星歯車３０に付与する付勢力である。付勢バネ４０の付勢力Ｆ１２は、遊星歯車３０が前記係止位置と前記離脱位置との間を移動する移動方向（長穴２２に沿った方向）に対して交差する方向の成分を含む。この付勢バネ４０の付勢力Ｆ１２により、遊星歯車３０のボス部３２は、インナ部材２０の長穴２２の壁面のうちの軸線Ｘ１から遠い側の壁面２２ａに押し付けられる。内歯車１４との噛み合い面から受ける力Ｆ１１が働くとき、長穴２２の壁面２２ａと遊星歯車３０のボス部３２には摩擦力Ｆ１３が働く。

図３（ａ）の遊星歯車３０の重力方向上側に係止エッジ２７がある関係の場合、これらの力が Ｆ１１＋Ｆｇ＞Ｆ１３ の関係であるときに、遊星歯車３０は係止エッジ２７に近付けるように力が作用し、遊星歯車３０は係止エッジ２７に係合する。

図３（ｂ）の遊星歯車３０の重力方向下側に係止エッジ２７がある関係の場合、これらの力が Ｆ１１＞Ｆ１３＋Ｆｇ の関係であるときに、遊星歯車３０は係止エッジ２７に近付けるように力が作用し、遊星歯車３０は係止エッジ２７に係合する。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、遊星歯車３０が係止エッジ２７に係止した係止位置にある状態で、アウタ部材１０がインナ部材２０に対して第２方向Ｒ２に回転しようとすると、ワンウェイクラッチ１は連結状態から解除状態に遷移する。このとき、遊星歯車３０は、内歯車１４との噛み合い面から受ける力Ｆ１４と、付勢バネ４０の付勢力Ｆ１５とを受ける。また、遊星歯車３０には重力Ｆｇが作用する。

前述した付勢バネ４０の付勢力Ｆ１２と同様に、付勢バネ４０の付勢力Ｆ１５は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって遊星歯車３０に付与する付勢力である。付勢バネ４０の付勢力Ｆ１５は、遊星歯車３０が前記係止位置と前記離脱位置との間を移動する移動方向（長穴２２に沿った方向）に対して交差する方向の成分を含む。この付勢バネ４０の付勢力Ｆ１５により、遊星歯車３０のボス部３２は、インナ部材２０の長穴２２の壁面のうちの軸線Ｘ１から遠い側の壁面２２ａに押し付けられる。内歯車１４との噛み合い面から受ける力Ｆ１４が働くとき、長穴２２の壁面２２ａと遊星歯車３０のボス部３２には摩擦力Ｆ１６が働く。

図４（ａ）の遊星歯車３０の重力方向上側に係止エッジ２７がある関係の場合、これらの力が Ｆ１４＋Ｆｇ＞Ｆ１６ の関係であるときに、遊星歯車３０は係止エッジ２７から離れるように力が作用し、遊星歯車３０は係止エッジ２７から離脱する。

図４（ｂ）の遊星歯車３０の重力方向下側に係止エッジ２７がある関係の場合、これらの力が Ｆ１４＞Ｆ１６＋Ｆｇ の関係であるときに、遊星歯車３０は係止エッジ２７から離れるように力が作用し、遊星歯車３０は係止エッジ２７から離脱する。

ここで、図３（ｂ）に示すように、遊星歯車３０に対して係止エッジ２７が下方となる位置関係であるときに、遊星歯車３０に作用する重力Ｆｇは、遊星歯車３０を係止エッジ２７に接近させようとする力として働く。これに対し、付勢バネ４０は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって遊星歯車３０のボス部３２を長穴２２の壁面２２ａとの間で挟持しつつ前記壁面２２ａに付勢している。この付勢バネ４０が前記係止位置から前記離脱位置にわたって遊星歯車３０のボス部３２を長穴２２の壁面２２ａに付勢する付勢力Ｆ１２は、遊星歯車３０が前記係止位置と前記離脱位置との間を移動する移動方向に対して交差する方向の成分を含む。このため、遊星歯車３０のボス部３２が長穴２２から受ける垂直抗力は付勢バネ４０の付勢力Ｆ１２に対応し、ボス部３２へ働く摩擦力Ｆ１３は遊星歯車３０がその場へ留まろうとする力として働く。従って、これらの力が Ｆ１３＞Ｆｇ （ただし、Ｆｇの符号は常に正とする）の関係であれば、遊星歯車３０に対して係止エッジ２７が下方となる位置関係であるときでも、遊星歯車３０は係止エッジ２７に接近しなくなる。また、前述の関係（Ｆ１３＞Ｆｇ）が成り立つ付勢力Ｆ１２は、遊星歯車３０が離脱位置に遷移した後も継続的に作用するため、遊星歯車３０は重力Ｆｇに抗して離脱位置に保持される。

なお、本実施例では付勢バネ４０が遊星歯車３０を軸線Ｘ１から遠ざける方向に付勢する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、付勢バネ４０が遊星歯車３０を軸線Ｘ１に近づける方向に付勢する構成であってもよい。

この場合、長穴２２の壁面２２ａ，２２ｂのうち、軸線Ｘ１に近い側の壁面２２ｂが、遊星歯車３０を案内する案内面として機能する。長穴２２の壁面のうちの軸線Ｘ１に近い側の壁面２２ｂは、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０の自転軸線Ｘ２と軸線Ｘ１の間に設けられる。また図示していないが、付勢バネ４０の当接部４２は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０の自転軸線Ｘ２を挟んで、長穴２２の壁面２２ａ，２２ｂのうちの軸線Ｘ１に近い側の壁面２２ｂと対向する。付勢バネ４０の当接部４２は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、遊星歯車３０の自転軸線Ｘ２とアウタ部材１０の内歯車１４の間に設けられる。この構成においても、付勢バネ４０は、遊星歯車３０のボス部３２の外周面を前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記当接部４２と前記長穴２２の壁面２２ｂとの間で挟持しつつ前記壁面２２ｂに付勢する。

上述したように、本実施例では、遊星歯車３０を付勢する付勢バネ４０を設けたことで、アウタ部材１０及びインナ部材２０が相対回転する場合に、遊星歯車３０と係止エッジ２７との衝突を回避可能である。これにより、衝突音の発生を低減することができる。また、遊星歯車３０と係止エッジ２７との衝突が回避されるから、遊星歯車３０の歯３１又は係止エッジ２７の欠損も低減することができる。

なお、アウタ部材１０及びインナ部材２０が相対回転する場合の遊星歯車３０と係止エッジ２７との衝突を回避する他の方法として、遊星歯車３０の歯３１にグリスを塗布することが挙げられる。グリスの塗布により、遊星歯車３０と内歯車１４又はインナ部材２０との粘着性が高まるため、遊星歯車３０が重力等により離脱位置から係合位置へ移動してしまう可能性を低減することができる。しかしながら、この方法では、グリスの塗布量を精確に管理する必要があり製造工数及びコストの増大につながる他、グリスの気化又は劣化が生じた場合にワンウェイクラッチ１の動作が不安定となる懸念がある。また、グリスを塗布することで、遊星歯車３０の回転抵抗も大きくなるため、ワンウェイクラッチ１が滑る際の動力損失が大きくなる懸念もある。

一方、本実施例では、遊星歯車３０と係止エッジ２７との衝突を回避する目的でグリスを用いる必要がないため、このような不都合を回避又は低減することができる。ただし、本実施例の構成にグリスを併用しても構わない。

また、本実施例では、付勢バネ４０を遊星歯車３０のボス部３２の外周面に当接し、遊星歯車３０を付勢する付勢バネ４０を遊星歯車３０のボス部３２の外側から付勢している。したがって、遊星歯車３０は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記付勢バネ４０と前記長穴２２の壁面との間で挟持され、前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記付勢バネ４０の付勢力を受けることとなる。このため、付勢バネ４０の公差を厳しく縛る必要がなくなる。

［画像形成装置への適用例］
上記実施例１で説明したワンウェイクラッチ１を含む駆動伝達装置の例として、画像形成装置の内部において、シートを搬送するためのローラ部材にモータの動力を伝達する装置について説明する。画像形成装置とは、プリンタ、複写機、及び複合機等の、記録媒体であるシートを搬送し、シートに画像を形成する装置一般を指す。

図６に示す画像形成装置２００は、記録媒体であるシートＰに画像を形成する電子写真方式のフルカラーレーザープリンタである。シートＰとしては、普通紙及び封筒等の紙、光沢紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、並びに布等を用いることができる。画像形成装置２００の装置本体２０１には、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナー像を形成する４つの画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫと、中間転写ベルト２２１とを備えた画像形成エンジン２１０が収容されている。画像形成部ＰＹ～ＰＫは、像担持体である感光ドラム２１１を有し、感光ドラム２１１にトナー像を形成する。感光ドラム２１１に担持されたトナー像は中間転写体である中間転写ベルト２２１を介してシートＰに転写される。

画像形成部ＰＹ～ＰＫは、現像に用いるトナーの色が異なる以外は同様に構成されるため、イエローの画像形成部ＰＹを例に画像形成部の構成及びトナー像の形成プロセス（画像形成動作）について説明する。画像形成部ＰＹは、感光ドラム２１１の他に、帯電手段としての帯電ローラ２１２、露光手段としての露光装置２１３Ｙ、現像手段としての現像装置２１４、及びドラムクリーナを有する。感光ドラム２１１は、外周部に感光層を有するドラム状の感光体であり、中間転写ベルト２２１の回転方向Ｒ１に沿った方向に回転する。帯電ローラ２１２は、感光ドラム２１１の表面を一様に帯電させ、露光装置２１３Ｙは、画像情報に応じて変調されたレーザ光を感光ドラム２１１に照射して感光ドラム２１１の表面に静電潜像を書き込む画像書き込み動作を行う。現像装置２１４は、トナーを含む現像剤を収容し、感光ドラム２１１にトナーを供給することで静電潜像をトナー像に現像する。感光ドラム２１１に形成されたトナー像は、一次転写装置である一次転写ローラ２２５によって中間転写ベルト２２１に一次転写される。転写後に感光ドラム２１１に残留した残トナーは、ドラムクリーナによって除去される。

中間転写ベルト２２１は、二次転写内ローラ２２２、張架ローラ２２３、テンションローラ２２４、及び一次転写ローラ２２５に巻き掛けられ、図中反時計回り方向に回転駆動される。上述の画像形成動作は各画像形成部ＰＹ～ＰＫにおいて並行して進められ、４色のトナー像が互いに重なるように多重転写されることで、中間転写ベルト２２１にフルカラーのトナー像が形成される。このトナー像は、中間転写ベルト２２１に担持されて、二次転写ローラ２４３と二次転写内ローラ２２２の間のニップ部として構成される転写部（二次転写部）に搬送される。転写手段としての二次転写ローラ２４３にトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧が印加されると、中間転写ベルト２２１に担持されたトナー像がシートＰに二次転写される。転写後に中間転写ベルト２２１に残留した残トナーは、ベルトクリーナ２２６によって除去される。

トナー像を転写されたシートＰは、定着装置２５０へと受け渡される。定着装置２５０は、シートＰを挟持して搬送する定着ローラ対２５１と、ハロゲンランプ等の熱源とを有し、シートＰに担持されたトナー像に圧力及び熱を加える。これにより、トナー粒子が溶融・固着して、シートＰに定着した定着画像が得られる。

次に、画像形成装置２００によるシートＰの搬送動作について説明する。給送カセット２３１，２３２は、シートＰを収納し、装置本体２０１に引抜可能に装着される。給送カセット２３１，２３２に収納されたシートＰは、給送ユニット２４０によって１枚ずつ給送される。給送ユニット２４０は、シートＰを給送カセット２３１，２３２から送り出すピックアップローラ４０ａと、ピックアップローラ４０ａからシートＰを受取って搬送する給送ローラ４０ｂとを備える。また、給送ユニット２４０は、給送ローラ４０ｂによって搬送されるシートＰを他のシートＰから分離する分離ローラ４０ｃを備える。なお、給送ユニット２４０はシートＰを給送する給送手段の一例であり、吸引ファンによってベルト部材にシートＰを吸着して搬送するベルト方式や、パッドを用いた摩擦分離方式の給送
手段を用いてもよい。また、装置本体２０１の側部に設けられた手差しトレイ２３３に対してユーザは直接シートＰをセット可能であり、手差しトレイ２３３にセットされたシートＰは給送ユニットによって給送される。

給送ユニット２４０から送り出されたシートＰは、プレレジストレーションローラ対（以下、プレレジローラ対とする）２４１を介してレジストレーションローラ対（以下、レジローラ対とする）２４２に搬送される。レジストレーション手段の一例であるレジローラ対２４２は、シートＰの前端、つまりシートの搬送方向における下流端に当接することでシートＰの斜行を補正する。その後、レジローラ対２４２は画像形成部ＰＹ～ＰＫによる画像形成動作の進行度に合わせたタイミングでシートＰを二次転写部に送り込む。二次転写部においてトナー像を転写され、定着装置２５０によって画像の定着が行われたシートＰはシート排出部２６０に受け渡され、定着後ローラ対２６１によってシートＰの搬送経路を切換可能な切換部材２６４に向けて搬送される。

シートＰに対する画像形成が完了している場合には、第１面（表面）に画像を形成されたシートＰは排出ローラ対２６２によって排出トレイ２８０に排出される。シートＰの第２面（裏面）に画像を形成する場合、シートＰは切換部材２６４によって搬送ローラ対２６３を介して反転搬送部２７０に受け渡される。反転搬送部２７０は、シートＰを反転搬送（スイッチバック）する反転ローラ対２７１と、反転ローラ対２７１によってスイッチバックされたシートＰをレジローラ対２４２へ向けて案内する両面パス２７９とを備える。反転ローラ対２７１は、シートＰを排出トレイ２８０の上方の排出空間に向けて所定距離搬送した後、逆方向にシートＰを搬送することで、シートＰを両面パス２７９に送り込む。両面パス２７９には、詳しくは後述するように複数の搬送ローラ対（２７２，２７３，２７４）が配置され、シートＰを再びレジローラ対２４２へ向けて搬送する。そして、二次転写部及び定着装置２５０を通過することで第２面に画像を形成されたシートＰは、排出ローラ対２６２によって排出トレイ２８０に排出される。

なお、上記画像形成エンジン２１０は画像形成手段の一例であり、例えば、感光体に形成したトナー像を転写部においてシートに直接転写する直接転写方式であってもよい。また、画像形成手段の構成は、インクジェット方式やオフセット印刷方式であってもよい。

図７に示すように、画像形成装置２００は、シートＰを給送・搬送するためのシート搬送系として、給送パス２４９と、画像形成パス２５９と、両面パス２７９とを含む。これらのパスにおけるシートの搬送空間は装置本体２０１に支持されるガイド部材によって構成される。

給送パス２４９は、シートＰを給送するための搬送路であり、給送ユニット２４０及びプレレジローラ対２４１が配置される。給送ユニット２４０は給送モータＭ１によって駆動され、プレレジローラ対２４１はプレレジモータＭ２によって駆動される。

画像形成パス２５９は、シートＰを搬送しながら画像形成を行うための搬送路であり、レジローラ対２４２、二次転写ローラ２４３及び二次転写内ローラ２２２、並びに定着ローラ対２５１が配置される。レジローラ対２４２はレジモータＭ３によって駆動され、二次転写内ローラ２２２はＩＴＢ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅｌｔ）モータＭ４によって駆動され、定着ローラ対２５１は定着モータＭ５によって駆動される。

両面パス２７９は、両面印刷を行う場合に画像形成パス２５９から送り出されたシートＰを画像形成パス２５９へ向けて再度搬送するための搬送路であり、第１両面ローラ対２７２、第２両面ローラ対２７３、及び第３両面ローラ対２７４が配置される。反転ローラ対２７１は、画像形成パス２５９からのシートＰを受取って反転させ、両面パス２７９に送り込む。また、反転ローラ対２７１は、排出ローラ対２６２がシートＰを排出する排出トレイ２８０より上段の排出トレイ２８０にシートＰを排出することもできる。第１～第３の両面ローラ対２７２～２７４は、両面パス２７９において反転ローラ対２７１からレジローラ対２４２に向かう方向（以下、特に断らない限り「シート搬送方向」とする）に沿ってこの順に配置される。

反転ローラ対２７１及び第１両面ローラ対２７２は反転モータＭ７によって駆動され、第２両面ローラ対２７３及び第３両面ローラ対２７４は両面モータＭ８によって駆動される。シート搬送方向において第１両面ローラ対２７２と第２両面ローラ対２７３の間には、シートを検知可能な検知手段として両面センサ２７６が配置されている。また、レジローラ対２４２の上流側の近傍位置には、他の検知手段としてレジセンサ２４４が配置されている。これらのセンサは、例えばシートによって遮光されたことを検知可能な光電センサを用いることができる。

上記実施例１のワンウェイクラッチ１は、反転モータＭ７から第１両面ローラ対２７２に駆動力を伝達する駆動伝達装置の一部として好適に配置することができる。

反転モータＭ７が正転方向に回転すると、反転ローラ対２７１はシートを排出トレイへ向けて搬送する。このとき、反転モータＭ７からの駆動力は、ワンウェイクラッチ１の作用により第１両面ローラ対２７２へ伝達されない。反転モータＭ７が逆転方向に回転すると、反転ローラ対２７１は第１両面ローラ対２７２へ向けてシートを搬送する。このとき、反転モータＭ７からの駆動力はワンウェイクラッチ１を介して第１両面ローラ対２７２に伝達され、第１両面ローラ対２７２はシートを図中下方に向かって搬送する。

このような動作を実現するには、ワンウェイクラッチ１を、反転モータＭ７が正転方向に回転するときに解除状態となり、反転モータＭ７が逆転方向に回転するときに連結状態となるように配置すればよい。例えば、アウタ部材１０を反転モータＭ７に連結し、インナ部材２０を第１両面ローラ対２７２に連結すると共に、反転モータＭ７が正転方向に回転する場合に、アウタ部材１０がインナ部材２０に対して上記第２方向Ｒ２に回転するような配置とすればよい。ただし、上述した通り、インナ部材２０を駆動源である反転モータＭ７に連結し、アウタ部材１０を駆動対象である第１両面ローラ対２７２に連結することも可能である。

ここで、反転モータＭ７と第１両面ローラ対２７２との間にワンウェイクラッチ１を配置することで、次のような動作が可能となる。反転モータＭ７の逆転により第１両面ローラ対２７２に搬送される先行シートＰ１の先端が第２両面ローラ対２７３に受け渡され、かつ、先行シートＰ１の後端が反転ローラ対２７１のニップ部を抜けた状態で、反転モータＭ７を正転させる。すると、両面モータＭ８により第２両面ローラ対２７３が駆動されて先行シートＰ１の搬送が行われている状態で、反転ローラ対２７１による後続シートＰ２の搬送が開始する。このとき、ワンウェイクラッチ１は解除状態となっており、先行シートＰ１は第２両面ローラ対２７３によって第１両面ローラ対２７２から引き抜かれるようにして搬送される。

つまり、先行シートＰ１が第１両面ローラ対２７２にまだ挟持されている段階で反転モータＭ７を正転させても、ワンウェイクラッチ１が滑ることで第１両面ローラ対２７２と第２両面ローラ対２７３による先行シートの引張り合いが防止できる。このため、ワンウェイクラッチ１を配置しない場合に比べて、先行シートＰ１が第１両面ローラ対２７２のニップ部を抜けるまで反転モータＭ７の正転を継続させる必要がなく、反転ローラ対２７１による後続シートＰ２の搬送開始を早めることができる。従って、両面印刷において反転ローラ対２７１が後続シートＰ２を反転させる場合、及び反転ローラ対２７１が後続シートＰ２をそのまま排出トレイに排出する場合のそれぞれにおいて、画像形成装置２００の生産性を向上可能である。

なお、上述の構成はワンウェイクラッチ１の画像形成装置における一つの適用例であり、画像形成装置の他の部位に適用することもできる。例えば、給送モータＭ１と給送ユニット２４０のピックアップローラ４０ａ及び給送ローラ４０ｂの各々との間にワンウェイクラッチ１を配置することが考えられる（図６、図７参照）。これにより、例えば、シートが給送ローラ４０ｂより下流のローラ対（例えばプレレジローラ対２４１）に到達した後に給送モータＭ１の駆動を停止しても、ワンウェイクラッチ１を滑らせてシートの搬送を継続させることが可能となる。

また、画像形成装置は、画像形成手段を含む装置本体に、画像形成されたシートに綴じ処理等の処理を施すシート処理装置や、原稿となるシートを搬送しながら原稿画像を読み取る画像読取装置が付属する場合がある。このような付属機器において、シートを搬送するためのローラ等の駆動対象に駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達経路に、本実施例のワンウェイクラッチを配置してもよい。

さらに、本開示に係るワンウェイクラッチは、画像形成装置以外の装置を含む任意の機械において、所定方向の相対回転を許容した状態で２つの回転部材を連結する装置として適用可能である。

１…ワンウェイクラッチ
１０…アウタ部材（第１回転部材）
１４…内歯車
１５，２５…外歯車
２０…インナ部材（第２回転部材）
２２…長穴
２２ａ，２２ｂ…壁面
２７…係止エッジ（係止部）
２８，４３…凸部
２９…支持軸
３０…遊星歯車
３２…ボス部（自転軸）
４０…付勢バネ（付勢手段）
４１…係合部
４２…当接部
４４…コイル部
Ｆ１１，Ｆ１４…力
Ｆ１２，Ｆ１５…付勢力
Ｆ１３，Ｆ１６…摩擦力
Ｆｇ …重力
Ｘ１…軸線
Ｘ２…遊星歯車の自転軸線

Claims (9)

1. 内周部に内歯車を有し、軸線を中心に回転可能な第１回転部材と、
   前記内歯車に噛み合い、自転軸を中心に自転可能かつ前記軸線に対して公転可能な遊星歯車と、
   前記遊星歯車と係合して自転を停止させる係止部を有し、前記軸線を中心に回転可能な第２回転部材と、を備え、
   前記遊星歯車と前記係止部とが係合した状態で、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の相対回転が規制され、
   前記遊星歯車と前記係止部とが離脱した状態で、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の相対回転が許容される、ワンウェイクラッチであって、
   前記遊星歯車を前記係止部に係止した係止位置から前記係止部から離脱した離脱位置にわたって前記遊星歯車の自転軸の外周面に当接し、前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記遊星歯車に付勢力を付与する付勢手段を備え、
   前記付勢手段が前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記遊星歯車に付与する付勢力が、前記遊星歯車が前記係止位置と前記離脱位置との間を移動する移動方向に対して交差する方向の成分を含む、
   ことを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記第２回転部材に設けられ、前記遊星歯車を前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記軸線に直交する直線に沿った径方向に対して交差する方向に移動可能に案内するガイド部を備え、
   前記付勢手段は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記遊星歯車の自転軸を前記ガイド部との間で挟持しつつ前記ガイド部に付勢する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
3. 前記ガイド部は、前記軸線を中心とする周方向に延び、前記遊星歯車の自転軸を回転可能に保持する長穴であり、
   前記遊星歯車の自転軸は、前記付勢手段の付勢力により、前記長穴の前記周方向に延びる壁面のうちの前記軸線から遠い側の壁面又は前記軸線に近い側の壁面に当接する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記ガイド部は、前記軸線に直交する直線に沿った径方向に対して交差する方向に延び、前記交差する方向に前記遊星歯車を案内する案内面を有し、
   前記付勢手段は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、前記遊星歯車の自転軸線を挟んで前記案内面と対向し、前記遊星歯車の自転軸の外周面に当接する当接部を有し、前記遊星歯車の自転軸の外周面を前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記当接部と前記案内面との間で挟持しつつ前記案内面に付勢する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
5. 前記案内面は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、前記遊星歯車の自転軸線と前記第１回転部材の内歯車の間に設けられ、
   前記当接部は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、前記遊星歯車の自転軸線と前記第１回転部材の軸線の間に設けられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載のワンウェイクラッチ。
6. 前記案内面は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、前記遊星歯車の自転軸線と前記第１回転部材の軸線の間に設けられ、
   前記当接部は、前記係止位置から前記離脱位置にわたって、前記遊星歯車の自転軸線と前記第１回転部材の内歯車の間に設けられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載のワンウェイクラッチ。
7. 前記付勢手段は、一方の端部において前記第２回転部材に係合し、他方の端部において前記係止位置から前記離脱位置にわたって前記遊星歯車の自転軸の外周面に当接するバネである、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
8. 前記バネは、前記第２回転部材に設けられて軸方向に突出する支持軸に支持されたねじりコイルバネであり、前記遊星歯車の自転軸の外周面に当接し、前記自転軸の外側から付勢している、
   ことを特徴とする請求項７に記載のワンウェイクラッチ。
9. 前記遊星歯車は、前記軸線を挟んで互いに反対となる位置に設けられた第１遊星歯車及び第２遊星歯車を含み、
   前記係止部は、前記第１遊星歯車に係合する第１係止部及び前記第２遊星歯車に係合する第２係止部を含み、
   前記付勢手段は、前記第１遊星歯車を付勢する第１付勢手段及び前記第２遊星歯車を付勢する第２付勢手段を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。

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