JP3876404B2

JP3876404B2 - １方向クラッチ

Info

Publication number: JP3876404B2
Application number: JP2000273434A
Authority: JP
Inventors: 卓工藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: JP2002087611A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置等に設けられる給紙装置の給紙ローラ等に装着され１方向にのみ動力を伝達する１方向クラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の回転伝達機構を有する１方向クラッチは、例えば給紙装置の給紙ローラ（呼び出しローラ）とその回転軸の間に装着され、回転軸が１方向に回転するときのみ、その回転を給紙ローラに伝える１方向クラッチとして周知である。従来の１方向クラッチとしては、スプリング方式，ベアリング方式およびラチェット方式等の１方向クラッチが知られている。
【０００３】
スプリング方式の１方向クラッチは、回転軸にコイルスプリングを巻きつけてその巻き締め力を利用したものである。また、ベアリング方式の１方向クラッチは、ボール，ローラなどのスプラグを駆動側と被駆動側の間に１方向だけに食い込むようにしたものである。また、ラチェット方式の１方向クラッチは、駆動側と被駆動側とにラチェットを設け、一方の部材をスプリング等で他方の部材に押圧してラチェットを噛み合わせるものである。
【０００４】
前述したスプリング方式の１方向クラッチにおいては、空転時にスプリングの摩擦によりトルクが発生するため空転時の負荷が大きく、また、回転軸の径とスプリングの径との関係が、伝達トルク及び空転トルクの大きさと直接関係してくるので、部材の寸法に精度が要求される。そのため、製造が難しく、コストが上昇するという問題を有していた。
【０００５】
また、ベアリング方式の１方向クラッチは、機構が複雑であり、ベアリングを嵌め込むための金属ローラ（ハウジング）が不可欠なことから高価格であり、さらに、ラチェット方式の１方向クラッチは機構が簡単で低コストであるが、空転時にラチェット部でカチカチという音が発生するという問題を有していた。
【０００６】
これら従来の各方式の１方向クラッチにおける上述の問題を解決するためになされた特開平７−６１６１９号公報に記載される１方向クラッチがある。図３に示すように１方向クラッチは、動力入力部１，動力伝達部２，動力出力部３の３つの部材で構成されている。図３（ａ）の１方向クラッチは、動力入力部１及び動力伝達部２は円筒形状をしている。また、動力出力部３は、円柱部材４の一方の端部直径が一回り大きくなった大径端部５を設けた二段円柱形状をしており、この円柱部材４に動力入力部１及び動力伝達部２が嵌挿さている。動力入力部１は、図示しない駆動手段により矢印Ｒの方向に回転駆動され、円柱部材４に沿って突出部６が形成されている。
【０００７】
そして、動力伝達部２の、動力入力部１と対面する側には切欠き７が設けられている。切欠き７の円周方向の幅は、動力入力部１に形成された突出部６の円周方向の幅よりも適度に広く形成されている。また、切欠き７の円周方向の両端部７ａと７ｂとは、切欠きの深さすなわち円筒の軸方向の長さが互いに異なり、動力入力部１の回転方向Ｒに対して上流側の端部７ａの長さが下流側の端部７ｂよりも長くなるように形成されている。したがって、両端部７ａと７ｂとを結ぶ切欠き７の奥側端部７ｃは、円周方向に対して斜めとなった傾面を形成している。
【０００８】
一方、動力伝達部２の反対側端部にはラチェット爪８が形成されている。そして、動力出力部３に設けられた大径端部５が動力伝達部２側と対面する端部には、前述のラチェット爪８に歯合する形状のラチェット凹部９が形成されている。
【０００９】
また、図３（ｂ）は他の例を示す斜視図である。この例では、動力出力部３は円筒状に形成されている。そして、動力入力部１は円柱部材４と大径端部５を設けた二段円柱形状で形成され、動力伝達部２と動力出力部３とが円柱部材４に嵌挿される。それ以外の構成は、図３（ａ）により説明した例と同様である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−６１６１９号公報に記載される１方向クラッチの構成においては、回転軸の方向が重力に対して垂直方向である場合は正常に動作するが（図４（ａ）参照）、回転軸の方向が重力に対して平行方向であった場合など、伝達部材が重力に逆らって出力部材に近づく方向に移動することができないことがある（図４（ｂ）参照）。
【００１１】
図４（ｂ）に示すように、動力入力部１が矢印Ｒ方向に回転したとき、動力入力部１と動力伝達部２との位置関係が重力と平行方向であった場合、動力入力部１の突出部６が動力伝達部２の切欠き７の傾面を押したとしても、動力伝達部２は矢印Ｒ方向に回転するが重力には逆らえず、切欠き７の傾面の同じ位置を押した状態で動力入力部１に連れ回ることになる。結果として、動力伝達部２は動力出力部３に近づけずに回転動力は動力出力部３に伝達されない、特にこの状態は切欠き７の傾面の角度がきつい場合に生じやすく、１方向クラッチの設置される回転軸方向によって動作状態が変わってしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、設置される１方向クラッチの回転軸方向によって動作状態の変わることのない安定した１方向クラッチを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る１方向クラッチは、１方向にのみ回転力を伝達する１方向クラッチであって、入力部材と出力部材との間で回転軸方向に移動可能な伝達部材を有し、入力部材または伝達部材のいずれか一方の部材に回転軸方向に設けられた突出部と、他方の部材に突出部と嵌合して、回転方向への幅が突出部の回転方向への幅よりも広く、かつその両端部の深さを互いに異なって設けられた切欠きと、伝達部材と出力部材との当接により歯合するラチェット部とを備え、入力部材の１方向の回転により伝達部材が回転すると共に出力部材に近づく方向に移動してラチェット部が噛み合い状態となり、入力部材の回転を伝達部材を介して出力部材に伝達し、入力部材の逆方向の回転時には、伝達部材が出力部材から遠ざかる方向に移動してラチェット部の噛み合いが解除され、出力部材への回転力の伝達が解除される１方向クラッチにおいて、伝達部材を移動自在に支持する支持部材と当接する伝達部材の内周部における入力部材と対向する側または出力部材と対向する側に形成された切欠き状のアームに突起を設け、支持部材と伝達部材との間に生じる負荷を突起との摩擦によって得ると共に、伝達部材の自重によって生じる回転軸方向への負荷よりも回転方向への負荷を大きくしたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記伝達部材を移動自在に支持する支持部材を、入力部材と一体に形成して支持部材に伝達部材と出力部材を嵌挿し、または、出力部材と一体に形成して支持部材に伝達部材と入力部材を嵌挿したこと、前記ラチェット部を、出力部材と伝達部材の各対向面に設けられた少なくとも１つ乃至複数の爪部から形成し構成したものである。
【００１６】
前記構成によれば、１方向クラッチの設置位置における回転軸方向により伝達部材の重力の影響をなくし、動作状態が変わることがなく安定した回転動作を伝えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態における１方向クラッチを示す斜視図である。ここで、前記従来例を示す図３（ａ）において説明した構成部材に対応し実質的に同等の機能を有するものには同一の符号を付してこれを示す。
【００１９】
本実施の形態における１方向クラッチは、従来例の１方向クラッチの構成に対して、動力伝達部２の形状のみ異なっており、動力伝達部２に切欠き状のアーム１０が有り、その一部分に突起部１１を有して構成される。この突起部１１を含んだ動力伝達部２の内径が動力出力部３の円柱部材４の直径よりも若干小さくなるように構成されている。
【００２０】
本実施の形態における１方向クラッチの動作について述べる。いま、動力入力部１が図示しない駆動手段により矢印Ｒ方向に回転すると、動力入力部１の突出部６が動力伝達部２の奥側端部７ｃの傾面に当接して、回転方向と動力出力部３側の方向（回転軸方向）となる斜めの方向に押圧する。このとき動力伝達部２は、アーム１０に設けられた突起部１１により動力出力部３の円柱部材４との間に自重によって受ける負荷より大きな摩擦力を発生しているので、突出部６による切欠き７の奥側端部７ｃの傾面を押された反力により、傾面に対して垂直方向に押され回転移動する。
【００２１】
この奥側端部７ｃと突出部６が当接して動力入力部１が矢印Ｒ方向に回転する際、重力の作用により動力入力部１に動力伝達部２が押しつけられていたとしても、円柱部材４とアーム１０の突起部１１間に生じる重力で押しつけられる力より大きな抗力（摩擦力）によって動力伝達部２をラジアル方向に回転させるように働き、突出部６は奥側端部７ｃの傾面の傾斜部を滑りながら移動する。
【００２２】
さらに、動力伝達部２はスラスト方向の動力出力部３側に移動すると、動力伝達部２のラチェット爪８が動力出力部３のラチェット凹部９と噛み合う、一方、突出部６は切欠き７の上流側の端部７ａに当接する。これにより、動力入力部１は動力伝達部２を介して動力出力部３を回転させ回転動力を伝達する。
【００２３】
なお、動力伝達部２の奥側端部７ｃの傾面における円周方向に対する傾斜角度θは４５°以下が望ましく、動力入力部１の突出部６と当接する傾面との角度を、ラジアル方向よりもスラスト方向へのベクトルが大きくなるようにして動作を安定させる。
【００２４】
以上の構成により、動力伝達部２と円柱部材４と間に設けた突起部１１によりある程度の摩擦負荷を持っているので、１方向クラッチの回転軸方向により動力伝達部２の重力による影響を排除し、動作状態が変わることがなく安定した動作を行うことができる。
【００２５】
また、図２は本実施の形態における別の動力伝達部の構成例を示す図である。図２（ａ）は動力伝達部の正面図、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は左側面図、図２（ｄ）は裏面図であり、図２（ｅ）は図２（ａ）に示すＢ−Ｂ間の断面図である。この構成は図からもわかるように前記で説明した動力伝達部２とはアーム１０の切欠き位置が異なり、かつラチェット爪を複数設けてある。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１方向クラッチの取り付ける位置によって、その回転軸方向への動力伝達部の重力による影響を排除して、動作状態が変わることのない安定した回転動作を行うことができ、新たな部品追加を行うことなく安価なコストで１方向クラッチを実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における１方向クラッチを示す斜視図
【図２】本実施の形態における別の動力伝達部の構成例で、（ａ）は動力伝達部の正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は裏面図であり、（ｅ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ間の断面図
【図３】（ａ）は従来の１方向クラッチの分解斜視図、（ｂ）は別の例である１方向クラッチの分解斜視図
【図４】（ａ）は従来の１方向クラッチのラチェット爪とラチェット凹部の噛み合った状態、（ｂ）は噛み合わなかった状態を示す説明図
【符号の説明】
１動力入力部
２動力伝達部
３動力出力部
４円柱部材
５大径端部
６突出部
７切欠き
７ａ上流側の端部
７ｂ下流側の端部
７ｃ奥側端部
８ラチェット爪
９ラチェット凹部
１０アーム
１１突起部

Claims

１方向にのみ回転力を伝達する１方向クラッチであって、入力部材と出力部材との間で回転軸方向に移動可能な伝達部材を有し、前記入力部材または前記伝達部材のいずれか一方の部材に回転軸方向に設けられた突出部と、他方の部材に前記突出部と嵌合して、回転方向への幅が前記突出部の回転方向への幅よりも広く、かつその両端部の深さを互いに異なって設けられた切欠きと、前記伝達部材と前記出力部材との当接により歯合するラチェット部とを備え、
前記入力部材の１方向の回転により前記伝達部材が回転すると共に前記出力部材に近づく方向に移動して前記ラチェット部が噛み合い状態となり、前記入力部材の回転を前記伝達部材を介して前記出力部材に伝達し、前記入力部材の逆方向の回転時には、前記伝達部材が前記出力部材から遠ざかる方向に移動して前記ラチェット部の噛み合いが解除され、前記出力部材への回転力の伝達が解除される１方向クラッチにおいて、
前記伝達部材を移動自在に支持する支持部材と当接する前記伝達部材の内周部における前記入力部材と対向する側または前記出力部材と対向する側に形成された切欠き状のアームに突起を設けたことを特徴とする１方向クラッチ。
前記伝達部材を移動自在に支持する支持部材を、入力部材と一体に形成して前記支持部材に伝達部材と出力部材を嵌挿し、または、出力部材と一体に形成して前記支持部材に伝達部材と入力部材を嵌挿したことを特徴とする請求項１記載の１方向クラッチ。
前記ラチェット部を、出力部材と伝達部材の各対向面に設けられた少なくとも１つ乃至複数の爪部から形成したことを特徴とする請求項１または２記載の１方向クラッチ。