JP3931371B2 - Clutch mechanism - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば用紙の給紙タイミングを調整するためにクラッチを使用する用紙搬送装置や給紙装置等のクラッチ機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、特開昭59−78026号公報に開示されるように、用紙搬送装置や給紙装置には、用紙の給紙タイミングを調整するためにスプリングクラッチ(原動体の回転を緊張状態のスプリングを介して従動体へ伝達するクラッチのこと)を装備している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような用紙搬送装置や給紙装置を備えた複写機、プリンター等は、通常、人と隣接して設置されるため、騒音や異音を極力抑える必要がある。
【0004】
しかしながら、クラッチの開放時(従動体に対する原動体の回転の伝達を解除する時)に、クラッチ内部のスプリングが原動体(例えば、入力スリーブ等)に対し十分に弛緩せず摩擦力が作用している状態となり、その結果としての異音(摺動音)の発生が問題となっている。
【0005】
この問題を解決するために、摺動部分に対してグリースの塗布等を行っていたが、経時的にグリースが飛散するため、入力スリーブとスプリングとの摩擦力により経時的にスリーブのスプリングと当接する部分(外周面)が摩耗しスリーブの外径が小さくなる。
【0006】
その結果、クラッチの連結(原動体の回転が従動体に伝達される状態)時にスリーブがスプリングに対し滑り、クラッチが完全に連結されず、入力スリーブ等の寿命が短命となるという欠点がある。なお、スプリングクラッチが使用される用紙搬送装置以外の装置であって、騒音が問題にならない装置にも、同様に、入力スリーブ等の寿命が短命となるという欠点がある。
【0007】
また、スプリングクラッチを使用せずに、電磁クラッチや独立したモーターを使用する解決方法もあるが、コストが高くなるという欠点があった。
【0008】
そこで、本発明は係る事実を考慮し、クラッチの開放を確実にさせる安価なクラッチ機構を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のクラッチ機構は、原動体の回転を従動体へ伝達又は伝達解除するクラッチ機構であって、一端が前記従動体に係合され、緊張状態で内周が前記原動体及び前記従動体の外周に接触し、前記原動体の回転を前記従動体へ伝達するコイルスプリングと、前記コイルスプリングの他端が係合され、前記従動体と共に回転するカラーと、前記カラーの回転を止める制御部材と、前記原動体を回転自在に軸支すると共に前記従動体が固定された出力軸に取り付けられた回転体と、前記回転体に設けられた係合部と、前記出力軸に回転自在に軸支された慣性体と、前記慣性体に形成され前記係合部と係合して所定範囲の前記慣性体の回転を許容し、前記回転体を前記原動体の回転伝達方向へ回転させる遊び部と、を有して構成されていることを特徴とする。
【0010】
請求項1記載のクラッチ機構では、緊張状態で内周が原動体及び従動体の外周に接触するコイルスプリングによって、原動体の回転が従動体へ伝達される。そして、制御部材でカラーの回転を止めると、カラーに他端が係合されたコイルスプリングの回転が止められる。これにより、コイルスプリングの一端が係合された従動体の回転が停止し、従動体が固定された出力軸の回転が停止する。
ところで、出力軸には慣性体が回転自在に軸支されており、この慣性体に形成された遊び部に、回転体に設けられた係合部が係合されている。そして、慣性体が原動体の回転伝達方向へ慣性的に回転すると、慣性体の遊び部の縁が回転体の係合部に当接する。このときの衝撃で、回転体が原動体の回転伝達方向へ回転し、出力軸を介して従動体が原動体の回転伝達方向へ回転する。これにより、コイルスプリングが開放(弛緩)する。
従って、クラッチの開放時(従動体への、原動体の回転の伝達を解除したとき)におけるコイルスプリングの不完全な開放を完全な開放とするので、コイルスプリングと原動体との間の摩擦力が少なくなり、コイルスプリング及び原動体等の寿命の短命化が防止されると共に、コイルスプリングと原動体との摺動音(異音)の発生が防止される。また、電磁クラッチや独立したモーターを使用しなくてすむので、コストが高くならない。省スペースでかつコイルスプリングを開放する力を大きくすることができるので、より確実にコイルスプリングを弛緩させることができる。
【0017】
請求項2記載のクラッチ機構は、原動体の回転を従動体へ伝達又は伝達解除するクラッチ機構であって、一端が前記従動体に係合され、緊張状態で内周が前記原動体及び前記従動体の外周に接触し、前記原動体の回転を前記従動体へ伝達するコイルスプリングと、前記コイルスプリングの他端が係合され、前記従動体と共に回転するカラーと、前記カラーの回転を止め前記原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転させる制御部材と、を有して構成されていることを特徴とする。
【0018】
請求項3記載のクラッチ機構は、請求項2に記載の発明において、前記制御部材に係合部を設け、かつこの係合部と係合する爪部を前記原動体の回転を前記コイルスプリングを介して前記従動体へ伝達するカラーに形成し、前記爪部の先端と前記係合部の先端とが対向する状態において、前記爪部の基部が前記原動体の回転伝達方向側にあり、前記爪部を前記係合部に係合させ、前記カラーを前記原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転させることを特徴とする。
【0019】
請求項3記載のクラッチ機構では、カラーに形成された爪部が制御部材の係合部に係合することによって、カラーを原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転させる。これにより、コイルスプリングの原動体側が原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転する。従って、請求項3記載のクラッチ機構によれば、制御部材を従来から使用しており、かつこの制御部材を係合部を備えるアーマチュアとすると共に、従来から使用しているカラーを使用するので、部品点数を増やすことなく、コイルスプリングを強制的に弛緩させることができる。
【0020】
請求項4記載のクラッチ機構は、請求項2に記載の発明において、前記制御部材に係合部を設け、かつこの係合部と係合する爪部を前記原動体の回転を前記コイルスプリングを介して前記従動体へ伝達するカラーに形成し、前記爪部の先端と前記係合部の先端とが対向する状態において、前記爪部の基部が前記係合部の先端の軌跡よりも前記原動体の回転伝達方向と逆方向側にあり、前記カラーを前記原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転させることを特徴とする。
【0021】
請求項4記載のクラッチ機構では、カラーに形成された爪部が制御部材の係合部に係合することによってカラーを原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転させる。これにより、コイルスプリングの原動体側が原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転する。従って、請求項4記載のクラッチ機構によれば、制御部材を従来から使用しており、かつこの制御部材を係合部を備えるアーマチュアとすると共に、従来から使用しているカラーを使用するので、部品点数を増やすことなく、コイルスプリングを強制的に弛緩させることができる。
【0022】
請求項5記載のクラッチ機構は、請求項2に記載の発明において、前記爪部または前記係合部の少なくとも一方を弾性変形可能とし、または前記爪部と前記係合部との間に弾性部材を介在させたことを特徴とする。
【0023】
請求項5記載のクラッチ機構では、弾性変形可能とした爪部または係合部並びに弾性部材によってコイルスプリングの原動体側が原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転し、コイルスプリングが強制的に弛緩される。従って、請求項5記載のクラッチ機構によれば、爪部または係合部の少なくとも一方を弾性変形可能とし、または爪部と係合部との間に弾性部材を介在させているのみの構成なので、省スペースとなる。
【0024】
請求項6記載のクラッチ機構は、原動体の回転を従動体へ伝達又は伝達解除するクラッチ機構であって、一端が前記従動体に係合され、緊張状態で内周が前記原動体及び前記従動体の外周に接触し、前記原動体の回転を前記従動体へ伝達するコイルスプリングと、前記コイルスプリングの他端が係合され、前記従動体と共に回転するカラーと、前記カラーの回転を止める制御部材と、前記原動体を回転自在に軸支すると共に前記従動体が固定された出力軸の前記原動体の回転伝達方向と逆方向への回転を止める保持機構と、を有して構成されていることを特徴とする。
【0025】
請求項6記載のクラッチ機構によれば、従動体に対する原動体の回転の伝達を解除する際に、コイルスプリングの原動体側又は従動体側の少なくとも一方が強制的に回転されて弛緩される。このとき、弛緩されたコイルスプリングは収縮しようとして、従動体を原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転させようとする。このとき、保持機構によって、出力軸の原動体の回転伝達方向の回転が止められる。つまり、一度開放したコイルスプリングが収縮しようとするのを防止するので、クラッチの開放状態がより確実に保持される。
【0026】
請求項7記載のクラッチ機構は、請求項6に記載の発明において、前記保持機構が、前記出力軸に取り付けられたワンウエイクラッチであることを特徴とする。
【0032】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、図1〜図8を参照して、本発明に係る第1実施形態のクラッチ機構に関する構成について説明する。図1はクラッチ機構が適用されたレーザービームプリンタLBPの構成を示す断面図、図2は図1に示す給紙装置18の斜視図、図3は図2に示す給紙装置18の分解斜視図、図4は図2に示す給紙装置18の断面図、図5は図2に示す回転体50と慣性体52とを係合させる前の状態を示す斜視図である。
【0033】
(レーザービームプリンタLBPの全体構成の概略)
図1に基づき、レーザービームプリンタLBPの構成の概略を説明する。図1に示すように、レーザービームプリンタLBPの装置本体10には、その下部に配置される用紙12が用紙搬送装置14の半月状の搬送ロール15により搬送方向下流側(装置本体10の上側)に搬送される。
【0034】
この搬送ロール15の搬送方向下流側には、用紙12の姿勢を補正すると共に、用紙12の搬送及び図示しない画像形成ユニットによる画像形成処理との同期をとるレジストレーションロール16等が配置されている。
【0035】
即ち、用紙搬送装置14では、斜めに搬送される用紙12を矯正するために、レジストレーションロール16を所定時間の間停止させると共に、レジストレーションロール16に用紙12の端部を突き当てたりする。また、用紙搬送装置14では、印字時間を短縮するために、画像形成ユニットで画像形成処理を行っている時間中に次の用紙12を画像形成ユニットの直前まで搬送し、用紙12を待機状態等にする。
【0036】
そのため、搬送ロール15には、用紙12の搬送および停止を制御するためのクラッチ機構が装備されている。なお、レジストレーションロール16により、用紙12は、その姿勢が補正されかつ画像形成処理と同期したタイミングで画像形成ユニットへ搬送される。
【0037】
また、用紙搬送装置14の搬送方向下流側には給紙装置18が配置されており、この給紙装置l8には給紙ロール20,56や積載された用紙12が常時給紙されたり、重なって送られたりするのを防止するためのクラッチ機構が備えられている。
【0038】
即ち、図2に示すように、クラッチ機構Sにより、常時連続回転している駆動ギヤ28の回転を、給紙時だけ給紙ロール20に伝達し、給紙時以外には給紙ロール20に伝達しないようになっている。このクラッチ機構Sは、その従動体に対する原動体の回転の伝達及びその伝達の解除を制御するものである。なお、クラッチ機構Sに関する詳細な構成は後述する。
【0039】
図示しない記録部において表面へ画像が形成された記録紙12Pは、図1に示すように、排出ロール22によって装置本体10の上面に設けられたトレー24へ排出され、トレー24に記録紙12Pが積載収容される。なお、画像未形成の用紙12と区別するために、画像形成済の用紙を記録紙12Pという。
【0040】
(給紙装置18の構成)
以下、図2に基づき、本発明に係る給紙装置18即ちクラッチ機構Sに関する構成を詳述する。なお、第1実施形態は、請求項1に対応するもので、図1に示す給紙装置18に適用されるクラッチ機構Sである。また、図面中、矢印FRは用紙12の給紙方向を、矢印CCWは入力ギヤ32の回転伝達方向を、矢印RWは右方向を、矢印LWは左方向を、矢印UPは上方向を、矢印DNは下方向を示す。
【0041】
図4に示す装置本体10とこの装置本体10内の仕切り板26との間には、図2〜図4に示す給紙装置18の駆動ギヤ28が図示しない駆動軸を介してモータ等の駆動源へ連結されている。図4に示すように、駆動ギヤ28の下側には、出力軸30が装置本体10及び仕切り板26に取付けられた軸受53及び54を介して回転可能に軸支されている。
【0042】
図3に示すように、出力軸30は、その右端の円軸部30Aと,左端の縦断面がD字状のD軸部30Bと,このD軸部30Bと円軸部30Aとの間を連結するD軸部30Bよりも大径の縦断面がD字状の大径D軸部30Cとで一体的に形成されている。
【0043】
出力軸30のD軸部30Bの左片側には、円形の挿入孔32Cが形成された原動体の一部を構成する入力ギヤ32が挿入されており、この入力ギヤ32と駆動ギヤ28とが常時噛み合っている。入力ギヤ32は、出力軸30に対してフリーの状態(即ち、入力ギヤ32の回転が直接に出力軸30に伝達されない)で回転する。なお、出力軸30右端の円軸部30Aには、給紙ロール20が取付けられている。
【0044】
図4に示すように、入力ギヤ32には、その下流(駆動ギヤ28の駆動力が給紙ロール20側へ伝達される向き)側(右側)に段部32B及びこの段部32Bの下流側に原動体の一部を構成する入力スリーブ32Aが一体形成されている。この入力スリーブ32Aは段部32Bの直径よりも小径となっており、段部32Bは入力ギヤ32の直径よりも小径となっている。
【0045】
また、D軸部30Bの右片側には、この入力スリーブ32Aと同軸上でかつ軸方向(左右方向)に対向するように、従動体としての出力スリーブ34が挿通されている。この出力スリーブ34には、その下流側端部にフランジ34Dが形成されており、このフランジ34Dには入力ギヤ32の段部32Bと同一径の段部34Eが形成されている。
【0046】
フランジ34Dの内周側(即ち、段部34Eよりも軸心側)には後述するコイルスプリング(以下、単に「スプリング」という)38の一端38Bが挿入される係合孔34Aが形成されている。
【0047】
図3に示すように、出力スリーブ34には、その軸心にD軸部30Bに対応する形状のD字状の孔34Cが形成されている。この孔34CにD軸部30Bが挿入され、出力スリーブ34の回転と共に出力軸30が回転するようになっている。このため、出力スリーブ34が回転すると、初めて出力軸30が回転し、これによって図4に示す給紙ロール20が回転する。
【0048】
図4に示すように、入力ギヤ32及び出力スリーブ34の各々の段部32B,34Eの外周には、円筒状のカラー36が回転可能に取付けられている。図3及び図4に示すように、このカラー36には、その外周面の下流側に複数の爪36Bが放射状でかつ軸方向に沿って突設されている。
【0049】
図3に示すように、カラー36には、後述するスプリング38の他端38Aが挿入される係合溝36Aが形成されている。カラー36とスリーブ32A,34との間には、スプリング38が配置されており、緊張状態(本実施形態では、スプリング38の内径が縮小する状態のことである)において内周面がスリーブ32A,34の外周へ接触している。このスプリング38の巻き方向は給紙ロール20の回転方向(矢印CCW方向)と逆方向であり、スプリング38の一端38Bが停止又は負荷を受けた状態で入力スリーブ32Aが矢印CCW方向へ回転すると摩擦力によりスプリング38は緊張状態になる。
【0050】
スプリング38の他端38Aはカラー36の係合溝36Aに挿通され、スプリング38の一端38Bは出力スリーブ34の係合孔34Aに挿入されているので、カラー36及び出力スリーブ34の回転又は停止により、スプリング38が弛緩状態又は緊張状態となる。
【0051】
即ち、入力スリーブ32Aが回転伝達方向へ回転することにより、スプリング38が縮小して入力スリーブ32A及び出力スリーブ34に密着し緊張状態となる。一方、カラー36が停止することにより、スプリング38の復元力によってスプリング38のコイル径が広がってスプリング38の他端38A側が入力スリーブ32Aから離間して弛緩状態となる。また、出力スリーブ34が回転伝達方向へ回転することにより、スプリング38のコイル径が広がってスプリング38の他端38A側が入力スリーブ32Aから離間し弛緩状態となる。
【0052】
なお、クラッチ機構Sは、入力ギヤ32,入力スリーブ32A,出力スリーブ34,及びカラー36,及びスプリング38で構成される。
【0053】
図2に示すように、カラー36の爪36Bに対向する部位には制御部材としてのソレノイド40が配置され、ソレノイド40の略コ字状のハウジング40A下端にはアーマチュア42の一端部42Aが当接するストッパ40Bが形成されている。また、アーマチュア42の先端には断面L字状の係合部42Bが形成されており、ソレノイド40の鉄心44が励磁状態となると、図7の想像線及び図8の想像線に示すように、この係合部42Bがカラー36の爪36Bと係合(即ち、係合部42Bが一対の爪36Bの間に挿入され、爪36Bと当接)してカラー36の回転を停止させる。
【0054】
図2に示すように、アーマチュア42の係合部42B側端部にはリターンスプリング46が取付けられており、このリターンスプリング46は常に係合部42Bを入力スリーブ32Aと離間させる方向(図7及び図8では矢印DN方向)へ付勢している。
【0055】
即ち、ソレノイド40(鉄心44)が通電されることにより、プランジャ44がリターンスプリング46の付勢力に抗して回転し(図3の想像線参照)係合部42Bが爪36Bと係合する(図2参照)。また、ソレノイド40の通電が解除されると、プランジャ44はリターンスプリング46の付勢力によって回転し(図3の実線参照)係合部42Bが爪36Bから離間する。
【0056】
図3に示すように、クラッチ機構Sの下流側即ち出力スリーブ34の右側には、従動ギヤ48が出力軸30の大径D軸部30Cに挿入されている。即ち、従動ギヤ48には、その軸心に大径D軸部30Cに対応する形状のD字状の孔48Bが形成されている。この孔48Bに大径D軸部30Cを挿入し、出力軸30の回転と共に従動ギヤ48が回転するようになっている。なお、従動ギヤ48は図示しない被駆動部材を駆動させるためのギヤ49と噛み合っており、従動ギヤ48が回転することによってギヤ49が回転する。
【0057】
図3に示すように、従動ギヤ48の下流側には、プレート状の回転体50が出力軸30の大径D軸部30Cに挿入されている。即ち、回転体50には、その軸心に大径D軸部30Cに対応する形状のD字状の孔50Aが形成されている。この孔50Aに大径D軸部30Cを挿入し、出力軸30の回転と共に回転体50が回転するようになっている。
【0058】
図5に示すように、回転体50には、その外周部側にL字状に折曲げられた係合部としての突起部50Bが形成されている。この突起部50Bの先端は、回転体50の外周縁よりも軸心側に位置し、かつ、軸心方向に沿って下流側に向かって突設されている。
【0059】
図3に示すように、回転体50の下流側には、リング状の慣性体52が出力軸30の円軸部30Aに挿入されている。即ち、慣性体52の軸心には円軸部30Aに対応する形状の円形の孔52Aが形成され、この孔52Aに円軸部30Aが挿入される。なお、慣性体52は、その慣性力が大きくなるように材料等が選択されている。
【0060】
また、図5に示すように、慣性体52には回転体50の突起部50Bに対応する部位に遊び部としての長孔52Bが角度90°の範囲に亘って円弧状に形成されており、この長孔52B内に突起部50Bが挿入される。長孔52Bは、慣性体52を回転体50に対して角度90°に亘って相対回転可能にするものである。
【0061】
回転体50が回転して突起部50Bが長孔52Bの一端縁52Cに当接すると、慣性体52は回転体50と共に回転する。一方、回転体50の回転が停止しても、慣性体52は出力軸30に対してフリーの状態で回転するようになっているので、慣性体52はその慣性力で回転する。そのため、慣性体52の長孔52Bの他端縁52Dが回転体50の突起部50Bを押圧し、出力軸30を回転させる。このため、図8Aに示すように、出力スリーブ34が回転し、スプリング38の弛緩を確実にさせる。
【0062】
図4に示すように、給紙ロール20に対向する上部には給紙ロール56が昇降可能に配置されており、これらの給紙ロール20,56によって用紙12が挟持され図2に示す矢印FRの給紙方向へ給送される。
【0063】
なお、回転体50及び慣性体52は、出力軸30と同軸上であればどこに配置されていても良く、例えば従動ギヤ48の内側(従動ギヤ48と出力スリーブ34との間)や入力ギヤ32の外側(入力ギヤ32と装置本体10との間)であっても良い。また、従動ギヤ48,49は、図示しない被駆動物がない装置のような場合には不要である。
【0064】
さらに、第1実施形態では出力軸30に用紙12を給紙する給紙ロール20が配置されているが、この給紙ロール20はクラッチ機構Sの下流側にあればどこに配置されていても良く、出力軸30に直接に設けなくても良い。
【0065】
(給紙装置の作用)
以下、図6〜図8に基づき、第1実施形態の作用を説明する。なお、図6〜図8は、そのAが図4に対応する断面図であり、BはAのB−B線の断面図である。
【0066】
図1に示すレーザービームプリンタLBPの電源をオンにすると、図2に示す駆動ギヤ28は、時計方向(矢印CW方向)へ回転する。この駆動ギヤ28は、電源のオン状態中、回転している。そのため、図6Aに示すように、駆動ギヤ28の回転は入力ギヤ32に伝達され、入力スリーブ32Aが回転伝達方向へ回転する。
【0067】
図6Aに示すように、給紙時には、入力スリーブ32Aの回転によってスプリング38が縮小して入力スリーブ32A及び出力スリーブ34に密着し緊張状態となる。
【0068】
即ち、スプリング38は入力スリーブ32A及び出力スリーブ34に密着(ΔT1=0)し、入力スリーブ32A及び出力スリーブ34はスプリング38を介して連結される。そのため、入力ギヤ32の回転は、出力スリーブ34に伝達され、出力スリーブ34が回転伝達方向へ回転する。
【0069】
出力スリーブ34が回転すると、出力軸30が回転伝達方向へ回転し、従動ギヤ48,回転体50,慣性体52,及び図2に示す給紙ロール20が回転する。図2に示すように、給紙ロール20の回転により、給紙ロール20,56まで搬送されてきた用紙12が給紙方向(矢印FR)へ給送される。
【0070】
なお、図6Bに示すように、出力軸30が回転伝達方向(矢印CCW方向)へ回転している状態において、回転体50の回転は回転体50の突起部50B及び慣性体52の長孔52Bの一端縁52Cを介して慣性体52に伝達され、慣性体52は回転伝達方向へ回転する。
【0071】
上記給紙を解除する際には、図2に示すソレノイド40(鉄心44)が通電され、プランジャ44がリターンスプリング46の付勢力に抗して回転し、図2の実線及び図7Aの想像線に示すように係合部42Bが爪36Bに引っ掛かり係合する。そのため、図7Aに示すように、カラー36の回転が停止するので、スプリング38の他端38Aの回転も停止する。
【0072】
このスプリング38の他端38Aの回転が停止することにより、入力スリーブ32Aに対し入力スリーブ32Aの回転伝達方向と逆方向に巻かれているスプリング38の他端38A側(左側)がその復元力(前記回転伝達方向と逆方向に押し戻されるような力)が作用し、スプリング38のコイル径が広がってスプリング38の他端38A側が入力スリーブ32Aから離間して弛緩状態となる。
【0073】
即ち、図7Aに示すように、スプリング38の他端38A側のコイル径が若干広がって入力スリーブ32Aの外周から離れる方向へ移動し、スプリング38の他端38A左側と入力スリーブ32Aとの間に隙間ΔT2(ΔT2>ΔT1)ができる。
【0074】
従って、入カスリーブ32Aと出力スリーブ34との連結が解除(クラッチが解除)されるので、入カスリーブ32Aの回転が出力スリーブ34に伝達されず、このクラッチ解除以降、出力スリーブ34,出力軸30,従動ギヤ48,回転体50,及び給紙ロール20(図2参照)が停止し、用紙12を給送しない状態となる。
【0075】
なお、係合部42Bが爪36Bに係合しカラー36の回転が停止している状態においても、駆動ギヤ28及び入力ギヤ32(入力スリーブ32A)は回転している。
【0076】
ところで、この図7Aに示す状態では、従来と同様に、スプリング38の一端38Bの付近の右側コイル部と入力スリーブ34Aとが十分に離間されず摩擦力が作用している状態にあり、異音の発生及び磨耗の原因となるため、前記両者間の摩擦力を少なくする必要がある。そのため、本実施形態においては、回転体50及び慣性体52が以下の動作をする。
【0077】
即ち、図7Bに示すように、クラッチが解除された瞬間,即ち出力軸30(回転体50)の回転が停止した瞬間でも、慣性体52が、出力軸30の円軸部30Aに対して回転フリーの状態となっているので、その慣性力(イナーシャ)によって長孔52Bの他端縁52Dが回転体50の突起部50Bに当接するまで回転する。即ち、回転体50の停止後、慣性体52は、その一端縁52Cから他端縁52Dに突起部50Bが当接するまでさらに角度90°回転する。
【0078】
図8Bに示すように、上記慣性体52の回転後では、長孔52Bの他端縁52Cが突起部50Bに当接(衝突)する衝突力により、停止していた回転体50が若干だけ回転される。そのため、回転体50の回転と共に出力軸30が回転し、出力スリーブ34も回転する。
【0079】
従って、出力スリーブ34に固定されたスプリング38の一端38B側(右側)が出力スリーブ34の回転伝達方向へ回転するので、スプリング38の他端38A側が入力スリーブ32Aから離間し弛緩状態となる。
【0080】
即ち、図8Aに示すように、スプリング38の一端38B側と入力スリーブ32A及び出力スリーブ34との間に隙間ΔT3(ΔT3>ΔT2)ができ、スプリング38がカラー36の内周面に当接するまで離間され、スプリング38と入力スリーブ32Aとが完全に開放され本実施形態の待機状態となる。
【0081】
そのため、本実施形態によれば、入力スリーブ32Aに対してスプリング38が開放(離間)されるので、スプリング38と入力スリーブ32Aの摩擦が低減される。従って、本実施形態によれば、入力スリーブ32A,出力スリーブ34,及びスプリング38の寿命の短命化が防止されると共に、スプリング38と入力スリーブ32Aとの摺動音(異音)の発生が防止される。
【0082】
また、本実施形態によれば、別個に電磁クラッチや独立したモーターを使用しなくてすむので、コストが高くならない。さらに、本実施形態によれば、慣性体52の長孔52Bの他端縁52Cが回転体50の突起部50Bに当接する衝撃力で、スプリング38を開放させる構成であるので、省スペースでかつスプリング38を開放する力を大きくすることができ、より確実にスプリング38を弛緩させることができる。
【0083】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図9及び図10にしたがって説明する。なお、第2実施形態は、慣性体60の慣性力を出力軸62に伝達する変形例である。
【0084】
図9に示すように、第2実施形態の慣性体60には、その軸心に角度270°の範囲の孔60Aが形成されて、その一端面60B又は他端面60Cに出力軸62の後述する直線面62Aが当接し、慣性体60を回転させたり出力軸62に回転力を伝達するようになっている。
【0085】
また、出力軸62には断面半円状の半円部62Bが形成されており、この半円部62Bに慣性体60の孔60が挿通される。半円部62Bは、その外周面及び直線面62Aとで構成されている。なお、第2実施形態では、第1実施形態の回転体50及び慣性体52が出力軸30に配置されていない点を除き、その他の構成については第1実施形態と同一構成である。
【0086】
図10Aに示すように、第2実施形態において、出力軸62の回転時(給紙時)では出力軸62の直線面62Aが慣性体60の一端面60Bを押圧するので、慣性体60は出力軸62と共に回転する。
【0087】
図10Bに示すように、出力軸62の回転が停止した瞬間では、慣性体60はその慣性力(イナーシャ)により、慣性体60は90°回転し、他端面60Cが出力軸62の直線面62Aに当接する。図10Cに示すように、この他端面60Cが直線面62Aに当接する衝撃により、停止していた出力軸62の直線面62Aを押圧し、出力軸62を回転伝達方向へ回転させる。そのため、図2に示す出力スリーブ34が回転し、出力スリーブ34側に固定された図4に示すスプリング38の一端38Bが回転する。
【0088】
従って、本実施形態によれば、図8Aに示すように、スプリング38が完全に開放されるので、スプリング38と入力スリーブ32Aの摺動不良が防止されると共に、スプリング38と入力スリーブ32Aとの異音の発生が防止される。
【0089】
また、本実施形態によれば、慣性体60によって出力スリーブ34を入力スリーブ32Aの回転伝達方向へさらに回転させる非常に簡単な構成となっているので、コストを安くすることができる。なお、その他の作用効果は、第1実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0090】
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を図11にしたがって説明する。なお、第3実施形態は、請求項2及び3に対応する実施形態で、そのカラー64を強制的に回転させ図4に示すスプリング38を入力スリーブ32Aから離間させる変形例である。なお、図11は、カラー64を図4の左側から右側へ向かって見た図である。
【0091】
図11に示すように、第3実施形態のカラー64には、その外周面に略三角形状の爪部としての突起64Aが突設されている。この突起64Aは、図11の実線の状態(突起64Aの基部としての根元64Cとアーマチュア42の係合部42Bとが対向する状態)において、その先端64Bが根元64Cより回転伝達方向と逆方向(CW方向)側へ突出するような傾斜角度をもたせている。
【0092】
即ち、この傾斜角度の設定において、アーマチュア42の係合部42Bの軌跡66(図11の1点鎖線参照)上に突起64Aの先端64Bが位置する時、突起64Aの根元64Cの位置は、アーマチュア42の先端64Bの軌跡66よりも回転伝達方向(CCW方向)側に位置(ΔA>0)するようになっている。
【0093】
なお、第1実施形態と同様に、アーマチュア42の先端64Bは、L字状(直角状)に折曲げられている。また、第3実施形態では、第1実施形態の慣性体52が出力軸62に配置されていない点を除き、その他の構成は、図2に示す第1実施形態と同様である。
【0094】
第3実施形態において、図2に示す出力軸62の回転が停止した後、図11の破線に示すように、アーマチュア42の係合部42Bが突起64Aの先端64B(根元64Cから先端64Bまでの斜面の途中を含む)に引っ掛かって停止する。
【0095】
この停止後、アーマチュア42の係合部42Bの付勢力によって突起64Aは、その先端64Bから根元64Cに達するまで上記逆方向(CW方向)へ回転される。そのため、カラー64が逆方向へ回転するため、カラー64に係止している図4に示すスプリング38の他端38A側が強制的に開かれる。
【0096】
第3実施形態によれば、従来から使用しているカラー64に突起64Aを形成し、かつ従来から使用しているアーマチュア42でスプリング38を強制的に弛緩させているので、部品点数が増えない。なお、その他の作用効果は、第1実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0097】
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態を図12にしたがって説明する。なお、第4実施形態は、請求項2及び4に対応する実施形態で、そのカラー68を強制的に回転させ図4に示すスプリング38を入力スリーブ32Aから離間させる変形例である。なお、図12は、カラー68を図4の左側から右側へ向かって見た図である。
【0098】
図12に示すように、第4実施形態のアーマチュア42の先端42Bは、その角度θ1が鈍角となるように折曲げられている。また、カラー68には、その外周面に略三角形状の爪部としての突起68Aが突設されている。この突起68Aは、図12の状態(突起68Aとアーマチュア42の係合部42Bとが対向する状態)において、その先端68Bが基部としての根元68Cより回転伝達方向(CCW方向)側へ突出するような傾斜角度をもたせている。
【0099】
即ち、このアーマチュア42の先端42Bの曲げ量(角度θ1)の設定において、アーマチュア42の係合部42Bの軌跡70(図12の1点鎖線参照)上に突起68Aの先端68Bが位置する時、突起68Aの根元68Cの位置は、アーマチュア42の先端68Bの軌跡70よりも上記回転伝達方向と逆方向側に位置(ΔB>0)するようになっている。なお、第4実施形態では、第1実施形態の回転体50及び慣性体52が出力軸30に配置されていない点を除き、その他の構成は、図2に示す第1実施形態と同様である。
第4実施形態において、図2に示す出力軸62の回転が停止した後、図12の破線に示すように、アーマチュア42の係合部42Bが突起68Aの先端68B(根元68Cから先端68Bまでの斜面の途中を含む)に引っ掛かって停止する。
【0100】
この停止後、アーマチュア42の係合部42Bの付勢力によって突起68Aは、その先端68Bから根元68Cに達するまで上記逆方向(CW方向)へ回転される。そのため、カラー68が逆方向へ回転するため、カラー68に係止している図4に示すスプリング38の他端38A側が強制的に開く。なお、その他の作用効果は、第1実施形態及び第3実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0101】
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態を図13にしたがって説明する。なお、第5実施形態は、請求項2及び5に対応する実施形態で、そのカラー72を強制的に回転させ図4に示すスプリング38を入力スリーブ32Aから離間させる変形例である。なお、図13は、カラー72を図4の左側から右側へ向かって見た図である。
【0102】
図13に示すように、第5実施形態のアーマチュア42の先端42Bは、L字状(直角状)に折曲げられている。この先端42Bに対向するカラー72の突起72Aの対向面72Bは、平坦状の面となっている。また、対向面72Bには、弾性部材としてのスプリング74が取付けられている。
【0103】
なお、先端42B又は対向面72Bのうち、少なくとも一方を弾性変形可能な材料等で成形しても良い。第5実施形態では、第1実施形態の回転体50及び慣性体52が出力軸30に配置されていない点を除き、その他の構成は、図2に示す第1実施形態と同様である。
【0104】
図13Aに示すように、第5実施形態において、図2に示す出力軸30の回転が停止した後、図13の破線に示すように、アーマチュア42の係合部42Bが突起72Aの対向面72Bに配置されたスプリング74を圧縮され、この圧縮状態でクラッチが開放される。
【0105】
この圧縮後、図13Bに示すように、スプリング74の付勢力によってアーマチュア42の係合部42Bが回転伝達方向と逆方向(CW方向)へ回転される。そのため、カラー72が上記逆方向へ回転するため、カラー72に係止している図4に示すスプリング38の他端38A側が強制的に開く。
【0106】
第5実施形態によれば、スプリング74をアーマチュア42の係合部42Bとカラー72の突起72Aの対向面72Bとの間に介在させるのみの構成であるので、省スペースとなる。なお、その他の作用効果は、第1実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0107】
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態を図14及び図15にしたがって説明する。なお、第6実施形態は、請求項6及び7に対応する実施形態で、その出力軸30の回転を制御し、図15に示すスプリング38を入力スリーブ32Aから離間させた状態に維持させる変形例である。
【0108】
図14に示すように、第6実施形態の出力軸30の左側には、保持機構としてのワンウエイクラッチ76が取付けられている。このワンウエイクラッチ76は、所定量回転した出力軸30が図15に示すスプリング38を圧縮しようとする力やその他の力によって戻ろうとするのを、出力スリーブ34の回転伝達方向と逆方向へ回転するのを防止するものである。即ち、ワンウエイクラッチ76は出力軸30の回転伝達方向(矢印CCW方向)のみを可能とし、回転伝達方向と逆方向の回転を阻止する構成となっている。
【0109】
なお、第6実施形態では、図示しないが第1実施形態の回転体50及び慣性体52,又は第2実施形態の慣性体60が出力軸62に設けられている。その他の構成は、図2に示す第1実施形態と同様である。
【0110】
図14に示すように、第6実施形態においては、アーマチュア42の係合部42Bがカラー36の爪36Bと係合し、図15に示すスプリング38が一度開放する。この後、ワンウエイクラッチ76により、スプリング38の収縮が防止される。そのため、第6実施形態によれば、スプリング38と入力スリーブ32Aの摺動不良をより確実に防止する。なお、その他の作用効果は、第1実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0111】
(第7実施形態)
本発明の第7実施形態を図16及び図17にしたがって説明する。なお、第7実施形態は、請求項6に対応する実施形態で、その出力軸30の回転を制御し、図17に示すスプリング38を入力スリーブ32Aから離間させた状態に維持させる変形例である。
【0112】
図16に示すように、第7実施形態の駆動ギヤ28を軸支する付勢機構の一部を構成する駆動軸78には、その右側に付勢機構の一部を構成するロール80が取付けられている。このロール80は、出力軸30に対して接するように配置されており、出力軸30を摩擦力によって回転伝達方向(矢印CCW方向)へ回転させるものである。
【0113】
なお、ロール80は、その出力軸30に対する摩擦力が低摩擦になるような材料等が選択されている。また、駆動軸78が図1に示すレーザービームプリンタLBPの電源のオン状態では常時回転伝達方向と逆方向(矢印CW方向)へ回転している等、その他の構成は、図2に示す第1実施形態と同様である。
【0114】
図16に示すように、第7実施形態において、給紙の停止後、ロール80は出力軸30をさらに回転伝達方向へ回転させる。出力軸30の回転は、出力軸30に対するロール80の摩擦力と図17に示すスプリング38の収縮力とが釣り合ったところで停止する。
【0115】
即ち、第7実施形態によれば、給紙の停止後に、ロール80の回転によって出力軸30を回転させるため、スプリング38が出力スリーブ34から離間し開く。さらに、給紙の停止後においても、スプリング38が開くように、ロール80が常に回転している(力が働いている)ので、給紙停止後に開放したスプリング38の収縮を確実に防止できる。
【0116】
従って、第6実施形態によれば、スプリング38と出力スリーブ34の摺動不良をより確実に防止する。また、第6実施形態によれば、駆動ギヤ28を軸支した駆動軸78にロール80を設けるのみで、一度開放したスプリング38の収縮が防止されるので、簡単な構成でかつコストを安くすることができる。なお、その他の作用効果は、第1実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0117】
(第8実施形態)
本発明の第8実施形態を図18及び図19にしたがって説明する。なお、第8実施形態は、出力軸30の回転を制御し、図19に示すスプリング38を入力スリーブ32Aから離間させた状態に維持させる変形例である。
【0118】
図18に示すように、第8実施形態の出力軸30のD軸部30Bには、その左端にD軸部30Bに対応する図示しない孔が形成された付勢機構の一部を構成する回転体82が配置されている。この孔にD軸部30Bの左端を挿入し回転体82を出力軸30に取付ける。
【0119】
回転体82の左側面82Aの外周付近にはフック82Bが取付けられており、このフック82Bと装置本体10の図示しないフックとに付勢機構の一部を構成するスプリング84が取付けられている。回転体82のフック82Bとスプリング84との位置関係は、図18に示す待機時において、フック82Bと回転体82の軸心Pとを結ぶ線L1と,スプリング84の軸線L2とがほぼ直角になる位置とし、スプリング84の付勢力が回転体82に対し回転伝達方向(矢印CCW方向)へ回転するようにされている。
【0120】
なお、スプリング84は、その付勢力が回転体82の回転に支障を与えないようになっている。その他の構成は、図2に示す第1実施形態と同様である。
【0121】
図18に示すように、第8実施形態において、給紙の停止後、回転体82はスプリング84によって出力軸30を回転伝達方向へ回転させる。出力軸30の回転は、回転体82に対するスプリング84の付勢力と図19に示すスプリング38の収縮力とが釣り合ったところで停止する。
【0122】
即ち、第8実施形態によれば、給紙の停止後に、スプリング84の付勢力によって出力軸30が回転するため、スプリング38が出力スリーブ34から離間し開く。さらに、給紙の停止後においても、スプリング38が開くように、スプリング84及び回転体82によって常に付勢させている(力が働いている)ので、給紙停止後に開放したスプリング38の収縮を確実に防止できる。
【0123】
なお、出力軸30が回転している給紙時では、回転体82の回転に対応してスプリング84が伸長及び収縮し、スプリング84が回転体82の回転時の邪魔にならないようになっている。その他の作用効果は、第1実施形態及び第7実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0124】
(第9実施形態)
本発明の第9実施形態を図20及び図23にしたがって説明する。なお、第9実施形態は、出力軸30の回転を制御し、図23に示すスプリング38を入力スリーブ32Aから離間させた状態に維持させる変形例である。
【0125】
図20に示すように、第9実施形態の出力軸30のD軸部30Bには、その左端にD軸部30Bに対応する孔86Aが形成された付勢機構の一部を構成する接線カム86が配置されている。この孔86AにD軸部30Bの左端を挿入し接線カム86を出力軸30に取付ける。なお、第9実施形態のカム形状は、図20の例に限定されず、少なくとも一つ以上の突出部が形成されていれば良い。
【0126】
図20に示すように、接線カム86の先端86Bに接する位置には縦断面略D字状の付勢機構の一部を構成するストッパ88が設けられており、このストッパ88の底面88Aには付勢機構の一部を構成するスプリング90の一端が取付けられている。このスプリング90の他端は装置本体10の図示しないフックに取付けられている。接線カム86の先端86Bとスプリング90との位置関係は、図20に示す待機時において、接線カム86の軸心Pと先端86Pとを結ぶ線L3と,スプリング90の軸線L4とがほぼ直角になる位置とし、スプリング90の付勢力が接線カム86に対し回転伝達方向(矢印CCW方向)へ回転するようにされている。その他の構成は、図2に示す第1実施形態と同様である。
【0127】
図20に示すように、第9実施形態において、給紙の停止後、接線カム86はスプリング90によって出力軸30を回転伝達方向へ回転させる。出力軸30の回転は、接線カム86に対するスプリング90の付勢力と図23に示すスプリング38の収縮力とが釣り合ったところで停止する。
【0128】
即ち、図23に示すように、第9実施形態によれば、給紙の停止後に、スプリング90の付勢力によって出力軸30が回転するため、スプリング38が出力スリーブ34から離間し開く。さらに、給紙の停止後においても、スプリング38が開くように、スプリング90及び接線カム86によって常に付勢させている(力が働いている)ので、給紙停止後に開放したスプリング38の収縮を確実に防止できる。
【0129】
なお、その他の作用効果は、第1実施形態及び第7実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0130】
(第10実施形態)
本発明の第10実施形態を図22及び図23にしたがって説明する。なお、第10実施形態は、出力軸30の回転を制御し、図23に示すスプリング38を入力スリーブ32Aから離間させた状態に維持させる変形例である。
【0131】
図22に示すように、第10実施形態の出力軸30のD軸部30Bには、その左端にD軸部30Bに対応する孔92Aが形成された偏心部材又は付勢機構としての略扇形の偏心重量物92が配置されている。この孔92AにD軸部30Bの左端を挿入し偏心重量物92を出力軸30に取付ける。
【0132】
偏心重量物92の重心PWは、図22に示す待機時において、偏心重量物92の重心PWと出力軸30の軸心Pとを結ぶ線L5が装置本体10の載置面10Aと平行の平行線L6に対し略平行となる位置とし、偏心重量物92の重心PWによって出力軸30(出力スリーブ34)が回転伝達方向(矢印CCW方向)へ回転するようにされている。
【0133】
なお、第10実施形態の偏心部材の形状は、図22の例に限定されず、偏心部材の重心PWが出力軸30の軸心Pに対し偏位していれば良い。その他の構成は、図2に示す第1実施形態と同様である。
【0134】
図22に示すように、第10実施形態において、給紙の停止直後、偏心重量物92の重心PWによって出力スリーブ34が回転伝達方向(矢印CCW方向)へ回転する。出力軸30の回転は、偏心重量物92の重心PWと図23に示すスプリング38の収縮力とが釣り合ったところで停止する。
【0135】
即ち、図23に示すように、第10実施形態によれば、給紙の停止後に、偏心重量物92の重心PWによって出力軸30が回転するため、スプリング38が出力スリーブ34から離間し開く。さらに、給紙の停止後においても、スプリング38が開くように、偏心重量物92の重心PWによって常に付勢させている(力が働いている)ので、給紙停止後に開放したスプリング38の収縮を確実に防止できる。その他の作用効果は、第1実施形態及び第7実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0136】
なお、上記各実施形態では、スリーブ32A,34の外周に対しスプリング38を縮小させることによってスプリング38の内周を密着させてクラッチを連結させる構成であるが、これとは逆にスプリング38の外周をスリーブ32A,34の内周に密着させてクラッチを連結させる構成としても良い。また、本発明は、上記いずれかの実施形態を単独で、または複数の実施形態を任意に組み合わせて適用しても良い。さらに、本発明のクラッチ機構Sは、図1に示すプリンタの他に、複写機の用紙搬送装置等にも適用できる。
【0137】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、クラッチの開放を確実にさせる安価なクラッチ機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態におけるレーザービームプリンタの全体構成を示す断面図である。
【図2】図1に示す給紙装置の斜視図である。
【図3】図2に示す給紙装置の分解斜視図である。
【図4】図1に示す給紙装置の断面図である。
【図5】図2に示す回転体と慣性体とを係合させる前の状態を示す斜視図である。
【図6】図4に示す給紙装置の給紙状態を示す断面図である。
【図7】図4に示す給紙装置の給紙を解除した状態を示す断面図である。
【図8】図4に示す給紙装置の待機状態を示す断面図である。
【図9】本発明の第2実施形態の回転体を出力軸に挿入する前の状態を示す斜視図である。
【図10】図9に示す回転体と出力軸との係合状態を示す断面図である。
【図11】本発明の第3実施形態の側面図である。
【図12】本発明の第4実施形態の側面図である。
【図13】本発明の第5実施形態の側面図であり、Aはスプリングが圧縮された状態を示す側面図,Bはスプリングが伸長された状態を示す側面図である。
【図14】本発明の第6実施形態の斜視図である。
【図15】本発明の第6実施形態の断面図である。
【図16】本発明の第7実施形態の斜視図である。
【図17】本発明の第7実施形態の断面図である。
【図18】本発明の第8実施形態の斜視図である。
【図19】本発明の第8実施形態の断面図である。
【図20】本発明の第9実施形態の斜視図である。
【図21】本発明の第9実施形態の断面図である。
【図22】本発明の第10実施形態の斜視図である。
【図23】本発明の第10実施形態の断面図である。
【符号の説明】
30 出力軸
32 入力ギヤ(原動体)
32A 入力スリーブ(原動体)
34 入力スリーブ(従動体)
38 コイルスプリング
42 アーマチュア(制御部材)
42B 係合部
50 回転体
50B 突起部(係合部)
52 慣性体
52B 長孔(遊び部)
60 慣性体
62 出力軸
64 カラー
64A 突起(爪部)
64B 先端
64C 根元(基部)
66 軌跡
68 カラー
68A 突起(爪部)
68B 先端
68C 根元(基部)
70 軌跡
72 カラー
74 スプリング(弾性部材)
76 ワンウェイクラッチ(保持機構)
78 駆動軸(付勢機構)
80 ロール(付勢機構)
82 回転体(付勢機構)
84 スプリング(付勢機構)
86 接線カム(付勢機構)
88 ストッパ(付勢機構)
90 スプリング(付勢機構)
92 偏心重量物(偏心部材または付勢機構)
S クラッチ機構
PW 重心
CCW 入力スリーブの回転伝達方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clutch mechanism such as a sheet conveying device or a sheet feeding device that uses a clutch to adjust a sheet feeding timing, for example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-78026, a paper clutch and a paper feeding device include a spring clutch (a spring in which a rotation of a driving body is in a tension state) in order to adjust a paper feeding timing. It is equipped with a clutch that transmits to the driven body via
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since a copying machine, a printer, and the like provided with such a paper transport device and a paper feeding device are usually installed adjacent to a person, it is necessary to suppress noise and noise as much as possible.
[0004]
However, when the clutch is released (when the transmission of the rotation of the driving body to the driven body is released), the spring inside the clutch does not relax sufficiently with respect to the driving body (for example, the input sleeve) and the frictional force acts. The occurrence of abnormal noise (sliding noise) as a result is a problem.
[0005]
In order to solve this problem, grease has been applied to the sliding portion. However, since the grease scatters over time, the friction of the input sleeve and the spring causes contact with the spring of the sleeve over time. The contacting part (outer peripheral surface) is worn away, and the outer diameter of the sleeve is reduced.
[0006]
As a result, when the clutch is connected (when the rotation of the driving body is transmitted to the driven body), the sleeve slides with respect to the spring, and the clutch is not completely connected, resulting in a short life of the input sleeve and the like. It should be noted that devices other than the paper conveying device using the spring clutch and in which noise is not a problem also have a drawback that the life of the input sleeve or the like is shortened.
[0007]
In addition, there is a solution that uses an electromagnetic clutch or an independent motor without using a spring clutch, but there is a disadvantage that the cost increases.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an inexpensive clutch mechanism that ensures the release of the clutch in consideration of such facts.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The clutch mechanism according to
[0010]
In the clutch mechanism according to
By the way, an inertial body is rotatably supported on the output shaft, and an engaging portion provided on the rotary body is engaged with a play portion formed on the inertial body. When the inertial body rotates inertially in the rotation transmission direction of the prime mover, the edge of the play part of the inertial body comes into contact with the engaging part of the rotary body. Due to the impact at this time, the rotating body rotates in the rotation transmission direction of the driving body, and the driven body rotates in the rotation transmission direction of the driving body via the output shaft. As a result, the coil spring is released (relaxed).
Therefore, when the clutch is released(When the transmission of the rotation of the driving body to the driven body is canceled)Incomplete opening of the coil spring in the case of making the coil spring into a complete opening reduces the frictional force between the coil spring and the prime mover, thereby preventing the life of the coil spring and the prime mover from being shortened. Generation of sliding noise (abnormal noise) between the motor and the prime mover is prevented. In addition, there is no need to use an electromagnetic clutch or an independent motor, so the cost does not increase. Since the force for opening the coil spring can be increased in a space-saving manner, the coil spring can be relaxed more reliably.
[0017]
The clutch mechanism according to claim 2 is configured to rotate the driving body.FollowTransmission to moving bodyOr cancel transmissionA clutch mechanismA coil spring having one end engaged with the follower, an inner circumference contacting the outer circumference of the prime mover and the follower in a tension state, and transmitting the rotation of the prime mover to the follower; A collar that is engaged with the other end and rotates together with the follower, and a control member that stops the rotation of the collar and rotates it in the direction opposite to the rotation transmission direction of the prime mover.It is characterized by that.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the clutch mechanism according to the second aspect, wherein the control member is provided with an engaging portion, and the claw portion engaged with the engaging portion is rotated by the prime mover. Formed in a collar that transmits to the driven body, and in a state where the tip of the claw portion and the tip of the engagement portion face each other, the base portion of the claw portion is on the rotation transmission direction side of the prime mover, Engage the claw part with the engaging part,In the direction opposite to the rotation transmission direction of the prime moverIt is made to rotate.
[0019]
In the clutch mechanism according to claim 3, the claw portion formed on the collar is engaged with the engaging portion of the control member, so that the collar isIn the direction opposite to the rotation transmission direction of the prime moverRotateThe ThisThe prime spring side of the coil spring rotates in the direction opposite to the rotational transmission direction of the prime mover. Therefore, according to the clutch mechanism of the third aspect, the control member has been used conventionally, and the control member is an armature having an engagement portion, and the conventionally used collar is used. The coil spring can be forcibly relaxed without increasing the number of parts.
[0020]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the clutch mechanism according to the second aspect, wherein the control member is provided with an engaging portion, and the claw portion engaged with the engaging portion is used to rotate the prime mover. And the base of the claw portion is more than the trajectory of the front end of the engagement portion in a state where the tip of the claw portion and the front end of the engagement portion face each other. It is on the side opposite to the direction of rotation transmission of the moving body, and the collarIn the direction opposite to the rotation transmission direction of the prime moverIt is made to rotate.
[0021]
In the clutch mechanism according to claim 4, the claw portion formed on the collar engages with the engaging portion of the control member, so that the collar isIn the direction opposite to the rotation transmission direction of the prime moverRotateThe ThisThe prime spring side of the coil spring rotates in the direction opposite to the rotational transmission direction of the prime mover. Therefore, according to the clutch mechanism of the fourth aspect, the control member has been used conventionally, and the control member is an armature having an engagement portion, and the conventionally used collar is used. The coil spring can be forcibly relaxed without increasing the number of parts.
[0022]
Claim 5The clutch mechanism described isClaim 2In the invention described in
[0023]
Claim 5In the clutch mechanism described above, the claw portion or the engaging portion and the elastic member that are elastically deformable rotate the driving body side of the coil spring in the direction opposite to the rotation transmission direction of the driving body, and the coil spring is forcibly relaxed. Therefore,Claim 5According to the described clutch mechanism, at least one of the claw portion or the engaging portion can be elastically deformed, or the elastic member is merely interposed between the claw portion and the engaging portion, so that space is saved. .
[0024]
Claim 6The clutch mechanism described is the rotation of the prime moverFollowTransmission to moving bodyOr cancel transmissionA clutch mechanismA coil spring having one end engaged with the follower, an inner circumference contacting the outer circumference of the prime mover and the follower in a tension state, and transmitting the rotation of the prime mover to the follower; A collar that is engaged with the other end and rotates together with the driven body, a control member that stops the rotation of the collar, a shaft that rotatably supports the driving body, and the output body that has the driven body fixed thereto. And a holding mechanism for stopping rotation in the direction opposite to the rotation transmission direction ofIt is characterized by that.
[0025]
Claim 6According to the described clutch mechanism,When releasing the transmission of the rotation of the driving body to the driven body, at least one of the driving side or the driven body side of the coil spring is forcibly rotated and relaxed. At this time, the relaxed coil spring tends to contract, and tries to rotate the follower in the direction opposite to the rotation transmission direction of the prime mover. At this time, the holding mechanism stops the rotation of the output shaft driving body in the rotation transmission direction. That meansCoil spring once openedButContractionPrevent tryingTherefore, the released state of the clutch is more reliably maintained.
[0026]
Claim 7The clutch mechanism described isClaim 6In the invention described in the paragraph, the holding mechanism isAttached to the output shaftIt is a one-way clutch.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, with reference to FIGS. 1-8, the structure regarding the clutch mechanism of 1st Embodiment which concerns on this invention is demonstrated. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a laser beam printer LBP to which a clutch mechanism is applied, FIG. 2 is a perspective view of the
[0033]
(Outline of overall configuration of laser beam printer LBP)
An outline of the configuration of the laser beam printer LBP will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, in the apparatus
[0034]
A
[0035]
That is, in the
[0036]
Therefore, the
[0037]
Further, a
[0038]
That is, as shown in FIG. 2, the rotation of the
[0039]
As shown in FIG. 1, the
[0040]
(Configuration of paper feeding device 18)
Hereinafter, the configuration relating to the
[0041]
Between the apparatus
[0042]
As shown in FIG. 3, the
[0043]
An
[0044]
As shown in FIG. 4, the
[0045]
An
[0046]
An
[0047]
As shown in FIG. 3, the
[0048]
As shown in FIG. 4, a
[0049]
As shown in FIG. 3, the
[0050]
The
[0051]
That is, as the
[0052]
The clutch mechanism S includes an
[0053]
As shown in FIG. 2, a
[0054]
As shown in FIG. 2, a
[0055]
That is, when the solenoid 40 (iron core 44) is energized, the plunger 44 rotates against the urging force of the return spring 46 (see the imaginary line in FIG. 3), and the engaging
[0056]
As shown in FIG. 3, a driven
[0057]
As shown in FIG. 3, on the downstream side of the driven
[0058]
As shown in FIG. 5, the rotating
[0059]
As shown in FIG. 3, a ring-shaped
[0060]
Further, as shown in FIG. 5, the
[0061]
When the
[0062]
As shown in FIG. 4, a
[0063]
The rotating
[0064]
Furthermore, in the first embodiment, the
[0065]
(Operation of paper feeder)
Hereinafter, based on FIGS. 6-8, the effect | action of 1st Embodiment is demonstrated. 6 to 8, A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4, and B is a cross-sectional view taken along line BB of A. FIG.
[0066]
When the laser beam printer LBP shown in FIG. 1 is turned on, the
[0067]
As shown in FIG. 6A, at the time of paper feeding, the rotation of the
[0068]
That is, the
[0069]
When the
[0070]
6B, in the state where the
[0071]
When releasing the paper feeding, the solenoid 40 (iron core 44) shown in FIG. 2 is energized, and the plunger 44 rotates against the urging force of the
[0072]
When the rotation of the
[0073]
That is, as shown in FIG. 7A, the coil diameter on the
[0074]
Accordingly, since the connection between the
[0075]
The
[0076]
By the way, in the state shown in FIG. 7A, as in the conventional case, the right coil near the one
[0077]
That is, as shown in FIG. 7B, the
[0078]
As shown in FIG. 8B, after the
[0079]
Accordingly, since one
[0080]
That is, as shown in FIG. 8A, a gap ΔT3 (ΔT3> ΔT2) is formed between the one
[0081]
Therefore, according to the present embodiment, since the
[0082]
Moreover, according to this embodiment, it is not necessary to use an electromagnetic clutch and an independent motor separately, so that the cost does not increase. Furthermore, according to the present embodiment, since the
[0083]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment,, CustomThis is a modified example in which the inertial force of the
[0084]
As shown in FIG. 9, the
[0085]
Further, the
[0086]
As shown in FIG. 10A, in the second embodiment, when the
[0087]
As shown in FIG. 10B, at the moment when the rotation of the
[0088]
Therefore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the
[0089]
Further, according to the present embodiment, the
[0090]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment,Claims 2 and 34 is a modification in which the
[0091]
As shown in FIG. 11, the
[0092]
That is, in setting the inclination angle, when the
[0093]
As in the first embodiment, the
[0094]
In the third embodiment, after the rotation of the
[0095]
After the stop, the
[0096]
According to the third embodiment, since the
[0097]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment,Claims 2 and 44 is a modification in which the
[0098]
As shown in FIG. 12, the
[0099]
That is, when the bending amount (angle θ1) of the
In the fourth embodiment, after the rotation of the
[0100]
After this stop, the
[0101]
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment,Claims 2 and 54 is a modification in which the
[0102]
As shown in FIG. 13, the
[0103]
In addition, you may shape | mold at least one among the front-end | tip 42B or the opposing
[0104]
As shown in FIG. 13A, in the fifth embodiment, after the rotation of the
[0105]
After this compression, as shown in FIG. 13B, the engaging
[0106]
According to the fifth embodiment, since the
[0107]
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the sixth embodiment,Claims 6 and 715 is a modification in which the rotation of the
[0108]
As shown in FIG. 14, a one-way clutch 76 as a holding mechanism is attached to the left side of the
[0109]
In the sixth embodiment, although not shown, the rotating
[0110]
As shown in FIG. 14, in the sixth embodiment, the engaging
[0111]
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the seventh embodiment,Claim 617 is a modification in which the rotation of the
[0112]
As shown in FIG. 16, a
[0113]
For the
[0114]
As shown in FIG. 16, in the seventh embodiment, after stopping the paper feeding, the
[0115]
That is, according to the seventh embodiment, the
[0116]
Therefore, according to the sixth embodiment, the sliding failure between the
[0117]
(Eighth embodiment)
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the eighth embodiment,, OutThis is a modification in which the rotation of the
[0118]
As shown in FIG. 18, the D-
[0119]
A
[0120]
The urging force of the
[0121]
As shown in FIG. 18, in the eighth embodiment, after stopping the sheet feeding, the rotating
[0122]
That is, according to the eighth embodiment, after the paper feeding is stopped, the
[0123]
When the
[0124]
(Ninth embodiment)
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the ninth embodiment,, OutThis is a modification in which the rotation of the
[0125]
As shown in FIG. 20, a tangential cam constituting a part of an urging mechanism in which a
[0126]
As shown in FIG. 20, a
[0127]
As shown in FIG. 20, in the ninth embodiment, after stopping the paper feeding, the
[0128]
That is, as shown in FIG. 23, according to the ninth embodiment, after the paper feeding is stopped, the
[0129]
In addition, since the other effect is the same as that of 1st Embodiment and 7th Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
[0130]
(10th Embodiment)
A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the tenth embodiment,, OutThis is a modification in which the rotation of the
[0131]
As shown in FIG. 22, the
[0132]
The center of gravity PW of the
[0133]
The shape of the eccentric member of the tenth embodiment is not limited to the example of FIG. 22, and it is sufficient that the center of gravity PW of the eccentric member is deviated from the axis P of the
[0134]
As shown in FIG. 22, in the tenth embodiment, immediately after the stop of paper feeding, the
[0135]
That is, as shown in FIG. 23, according to the tenth embodiment, the
[0136]
In each of the above embodiments, the
[0137]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above configuration, it is possible to provide an inexpensive clutch mechanism that reliably releases the clutch.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a laser beam printer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the paper feeding device shown in FIG.
3 is an exploded perspective view of the sheet feeding device shown in FIG.
4 is a cross-sectional view of the paper feeding device shown in FIG.
5 is a perspective view showing a state before the rotating body and the inertial body shown in FIG. 2 are engaged with each other. FIG.
6 is a cross-sectional view showing a paper feeding state of the paper feeding device shown in FIG. 4;
7 is a cross-sectional view showing a state in which paper feeding of the paper feeding device shown in FIG. 4 is canceled.
8 is a cross-sectional view showing a standby state of the paper feeding device shown in FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing a state before a rotating body according to a second embodiment of the present invention is inserted into an output shaft.
10 is a cross-sectional view showing an engaged state between a rotating body and an output shaft shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a side view of a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a side view of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a side view of a fifth embodiment of the present invention, in which A is a side view showing a state in which a spring is compressed, and B is a side view showing a state in which the spring is extended.
FIG. 14 is a perspective view of a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a perspective view of a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view of a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a perspective view of an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view of an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a perspective view of a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a cross-sectional view of a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a perspective view of a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a cross-sectional view of a tenth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
30 Output shaft
32 Input gear (prime drive)
32A input sleeve (prime body)
34 Input sleeve (driven body)
38 Coil spring
42 Armature (control member)
42B engagement part
50 Rotating body
50B Protrusion (engagement part)
52 Inertia
52B long hole (playing part)
60 Inertial body
62 Output shaft
64 colors
64A Protrusion (claw part)
64B tip
64C Root (base)
66 Trajectory
68 colors
68A Protrusion (claw part)
68B Tip
68C Root (base)
70 locus
72 colors
74 Spring (elastic member)
76 One-way clutch (holding mechanism)
78 Drive shaft (biasing mechanism)
80 rolls (biasing mechanism)
82 Rotating body (biasing mechanism)
84 Spring (biasing mechanism)
86 Tangent cam (biasing mechanism)
88 Stopper (Biasing mechanism)
90 Spring (biasing mechanism)
92 Eccentric heavy object (eccentric member or biasing mechanism)
S clutch mechanism
PW center of gravity
CCW input sleeve rotation transmission direction
Claims (7)
一端が前記従動体に係合され、緊張状態で内周が前記原動体及び前記従動体の外周に接触し、前記原動体の回転を前記従動体へ伝達するコイルスプリングと、
前記コイルスプリングの他端が係合され、前記従動体と共に回転するカラーと、
前記カラーの回転を止める制御部材と、
前記原動体を回転自在に軸支すると共に前記従動体が固定された出力軸に取り付けられた回転体と、
前記回転体に設けられた係合部と、
前記出力軸に回転自在に軸支された慣性体と、
前記慣性体に形成され前記係合部と係合して所定範囲の前記慣性体の回転を許容し、前記回転体を前記原動体の回転伝達方向へ回転させる遊び部と、
を有して構成されていることを特徴とするクラッチ機構。A clutch mechanism for releasing transmitting or transmitting the rotation of the motive body to follow the moving object,
A coil spring having one end engaged with the follower, an inner circumference contacting the outer circumference of the prime mover and the follower in tension, and transmitting rotation of the prime mover to the follower;
A collar that is engaged with the other end of the coil spring and rotates with the follower;
A control member for stopping rotation of the collar;
A rotating body that rotatably supports the driving body and is attached to an output shaft to which the driven body is fixed;
An engaging portion provided on the rotating body;
An inertial body rotatably supported on the output shaft;
A play part that is formed on the inertial body and engages with the engagement part to allow rotation of the inertial body within a predetermined range, and rotates the rotary body in a rotation transmission direction of the prime mover;
Clutch mechanism, characterized in that it is configured to have a.
一端が前記従動体に係合され、緊張状態で内周が前記原動体及び前記従動体の外周に接触し、前記原動体の回転を前記従動体へ伝達するコイルスプリングと、
前記コイルスプリングの他端が係合され、前記従動体と共に回転するカラーと、
前記カラーの回転を止め前記原動体の回転伝達方向と逆方向へ回転させる制御部材と、
を有して構成されていることを特徴とするクラッチ機構。A clutch mechanism for releasing transmitting or transmitting the rotation of the motive body to follow the moving object,
A coil spring having one end engaged with the follower, an inner circumference contacting the outer circumference of the prime mover and the follower in tension, and transmitting rotation of the prime mover to the follower;
A collar that is engaged with the other end of the coil spring and rotates with the follower;
A control member that stops the rotation of the collar and rotates it in the direction opposite to the rotation transmission direction of the prime mover;
Clutch mechanism, characterized in that it is configured to have a.
一端が前記従動体に係合され、緊張状態で内周が前記原動体及び前記従動体の外周に接触し、前記原動体の回転を前記従動体へ伝達するコイルスプリングと、
前記コイルスプリングの他端が係合され、前記従動体と共に回転するカラーと、
前記カラーの回転を止める制御部材と、
前記原動体を回転自在に軸支すると共に前記従動体が固定された出力軸の前記原動体の回転伝達方向と逆方向への回転を止める保持機構と、
を有して構成されていることを特徴とするクラッチ機構。A clutch mechanism for releasing transmitting or transmitting the rotation of the motive body to follow the moving object,
A coil spring having one end engaged with the follower, an inner circumference contacting the outer circumference of the prime mover and the follower in tension, and transmitting rotation of the prime mover to the follower;
A collar that is engaged with the other end of the coil spring and rotates with the follower;
A control member for stopping rotation of the collar;
A holding mechanism that rotatably supports the prime mover and stops rotation of the output shaft, to which the follower is fixed, in a direction opposite to the rotational transmission direction of the prime mover;
Clutch mechanism, characterized in that it is configured to have a.
Priority Applications (1)
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JP05363397A JP3931371B2 (en) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Clutch mechanism |
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JP05363397A JP3931371B2 (en) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Clutch mechanism |
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JP5127693B2 (en) * | 2008-12-25 | 2013-01-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Torque limiter, sheet separation mechanism, and image forming apparatus |
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- 1997-03-07 JP JP05363397A patent/JP3931371B2/en not_active Expired - Lifetime
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