JPH02212627A

JPH02212627A - ばねクラッチ機構

Info

Publication number: JPH02212627A
Application number: JP1031215A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sugiura; 義則杉浦; Hiroaki Namiki; 博昭並木; Masahiko Yashiro; 矢代　昌彦; Masao Ando; 正雄安藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1990-08-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ばねクラッチ機構に関し特にばねの支持構造
に関するものである。

（従来の技術）従来、ばねクラッチはシンプルで安価な駆動伝達機構と
してあらゆる産業の中で使用されてきた。その−例とし
てレーザビームプリンタの給紙部に用いられた給紙ロー
ラの駆動伝達機構に使われているばねクラッチについて
説明する。

第３図は、レーザビームプリンタの給紙部の断面図で、
給紙ローラｌは半月状の断面形状をしたＤカットゴムロ
ーラ２の働きによって用紙Ｓをレジストローラ対３へ断
続的に受け渡す役目をしている。この給紙ローラ１は用
紙Ｓをレジストロ一対３へ受け渡し終るとＤカットゴム
ローラ２のＤカット部４が用紙部側にきて停止１−する
ような構成になっている。次にレジストローラ対３が回
転を始め用紙が送られる。このように給紙ローラｌは間
欠動作し、その都度ばねクラッチはＯＮ１０　Ｆ　Ｆす
るようになっている。

第４図はばねクラッチ部の詳細を示す透視斜視図である
。前記給紙ローラ１に対し同心状に軸５が設けられ軸受
６により図示しないフレームに支持されている。軸５に
はギヤ７が回転自在に支持されている。このギヤ７には
、コイル状のばね８の一端側８ａに同軸状に係合するた
めの円筒部９が、一体的に設けられている。ギヤ７は他
のギヤ１０と噛み合っていて不図示の駆動モータに連結
されている。ばね８の他端側８ｂは、軸５に固定された
固定ポス１１の円筒部１２にしっかり係合している。

以」二の２つの係合をさらに詳しく説明する。すなわち
、それぞれの円筒部９と１２は互いに同軸］Ｚに近接し
て配置されており、一方の円筒部９は他方の円ｔ４部１
２より外径が小さくなっている。

固定ポス１１は、前記円筒部１２、及びこの円筒部１２
より直径の大きなフランジ部１３を有している。ばね８
の他端側８ｂは固定ポス１１の円筒部１２にしっかり係
合して、更にその先端は前記フランジ部１３の溝１４に
はめ込まれている。ばね８の一端側８ａは先端が外側に
曲げられていて、ばね８の外周にある筒状の制御環】５
の切欠部１６にはめ込まれている。この制御環１５の外
側には一体的に爪部１７が設けられ、この爪部１７に対
し電磁ソレノイド１８のアクチュエータ１９が接離可能
に配置されている。

次にその動作の説明をする。ギヤ７は他のギヤ１０によ
って矢印Ａのように反時計方向に回転している。このと
きギヤ７の円筒部９に同軸状に係合したばね８は、ギヤ
７の回転に伴って矢印Ａの方向に回転しようとする。同
時にばね８の該−・端側８ａの先端は制御環１５にはめ
込まれて支持されているため、制御環１５も一緒に回転
しようとする。ところが電磁ソレノイド１８のアクチュ
エータ１９が制御環１５の爪部１７に接触し係１１−し
ているため、制御環１５は回転できずに回転力だけが加
わることになる。この回転力によりコイル状のばね８は
半径方向に緩むように力が（Ｉき、ばね８の一端側８ａ
が開いて円筒部９との係合が緩み、その結果、円筒部９
が設けられているギヤ７とばね８との間で滑りが生じる
ことになり、ギヤ７のみが矢印へ方向に回転する。次に
給紙信号が発射されると電磁ソレノイド１８はＯＮされ
、アクチュエータ１９は電磁ソレノイド１８側に吸い付
けられ爪部１７より離れ、ばね８はそれ自身の半径方向
の締め付は力によりギヤ７の円筒部９を締め付ける。こ
の締め付は力によりギヤ７の回転に従ってギヤ７とばね
８とは一体的に回転を始める。同時に該回転力がばね８
を介して固定ポス１１から軸５に伝わり給紙ローラ１が
回転を始め用紙Ｓが送られる。

このように制御環１５の働きを制御することで、ばねク
ラッチのＯＮ１０　Ｆ　Ｆを自在に行うことができる。

尚、ばねクラッチはコイル状のばね８の巻方向と、ｆｉ
ｌｌ　５の回転方向とをそろえるのが一般的であり、ば
ね８の内面側を円筒部分９か回転するときの摩擦力によ
りばね８が巻付く方向に引きずられ更にばねが半径方向
に収縮して、更に巻付は力が発生して連結するものであ
る。

（発明か解決しようとする課題）ところで、このようなばねクラッチ機構においては、軸
５側に大きな負荷があると、ばね８と円筒部分すなわち
軸５との間で滑りが多く発生して連結時間が長くかかる
ばかりか、滑りが発生している間にスティックスリ・ン
プと呼ばれる滑りによる振動やキーキーという摩擦音が
発生する。これらの現象は、クラッチが連結する過程で
ばね８にある程度の締め付は力が発生しているときに滑
りを起こすと生じるもので、ばねクラ・ンチのもつ宿命
的欠陥とされていた。これを回避するために従来は、軸
５に負荷をかけずに連結し、完全に連結を終了してから
軸５に負荷がかかるようにし考慮されていた。またばね
８の締め付は部は特殊なグリースオイルを塗布していた
。

しかしながら、ばねクラ・ンチの連結時に負荷をかけな
いように設計することは場合によっては不可能なことも
あり、このような場合はばねクラッチは使用することは
できなかった。また摩擦音防止のグリースオイルは耐久
回数に限界がありオイル切れにより摩擦音が発生するこ
ともしばしばあった。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、クラ・
ンチの連結時に負荷をかけないようにすること及び摩擦
音防止のグリースオイル以外の手段によって摩擦音の発
生を防止できるばねクラッチ機構を得ることを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）］二記目的を達成するため、本発明にあっては被駆動側
の軸と、該軸に対して回転自在に設けられ外部の駆動源
から駆動力が入力されるギヤ又はプーリと、このギヤ又
はプーリと同軸に一体的に回転する第１の円筒部と、前
記軸へ固定部材を介して同軸に固定される第２の円筒部
と、前記第１及び第２の円筒部の外周に巻回された状態
で設けられたコイル状のばねと、外部のアクチュエータ
によって係止され得る前記ばねの一端部と、前記固定部
材に止められた前記ばねの他端部と、を有するばねクラ
ッチ機構において、前記ばねの両端部の少なくとも一方
を該ばねの端部の螺旋形状に合致した形状の受け面によ
って受けて支持し該ばねと一体的に回転するばね受部を
備えている。

（作　用）上記構成を有する本発明にあっては、ばねの両端部に該
ばねと一体的に回転するばね受部を設け、ばね受部の受
け面をばね端部の螺旋形状に合致した形状とばねの支持
を確実に行うことで、ばねの両端部における摩擦音を防
止でき、同時にばねの巻回し相互間における密着度合が
くずれないようにすることでばねの内周形状がいびつに
ならないようにし、ばねと円筒部の接触状ＪＩＬｊを良
好にし両者の間における摩擦音を防止できる。

（実施例）以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

上記したばねクラッチのステックスリップや摩擦音の発
生原因は、主にコイル状のばねと、該ばねに締め付けら
れるなどして係合し回転している円筒部の接触状態が悪
い場合であることが確められている。特にばねのばね断
面形状を矩形にしている場合に発生することが多く、矩
形ばねの角部が円筒部材に接触して締め付けられている
ような場合は締まり動作が不安定になって滑りや摩擦音
が発生しやすくなる。矩形ばねで角部が円筒部分に当た
らないようにするためには、矩形ばねの巻精度を向上さ
せることは勿論であるが、密着されて巻かれた矩形ばね
の密着度合が崩れないようにする必要がある。

第１図は本発明の実施例を示す断面図で、従来例の第４
図の軸５のギヤ７から左側の部分に相当する断面図であ
る。以下、第４図の装置と同一の部分には同一の符号を
付して説明する。外部の駆動源から駆動力が入力される
ギヤ７は、コイル状のばね８が締め付は係合するための
第１の円筒部である円筒ボス２１を一体的に有し被駆動
側の軸５上を回転自在に支持されている。ばね８のトル
ク入力側である一端側８ａは螺旋形状をしており、更に
その先端２２は折曲げられ制御環１５に設けられた切欠
部１６にはまり込んでいる。制御環１５には従来例と同
様に爪部１７が形成され、外部のアクチエータによって
係止され得るようになっている。ギヤ７とばね８の一端
側８ａとの間にはリテーナ２３が設けられ、ばね受部と
なっている。このリテーナ２３のギヤ７側の面２３ａは
平面となっていてギヤ７のボス部２４に当接していて、
ばね８側の面２３ｂはばね８の端部形状に合致した螺旋
形状を有する受け面となっている。

リテーナ２３は第１の円筒部である円筒ボス２１に嵌合
して一体的に回転するよう構成されている。同様にばね
８のトルク出力側である他端側８ｂは、第２の円筒部で
ある、固定ポス１１の円筒ボス２５に巻き付けられて係
合し更にその先端部２６は固定ボス１１の溝２７にはめ
込まれてしっかり係合している。ばね８の該他端側８ｂ
も螺旋形状をし固定ポス１１の段部２８に斜めに接触す
るので、ばね受部となる、固定ポス１１の段部２８の受
け面形状は斜めで前記螺旋形状と合致している。

固定ボス１１は、リテーナ２３とばね８との間にスラス
ト方向にガタが生じないように取付位置を調整して軸５
に固定する。リテーナ２３は、ばね８の一端側８ａには
まり込んでいるため回転動作が規制され、ばねクラッチ
が連結していないときはギヤ７のボス部２４及び円筒ボ
ス２１とたえず接触しこすれ合うためポリアセタールや
フッ素樹脂などを用いて形成するとよい。

このようにばねの両端支持部分をその形状にあった形の
同定部材すなわちリテーナ２３及び固定ボス１１を用い
て支持し、ばね８のスラスト方向のガタをなくするよう
な寸法関係とすることにより、ばねクラッチ連結時のば
ねの乱れを防止でき滑りや摩擦音をなくすことができる
。

（他の実施例）第２は本発明の他の実施例を示したもので、前記実施例
ど同一の部分には同一の符号を伺して説明すると、従来
から用いられている制御環１５と前記実施例のリテーナ
２３を一体化させたものである。すなわち、図中３１は
第１図のリテーナ２３と制御環１５と爪部１７を一体的
に形成した爪付リテーナである。この爪付きリテー・す
３１以外の基本的な部分は前記実施例のクラッチ機構と
変わらない。爪部」きリテーナ３１は一方端部３１ａを
ギヤ７の円筒ボス２１に対し回転自在に嵌合している。

電信きリテーナ３１のばね受け面３１ｂは前記実施例と
同様にばね８の端部形成とぴったり合うような螺旋形状
をしており、半径方向外側にばばね８を覆うように従来
例の制御環１５に相当する円筒スリーブ３１ｃが伸びて
いる。この円筒スリーブ３１ｃの端部３１ｄは、固定ボ
ス１１の段部２８に嵌合している。更に円筒スリーブ３
１ｃの外側には爪部１７が設けられていて、この爪部１
７に不図示の電磁フランチのアクチエータが接離可能に
配置されている。勿論ばね８の巻回し同士の密着度が悪
くならないように固定ボス１１とギヤ７との間隔が調整
されている。

このように爪付きリテーナ３１は、一方端部３１ａをば
ねフランチの作動側である円筒ボス２１に嵌合して摺動
し、他方の端部３１ｄを固定ボス１１の段部２８に嵌合
して摺動し、さらには爪付きリテーナ３１の一方端面３
１ｅはギヤ７のホス部２４とたえず接触するように構成
しているため、爪部１７に電磁フランチのアクチエータ
が当接しても電信きリテーナ３１はこじるような無理な
回転力か働かずに回転し、ばね８の巻回し同士が緩んで
隙間が開くことを規制しているため、ばね８は半径方向
にのみ開いてばねクラッチが切れる動作か正確におこな
われる。

このように本実施例においては、ばね８の半径方向に開
く力以外の要素を取り除くような構成にすることで、ば
ね８の巻き状態が乱れクラッチの連結時や離間時に滑り
が生ずることを防止でき、この結果、異常なビビリ振動
や、キーキー鳴くような摩擦音を解消することかできる
。尚、ギヤ７のかわりにプーリを設け、このプーリに第
１の円筒部を設けてもよい。

（発明の効果）以上説明したように本発明のばねクラッチ機構によれば
、ばねの両端部の少なくとも一方を該ばねの両端の螺旋
形状に合致した形状の受け面によって受けて支持し該ば
ねと一体的に回転するばね受部を設けることにより、ば
ねのスラスト方向すなわち軸方向のガタを防止できばね
の両端部で摩擦音が生じるのを防止できる。

また、ばねの巻回し相互間の密着度合が崩れないように
できるので、ばねの内周面の円筒形状がいびつにならな
いようにでき、ばねと円筒部との間で摩擦音が生じない
ようにできる。

更に、ばねの半径方向に働く力以外の要素すなわちスラ
スト方向に働く力やばねの内周面の円筒形状をいびつに
しようとする力を取り除くことができるので、ばねのエ
ネルギーをすべてばねが半径方向に縮んだり緩んだりす
ることに使用でき、クラッチ機構としてのＯＮ１０　Ｆ
　Ｆの機能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したばねクラッチ機構の
要部を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す
同断面図、第３図は従来のレーザビームプリンタの給紙
部の側面図、第４図は第３図の給紙ローラに用いられる
ばねクラッチ機構の全体斜視図である。符　　シし−の　説　明１・・・給紙ローラ　　　２・・・Ｄカッ］・ゴムロー
ラ３・・・レジメ）・ローラ対Ｓ・・・用紙　　　　　　５・・・軸６・・・軸受　　　　　　７・・・ギヤ８・・・ばね　
　　　　　９，１２・・・円筒部１ｏ・・・ギヤ１１・・・固定ボス（固定部材）１３・・・フランジ部　　１４・・・溝１５・・・制御
環　　　　１６・・・切欠部１７・・・爪部　　　　　
１８・・・電磁ソレノイド１９・・・アクチュエータ２１・・・円筒ボス（第１の円筒部）２３・・・リテーナ（固定部材）４・・・ボス部５・・・円筒ボス７・・・溝 ■・・・爪付きリテーナ（第２の円筒部）２８・・・段部（ばね受部）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被駆動側の軸と、該軸に対して回転自在に設けら
れ外部の駆動源から駆動力が入力されるギヤ又はプーリ
と、このギヤ又はプーリと同軸に一体的に回転する第１
の円筒部と、前記軸へ固定部材を介して同軸に固定され
る第２の円筒部と、前記第１及び第２の円筒部の外周に
巻回された状態で設けられたコイル状のばねと、外部の
アクチュエータによって係止され得る前記ばねの一端部
と、前記固定部材に止められた前記ばねの他端部と、を
有するばねクラッチ機構において、前記ばねの両端部の少なくとも一方を該ばねの端部の螺
旋形状に合致した形状の受け面によって受けて支持し該
ばねと一体的に回転するばね受部を備えたことを特徴と
するばねクラッチ機構。
（２）ばね受部が第１の円筒部上を回転自在に支持され
たリテーナであることを特徴とする請求項１記載のばね
クラッチ機構。