JPH0681919A

JPH0681919A - 回転力伝達装置

Info

Publication number: JPH0681919A
Application number: JP23622892A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Shingyouchi; 充新行内; Takeshi Takemoto; 武竹本; Yasuyuki Okada; 康之岡田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】回転伝達系に着脱自在或いは変位自在の回転
体が含まれる場合であっても、回転伝達系の構造を簡略
化し得る回転力伝達装置を提供する。【構成】第１回転体１と第２回転体２との少なくとも
一方を第３回転体３に対して接離自在に支持し、前記第
３回転体３を所定位置で回転自在に支持する案内手段４
を設け、第１回転体１と第２回転体２と第３回転体３と
を互いに動力伝達系の構造に束縛されることなく自由に
離反させ得るようにし、回転力を伝達する場合には、第
１回転体１と第３回転体３と第２回転体２とを順次接触
させて互いに摩擦力をもって回転力を滑らかに伝達す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリンタ、複写
機、ファクシミリ等のＯＡ機器の駆動伝達系に好適な回
転力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＯＡ機器において、着脱自在或いは変位
自在の回転体に回転力を伝達する場合がある。このよう
な場合に、回転力伝達系にギヤを用いると、回転体と一
体に回転するギヤをも着脱自在或いは変位自在に支持す
る必要があり、回転体をギヤとともに設定位置に復帰さ
せたときに、そのギヤが他のギヤに干渉し、その干渉状
態によってはギヤの歯が破損することがあり、ギヤを変
位自在に支持する構造が複雑化し、高い組立精度を必要
とする。特に、一度に複数箇所において回転力を伝達す
る場合においては、より困難性が高まる。

【０００３】また、着脱自在或いは変位自在に保持され
た回転体と、回転伝達経路中の出力軸との間に、エンド
レスのベルトを掛け渡す方法も知られているが、この方
法は、回転力を確実に伝達することができるが、ベルト
の長さによって回転体の移動範囲が制限されてしまう。
しかも、ベルトにテンションを付与しなければならず、
構造が複雑化する。

【０００４】さらに、駆動部に連結されたタイミングベ
ルトを定位置で回転自在に設け、このタイミングベルト
に、着脱自在或いは変位自在の回転体と一体に回転する
プーリを圧接する方法がある。この方法は、回転体の移
動範囲を自由に設定することができるが、タイミングベ
ルトを回転させる構造そのものが大掛かりとなるため、
コストが高くなる。

【０００５】そこで、図１０に示すように、駆動プーリ
１と被駆動プーリ２との外周にアイドラ３を同時に接触
させ、駆動プーリ１及び被駆動プーリ２の外周面とアイ
ドラ３との摩擦により、駆動プーリ１の回転をアイドラ
３を介して被駆動プーリ２に伝達するようにした回転力
伝達装置がある。このような回転力伝達装置は、摩擦力
を利用して回転力を伝達するので、ギヤ式の回転力伝達
装置に比して回転ムラ、振動、騒音等の発生を抑制する
ことができる。

【０００６】このようなアイドラ駆動方式にあっては、
駆動プーリ１とアイドラ３との中心を結ぶ直線と、被駆
動プーリ２とアイドラ３との中心を結ぶ直線とのなす角
度、すなわち圧着角度αは、アイドラ３が駆動プーリ１
及び被駆動プーリ２との間に食付きを起さないように設
定されるものと考えられる。例えば、アイドラ駆動方式
の原理を示す文献「ハイファイ・テープレコーダー」
（森園正彦監修、ラジオ技術社出版、１９６９年）（ラ
ジオ技術全書０１６）中のｐ．２２０〜２２３によれ
ば、圧着角度αについては、アイドラ３の食付きが起る
領域を避け、例えば接触面相互の動摩擦係数μが０．６
の時には（一般に、μ＝０．４〜０．７）、１１７°以
下が適当であり、一般的には、１１０〜１１２°位が適
当とされている。

【０００７】この点について、図１０及び図１１を参照
して説明する。いま、駆動プーリ１の中心とアイドラ３
の中心とを結ぶ直線と、被駆動プーリ２の中心とアイド
ラ３の中心とを結ぶ直線とのなす圧着角度をα、各接触
面での接触圧をＮ、接触面での接線力をＦ、α／２の方
向にかかる圧着力をＰ、接触面での動摩擦係数をμとす
ると、圧着力Ｐは(１)式で表される。

【０００８】

【数１】

【０００９】ここで、アイドラ３が駆動プーリ１と被駆
動プーリ２とに食い付くときの圧着角度αは(１)式にお
いてＰ≦０の領域であるので、(２)式のようになる。

【００１０】

【数２】

【００１１】このようなＰ≦０なる領域を図示すると図
１１のようになる。図中、斜線を施して示す部分が(２)
式で表される領域である。

【００１２】ただし、アイドラ３の食付きを生ずる領域
では、スティックスリップ現象が起り、接触部が不安定
になる可能性があると考えられており、この領域を避け
るようにしている。例えば、μ＝０．６（ゴムの摩擦係
数μは一般に０．４〜０．７）の場合を考えると、図１
１からは約１１７°が適当、より好ましくは１１０〜１
１２°が適当であると考えられている。

【００１３】また、特開昭６１−１５３０４８号公報に
記載されているように、磁気吸引力を利用したアイドラ
駆動方式が提案されている。これは、磁性体よりなる駆
動軸と被駆動軸との間に、円筒形状の磁石を介在させ、
この磁石の吸引力により駆動軸及び被駆動軸の外周面と
磁石の円筒面との摩擦により回転を伝達させるようにし
たもので、被駆動軸に対するアイドラの側面圧による摩
擦損失を小さくし、回転駆動系に余分な負担をかけずに
済み、さらに、組立が容易であるとの利点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示す従来例、
及び特開昭６１−１５３０４８号公報に記載された従来
例は、構造を簡略化し、回転力を滑らかに伝達する目的
を達成することができるが、着脱自在或いは変位自在に
支持された回転体に回転力を伝達することはできない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
互いに離間配設させた第１回転体と第２回転体との外周
面に付勢手段によって同時に圧接される第３回転体を設
け、前記第１回転体の回転力を前記第３回転体を介して
前記第２回転体に伝達する回転力伝達装置において、前
記第１回転体と前記第２回転体との少なくとも一方を前
記第３回転体に対して接離自在に支持する支持手段を設
け、前記第３回転体を所定位置で回転自在に支持する案
内手段を設けたものである。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、第１回転体と第３回転体との中心を結ぶ直
線と、第２回転体と前記第３回転体との中心を結ぶ線と
のなす圧着角度を１２０°以上１４５°以下に設定した
ものである。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明によれば、第１回転体と第
２回転体と第３回転体とを互いに動力伝達系の構造に束
縛されることなく自由に離反させることができ、回転力
を伝達する場合には、第１回転体と第３回転体と第２回
転体とを順次接触させて互いに摩擦力をもって回転力を
滑らかに伝達することができ、これにより、回転伝達系
に着脱自在或いは変位自在の回転体が含まれる場合であ
っても、回転伝達系の構造を簡略化することができる。

【００１８】請求項２の発明によれば、圧着角度が１２
０°以上の条件では、スティックスリップが生じない範
囲内において第１、第２回転体に対する第３回転体の食
付きを利用することができ、これにより、回転伝達系に
着脱自在或いは変位自在の回転体が含む場合であって
も、伝達する回転トルクを増やすことができる。

【００１９】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１に基づいて説明
する。図１０において説明した従来例と同一部分は同一
符号を用いて説明する。モータ（図示せず）に連結され
た第１回転体（駆動プーリ）１と、負荷に連結された第
２回転体（被駆動プーリ）２とが所定の間隔を開けて回
転自在に設けられている。３は第３回転体（アイドラ）
である。前記第１回転体１が回転自在に保持されたフレ
ーム（図示せず）には、前記第３回転体３を回転自在に
支持する案内手段４が固定的に設けられている。この案
内手段４は、第３回転体３外周を回転自在に遊嵌させる
弧状のリブ４ａ，４ｂによって形成されているが、アル
ミニウムや合成樹脂等の非磁性体で作ることが好まし
い。また、支持手段としての他のフレーム（図示せず）
には、前記第２回転体２が回転自在に保持されている。
このフレームは前記案内手段４が設けられたフレームに
対して開閉することにより、第２回転体２を実線で示す
設定位置と仮想線で示す離反位置との間を往復するもの
である。そして、第２回転体２が設定位置に復帰した状
態において、第１回転体１と第３回転体３との中心を結
ぶ直線と、第２回転体２と第３回転体３との中心を結ぶ
直線とのなす角度、すなわち、圧着角度αは１１０°に
設定されている。

【００２０】さらに、前記第１回転体１と第２回転体２
とは磁性体により形成され、前記第３回転体３は、特開
昭６１−１５３０４８号公報に記載されたものと同様
に、断面が円形の磁石と円板とを複数枚ずつ同軸上に交
互に配列することにより形成されている。したがって、
この第３回転体３は、磁気力によって自らを第１回転体
１及び第２回転体２側に付勢する付勢手段を兼ねるもの
で、その表面は、ＪＩＳ（Ａ）８０°のゴム硬度をもつ
ゴムにより形成され、そのゴムの摩擦係数μは約０．６
に設定されている。

【００２１】このような構成において、第１回転体１を
モータにより時計方向に駆動すると、その回転力は第３
回転体３を介して第２回転体２に伝達される。このよう
に、摩擦力により回転力が伝達されるため、ギヤによる
回転力伝達装置のように噛み合い上の問題が生ずること
はない。また、タイミングベルトを含む回転力伝達装置
に比して構造を簡略化することができ、小型化とコスト
ダウンとを図ることができる。このような利点に関して
は、磁気アイドラ方式ではない第３回転体３によって回
転力を伝達する構造についても言えることである。この
場合には、その第３回転体３をばね等の付勢手段によっ
て第１回転体１及び第２回転体２に圧接させるものであ
る。しかし、本実施例においては、磁気アイドラ方式の
第３回転体３を用いたことにより、この第３回転体３の
位置に多少のずれが生じても、第３回転体３を磁気力に
よって第１回転体１及び第２回転体２に圧接させること
ができる。これにより、第１回転体１と第２回転体２と
第３回転体３との加工精度及び組立精度を厳密に定める
必要がなく、したがって、製作を容易にすることができ
る。

【００２２】また、第１回転体１の回転方向によって
は、第３回転体３が第１回転体１及び第２回転体２の間
から外側に押し出されることがあるが、第３回転体３の
変位量が案内手段４によって規制されるため、第３回転
体３を磁気力によって第１回転体１及び第２回転体２に
圧接させることができる。ここで、同様の目的を達成す
るために、案内手段の変形例を図２及び図３に示す。

【００２３】図２は、第３回転体３の外周に所定の隙間
を開けて対向する複数の支柱５ａによって案内手段５を
形成したものである。これらの支柱５ａは、第１回転体
１を保持するフレームに螺合されたアクリル螺子であ
る。図３は、磁気アイドラとしての第３回転体３を筒状
の形状に形成し、この第３回転体３を柱状の案内手段６
に遊嵌させたものである。

【００２４】次いで、本発明の第二の実施例を図４に基
づいて説明する。前記実施例と同一部分については同一
符号を用い説明も省略する（以下同様）。本実施例は、
第１回転体１を変位自在に設けたものである。すなわ
ち、第２回転体２を回転自在に保持するフレーム（図示
せず）に、第３回転体３が遊嵌される柱状の案内手段６
を固定的に設け、第１回転体１を回転自在に保持する支
持手段としての他のフレーム（図示せず）を開閉するこ
とにより、第１回転体１を第３回転体３に対して接離さ
せるものである。

【００２５】このように、着脱自在或いは変位自在に設
ける回転体は、従動側の第２回転体２に限られるもので
はなく、駆動側の第１回転体１に適用してもよい。ま
た、第１回転体１、第２回転体２、第３回転体３を支持
する案内手段４，５，６を、それぞれ別の支持手段に取
り付け、第１、第２回転体１，２を保持する支持手段の
それぞれを移動させる等の構造によって、第１、第２回
転体１，２の双方を着脱自在或いは変位自在に設けても
よい。この場合、その着脱方向或いは変位方向は前記実
施例に示す方向に限られるものではなく、自由に決定す
ることが可能である。

【００２６】さらに、本発明の第三の実施例を図５及び
図６に基づいて説明する。本実施例は、少なくとも表面
が磁性体で形成された第１回転体１及び第２回転体２に
対する第３回転体（磁気アイドラ）３の圧着角度αを、
１２０°以上１４５°未満に設定したものである。この
場合、第３回転体３の表面層にはゴム硬度ＪＩＳ（Ａ）
８０°のゴム薄層が形成されている。

【００２７】このような構成において、第１回転体１を
時計方向に駆動した場合には、その回転力は第３回転体
３を介して第２回転体２に伝達される。このときは、第
３回転体３が第１回転体１と第２回転体２との間に引き
込まれる状態で回転力が伝達される。

【００２８】このような磁気アイドラ方式の回転力伝達
装置を試作し、回転ムラを実測してみたところ、第３回
転体３の圧着角度αを比較的大きな１２０°以上１４５
°未満に定めることにより、第１回転体１及び第２回転
体２に対して第３回転体３が食付きを起す条件であって
もスティックスリップが起らず、従来例で説明した圧着
角度条件の場合と比べても回転ムラは変わらなかったも
のである。この実測結果によれば、むしろ、第３回転体
３に食付きを起させる方が、この第３回転体３に圧着力
Ｐ（図１１参照）を与えるための機構が不要となり、コ
ストを削減することができるとともに組立ても容易とな
る。また、第２回転体２に外部から大きな負荷トルクが
かかっている場合であっても、第３回転体３が食付きを
起す領域範囲内で圧着角度αを適当に調整することによ
り、伝達トルクを大きくして、第２回転体２を回転させ
ることができる。このような作用は、第３回転体３を磁
気力により第１回転体１と第２回転体２とに高い圧着力
で圧着させることによる作用ではなく、あくまでも、圧
着角度αの設定によって第３回転体３の食付きを利用す
るものである。また、このような作用は、非磁性の第３
回転体を第１回転体及び第２回転体に圧接させる場合に
おいても言えることで、第１、第２回転体に対する第３
回転体の圧着力を小さくすることができる。

【００２９】本出願人の試作結果によれば、圧着角度α
を１２０〜１４５°の範囲内とすれば、最大トルクを伝
達させ得るものとなったものである。図６は試作品にお
ける伝達トルクの測定結果を示すもので、圧着角度αが
１２０〜１４５°なる条件下では伝達トルクが１０kg・
cmを越えたものである。伝達トルクが１０kg・cm以上あ
れば、小型ＯＡ機器についても十分搭載可能となる（ち
なみに、小型ＯＡ機器、特にレーザプリンタ等に使うア
クチュエータとしては、例えば感光体ドラム駆動に必要
なトルクはドラム軸で数十rpm 、１０kg・cm前後のトル
クが最終的に必要となる）。一方、圧着角度αがあまり
大き過ぎても問題であり、１５０°を越えるあたりか
ら、回転が不安定となり、動作不良を起すものとなる。

【００３０】但し、本実施例においては、第１回転体１
と第２回転体２との中心距離が第３回転体３の食付きに
よって広げられないことが条件である。故に、第１回転
体１を保持するフレームと、第２回転体を保持するフレ
ームとを強固に固定する必要がある。

【００３１】次いで、本発明の第四の実施例を図７ない
し図９に基づいて説明する。本実施例は、これまで述べ
た回転力伝達装置をＯＡ機器における紙葉分離装置に用
いた例である。すなわち、モータ７には第１回転体１と
プーリ８とが同軸上で連結され、搬送ローラ９と一体に
回転するプーリ１０と前記プーリ８とにベルト１１が掛
け渡されている。また、軸１２と一体に回転する阻止ロ
ーラ１３が搬送ローラ９に対して接離自在に設けられて
いる。軸１２はトルクリミッタ１４を介して第２回転体
２に連結されている。前記搬送ローラ９の外周はμ₁ な
る摩擦係数をもつゴム等の材料により形成され、阻止ロ
ーラ１３の外周はμ₂ なる摩擦係数をもつポリウレタン
等の材料により形成されている。ここで、紙葉１５間の
摩擦係数をμ₃ とすると、μ₁ ＞μ₂ ＞μ₃ なる関係に
定められている。

【００３２】このような構成において、モータ７により
第１回転体１とプーリ８とを反時計方向に駆動すると、
プーリ８の回転力がベルト１１を介してプーリ１０と搬
送ローラ９とに伝達され、第１回転体１の回転力が第３
回転体３を介して第２回転体３に伝達される。第２回転
体２の回転力はトルクリミッタ１４及び軸１２を介して
阻止ローラ１３に伝達される。すなわち、搬送ローラ９
は反時計方向（紙葉搬送方向）に駆動され、阻止ローラ
１３は反時計方向（紙葉搬送方向とは逆方向）に駆動さ
れる。これにより、搬送ローラ９と阻止ローラ１３との
接触部に複数枚の紙葉１５が重なって侵入する状態で
は、搬送ローラ９に接触する最下層の紙葉１５のみが所
望の部位に搬送され、それより上方に積層された紙葉１
５は阻止ローラ１３により押し戻される。搬送ローラ９
と阻止ローラ１３との間に紙葉１５が一枚しかない状態
では、搬送ローラ９によって搬送される紙葉１５と阻止
ローラ１３との間の摩擦力により、阻止ローラ１３は時
計方向（紙葉搬送方向）に追従回転する。このときに紙
葉１５から阻止ローラ１３に伝達されるトルクはトルク
リミッタ１４による伝達トルクより大きいため問題はな
い。

【００３３】以上のように、阻止ローラ１３とともに変
位する第２回転体２に第１回転体１の回転力を伝達する
ことにより、ジャム処理等に際して、搬送ローラ９に対
して阻止ローラ１３を離反させて容易にジャム処理を行
うことができる。

【００３４】図１２に示すように、μ₂ なる摩擦係数を
もつ分離パッド１６を搬送ローラ９に圧接してなる従来
のフリクションパッド方式の紙葉分離装置において、ジ
ャム処理等の作業性を向上させるために、仮想線で示す
ように分離パッド１６を搬送ローラ９から離反させるこ
とが考えられるが、紙葉分離機能に関しては図７ないし
図９に示すＦＲＲ方式の方が優れている。すなわち、第
四の実施例は、紙葉１５の分離作用の確実さと、ジャム
処理の容易さとの両方を実現することができる。これ
は、変位自在の第２回転体３に回転力を伝達する本発明
の実質的な効果である。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、上述のように、
第１回転体と第２回転体との少なくとも一方を第３回転
体に対して接離自在に支持する支持手段を設け、前記第
３回転体を所定位置で回転自在に支持する案内手段を設
けたので、第１回転体と第２回転体と第３回転体とを互
いに動力伝達系の構造に束縛されることなく自由に離反
させることができ、回転力を伝達する場合には、第１回
転体と第３回転体と第２回転体とを順次接触させて互い
に摩擦力をもって回転力を滑らかに伝達することがで
き、これにより、回転伝達系に着脱自在或いは変位自在
の回転体が含まれる場合であっても、回転伝達系の構造
を簡略化することができる効果を有する。

【００３６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、第１回転体と第３回転体との中心を結ぶ直
線と、第２回転体と前記第３回転体との中心を結ぶ線と
のなす圧着角度を１２０°以上１４５°以下に設定した
ので、圧着角度が１２０°以上の条件では、スティック
スリップが生じない範囲内において第１、第２回転体に
対する第３回転体の食付きを利用することができ、これ
により、回転伝達系に着脱自在或いは変位自在の回転体
が含む場合であっても、伝達する回転トルクを増やすこ
とができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す正面図である。

【図２】変形例を示す正面図である。

【図３】変形例を示す正面図である。

【図４】本発明の第二の実施例を示す正面図である。

【図５】本発明の第三の実施例を示す正面図である。

【図６】その第３回転体の圧着角度と伝達トルクとの関
係を示す特性図である。

【図７】本発明の第四の実施例を示すもので、（ａ）は
平面図、（ｂ）は正面図である。

【図８】その紙葉分離装置の正面図である。

【図９】その分離装置を駆動する回転力伝達装置の正面
図である。

【図１０】従来例を示す正面図である。

【図１１】その摩擦係数と圧着力との関係を示す特性図
である。

【図１２】従来のフリクションパッド方式の紙葉分離装
置を示す正面図である。

【符号の説明】

１第１回転体２第２回転体３第３回転体４〜６案内手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに離間配設させた第１回転体と第２
回転体との外周面に付勢手段によって同時に圧接される
第３回転体を設け、前記第１回転体の回転力を前記第３
回転体を介して前記第２回転体に伝達する回転力伝達装
置において、前記第１回転体と前記第２回転体との少な
くとも一方を前記第３回転体に対して接離自在に支持す
る支持手段を設け、前記第３回転体を所定位置で回転自
在に支持する案内手段を設けたことを特徴とする回転力
伝達装置。
【請求項２】第１回転体と第３回転体との中心を結ぶ
直線と、第２回転体と前記第３回転体との中心を結ぶ線
とのなす圧着角度を１２０°以上１４５°以下に設定し
たことを特徴とする請求項１記載の回転力伝達装置。