JPH0751973B2 - 電磁制御ばねクラッチ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は、回転駆動されている入力回転要素の駆動力を
出力回転要素に選択的に伝達するために、コイルばねを
利用した電磁制御ばねクラッチ機構に関する。

〈従来技術〉 まず、第１図を参照して、従来の電磁制御ばねクラッチ
機構の概要について説明すると、電磁制御ばねクラッチ
機構は入力回転要素（図示せず）が連結される回転軸２
を具備している。この回転軸２には、フイールドコア４
と電磁コイル６を含むソレノイド本体８が回転自在に装
着されている。このソレノイド本体８は、その一部に形
成されている切欠き10を通して支持ピン11が支持基板
（図示せず）に固定されることによって、その回動が阻
止される。従って、図示の電磁制御ばねクラッチ機構が
装着された状態においては、ソレノイド本体８に対して
回転軸２が回転せしめられる。この回転軸２には、更
に、出力回転要素12が回転自在に装着されている。この
出力回転要素12には、回転軸２に形成されたロータ部14
から延びるボス部16に向って延びるボス部18が形成され
ている。回転軸２に形成されたボス部16と出力回転要素
12に形成されたボス部18には、この両者を跨ってコイル
ばね20が第１図に示すように、若干の間隔を有して被嵌
され、そしてコイルばね20にはアマチュア22のボス部24
が被嵌されている。コイルばね20は回転軸２の回転され
る方向にアマチュア22が回転されると収縮される方向に
捲回されており、その一端20aがアマチュア22のボス部2
4の一端に形成されている切欠きに挿入されることによ
って固定され、その他端20bが出力回転要素12のボス部1
8に形成されている孔に挿入されることによって固定さ
れている。アマチュア22の円板部26は上記ソレノイド本
体８の一端に対向して配設されており、この円板部26と
ソレノイド本体８との間には、アマチュア22を第１図に
おいて右方へ偏倚するための環状の皿ばね28が介在され
ている。

上述した通りの電磁制御ばねクラッチ機構において、電
磁コイル６に電流を供給する（従って、ソレノイド本体
８を付勢する）と、皿ばね28の弾性偏倚作用に抗してア
マチュア22が第１図において左方に移動され、アマチュ
ア22のボス部24の一端面が回転軸２のロータ部14の片側
面に圧接され（従って、アマチュア22は作動状態とな
る）て、回転軸２と一体にアマチュア22が回転する。か
くすると、アマチュア22の回転によってコイルばね20が
収縮され、コイルばね20を介して回転軸２のボス部16と
出力回転要素12のボス部18とが接続され、かくして駆動
力が伝達されて回転軸２と一体に出力回転要素12が回転
せしめられる。

他方、電磁コイル６への電流の供給を停止する（従っ
て、ソレノイド本体８を除勢する）と、皿ばね28の弾性
偏倚作用によってアマチュア22が第１図において右方に
移動され、アマチュア22のボス部24の一端面とロータ部
14の片側面との上記吸着状態が解除される（従って、ア
マチュア22は非作動状態となる）。かくすると、アマチ
ュア22が回転されることはなく、出力回転要素12に対し
て回転軸２が回転され、かくして駆動力は伝達されな
い。

しかし、上述した従来の電磁制御ばねクラッチ機構にお
いては、 （１）ソレノイド本体８を除勢してアマチュア22を非作
動状態にせしめるときには、コイルばね20に蓄積された
弾性力によってアマチュア22が回転軸２の回転方向とは
反対方向に若干回転してコイルばね20が拡張される必要
があるが、ソレノイド本体８の一端とアマチュア22の円
板部26とが環状の皿ばね28を介して接続されているため
に、上述したアマチュア22の反対方向の回転が抵抗を受
け、これによってアマチュア22の非作動状態への復帰が
遅れる、 （２）アマチュア22の作動状態のときにコイルばね20の
収縮によってコイルばね20の外周とアマチュア22のボス
部24の内周との間に若干の間隙が形成されるために、ソ
レノイド本体８を除勢してアマチュア22を非作動状態に
せしめるときには、コイルばね20が拡張されるまでアマ
チュア22が軸方向にスムーズに移動せず、これによって
アマチュア22の非作動状態への復帰が遅れる、 （３）また、ソレノイド本体８とアマチュア22との間に
配設されている皿ばね28によってアマチュア22の円板部
26の全周に実質上均一な弾性偏倚力を与えることが困難
であり、そのために、ソレノイド本体８を除勢してアマ
チュア22を非作動状態にせしめるときには、この弾性偏
倚力の不均一によってアマチュア22がスムーズに移動さ
れず、これによってアマチュア22の非作動状態への復帰
が遅れる、 という現象が生じ、これらに起因してその応答性が悪化
していた。

上記問題を解決するため、本出願人は、先に、コイル状
スプリングの周面を覆うよう配置され、該コイル状スプ
リングにその一端が係止されたカラーを軸受で支承する
ようになした電磁スプリングクラッチを提案した（実開
昭53−103062号公報参照）。この提案によれば、アマチ
ュアディスクが復帰スプリングを介して装着されたカラ
ーは、カラーの一端側に配置されたロータに設けられた
第１補助ベアリングと、カラーの他端側に配置された入
力ハブ部に設けられた第２補助ベアリングとにより、回
転自在に支承されている。

前記ロータに近接して配置されたフィールド部の電磁コ
イルが励磁されていないときには、各補助ベアリングに
より入力ハブ部及びアマチュア部が滑らかに回転するの
を助け、また電磁コイルが励磁されたときにのみ、アマ
チュアディスクとロータとが密着し、励磁されていない
ときには、復帰スプリングの復元力により、アマチュア
ディスクとロータとが離れる、等の作用によりこの提案
による電磁スプリングクラッチは、従前に較べその応答
性が向上されている。

しかしながら、前記クラッチは次のような問題点を有し
ている。

（Ａ）出力軸上には、フィールド部、ロータ、アマチュ
ア部、入力ハブ部がこの順に配列されている。入力ハブ
部の一部であるスプロケットには予圧プレートが装着さ
れている。ロータには第１補助ベアリングが装着され、
予圧プレートには第２補助ベアリングが装着され、これ
らのベアリングにアマチュア部の一部であるカラーが支
承されている。スプロケットに形成されたアマチュアハ
ブと出力軸に形成されたハブには、これらに跨がってコ
イル状スプリングが被嵌されている。コイル状スプリン
グの一端はスプロケットに、また他端はカラーの端部
に、それぞれ係止されている。コイル状スプリングはカ
ラーの軸孔内に位置付けられている。特に注目すべき
は、前記アマチュア部において、アマチュアディスクが
復帰スプリングを介して装着されたカラーが、コイル状
スプリングの外周面を実質上その全周にわたって被嵌す
るよう配置されていることであり、その回転を滑らかに
するためには、前記のようにこれを支承するための補助
ベアリングが２個必要となる。

その結果、２個の補助ベアリングに関連して高い部品精
度及び組立精度が要求されるので、クラッチ全体の組付
作動性が悪く、したがって量産に適せず、コストが高く
なる。

（Ｂ）前記アマチュア部において、アマチュア部が、カ
ラー、フランジ、復帰スプリング及びアマチュアディス
クの４部品（リベットは除く）から構成されているこ
と、前記したようにアマチュア部が２個の補助ベアリン
グを必要とすること、各補助ベアリングは、コイル状ス
プリングの外径以上の大きさの内径を必要とするため、
それらの外径は相当大きなものとならざるを得ないこ
と、及びカラーがコイル状スプリングの外周面を実質上
その全周にわたって被嵌する構成であるため、カラー自
体が大型化すると共にカラーの軸方向長さが長くなるこ
と等に起因して、アマチュア部の部品点数及び重量が増
大し、クラッチ全体の構成が大型化かつ複雑化すると共
にコストも高くなる。

またアマチュア部の重量が増大することに起因して、コ
イル状スプリングに作用する慣性が大きくなり、その結
果、動作の応答性が悪くなる。例えば、複写機に適用さ
れるクラッチの応答性として求められる特性は、複写機
の使用初期から寿命の終了期までの全般にわたって、連
結時間及び停止時間のバラツキ幅が少ないことである。
前記応答性が悪いということは、このバラツキ幅が大き
くなることであり、光学系であれば、等倍、縮小、拡大
に誤差を生じ、給紙系であれば、紙の先端と画像にズレ
を生ずる。その結果、複写機の品質、信頼性を損なうこ
とにもなりかねない。慣性が大きくなることに起因し
て、更にコイル状スプリング先端部の寿命が短くなる。

（Ｃ）ロータが、第１磁極、非磁性体環及び第２磁極の
３部品から構成されていること及び第１磁極と第２磁極
が軸方向に円筒状に延びている構成を有することに起因
して、ロータの部品点数及び重量が増大し、コストも高
くなる。またロータの軸方向長さが長くなり、フィール
ド部の軸受部のスペースが大きくなるので、フィールド
部のコイル収容部のスペースが小さくなる。その結果、
同じ大きさにおいて巻数が少なくなり、効率が低下す
る。

（Ｄ）コイル状スプリングの外周面には、カラーが実質
上その全周にわたって被嵌されていることに起因して、
コイル状スプリングの内径を大きくできない。したがっ
て、コイル状スプリングの内径は小さく、その巻数が多
くなる。その結果、軸方向の長さが長くなると共に伝達
率が悪くなる。

（Ｅ）コイル状スプリングの一端はスプロケットに形成
されたスプリング係止穴に係止され、他端はカラーに形
成された切溝に係止されている。そしてこれら一端及び
他端が、該係止部においてそれぞれ軸方向における反対
方向へ移動できるよう構成されていることに起因して、
応答性が悪くなる。

（Ｆ）スプロケットとアマチュアハブとが一体に形成さ
れ、また出力軸とハブとが一体に形成されていることに
起因して、切削、研磨等の二次加工を必要とするので、
加工工程が増加し、コストが高くなる。

（Ｇ）以上の（Ａ）〜（Ｆ）を総合すると、前記従来の
クラッチは、全体として、組付作業性が悪く、したがっ
て量産に適せず、コストが高くなる、部品点数が多く、
重量が重い、構成が大型かつ複雑である、一部部品の加
工性が悪い、応答性が悪い、伝達率が悪い、等の問題点
を有している。

〈発明の目的〉 本発明は、以上の事実に基づいてなされたもので、その
主目的は、組付作業性が著しく容易であり、部品点数が
少なく、構成が著しくコンパクトであり、軽量かつ安価
であると共にしかも応答性及び伝達率の優れた、改良さ
れた電磁制御ばねクラッチ機構を提供することである。

〈発明の要約〉 本発明によれば、いずれか一方は所定方向に回転駆動さ
れる入力回転要素を構成し他方は出力回転要素を構成す
るところの第１の回転要素と第２の回転要素とを、コイ
ルばね手段の収縮作用により選択的に駆動連結するよう
構成された電磁制御ばねクラッチ機構において； 第１の回転要素が固定された回転軸には、該回転軸に対
し相対回転自在に支承されたソレノイド本体と、該ソレ
ノイド本体の片面に対向しかつ該回転軸と一体に回転す
るよう装着された１個の環状板からなるロータと、環状
板からなるアマチュアが該ロータの片面に対向した位置
で偏倚ばね部材を介して装着されかつ該回転軸に対し回
転自在に直接支承されたプラスチックからなるアマチュ
ア支持部材と、該回転軸にそれと一体に回転するよう装
着された第１のボス部材と、該回転軸に対し回転自在に
支承された第２のボス部材と、該回転軸に対し回転自在
に支承されかつ該第２のボス部材に対しそれと一体に回
転するよう連結された該第２の回転要素とが、前記順序
で相互に実質上隣接して配列され、 該コイルばね手段は、該第１のボス部材及び該第２のボ
ス部材の外周部に跨って被嵌され、該コイルばね手段の
一端は、該アマチュア支持部材に対し、相対回転できな
いようかつ軸方向における該一端方向への移動ができな
いよう連結され、他端は該第２の回転要素に対し、相対
回転できないようかつ軸方向における該他端方向への移
動ができないよう連結されたことを特徴とする電磁制御
ばねクラッチ機構、が提供される。

〈発明の好適具体例〉 以下、第２図及び第３図を参照して、本発明に従って構
成された電磁制御ばねクラッチ機構について説明する。

はじめに、この発明の特徴とする部分の構成を概括的に
説明する。電磁制御ばねクラッチ機構30において、第１
の回転要素を構成するスプロケット42が固定された回転
軸32には、ソレノイド本体54と、ソレノイド本体54の片
面に対向しかつ回転軸32と一体に回転するよう装着され
たロータ58と、アマチュア70がロータ58の片面に対向し
た位置で偏倚ばね部材74を介して装着されかつ回転軸32
に対し回転自在に直接支承されたアマチュア支持部材72
と、回転軸32にそれ一体に回転するよう装着された第１
のボス部材82と、回転軸32に対し回転自在に支承された
第２のボス部材94と、回転軸32に対し回転自在に支承さ
れかつ第２のボス部材94に対しそれと一体に回転するよ
う連結された第２の回転要素を構成する歯車84とが、前
記順序で相互に実質上隣接して配列されている（第２図
参照）。ロータ58及びアマチュア70はそれぞれ環状板よ
り構成され、アマチュア支持部材72はプラスチックによ
り形成されている。コイルばね手段100は、第１のボス
部材82及び第２のボス部材94の外周部に跨って被嵌さ
れ、コイルばね手段100の一端100aは、アマチュア支持
部材72に対し、相対回転できないようかつ軸方向におけ
る一端方向（第２図の左方）への移動ができないよう連
結され、他端100bは第２の回転要素を構成する歯車84に
対し、相対回転できないようかつ軸方向における他端方
向（第２図の右方）への移動ができないよう連結されて
いる。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。本発明に従っ
て構成された電磁制御ばねクラッチ機構の断面図を示す
第２図及びその分解斜視図を示す第３図において、全体
を番号30で示す電磁制御ばねクラッチ機構は、回転軸32
を具備している。この回転軸32は、第２図に示すよう
に、軸受部材34及び36を介して所定の間隔を置いて配設
された支持板38及び40に回転自在に装着される。第２図
を参照して、回転軸32の一端部には以下の説明において
入力回転要素を構成するスプロケット42（第１の回転要
素を構成する）が装着されている。このスプロケット42
は、そのボス部42aに形成されている切欠きを通して回
転軸32に形成された貫通孔44にピン46を圧入することに
よって、回転軸32と一体に回転するように装着されてい
る。スプロケット42は、図示していないが、適宜の伝達
手段を介して電動モータの如き駆動源に駆動連結され、
上記駆動源によって矢印（第２図）で示す所定方向に回
転される。回転軸32のスプロケット42の装着位置の外側
（第２図において右側）には、スプロケット42が回転軸
32から外れるのを防止するために、係止リング48が装着
されている。

一方、回転軸32の他端部には、電磁コイル50とフイール
ド52を有するソレノイド本体54（電磁手段を構成する）
が回転自在に装着されている。ソレノイド本体54の一部
には切欠き56が形成されており、この切欠き56には、支
持板40に植設されているピン57が挿入される。従って、
支持板38及び40間に電磁制御ばねクラッチ機構30が装着
された状態においては、ピン57によってソレノイド本体
54の回転が阻止される故に、ソレノイド本体54に対して
回転軸32が相対的に回転される。

第２図及び第３図を参照して、上記回転軸32のソレノイ
ド本体54の装着位置の内側（第２図及び第３図において
右側）にはロータ58及びアマチュア組立体60が装着され
ている。ロータ58は、第３図から明らかな如く、中心基
部62と、中心基部62の外側に位置する環状部64と、中心
基部と環状部64とを接続する接続部66とを有する環状板
から構成されている。ロータ58の中心基部62にはセレー
シヨン部68が形成されており、かかるセレーシヨン部68
が回転軸32に形成されているセレーシヨン部69に装着さ
れることによって、ロータ58が回転軸32と一体に回転す
るように装着されている。尚、このロータ58は、圧入に
よって回転軸32に固定することも可能であり、また回転
軸32と一体に形成することも可能である。

アマチュア組立体60は、第３図から明らかな如く、アマ
チュア70、アマチュア支持部材（以下単に支持部材とい
う）72及びアマチュア70と支持部材72との間に介在され
た偏倚ばね部材74を具備している。支持部材72は回転軸
32に装着される円筒状の部材から構成されており、かか
る円筒状の部材の一端面に偏倚ばね部材74の環状中央部
76が取付ねじによって固定されている。この支持部材72
は、軽量のプラスチックから形成されるのが好ましい。
偏倚ばね部材74には、更に、環状中央部76から外側に鎌
状に延びる複数個の突出部78（具体例では３個）が形成
されており、かかる突出部78の自由端部の外面（第２図
及び第３図において左側の面）に上記アマチュア70が取
付ねじ80によって固定されている。このアマチュア70
は、ロータ58の環状部64の外径と略同一の外形を有する
環状板から構成されている。上述したアマチュア組立体
60は、回転軸32のロータ58の装着位置の内側、即ちロー
タ58に対してソレノイド本体54が配設されている側とは
反対側に回転自在に装着され、ロータ58に対向してアマ
チュア70が配設されている。

従って、ソレノイド本体54が付勢されると、偏倚ばね部
材74の弾性偏倚作用に抗してアマチュア70がロータ58の
片面に磁気的に吸着されてアマチュア70とロータ58とが
接続され、またソレノイド本体54が除勢されると、偏倚
ばね部材74の弾性偏倚作用によってアマチュア70とロー
タ58との上記接続状態が解除されてアマチュア70はロー
タ58の片面から若干離れた元の位置に戻される。この元
の位置では偏倚ばね部材74の弾性偏倚作用が作用せず、
従ってアマチュア70はこの位置に保持される。尚、場合
により偏倚ばね部材74の突出部78の先端部を第２図及び
第３図において若干右方に変形させることによって、か
かる位置においてもアマチュア70が偏倚ばね部材74の弾
性偏倚作用によって偏倚ばね部材74の突出部78の基部に
押圧されるようにすることもできる。

上記回転軸32のアマチュア組立体60の内側（第２図及び
第３図において右側）には、更に円筒状の第１のボス部
材82が装着され、この第１のボス部材82の内側（第２図
及び第３図において右側）には以下の説明において出力
回転要素を構成する歯車84（第２の回転要素を構成す
る）が装着されている。第１のボス部材82は、その一端
に形成されている切欠き86を通して回転軸32に形成され
た貫通孔88にピン90を圧入することによって、回転軸32
と一体に回転するように装着されている。この第１のボ
ス部材82は入力回転要素を構成するスプロケット42と一
体に形成することも可能である。出力回転要素を構成す
る歯車84は、上記回転軸32に回転自在に装着されてい
る。歯車84の片面にはボス部92が一体に形成されてお
り、このボス部92の内径部に円筒状の第２のボス部材94
が装着されている。この第２のボス部材94は、歯車84の
側面に形成された貫通孔96にその端面に形成された突出
部98を挿入することによって歯車84と一体に回転するよ
うに装着されている。第２のボス部材94はその径が第１
のボス部材82の径と実質上同一であり、第１のボス部材
82に隣接して配設され、歯車84の片面から第１のボス部
材82に向って延びている。

上記第１のボス部材82及び第２のボス部材94には、両者
に跨ってコイルばね手段100が被嵌されている。コイル
ばね手段100は第３図において左側から見て右巻に（従
って、矢印で示すスプロケット42の回転に付随してアマ
チュア組立体60が回転せしめられると収縮される方向）
に捲回されており、その一端100aはアマチュア組立体60
の支持部材72の一端に形成された切欠き102に挿入され
ることによって支持部材72に固定され、その他端100bは
歯車84のボス部92の一端に形成された複数個の切欠き10
4（具体例において４個）のいずれかに挿入されること
によって歯車84に固定されている。第２図からも明らか
なように、コイルばね手段100の一端100aは、アマチュ
ア支持部材72の切欠き102に対し、相対回転できないよ
うかつ第２図の左方への移動ができないよう連結され、
他端100bは歯車84のボス部92の切欠き104に対し、相対
回転できないようかつ第２図の右方への移動ができない
よう連結されている。

次に、主として第２図を参照して、上述した通りの構成
を有する電磁制御ばねクラッチ機構30の作用効果につい
て説明すると、以下の通りである。まず、電磁コイル50
に電流が供給されてソレノイド本体54が付勢された場合
について説明する。ソレノイド本体54が付勢されると、
アマチュア70が偏倚ばね部材74の弾性偏倚作用に抗して
第２図において左方へ移動し、ロータ58の片面に磁気的
に吸着され、アマチュア70とロータ58とが接続される
（アマチュア70が作用状態となる）。かくすると、矢印
で示す方向に回転されているスプロケット42の回転駆動
力が回転軸32及びロータ58を介してアマチュア70に伝達
され、アマチュア組立体60が回転軸32と一体に回転され
る。アマチュア組立体60がかく回転されると、アマチュ
ア組立体60の支持部材72の回転によってコイルばね手段
100が収縮され、コイルばね手段100を介して第１のボス
部材82と第２のボス部材94とが接続される。かくしてス
プロケット42の回転駆動力が回転軸32、第１のボス部材
82、コイルばね手段100及び第２のボス部材94を介して
歯車84に伝達され、歯車84は矢印103（第３図）で示す
所定の方向に回転される。

次に、電磁コイル50への電流の供給が停止されてソレノ
イド本体54が除勢された場合について説明する。ソレノ
イド本体54が除勢されると、偏倚ばね部材74の弾性偏倚
作用によってアマチュア70が第２図において右方へ移動
し、アマチュア70とロータ58との上記接続状態が解除さ
れてアマチュア70は元の位置に復帰する（アマチュア70
が非作用状態となる）。このアマチュア70の作用状態か
ら非作用状態への復帰時には、第２図から理解される如
く、アマチュア70自体が自由（抵抗を受けてない）であ
る故に、アマチュア70は非作用位置に迅速に復帰する。
また、アマチュア70が支持部材72とアマチュア70との間
に配設されている偏倚ばね部材74の弾性偏倚作用によっ
てロータ58から離隔する方向に移動されるために、アマ
チュア70とロータ58との接続状態が迅速に解除される。
アマチュア70とロータ58との上記接続状態が解除される
と、アマチュア組立体60の回転時に蓄えられたコイルば
ね手段100の弾性力によって、アマチュア組立体60が矢
印で示す回転軸32の回転方向とは反対方向に若干回転さ
れ、コイルばね手段100が拡張される。コイルばね手段1
00が拡張される際には、アマチュア組立体60が回転軸32
に回転自在に装着されている故に、アマチュア組立体60
は強い抵抗を受けることなくコイルばね手段100の弾性
力によって容易に且つ迅速に反対方向に回転される。か
くの如くコイルばね手段100が拡張されると、第１のボ
ス部材82と第２のボス部材94とのコイルばね手段100に
よる接続が解除され、かくしてスプロケット42と歯車84
との連結が解除され、歯車84はスプロケット42によって
回転されることはない。そして、ソレノイド本体54が除
勢されているときには、歯車84、第２のボス部材94及び
コイルばね手段100を介して歯車84に接続されているア
マチュア組立体60に対して、回転軸32が矢印で示す所定
方向に回転される。

以上、第２図及び第３図を参照して本発明に従って構成
された電磁制御ばねクラッチ機構30について説明した
が、このクラッチ機構30は、以下の記載からも明らかに
なるように、歯車84を適宜の伝達手段を介して駆動源に
駆動連結することによって歯車84を入力回転要素とし、
他方スプロケット42を出力回転要素として用いることも
できる。尚、この場合には、歯車84はスプロケット42を
入力回転要素とした場合（従って、歯車84を出力回転要
素とした場合）に回転される矢印103（第３図）で示す
所定方向と反対方向（第３図に矢印105で示す方向）に
駆動源によって回転駆動される。

以下、歯車84を入力回転要素としスプロケット42を出力
回転要素とした場合の上述した電磁制御ばねクラッチ機
構30の作用効果を、主として第２図を参照して簡単に説
明する。かかる場合にソレノイド本体54が付勢される
と、偏倚ばね部材74の弾性偏倚作用に抗してアマチュア
70がロータ58に吸着され、アマチュア70とロータ58とが
接続される（アマチュア70が作用状態となる）。かくす
ると、駆動源（図示せず）によって矢印105（第３図）
で示す方向に回転されている歯車84の回転によってコイ
ルばね手段100が収縮され、コイルばね手段100を介して
第２のボス部材94と第１のボス部材82とが接続され、か
くして歯車84の回転駆動力が第２のボス部材94、コイル
ばね手段100、第１のボス部材82及び回転軸32を介して
スプロケット42に伝達され、スプロケット42は矢印で示
す方向とは反対方向に回転される。

他方、かかる場合にソレノイド本体54が除勢されると、
偏倚ばね部材74の弾性偏倚作用によってアマチュア70と
ロータ58との上記接続状態が解除され、アマチュア70は
元の位置に復帰する（アマチュア70が非作用状態とな
る）。上記接続状態が解除されると、上述した如くして
コイルばね手段100が拡張され、第２のボス部材94と第
１のボス部材82とのコイルばね手段100による接続が解
除され、かくして歯車84とスプロケット42との連結が解
除される。そして、ソレノイド本体54が除勢されている
ときには、回転軸32に対して歯車84、第２のボス部材94
及びコイルばね手段100を介して歯車84に接続されてい
るアマチュア組立体60が矢印105（第３図）で示す方向
に回転される。

以上、本発明に従って構成された電磁制御ばねクラッチ
機構の構成及び作用効果について詳細に説明したが、か
かる電磁制御ばねクラッチ機構と略同一の構成を有する
電磁制御ばねクラッチ機構を２個使用することによっ
て、所定方向に回転、駆動される入力回転要素の回転を
選択的に出力回転要素に伝達して、この出力回転要素を
所定方向に又は所定方向とは反対方向に選択的に回転さ
せるための複合電磁制御ばねクラッチ機構を提供するこ
とができる。

以上、本発明に従って構成された電磁制御ばねクラッチ
機構について説明したが、本発明はこれらの具体例に限
定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することな
く種々の変更乃至修正が可能である。

〈発明の効果〉 本発明に従って改良された電磁制御ばねクラッチ機構に
よれば、次のような効果が全て達成される。

（１）ソレノイド本体、ロータ、アマチュア支持部材、
第１のボス部材、第２のボス部材及び第２の回転要素
が、第１の回転要素が固定された回転軸に相互に実質上
隣接して配列されていること、及び、アマチュア支持部
材が、第１のボス部材に隣接した位置で回転軸に対し回
転自在に直接支承されていること、したがって、アマチ
ュア支持部材がコイルばね手段の外周部を実質上その全
周にわたって被嵌する構成ではなくなること、等によ
り、従来のような、アマチュア支持部材を支承するため
の大径の２個のベアリングが不要となる。その結果、従
来要求されていた高い部品精度及び組立精度も不要とな
るので、全体の組立作業性が著しく向上し、量産性が向
上すると共にコストが低減される。

（２）アマチュア部が、アマチュア支持部材、偏倚ばね
部材及びアマチュアの３部品から構成されていること、
アマチュア支持部材が、第１のボス部材に隣接した位置
で回転軸に対し回転自在に直接支承されていること、し
たがって、アマチュア支持部材がコイルばね手段の外周
部を実質上その全周にわたって被嵌する構成ではなくな
るので、従来必要であった２個の補助ベアリングが不要
となり、しかもアマチュア支持部材自体が小型化すると
共に軸方向長さが短くなること、アマチュア支持部材が
プラスチックにより形成されていること、等により、ア
マチュア部の部品点数が少なくなると共に著しく軽量化
される。またアマチュア部の構成が小型化かつ簡略化さ
れるので、クラッチ全体の構成が小型化かつ簡略化され
ると共にコストも安くなる。

またアマチュア部が軽量化されることに起因して、コイ
ルばね手段に作用する慣性が小さくなり、動作の応答性
が向上する。その結果、先に述べた理由により、本発明
が適用された複写機においては、その品質及び信頼性が
確実に保証される。慣性力が小さくなることに起因して
更にコイルばね手段の先端部の寿命が長くなる。

（３）ロータが１部品から構成されていること及び環状
板より構成されていることに起因して、ロータの部品点
数が著しく少なくなり、大幅に軽量化されると共にコス
トも安くなる。またロータの軸方向長さが著しく短縮化
され、ソレノイド本体の軸受部のスペースが小さくなる
ので、ソレノイド本体の電磁コイル収容部のスペースが
大きくなる。その結果、同じ大きさにおいて、電磁コイ
ルの巻数を多くすることができ、効率が向上する。

（４）アマチュア支持部材は、第１のボス部材に隣接し
た位置で回転軸に対し回転自在に直接支承されるように
構成されているので、従来のように、コイルばね手段の
外周部を実質上その全周にわたって被嵌する構成ではな
くなる。その結果、コイルばね手段の内径を大きく、そ
の巻数を少なくすることができるので、軸方向の長さが
短縮されると共に、伝達率が向上する。

（５）コイルばね手段の一端は、アマチュア支持部材に
対し、相対回転できないようかつ軸方向における一端方
向への移動ができないよう連結され、他端は第２の回転
要素に対し、相対回転できないようかつ軸方向における
他端方向への移動ができないよう連結されていることに
起因して、動作の応答性が向上する。

（６）第１のボス部材が回転軸にそれと一体に回転する
よう装着され、第２のボス部材が回転軸に対し回転自在
に支承され、第２の回転要素が回転軸に対し回転自在に
支承されかつ第２のボス部材に対しそれと一体に回転す
るよう連結されるよう構成されていることから、第２の
回転要素と第２のボス部材とは別体に形成され、回転軸
と第１のボス部材とは別体に形成されている。この構成
に起因して、コイルばね手段が巻き付き耐磨耗性及び剛
性が要求される第１のボス部材及び第２のボス部材を成
形加工により形成することが可能となり（例えば鉄系焼
結合金）、第２の回転要素をプラスチックにより形成す
ることが可能となる。したがって従来のような、切削、
研磨等の二次加工を不要とすることができるので加工が
容易となり、軽量化及びコストダウンを図ることができ
る。

（７）前記（１）ないし（６）を総合すると、本発明に
おけるクラッチ機構は、全体として、組付作業性が著し
く容易であり、量産性に優れ、部品点数が少なく、構成
が著しくコンパクトかつ簡潔であり、全体が軽量化さ
れ、加工性に優れ、コストが低減されると共に応答性及
び伝達率に優れている、等の多くのメリットを有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電磁制御ばねクラッチ機構を示す断面
図。 第２図は、本発明に従って構成された電磁制御ばねクラ
ッチ機構の一実施例を示す断面図。 第３図は、第２図の電磁制御ばねクラッチ機構を分解し
て示す斜視図。 30……電磁制御ばねクラッチ機構 32……回転軸 42……スプロケット（第１の回転要素） 54……ソレノイド本体（電磁手段） 58……ロータ 60……アマチュア組立体 70……アマチュア 72……支持部材 74……偏倚ばね部材 82……第１のボス部材 84……歯車（第２の回転要素） 94……第２のボス部材 100……コイルばね手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】いずれか一方は所定方向に回転駆動される
   入力回転要素を構成し他方は出力回転要素を構成すると
   ころの第１の回転要素と第２の回転要素とを、コイルば
   ね手段の収縮作用により選択的に駆動連結するよう構成
   された電磁制御ばねクラッチ機構において： 第１の回転要素が固定された回転軸には、該回転軸に対
   し相対回転自在に支承されたソレノイド本体と、該ソレ
   ノイド本体の片面に対向しかつ該回転軸と一体に回転す
   るよう装着された１個の環状板からなるロータと、環状
   板からなるアマチュアが該ロータの片面に対向した位置
   で偏倚ばね部材を介して装着されかつ該回転軸に対し回
   転自在に直接支承されたプラスチックからなるアマチュ
   ア支持部材と、該回転軸にそれと一体に回転するよう装
   着された第１のボス部材と、該回転軸に対し回転自在に
   支承された第２のボス部材と、該回転軸に対し回転自在
   に支承されかつ該第２のボス部材に対しそれと一体に回
   転するよう連結された該第２の回転要素とが、前記順序
   で相互に実質上隣接して配列され、 該コイルばね手段は、該第１のボス部材及び該第２のボ
   ス部材の外周部に跨って被嵌され、該コイルばね手段の
   一端は、該アマチュア支持部材に対し、相対回転できな
   いようかつ軸方向における該一端方向への移動ができな
   いよう連結され、他端は該第２の回転要素に対し、相対
   回転できないようかつ軸方向における該他端方向への移
   動ができないよう連結されたことを特徴とする電磁制御
   ばねクラッチ機構。