JPS602537B2 - 係合状態を調整できる螺旋状ばね継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転自在な部材と、螺旋コイル状ばねと、この
ばねを上記回転自在な部材に対して伸張及び収縮させて
継手の係合状態を変えるように作動し得る間欠的に回転
可能な制御カラーとを有する、選択的に係合及び解除可
能な継手に関する。

より詳細には本発明は、平常時にはばねが同軸の入力及
び出力部材の回ゆこ収縮してこれらの部材を一体的に回
転させるように連結し、また制御カラーがそれらの都材
上を摺動できるようにばねの一端に係止されているクラ
ッチ型の継手に関する。制御カラーは平常時にはそれら
の部材と一体的に回転するが、係入片によって止められ
るとばねを者戻しそれによりクラッチを解除するように
作用する。クラッチが解除されると入力部村は回転し続
けるが、出力部材は係入片の角度位置によって決定され
る角度位置で停止する。この一般的な型のクラッチはベ
ア−（筋ｅｒ）らの米国特許第３７２６３７２号明細書
に開示されている。

ベア‐らのクラッチにおいて、係入片が制御カラーの唯
一の止め部に係合し、かくして係入片がその作動位置ま
で動かされ止め部に係合する度に出力部材が同じ角度位
置に停止する。制御カラーは１つだけの止め部を有する
ので、出力部村はクラッチが解除されるより前に１回転
あるいはそれ以上回転する。へランダー（Ｈｅｌａｎｄ
ｅｒ）の米国特許第３８３５９７２号は係入片に係合す
るための１つより多くの止め部が制御カラーに形成され
ている螺旋状ばねクラッチを開示している。

この装置でクラッチは止め部の数及び角度間隔に対応す
る複数の離れた角度の位置に出力部材の指示を与えるよ
うに解除される。ある場合には選択的に変えられる複数
の角度位置に出力部材を停止させるのが望ましい。

このた・めにへランダーの制御カラーは出力部材及び係
入片に対する止め部の角度位置を調整するように出力部
村上で選択的に回動される。これにより出力部材は係入
片に対して異なった位置に停止されるようになるが、そ
れらの位置の間の角度間隔が変１化できないようになる
。出力部材の停止した位置の間の角度間隔が変えられる
装置がシュルマン（Ｓｃｈｕｌｍａｎ）の米国特許第３
９７９９７５号明細書に開示されている。

この装置において、角度間隔が選択的に調整される複数
：の角度間隔のある係入片が用いられている。係入片は
制御カラーの止め部に逐次係合するようにしてあり、か
くして係入片の角度間隔を調整することにより出力部材
の停止位置間の角度間隔が変えられる。１ 本発明の全
般的な目的は数及び角度間隔が選択的に容易に変えられ
る複数の位置に唯一の係入片によって停止されるように
した回動自在な部材を有する、新規で改良された、選択
的に係合可能な螺旋状ばね継手を提供することである。

「 関連する本発明の目的はこれを、相互に対して角度
を調整できるようにした複数の止め部を含む独自の制御
カラーを有する継手を設けることによってなすことであ
る。

より詳細な意味において、本発明は中心のスリＩーブ上
で調整されるようにした複数のリングに止め部が形成さ
れ、リング及び止め部が止め部の角度位置を迅速かつ容
易に調整できるようにした形状であるような制御カラー
を設けることにある。

本発明のこれらの、また他の目的及び特徴は添「付の図
面と併せて以下の詳細な説明からより明らかになろう。
実施例の図面に示されているように、本発明は駆動機素
１１と被駆動機素１３とを一体的に回転させるように両
者を連結した状態と、一方を他方Ｆに対し相対的に回動
できるように両機素の連結を解除した状態とを選択可能
なように作動するクラッチ１０として具体化されている
。

クラッチは広範に変る環境の下で、無数の応用例を列挙
することができるけれども、図面には、駆動機素１１が
小型モータであり、また被駆動機素１３が紙送りローラ
である装置に組入れた場合を一例として概略的に示され
ている。モータ１１‘ま歯車１４及び１５によりクラッ
チ１０の入力部に結合されており、クラッチ１０の出力
部の方はローラ１３の一端に結合されている。クラッチ
１０を解除してモータ１１とローラ１３との間の相対的
回転を可能にする止め部、すなわち、いわゆる係入片１
９がクラッチに組合せられている。

この係入片はクラッチの係合を可能にする非作動位置と
クラッチの係合を解除する作動位置との間に上下方向に
揺動するように２川こおいて水平軸の回りに回動するア
ームからなる。ソレノィド２１を付勢すると係入片が上
方に揺動してその非作動位置をとることになり、またソ
レ／ィドが消勢されると圧縮ばね２３により係入片が下
方に押しつけられてその作動位置をとる。ソレノィド２
１と係入片１９の回動軸２０とは適当な機枠ないしブラ
ケット２３ａに枝持されている。クラッチ１０は第３図
に詳細に示されているが、中０のスリーブ２５に競合し
てその一端部に固着されている出力部材を含む。ローラ
１３の一端のトラニオン２６がスリーブブに懐入し、出
力部材及びスリーブ内に螺合する止めねじ２７によりス
リーブと共に回転するように係止されている。スリーブ
の反対側端部上に入力部材２９が回動自在に鉄合してお
り、入力部材２９に駆動歯車１５がプレス隊めされ、ス
リーブの端部の止め論３０がスリーブの方向に入力部材
が動くのを防ぐ。かくしてモータ１１により歯車１５を
介して入力部材２９がスリーブ上で回転し、入力部材が
出力部村２４に連結されると、出力部村によりスリーブ
が回転してローラ１３を回転させる。入力部材と出力部
材との係合が解除されると、入力部材はスリーブ上で自
由に回転するが、出力部材は静止している。出力部材２
４と入力部材２９とを解除可能に連結するため、出力部
材及び入力部材の内側端部にそれぞれ形成され相互に端
面を合せて配置された小径のボス３３及び３４（第３図
）上に螺旋状コイルばね３１が鞍合されている。

ばねはその両端の間に、左ねじれに巻かれボスの直径よ
り小さい緩い内径で巻かれた多数回の巻線を含む。従っ
てばねがボス上で伸縮すると、巻線が伸張してボスを受
止めそれからポスの回切こ弾性的に収縮してボスを締付
ける。出力ポス３３の外側端部に近接しているばね３１
の機部に、リング３７に形成された軸方向に延びる溝孔
３６に鉄合する軸方向に延びる中子３５（第３図）が形
成されている。

リング３７は出力部材２４の一部をなし、止めねじ３８
により出力ボス３３に固着されている。ぱねの反対側端
部に半径方向に延びる中子３９が形成され、ばね上に遊
隊されている環状制御カラー４１の端部に形成された半
径方向に延びる溝孔４０にとまり鉄めされている。この
溝孔は半径方向に延び、また制御カラーから半径方向に
突出するように一体的に形成されると共に係入片１９と
係合し協同してクラッチ１０を解除するようにした比較
的幅狭い止め部ないし突条４２に対して中心にある。ソ
レノィド２１が付勢されると、係入片１９が制御カラー
４１及び突条４２から上方に後退し、第６図に想像線で
示されるように非作動位置にある。

係入片が非作動位置にあると、螺旋状ばね３１がボス３
３及び３４の回りに収縮し、ボスを一体的に回転するよ
うに連結する。かくしてモータ１１が付勢されて入力ボ
スを回転させると、ばねにより出力ボス３３が回転し、
ローラ１３の回転夕が生ずる。入力ボスは回転に伴って
ばねの巻線部に時計方向の（第６及び７図）トルクをか
け、ばねがボスをすべらないようにするためさらに緊密
に把持するように巻線部を巻上げ収縮させようとする。
０ 係入片１９が非作動位置にある限り、制御カラー４
１が自由に回転し、かくしてばね３１の中子３９がカラ
ーをボス３３及び３４と一体的に回転させる。

例えばソレノィド２１を消勢してばね２３が止め突条４
２の前面の通路に係入片の位遣す夕る作動位置（第６図
に実線で示される）へ下方に係入片を移動させるように
することにより制御カラーを停止させることによってク
ラッチ１０の係合解除がなされる。止め突条が係入片に
係合すると、カラー４１及び中子３９のそれ以上の回転
が０停止する。しかしながら入力ボス３４は回転し続け
、この回転に伴ってばね３１に時計方向のトルクをかけ
続ける。停止した中子はばねの入力織部の回転を妨げる
ので、このようなトルクはばねの巻線部を巻戻し半径方
向に拡げてボスとの緊密な把持係合から巻線部を解放し
、それによって入力ボス３４が出力ボス３３に対して自
由回転できるようにしようとする。係入片１９をその非
作動位置に移動させてカラー４１を回転するように解放
することによりクラッチ１０が再係合されよう。

突条４２が再び係入片に達する直前に係入片がその作動
位置に戻っていれば、出力部材２４及びローラ１３が１
回転した後にそれらを停止させるようにクラッチが解除
されよう。本発明によればクラッチ１０の制御カラー４
１は、出力部材２４が選定された角度を数段階分だけ回
転すると係入片がクラッチを反復して外せるように独特
に構成され、このカラーは段階数を選択的に設定し各段
階の角度を選択的に調整することを可能にする。

この新規なカラーにより、送りローラ１３が連続的に１
回転した後に唯一の係入片１９が送りローラを停止させ
、選択的に調整可能な段階数の選択的に調整可能な角度
で１回転にわたりローラを逐次割出しすることができる
ようにクラッチは選択的にプログラムされる。さらに詳
細に説明すれば、制御カラー４１は内面が円筒形状でば
ね３１上に遊鼓されるようにした中心のスリーブ４５（
第２図）によって形成されている。

半径方向に突出するフランジ４６がスリーブ４５の外側
端部と一体的に形成され、フランジにはばね３１の中子
３９を収容するための溝孔４０が形成されている。また
フランジと一体的に形成された止め突条４２が半径方向
に突出している。本発明を実施する場合、一連の（ここ
では３つの）付加的な止め部４７，４８及び４９（第６
図）が止め突条４２から軸方向に間隔をおいて設けられ
、止め突条４２に対する角度位置、また相互の角度位置
を調整されるようにしておく。

この例では止め部４７，４８及び４９はそれぞれ３つの
りング５０，５１及び５２（第３図）と一体的で半径方
向に突出する突条の形をしている。これらのリングは、
リング５０がフランジ４０に接しリング５１がリング５
０と５２との間にはさまれてスリーブ４５上を濯動する
ようにしてある。スナップリング５３が出力部材２４の
溝に鉄合しリング５２に係合してこのリングをスリーブ
４５上に保持しスリーブを軸方向内方に移動しないよう
に把持する。リング５０，５１及び５２の各々の内面は
正多角形（第２図）であるのがよく、この実施例で多角
形は１２の辺を含む。

またスリーブ４５の外面も第２図に示すようにこれと相
補的な１２角形をしている。その結果所定のどのリング
もその止め突条４７，４８または４９を止め突条４２か
ら３０ｏの整数倍となるいずれかの角度だけ離れてスリ
ーブ上に位置することになる。リング５０，５１及び５
２と、突条４７，４８及び４９の可能な配置が第６図に
示されている。

その例でリング５０は突条４２から３０ｏ離れた位置に
あり、リング５１は突条４８を突条４７から６０ｏ離れ
た位置にあり、リング５２は４９を４８から９０ｏ離れ
た位置にある。係入片１９は突条４２と突条４９との間
の鞄方向の距離にわたるだけの十分な鞄方向幅があり、
かくして係入片は４つの突条４２及び４７，４８及び４
９全部と係合可能である。またソレノィド２１は係入片
を引上げてどの所定の突条をも越えさせそれから直ちに
係入片を次の突条に係合する位置へ下方に戻すため藤間
的にパルスを与えられるようにしてある。係入片１９が
第６図に実線で示される位置にあるとき、係入片は突条
４２と係合しており、かくしてクラッチ１０は外れてい
る。

係入片が想像線・で示される非作動位置に瞬間的に振上
げられて突条４２が係入片を通過して回転できるように
するとクラッチの係合がなされ、それから係入片は下方
に戻される。 クラッチ１０が送りローラ１３．を３ぴ
だけ回転させた後、突条４７が係入片１９ｌに係合して
クラッチを外し送りロ−ラを停止させる（第７図参照）
係入片に次にパルスが与えられると、送りローラがさら
に６０ｏだけ回転して突条が係入片に係合するまでクラ
ッチが係合している。送りローラがさらに９０ｏ回転し
て突条４９が係入片に係合した後に次の係合解除がなさ
れる。送りローラが最後の１／２回転すると、突突条４
２が係入片に係合してもう一度クラッチを外す。リング
５０，５１及び５２はスリーブ４５上で種々の角度位置
に調整されるので、送りローラ１３が選択的に調整可能
な段階数の調整可能な角度だけ回転した後クラッチを外
すことができる。例えば突条４７，４８及び４９が全部
突条４２と一直線上に並ぶようにリングを調整すること
により、制御カラー４１は結果的に唯一の止め部を含む
ことになり、かくしてクラッチが外される前に送りロー
ラが連続的に１回転されよう。突条４７を突条４２に揃
え、また突条４８を突条４７及び４２から１８０ｏ離れ
た位置で突条４９に揃えることにより、制御カラーは結
果的に２つの止め部を含むことになり、送りローラの各
１／２回転の後にクラッチを外すことになる。突条４７
を突条４２に揃え、突条４８を突条４７から１２０ｏ離
しまた突条４９を突条４８から１２０ｏ離すことにより
３つの等間隔の止め部が得られる。また各突条を隣接す
る突条から９０ｏ離すことにより４つの等間隔の止め部
が得られる。あるいは第６図に示し上述したように突条
は不等間隔で配置することもできる。以上から本発明は
、回動自在な部材２４が選択的に調整可能な段階数で選
択的に調整可能な角度だけ回転した後に継手を解除する
ように容易にプログラムされる制御カラー４１を有する
新規で改良された螺旋状ばね継手をこの技術分野にもた
らすことが明らかとあろう。リング５０，５１及び５２
と異なった構造のリングでも本発明の目的を達するため
に用いられるであろうということが当業者には分るであ
ろう。例えば非常に小さい増分でのＩＪソグの調整を可
能にするためリングは内側スプラィンにしてスリーブ４
５の外側スブラインとかみ合せることができよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明独自の特徴を具体化した新規で改良され
た選択的に係合解除可能な継手を備えた典型的な駆動装
置を概略的に示す透視図である。 第２図は継手の制御カラーの部分の破断した透視図であ
る。第３図は第１図のほぼ線３−３上にとった拡大部分
断面図である。第４，５及び６図は第３図のそれぞれほ
ぼ線４−４，５−５及び６−６上にとった断面図である
。第７図は第６図と同様であるが移動した位置における
継手の部分を示す図である。１０：クラッチ、１９：係
入片、２４：出力部材、２９：入力部村、３１：ばね、
４０：フランジ、４１：制御カラー、４２：止め部、４
５：ス０リーブ、４７：付加的な止め部、４８：付加的
な止め部、４９：付加的な止め部、５０，５１，５２：
リング。 ナ毎↓ 一乙室；之． →ヱ亨〆 カタ 一２亨ぞ． →工亭；久 立写多・ ７／９．欠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも１つの回動自在な部材と、該部材と共に伸
   縮する螺旋状ばねと、継手の係合状態を変えるため上記
   ばねを上記部材に対し伸張及び収縮させるように操作可
   能な間欠的に回動可能な制御カラーと、該カラーの回転
   を許容する非作動位置と回転を阻止する作動位置との間
   を選択的に可動な係入片とを有し、上記制御カラーは上
   記回動自在な部材と同軸で上記ばねに結合されたスリー
   ブを含み：上記制御カラーはさらに、上記スリーブの軸
   方向に間隔を置いて設けられ、上記係入片が上記作動位
   置にあるときに上記係入片に係合して上記制御カラーの
   回転を阻止するように操作可能な複数の止め部と、該止
   め部を上記スリーブ上で相互に選択的に角度調整するよ
   うに装着し上記止め部間の角度間隔を選択的に変えられ
   るようにする手段とを含むことを特徴とする選択的に係
   合及び解除可能な継手。 ２ 上記継手が端面を合せて配置された第１及び第２の
   同軸の部材を有するクラツチであり、上記ばねが上記両
   方の部材上で伸縮し平常時には両方の部材の回りで収縮
   して両方の部材を一方向に一体的に回転させるように連
   結し、上記制御カラーが上記ばね上に遊嵌されて上記ば
   ねの一端に係止され、上記制御カラーが平常時には上記
   部材と一体的に回動可能であり、また上記部材の一方の
   連続した回転に応じて上記ばねを巻戻し伸張させそれに
   よって両方の部材間の相対的回転を可能にするように停
   止したときに操作可能であることを特徴とする特許請求
   の範囲１に記載された継手。 ３ 上記第１及び第２の部材が上記スリーブと共に摺動
   し該スリーブ上で異なる角度位置に調整可能なリングを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲２に記載された継
   手。 ４ 上記スリーブが正多角形の外周を有し、上記第１及
   び第２の手段が上記スリーブ上で摺動する複数のリング
   を含み、該リングの各々は上記スリーブの外周の形状に
   相補的な正多角形状の内周を有し、上記止め部が上記リ
   ングに形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   ２に記載された継手。 ５ 上記スリーブが非円形状の外周を有し、上記第１及
   び第２の部材が上記スリーブ上で摺動する列状のリング
   を含み、該リングの各々は上記スリーブの外周の形状に
   相補的な非円形状の内周を有し、上記止め部が上記リン
   グに形成され上記係入片が上記作動位置にあるとき上記
   制御カラーの回転を防止するように上記係入片に係合可
   能であり、上記止め部が上記スリーブ上で上記リングの
   角度を再設定することにより相互に対し角度調整可能で
   あることを特徴とする特許請求の範囲２に記載された継
   手。 ６ 上記スリーブの外周が正多角形状であり、上記リン
   グの各々の内周も正多角形状であることを特徴とする特
   許請求の範囲５に記載された継手。 ７ 上記スリーブの一端と一体的に形成された半径方向
   に突出するフランジと、該フランジに形成された付加的
   な止め部とをさらに含むことを特徴とする特許請求の範
   囲６に記載された継手。