JPS61215838A - 動力伝達装置 - Google Patents

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〕 本発明は駆動部材の回転を電磁クラッチの励磁電流制御
によシ無段変速し正逆方向の回転として従動部材に伝達
する動力伝達装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、電磁クラッチの品質および性能の向上に伴ない、
複数個の電磁クラッチと歯車群等とを組合わせてなる電
磁連結装置を組込んだ動力伝達装置が開発されてコンピ
ュータ周辺機器や複写機。

ファクシミリなどに広く用いられるようになってきた。

第３図は特開昭５６−３５８４６号公報に開示されたこ
の種動力伝達装置の一部破断側面図であって、これを同
図に基づいて説明すると、機器筐体側には、一対の固定
板１，２が固定状に設けら−れており、この固定板１，
２には、同構成の電磁クラッチ・ブレーキ３，４，５．
６が固定されている。各電磁クラッチ・ブレーキ３，４
，５．６は固定板１゜２に固定された環状の固定子Ｔと
、その環状溝内に支持された電磁コイル８と、固定子Ｔ
にボールベアリング９を介し嵌装されて電磁コイル８に
対向する円板状のロータ１０と、このロータ１０との間
に所定の間隙を設けて配置された環状のアーマチュア１
１とで構成されている。たソし電磁ブレーキ４のみは、
ロータ１０の代υに環状の停止板１３が固定子７の内周
面に固定されており、ボールベアリング９には、外周部
に外歯１４＆と内歯１４ｂとを有する内歯ギア１４が嵌
装されている。

符号１５で示すものは、図示しない駆動部との間を駆動
連結された入力軸であって、前記電磁クラッチ５．６の
ロータ１０はこの入力軸１５上に嵌装されて固定されて
おり、また電磁クラッチ５゜６のアーマチュア１１は、
入力軸１５上にメタル１６．１７を介して遊装されたス
プロケット１８とギア１９の外周部に軸方向へ移動自在
に支持されている。さらに入力軸１５の固定板１からの
突出部には、スプロケット２０が固定されている。

一方、前記電磁クラッチ３のロータ１０と電磁ブレーキ
４側の内歯ギア１４とには、中間軸２１がボールベアリ
ング２２を介して軸支されており、この中間軸２１の固
定板１．２からの突出部には、ロータ１０に固定された
スプロケット２３と、内歯ギア１４に固定された出力ハ
ブ２４とがボールベアリング２５．２６を介してそれぞ
れ回転自在に遊装されている。また、前記電磁クラッチ
３゜電磁ブレーキ４のアーマチュア１１は、中間軸重に
固定されたハブ２Ｔと、前記内歯ギア１４とでそれぞれ
軸方向へ移動自在に支持されている。２８はワンウェイ
クラッチ２９を介して中間軸２１に支持されたスプロケ
ットであって、その外周部を円周方向に等分する箇所に
は、複数個の遊星ギア３０がピン３１で枢着されており
、各遊星ギア３０は、中間軸２１に一体的に固定された
太陽ギア３２と前記内歯１４ｂとにそれぞれ噛合されて
いる。そして、スプロケツ）２０．２３間とスプロケッ
ト１８．２８間とには、チェーン３３．３４がそれぞれ
張架されておシ、また、ギア１９と外歯１４ｍとが噛合
っている。なお、前記ワンウェイクラッチ２９Ｆｉ、ス
プロケット２８と中間軸２１との回転方向ならびに相対
回転数にしたがい遊星歯車機構を回転可能にし九シロツ
ク状態にしたシするように構成されている。

以上のように構成された動力伝達装置は、各ギアおよび
スプロケットの歯数設定により、各電磁クラッチ・ブレ
ーキ３，４，５．６の断接にしたがって次に示す６種類
の動作をする。

先ず、第１の動作として電磁クラッチ・ブレーキ４，５
．６の電磁コイル８を消磁し、電磁クラッチ３の電磁コ
イル８のみを励磁すると、アーマチュア１１がロータ１
ｏに吸着されて中間軸２１とスプロケット２３とが、ハ
ブ２１とロータ１ｏとを介して一体となるので、入力軸
１５が回転すると、チェーン３３を介して中間軸２１お
よびこれと一体の太陽ギア３２が回転する。このときワ
ンウェイクラッチ２９がロック状態となり遊星歯車装置
かのシづけ状態となるから、出力ハブ２４が太陽歯車３
２と同一回転数で回転する。

次に第２の動作として電磁クラッチ・ブレーキ３．４．
６の電磁コイル８を消磁し、電磁クラッチ５の電磁コイ
ルａのみを励磁すると、アーマチュア１１の吸着によシ
スブロケット１８と入力軸１５とが一体となり、入力軸
１５を回転させると、チェーン３４を介してスプロケッ
ト２８が回転する。

このときもワンウェイクラッチ２９がロック状態となり
、遊星歯車装置がのりづけ状態となるから、出力ハブ２
４がスプロケット２８と同一回転数で回転する。すなわ
ち入力軸１５と出力ハブ２４との回転比は第１の動作の
場合はスプロケッ）２０゜２３の歯数比であシ、第２の
動作の場合スプロケット１８．２８の歯数比である。

次に第３の動作として、電磁クラッチ３．５の電磁コイ
ル８を同時に励磁したのち入力軸１５を回転させると、
前記第１．第２の動作によシ太陽歯車３２とスブロケッ
）２Ｂとが同時に異々った回転数で回転し、出力ハブ２
４は遊星歯車装置の歯数比が加味された回転数で回転す
る。

次に第４の動作として、電磁クラッチ６の電磁コイル８
のみを励磁し、入力軸１５を回転させると、その回転は
これと一体のロータ１０に圧着されたアーマチュア１１
を介してギア１９に伝達され、外歯ｉ４ｍとの噛合によ
り内歯ギア１４に伝達されるので、この回転は遊星歯車
装置とは無関係に出力ハブ２４に伝達される。このとき
入力軸１５と出力ハブ２４との回転比はギア１９，１４
１の歯数比であり、回転方向は第１〜第３の動作の場合
を正回転とすれば逆回転である。

次に第５の動作として、電磁ブレーキ４の電磁コイル８
のみを励磁して入力軸１５を回転させると、停止板１３
によるアーマチュア１１の吸引によって内歯ギア１４が
制動され、このとき入力軸１５０回転はなんら伝達され
ないので、出カッ・プ２４が制動され、回転しない。

次に第６の動作としての電磁クラッチ・ブレーキ３，４
，５．６の電磁コイル８を消磁すれば、入力軸１５を回
動させてもその回転は出力ハブ２４に伝達されず、出力
ハブ２４が静止状態となる。

このように４個の電磁クラッチφブレーキ３゜４．５．
６の電磁コイル８を選択的に励磁、消磁することによシ
、正転３段、逆転１段の変速と制動停止、停止が可能で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の動力伝達装置において
は、電磁クラッチ・ブレーキを４個も備えているので、
装置全体が大形となシ、例えば複写機などのように小形
、軽量化が強く要求されるものに付設する場合には、占
有容積と価格の面において問題があった。また、変速比
が電磁クラッチの数やギアの歯数によって決定され、無
段階の変速ができないので、例えば複写機に付設した場
合、常時鮮明な画像を得ることが困難であった。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために本発明では互に第１
回転伝達機構で駆動連結された中間軸と出力軸とのうち
の出力軸上に遊装した入力回転部材と同じく出力軸上の
固定部材との間に逆転用電磁クラッチを介装し、また入
力回転部材との間を第２回転伝達機構で駆動連結された
中間軸上の回転部材を構成部材とする励磁電流の制御に
よシ変速可能な正転用電磁クラッチを中間軸上に配設す
るとともに、出力軸上に出力回転部材を固定し、かつ中
間軸上に電磁クラッチの励磁電流を制御する回転数検出
器を設けた。

〔作用〕

このように構成することにより駆動部側からの駆動で入
力回転部材を回転させたのち逆転用電磁クラッチの電磁
コイルを励磁すると、固定部材を介して出力軸が入力回
転部材と同方向に回転し、これが出力回転部材を介して
従動部側へ伝達される。また、この正回転状態から逆転
用電磁クラッチの電磁コイルを消磁して正転用電磁クラ
ッチの電磁コイルを励磁すると、入力回転部材の回転は
、第２回転伝達機構、正転用電磁クラッチ、中間軸、第
１回転伝達機構を介し入力回転部材とは逆方向の回転と
して出力軸に伝達され、出力回転軸を介して従動部側へ
伝達される。このときの出力回転数は電磁クラッチの励
磁電流を制御することによって制御される。このような
動力伝達においては、中間軸上の回転数検出器により電
磁コイルへの励磁電流を制御させることにより、変速出
力回転数が得られる。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明に係る動力伝達装置を複写
機に実施した例を示し、第１図はこれを実施した複写機
の動力伝達系統図、第２図は電磁連結装置の一部破断正
面図である。図において、複写機のキャビネット内に配
設された駆動手段としての直流モータ４０のモータ軸４
１には、駆動軸４２が直結されており、この駆動軸４２
上には、スプロケット４３が軸着されている。４４は感
光ドラム、４５は紙送り駆動機構であって、これらは、
スプロケツ）４３，４６．４７間に張架されたチェーン
４８によって駆動軸４２側から駆動されている。

全体を符号５０で示すものは、動力伝達装置の主要部で
ある電磁連結装置であって、数個の部材に分割されてね
じ止め結合され九筐体５１を備えており、その両側板に
は、それぞれ上下一対の軸受５２，５３が固定されてい
る。上部の軸受５２と下部の軸受５３とには、筺体５１
内を貫通する中間軸５４と出力軸５５とが互に平行して
軸支されておゆ、このうち出力軸５５の軸受５３側は、
入力回転部材５６を介して軸支されている。すなわち、
入力回転部材５６は、出力軸５５上にボールベアリング
５Ｔを介し遊装されていて、前記駆動軸４１上のスプロ
ケット５８との間をチェーン５９で駆動連結されたスプ
ロケット６０と、そのボスの内周に嵌合されてねじ止め
された段付き円筒状の連結管６１とで形成されており、
連結管６１を軸受５３に軸支されている。なお、入力回
転部材５６は、連結管６１０段部とスプロケット６０の
ボスとで軸方向への移動を規制されている。

全体を符号６２で示すものは、逆転用電磁クラッチであ
って、小径部を連結管６１の内周他端に嵌合されてねじ
止めされたロータ６３を構成部材として備えておシ、こ
のロータ６３はブツシュ６３亀を介して出力軸５５に遊
装されている。電磁クラッチ６２は、ロータ６３以外の
構成部材として、ロータ６３の小径部上にボールベアリ
ング６４を介して遊装されたフィールドコア６５と、そ
の環状内周部に樹脂６６により固定された環状の電磁コ
イル６Ｔと、ロータＢ３の大径部内周に係入された環状
のアーマチュア６８とを備えておシ、アーマチュア６８
は、出力軸５５に固定された固定部材としてのハブ６９
に板ばねＴＯを介しノ・プロ９側へ付勢されて保持され
ている。このように構成されていることにより、電磁コ
イル６１が消磁されているときは、アーマチュア６８が
板ばねＴＯでハブ６９側へ付勢されていてロータ６３と
の間にすき間があジロータロ３がスプロケット６０とと
もに回転してもアーマチュア６Ｂが回転せず、ハブ６９
を介して出力軸５５も回転しないが、電磁コイル６Ｔへ
電圧を印加すると磁束が形成されてロータ６３がアーマ
チュア６８を板ばねＴＯのばね力に抗して吸着し、ロー
タ６３の回転がアーマチュア６８を介してハブ６９に伝
達され、出力軸５５がスプロケット６０と同方向に回転
する。

出力軸５５には出力回転部材としての出力ドラム７１が
カラー７１１とスナップリングＴｌｂとで軸方向への移
動を規制されてキー固定されており、出力軸５５の回転
はこの出力ドラムＴ１に張架されたワイヤ等によって後
述する従動部へ伝達される。

以上は入力回転部材５６の回転を同方向の回転として出
力軸４５に伝達する装置について説明したが、次は、逆
方向の回転として伝達する装置について説明する。先ず
、入力回転部材５６側と中間軸５４側との間は、第２回
転伝達機構としてのギア装置７２で駆動連結されている
。すなわち、入力回転部材５６と一体のロータ６３には
、大径のギア７３が嵌合固定されており、また、中間軸
５４上にボールベアリングＴ４を介して遊装された磁性
材からなる円板部材Ｔ５には、ギア７３と噛合うギア７
６が嵌合固定されている。こうすることによシ、入力回
転部材５６が回転すると、この回転は逆方向の回転とし
て円板部材Ｔ５に伝達される。全体を符号７γで示すも
のは、中間軸５５上に配設された正転用電磁クラッチで
あって、筐体５１側に固定された有底円筒状のフィール
ドコア７Ｂを備えており、その内周面と中間軸５４との
間の空間部には、この内周面にボビンＴ９を介して保持
された環状の電磁コイル８Ｇと、ボールベアリング８１
を介して出力軸５４に遊装された磁性材からなる円筒部
材８２とが配設されている。

そして円筒部材８２の薄肉円筒部８２ｍは、電磁コイル
８０とフィールドコア７Ｂの中心円筒部７８ｍとの間に
形成された環状空間部に係入されており、また円筒部材
８２と前記円板部材Ｔ５とは、相互間に間隙が形成され
るように位置されて外周部を非磁性材からなる環状の連
結部材８３によってねじ止め連結されている。８４は磁
性材により環状に形成されたディスクであって、前記円
筒部材８２と円板部材Ｔ５との間隙に係入されて中間軸
５４のローレット加工部に固定されており、このディス
ク８４の周囲には磁性鉄粉などの磁性粉粒８５が充填さ
れている。このように構成されていることにより、電磁
コイル８０への電圧印加による磁束は、磁性材であるフ
ィールドコアγ８−円板部材７５−磁性粉粒８５−ディ
スク８４−円筒部材８２−フィールドコア７８の径路を
通って形成され、磁性粉粒８５が励磁されて凝集固化す
るので、中間軸５４と一体のディスク８４が円板部材１
５等と一体となり、入力回転部材５６が回転すると、そ
の回転はギア装置ｒ２により逆回転となって中間軸５４
に伝達される。８６は磁性粉粒８５の流出を防止するシ
ール材である。さらに、中間軸５４と出力軸５５との間
には、第１回転伝達機構としてのギア装置８Ｔが設けら
れる。

すなわち、中間軸５４と出力軸５５とには、ギア８８．
８９がスナップリング９０．９１で軸方向への移動を規
制されてキー固定されていて、これらのギア８８．８９
は、筐体４１側のギア軸９２に遊装されたギア９３．９
４とそれぞれ噛合っており、中間軸５４の回転が同方向
の回転として出力軸５５に伝達されるように構成されて
いる。この結果、電磁コイル８０への電圧印加により、
入力回転部材５Ｂの回転は逆方向の回転として出力軸５
５に伝達される。そして、出力軸５５上の前記出力ドラ
ムＴ１には、第１図に示す中間ドラム・９５を介してワ
イヤ９６が巻付けられており、出力軸５４と一体回転す
る出力ドラムＴ１の正逆回転が中間ドラム９５を介して
原稿送り台９γに伝達されるように構成されている。９
８は中間軸５４にキー固定されたフライホイルである。

さらに、中間軸５４上には、従来周知の２組の回転数検
出器９９，１００が電磁クラッチ７７の両側に隣接して
軸装固定されており、入力回転部材５６と出力ドラムＴ
１側の回転波形を見て正転用の電磁コイル８０ｔＯＮ、
ＯＦＦ制御し、流れる電流を制御することにより正転用
の電磁クラッチＴＴが任意の変速出力回転数を得るよう
に構成されている。

以上のように構成された電磁連結装置の動作を説明する
。モータ４０を始動して複写機の感光ドラム４４と紙送
シローラ４５とを駆動すると、駆動軸４２の回転にチェ
ーン５９によってスプロケット６０に伝達される。そこ
で正転用電磁クラッチ６２の電磁コイル６１に電圧を印
加すると、磁束が形成され、ロータ６３がアーマチュア
６Ｂを板はね１０のばね力に抗して吸着するので、スプ
ロケット６０と一体のロータ６３と、出力軸５５に固定
のアーマチュア６８とが一体となシ、スプロケット６Ｇ
の回転は同方向の回転として出力軸５５に伝達される。

したがって出力ドラム１１との間を中間ドラム９５を介
してワイヤ９６で駆動連結された原稿送り台９ｒが逆方
向へ移動する。

次に逆転用電磁クラッチ６２の電磁コイル６γを消磁し
て正転用電磁クラッチＴγの電磁コイル８０に電圧を印
加すると、前記径路を通る磁束が形成され、磁性粉粒８
５が励磁されて凝集固化するので、出力軸５５に固定の
アーマチュア８４と、ギア８６に固定の円板部材８５と
が一体となり、スプロケット６００回転は、ロータ６３
と一体のギアγ３と噛合うギア１日を介して逆方向の回
転として中間軸５４に伝達される。さらに中間軸５４の
回転はギア装置８Ｔを介し同方向の回転として出力軸５
５に伝達されるので、結果としてスプロケット６０の回
転は逆方向の回転として出力軸５５に伝達される。した
がって出力ドラムγ１との間を中間ドラム９５を介して
ワイヤ９６で駆動連結された原稿送シ台９Ｔが正方向へ
移動してコピーが行なわれる。

そして、出力軸５５の正回転時には、回転数検出器１０
Ｇによシ出カドラム１１側の回転波形を見て電磁コイル
８０への通電をＯＮ、ＯＦＦ制御することによ電流れる
電流が制御され、任意の変速回転が得られる。たＸＬ、
回転数検出器は、逆転側には必ずしも設ける必要がなく
、正転側だけでもよい。

なお、本実施例では正回転用電磁クラッチとして磁性粉
粒式の電磁クラッチを用いた例を示したが、その他の電
磁クラッチを用いてもよい。また本実施例では第１．第
１回転伝達機構をギヤ装置とした例を示したが、例えば
チェーン駆動機構などでもよい。さらに本実施例ではギ
ア装置Ｔ２を逆転駆動としギア装置ＢＴを正転駆動とし
た例を示したが、これを逆にしても結果的には入力側と
出力側とが逆回転になるからこれでもよい。また、本実
施例は本発明を複写機に実施した例を示したが、コンピ
ュータ周辺機器やファクンミリなど６糧の機器にも同様
に実施できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明によシ明らかなように、本発明によれば動力
伝達装置において、互に第１回転伝達機構で駆動連結さ
れた中間軸と出力軸とのうちの出力軸上に遊装した入力
回転部材と、同じく出力軸上の固定部材との間に逆転用
電磁クラッチを介装し、また入力回転部材との間を第２
回転伝達機構で駆動連結された中間軸上の回転部材を構
成部材とする励磁電流の制御により変速可能な正転用電
磁クラッチを中間軸上に配設するとともに、出力軸上に
出力回転部材を固定し、かつ中間軸上に電磁クラッチの
励磁電流を制御する回転数検出器を設けたことにより、
２個の電磁クラッチを用いるだけで正転と逆転とが可能
であり、かつ無段階の変速出力が得られるので、機器全
体が簡単でコンパクトに構成されこれを安価に提供でき
るとともに、これを付設した機器の性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る動力伝達装置を複写
機に実施した例を示し、第１図はこれを実施した複写機
の動力伝達系統図、第２図は電磁連結装置の一部破断正
面図、第３図は従来の動力伝達装置の一部破断正面図で
ある。 ５１・・・・筐体、５２．５３・・・・軸受、５４−−
−・中間軸、５５−−φ・出力軸、５６′・・・・入力
回転部材、６０・・・・スプロケット、６１・ｅΦ・連
結管、６２１１−・・逆転用電磁クラッチ、６３・・会
ｅロータ、６５Φ・・・フィールドコア、６γ自φ−−
ｔａミコイル６８９・Φ・アーマチュア、６９・−ＯΦ
ハブ、γ１・・６ｅ出カドラム、７　ｌ　慟１４１１ギ
ア装置、７３．７８−・・−ギア、１５・・・・円板部
材、７７＠・・φ正転用電磁クラッチ、γ８φ・・Φフ
ィールドコア、８０・自・・電磁コイル、８２・・・・
円筒部材、８３・・・・連結部材、８４０・・・ディス
ク、８５・・・・磁性粉粒、８Ｔ働°−・ギア装置、８
８，８９．９３．９４　・・・・ギア、９９，１００・
・・・回転数検出器。 特許出願人　　小倉クラッチ株式会社 代　理　人　　山　川　政　樹（ほか２名）ｉＩ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互に平行して筐体に軸支され第１回転伝達機構で駆動連
   結された中間軸および出力軸と、このうちの出力軸に軸
   方向への移動を規制されて遊装され駆動部と駆動連結さ
   れた入力回転部材と、前記出力軸上に配設されてこの出
   力軸側の固定部材と前記入力回転部材との間に介装され
   励磁により入力回転部材の回転を同方向の回転として出
   力軸に伝達する逆転用電磁クラッチと、前記中間軸上に
   配設されてその回転部材と前記逆転用電磁クラッチの前
   記入力回転部材側との間を第２回転伝達機構で駆動連結
   された正転用電磁クラッチであつて励磁により前記入力
   回転部材の回転を前記第２、第１両回転伝達機構を介し
   逆方向の回転として前記出力軸に伝達するとともに励磁
   電流の制御により変速可能な正転用電磁クラッチと、前
   記出力軸上に固定され従動部との間を駆動連結された出
   力回転部材と、前記中間軸上に軸装された回転数検出器
   とを設けたことを特徴とする動力伝達装置。