JPH04357334A - クラッチ機構 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタのフィード装
置等の産業機器に適用するに好適なクラッチ機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】まず初めに、従来のスプリングクラッチ
機構が適用されたプリンタの概略構成を図１０〜図１２
に基づき説明する。

【０００３】これらの図において、１は印字部で，プラ
テン２および印字ヘッド（図示省略）等から構成されて
いる。１０はフィード装置で、用紙Ｐを印字部１に送る
手段である。

【０００４】ここで、フィード装置１０は、フィードロ
ーラー１１，ピンチローラー１２，搬送ローラー１３，
１４および駆動部１５等から構成されている。

【０００５】具体的には、フィードローラー１１および
ピンチローラー１２は、用紙Ｐを挟持搬送可能なるよう
に形成されている。また、駆動部１５は、フィードロー
ラー１１を回転駆動するための手段であり、駆動軸１６
，ギヤ１７，駆動モータ（図示省略）およびスプリング
クラッチ機構５１等から構成されている。ここで、駆動
軸１６は、ギヤ１７等を介して駆動モータによって回転
される構成とされている。

【０００６】また、スプリングクラッチ機構５１は、図
１０および図１１に示す如く、駆動軸１６からフィード
ローラー１１への回転の伝達・遮断を選択的に行うため
の手段であり、ハブ５２，スプリング５３およびラチェ
ット部材５４を含み構成されている。

【０００７】ハブ５２は、駆動軸１６にスプリングピン
５９等を介して固定されている。また、スプリング５３
は、フィードローラー１１に一端部５３ａが固定されか
つ他端部５３ｂに嵌入係合されたハブ５２の先端部分５
２ａを弾性力により締め付けて駆動軸１６の回転をフィ
ードローラー１１に伝達可能なるように形成されている
。

【０００８】また、ラチェット部材５４は、スプリング
５３を被覆しかつ図示しないラチェット制御手段によっ
て回転ロックかつ回転フリー状態にされて，当該スプリ
ング５３のハブ５２に対する締め付けを弾性力に抗して
解除して両者（５２，５３）を摺動させることができる
ように形成されている。

【０００９】しかして、上記プリンタを用いて用紙送り
する場合には、駆動モータが駆動されて、駆動軸１６が
ギヤ１７等を介して回転駆動される。そして、ラチェッ
ト部材５４が、ラチェット制御手段により回転フリーと
されて駆動軸１６と同期的に回転し，駆動軸１６の回転
をフィードローラー１１に伝達する。

【００１０】一方、印字する場合には、ラチェット制御
手段によりラチェット部材５４の回転がロックされる。 すると、ラチェット部材５４によってスプリング５３の
ハブ５２に対する締め付けが弾性力に抗して解除されて
両者（５２，５３）は摺動する。これにより、駆動軸１
６は空転し、フィードローラー１１の回転が停止される
。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
スプリングクラッチ装置５１においては、用紙送りされ
ない間はハブ５２とスプリング５３とは摺接されること
になるが，両者が摺接されている時間は一般的に長い。 そのため、ハブ５２とスプリング５３との摺接部分は早
期に磨滅したり焼付きを起こし易く耐久性が低下しやす
い。

【００１２】そこで、従来、ハブ５２とスプリング５３
との摺接部分に一定期間毎に油を塗布することが行われ
ているが、油を塗布するには一々クラッチ装置５１を分
解等しなければならずメンテナンスに手間がかかる不都
合を有する。

【００１３】なお、電磁クラッチを用いて回転の伝達・
遮断を行うことも考えられるが、電磁クラッチは一般的
にいって高価かつ大型であり現今の小型化・低コスト化
要請に応じにくい欠点を有している。

【００１４】本発明の目的は、上記事情に鑑み、耐久性
および取扱性を向上しつつ確実に回転の伝達・遮断を行
なうことができるクラッチ機構を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ラチェット部
材を回転フリー状態とすることにより駆動軸の回転を回
転体に伝達しかつ当該ラチェット部材を回転ロック状態
とすることにより前記駆動軸と回転体とを分離するクラ
ッチ機構であって、前記ラチェット部材の中空円筒部に
内周方向に沿って複数の溝を形成するとともに前記回転
体の中空円筒部に内周方向に沿って同数の溝を形成し、
前記回転体の溝は、その底面部が回転伝達方向に対し所
定角度だけ傾斜されるとともに回転伝達方向側壁面部が
当該回転体の径方向に対し傾斜された形態とされ、かつ
前記ラチェット部材と回転体との各対応する溝に丸軸材
を回動可能に連通させたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明では、回転体側の各溝の底面部の角度（
傾斜角度）は、当該各溝と各丸軸材とが動力伝達を行う
に十分な噛合い力をもって噛合（係合）され，かつ噛合
関係（係合関係）を容易に解除可能なるように選定され
る。

【００１７】また、回転体側の各溝の回転伝達方向側壁
面部は、当該各溝内に嵌挿される各丸軸材部分より極力
遠ざかるように当該回転体の径方向に対し傾斜されてい
る。

【００１８】したがって、駆動軸を所定方向に回転させ
，その状態でラチェット部材の回転をロックすると、各
丸軸材は当該ラチェット部材の各溝によって回転伝達方
向への移動が規制されるので、回転体の各溝（底面部が
所定角度とされた各溝）との噛合関係（係合関係）が容
易に解除される。そのため、回転体には、丸軸材等を介
して駆動軸の回転が伝達されなくなり回転停止される。 この際、各丸軸材は駆動軸と回転体との間で円滑に転が
り運動するので，両者間の摩擦は小さくなる。そのため
、駆動軸等が早期に磨滅してしまうことがなく，また一
定期間毎に給油する必要がなくメンテナンスが不要とな
る。

【００１９】一方、前記ラチェット部材の回転ロック状
態を解除してフリー状態にすると、前記した各丸軸材の
回転伝達方向に対する移動規制が解除され当該各丸軸材
は回転体の各溝と係合する。この際、各丸軸材は、回転
体の各溝（底面部が所定角度とされた各溝）と動力伝達
を行うに十分な噛合い力をもって噛合（係合）される。 また、回転体の各溝の回転伝達方向側壁面部は、当該各
溝内に嵌挿される各丸軸材部分より遠ざかるように傾斜
されているので、当該丸軸材と各溝の回転伝達方向側壁
面部とが衝突することはない。

【００２０】したがって、回転体には丸軸材等を介して
駆動軸の回転が確実に伝達され，当該回転軸は駆動軸と
同期的に回転される。

【００２１】その結果、耐久性および取扱性を向上しつ
つ確実に回転の伝達・遮断を行うことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００２３】本実施例に係るクラッチ機構は、駆動部１
５等を備えたプリンタのフィード装置に適用されており
、図１〜図９に示す如く、ラチェット部材２１，ラチェ
ット制御手段２５，回転体（フィードハブ３１）および
丸軸材（ピン４１）を含み構成されている。

【００２４】なお、図１０〜図１２に示した構成要素と
同一のものについては同一の符号を付し、その説明を省
略もしくは簡略化する。

【００２５】ここで、ラチェット部材２１の中空円筒部
２２には、その内周方向に沿って複数の溝２３が形成さ
れている。本実施例では、ラチェット部材２１の中空円
筒部２２には、それぞれ当該ラチェット部材２１の軸心
方向（図５中紙面と直角方向）に伸延した溝２３が６個
，所定ピッチ間隔で内周方向に沿って形成されている。

【００２６】また、ラチェット制御手段２５は、ラチェ
ット部材２１を選択的に回転ロック状態または回転フリ
ー状態とすることができるように形成されている。本実
施例においては、ラチェット制御手段２５は、図９に示
す如く、ラチェット部材２１の各歯と係合可能なレバー
２６と，このレバー２６をラチェット部材２１と係合さ
せるためのスプリング２８と，このレバー２６をスプリ
ング２８の弾性力に抗してラチェット部材２１より離隔
させるための電磁石２７を含み構成されている。ここで
、電磁石２７を励磁すると、レバー２６が時計方向回り
に回動して図中２点鎖線で示す位置に位置決めされ，ラ
チェット部材２１の回転ロック状態が解除されてフリー
状態となる。また、電磁石２７を消磁すると、レバー２
６がスプリング２８の弾性力により図中実線で示す位置
に復帰され，ラチェット部材２１の回転がロックされる
。

【００２７】一方、回転体（本実施例ではフィードハブ
３１）は、フィードローラー１１と接続されており，そ
の中空円筒部３２には内周方向に沿ってラチェット部材
２１と同数（すなわち６個）の溝３３が形成されている
。

【００２８】この回転体（３１）の各溝３３は、図５お
よび図６に示す如く，その底面部３３ａが回転伝達方向
（矢印Ｒ方向）に対し所定角度（傾斜角度）θ１だけ傾
斜されるとともに回転伝達方向側壁面部３３ｂが当該回
転体（３１）の径方向（矢印Ｄ方向）に対し傾斜された
形態とされている。

【００２９】本実施例においては、溝３３の底面部３３
ａの傾斜角度θ１は、当該溝３３および溝３３内に嵌挿
される丸軸材（４１）が動力伝達を行うに十分な噛合い
力をもって噛合されかつ噛合関係（係合関係）を容易に
解除可能なるように選定されている。より具体的には、
溝３３の傾斜角度θ１は、１４°よりも大きくなると当
該溝３３と丸軸材（４１）との噛合う力が弱くなり，逆
に１４°よりも小さくなると噛み合う力は強まるが噛合
関係（係合関係）が解除しにくくなるという実験データ
に基づき（１４°±２°）としている。また、回転体（
３１）の各溝３３の回転伝達方向側壁面部３３ｂは、当
該各溝３３内に嵌挿される丸軸材（４１）より極力遠ざ
かるように当該回転体（３１）の径方向（Ｄ方向）に対
し所定角度（θ２）だけ傾斜されている。

【００３０】また、フィードハブ３１とラチェット部材
２１との対応する各溝（２３，３３）には、丸軸材（本
実施例ではピン４１）が回動可能に連通されている。

【００３１】なお、本実施例においては、駆動軸１６と
回転体（３１）との間の動力伝達を一段と確実に達成で
きるように、各丸軸材（４１）を回転体（３１）の各溝
３３へ食込む方向（矢印Ｒ方向）に付勢するバネ部材５
５が設けられている。

【００３２】具体的には、バネ部材５５は、図２に示す
如く，ラチェット部材２１とフィードハブ３１との間に
配設されており、その一端部５６はラチェット部材２１
に設けられた係合穴２４に固定されており，かつ他端部
５７はフィードハブ３１に設けられた複数個の係止穴３
４のうちのいずれかに抜差可能に嵌挿されている。

【００３３】しかして、バネ部材５５の他端部５７を嵌
挿させるフィードハブ３１の係止穴３４を適宜選定する
ことにより，各ピン４１に対する付勢力を調整すること
ができる。例えば、バネ部材５５の他端部５７を係止穴
３４ａの代わりに係止穴３４ｂに嵌挿すると，当該バネ
部材５５の各ピン４１に対する付勢力を増大させて当該
各ピン４１をフィードハブ３１の各溝３３と一段と確実
に係合させることができる。

【００３４】次に作用について説明する。

【００３５】上記したプリンタのフィード装置を用いて
用紙送りするには、まず駆動モータを駆動することによ
り駆動軸１６をギヤ１７等を介して矢印Ｒ方向に回転さ
せる。この際、各ピン４１はラチェット部材２１の各溝
２３によって回転伝達方向（Ｒ方向）への移動が規制さ
れているので、フィードハブ３１の各溝３３とは噛合（
係合）しない。そのため、フィードハブ３１（したがっ
てフィードローラー１１）には、ピン４１等を介して駆
動軸１６の回転が伝達されず回転停止状態を維持する。

【００３６】この際、各ピン４１は、駆動軸１６とフィ
ードハブ３１との間で円滑に転がり運動するので，両者
間の摩擦は小さくなる。そのため、駆動軸１６等が早期
に磨滅してしまうことはない。また、一定期間毎に給油
する必要がない。

【００３７】次に、ラチェット制御手段２５の電磁石２
７を励磁することにより，ラチェット部材２１の回転ロ
ック状態を解除してフリー状態にすると、各ピン４１の
回転伝達方向（Ｒ方向）に対する移動規制が解除され当
該各ピン４１は回転体（フィードハブ３１）の各溝３３
と噛合（係合）する。

【００３８】この際、各溝３３の底面部３３ａの傾斜角
度θ１は、当該各溝３３と各丸軸材（４１）とが動力伝
達を行うに十分な噛合い力をもって噛合（係合）される
ように選定（θ１＝１４°）されているので、各ピン４
１は各溝３３と確実に噛合（係合）される。

【００３９】また、各ピン４１は、バネ部材５１によっ
てフィードハブ３１の各溝３３へ食込む方向に付勢され
るので当該各溝３３と一段と確実に係合する。

【００４０】さらに、フィードハブ３１の各溝３３の回
転伝達方向側壁面部３３ｂは、当該各溝３３内に嵌挿さ
れる各丸軸材（４１）部分より極力遠ざかる方向に形成
されているので、当該壁面部３３ｂと丸軸材（４１）と
が衝突するようなことはない。

【００４１】これにより、フィードハブ３１（フィード
ローラー１１）が、駆動軸１６と確実に同期回転される
。

【００４２】一方、印字する場合には、電磁石２７を消
磁することによりラチェット部材２１の回転をロックす
る。すると、各ピン４１とフィードハブ３１の各溝３３
との係合が解除される。そのため、フィードハブ３１（
したがってフィードローラー１１）には、ピン４１等を
介して駆動軸１６の回転が伝達されなくなり回転が停止
される。

【００４３】しかして、この実施例によれば、ラチェッ
ト部材２１の中空円筒部２２に内周方向に沿って複数の
溝２３を形成するとともに回転体（フィードハブ３１）
の中空円筒部３２に内周方向に沿って同数の溝３３を形
成し、回転体（３１）の溝３３は、その底面部３３ａが
回転伝達方向（矢印Ｒ方向）に対し所定角度θ１だけ傾
斜されるとともに回転伝達方向側壁面部３３ｂが当該回
転体（３１）の径方向に対し傾斜された形態とされ、か
つラチェット部材２１と回転体（３１）との各対応する
溝（２３，３３）に丸軸材（ピン４１）を回動可能に連
通させた構成としたので、駆動軸１６と回転体（３１）
との間の回転の伝達は丸軸材（４１）等を介して行なわ
れる。

【００４４】ここで、回転遮断時には、各丸軸材（４１
）は駆動軸１６と回転体（３１）との間で円滑に転がり
運動するので両者間の摩擦は小さくなる。そのため、駆
動軸１６等が早期に磨滅してしまうことがなく，また一
定期間毎に給油する必要がなくメンテナンスが不要とな
る。さらに、騒音が発生することもない。

【００４５】また、回転伝達時には、各丸軸材（４１）
は回転体３１の各溝３３と一定の噛合い力をもって噛合
（係合）するとともに丸軸材（４１）が当該溝３３の回
転伝達方向（Ｒ方向）側壁面部３３ｂと衝突するのが回
避されるので，当該各溝３３と確実に係合される。

【００４６】その結果、耐久性および取扱性の向上を図
りつつ確実に動力の伝達・遮断を行なうことができる。

【００４７】また、バネ部材５５によって，各丸軸材（
４１）を回転体３１の各溝３３へ食込む方向に付勢する
構成としたので、一段と確実に動力の伝達・遮断を行う
ことができる。

【００４８】また、バネ部材５５の丸軸材（４１）に対
する付勢力を、回転体（３１）に設けられた複数個の係
合穴３４と当該バネ部材５５との協働により変更可能に
構成したので，使用状況の変化等に適切に対応して確実
に動力の伝達・遮断を行うことができる。

【００４９】なお、上記実施例では本発明をプリンタの
フィード装置に適用したが、その他の産業機器に適用し
てもよい。

【００５０】また、回転体（フィードハブ３１）の各溝
３３を、図８に示す如く，その回転伝達方向側壁面部３
３ｂの傾斜角度θ２を適宜選定することにより当該壁面
部３３ｂが底面部３３ａと同一平面となるように構成し
てもよい。かかる構成により、回転伝達時に丸軸材（４
１）と回転体（３１）の各溝３３の回転伝達方向側壁面
部３３ｂが勢いよく衝突するのが完全阻止されることに
なり、動力の伝達・遮断を一段と確実に行うことができ
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、ラチェット部材の中空
円筒部に内周方向に沿って複数の溝を形成するとともに
回転体の中空円筒部に内周方向に沿って同数の溝を形成
し、当該回転体の溝は、その底面部が回転伝達方向に対
し所定角度だけ傾斜されるとともに回転伝達方向側壁面
部が当該回転体の径方向に対し傾斜された形態とされ、
かつラチェット部材と回転体との各対応する溝に丸軸材
を回動可能に連通させた構成としたので、耐久性および
取扱性の向上を図りつつ確実に動力の伝達・遮断を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す分解斜視図である。

【図２】一実施例の要部を示す分解斜視図である。

【図３】一実施例の要部を示す半断面図である。

【図４】用紙送りを説明するための図である。

【図５】ラチェット部材の溝，ピンおよびフィードハブ
の溝との相互位置関係を説明するための図である。

【図６】回転遮断状態におけるピンとフィードハブの溝
との位置関係を説明するための図である。

【図７】回転伝達状態におけるピンとフィードハブの溝
との位置関係を説明するための図である。

【図８】フィードハブの溝の変形例を説明するための図
である。

【図９】ラチェット制御手段を用いてラチェット部材を
回転ロック状態または回転フリー状態とする様子を示す
図である。

【図１０】従来のスプリングクラッチ機構を示す全体構
成図である。

【図１１】従来のスプリングクラッチ機構の詳細を説明
するための分解斜視図である。

【図１２】従来のスプリングクラッチ機構が適用される
プリンタを示す図である。

【符号の説明】

１６　　駆動軸 ２１　　ラチェット部材 ２２　　ラチェット部材の中空円筒部 ２３　　ラチェット部材の溝 ３１　　フィードハブ（回転体） ３２　　フィードハブの中空円筒部 ３３　　フィードハブの溝 ３３ａ　　フィードハブの溝の底面部 ３３ｂ　　フィードハブの溝の回転伝達方向側壁面部４
１　　ピン（丸軸材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ラチェット部材を回転フリー状態とす
   ることにより駆動軸の回転を回転体に伝達しかつ当該ラ
   チェット部材を回転ロック状態とすることにより前記駆
   動軸と回転体とを分離するクラッチ機構であって、前記
   ラチェット部材の中空円筒部に内周方向に沿って複数の
   溝を形成するとともに前記回転体の中空円筒部に内周方
   向に沿って同数の溝を形成し、前記回転体の溝は、その
   底面部が回転伝達方向に対し所定角度だけ傾斜されると
   ともに回転伝達方向側壁面部が当該回転体の径方向に対
   し傾斜された形態とされ、かつ前記ラチェット部材と回
   転体との各対応する溝に丸軸材を回動可能に連通させた
   ことを特徴とするクラッチ機構。