JPH05157125A - クラッチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】騒音の発生を防止し，かつ耐久性および取扱性
の向上を図りつつ確実に回転の伝達・遮断を行なえるよ
うにする。 【構成】回転体（３１）の中空円筒部（３２）に内周方
向に沿って所定個数の溝（３３）を形成し、回転体（３
１）の溝（３３）は回転伝達方向に対し傾設させ、回転
体（３１）の溝（３３）と駆動軸（１６）との間に転が
り運動可能かつ当該回転体（３１）の内周方向に移動可
能に嵌挿された転がり接触部を有しラチェット部材（２
１）と同期回転する回転係合体（４１，６１）を設け、
さらに、回転係合体（４１，６１）をその転がり接触部
が回転体（３１）に傾設された溝へ食込む方向に付勢す
るバネ部材（５５）を設ける。

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１４〜図１６
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。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。

【０００５】また、スプリングクラッチ機構５１は、図
１４および図１５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。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５２ａ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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】

【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。また、騒音が発生しやすい。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】本発明の目的は、上記事情に鑑み、騒音の
発生を防止し，かつ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。

【００１３】

【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、前記回転体の中空円筒部に内周方向
に沿って所定個数の溝を形成し、前記回転体の溝は回転
伝達方向に対し傾設させ、前記回転体の溝と駆動軸との
間に転がり運動可能かつ当該回転体の内周方向に移動可
能に嵌挿された転がり接触部を有し前記ラチェット部材
と同期回転する回転係合体を設け、前記回転係合体をそ
の転がり接触部が前記回転体に傾設された溝へ食込む方
向に付勢するバネ部材を設けたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明では、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、回転係
合体の回転もロックされるので、回転係合体の転がり接
触部と回転体の傾設された溝との係合関係が解除され
る。そのため、回転体には、回転係合体等を介して駆動
軸の回転が伝達されなくなり回転停止される。

【００１５】この際、回転係合体の転がり接触部は、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。さらに、騒音が発
生することもない。

【００１６】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、回転係合体も回転ロ
ック状態より解放されてフリー状態となる。その結果、
回転係合体の転がり接触部は、回転伝達方向に回転する
駆動軸により同一方向に移動されて回転体の溝と係合す
る。

【００１７】この際、回転係合体の転がり接触部は、バ
ネ部材によって回転体に傾設された溝へ食込む方向に付
勢されるので当該各溝と確実に係合される。また、回転
係合体の転がり接触部は、回転体の溝と点接触するので
片当りすることはない。

【００１８】したがって、回転体には回転係合体等を介
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。

【００１９】その結果、騒音の発生を防止し，かつ耐久
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。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００２１】（第１実施例）本実施例に係るクラッチ機
構は、駆動部１５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），回転係合体（４１）およびバネ部材５５を含
み構成されている。

【００２２】なお、図１４〜図１６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。

【００２３】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８
個，所定ピッチ間隔で内周方向に沿って形成されてい
る。

【００２４】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
２６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。

【００２５】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所定個数（本実
施例ではラチェット部材２１の溝２３と同数の８個）の
溝３３が形成されている。各溝３３は、図６に示す如
く，回転伝達方向（矢印Ｒ方向）に所定角度θだけ傾斜
するように設けられている。

【００２６】また、回転係合体は、回転体（３１）の傾
設された溝３３と駆動軸１６との間に転がり運動可能か
つ当該回転体（３１）の内周方向に移動可能に嵌挿され
た転がり接触部を有しており，ラチェット部材２１と同
期回転する構成とされている。

【００２７】本実施例では、回転係合体は、回転体（３
１）の溝３３と同数（すなわち８個）のピン４１より形
成されている。各ピン４１は、ラチェット部材２１と回
転体（３１）との対応する各溝（２３，３３）に回動可
能に連通されている。

【００２８】しかして、各ピン４１は、ラチェット部材
２１の溝２３を介して当該ラチェット部材２１と同期回
転する。また、ピン４１全体は、駆動軸１６の外周面と
転がり接触する。したがって、ピン４１の回転体（３
１）の溝３３に嵌挿された部分（転がり接触部）は、当
該溝３３と駆動軸１６との間において転がり運動可能か
つ当該回転体（３１）の内周方向に移動可能とされる。

【００２９】さらに、バネ部材５５は、回転係合体（４
１）をその転がり接触部が回転体（３１）に傾設された
溝３３へ食込む方向に付勢する手段である。

【００３０】本実施例では、バネ部材５５は、各ピン４
１の転がり接触部を回転体（３１）に傾設された各溝３
３へ食込む方向（本実施例では回転伝達方向である矢印
Ｒ方向）に付勢する手段である。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】次に作用について説明する。

【００３４】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等を介して回転伝達方向（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。この際、各ピン４１の転がり接触部は、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。

【００３５】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
回転伝達方向に対する移動規制が解除され当該各ピン４
１はフィードハブ３１に傾設された各溝３３と係合す
る。

【００３６】この際、各ピン４１は、バネ部材５５によ
ってフィードハブ３１の傾設された各溝３３へ食込む方
向に付勢されるので当該各溝３３と確実に係合する。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と同期的に回転される。

【００３７】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。

【００３８】しかして、この実施例によれば、回転体
（フィードハブ３１）の中空円筒部２２の内周方向に沿
って所定個数の溝３３を形成し、当該回転体（３１）の
溝３３は回転伝達方向（矢印Ｒ方向）に対し傾設させ、
回転体（３１）の溝３３と駆動軸１６との間に転がり運
動可能かつ当該回転体（３１）の内周方向に移動可能に
嵌挿された転がり接触部（ピン４１の転がり接触部）を
有しラチェット部材２１と同期回転する回転係合体（ピ
ン４１）を設け、さらに回転係合体（４１）をその転が
り接触部が回転体（３１）に傾設された各溝３３へ食込
む方向に付勢するバネ部材（５５）を設けた構成とした
ので、駆動軸１６と回転体（３１）との間の回転の伝達
は回転係合体（４１）等を介して行なわれる。

【００３９】ここで、回転遮断時には、回転係合体（４
１）の転がり接触部は、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。

【００４０】また、回転伝達時には、バネ部材５５によ
って回転係合体（４１）の転がり接触部は回転体３１に
傾設された各溝３３へ食込む方向に付勢されるので，当
該各溝３３と確実に係合される。

【００４１】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。

【００４２】また、バネ部材５５の各ピン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、一段と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・遮断を行うことができる。

【００４３】（第２実施例）第２実施例に係るクラッチ
機構は、図１０〜図１３に示す如く，ラチェット部材２
１，ラチェット制御手段２５，回転体（フィードハブ３
１），バネ部材５５および本クラッチ機構の特徴部であ
る回転係合体（６１）を含み構成されている。

【００４４】なお、回転係合体（６１）および当該回転
係合体（６１）が連結されるラチェット部材２１を除い
た構成要素（ラチェット制御手段２５等）は、第１実施
例と同様な構成であるので、その説明を省略もしくは簡
略化する。

【００４５】本実施例においては、回転係合体は、中空
円筒部６４を有する回転筒体６１より形成されている。

【００４６】回転筒体６１は、ラチェット部材２１の中
空円筒部２２に形成された突起部２９と係合して当該回
転筒体６１をラチェット部材２１と同期回転させるため
の切欠部６２と，回転体（３１）の溝３３と駆動軸１６
との間に転がり運動可能かつ当該回転体（３１）の内周
方向に移動可能に嵌挿された転がり接触部を有してい
る。

【００４７】この実施例では、回転筒体６１の転がり接
触部は、当該筒体６１の一端部の外周面に所定ピッチ間
隔で回転自在に設けられた所定個数〔回転体（３１）の
溝３３と同数〕の球６３より形成されている。

【００４８】次に、第２実施例の作用について説明す
る。

【００４９】駆動軸１６を回転伝達方向（Ｒ方向）に回
転させ，その状態でラチェット部材２１の回転をロック
すると、回転筒体６１の回転もロックされるので、当該
筒体６１の各球６３と回転体（３１）の傾設された溝３
３との係合関係が解除される。そのため、回転体（３
１）には、回転筒体６１等を介して駆動軸１６の回転が
伝達されなくなり回転停止される。

【００５０】この際、回転筒体６１の各球６３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１
６等が早期に摩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。

【００５１】一方、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とすると、回転筒体６１も回転
ロック状態より解放されてフリー状態となる。その結
果、回転筒体６１の各球６３は、回転伝達方向（Ｒ方
向）に回転する駆動軸１６により同一方向に移動されて
回転体（３１）の溝３３と係合する。

【００５２】この際、回転筒体６１の各球６３は、回転
体（３１）の溝３３と点接触するので片当りすることは
ない。また、回転筒体６１の各球６３は、バネ部材５５
によって回転体（３１）に傾設された各溝３３へ食込む
方向に付勢されるので当該各溝３３と確実に係合され
る。

【００５３】したがって、回転体（３１）には回転筒体
６１を介して駆動軸１６の回転が確実に伝達され，当該
回転体（３１）は駆動軸１６と同期的に回転される。

【００５４】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。

【００５５】なお、上記第１および第２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。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、回転体の中空円筒部に
内周方向に沿って所定個数の溝を形成し、回転体の溝は
回転伝達方向に対し傾設させ、回転体の溝と駆動軸との
間に転がり運動可能かつ当該回転体の内周方向に移動可
能に嵌挿された転がり接触部を有しラチェット部材と同
期回転する回転係合体を設け、さらに、回転係合体をそ
の転がり接触部が回転体に傾設された溝へ食込む方向に
付勢するバネ部材を設けた構成としたので、騒音の発生
を防止し，かつ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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す分解斜視図である。

【図２】第１実施例の要部を示す分解斜視図である。

【図３】第１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】回転遮断状態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】回転伝達状態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した様子を示す
図である。

【図１０】本発明の第２実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図１１】第２実施例の要部を示す半断面図である。

【図１２】第２実施例のラチェット部材と回転筒体とフ
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１３】回転伝達状態における回転筒体の各球とフィ
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１４】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１５】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１６】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 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 ４１ ピン（回転係合体） ５５ バネ部材 ６１ 回転筒体（回転係合体） ６２ 球（転がり接触部）

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、 前記回転体の中空円筒部に内周方向に沿って所定個数の
   溝を形成し、 前記回転体の溝は回転伝達方向に対し傾設させ、 前記回転体の溝と駆動軸との間に転がり運動可能かつ当
   該回転体の内周方向に移動可能に嵌挿された転がり接触
   部を有し前記ラチェット部材と同期回転する回転係合体
   を設け、 前記回転係合体をその転がり接触部が前記回転体に傾設
   された溝へ食込む方向に付勢するバネ部材を設けたこと
   を特徴とするクラッチ機構。