JPH06257621A - クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動部の回転力を回転軸へ伝達するクラッチ
をばねを用いて簡単な構成とし、トルクの伝達・遮断が
できる安価なクラッチである。 【構成】 第一トルク板１と第二トルク板２を対向して
回転軸Ｘに設け、前者は回転軸Ｘに回転自在、後者は回
転軸Ｘと一体に回転するようにする。両トルク板の対向
する側にはボス部３と４を対向して設け、その外周にコ
イルばね５を設ける。コイルばね５の半部分はボス部４
に締り嵌め、半部分はボス部３に遊嵌状に装着する。ス
リーブ１０とフオーク１４とピン１５から成る押付力付
与手段によりピン１５をコイルばね５に押付けてコイル
ばね５を縮径させ、トルク伝達をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、事務用小動力機器の
オン、オフ切換用又は電磁クラッチ等のトルク伝達、遮
断用のクラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の紙送り装置の重送防止機構等
には電磁クラッチが使用される。これは電気信号によっ
て回転軸を回転・停止させるものであり、任意の時間設
定が可能である利点を持つ。しかし、上記複写機等では
複雑な回転・停止のパターンを必要とせず、単純なＯＮ
−ＯＦＦ時間の設定で良い場合が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電磁クラッチなどの機構のものは、設備が高価であ
り、電源を必要とし、又動力源を多数必要としたり、小
動力のオン、オフに手軽に利用することができない。

【０００４】この発明は、ばねの縮径力を利用して２つ
のトルク板の一方から他方へトルクを伝達し、遮断でき
るようにしてクラッチ機構を構成し、機構が簡単でかつ
安価に製造できる汎用性のあるクラッチを提供すること
を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
としてこの発明は、回転軸に対して回転自在な第一トル
ク板と、回転軸と一体に回転する第二トルク板とを対向
して設け、それぞれのトルク板の互いに対向する側にボ
ス部を設けて両ボス部に亘るコイルばねをその外周に巻
回し、第一トルク板側のコイルばね部分は第一トルク板
のボス部と遊嵌状とし、第二トルク板側のコイルばね部
分は第二トルク板のボス部に締り嵌めとし、第一トルク
板側のコイルばねに当接して軸方向の押付力を付与する
押付力付与手段を設けるようにしたトルクリミッタとし
たのである。

【０００６】この場合、前記コイルばねの第一トルク板
側端と押付力付与手段との間に接触調整部材を介在せし
めるのが好ましい。

【０００７】そして、前記接触調整部材を、断面が傾斜
角をなす凹部を有する押し板と、押付力を弾性的に伝達
する波板と座金から形成したものとすることができる。

【０００８】さらに、前記コイルばねの第二トルク板側
端を第二トルク板に固定し、コイルばねと第二トルク板
との隙間にその隙間形状と同じ形状部板を挿入固定した
ものとしてもよい。

【０００９】上記いずれの場合も、前記押付力付与手段
を、第一トルク板の他端に突出するボス部に回転自在に
嵌合したスリーブと、このスリーブを軸方向に移動せし
めるフオークと、第一トルク板及びスリーブに軸方向に
貫通する穴に挿通されたピンとにより構成することがで
きる。

【００１０】

【作用】上記のように構成したこの発明のクラッチによ
ると、回転トルクを第一トルク板から第二トルク板又は
その反対方向に伝達することができる。押付力付与手段
により軸方向の押付力がコイルばねに与えられていない
状態では、第一トルク板は第二トルク板と遮断されてお
り、トルクの伝達はされない。

【００１１】押付力付与手段を駆動してコイルばねに対
して押付力を与えると、この押圧力付与手段がコイルば
ねに当接する部位でコイルばねにねじり力を与える。こ
のねじり力がコイルばねを縮径する方向に作用するとコ
イルばねは縮径して第一トルク板のボス部と一体に固着
されると共に、コイルばねの他の半部分に回転力を与
え、従って第二トルク板が回転軸と共に回転し、トルク
が伝達される。押付力付与手段の押付力を開放すると、
コイルばねは拡径し、第一トルク板との係合が解除され
てトルクの伝達は遮断される。

【００１２】第二の発明ではコイルばねと押付力付与手
段との間に接触調整部材を介在させている。これは、コ
イルばねに遠心力又は押付力付与手段の押付力等の外力
が作用した場合にコイルばねの第一トルク板側の端が変
形し当接位置がずれるなどのために押付力付与手段がコ
イルばねに正常に接触せず、コイルばねが所要の時に縮
径しなくなるのを防止するのに有効である。従って、こ
れによって回転中であっても確実にクラッチの係合作用
が得られる。

【００１３】第三の発明は上記第二の発明の接触調整部
材を具体化した手段により実現したものである。かかる
構成の手段により押付力付与手段の力を確実に伝達でき
る。

【００１４】第四の発明ではコイルばねの第二トルク板
側の端を隙間部材を挿入することによって確実に固定し
ている。

【００１５】第五の発明は、上記いずれの発明に対して
も用いられる押付力付与手段を具体化したものであり、
フォークによってスリーブを移動させることによって貫
通穴に挿通されたピンを移動させてコイルばねに押付力
を付与する。

【００１６】

【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１７】図１は実施例のクラッチの主要断面図であ
る。１は外周に歯車１ａを刻設した第一トルク板であ
り、例えば歯車１ａに係合するピニオン（図示省略）等
を介して動力がこの第一トルク板１に伝達される。第一
トルク板１は回転軸Ｘに対して回転自在に設けられてい
る。

【００１８】２は第一トルク板１に対向して設けられる
第二トルク板である。第一トルク板１と第二トルク板２
は、互いに対向する面側にボス部３、４をそれぞれ有
し、その外径は略同一である。上記ボス部３、４の両者
にまたがってその外周にはコイルばね５が設けられてい
る。

【００１９】コイルばね５はその一方の半部分５ｂがボ
ス部３に対しわずかな隙間をもって嵌合され、他方の残
り半部分５ａはボス部４に締り嵌めされている。

【００２０】第二トルク板２は、その内径に設けたキー
溝６に係合するピン７により回転に対して回転軸Ｘと一
体に固定されている。８は止め輪である。

【００２１】第一トルク板１の反対側端には、突出する
もう１つのボス部９が設けられ、その外周に保持部材と
してスリーブ１０が回転自在でかつ摺動自在に嵌合され
ている。ボス部９には溝１１にＣ型のリング１２が嵌め
られ、スリーブ１０の内径に設けた半円状断面の２つの
溝１３のいずれかにリング１２が位置することによって
スリーブ１０の位置を所定の位置に保持する。

【００２２】スリーブ１０は、断面が図示のようにコ字
状に切り込まれており、この溝には横方向へ押圧力を加
えるのに用いられる横押圧部材としてのフオーク１４が
接離自在に嵌合される。スリーブ１０には適当なピッチ
で複数本のピン１５（図３に示すようにこの実施例では
３本）が回転軸Ｘの軸方向に貫通する穴に挿通されてい
る。

【００２３】ピン１５は、スリーブ１０と同じピッチで
第一トルク板１に貫通して設けた穴に挿通されてその先
端がスリーブ１０の位置を移動することによってコイル
ばね５の端に当接自在に設けられている。スリーブ１０
の外側面にはリングばね１６が適当なピッチで設けた複
数のねじ１７（又はリベット）で止められており、ピン
１５の頭部を押えるようにしている。

【００２４】図２は、コイルばね５の一例を示してお
り、半部分５ａと半部分５ｂは図示のように同軸に形成
されている。

【００２５】図３はリングばね１６の詳細の斜視図であ
る。ピン１５とねじ１７の位置をずらすことによってリ
ングばね１６がばねとして作用する。

【００２６】以上のように構成した実施例のクラッチに
よりトルク伝達の遮断・伝達を次のようにして実施す
る。

【００２７】図１に示す状態はクラッチが遮断された状
態を示す。外部動力を歯車１ａに伝達して第一トルク板
１を回転させてもコイルばね５が第一トルク板１のボス
部３に係合していないから、ピン１５によってスリーブ
１０が回転するだけであり、回転軸Ｘに動力は伝達され
ない。

【００２８】この場合、スリーブ１０はリング１２が溝
１３の一方に嵌合することによって図示の位置に保持さ
れており、フオーク１４はスリーブ１０の溝には触れな
いように一点鎖線の状態にするか、又はフオーク１４を
引き離して別の位置に保持する。

【００２９】次に、フオーク１４を回転軸Ｘの軸方向に
移動させてスリーブ１０をコイルばね５側へ移動させる
と、スリーブ内径の一方の溝１３からもう一方の溝１３
へリング１２を縮径させてそのもう一方の溝１３に嵌合
し、その位置で安定する。

【００３０】この状態では、ピン１５はコイルばね５を
軸方向に押し付ける。このピン１５による押付力が加え
られるまではコイルばね５はボス部３に係合していない
から、第二トルク板２は未だ停止している状態であり、
コイルばね５も回転はしていない。このため、回転して
いるピン１５がコイルばね５に押し付けられると、ピン
１５はコイルばね５と摩擦係合してコイルばね５にピン
１５の接触荷重その部分の摩擦係数による接線方向の力
がねじ力として作用する。

【００３１】この場合、例えば図２に示すようにコイル
ばね５が左巻きであるとすると、ピン１５によるねじり
力の方向がコイルばね５と反対方向であればコイルばね
５は縮径し、同一方向であれば拡径する。これは、上記
ねじり力がコイルばね５の半部分５ｂからもう一方の半
部分５ａに伝達されると、半部分５ａは静止状態である
ため回転に対して抵抗となり、従ってコイルばね５の半
部分５ｂの一端を同一方向にねじると拡径し、反対方向
であれば縮径するように作用するからである。

【００３２】コイルばね５の一方の半部分５ｂが縮径す
ると、その内径がボス部３に係合し、このためボス部
３、コイルばね５、ボス部４が一体となって回転し、ば
ね式クラッチが構成され、その結果第一トルク板１のト
ルクは第二トルク板２に伝達され、これと一体の回転軸
Ｘが回転することになる（図４）。

【００３３】ピン１５の回転方向がコイルばね５の巻き
方向と同一の時には、一方の半部分５ｂが拡径すると、
他方の半部分５ａもその影響により拡径気味となり、ボ
ス部４との締り嵌めがゆるむため、トルクの伝達はでき
ない。従って、このクラッチは第１トルク板１の回転が
コイルばね５の巻き方向と反対方向のときのみ成立す
る。

【００３４】クラッチ機能を解除するときは、フオーク
１４によりスリーブ１０を第一トルク板１から引き離す
方向に移動させると、コイルばね５は軸方向の押付け力
を失なうため自然と拡径し、トルク伝達は遮断される。

【００３５】なお、上記実施例ではフオークによる押付
力はピン１５を介してコイルばね５に伝達するようにし
たが、例えばコイルばね５に当接するディスク板を設
け、スリーブと一体の突出部でこのディスク板を押し付
けるようにするなどコイルばね５に対する軸方向の押付
力を与える機構は、上記以外にも種々改変することがで
きることは明らかであり、この発明はそのいずれも含む
ことは勿論である。

【００３６】図５にコイルばね５とピン１５との間にピ
ンの接触調整部材を介在させた例を示す。１８は押し
板、１９は波形ワッシャ、２０は座金部材である。押し
板１８は、図示のように、断面が傾斜角をなす円錐状の
凹部を有する円板から成り、波形ワッシャ１９は押付与
を弾性的にピン１５から押し板１８を介してコイルばね
５へ伝達する。座金２０はピン１５の設定半径より大径
の平板でピン１５の押付力を確実に伝達するために設け
てある。

【００３７】上記接触調整部材により押付力を確実にコ
イルばね５へ伝達し、回転中に遠心力が作用したときで
もクラッチとしての機能を確実に保持できる。

【００３８】この実施例では、さらにコイルばね５の第
二トルク板側の端は、丸印Ａの拡大部に示すように、フ
ック５ｈが形成され、第二トルクの板の側壁に形成され
た小孔５ｉに嵌合させて固定され、かつコイルばね５の
端と側壁との間の隙間にはこの隙間と同じ形状の隙間部
材５ｓが挿入されコイルばねのねじれを防止するように
している。

【００３９】上記のように特記した部分を除いて原則と
して他の構成部材は第一実施例と同じであり説明は省略
する。

【００４０】

【効果】以上詳細に説明したように、第一の発明のクラ
ッチは第一トルク板と第二トルク板との間にコイルばね
を介在させ、このコイルばねを押付力付与手段により軸
方向に押付けてコイルばねを縮径させトルクの伝達を
し、押付力を開放すると遮断されるように構成したか
ら、コイルばねを利用した簡単な機構によりトルク伝達
・遮断を自在に行なう安価なクラッチが得られるという
利点がある。

【００４１】コイルばねと押付力付与手段の間に接触調
整部材を介在させた第二の発明では、第一の発明の効果
を前提として、さらに回転中に遠心力が作用した押付力
付与手段による押付力がコイルばねに対して確実に伝達
されるという効果が得られる。

【００４２】第三の発明では接触調整部材を押し板、波
板、座板とにより具体化したものであり、押付力の伝達
が確実に行われる。

【００４３】第四の発明では、コイルばねの第二トルク
板側の端に隙間部材を挿入してコイルばねを確実に固定
し、コイルばねの作用が阻害されるのを防止している。

【００４４】第五の発明は、押付力付与手段をフォー
ク、スリーブ、ピンの構成により具体化したものであ
り、上記いずれの発明においても、この押付力付与手段
によりスムースに確実に押付力を伝達できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のクラッチの主要断面図

【図２】コイルばねの一例図

【図３】ピン押え用のリングの詳細図

【図４】作動説明図

【図５】第二実施例のクラッチの主要断面図

【符号の説明】

１ 第一トルク板 ２ 第二トルク板 ３ ボス部 ４ ボス部 ５ コイルばね ９ ボス部 １０ スリーブ １４ フオーク １５ ピン １８ 押し板 １９ 波形ワッシャ ２０ 座金

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に対して回転自在な第一トルク板
   と、回転軸と一体に回転する第二トルク板とを対向して
   設け、それぞれのトルク板の互いに対向する側にボス部
   を設けて両ボス部に亘るコイルばねをその外周に巻回
   し、第一トルク板側のコイルばね部分は第一トルク板の
   ボス部と遊嵌状とし、第二トルク板側のコイルばね部分
   は第二トルク板のボス部に締り嵌めとし、第一トルク板
   側のコイルばねに当接して軸方向の押付力を付与する押
   付力付与手段を設けるようにしたクラッチ。
2. 【請求項２】 前記コイルばねの第一トルク板側端と押
   付力付与手段との間に接触調整部材を介在せしめたこと
   を特徴とする請求項１に記載のクラッチ。
3. 【請求項３】 前記接触調整部材を、断面が傾斜角をな
   す凹部を有する押し板と、押付力を弾性的に伝達する波
   板と座金から形成したことを特徴とする請求項１又は２
   に記載のクラッチ。
4. 【請求項４】 前記コイルばねの第二トルク板側端を第
   二トルク板に固定し、コイルばねと第二トルク板との隙
   間にその隙間形状と同じ形状部材を挿入固定したことを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のクラッ
   チ。
5. 【請求項５】 前記押付力付与手段を、第一トルク板の
   他端に突出するボス部に回転自在に嵌合したスリーブ
   と、このスリーブを軸方向に移動せしめるフオークと、
   第一トルク板及びスリーブに軸方向に貫通する穴に挿通
   されたピンとにより構成したことを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれかに記載のクラッチ。