JPH07279989A - スプリングクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力側回転部材から出力側回転部材に回転駆
動力を伝達しないとき、回転している入力側回転部材に
対して、出力側回転部材が連れ回りするのを防止できる
ようにしたスプリングクラッチを提供することである。 【構成】 入力側回転部材１と、出力側回転部材１２０
と、これらに跨って巻き付けられたスプリング７とを有
するスプリングクラッチにおいて、入力側回転部材１の
回転を出力側回転部材１２０に伝達しないとき、回転し
ている入力側回転部材１に対して、出力側回転部材１２
０が連れ回りするのを防止する摩擦パッド１６をブラケ
ット１０に圧接させる。摩擦パッド１６は、出力側回転
部材１２０に相対回転不能に取付けられた円板１７に固
定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイル状のスプリング
を用いたスプリングクラッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種機械装置に使用されるスプリングク
ラッチは、周知のように、入力側回転部材と、出力側回
転部材との間の回転伝達関係を、選択的に連断するもの
である。かようなスプリングクラッチのうち、入力側回
転部材と出力側回転部材とを互いに相対回転可能に嵌合
させるようにしたものがあるが、このようなものでは、
入力側回転部材から出力側回転部材への回転伝達の断切
時に、入力側回転部材が回転しているため、両回転部材
の嵌合部における摩擦力により、出力側回転部材が連れ
回りすることがある。このような連れ回りを起こすと、
色々な不都合を生じる。例えば、複写機、プリンタ或い
はファクシミリなどの画像形成装置において、感光体上
のトナー像を転写ベルトに転写する方式のもので、転写
ベルトのホームポジションが決まっていて、かかる転写
ベルトがスプリングクラッチの出力側回転部材によって
駆動される構成の場合、転写ベルトをホームポジション
に停止させておくべく、入力側回転部材から出力側回転
部材への回転伝達を断切しているとき、両回転部材の嵌
合部における摩擦力によって、出力側回転部材が連れ回
りしてしまうと、転写ベルトのホームポジションが狂っ
てしまう。

【０００３】従来のこの種のスプリングクラッチには、
かような連れ回りの防止手段が設けられておらず、かか
る連れ回わりが発生するおそれを免れなかった。なお、
この種の技術に関連するものとして、例えば、特開平１
−２７９１２１号公報などによるものが既に提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、入力
側回転部材から出力側回転部材に対して回転駆動力を伝
達しないとき、回転している入力側回転部材によって出
力側回転部材が連れ回りするのを防止できるようにした
スプリングクラッチを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、回転駆動される入力側回転部材と、該入力
側回転部材に対して相対回転可能に嵌合した出力側回転
部材と、両回転部材に跨って巻き付けられ、一端が出力
側回転部材に係止されたコイル状のスプリングと、前記
入力側回転部材に対して相対回転可能となっていて、か
つ前記スプリングの他端を係止するスプリング規制部材
と、入力側回転部材から出力側回転部材への回転伝達を
断切するとき、入力側回転部材と出力側回転部材が前記
スプリングを介して駆動連結されないように、前記スプ
リング規制部材を回転不能に拘束すると共に、入力側回
転部材の回転を出力側回転部材に伝達するとき、前記ス
プリングが入力側回転部材と出力側回転部材を締付けて
両回転部材がスプリングを介して駆動連結されるよう
に、前記拘束を解除する手段と、前記回転伝達の断切時
に、回転している入力側回転部材に対して、両回転部材
の嵌合部における摩擦力により、出力側回転部材が連れ
回りするのを防止する出力側回転部材制動手段とを具備
したスプリングクラッチを提案するものである。

【０００６】その際、出力側回転部材制動手段は、出力
側回転部材に対して相対回転不能に支持され、かつ固定
部材に摩擦接触する摩擦部材を有していると、効果的で
ある。

【０００７】又、出力側回転部材制動手段は、出力側回
転部材に対して相対回転不能であって、その軸方向に移
動可能に支持され、かつ固定部材に摩擦接触する摩擦部
材と、該摩擦部材を前記固定部材に対して加圧する弾性
部材と、該弾性部材による加圧力を調整する調整装置と
を有していると、効果的である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。

【０００９】図１は、本発明一実施例のスプリングクラ
ッチの断面図である。同図において、符号１は、入力側
回転部材を示す。本例では、この入力側回転部材１が、
その外周面の全周に多数の歯部１Ａが形成されたタイミ
ングプーリとなっているが、かかる入力側回転部材１と
して、歯車や、チェーンを掛け渡すスプロケットや、平
ベルト，Ｖベルトを掛け渡す通常のプーリや、摩擦車な
どの伝動部材を用いることもできる。入力側回転部材１
の歯部１Ａには図示されないタイミングベルトが係合し
ており、かかるベルトが回転すると、入力側回転部材１
は、その中心軸線のまわりに一方向、例えば矢印ａ方向
に回転駆動される。

【００１０】入力側回転部材１の中心部の穴には出力側
回転部材１２０が同心状に、かつ相対回転可能に嵌合し
ている。このように出力側回転部材１２０は入力側回転
部材１に回転自在に嵌合しているが、本例ではかかる出
力側回転部材１２０が、スリーブ２と出力軸３とから構
成され、スリーブ２は出力軸３の外側にこれと同心状に
嵌め込まれて固定され、出力軸３と一体に回転するよう
に構成されている。スリーブ２の中空穴内に出力軸３が
一体に嵌め込まれているのであるが、スリーブ２と出力
軸３とを予め１つの部材で構成し、これを出力側回転部
材とすることもできる。出力側回転部材１２０は、入力
側回転部材１の支持軸を兼ねており、かかる出力側回転
部材１２０は機械装置の機枠の側板４と図示していない
他の側板に軸受５を介して回転自在に支持されている。

【００１１】入力側回転部材１は、この部材の本体に嵌
合固定されたリング状部材６を有し、この部材６は、出
力側回転部材１２０と同心状に配置され、焼結合金など
の摩耗しにくい材料により構成されている。入力側回転
部材１のリング状部材６の外周面と、出力側回転部材１
２０におけるスリーブ２の増径部２ａの外周面とには、
コイル状のスプリング７が巻き付けられている。このよ
うにスプリング７は、入力側と出力側の両回転部材１，
１２０に跨って巻き付けられ、その巻き付け前のフリー
状態にあるときは、その内径がリング状部材６の外周部
とスリーブ２の増径部２ａの外周部の直径よりも小さく
なっている。従って、このスプリング７は強制的にリン
グ状部材６と増径部２ａの外周部に巻き付けられ、これ
らの外周部を締め付けてこれらに摩擦接触する。

【００１２】スプリング７の爪状の一端７Ａは、出力側
回転部材１２０のスリーブ２に係止され、その他端７Ｂ
は、入力側回転部材１に対して同心状で、かつ相対回転
可能に支持されたスプリング規制部材８に係止されてい
る。このスプリング規制部材８は、出力側回転部材１２
０に対して同心状に位置し、出力側回転部材１２０とス
プリング規制部材８の回転中心は、入力側回転部材１の
軸心と合致している。このように、スプリング規制部材
８は、入力側回転部材１に対して相対回転可能となって
いて、かつスプリング７の他端７Ｂを係止する部材であ
る。

【００１３】スプリングクラッチが組付けられる機械装
置の機枠にはブラケット１０が不動に固定され、このブ
ラケット１０には電磁石１１が固設されている。このブ
ラケット１０の貫通孔には出力側回転部材１２０が回転
自在に嵌合している。又、ブラケット１０の下部から側
方に折り曲げた延伸部１０ａには、揺動ストッパ部材１
２が、その延伸部１０ａを支点にして矢印ｂ方向に揺動
自在に枢着されている。本例では、図４に示すように、
延伸部１０ａの先端に二叉状に突出形成された舌部１０
ｂ，１０ｂが、揺動ストッパ部材１２の下部に形成され
た切欠１２ｂ，１２ｂにそれぞれ嵌合し、揺動ストッパ
部材１２は、この切欠１２ｂ，１２ｂの領域を中心とし
て矢印ｂ方向に揺動可能となっている。

【００１４】スプリング規制部材８には、揺動ストッパ
部材１２と対向した部位に、適数の、図の例では互いに
１８０°の角度をずらした位置に配置された２つの突起
部８Ａが一体に設けられている。ブラケット１０の下端
部の爪１０ｃと、揺動ストッパ部材１２の基端部側の爪
１２ｃとの間には、引っ張りバネ１３の各端部が係止さ
れ、このバネ１３の弾力によって、揺動ストッパ部材１
２は、この部材１２に設けた爪部１２ａが突起部８Ａに
係合する方向に付勢されている。なお、入力側回転部材
１のリング状部材６は、スプリング７との接触によって
入力側回転部材が早期に摩耗することを防止するために
設けられたものである。

【００１５】ここで、入力側回転部材１が矢印ａ方向に
回転駆動されているものとして、スプリング規制部材８
の１つの突起部８Ａに、揺動ストッパ部材１２の爪部１
２ａが係合しているときは、入力側回転部材１が回転す
るのみで、この回転は、出力側回転部材１２０の方には
伝達されない。すなわち、入力側回転部材１が矢印ａ方
向へ回転することによって、この入力側回転部材１（本
例ではそのリング状部材６）に巻き付いたスプリング７
も、両者間の摩擦によって入力側回転部材１と共に回転
しようとするが、このスプリング７の他端７Ｂが固定係
止されているスプリング規制部材８は、その突起部８Ａ
と、回転不能な揺動ストッパ部材１２の爪部１２ａの係
合によって、回転を阻止されているので、スプリング７
は入力側回転部材１と一体に回転することはない。その
代り、各端７Ａ，７Ｂを出力側回転部材１２０とスプリ
ング規制部材８に係止されたスプリング７は、その外径
をわずかに拡大する向きに弾性変形する。これにより、
スプリング７が入力側回転部材１と出力側回転部材１２
０に対して巻き付く力が弱まり、入力側回転部材１と出
力側回転部材１２０のスプリング７を介しての駆動連結
が解除される。このようにして、入力側回転部材１は回
転するものの、出力側回転部材１２０は回転せず、入力
側回転部材１は、両回転部材１，１２０の嵌合部Ａにお
いて出力側回転部材１２０の周りに回転し、且つ、スプ
リング巻き付け部Ｂにおいて、このスプリング７に対し
てスリップ回転する。

【００１６】上述した動作時には、ブラケット１０に設
けられた電磁石１１は励磁されない状態となっており、
これにより引っ張りバネ１３の作用で揺動ストッパ部材
１２が図１の姿勢を占め、その爪部１２ａがスプリング
規制部材８の１つの突起部８Ａに係合するのであるが、
図示していない制御装置からクラッチオン信号が出力さ
れ、これに伴い、電磁石１１が励磁されると、少なくと
も一部が磁性体より成っている揺動ストッパ部材１２
が、電磁石１１の方に図３に示す如く吸引される。

【００１７】これに伴い、突起部８Ａから爪部１２ａが
外れ、今までスプリング規制部材８を回転不能に拘束し
ていた揺動ストッパ部材１２はその拘束を解除する。す
ると、スプリング７がその弾性で縮径し、入力側回転部
材１のリング状部材６の外周面と、出力側回転部材１２
０のスリーブ２の外周面とに喰いつきつつ巻き締めら
れ、そのスプリング７を介して出力側回転部材１２０が
入力側回転部材１と一体となって回転するようになる。
すなわち、スプリング７が入力側回転部材１と出力側回
転部材１２０を締め付け、両回転部材１，１２０がスプ
リング７を介して駆動連結されるのである。このように
して入力側回転部材１の回転が、出力側回転部材１２０
に伝えられ、出力側回転部材１２０と、スプリング７
と、スプリング規制部材８とが、入力側回転部材１と一
体となって矢印ａ方向に回転する。このように、スプリ
ング規制部材８は、揺動ストッパ部材１２の作動によっ
て、スプリング７の状態を規制する用をなす。

【００１８】このようにして、駆動側である入力側回転
部材１と、従動側である出力側回転部材１２０との間の
回転伝達関係が連繋され、入力側回転部材１の回転が出
力側回転部材１２０の方に伝達され、例えば、この回転
部材１２０上に固装された負荷回転系１４が回転駆動さ
れる。

【００１９】電磁石１１や揺動ストッパ部材１２等は、
入力側回転部材から出力側回転部材への回転伝達を断切
するとき、入力側回転部材と出力側回転部材が前記スプ
リングを介して駆動連結されないように、スプリング規
制部材を回転不能に拘束すると共に、入力側回転部材の
回転を出力側回転部材に伝達するとき、スプリングが入
力側回転部材と出力側回転部材を締付けて両回転部材が
スプリングを介して駆動連結されるように、上記拘束を
解除する手段の一例を構成するものである。

【００２０】なお、電磁石１１の励磁が解除されると、
引っ張りバネ１３の力によって、図３に示した揺動スト
ッパ部材１２は電磁石１１から離隔する方向に回動し、
爪部１２ａが再び図１に示すようにいずれかの突起部８
Ａに係合する。これによって、前述のように、入力側回
転部材１と出力側回転部材１２０の回転伝達関係は断切
される。

【００２１】ここで、スプリング規制部材８が拘束され
ていて、入力側回転部材１からの回転駆動力が出力側回
転部材１２０の側に伝達されないとき、回転している入
力側回転部材１に対して、出力側回転部材１２０が、両
回転部材の嵌合部Ａにおける摩擦力によって連れ回りし
てしまうと、負荷回転系１４などの停止位置（ホームポ
ジション）が決まっているような場合、その負荷回転系
の停止位置が狂うことになる。

【００２２】本例のスプリングクラッチは、かような連
れ回りを防止できるものとなっている。

【００２３】図１及び図２において、出力側回転部材１
２０におけるスリーブ２の端部側の中空軸部２ｂの外径
をｄとするものとして、その軸部２ｂは、図２に示すよ
うに「Ｄ型」をなしている。ここで、図１において符号
１５で示すものは摩擦部材であり、この部材１５は、複
数の摩擦パッド１６と、これらを円周方向に一体に配し
た円板１７により構成され、この円板１７の中心部のＤ
型穴１７Ａ（図２）に、先のＤ型中空軸部２ｂが嵌め込
まれている。これによって、出力側回転部材１２０が回
転すると、摩擦部材１５が出力側回転部材１２０と一体
に回転する。そして、摩擦部材１５は出力軸３の軸方向
にも動き得るようになっている。このように摩擦部材１
５は、出力側回転部材１２０に対して相対回転不能であ
って、その軸方向に移動可能に支持されている。

【００２４】中空軸部２ｂのまわりには、弾性部材の一
例である圧縮バネ１８が取り付けられ、このバネ１８
は、中空軸部２ｂの雄ネジ部２ｂ₁に螺合されたナット
１９に当接しているワッシャ２０と、円板１７との間で
強制的に縮められている。そして、バネ１８の伸張弾力
によって、摩擦部材１５の摩擦パッド１６がブラケット
１０に圧接している。

【００２５】スプリング規制部材８が拘束され、入力側
回転部材１と出力側回転部材１２０との間の回転伝達が
断切されているとき、両回転部材１，１２０の嵌合部Ａ
に生じる摩擦力によって、出力側回転部材１２０が連れ
回しようとするも、機枠に不動に固定されているブラケ
ット１０に圧接した摩擦パッド１６には摩擦力が作用す
るので、出力側回転部材１２０には所定の制動力が付与
され、そのような連れ回りを生じることがない。

【００２６】なお、ブラケット１０に対する摩擦パッド
１６の圧接力としては、同パッド１６とブラケット１０
との間で発生する摩擦力が、嵌合部Ａにおける摩擦力に
よって出力側回転部材１２０が連れ回りすることを阻止
できるような圧接力に設定されていればよい。この圧接
力は圧縮バネ１８の伸張弾力の大きさによって主に決ま
り、出力側回転部材１２０の雄ネジ部２ｂ₁に螺合した
ナット１９を回転させることにより、圧縮バネ１８の弾
力を調整することができる。

【００２７】上述のように、図示したスプリングクラッ
チは、入力側回転部材１から出力側回転部材１２０への
回転伝達の断切時に、回転している入力側回転部材１に
対して、両回転部材１，１２０の嵌合部Ａにおける摩擦
力により、出力側回転部材１２０が連れ回わりするのを
防止する出力側回転部材制動手段を具備しており、本例
では、この出力側回転部材制動手段が、出力側回転部材
１２０に対して相対回転不能に支持され、かつブラケッ
ト１０より成る固定部材に摩擦接触する摩擦部材１５を
有しているのである。スプリング規制部材８の拘束が解
除されて出力側回転部材１２０が回転すれば、摩擦部材
１５もこの回転部材１２０と一体に回転する。

【００２８】又、本例では、摩擦部材１５が圧接する固
定部材としてブラケット１０を用いたが、これ以外の固
定部材、例えば、機枠に不動に固定された他の部材を用
いてもよい。さらに、摩擦部材１５の側に摩擦パッド１
６を固定する代りに、かかる摩擦パッドを固定部材の側
に固定し、これに摩擦部材を圧接させるようにしてもよ
い。

【００２９】さらに本例では、固定部材に摩擦接触する
摩擦部材１５が、出力側回転部材１２０に対して、相対
回転不能であると共に、その軸方向に移動可能に支持さ
れており、出力側回転部材制動手段が、かかる摩擦部材
１５と、この摩擦部材１５を固定部材に対して加圧する
弾性部材と、この弾性部材による加圧力を調整する調整
装置とを有し、図の例では、かかる弾性部材９が圧縮バ
ネ１８により構成され、調整装置が、出力側回転部材１
２０に形成された雄ネジ部２ｂ₁と、これに螺合したナ
ット１９と、同じく出力側回転部材１２０に嵌合したワ
ッシャ２０とから構成されている。ワッシャ２０を省略
し、バネ１８を直にナット１９に圧接させてもよい。

【００３０】摩擦部材１５は、出力側回転部材１２０に
対して制動力を付与するものであるから、この制動力が
大きくなると、出力側回転部材１２０に作用する負荷が
徒らに大きくなり、これを回転させるトルクが増大して
好ましくない。従って、出力側回転部材１２０がつれ回
わりを起こさないことを条件に、この出力側回転部材１
２０に与える制動力を最小限に抑えることが望ましい。

【００３１】負荷回転系１４の重量などによって、出力
側回転部材１２０の連れ回りのし易さの程度は変化する
が、本例の構成によれば、その連れ回りのし易さの程度
に応じて、ナット１９を回転し、摩擦部材１５がブラケ
ット１０に対して圧接する力を調整し、出力側回転部材
１２０に与える制動力を必要最小限のものに設定するこ
とができる。例えば、ナット１９を図１における左方へ
ネジ送りして、バネ１８の弾力を強くすることで、両要
素１０，１６の間の摩擦力を大きくすることができ、こ
れにより出力側回転部材２の連れ回りを起こしにくくす
ることができる。又、ナット１９を逆方向に回わして、
これを図１の右方にネジ送りすることにより、バネ１８
の弾力を弱め、両要素１０，１６の間の摩擦力を小さく
することができる。

【００３２】このように摩擦部材１５は、出力側回転部
材１２０に対する制動力の大きさが調節可能となるよう
に構成され、出力側回転部材１２０の連れ回りし易さの
程度に応じて、出力側回転部材１２０に対する制動力を
変えることができるのである。

【００３３】本発明は、画像形成装置以外の各種の機械
装置のスプリングクラッチに広く適用できるものであ
る。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載のスプリングクラッチに
よれば、入力側回転部材と出力側回転部材との間の回転
伝達の断切時における、出力側回転部材の連れ回りを防
止することができる。

【００３５】請求項２に記載のスプリングクラッチによ
れば、低コストで、かつ簡単に出力側回転部材制動手段
を構成することができる。

【００３６】請求項３に記載のスプリングクラッチによ
れば、その出力側回転部材に対する制動力の大きさを自
在に調整することができ、その大きさを最適なものに設
定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例のスプリングクラッチの断面図
である。

【図２】同上スプリングクラッチの側面図である。

【図３】同上スプリングクラッチのスプリング規制部材
と揺動ストッパ部材の係合が解除された状態を示す断面
図である。

【図４】スプリング規制部材をブラケットから離し、両
者の組付状態を明らかにした斜視図である。

【符号の説明】

１ 入力側回転部材 ７ スプリング ７Ａ 一端 ７Ｂ 他端 ８ スプリング規制部材 １５ 摩擦部材 １２０ 出力側回転部材 Ａ 嵌合部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される入力側回転部材と、該入
   力側回転部材に対して相対回転可能に嵌合した出力側回
   転部材と、両回転部材に跨って巻き付けられ、一端が出
   力側回転部材に係止されたコイル状のスプリングと、前
   記入力側回転部材に対して相対回転可能となっていて、
   かつ前記スプリングの他端を係止するスプリング規制部
   材と、入力側回転部材から出力側回転部材への回転伝達
   を断切するとき、入力側回転部材と出力側回転部材が前
   記スプリングを介して駆動連結されないように、前記ス
   プリング規制部材を回転不能に拘束すると共に、入力側
   回転部材の回転を出力側回転部材に伝達するとき、前記
   スプリングが入力側回転部材と出力側回転部材を締付け
   て両回転部材がスプリングを介して駆動連結されるよう
   に、前記拘束を解除する手段と、前記回転伝達の断切時
   に、回転している入力側回転部材に対して、両回転部材
   の嵌合部における摩擦力により、出力側回転部材が連れ
   回りするのを防止する出力側回転部材制動手段とを具備
   したことを特徴とするスプリングクラッチ。
2. 【請求項２】 出力側回転部材制動手段は、出力側回転
   部材に対して相対回転不能に支持され、かつ固定部材に
   摩擦接触する摩擦部材を有している請求項１に記載にス
   プリングクラッチ。
3. 【請求項３】 出力側回転部材制動手段は、出力側回転
   部材に対して相対回転不能であって、その軸方向に移動
   可能に支持され、かつ固定部材に摩擦接触する摩擦部材
   と、該摩擦部材を前記固定部材に対して加圧する弾性部
   材と、該弾性部材による加圧力を調整する調整装置とを
   有している請求項１に記載のスプリングクラッチ。