JP2011021640A

JP2011021640A - 回転方向反転ユニット

Info

Publication number: JP2011021640A
Application number: JP2009165485A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Takada; 声一高田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2011-02-03

Abstract

【課題】回転方向反転ユニットの構造を簡素化するとともに安定した反転動作が得られるようにすることである。
【解決手段】固定軸１の周りに、固定軸１と直交する方向に延びる中間軸７と、この中間軸７を挟む第１入力部材２と出力部材４をそれぞれ回転可能に取り付けて、第１入力部材２と出力部材４の対向面に傘歯車８、９を設け、これらの傘歯車８、９と噛み合う中間傘歯車１０を中間軸７に回転可能に取り付けたものを第２入力部材３とし、第１入力部材２を回転させた状態で、第２入力部材３の中間傘歯車１０の公転速度（中間軸７の回転速度）を第１入力部材２の回転速度の１／２の前後に変化させたときに、出力部材４の回転方向が反転する構成とした。これにより、従来のばねクラッチをなくすことができ、構造の簡素化と反転動作の安定化が図れる。
【選択図】図２

Description

本発明は、入力側部材の回転を出力側部材に伝達する際に、入力側部材の回転方向を変えることなく出力側部材の回転方向を反転させるための回転方向反転ユニットに関する。

複写機やプリンタ等の事務機では、用紙の節約等のために両面印刷機能が付加されているものが多い。用紙の両面に印刷を行うためには用紙の搬送方向を正逆切り替える機構が必要で、このような機構として、２つの駆動源を備え、用紙を排紙方向に搬送するときには第１の駆動源で紙送りローラを正回転させ、用紙を逆方向に搬送するときには第２の駆動源で紙送りローラを逆回転させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、本願の出願人は、上記特許文献１に記載された機構の構造の簡素化とコストの低減を図った回転方向反転ユニットを既に提案している（特願２００７−７００３２号）。この反転ユニットは、第１入力歯車、第２入力歯車および出力歯車を同軸上に配し、第１入力歯車に駆動トルクが入力されると、第１入力歯車に設けたばねクラッチがロックされることにより、出力歯車が第１入力歯車と同じ方向に回転して紙送りローラを正回転させる。このとき、第２入力歯車は電磁クラッチ等により駆動トルクの入力は切断され、第１入力歯車および出力歯車と共回りする。そして、この状態で第２入力歯車に対して電磁クラッチ等を操作して逆方向の駆動トルクを入力すると、第２入力歯車によって第１入力歯車のばねクラッチが切断され、出力歯車が第２入力歯車と同じ方向に回転し、紙送りローラを逆回転させるようになっている。

ところで、この回転方向反転ユニットは、上記特許文献１の機構に比べれば簡単な構造となっているが、第１入力歯車にばねクラッチを設けるとともに、第１入力歯車の作動中に第２入力歯車への駆動トルクの入力を切断するための電磁クラッチ等の手段を設ける必要があり、これらのクラッチ等の部品の点数が多く、組み込みに手間がかかるという問題が残されている。また、ばねクラッチを利用した機構であるため、クラッチの摺動トルクにより作動トルクが大きくなる、クラッチ動作の不具合によるトラブルや空転時の異音が生じやすいといった難点もある。

特開２００２−１５４７２７号公報

本発明の課題は、回転方向反転ユニットの構造を簡素化するとともに安定した反転動作が得られるようにすることである。

上記の課題を解決するため、本発明の回転方向反転ユニットは、固定軸の周りに、固定軸と直交する方向に延びる中間軸と、この中間軸を挟む第１入力部材と出力部材をそれぞれ回転可能に取り付けて、前記第１入力部材と出力部材の対向面に傘歯車を設け、前記中間軸に前記第１入力部材および出力部材の傘歯車と噛み合う複数の中間傘歯車を回転可能に取り付けたものを第２入力部材とし、前記第１入力部材を回転させた状態で、前記第２入力部材の中間軸の回転速度を第１入力部材の回転速度の１／２の前後に変化させたときに、前記出力部材の回転方向が反転するようにしたものである。

あるいは、固定軸の周りに、固定軸と直交する方向に延びる中間軸と、この中間軸を挟む第２入力部材と出力部材をそれぞれ回転可能に取り付けて、前記第２入力部材と出力部材の対向面に傘歯車を設け、前記中間軸に前記第２入力部材および出力部材の傘歯車と噛み合う複数の中間傘歯車を回転可能に取り付けたものを第１入力部材とし、前記第１入力部材の中間軸を回転させた状態で、前記第２入力部材の回転速度を第１入力部材の中間軸の回転速度の２倍の前後に変化させたときに、前記出力部材の回転方向が反転するようにしてもよい。

すなわち、第１、第２入力部材の傘歯車と出力部材の傘歯車を組み合わせ、第２入力部材の傘歯車の固定軸周りの回転速度を変化させて出力部材の回転方向を反転させる構成とすることにより、従来のばねクラッチを不要として、構造の簡素化と反転動作の安定化を図ったのである。

また、上記の構成においては、前記第１入力部材、第２入力部材および出力部材に、それぞれ前記固定軸と同軸のリング歯車を設け、前記第１入力部材のリング歯車に第１駆動歯車を、前記第２入力部材のリング歯車に第２駆動歯車を、前記出力部材のリング歯車に被駆動歯車をそれぞれ噛み合わせるようにするとよい。

本発明は、複写機やプリンタ等の事務機に組み込まれる回転方向反転ユニットに対して特に有効に適用できる。

本発明の回転方向反転ユニットは、上述したように、傘歯車の組み合わせにより、ばねクラッチを用いることなく出力部材の回転方向を反転させられるようにしたものであるから、従来のばねクラッチを用いたものに比べて構造が簡単で部品点数が少なく、組み込みに手間がかからない。また、作動トルクが小さいうえ、従来のようにクラッチ動作の不具合によるトラブルや空転時の異音等の問題が発生するおそれもなく、長期間にわたって安定した反転動作が得られる。

第１実施形態の回転方向反転ユニットの正面断面図ａ、ｂは、それぞれ図１の反転ユニットの動作の説明図第２実施形態の回転方向反転ユニットの正面断面図ａ、ｂは、それぞれ図３の反転ユニットの動作の説明図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は第１の実施形態を示す。この回転方向反転ユニットは、複写機やプリンタ等の事務機に組み込まれるもので、図１に示すように、固定軸１と、その周りに配した第１入力部材２、第２入力部材３および出力部材４とで基本的に構成されている。固定軸１周りに配した各部材２、３、４は、固定軸１の両端部に嵌め込んだ止め輪５で抜け止めされている。

前記第２入力部材３は、固定軸１の外周に回転可能に嵌め込まれるボス部６を有しており、このボス部６の長手方向中央部に固定軸１と直交する方向に延びる中間軸７が一体形成されている。そして、そのボス部６の外周に、前記第１入力部材２と出力部材４とが中間軸７を挟んで回転可能に取り付けられている。

前記第１入力部材２および出力部材４には、互いの対向面に傘歯車８、９が設けられている。一方、第２入力部材３には、中間軸７の周りの固定軸１を挟む位置にそれぞれ第１入力部材２および出力部材４の傘歯車８、９と噛み合う中間傘歯車１０が回転可能に取り付けられている。第２入力部材３の各中間傘歯車１０は、それぞれ中間軸７の両端寄りに形成された小径部に嵌め込まれ、中間軸７の大径部と中間軸７両端部に嵌め込まれた止め輪１１に挟まれて位置決めされている。

また、前記第１入力部材２および出力部材４には、それぞれの外周部に固定軸１と同軸のリング歯車１２、１３が設けられている。一方、第２入力部材３は、固定軸１と同軸のリング歯車１４が中間軸７の両端部に取り付けられている。そして、第１入力部材２のリング歯車１２に第１駆動歯車１５が、第２入力部材３のリング歯車１４に第２駆動歯車１６が、出力部材４のリング歯車１３に被駆動歯車１７がそれぞれ噛み合うようになっている。その第１駆動歯車１５には第１入力部材２用の駆動源が、第２駆動歯車１６には第２入力部材３用の駆動源がそれぞれ接続されている（図示省略）。

次に、この反転ユニットの動作について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、第１駆動歯車１５を介して第１入力部材２に駆動トルクを入力し、第２入力部材３を停止させておくと、第１入力部材２の回転に伴って第２入力部材３の中間傘歯車１０が中間軸７のまわりに回転する。この中間傘歯車１０の中間軸７まわりの回転を中間傘歯車１０の自転と称する。この中間傘歯車１０の自転により、出力部材４が第１入力部材２と逆方向に回転し、被駆動歯車１７を介して紙送りローラ（図示省略）を正回転させる。

そして、図２（ａ）の状態から、第２駆動歯車１６を介して第２入力部材３に第１入力部材２と同方向の駆動トルクを入力すると、第２入力部材３のリング歯車１４、中間軸７および中間傘歯車１０が一体に固定軸１のまわりに回転する。このときの中間傘歯車１０の固定軸１まわりの回転を中間傘歯車１０の公転と称する。

ここで、第２入力部材３の中間傘歯車１０の公転速度（中間軸７の回転速度）が第１入力部材２の回転速度の１／２未満のときは、図２（ａ）の状態に比べて中間傘歯車１０の自転速度および出力部材４の回転速度は小さくなるが、回転方向は変わらない。しかし、第１入力部材２の回転速度の１／２に等しくなると、中間傘歯車１０の公転速度と自転速度が均衡して出力部材４が停止する。そして、図２（ｂ）に示すように、第１入力部材２の回転速度の１／２を超えると、中間傘歯車１０の公転速度が自転速度を上回ることにより、出力部材４が図２（ａ）の状態と逆の方向（第１入力部材２と同じ方向）に回転し、被駆動歯車１７を介して前記紙送りローラを逆回転させるようになる。なお、中間傘歯車１０の公転速度をさらに大きくしていけば、第１入力部材２の回転速度と等しくなったときに、中間傘歯車１０の自転が停止し、第１入力部材２の回転速度を超えると、中間傘歯車１０が図２（ａ）の状態と逆の方向に自転するようになる。このときには、出力部材４の回転方向は図２（ａ）と逆方向のままで、回転速度が大きくなっていく。

すなわち、この反転ユニットでは、第１入力部材２を回転させた状態で、第２入力部材３の中間傘歯車１０の公転速度を第１入力部材２の回転速度の１／２の前後に変化させることにより、出力部材４の回転方向を反転させることができる。

この反転ユニットは、上記の構成および動作を有するものであり、出力部材４の回転方向を反転させるのにばねクラッチを用いないので、従来のものに比べて構造が簡単で安定した反転動作が得られる。

図３および図４は第２の実施形態を示す。この実施形態では、図３に示すように、第１入力部材１８として第１実施形態の第２入力部材３を用い、そのリング歯車１４を第１駆動歯車１５に噛み合わせるとともに、第２入力部材１９として第１実施形態の第１入力部材２を用い、そのリング歯車１２を第２駆動歯車１６に噛み合わせている。その他の部分の構成は第１の実施形態と同じである。

この回転方向反転ユニットの動作は次の通りである。まず、図４（ａ）に示すように、第２入力部材１９を停止させ、第１駆動歯車１５を介して第１入力部材１８に駆動トルクを入力すると（回転方向は第１実施形態と逆方向）、中間軸７の回転に伴って中間傘歯車１０が公転しながら自転することにより、出力部材４が第１入力部材１８と同方向に回転し、被駆動歯車１７を介して紙送りローラ（図示省略）を正回転させる。

そして、図４（ａ）の状態から、第２駆動歯車１６を介して第２入力部材１９に第１入力部材１８と同じ方向の駆動トルクを入力すると、第２入力部材１９の回転速度に応じて第１入力部材１８の中間傘歯車１０の自転動作が変化する。

このとき、第２入力部材１９の回転速度が第１入力部材１８の中間傘歯車１０の公転速度（中間軸７の回転速度）未満では、中間傘歯車１０の自転速度のみが変化し、中間傘歯車１０の公転速度に等しくなると中間傘歯車１０の自転が停止し、中間傘歯車１０の公転速度を超えると中間傘歯車１０が図４（ａ）の状態と逆の方向に自転するようになる。この間、出力部材４は図４（ａ）と同じ回転方向のままで回転速度が大きくなっていく。そして、第２入力部材１９の回転速度がさらに大きくなって中間傘歯車１０の公転速度の２倍に等しくなると、中間傘歯車１０の公転速度と自転速度が均衡して出力部材４が停止し、中間傘歯車１０の公転速度の２倍を超えると、図４（ｂ）に示すように、中間傘歯車１０の自転速度が公転速度を上回ることにより、出力部材４が図４（ａ）の状態と逆の方向（第１入力部材１８と同じ方向）に回転し、被駆動歯車１７を介して前記紙送りローラを逆回転させるようになる。

すなわち、この反転ユニットでは、第１入力部材１８の中間傘歯車１０を公転させた状態で、第２入力部材１９の回転速度を中間傘歯車１０の公転速度の２倍の前後に変化させることにより、出力部材４の回転方向を反転させることができる。

従って、この実施形態でも、第１実施形態と同じく、ばねクラッチを用いた従来のものに比べて構造が簡単で安定した反転動作が得られる。

１固定軸
２第１入力部材
３第２入力部材
４出力部材
６ボス部
７中間軸
８、９傘歯車
１０中間傘歯車
１２、１３、１４リング歯車
１５第１駆動歯車
１６第２駆動歯車
１７被駆動歯車
１８第１入力部材
１９第２入力部材

Claims

固定軸の周りに、固定軸と直交する方向に延びる中間軸と、この中間軸を挟む第１入力部材と出力部材をそれぞれ回転可能に取り付けて、前記第１入力部材と出力部材の対向面に傘歯車を設け、
前記中間軸に前記第１入力部材および出力部材の傘歯車と噛み合う複数の中間傘歯車を回転可能に取り付けたものを第２入力部材とし、
前記第１入力部材を回転させた状態で、前記第２入力部材の中間軸の回転速度を第１入力部材の回転速度の１／２の前後に変化させたときに、前記出力部材の回転方向が反転するようにした回転方向反転ユニット。
固定軸の周りに、固定軸と直交する方向に延びる中間軸と、この中間軸を挟む第２入力部材と出力部材をそれぞれ回転可能に取り付けて、前記第２入力部材と出力部材の対向面に傘歯車を設け、
前記中間軸に前記第２入力部材および出力部材の傘歯車と噛み合う複数の中間傘歯車を回転可能に取り付けたものを第１入力部材とし、
前記第１入力部材の中間軸を回転させた状態で、前記第２入力部材の回転速度を第１入力部材の中間軸の回転速度の２倍の前後に変化させたときに、前記出力部材の回転方向が反転するようにした回転方向反転ユニット。
前記第１入力部材、第２入力部材および出力部材に、それぞれ前記固定軸と同軸のリング歯車を設け、
前記第１入力部材のリング歯車に第１駆動歯車を、前記第２入力部材のリング歯車に第２駆動歯車を、前記出力部材のリング歯車に被駆動歯車をそれぞれ噛み合わせたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転方向反転ユニット。
複写機やプリンタ等の事務機に組み込まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転方向反転ユニット。