JP3276726B2 - クラッチ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型プリンタ等の回転
伝達手段として用いられるクラッチ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリンタには、印字用紙をプラ
テン上への案内、改行、印字後の排出等のため、用紙搬
送機構が設けられている。この用紙搬送機構には、印字
用紙の搬送をその目的に沿って１モータで間欠的に行な
うため、回転力の間欠的な伝達手段としてクラッチ機構
が設けられている。

【０００３】図８は、プリンタにおけるクラッチ機構の
概要を示している。このプリンタは、印刷を必要とする
各種機器に内蔵するための小型プリンタを示しており、
プリンタ本体部１００は用紙搬送機構及び印字機構等を
備えている。そして、その側部にはモータからの回転力
を受ける駆動軸１０２とともにその回転を受けて間欠的
な回転をする従動軸１０４が設置されている。そして、
これら駆動側と従動側との間の回転伝達手段としてクラ
ッチ機構１０６が設置されている。このクラッチ機構１
０６は、機構手段としてのクラッチ部１０８とその操作
手段としての電磁機構部１１０とを備えており、電磁機
構部１１０ではプリンタ本体に内蔵された制御部やホス
トコンピュータ側からの命令によって回転伝達又はその
解除の各操作が選択的に行なわれる。

【０００４】このクラッチ機構１０６は、例えば、図９
に示すように構成されている。図９において、（Ａ）は
その平面構成、（Ｂ）はクラッチ本体部の構成を示して
いる。モータ等の駆動源から駆動力を受ける駆動軸１０
２には、クラッチ部１０８を成す回転盤１１２とともに
環状を成す係止部１１４が取り付けられている。係止部
１１４には爪１１６が形成されており、この爪１１６に
は電磁機構部１１０によって操作されるロックレバー１
１８の先端が係合する。ロックレバー１１８は支持部１
２０に回動可能に支持されており、その支持点を支点と
して回動可能である。電磁機構部１１０には、このロッ
クレバー１１８を操作するためのソレノイド１２２とと
もにスプリング１２４が取り付けられている。スプリン
グ１２４は、ソレノイド１２２の励磁解除時、ロックレ
バー１１８を係止部１１４側に引き付けるための手段で
ある。ソレノイド１２２には、駆動時、リード線１２６
を通してプリンタ本体部１００側から励磁電流が与えら
れる。

【０００５】このようなクラッチ機構１０６によれば、
ソレノイド１２２の励磁により、ロックレバー１１８が
係止部１１４から離脱する。また、その励磁の解除によ
ってロックレバー１１８はフリーとなり、そのとき、ス
プリング１２４によって係止部１１４側に引き付けら
れ、その先端が爪１１６に係合する。即ち、ソレノイド
１２２の選択的な励磁、その解除により、ロックレバー
１１８が係止部１１４の爪１１６に係合し又はその係合
が解除される。そして、クラッチ部１０８は、ソレノイ
ド１２２の励磁時、即ち、ロックレバー１１８が係止部
１１４から離脱しているとき、回転盤１１２と係止部１
１４とが結合され、駆動軸１０２の回転が回転盤１１２
側から従動軸１０４側に伝達されるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
クラッチ機構１０６では、操作上の効率を考慮して駆動
軸１０２と電磁機構部１１０を隣接して配置して来た。
小型プリンタでは、体積上、プリンタ本体部１００に対
し、機械的機構を成すクラッチ部１０８や電磁機構部１
１０の占める割合が大きく、そのため、プリンタの小型
化には、その配置が課題となる。小型化の一つの方法と
して、クラッチ部１０８と電磁機構部１１０とを離して
設置することが得策であるとされてきた。

【０００７】ところが、このように構成した場合、両者
の間に介在するロックレバー１１８は長くなるとともに
その形状が複雑化し、その操作をするための電磁機構部
１１０のソレノイド１２２には大きい駆動力が要求され
ることになり、体積も大きくなる。そして、ソレノイド
１２２には、プリンタ本体部１００の制御部側との間に
リード線１２６が接続されている。このリード線１２６
は、レイアウト上、配置が限定され、動力伝達のための
輪列機構に対して邪魔な存在である。

【０００８】また、クラッチ部１０８は、輪列の間隔内
に設置する方法がある。例えば、図１０の（Ａ）及び
（Ｂ）に示すように、モータ１２８によって駆動される
駆動側の歯車１３０と従動側の歯車１３２との間にクラ
ッチ部１０８が設置されている。この場合、電磁機構部
１１０は、歯車１３０、１３２の列と直交する側に設置
されることになる。このような配置は、一見合理的に見
えるものの、内蔵タイプの小型プリンタにあっては、対
象機器への取り付けの自由度が損なわれ、電磁機構部１
１０のリード線１２６の配置が他の機器の配置や動作に
悪影響を与えるおそれがある。

【０００９】そこで、本発明は、クラッチ部及び電磁機
構部の配置の自由度や電磁機構部の小型化を実現したク
ラッチ機構を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のクラッチ機構
は、図１に示すように、回転伝達手段としてクラッチス
プリング（４４）を備え、このクラッチスプリングを拘
束状態又は開放状態に選択的に切り換えて回転伝達又は
その解除を行なうクラッチ部（２）と、このクラッチ部
の前記クラッチスプリングの係止又はその解除を行なう
係止リング（４５）に形成された歯車（クラッチ歯車４
６）と、この歯車と噛み合う歯車を介して回転可能に設
置され、ロックレバー（２２）と係合又はその解除によ
って回転又は回転阻止状態に切り換えられる係止手段
（係止部１８）と、前記ロックレバーを操作する電磁機
構部（４）とを備えたことを特徴とする。

【００１１】また、本発明のクラッチ機構においては、
前記係止手段は駆動側の歯車を支持する駆動軸側、前記
クラッチ部は前記駆動軸からの回転を受けるべき従動軸
側に取り付けられたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明のクラッチ機構においては、
前記クラッチ部は駆動側の歯車を支持する駆動軸側、前
記係止手段は前記駆動軸から回転力を受けるべき従動軸
側に取り付けられたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】クラッチ部は回転伝達手段としてクラッチスプ
リングを備えている。このクラッチスプリングを拘束状
態又は開放状態に選択的に切り換えて回転伝達又はその
解除を行なう。その手段として、係止リングが設けられ
ている。この係止リングは、クラッチリングと一体化し
てフリー回転し、その拘束によってクラッチリングが締
め付けられ、それが拘束状態となる。即ち、これが回転
伝達状態となる。

【００１４】本発明では、この係止リングの操作機構を
歯車機構を以て構成したことに特徴がある。従来の係止
リングは、その一部に爪を備え、これを電磁機構部によ
って直接操作することを内容としていたのである。本発
明では、この係止リングに対し係止手段を新たに設置
し、係止手段と係止リングとの間に歯車機構を介在させ
たことで、両者の操作位置の自由度を高めたのである。
電磁機構部のロックレバーは、歯車機構の介在で任意の
箇所に設置された係止手段に係合させることで、クラッ
チ部の操作が可能である。

【００１５】このようなクラッチ機構では、駆動側又は
従動側の何れに設置してもよく、請求項１又は２はそれ
を明らかにしたものである。設置側の選択が機能に影響
を及ぼすことがなく、配置の自由度が高いことを物語っ
ている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図面に示した実施例を参照し
て詳細に説明する。

【００１７】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明のクラ
ッチ機構の第１実施例を示している。このクラッチ機構
は、クラッチ部２及び電磁機構部４を備えている。クラ
ッチ部２は機械的な手段、電磁機構部４はその切換手段
ないし操作手段である。これらクラッチ部２及び電磁機
構部４は、プリンタ本体部６のフレーム８上に設置され
ている。

【００１８】フレーム８には、軸受１０を介在させて第
１の軸としての駆動軸１２が回転可能に取り付けられて
いるとともに、第２及び第３の軸１４、１６が一定の間
隔を以て取り付けられている。この駆動軸１２には、モ
ータ等の駆動源が連結されている。この駆動源は、プリ
ンタ本体部６側に設置されている。軸１４、１６は、フ
レーム８に例えば圧入固定されて、その外面側に突設さ
れている。

【００１９】駆動軸１２には、クラッチ部２の回転伝達
又はその解除を選択的に行なう係止手段として、環状を
成す係止部１８が取り付けられている。この係止部１８
には爪２０が形成されており、この爪２０は電磁機構部
４のロックレバー２２の先端に係合する。電磁機構部４
は、フレーム８に固定された支持部２４を備えており、
この支持部２４にはロックレバー２２が支持されてい
る。ロックレバー２２は支持部２４を支点として回動可
能であり、その支点を挟んでソレノイド２６及びスプリ
ング２８が設置されている。スプリング２８は引っ張り
ばねであって、ロックレバー２２の先端を係止部１８側
に適当な力で引いている。これに対し、ソレノイド２６
は、リード線３０を通して加えられる駆動電流によって
励磁され、その励磁時、吸引力の作用で係止部１８から
引き外されるように構成されている。そして、係止部１
８には第１の歯車３２が一体に形成されており、ロック
レバー２２が外されているとき、歯車３２の拘束を解か
れてフリー状態となる。

【００２０】また、駆動軸１２の先端部側には径小に形
成されて第２の歯車３４が取り付けられている。この歯
車３４は、スプリングピン３６が埋め込まれて駆動軸１
２に回り止めされている。したがって、歯車３４は、駆
動軸１２と一体に回転し、その回転伝達を行なう駆動歯
車を構成している。

【００２１】軸１４は、その先端側に第３の歯車３８が
取り付けられている。この歯車３８は、軸１４に回転可
能に支持されて、歯車３４と噛み合っており、駆動軸１
２の回転力を受ける。この歯車３８の径小部４０には、
クラッチリング４２が圧入されており、このクラッチリ
ング４２の外側にはクラッチスプリング４４を介して係
止リング４５が介挿され、その周囲には第４の歯車とし
てクラッチ歯車４６が形成されている。即ち、歯車３８
に固定されたクラッチリング４２に介挿されたクラッチ
スプリング４４及びクラッチ歯車４６を以てばねクラッ
チを構成している。即ち、このばねクラッチでは、クラ
ッチ歯車４６にクラッチスプリング４４の一端を係止す
る溝が設けられており、クラッチ歯車４６を拘束状態又
は開放状態となることで、クラッチスプリング４４がク
ラッチリング４２を締付け又は緩めることにより、ワン
ウェイの回転伝達又はその解除を行なうものである。

【００２２】また、軸１４には、その基部側に第５の歯
車４８が取り付けられている。この歯車４８は、その一
部がばねクラッチのカバーを構成しているとともに、ク
ラッチ歯車４６からの回転力を受ける従動歯車を構成し
ている。

【００２３】そして、軸１６には第６の歯車５０が取り
付けられている。この歯車５０には歯車４８が噛み合っ
ており、クラッチ部２を介して駆動軸１２側の回転が伝
達又はその伝達が解除される。

【００２４】次に、図２は図１のクラッチ機構における
クラッチ部２を拡大して示し、図３はその分解状態を示
している。フレーム８には軸１４が立設されており、そ
の頂部側には固定リング５２が固定されて径大な歯車３
８が回転可能に取り付けられている。したがって、歯車
３８の中央部には軸孔５３が形成されている。この歯車
３８には、円滑な回転を補償するため、円筒部５４が設
けられ、その周囲部にはクラッチリング４２が圧入され
ている。この歯車３８の円筒部５４の下部側には歯車４
８が取り付けられている。歯車４８には、その上下部側
に円筒部５６が形成されているとともに、断面がＬ字形
を成すフランジ部５８が形成されている。円筒部５６の
軸孔５７は軸１４の径に対応している。そして、円筒部
５６の外径はクラッチリング４２の外径と一致させてお
り、その周囲にはクラッチスプリング４４が嵌められ、
このクラッチスプリング４４の外周部には、係止リング
４５が嵌められている。そして、クラッチスプリング４
４は、その上端部４４１が係止リング４５の溝部４７に
係止されている。また、その下端部４４２が歯車５８の
フランジ部５８の溝部４９に係止され、換言すれば、係
止リング４５と歯車５８との間に跨がって設置されてい
る。

【００２５】このようなクラッチ部２では、係止リング
４５が解放状態にあるとき、歯車３８、４８はフリー状
態になるが、係止リング４５が歯車４６を以て係止状態
に移行すると、歯車３８のクラッチリング４２はクラッ
チスプリング４４で締め付けられ、このクラッチスプリ
ング４４を介して歯車３８、４８が連結されることにな
る。即ち、歯車３８、４８が一体化して回転することに
なる。

【００２６】以上のような構成によれば、駆動軸１２
は、図示しないモータ等の駆動源から駆動力を受けて回
転している。ここで、制御部側からリード線３０を通し
て駆動電流がソレノイド２６に流れ、ソレノイド２６が
励磁されたとする。このとき、ロックレバー２２は引き
付けられ、その先端部は係止部１８から外れる。即ち、
係止部１８は駆動軸１２で開放状態となる。駆動軸１２
の回転は、歯車３４を介して歯車３８に伝達されてお
り、その回転はクラッチスプリング４４に伝達され、そ
の結果、クラッチスプリング４４は絞られてクラッチリ
ング４２に巻き付き、歯車３８の回転はこのクラッチス
プリング４４を介して歯車４８に伝達される。そして、
この歯車４８の回転は従動側の歯車５０に伝達されるの
である。

【００２７】また、ソレノイド２６の励磁が解除される
と、ロックレバー２２の先端部は係止部１８の爪２０に
当たり、その結果、係止部１８はロックレバー２２によ
って回転が妨げられて固定状態となる。このとき、駆動
軸１２の回転は、係止部１８の固定とは無関係であり、
歯車３４を回転させる。この歯車３４の回転は歯車３８
に伝達されるが、係止部１８が拘束状態にあるため、係
止部１８の歯車３２と噛み合っているクラッチ歯車４６
も拘束状態となって、クラッチスプリング４４の係止は
開放状態となる。その結果、歯車３８と歯車４８とは開
放状態となり、歯車３８の回転は従動側の歯車４８に伝
達されることはない。即ち、ソレノイド２６の解除時に
は、歯車４８、５０は開放状態となり、回転が停止する
ことになる。

【００２８】このように、このクラッチ機構にあって
は、クラッチ部２に歯車４６を設け、この歯車４６と噛
み合う歯車３２を介して係止部１８と連動するように構
成したことにより、クラッチ部２と電磁機構部４とを独
立させることができ、従来必要としていたロックレバー
２２を長くする必要もない。即ち、短いロックレバー２
２を以てクラッチ部２の操作が可能になったのである。

【００２９】そして、クラッチ部２には歯車４６が設置
されて、電磁駆動部４によって操作される係止部１８を
独立した構成とし、この係止部１８に設けた歯車３２を
以て歯車４６と噛み合わせ、歯車機構を以て拘束状態及
び開放状態の選択操作を実現したのである。このような
歯車機構の介在は、部品点数から見れば増加したように
見えるが、駆動力の伝達の方向性や配置等の点では設計
の自由度が高められ、しかも、歯車３２、４６を薄いも
のや小型化することができ、配置も自由であるから、全
体装置の小型化に寄与するのである。

【００３０】実施例では、電磁機構部４のロックレバー
２２と歯車４６との間に係止部１８と一体化した一つの
歯車３２を設置したが、２以上の歯車からなる歯車機構
を介在させることも可能であり、そのような構成でも実
施例と同様の動作及び効果が得られるのである。

【００３１】次に、図４は、本発明のクラッチ機構の第
２実施例を示している。前記実施例では駆動軸１２側に
係止部１８を設置した場合について説明したが、第２実
施例は従動側に係止部１８を設置したものである。説明
を容易にするため、形状が相違しても動作上対応する箇
所には同一符号を付してある。この実施例では、モータ
５２によって駆動する駆動軸１２に対し、軸１４、１
６、１７が設置されている。軸１７は、第１実施例の軸
１４、１６に対して追加された第４の軸を構成してい
る。

【００３２】軸１７には、係止部１８が取り付けられて
おり、この係止部１８には歯車３２が取り付けられてい
る。また、この軸１７には、従動側の歯車５１が取り付
けられており、この歯車５１が歯車４８と噛み合ってい
る点は第１実施例の関係と同様である。そして、軸１６
には歯車５０が取り付けられ、この歯車５０が歯車５１
と噛み合っている。即ち、従動側の歯車機構を構成して
いる。

【００３３】このように、駆動側にクラッチ部２を設置
し、従動側に係止リング４５を設け、この係止リング４
５と歯車４６とを以てクラッチ部２を操作するようにし
ても、前記実施例と同様にクラッチ動作を実現すること
ができる。そして、その配置の自由度も同様であり、こ
のような係止リング４５やクラッチ部２の配置の自由度
も設計の自由度があることを物語るものである。

【００３４】次に、図５ないし図７は、本発明のクラッ
チ機構の応用例であるプリンタを示している。プリンタ
本体部６の側面部にはクラッチ部２とともに電磁機構部
４が配置されており、その歯車機構５からも明らかなよ
うに、平面配置可能でプリンタの小型化が実現されてい
る。

【００３５】なお、実施例では、プリンタを例に取って
説明しているが、本発明のクラッチ機構は回転伝達機構
としての機能を持つ機構部品であるので、各種の回転伝
達手段として利用できるものであり、プリンタに限定さ
れるものではない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。 ａ．機械的な回転伝達を行なうクラッチ部と、その操作
手段である電磁機構部との配置設計の自由度が高くな
り、設置されるプリンタ等の機器側への適応性が高めら
れ、対象機器側の小型化に寄与する。 ｂ．クラッチ部側のトルク、回転速度等の機械的要素を
歯車比を変更させることで、クラッチ機構の設計の自由
度を増し、結果として信頼性の高い回転伝達を実現する
ことができる。 ｃ．ロックレバーの短縮化を図ることができ、その駆動
力の削減が可能になるので、電磁機構部の小型化、省電
力化を図ることができる。 ｄ．複数のクラッチ機構を併存させて電磁機構部の共用
化が可能になるので、機構の簡略化とともに効率化を図
ることができる。 ｅ．クラッチ部に減速歯車や加速歯車等を付設している
ので、他の輪列との組合せが可能になり、ワンウェイク
ラッチでありながら、回転方向も任意に設定でき、配置
設計の自由度をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクラッチ機構の第１実施例を示し、
（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図である。

【図２】図１に示したクラッチ機構のクラッチ部の拡大
断面図である。

【図３】図１に示したクラッチ機構のクラッチ部の分解
斜視図である。

【図４】本発明のクラッチ機構の第２実施例を示し、
（Ａ）は平面配置を示す図、（Ｂ）はその断面図であ
る。

【図５】本発明のクラッチ機構をプリンタに適用した具
体的な実施例を示す平面図である。

【図６】図５に示したプリンタの左側面図である。

【図７】図５に示したプリンタの右側面図である。

【図８】従来の小型プリンタのクラッチ機構を示すブロ
ック図である。

【図９】従来のクラッチ機構を示し、（Ａ）はその平面
図、（Ｂ）はその断面図である。

【図１０】従来の他のクラッチ機構を示し、（Ａ）はそ
の平面図、（Ｂ）はその断面図である。

【符号の説明】

２ クラッチ部 ４ 電磁機構部 １８ 係止部（係止手段） ２２ ロックレバー ３２，４６ 歯車 ４４ クラッチスプリング ４５ 係止リング ４６ クラッチ歯車

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転伝達手段としてクラッチスプリング
   を備え、このクラッチスプリングを拘束状態又は開放状
   態に選択的に切り換えて回転伝達又はその解除を行なう
   クラッチ部と、 このクラッチ部の前記クラッチスプリングの係止又はそ
   の解除を行なう係止リングに形成された歯車と、 この歯車と噛み合う歯車を介して回転可能に設置され、
   ロックレバーと係合又はその解除によって回転又は回転
   阻止状態に切り換えられる係止手段と、 前記ロックレバーを操作する電磁機構部と、 を備えたことを特徴とするクラッチ機構。
2. 【請求項２】 前記係止手段は駆動側の歯車を支持する
   駆動軸側、前記クラッチ部は前記駆動軸からの回転を受
   けるべき従動軸側に取り付けられたことを特徴とする請
   求項１記載のクラッチ機構。
3. 【請求項３】 前記クラッチ部は駆動側の歯車を支持す
   る駆動軸側、前記係止手段は前記駆動軸から回転力を受
   けるべき従動軸側に取り付けられたことを特徴とする請
   求項１記載のクラッチ機構。