弹簧离合器的制作方法

本实用新型涉及将输入侧部件的单向的旋转向输出侧部件传递的弹簧离合器。

背景技术：

作为组装于打印机、复写机、传真机的送纸机构等的单向离合器，以往已知有借助螺旋弹簧的紧固和对该紧固状态的解除来对单向的转矩(驱动力)的传递与切断进行切换的弹簧离合器。

如非专利文献1中记载的那样，作为基本结构，弹簧离合器多为将圆筒状的输入侧部件(驱动杆)和外径与该输入侧部件相同的圆筒状的输出侧部件(从动杆)以端部彼此在轴向上对置且绕同一轴心旋转的状态配置，并且以横跨该输入侧部件和输出侧部件的各自的对置端部的外周的方式卷绕有螺旋弹簧。

在上述结构的弹簧离合器中，若使输入侧部件向规定方向(与从输入侧观察螺旋弹簧的情况下的卷取方向相反的方向)旋转，则螺旋弹簧缩径，对输入侧部件和输出侧部件进行紧固，由此输入侧部件的旋转传递到输出侧部件，若使输入侧部件向相反方向旋转，则螺旋弹簧扩径，不实施针对输入侧部件和输出侧部件的紧固，因此，不实施从输入侧部件向输出侧部件的旋转传递，仅输入侧部件旋转(空转)。

非专利文献1：《机械零件使用手册——弹簧》，编者：日本发条株式会社，1995年2月15日发行，P.136

然而，在如上所述的弹簧离合器中，通常，输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间的间隔被设定得比螺旋弹簧的剖面的宽度尺寸小。然而，在输入侧部件和输出侧部件的轴向尺寸精度、组装时的轴向位置精度较低的情况下，担心输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间的间隔大于设定的尺寸，螺旋弹簧的轴向中央部的一部分掉入两部件的各自的对置面之间的缝隙而致使扭转刚度变小或响应性降低。

技术实现要素：

因此，本实用新型的课题在于，防止螺旋弹簧掉入弹簧离合器的输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间。

为了解决上述课题，本实用新型采用了如下结构，具备：输入侧部件和输出侧部件，它们以绕同一轴线旋转的状态配设，且各自的在外周形成有圆筒面的端部彼此在轴向上对置；以及螺旋弹簧，其横跨所述输入侧部件和输出侧部件的各自的对置端部的外周地卷绕，所述输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间的间隔被设定得比所述螺旋弹簧的剖面的宽度尺寸小，在所述输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面中的一者的中央，设置沿轴向延伸的圆形的卡合孔，在所述输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面中的另一者的中央，设置以能够自由滑动的方式插入于所述卡合孔的卡合轴，所述卡合轴具有从其外周向径向外侧突出的卡合凸部，所述卡合轴的卡合凸部与所述卡合孔的内表面在轴向上卡合，由此限制所述输入侧部件和输出侧部件在轴向上向相互分离的方向相对移动。

根据上述结构，即使在输入侧部件、输出侧部件的轴向尺寸精度较低的情况下，在将离合器组合起来的状态下，卡合轴的卡合凸部也会与卡合孔的内表面在轴向上卡合，从而限制输入侧部件和输出侧部件在轴向上向相互分离的方向相对移动，因此输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间的间隔不会比螺旋弹簧的剖面的宽度尺寸大，螺旋弹簧的轴向中央部的一部分不可能掉入该对置面之间的缝隙。

这里，能够采用如下方式，所述卡合孔是在开口侧形成有小径孔部且在里侧形成有直径比所述小径孔部大的大径孔部的两层孔，所述卡合轴的卡合凸部在轴向上与该卡合孔的小径孔部和大径孔部之间的台阶面对置。

另外，通过采用所述卡合轴由合成树脂形成的结构、在所述卡合轴设置有在其前端面和外周面形成开口的轴向槽和在其前端面形成开口的中心孔中的至少一者的结构，由此只要设定为使卡合轴容易地弹性变形并能够将卡合轴插入于卡合孔的卡扣构造，就能在组装离合器时，高效地实施输入侧部件与输出侧部件的结合作业。

另外，若采用所述螺旋弹簧是剖面形状为多边形且在其中的一个面与所述输入侧部件和输出侧部件接触的部件、所述输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间的间隔被设定为所述螺旋弹簧的与输入侧部件和输出侧部件接触的接触面的宽度尺寸的95％以下的结构，则能够更加可靠地防止螺旋弹簧掉入输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间。

本实用新型的弹簧离合器如上所述，通过向在输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面中的一者设置的卡合孔以能够自由滑动的方式插入在另一者设置的卡合轴，并将从该卡合轴的外周向径向外侧突出的卡合凸部在轴向上与卡合孔的内表面卡合，由此限制输入侧部件和输出侧部件在轴向上向相互分离的方向相对移动，因此即使在输入侧部件、输出侧部件的轴向尺寸精度较低的情况下，也能防止螺旋弹簧掉入两部件的对置面之间以及因此所致的扭转刚度、响应性的降低。

附图说明

图1A是实施方式的弹簧离合器的纵剖主视图，图1B是放大了图1A的主要部分的剖视图。

图2是图1的弹簧离合器的主要部分的分解立体图。

图3是沿图1的III-III线的剖视图。

图4是放大了图1的螺旋弹簧的主要部分的剖视图。

附图标记说明

1…输入侧部件；1a…卡合孔；1b…台阶面；2…输出侧部件；3…螺旋弹簧；3a…钩部；4…控制齿轮；5…输入轴；6…套筒；7…螺钉；8…输出轴；9…卡合轴；9a…中心孔；9b…狭缝(轴向槽)；9c…卡合凸部；10…输出齿轮；11…轴承；12…壳体。

具体实施方式

以下，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。如图1A和图2所示，该弹簧离合器基本上由输入侧部件1和输出侧部件2、螺旋弹簧3以及控制齿轮4构成。输入侧部件1和输出侧部件2在轴向上对置，以绕同一轴心旋转的状态配设，螺旋弹簧3横跨该输入侧部件1和输出侧部件2的各自的对置端部的外周地卷绕，控制齿轮4以能够自由滑动的方式与输入侧部件1的外周嵌合，如后所述，对输入侧部件1的旋转向输出侧部件2的传递和切断该传递进行控制。

所述输入侧部件1是借助从套筒6的外周拧入到输入轴5的外周的螺钉7将被从省略图示的马达等驱动源输入转矩(驱动力)的输入轴5与套设于输入轴5的输出侧(与输出侧部件2对置一侧)的端部的外周的套筒6一体化而成的部件。

该输入侧部件1的套筒6以从输入轴5的输出侧端面沿轴向突出的状态与输入轴5一体化，由此，成为在输入侧部件1的与输出侧部件2对置的对置面的中央处设置有沿轴向延伸的圆形的卡合孔1a的形状。而且，从输入轴5的输出侧端面突出的部分的内周面在输入轴5的输出侧端面的附近具有台阶，比该台阶靠输出侧的部分形成得直径比靠输入侧部分小。由此，输入侧部件1的卡合孔1a成为在开口侧形成有小径孔部且在里侧形成有直径比小径孔部大的大径孔部的两层孔。另外，套筒6的外周面成为输入侧形成得直径大的两层的圆筒面，在其大径部拧入螺钉7，在小径部的与大径部相邻的部分的外周嵌合控制齿轮4，在小径部的输出侧部分的外周卷绕有螺旋弹簧3的靠输入侧的半部。

所述输出侧部件2由输出轴8、在输出轴8的靠输入侧(与输入侧部件2对置一侧)的端面的中央处设置的卡合轴9以及在输出轴8的轴向中央部的外周嵌合固定的输出齿轮10构成，该输出轴8和卡合轴9由合成树脂一体形成。

该输出侧部件2的输出轴8在靠输入侧的端部的外周卷绕有螺旋弹簧3的靠输出侧的半部，相反侧的端部借助轴承11以能够自由旋转的方式支承于壳体12。卡合轴9以能够自由滑动的方式插入于输入侧部件1的卡合孔1a(套筒6的从输入轴5突出的突出部的内侧空间)，如后所述，与套筒6卡合。而且，输出齿轮10在与省略图示的外部的旋转传递齿轮啮合的状态下，与输出轴8一体旋转，由此将驱动力经由该旋转传递齿轮向被驱动部件传递。

这里，如图1B、图2以及图3所示，卡合轴9具有在其前端面形成开口的中心孔9a、从其前端面沿轴向延伸并从外周面贯通至中心孔9a的多个狭缝(轴向槽)9b以及从其前端部外周上的没有狭缝9b的位置处向径向外侧突出的多个卡合凸部9c。而且，该卡合轴9的各卡合凸部9c在轴向上与输入侧部件1的卡合孔1a的小径孔部和大径孔部之间的台阶面1b对置，通过在轴向上与该台阶面1b卡合，由此限制输入侧部件1和输出侧部件2在轴向上向相互分离的方向相对移动。

所述螺旋弹簧3是具有对四边形的各角部实施了倒角的剖面形状的部件(参见图4)，如图1A、图2以及图3所示，所述螺旋弹簧3在比自然状态扩径了的状态下，横跨输入侧部件1的一部分亦即套筒6和输出侧部件2的一部分亦即输出轴8的各自的对置端部的外周地卷绕。该套筒6与输出轴8的各自的对置面之间的间隔被设定为螺旋弹簧3的剖面的宽度尺寸A(参见图4)的95％以下。而且，在螺旋弹簧3的靠输入侧的端部，形成有向径向外侧延伸且如后所述与控制齿轮4卡合的钩部3a。

如图1A、图2以及图3所示，所述控制齿轮4以能够自由滑动的方式套设于套筒6的小径部的外周，通过对与该控制齿轮4啮合的外部的齿轮(图示省略)进行操作，由此在能够旋转的状态与被约束而不能旋转的状态之间进行切换。在该控制齿轮4的靠输出侧的端面，设置有收容螺旋弹簧3的靠输入侧的端部的沉孔部4a。而且，在该沉孔部4a设置有在输出侧端面形成开口的轴向槽4b，在该轴向槽4b中插入有螺旋弹簧3的钩部3a。

该弹簧离合器是上述结构，若在控制齿轮4能够旋转的状态下向输入轴5输入规定方向(与从输入侧观察螺旋弹簧3的情况下的卷取方向相反的方向)的转矩(驱动力)，使输入轴5与套筒6一体旋转，则螺旋弹簧3缩径，对套筒6和输出轴8进行紧固，由此输入轴5和套筒6的旋转向输出轴8传递。即，实施从输入侧部件1向输出侧部件2的旋转传递。进而，从输出侧部件2的输出齿轮10向被驱动部件传递驱动力。另外，此时，螺旋弹簧3也与套筒6和输出轴8一体旋转，因此螺旋弹簧3的钩部3a按压控制齿轮4的轴向槽4b的侧面，使控制齿轮4旋转。

而且，在如上所述正从输入侧部件1向输出侧部件2传递旋转时，若将控制齿轮4约束而不能旋转，则变为相对地控制齿轮4利用其轴向槽4b的侧面将螺旋弹簧3的钩部3a向与输入侧部件1的旋转方向相反的方向按压的状态，因此螺旋弹簧3扩径，不再对套筒6和输出轴8紧固，输入侧部件1的旋转不向输出侧部件2传递。之后，若使控制齿轮4返回能够旋转的状态，则相对地控制齿轮4按压螺旋弹簧3的钩部3a的力消失，因此螺旋弹簧3再次缩径，从输入侧部件1向输出侧部件2传递旋转。

另一方面，即使控制齿轮4处于能够旋转的状态，在向输入轴5输入与上述规定方向相反方向的转矩使输入轴5和套筒6一体旋转时，螺旋弹簧3也会扩径，不实施对套筒6和输出轴8紧固，因此不实施从输入侧部件1向输出侧部件2的旋转传递，仅输入侧部件1旋转(空转)。

这里，在该弹簧离合器中，套筒6与输出轴8的各自的对置面之间的间隔被设定为螺旋弹簧3的剖面的宽度尺寸A的95％以下。即使在输入侧部件1、输出侧部件2的轴向尺寸精度较低的情况下，在将离合器组装起来的状态下，在输出侧部件2的与输入侧部件1对置的对置面上设置的卡合轴9也以自由滑动的方式插入于在输入侧部件1的与输出侧部件2对置的对置面上设置的卡合孔1a，卡合轴9的卡合凸部9c在轴向上与卡合孔1a的台阶面1b卡合，限制输入侧部件1和输出侧部件2在轴向上向相互分离的方向相对移动，因此套筒6和输出轴8的各自的对置面之间的间隔不会比螺旋弹簧3的剖面的宽度尺寸A大，螺旋弹簧3的轴向中央部的一部分不可能掉入该对置面之间的缝隙。因此，在使用过程中，不可能产生因螺旋弹簧3的掉入所致的扭转刚度、响应性的降低，能够稳定地使用。

另外，将输出侧部件2的卡合轴9与输出轴8一体地由合成树脂形成，在卡合轴9的前端侧设置中心孔9a和从外周面贯通至中心孔9a的狭缝9b，由此设定为能够使卡合轴9容易地弹性变形并将其插入于输入侧部件1的卡合孔1a的卡扣构造，因此能够在组装离合器时，高效地实施输入侧部件1与输出侧部件2的结合作业。

此外，在上述实施方式中，在输入侧部件1设置有卡合孔1a，在输出侧部件2设置有卡合轴9，但也可以与此相反，在输入侧部件的与输出侧部件对置的对置面上设置卡合轴，在输出侧部件的与输入侧部件对置的对置面上设置卡合孔，该卡合轴的卡合凸部与卡合孔的内表面在轴向上卡合。

另外，卡合孔可以未必是像实施方式那样的两层孔，只要形成为供卡合轴的卡合凸部在轴向上卡合即可。

另外，优选为，如实施方式所示，卡合轴设定为合成树脂制，设置中心孔和狭缝，设定为卡扣构造，但也可以仅设置中心孔或者仅设置在前端面和外周面形成开口的轴向槽。另一方面，也能够不将卡合轴设为卡扣构造，而设定为如下结构，将卡合轴相对于输出轴另外形成，在组装离合器时，在从套筒的输入侧插入了卡合轴和输入轴之后，利用螺钉等将卡合轴与输出轴结合。在该情况下，卡合轴和输出轴能够设定为金属制。

另外，螺旋弹簧并不局限于像实施方式那样的有倒角的四边形剖面的螺旋弹簧，也能够使用圆形剖面的螺旋弹簧等，为了可靠地防止螺旋弹簧掉入输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间的缝隙，优选为，使用在多边形剖面的一个面与输入侧部件和输出侧部件接触的螺旋弹簧，并且将该螺旋弹簧的倒角也考虑在内，优选像实施方式那样，将输入侧部件和输出侧部件的各自的对置面之间的间隔设定为螺旋弹簧的与输入侧部件和输出侧部件接触的接触面的宽度尺寸的95％以下。

另外，在实施方式中，螺旋弹簧3的输出侧卷绕于输出轴8直至端部，但是，也能够在输出轴上设置在其输入侧端面形成开口的轴向槽，在螺旋弹簧输出侧的端部形成向径向内侧延伸的钩部，将该螺旋弹簧的输出侧的钩部插入于输出轴的轴向槽，由此在螺旋弹簧缩径时和扩径时，其输出侧的钩部与输出轴卡合，从而能够更加可靠地实施螺旋弹簧的紧固和对该紧固状态的解除。