JP2006090387A

JP2006090387A - 給紙装置

Info

Publication number: JP2006090387A
Application number: JP2004274694A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Amamoto; 秀一天本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: JP4482877B2

Abstract

【課題】駆動力の切断・連結を確実に行うクラッチ装置を提供する。
【解決手段】回転駆動し噛合い面４４を有するハブ１４と、この噛合い面４４と噛合う噛合い面３６を有するブッシュ１２と、ハブ１４にすべり摩擦によって従動回転するリング１６と、このリング１６に対して従動回転するスリーブ１８とを有し、スリーブ１８の回転を停止した時、ハブ１４の噛合い面４４とブッシュ１２の噛合い面３６の噛合いを解くようリング１６とスリーブ１８の間に突起部５０と斜面部６２とを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動回転体から従動回転体への駆動力の切断・連結を行うクラッチ装置に関するものである。

一般に、駆動力の切断・連結を行なうクラッチ装置として、電磁クラッチやスプリングクラッチまたは歯欠けギアを用いたものがある。例えば、ワンウェイクラッチにコイルバネを用いたものが公知である（例えば特許文献１）。このワンウェイに用いられるようなスプリングクラッチは、小さく簡単な構造のフラッパー式のソレノイドで制御が可能なため非常に使い勝手が良いのが特徴である。
また、ソレノイドと回転爪部材と一部の歯が欠いて構成された従動歯車により、駆動伝達および遮断を行うクラッチ機構も公知である（例えば特許文献２）。また、ラチェット部を有する駆動回転体と係合爪部材を有する従動回転体とアマチュアを用いて従動回転体の回転・停止をおこなうクラッチ装置も公知である（例えば特許文献３）。さらに、歯車とこの歯車と係合する従動側係合部品とコイルバネとカム部とを備える制御手段とを有するクラッチを用いた駆動装置も公知である（特許文献４）。

しかしながら、上述したスプリングを用いたワンウェイクラッチでは、空転時や連結時の異音が発生し、また、ホームポジションのばらつきが生じる問題があった。このワンウェイクラッチに用いられるようなスプリングクラッチは、コイルスプリングが従動体のスリップによる異音の発生や、スプリングの繰りかえし疲労による位置ズレが発生する問題があった。
また、上述した歯欠けギアを用いたクラッチ機構では、連結時や戻り時の騒音が大きく、また、吸引力の大きなソレノイドが必要となりコストが高くなる問題があった。また、上述したラチェット部と噛合う係合爪部材を有するクラッチ装置では、連結部が爪１箇所であることから強度が弱いという問題があった。また、上述した従動側係合部品と制御手段とを有するクラッチを用いた駆動装置では、連結時と解除時にモーター等で大きな駆動を与える必要があることにより高価になるという問題があった。

特開昭６３−４３０３６特開平６−１１７４５２特開平８−２４７１６６特開２００３−２０８０２４

本発明は、上記従来の問題点を解消し、異音の発生及びホームポジションずれを解消し、駆動力の切断・連結を確実に行うクラッチ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、いずれか一方が回転駆動され、互いに噛合う噛合い部を有する第１の部材及び第２の部材と、前記第１の部材又は前記第２の部材にすべり摩擦によって従動回転するすべり部材と、前記すべり部材に対して従動回転する制御部材と、を有し前記制御部材の回転を停止した時、前記第１の部材と前記第２の部材の噛合い部の噛合いを解くよう前記すべり部材と制御部材の間に移動制御手段を設けたクラッチ装置にある。

好適には、前記すべり部材は突起部を有し、前記制御部材は前記突起部と摺動する斜面部を有し、前記移動制御手段は、前記突起部と前記斜面部からなる。

好適には、前記第１の部材の噛合い部と前記第２の部材の噛合い部が互いに噛合う方向に付勢する付勢手段を有する。

好適には、前記第１の部材及び前記第２の部材のいずれか一方に固定される回転軸を有する。

好適には、前記第１の部材又は前記第２の部材の軸方向にスライド可能に係合されたギア部材を有する。

好適には、前記ギア部材の軸方向は第１キー部を有し、前記第１の部材又は前記第２の部材は、前記第１のキーと軸方向にスライド可能に係合される第１のキー溝部を有する。したがって、前記第１の部材又は前記第２の部材は、前記ギア部材により駆動力を伝達され、軸方向にスライド可能に支持される。

好適には、前記すべり部材の突起部は第２のキー部を有し、前記第１の部材又は前記第２の部材は、前記第２のキーと軸方向にスライド可能に係合される第２のキー溝部を有する。

好適には、前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の摩擦係数は、前記すべり部材の突起部と前記制御部材の斜面部との摺動部分の摩擦係数よりも大きい。

好適には、前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の摩擦係数をμ１、前記すべり部材の突起部と前記制御部材の斜面部との摺動部分の摩擦係数μ２、前記制御部材の斜面部の角度をθ、前記付勢手段が前記第１の部材又は前記第２の部材を付勢する力をＦ１とすると、
μ２＞（ｓｉｎθ−μ１・ｃｏｓθ）／（ｃｏｓθ＋μ１・ｓｉｎθ）
を満たす。

好適には、前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分は、円錐形状である。したがって、付勢手段の付勢力を増幅することができ、前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の摩擦力を高めることができる。

好適には、前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の摩擦係数をμ１、前記すべり部材の突起部と前記制御部材の斜面部との摺動部分の摩擦係数μ２、前記制御部材の斜面部の角度をθ、前記付勢手段が前記第１の部材又は前記第２の部材を付勢する力をＦ１、前記すべり部材の突起部と前記制御部材の斜面部との円錐クラッチ形状の円錐角を２αとすると、
μ２・ｃｏｓα＋ｓｉｎα＜μ２（ｃｏｓθ＋μ１・ｓｉｎθ）／（ｓｉｎθ−μ１・ｃｏｓθ）
を満たす。

好適には、前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の直径は、前記すべり部材と前記制御部材との斜面部が配置された円周の直径よりも大きい。

好適には、前記制御部材は、複数の角度からなる斜面部を有する。したがって、駆動の切断・連結を素早くすることができ、駆動伝達の解除時の動作安定性を高めることができる。

好適には、前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分に、粘性を有するグリースを塗布する。

本発明によれば、移動制御手段の作用によりすべり部材を移動させて駆動力の切断・連結を行なったので、異音の発生及びホームポジションずれを解消し、駆動力の切断・連結を確実に行うことができる。

次に本発明の第１の実施形態に基いて説明する。
図１において本発明の実施形態に係るクラッチ装置１０が示されている。
クラッチ装置１０は、第１の部材を構成するブッシュ１２と、第２の部材を構成するハブ１４と、すべり部材を構成するリング１６と、制御部材を構成するスリーブ１８と、ハブ１４と、付勢手段である例えばスプリング２０と、ギア部材を構成する入力ギア２２と、回転軸を構成する出力軸２４とを有する。クラッチ装置１０は、このブッシュ１２，スリーブ１８，リング１６，ハブ１４，スプリング２０，入力ギア２２の順番で配置されて組み込まれ、これらの部材を出力軸２４が貫通するよう配置される。

ブッシュ１２は、例えば硬質な樹脂からなり、外径の大きさが異なる略円筒形状をしている。ブッシュ１２の一方の端部には、円筒部２６が形成され、この円筒部の端面には断面Ｄ状に形成された軸固定部２８が設けられている。一方、ブッシュ１２の他方の端部には、円筒形状で軸方向に突出した突出部３０が形成され、この突出部の先端部には、例えば複数または単数の爪部３２が形成されている。円筒部２６と突出部３０の間には円筒形状をした噛合い部３４が形成されている。噛合い部３４の一方の端面には、上述した円筒部２６が形成され、他方の端部には、後述するハブ１４と噛合うよう噛合い面３６が形成されている。この噛合い面３６は等ピッチで複数の凹凸からなるギアが形成されている。また、噛合い部３４の外周面には、複数または単数のキー溝３８が形成されている。なお、ブッシュ１２は径方向の中心部が中空となっており、このブッシュ１２の内部を出力軸２４が貫通し、出力軸２４が軸固定部２８に固定されるようになっている。したがって、ブッシュ１２が回転することにより出力軸２４が回転する。

ハブ１４は、例えば硬質な樹脂からなり、後述するスプリング２０とリング１６の間に配置される。ハブ１４は、中空の円筒形状をしており、噛合い部４０とこの噛合い部４０より径が大きく形成されている大径部４２とを有する。噛合い部４０の一方の端面（図１左方向）には、噛合い面４４が形成され、この噛合い面４４には等ピッチで複数の凹凸からなるギアが形成されている。この噛合い面４４は、上述したブッシュ１２の噛合い面３６と噛合うことにより、ハブ１４の回転をブッシュ１２に伝達するようになっている。また、噛合い部４２の内周面には複数または単数のキー溝４６が軸方向に形成され、このキー溝４６は噛合い面４４が形成されていない他方の端面まで延びている。この大径部４２の一方の端面（図１左方向）には、後述するリング１６と接触するすべり面４８が形成されている。

リング１６は、例えば硬質な樹脂からなり、ハブ１４とスリーブ１８の間に配置される。このリング１６は、略リング形状をしており、一方の端面（図１左方向）の一部には、移動制御手段を構成する略台形形状をした例えば複数または単数の突起部５０が形成されている。この突起部５０には後述するスリーブ１８と接触し摺動する傾斜部５２が形成されている。また突起部５０の内側（リング１６の内周面）には、上述したブッシュ１２の噛合い部２４のキー溝３８に軸方向おいてスライド自在に係合するようキー５４が形成されている。一方、リング１６の突起部５０が形成されていない他方の端面（図１右方向）には、すべり面５６が形成され、このすべり面５６は上述したハブ１４の大径部４２のすべり面４８と接触し、所定の摩擦係数をもって摺動するようになっている。

スリーブ１８は、例えば硬質な樹脂からなり、内部にリング１６を収容しブッシュ１２とハブ１４の間に配置される。このスリーブ１８は、中空の円筒形状をしており、内径の大きさが異なる肉厚部５８と肉薄部６０とからなる段構造となっている。肉厚部５８の一方の端面の一部（図１右方向）には、移動制御手段を構成する例えば複数または単数の斜面部６２が形成されている。この斜面部６２は、上述したリング１６の突起部５０の傾斜部５２が係合し所定の摩擦係数をもって摺動するよう配置される。肉薄部６０の内径は、上述したリング１６の外径より大きく形成され、リング１６がスリーブ１８内に収まるようになっている。また、スリーブ１８の外周面の一部には、突起部６４が形成される。この突起部６４に、図示しない例えばソレノイドのフラッパー等からなる回転規制部材６６が係合されることにより、スリーブ１８の回転を停止させるようになっている。
なお、上述したハブ１４のすべり面と４８リング１６のすべり面５６との摩擦係数は、上述した移動制御手段を構成するリング１６の突起部５０とスリーブ１８の斜面部６２との摩擦係数よりも大きくなるよう形成されている。

スプリング２０は、例えばコイルスプリングからなり、ハブ１４と後述する入力ギア２２の間に配置される。このハブ１４は、例えば硬質な樹脂からなり、後述する入力ギア２２の端面とハブ１４の噛合い部４０の噛合い面４４が形成されていない端面とに当接している。このスプリング２０は、ブッシュ１２の噛合い面３６とハブ１４の噛合い面４４が互いに噛合うようハブ１４を軸方向に付勢し、入力ギア２２に対しハブ１４を軸方向に移動させるようになっている。

入力ギア２２は、ギア部６８と円筒形状をした突出部７０とが形成されている。ギア部６８は、円周上にギアが形成され、このギアに図示しない駆動される他のギアが噛合うことによって駆動力が伝達されるようになっている。突出部７０の内側は円筒状の中空になっており、外周面の一部には、例えば複数または単数のキー７２が設けられている。このキー７２は、上述したハブ１４の噛合い部４４のキー溝４６に軸方向おいてスライド自在に係合するようになっている。したがって、ハブ１４は、入力ギア２２に対し軸方向に移動可能となっている。また、このキー７２とキー溝４６が係合することによって、入力ギアに伝達された駆動力をハブ１４に伝達するようになっている。また、突出部７０の内部には、ブッシュ１２の突出部３０が貫通するように配置される。このときブッシュ１２の突出部３０の爪部３２は、入力ギア２２の突出部７０の内径より外側に突出するように係合される。これによりブッシュ１２は、入力ギア２２に対して軸方向の動きが所定の範囲で規制される。

出力軸２４は、上述した入力ギア２２，スプリング２０，ハブ１４，リング１６，スリーブ１８，ブッシュ１２の内部を貫通するように配置される。また、出力軸２４には、断面Ｄ状に形成された先端部７４が設けられている。この先端部７４には、ブッシュ１２の軸固定部２８が固定され、ブッシュ１２が回転すると出力軸２４も回転するようになっている。

次に上記実施形態の作用を図２に基いて説明する。
図２（ａ）に示すように、図示しない入力ギア２２から駆動力が伝達され、ハブ１４が矢印Ａ方向へ回転している。また、ハブ１４はスプリング２０の付勢力により矢印Ｂ方向に付勢され、ハブ１４の噛合い面４４とブッシュ１２の噛合い面３６は互いに噛合っている。これによりハブ１４の駆動力をブッシュ１２に伝達し、ブッシュ１２は矢印Ａ方向へ回転している。また、リング１６すべり面５６がハブ１４のすべり面４８と当接し、すべり面５６とすべり面４８のすべり摩擦によって、リング１６が矢印Ａ方向へ従動回転している。さらに、リング１６の突起部５０がスリーブ１８の斜面部６２と係合し、スリーブ１８はリング１６と共に矢印Ａ方向へ回転している。即ち、ハブ１４，リング１６，スリーブ１８及びブッシュ１２は一体となって矢印Ａ方向へ回転している。

次に図２（ｂ）に示すように、回転規制部材６６を矢印Ｃ方向へ付勢し、スリーブ１８の図示しない突起部６４と係合させてスリーブ１８の回転を停止させる。スリーブ１８の回転が停止すると、リング１６が矢印Ｅ方向へ移動する。即ち、ハブ１４は、ハブ１４のすべり面４８とリング１６のすべり面５６の摺動によるすべり摩擦により、リング１６に対して矢印Ｆ方向への回転力を作用させている。リング１６が突起部５０と斜面部６２の係合によって停止されると、スリーブ１８の斜面部６２に摩擦力と垂直抗力が作用する。この摩擦力は、スリーブ１８の斜面部６２の傾斜に平行な方向（矢印Ｇ方向）に作用し、垂直抗力は斜面に垂直方向（矢印Ｈ方向）に作用する。この矢印Ｇ方向の摩擦力と矢印Ｈ方向の垂直抗力の合力は矢印Ｅ方向に作用する。矢印Ｅ方向の合力がスプリング２０のＢ方向の付勢力より大きくなると、リング１６は矢印Ｅ方向へ移動することになる。このとき、リング１６はリング１６の傾斜面５２とハブ１８の斜面部６２を摺動しながら移動する。リング１６が矢印Ｅ方向へ移動すると、当接するハブ１４も矢印Ｅ方向へ移動し、ハブ１４の噛合い面４４とブッシュ１２の噛合い面３６の噛合いが解ける。これにより、ブッシュ１２への駆動の伝達が解除され、ブッシュ１２は回転を停止する。さらに、ブッシュ１２の回転が停止することにより出力軸２４も回転を停止する。また、矢印Ｅ方向の合力によりスプリング２０が圧縮されるとスプリング２０の圧縮量が大きくなり、スプリング２０による矢印Ｂ方向の付勢力が大きくなる。したがって、矢印Ｅ方向の合力とスプリング２０の矢印Ｂ方向の付勢力が釣り合ったところでハブ１４及びリング１６は静止している。これにより、スリーブ１８が回転規制部材６６により回転を規制されている間は、駆動力の伝達を解除することができる。

次に図２（ｃ）に示すように、回転規制部材６６を矢印Ｉ方向へ移動すると、回転規制部材６６とスリーブ１８の突起部６４との係合が解ける。これにより、リング１８はＡ方向へ回転し、ハブ１４及びリング１６は、スプリング２０による矢印Ｂ方向の付勢力によって矢印Ｊ方向へ移動する。ハブ１４が矢印Ｊ方向に移動することにより、ハブ１４の噛合い面４４とブッシュ１２の噛合い面３６は再度互いに噛合って回転を始める。即ち、ハブ１４，リング１６，スリーブ１８，ブッシュ１２は再度一体となって回転を始める。したがって、スリーブ１８の突起部６４から回転規制部材６６の規制を解除することで、再び駆動力の伝達することができる。

このように、ハブ１４の噛合い面及びブッシュ１２の噛合い面はギア（ドック）が形成され、回転しているハブの噛合い面１４に対して停止しているブッシュ１２の噛合い面に噛合わせて駆動の伝達を行なうドッグクラッチで構成されており、さらに上述した移動制御手段の作用により駆動の伝達を確実に行なうことができる。また、摺動する部材は互いに特定の樹脂であり、スプリングと部材との摺動がないため、異音を発生しない。また、ハブ１４の噛合い面４４及びブッシュ１２の噛合い面３６のギアの機械的嵌合によって位置決めを行なうので、ホームポジションずれを解消し、高い位置決め精度を実現できる。さらに、精度が要求されないスプリング及び、樹脂部材のみ構成することも可能であり、コスト低減を実現することができる。

次に、上述した駆動力の伝達を解除している時に各部材に作用する力ついて数式を用いて詳細に説明する。
図３は、スリーブ１８の回転を停止させ、力の釣り合いによりハブ１２とリング１６が静止した状態を模式化して示している。
ここで、
矢印Ｂ方向のスプリング２０による付勢力をＦ１、
矢印Ｈ方向のスリーブ１８による反力をＮ、
リング１６の突起部５０の傾斜部５２とスリーブ１８の斜面部６２との摩擦係数をμ１、
ハブ１４のすべり面４８とリング１６のすべり面５６との摩擦係数をμ２、
スリーブ１８の斜面部６２の角度をθとすると、
各力の関係は、下式１及び下式２で表される。

力の釣り合により、上式１及び上式２から下式３が得られる。

ここで、リング１６の突起部５０がスリーブ１８の斜面部６２をすべり落ちない条件（突起部５０が傾斜面６０に完全に係合しない条件）は、下式４で表される。

したがって、リング１６の傾斜部５２とスリーブ１８斜面部６２の摩擦係数（μ１），ハブ１４のすべり面４８とリング１６のすべり面５６との摩擦係数（μ２），スリーブ１８の斜面部６２の角度（θ）とで、リング１６の突起部５０がスリーブ１８の斜面部６２をすべり落ちない条件（突起部５０が傾斜面６０に完全に係合しない条件）を決定することができる。

次に、本発明に係る第２の実施形態を図４に基いて説明する。

なお、第１の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図４において本発明の第２の実施形態に係るクラッチ装置１０が示されている。
クラッチ装置１０は、第１の部材を構成するブッシュ１２と、第２の部材を構成するハブ１４と、すべり部材を構成するリング１６と、制御部材を構成するスリーブ１８と、ハブ１４と、付勢手段である例えばスプリング２０とを有する。

ハブ１４は、後述するスプリング２０とリング１６の間に配置される。このハブ１４の一方の端面（図４左方向）及び外周面には、後述するリング１６と接触するすべり面４８が形成されている。このすべり面４８は軸方向に連続して径が異なる所定の円錐角をもった円錐形に形成され、スプリング２０の付勢方向に向かって除々に径が小さくなっている。

リング１６は、ハブ１４とスリーブ１８の間に配置される。このリング１６は、略リング形状をしており、一方の端面（図１左方向）の一部には、略台形形状をした例えば複数または単数の突起部５０が形成されている。この突起部５０には上述したスリーブ１８の傾斜面６２と接触し摺動する傾斜部５２が形成されている。このリング１６の突起部５０が形成されていない他方の端面（図４右方向）には、すべり面５６が形成されている。このすべり面５６は軸方向に連続して径が異なる所定の円錐角をもった円錐形に形成され、スプリング２０の付勢方向に向かって除々に径が小さくなっている。このリング１６のすべり面５６は上述したハブ１４のすべり面４８接触し、摺動するよう配置される。また、ハブ１４のすべり面４８とリング１６のすべり面５６の摺動面の円周の直径は、リング１６の突起部５０が配置された円周の直径よりも大きくなるように形成されている。

次に上記第２の実施形態の作用を図５に基いて説明する。
次に図５に示すように、回転規制部材６６を矢印Ｃ方向へ付勢し、スリーブ１８の突起部６４と係合させてスリーブ１８の回転を停止させる。スリーブ１８の回転が停止すると、リング１６が矢印Ｅ方向へ移動する。即ち、ハブ１４は、ハブ１４のすべり面４８とリング１６のすべり面５６の摺動によるすべり摩擦により、リング１６に矢印Ｆ方向へ回転力を作用させている。このときすべり面４８及びすべり面５６は円錐状に形成されているため、矢印Ｌ方向へスプリング２０の矢印Ｂ方向の付勢力が増大される。これにより、すべり面４８及びすべり面５６の摺動による摩擦力が増大され、リング１６の矢印Ｆ方向へ回転力も増大される。

リング１６がスリーブ１８に停止されると、スリーブ１８の斜面部６２に摩擦力と垂直抗力が作用する。この摩擦力は、スリーブ１８の斜面部６２の傾斜に平行な方向（矢印Ｇ方向）に作用し、垂直抗力は、斜面に垂直方向（矢印Ｈ方向）に作用する。このとき、リング１６の回転力が増大されているため、摩擦力と垂直も増大される。この矢印Ｇ方向の摩擦力と矢印Ｈ方向の垂直抗力の合力は矢印Ｅ方向に作用する。矢印Ｅ方向の合力がスプリング２０の付勢力より大きくなると、リング１６は矢印Ｅ方向へ移動することになる。リング１６が矢印Ｅ方向へ移動すると、当接するハブ１４も矢印Ｅ方向へ移動し、ハブ１４の噛合い面４０とブッシュ１２の噛合い面３４の噛合いが解ける。これにより、ブッシュ１２への駆動の伝達が解除され、ブッシュ１２は回転を停止する。また、矢印Ｅ方向の合力によりスプリング２０が圧縮されるとスプリング２０の圧縮量が大きくなり、スプリング２０による矢印Ｂ方向の付勢力が大きくなる。したがって、矢印Ｅ方向の合力とスプリング２０の矢印Ｂ方向の付勢力が釣り合ったところでハブ１４及びリング１６は静止する。

このように、ハブ１４のすべり面４８とリング１６のすべり面５６を円錐形状にすることで、スプリング２０のＢ方向の付勢力を増大し、すべり面４８とすべり面５６のすべり摩擦による摩擦力を高め、リング１６が回転する回転力を高めることができる。したがって、ハブ１４をリング１６から引き離す力が強くなり、安定して駆動力の伝達を解除することができる。

次に、第２の実施形態における駆動力の伝達を解除している時に各部材に作用する力について数式を用いて詳細に説明する。
まず、すべり面４８及びすべり面５６の円錐形状によるスプリング２０の付勢力の増大について説明する。
図６（ａ）に、模式化したハブ１４とリング１６を示す。
ここで、
スプリング２０による矢印Ｂ方向の付勢力をＦ１、
ハブ１４のすべり面４８の円錐角を２α、
ハブ１４による矢印Ｌ方向の付勢力をＰとすると、
ハブ１４のすべり面４８とリング１６のすべり面５６との摩擦係数をμ２とすると、
くさびの力学により、下式５が得られる。

上式５を変形すると、下式６が得られる。

したがって、ハブ１４のすべり面４８に角度（２α）を形成することにより、リブ１４のスプリング２０によるＢ方向の付勢力（Ｆ１）が増大される。

次に、ハブ１４およびリング１６の静止時の力の作用ついて説明する。
図６（ｂ）は、スリーブ１８の回転を停止させ、力の釣り合いによりハブ１２とリング１６が静止した状態を示している。
ここで、
リング１６の増大された矢印Ｆ方向の回転力をｆ、
矢印Ｈ方向のスリーブ１８による反力をＮ、
リング１６の突起部５０の傾斜部５２とスリーブ１８の斜面部６２との摩擦係数をμ１、
スリーブ１８の斜面部６２の角度をθ、
とすると、各力の作用は、下式７及び下式８で表される。

力の釣り合いにより、上式７及び上式８から下式９が得られる。

続いて図６（ｃ）に示すように、リング１６の突起部５０がスリーブ１８の斜面部６２をすべり落ちない条件（突起部５０が傾斜面６０に完全に係合しない条件）は、下式１０で表される。

上式１０に上式６及び上式９を代入すると、下式１１が得られる。

となり、上式１１変形すると、下式１２が得られる。

したがって、リング１６の傾斜部５２とスリーブ１８斜面部６２の摩擦係数（μ１），ハブ１４のすべり面４８とリング１６のすべり面５６との摩擦係数（μ２），スリーブ１８の斜面部６２の角度（θ），及びハブ１４のすべり面４８の円錐角（２α）とで、リング１６の突起部５０がスリーブ１８の斜面部６２をすべり落ちない条件（突起部５０が傾斜面６０に完全に係合しない条件）を決定することができる。

次に、本発明に係る第３の実施形態を図７に基いて説明する。

図７に示すように、スリーブ１８は、ブッシュ１２とハブ１４の間に配置される。このスリーブ１８には例えば複数または単数の斜面部６２が形成され、リング１６の突起部５０が係合するよう配置される。この斜面部６２は、複数の傾斜を有する。例えば、図７（ａ）に示すように、斜面部６２は、リング１６の突起部５０と係合するよう傾斜角θとなる第１の斜面部７６が形成されている。さらに、図７（ｂ）に示すように、第１の斜面部７６に続いて傾斜角θ´となる第２の斜面部７８が形成されている。このとき、第１の斜面部７６の傾斜角θに比べ第２の斜面部７４の傾斜角θ´は、角度が小さくなるよう形成されている。

次に第３の実施形態の作用を図７に基いて説明する。
図７において本発明の第３の実施形態に係るクラッチ装置１０が示されている。
図７（ａ）に示すように、回転規制部材６６によって、スリーブ１８の回転を停止させると、リング１６の突起部５０の斜面部５２は、スリーブ１８の斜面部６２の第１の斜面部７６に沿って摺動しながら矢印Ｅ方向へ移動する。このとき、斜面部６２の第１の斜面部７６は、水平方向に対しての角度が小さく（傾斜角θが大きく）形成されているので、突起部５０は矢印Ｅ方向へ素早く移動することができる。しがたって、ブッシュ１２の噛合い面３６とハブ１４の噛合い面４４の噛合いを素早く解くことができる。

次に、図７（ｂ）に示すように、リング１６の突起部５０は、スリーブ１８の斜面部６２の第１の斜面部７６から第２の斜面部７８へ摺動しながら移動する。リング１６の突起部５０が第２の斜面部７８へ移動すると、当接するハブ１４もさらに矢印Ｅ方向へ移動し、ハブ１４の噛合い面４０とブッシュ１２の噛合い面３４の噛合いが解ける。これにより、ブッシュ１２への駆動の伝達が解除され、ブッシュ１２は回転を停止する。このとき、斜面部６２の第２の斜面部７４は、水平方向に対しての角度が大きく（傾斜角θ´が小さく）形成されているので、突起部５０は安定して斜面部６２の第２の斜面部７４に留まり、第１の斜面部７６へすべり落ちにくくなる。

このように、スリーブ１８の斜面部６２に複数の傾斜を有することにより、駆動力の伝達を素早く解除し、駆動力の解除後の動作も安定させることができる。また、駆動力の伝達を素早く切断・連結するため、ブッシュ１２の噛合い面３６及びハブ１４の噛合い面４４の磨耗を抑制することができる。

以上述べたように、本発明は、確実に駆動力の切断・連結する必要があるクラッチ装置に利用することができる。

本発明の実施形態に係るクラッチ装置を示す斜視図である。本発明の実施形態に係るクラッチ装置を示し、（ａ）は駆動伝達時、（ｂ）は駆動力の解除時、（ｃ）は再度駆動伝達を開始した状態を表す側面図である。本発明の実施形態に係るクラッチ装置における力の作用を表す模式図である。本発明の第２の実施形態に係るクラッチ装置を示す側面図である。本発明の第２の実施形態に係るクラッチ装置を示し、駆動力の解除時を表す側面図である。本発明の第２の実施形態に係るクラッチ装置における力の作用を示し、（ａ）は円錐状のすべり面における力の作用、（ｂ）及び（ｃ）は作用する各力の釣り合の状態を表す模式図である。本発明の第３の実施形態に係るクラッチ装置を示し、（ａ）は、第１の所定位置における駆動力の解除時、（ｂ）は第２所定位置における駆動力の解除時を表す側面図である。

符号の説明

１０クラッチ装置
１２ブッシュ
１４ハブ
１６リング
１８スリーブ
２０スプリング
２２入力ギア
２４回転軸
３４噛合い部
３６噛合い面
３８キー溝
４０噛合い部
４４噛合い面
４６キー溝
４８すべり面
５０突起部
５２傾斜部
５４キー
５６すべり面
６２斜面部
６４突起部
７０突出部
７２キー
７６第１の斜面部
７８第２の斜面部

Claims

いずれか一方が回転駆動され、互いに噛合う噛合い部を有する第１の部材及び第２の部材と、
前記第１の部材又は前記第２の部材にすべり摩擦によって従動回転するすべり部材と、
前記すべり部材に対して従動回転する制御部材と、を有し
前記制御部材の回転を停止した時、前記第１の部材と前記第２の部材の噛合い部の噛合いを解くよう前記すべり部材と制御部材の間に移動制御手段を設けたクラッチ装置。
前記すべり部材は突起部を有し、前記制御部材は前記突起部と摺動する斜面部を有し、前記移動制御手段は、前記突起部と前記斜面部からなる請求項１のクラッチ装置。
前記第１の部材の噛合い部と前記第２の部材の噛合い部が互いに噛合う方向に付勢する付勢手段を有する請求項１及び請求項２のクラッチ装置。
前記第１の部材及び前記第２の部材のいずれか一方に固定される回転軸を有する請求項１乃至３のクラッチ装置。
前記第１の部材又は前記第２の部材の軸方向にスライド可能に係合されたギア部材を有する請求項１乃至４のクラッチ装置。
前記ギア部材の軸方向は第１キー部を有し、前記第１の部材又は前記第２の部材は、前記第１のキーと軸方向にスライド可能に係合される第１のキー溝部を有する請求項５のクラッチ装置。
前記すべり部材の突起部は第２のキー部を有し、前記第１の部材又は前記第２の部材は、前記第２のキーと軸方向にスライド可能に係合される第２のキー溝部を有する請求項２のクラッチ装置。
前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の摩擦係数は、前記すべり部材の突起部と前記制御部材の斜面部との摺動部分の摩擦係数よりも大きいことを特徴とする請求項２クラッチ装置。
前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の摩擦係数をμ１、
前記すべり部材の突起部と前記制御部材の斜面部との摺動部分の摩擦係数μ２、
前記制御部材の斜面部の角度をθ、
前記付勢手段が前記第１の部材又は前記第２の部材を付勢する力をＦ１とすると、
μ２＞（ｓｉｎθ−μ１・ｃｏｓθ）／（ｃｏｓθ＋μ１・ｓｉｎθ）
を満たすことを特徴とする請求項２のクラッチ装置。
前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分は、円錐形状であることを特徴とする請求項１のクラッチ装置。
前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の摩擦係数をμ１、
前記すべり部材の突起部と前記制御部材の斜面部との摺動部分の摩擦係数μ２、
前記制御部材の斜面部の角度をθ、
前記付勢手段が前記第１の部材又は前記第２の部材を付勢する力をＦ１、
前記すべり部材の突起部と前記制御部材の斜面部との円錐形状の円錐角を２αとすると、
μ２・ｃｏｓα＋ｓｉｎα＜μ２（ｃｏｓθ＋μ１・ｓｉｎθ）／（ｓｉｎθ−μ１・ｃｏｓθ）
を満たすことを特徴とする請求項１０のクラッチ装置。
前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分の直径は、前記すべり部材と前記制御部材との斜面部が配置された円周の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１０のクラッチ装置。
前記制御部材は、複数の角度からなる斜面部を有することを特徴とする請求項１のクラッチ装置。
前記第１の部材又は前記第２の部材と前記すべり部材との摺動部分に、粘性を有する
グリースを塗布したことを特徴とする請求項１のクラッチ装置。