JP2007303672A

JP2007303672A - 駆動力伝達制御装置

Info

Publication number: JP2007303672A
Application number: JP2006241304A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Takada; 声一高田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】入力側から一定の回転方向をもった駆動力を負荷側に伝達する際に、必要に応じてその伝達を入り切りする駆動力伝達制御装置において、入力側の回転方向が正逆いずれの方向であっても、駆動力の伝達制御ができるようにすることである。
【解決手段】一対の傘歯車でなる対向した入力歯車３と出力歯車４の間に、傘歯車でなる中間歯車５、５が介在され、前記出力歯車４の外側に外部からの操作によって回転・停止可能に制御部材６が嵌合され、その制御部材６と一体に設けられた伝達スリーブ７が前記出力歯車４を貫通してその内端が前記中間歯車５、５の中間軸２に連結部９を介して連結された構成とし、入力歯車３の回転方向のいかんにかかわらず、制御部材６によって中間軸２を拘束して駆動力を伝達し、中間軸２をフリー状態として駆動力を遮断するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、駆動力伝達制御装置に関し、例えば事務機の給紙部等において、複数のトレイの用紙を１台のモータで給紙する場合に各トレイごとに設置され、入力回転部材に入力されたモータの駆動力を出力回転部材側に伝達又は遮断する切替え装置として使用に供される。

事務機の給紙部等において駆動力を切替えるために、従来一般に使用される装置としてばねクラッチがある（特許文献１）。ばねクラッチは、同軸上に配設した入力回転部材と出力回転部材の入力回転部材にコイルばねの一端を係止し、出力回転部材にそのコイルばねの他端をフリー状態に巻き付けた構成となっている。前記の入力回転部材が一定の回転方向に回転することによってコイルばねが緊縛されたとき駆動力が入力回転部材から出力回転部材に伝達され、また入力回転部材が前記と逆方向に回転したときコイルばねが拡径され駆動力の伝達が遮断される。
実開平６−７３４６４号公報（図１）

前記のばねクラッチは、コイルばねの巻き方向によって定まる一定の回転方向に対しては駆動力の伝達制御ができるが、回転方向が逆になると制御ができない構造であるので、両方向の回転に対して伝達制御ができない不便があった。

そこで、この発明は、両方向の回転に対して伝達制御ができる駆動力伝達制御装置を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、図１から図３に示したように、固定軸１と直交する中間軸２が該固定軸１の周りに回転可能に嵌合される。前記固定軸１上において前記中間軸２を挟んだ一方に傘歯車でなる入力歯車３、他方に同様の傘歯車でなる出力歯車４がそれぞれ回転自在に取り付けられる。また、前記中間軸２上において前記固定軸１を挟んで両側に傘歯車でなる一対の中間歯車５、５がそれぞれ回転自在に、かつ前記両入力歯車３と出力歯車４にそれぞれ噛み合わせて取り付けられる。前記固定軸１上に制御部材６が外部からの操作によって回転・停止可能に嵌合され、前記制御部材６と一体に設けられた伝達スリーブ７が前記出力歯車４又は入力歯車３の軸孔８と固定軸１との間に挿入される。また、前記伝達スリーブ７の内端が前記中間軸２に連結部９を介して連結される。

上記の構成でなる駆動力伝達制御装置は、制御部材６及び伝達スリーブ７を介して中間軸２に駆動力の伝達・遮断の指令が入力される。駆動力の伝達指令によって中間軸２は装置本体１０に対してロックされ、また駆動力の遮断指令によってフリーとなる。

いま、図１に示したように、駆動力の伝達指令が入力され、制御部材６と中間軸２がロック状態になると、入力歯車３の回転は、その回転方向がいずれの方向であっても中間歯車５、５を介して出力歯車４に伝達される。また、駆動力の遮断指令が入力され、制御部材６と中間軸２がフリー状態になると、入力歯車３の回転によって中間歯車５、５が自転するとともに、中間軸２が固定軸１の周りを回転することにより、各中間歯車５、５が入力歯車３に対して公転する。このとき、出力歯車４には中間歯車５、５から回転トルクが入力されるが、その回転トルクは一般的に負荷トルクより小さいため、入力歯車３の回転方向がいずれの方向であっても、出力歯車４は回転することがなく、駆動力の伝達が遮断される。

なお、図４に示したように、固定軸１と同軸状態に、かつ前記中間軸２の両端部間に環状の制御部材６を設け、その制御部材６が外部からの操作によって回転・停止可能に嵌合された構成をとった場合も、前記と同様の作用を行う。

この発明によると、以下の効果を奏することができる。
イ）入力された駆動力の回転方向の如何にかかわらず、外部からの制御によりこれを負荷側へ伝達し、又はその伝達を遮断することができる。
ロ）１本の固定軸１上に各部品が組み付けられるため、その固定軸１を相手装置に固定するだけでこの駆動力伝達制御装置を迅速かつ容易に組み込むことができ、また前記の固定軸１が回転中心となるため部品精度も出し易くなり、回転不良が起こり難い。
ハ）駆動力の伝達・遮断の制御が制御部材６を介したオン・オフ制御だけで可能となるので、制御が簡単になる。
ニ）アクチュエータ２２は、ソレノイドや電磁クラッチにより構成され、これらを制御部材６のラジアル方向から作用させることができるので、制御方法が簡単になる。

以下、この発明に係る駆動力伝達制御装置の実施例１を図１から図３に基づいて説明する。

実施例１の装置の基本的な構成部材は、固定軸１、中間軸２、入力歯車３、出力歯車４、一対の中間歯車５、５及び制御部材６とからなる。

前記の中間軸２は、ボス部２ａと、その中間部に十字形に一体化された一対の支持軸２ｂ、２ｂからなる。ボス部２ａに軸孔２ｃが設けられ、その軸孔２ｃに前記の固定軸１が回転可能に挿通される。ボス部２ａの出力歯車４側の端面において、軸孔２ｃの周りに一対の突起でなる連結凸部１４（図３参照）が設けられる。また、支持軸２ｂ、２ｂにそれぞれ同様の傘歯車でなる中間歯車５、５が回転自在に嵌合され止め輪１１、１１により抜け止めが図られる。

前記中間軸２の一方に突き出した固定軸１上に入力歯車３が回転自在に嵌合され、また他方に突き出した固定軸１上に出力歯車４が回転自在に嵌合される。入力歯車３は止め輪１２により抜け止めされる。入力歯車３及び出力歯車４はいずれも傘歯車により構成され、それぞれ前記の中間歯車５、５に噛み合わされる。また、入力歯車３及び出力歯車４は、いずれも円柱部の外周面に伝達歯車１３、１３が設けられる。入力歯車３の伝達歯車１３には駆動軸１５に取り付けられた駆動歯車１６が噛み合わされる。また、出力歯車４の伝達歯車１３には被駆動軸１７に取り付けられた被駆動歯車１８が噛み合わされる。

前記の制御部材６は、前記の伝達歯車１３、１３より小径の歯車により形成され、内端面に伝達スリーブ７が同芯状に一体に形成される。伝達スリーブ７は、出力歯車４の長さと等しい長さを有し、その先端に径方向の溝でなる連結凹部１９が設けられる。制御部材６と伝達スリーブ７は固定軸１に回転自在に挿通され、またその伝達スリーブ７が出力歯車４の軸孔８に回転自在に挿通される。伝達スリーブ７の先端に設けられた前記の連結凹部１９が前述の連結凸部１４と嵌合され、連結部９が構成される。また、制御部材６は止め輪２１により抜け止めされる。なお、制御部材６は、円筒体の外周面にセレーション等の凹凸を周方向に一定ピッチで設けたものであってもよい。

前記の制御部材６の径方向の外方において、装置本体１０にソレノイド等のアクチュエータ２２が固定され、そのプランジャ２３が制御部材６に対して進退自在に設けられる。プランジャ２３が制御部材６の外周面に形成された歯車等の凹凸に係脱自在となっている。前記のアクチュエータ２２に駆動力伝達指令信号が入力されプランジャ２３が進出すると、該プランジャ２３が図１のように制御部材６をロックさせてその回転を停止させる。また、駆動力遮断信号が入力されると、プランジャ２３が後退して制御部材６及びこれと一体の伝達スリーブ７を開放してフリー状態とする。

実施例１の駆動力伝達制御装置は以上のように構成され、次にその作用について説明する。

いま、図１に示したように、駆動力伝達指令がアクチュエータ２２に加えられ、そのプランジャ２３が制御部材６に係合したロック状態においては、連結部９を介して中間軸２も拘束される。このとき駆動歯車１６を通じて入力歯車３に駆動力が加えられると、中間歯車５、５は回転されるが、中間軸２は拘束されているので、中間歯車５、５が公転することはなく自転のみする。

中間歯車５、５の自転により出力歯車４が回転されると、これに噛み合った被駆動歯車１８が回転する。出力歯車４の回転方向は、入力歯車３の回転方向と逆であり、従って、被駆動歯車１８も駆動歯車１６の回転方向と逆になる。

なお、駆動歯車１６の回転方向が前記と逆の場合は、回転方向が前記の説明と逆になるだけであり、駆動力の伝達は同様に行われる。

一方、アクチュエータ２２に駆動力遮断指令が入力されたときは、図２に示したように、プランジャ２３が後退し、制御部材６及び伝達スリーブ７がフリーとなり、また連結部９を介して中間軸２もフリーとなる。

この状態で駆動歯車１６を通じて入力歯車３に駆動力が加えられると、中間歯車５、５は自転すると同時に入力歯車３に対して公転する。被駆動歯車１８には被駆動軸１７を通じて負荷が加えられるので、出力歯車４には負荷トルクが作用する一方、中間歯車５から回転トルクが作用する。一般的に負荷トルクの方が回転トルクより大きいので、出力歯車４は回転することがなく、中間歯車５、５が前記のように自転しながら出力歯車４に対して公転する。出力歯車４は負荷トルクの作用を受けて回転しないので、被駆動歯車１８も回転することがなく、従って、駆動力の伝達が遮断される。駆動歯車１６の回転方向が逆の場合であっても、駆動力の伝達が遮断されることには変わりない。

なお、前記の実施例では、制御部材６を出力歯車４の外側において固定軸１上に設けた構成を示しているが、制御部材６は、入力歯車３の外側において固定軸１上に設け、伝達スリーブ７を入力歯車３の軸孔に貫通させ中間軸２と連結した構成をとることもできる。また、アクチュエータ２２としては、図示のようなソレノイドのほか、電磁クラッチを使用することができる。

次に、図４から図７に基づいて実施例２に係る駆動力伝達制御装置について説明する。前記の実施例１と相違する構成は、制御部材６の構造と、その制御部材６と中間軸２との連結構造に関する部分である。

即ち、この場合の制御部材６は、前記中間歯車５の直径と等しい幅をもった環状体をなし、前記中間軸２の両端部に外嵌される。該制御部材６はその外径面の全周に渡りラチェット２５が形成され、また、その内径面の中心対称の２か所には、一方の端面に開放され、中間点を越えた部分に半円形状の閉塞端を有する嵌合溝２６、２６が形成される。各嵌合溝２６の溝幅は中間軸２の直径に合致し、中間軸２の端部がこれに嵌合される。中間軸２が閉塞端に接触した状態で、該中間軸２の軸心は制御部材６の軸方向幅の中間に位置する。

前記中間軸２の嵌合溝２６に対する抜け止めを図るために、制御部材６の内端面に環状の抜け止めリング２７が強制嵌合される。抜け止めリング２７は、外径面に突条２８が形成され、その突条２８が制御部材６の内径面に形成された内周溝２９に強制嵌合される。

制御部材６が前記のように中間軸２の両端部間に嵌合された状態において、その制御部材６は固定軸１と同軸状態となる。また、前述のアクチュエータ２２のプランジャ２３がラチェット２５上に臨む。

実施例２のその他の構造は、前述の実施例１の場合と同様である。また、その作用も同様に、アクチュエータ２２が制御部材６を拘束したロック状態（図４、図５参照）においては、中間軸２も拘束されるため、中間歯車５は自転のみ行い、駆動軸１５の回転が被駆動軸１７に伝達される。アクチュエータ２２が制御部材６から離れたフリー状態（図６参照）では、中間歯車５は自転するとともに公転もするため、被駆動軸１７側に回転は伝わらない。

実施例２の場合は、制御部材６を直接中間軸２に嵌合させた構造であるので、実施例１のような伝達スリーブ７が不要となる利点がある。

実施例１の駆動力伝達時の断面図同上の駆動力遮断時の断面図同上の分解斜視図実施例２の駆動力伝達時の断面図図４のＸ−Ｘ線の断面図実施例２の駆動力遮断時の断面図同上の分解斜視図

符号の説明

１固定軸
２中間軸
２ａボス部
２ｂ支持軸
２ｃ軸孔
３入力歯車
４出力歯車
５中間歯車
６制御部材
７伝達スリーブ
８軸孔
９連結部
１０装置本体
１１止め輪
１２止め輪
１３伝達歯車
１４連結凸部
１５駆動軸
１６駆動歯車
１７被駆動軸
１８被駆動歯車
１９連結凹部
２１止め輪
２２アクチュエータ
２３プランジャ
２５ラチェット
２６嵌合溝
２７抜け止めリング
２８突条
２９内周溝

Claims

固定軸(１)と直交する中間軸(２)が該固定軸(１)の周りに回転可能に嵌合され、前記固定軸(１)上において前記中間軸(２)を挟んだ一方に傘歯車でなる入力歯車(３)、他方に同様の傘歯車でなる出力歯車(４)がそれぞれ回転自在に取り付けられ、前記中間軸(２)上において前記固定軸(１)を挟んで両側に傘歯車でなる中間歯車(５)(５)がそれぞれ回転自在に、かつ前記入力歯車(３)と出力歯車(４)にそれぞれ噛み合わせて取り付けられ、前記固定軸(１)上に制御部材(６)が外部からの操作によって回転・停止可能に嵌合され、前記制御部材(６)と一体に設けられた伝達スリーブ(７)が前記出力歯車(４)又は入力歯車(３)の軸孔(８)と固定軸(１)との間に挿入され、該伝達スリーブ(７)の内端が前記中間軸(２)に連結された駆動力伝達制御装置。
固定軸(１)と直交する中間軸(２)が該固定軸(１)の周りに回転可能に嵌合され、前記固定軸(１)上において前記中間軸(２)を挟んだ一方に傘歯車でなる入力歯車(３)、他方に同様の傘歯車でなる出力歯車(４)がそれぞれ回転自在に取り付けられ、前記中間軸(２)上において前記固定軸(１)を挟んで両側に傘歯車でなる中間歯車(５)(５)がそれぞれ回転自在に、かつ前記入力歯車(３)と出力歯車(４)にそれぞれ噛み合わせて取り付けられ、前記固定軸(１)と同軸状態に、かつ前記中間軸(２)の両端部間に環状の制御部材(６)が外部からの操作によって回転・停止可能に嵌合された駆動力伝達制御装置。
前記入力歯車(３)及び出力歯車(４)はそれぞれ伝達歯車(１３)(１３)が設けられ、前記入力歯車(３)の伝達歯車(１３)に駆動歯車(１６)が係合され、前記出力歯車(４)の伝達歯車(１３)に被駆動歯車(１８)が係合された請求項１又は２に記載の駆動力伝達制御装置。
前記の制御部材(６)にセレーション、歯車等の一定ピッチの凹凸が形成された請求項１から３のいずれかに記載の駆動力伝達制御装置。
前記制御部材(６)に係合するソレノイド、電磁クラッチ等のアクチュエータ(２２)を装置本体(１０)に取り付けた請求項１から４のいずれかに記載の駆動力伝達制御装置。