JP2602603B2 - クラッチ装置および記録媒体駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体駆動装置の記
録媒体搬入・搬出機構に採用するに適したクラッチ装置
に関し、特に、掛け外し機構を無くしたクラッチ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】記録媒体駆動装置などにおいて、記録媒
体の搬入・搬出機構に用いられる直進アクチュエータと
しては、たとえば、図１２に示すように、記録媒体を保
持するためのトレー９１の側面に連結されたレバー９２
にＵ溝９３などを設け、このＵ溝９３などを介して、駆
動モータの回転軸に取り付けたドライブピンやカムでレ
バー９２に対して直進駆動力を伝達するものがある。

【０００３】しかしながら、この機構系によれば、記録
媒体のローディングを手動で行う場合、駆動モータのド
ライブピンやカムの側とトレー９１の側との連結を機械
的にフリーな状態にする必要があるため、負荷側と駆動
源側との切離しのために複雑な掛け外し機構系やその制
御系を設けなければならない。

【０００４】また、記録媒体の搬出を開始するときや完
了するときに、駆動源側や駆動力伝達系における負荷変
動が大きいという問題がある。さらに、記録媒体の搬出
機構のような減速機構系において、その動作を円滑化す
る目的に、トレー９１にばね９４などを接続する場合が
あるが、この場合には、機構系に対する負荷変動が増大
することに加えて、駆動力の伝達ロスが大きいという問
題点もある。

【０００５】そこで、減速機構系にばねクラッチ機構を
組み込み、搬送動作の円滑化とともに、負荷変動を抑え
た機構が考えられる。このばねクラッチ機構としては、
図１３に示すように、第１の歯車９４の軸部９４１およ
び第２の歯車９５の軸部９５１に対してばね９６が取り
付けられており、第１の歯車９４が、駆動源９７に駆動
されてばね９６が巻き込まれる方向に回転すると、ばね
の内径が締まることによる力と、軸部とばねの内径との
間の摩擦力によって、第１の歯車９４から第２の歯車９
５に対して動力が伝達されて、第２の歯車９５もばねが
巻き込まれる方向に回転するものである。第１の歯車９
４が回転しないと、第２の歯車９５は第１の歯車９４に
対してフリーである。ここで、軸部９４１の外径寸法
は、軸部９５１の外径寸法に比して大きく設定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ばねクラッチ装置にお
いては、たとえば、第２の歯車９５の側にトレー９１に
固定したラックを噛み合わせて直進アクチュエータを構
成すると、ラックを往復駆動することはできるが、しか
し、次のような問題点がある。

【０００７】すなわち、記録媒体の搬出機構などにおい
て、記録媒体のローディング時やエジェクト（アンロー
ディグ）動作中に停電したときには、駆動源９７が回転
不能であるため、ラックを手動で引き抜く必要があるも
のの、上記のばねクラッチ機構では、第２の歯車９５が
ラックに係合したままであるので、ラックを手動で動か
すには、相当大きな力を要し、手動できないというのが
現実である。

【０００８】 従って、第２の歯車９５とラックの係
合を解除するために、掛け外し機構系が必要であるとい
う問題点がある。

【０００９】 また、記録媒体のエジェクト動作開始
時には、まず、ばねを巻き込んでチャージ状態にした後
でなければ、第１の歯車９４から第２の歯車９５に動力
を伝達できないため、動作の追従が遅いという問題点も
ある。

【００１０】以上の問題点に鑑みて、本発明の第１の課
題は、掛け外し機構を無くし、しかも連結の断続動作の
高速化を実現したクラッチ装置を提供することにある。

【００１１】また、本発明の第２の課題は、停電時に手
動で記録媒体の引き抜きが可能な記録媒体駆動装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るために、本発明に係るクラッチ装置において講じた手
段は、駆動源により第１の軸を中心に自転する太陽車
と、その第１の軸を中心に揺動可能なアームと、このア
ームに固定された第２の軸を中心に自転可能で太陽車に
連結した公転可能の遊星車と、アームの揺動範囲を規制
するストッパー機構と、第２の軸と遊星車の間に介在す
るスリップ解除式摩擦継手と、遊星車が係合離脱する従
動節とを有して成ることを特徴とする。

【００１３】太陽車及び遊星車としては、歯車，摩擦車
及び磁力歯車のうちのいずれかの回転駆動力伝動部材と
することができる。

【００１４】スリップ解除式摩擦継手としては、第２の
軸の鍔部と遊星車の側面との間に挟まれた皿ばねを有し
て成る構成を採用できる。

【００１５】上記第２の課題を解決するために、本発明
に係る記録媒体駆動装置においては、上記のクラッチ装
置を備え、上記遊星車がピニオンであると共に、上記従
動節が記録媒体を保持する往復動可能のトレーに固定さ
れたラックであることを特徴とする。

【００１６】そして、記録媒体駆動装置においては、上
記トレーのエジェクト手動動作により上記遊星車を揺動
させて上記従動節との係合を離脱させる連動機構を有し
て成ることが望ましい。

【００１７】

【作用】本発明に係るクラッチ装置において、太陽車が
回転すると、この太陽車からの回転駆動力によって、遊
星車は太陽車を中心（第１の軸）に公転し、それに伴っ
て、アームは太陽車原車を中心に揺動する。ここで、ア
ームが揺動中では、アームに固定された第２の軸と遊星
車の間にはスリップ解除式摩擦継手が媒介しているた
め、スリップ解除式摩擦継手がスリップせず、その静止
摩擦力により遊星車は第２の軸を中心に自転せずに第１
の軸を中心にして公転する。このアームの揺動により太
陽車原車が従動節に接近して係合する。そして、アーム
の揺動がストッパー機構により阻止されると、スリップ
解除式摩擦継手がスリップし始め、こんどは遊星車が第
２の軸を中心に自転し、従動節に駆動力が伝達される。
スリップ解除式摩擦継手のスリップ状態ではその動摩擦
力の分だけアームの揺動力がは発生し、遊星車を従動節
に押し付けているので、遊星車の自転で係合が一時的に
離脱することもない。

【００１８】ここで、太陽車の回転が停止すると、遊星
車の自転が停止し、また遊星車の従動節への押し付け力
も消滅するため、遊星車が従動節から離脱し易い状態に
なる。従って、従動節側を手動すると、従動節の微動だ
けで遊星車が離脱し、従動節側がフリー状態になるた
め、従動節側を容易に引く抜くことができる。

【００１９】今度は太陽車を逆回転させると、遊星車は
太陽車を中心に逆回りに公転し、それに伴って、アーム
は太陽車原車を中心に逆回りに揺動する。このアームの
逆回りの揺動により太陽車原車が従動節に係合離脱す
る。

【００２０】このように、太陽車を回転させることで、
遊星車が従動節に自動的に係合離脱するため、複雑な掛
け外し機構が不要となっている。特に、遊星車が従動節
に係合離脱した後に、遊星車が自転するようになってい
るので、係合離脱が確実である。また、駆動力の伝達期
間では、ばね機構を用いずに、遊星車を従動節へ一定圧
で押し付けることができ、ストッパー機構との調整によ
り係合度合いの最適化を図ることができる。更に、太陽
車の回転により、速やかな遊星車の公転と遊星車の自転
への移行が生じるため、クラッチの断続動作の高速化を
実現できる。

【００２１】スリップ解除式摩擦継手が第２の軸の鍔部
と遊星車の側面との間に挟まれた皿ばねを有して成る構
成では、小形構造でありながら十分な摩擦力を得ること
ができるので、アーム及び遊星車の揺動を確実に行うこ
とができる。

【００２２】次に、本発明に係る記録媒体駆動装置にお
いて、太陽車の非回転時では遊星車と従動節たるラック
とが係合しない機械的にフリーな状態であるため、記録
媒体を手動でローディング又はエジェクトできる。従っ
て、停電時には記録媒体を手動で引き抜くことができ
る。

【００２３】そして、トレーのエジェクト動作により遊
星車を揺動させて前記従動節との係合を離脱させる連動
機構を有して成る構成では、停電時に手動でトレーのエ
ジェクト操作すると、連動機構によりその僅かな動きで
遊星車が揺動して係合が離脱するため、そのまま軽い力
で手動エジェクト操作を円滑に完了させることができ
る。

【００２４】

【実施例】つぎに、添付図面に基づいて、本発明の実施
例について説明する。

【００２５】〔実施例１〕 図１は、本発明の実施例１に係るクラッチ装置およびそ
れを備えた記録媒体搬出装置の要部を示す側面断面図で
ある。図２ないし図４はいずれもその平面図であり、そ
れらのうち、図２には従動歯車とラックとが噛み合って
ラックの送り動作が可能な状態を示してあるのに対し
て、図３には従動歯車がラックから引き離された状態を
示してある。また、図４には従動歯車がラックに対する
送り動作を完了し、図２に示す状態から図３に示す位置
に向かって退避する動作を開始する状態を示してある。

【００２６】これらの図において、本例の記録媒体搬出
装置１に搭載したクラッチ装置１０は、駆動源としての
直流モータ１１と、この直流モータの回転軸１１１に取
り付けられたウォーム１２と、このウォーム１２に噛み
合って回転軸１３３の回りを回転可能なウォーム歯車１
３１と、ウォーム歯車１３１と一体に形成された歯車１
３２と、この歯車１３２に噛み合う歯車１４と、この歯
車１４と一体に回転軸１５１に金属製のブシュ１５０を
介して取り付けられた原動歯車１５（原車）とを有す
る。また、原動歯車１５の回転軸１５１には、ブシュ１
６１，スペーサ１６２およびＥ形止め輪１６３によって
アーム１７が取り付けられており、このアーム１７は回
転軸１５１を中心に揺動可能になっている。さらに、ア
ーム１７の先端側には、原動歯車１５に噛み合う従動歯
車１８（従車）の回転軸１９が加締めにより固着されて
いる。

【００２７】ここで、回転軸１９（アーム１７の側）と
従動歯車１８との間には、その部分を拡大して図５に示
すように、従動歯車１８の内側に装着されているブシュ
１８１と、回転軸１９の鍔部１９１との間に、図６
（ａ）および図６（ｂ）に示す外径が５φの皿ばね２０
が装着されており、この皿ばね２０の中央に形成された
内径が３φの開口部の開口縁２０１と回転軸１９の鍔部
１９１との間の静止摩擦力によって従動歯車１８の回転
が不能な状態、および皿ばね２０の開口縁２０１と回転
軸１９の鍔部１９１とがスリップすることによって従動
歯車１８が回転軸１９の回りを回転可能な状態に切り換
わる摩擦クラッチ機構２１が構成されている状態にあ
る。ここで、摩擦クラッチ機構２１は、クラッチ装置１
０の構成要素として設けられている。なお、図１におい
て、回転軸１５１および回転軸１３３は、いずれもその
下方側軸端１３３ａ，１５１ａが、直流モータ１１の回
転軸１１１が突出する側の端面１１２に取り付けられた
シャーシ２５に固定されている。

【００２８】これに対して、回転軸１９の下方側軸端１
９ａは、図２ないし図４に示すように、シャーシ２５に
形成された開口部２６の内側に位置しており、回転軸１
９の下方側軸端１９ａは、アーム１７の揺動によって開
口部２６の内側を移動可能になっている。ただし、回転
軸１９の下方側軸端１９ａの移動範囲（アーム１７の揺
動角）については、開口部２６の内側端縁２６１，２６
２，２６３，２６４のうち、内側端縁２６１，２６３に
回転軸１９の下方側軸端１９ａに接触するまでの範囲に
規制されている。すなわち、図２に示すように、回転軸
１９の下方側軸端１９ａと内側端縁２６１との干渉によ
って、アーム１７および従動歯車１８に対する第１のス
トッパー３１が構成されている一方、図３に示すよう
に、回転軸１９の下方側軸端１９ａと内側端縁２６３と
の干渉によって、アーム１７および従動歯車１８に対す
る第２のストッパー３２が構成されている。

【００２９】なお、図１において、アーム１７の上面側
に回転軸２２１を介して取り付けられているのは、記録
媒体の搬出終了時に、後述のラック４１の最終端に設け
られた突起などによって蹴飛ばされて、アーム１７に対
してラック４１から引き離し方向の力を伝えるローラ２
２（離間力伝達部）である。ここで、離間力伝達部とし
ては、ローラ２２に代えて、カムなどで構成することも
できる。また、本例のクラッチ装置１０においては、そ
の歯車比は１：６９．１に設定された減速装置として構
成されている。

【００３０】また、本例のクラッチ装置１０は、図７に
も示すように、記録媒体駆動装置の記録媒体搬出装置１
に搭載されて、クラッチ装置１０の従動歯車１８に対し
ては、記録媒体と一体に動作するトレー４０の側面に連
結されたラック４１が噛み合っている。また、ラック４
１の最終端には、手動によってラック４１を搬出方向に
移動させたときにアーム１７に取り付けられたローラ２
２を蹴飛ばしてアーム１７に引き離し方向の力を与え
て、ラック４１とクラッチ装置１０とを機械的にフリー
な初期状態に戻すための突起４１１を有する。なお、図
７において、トレー４０，ラック４１およびクラッチ装
置１０の配置関係については、記録媒体駆動装置の構成
に応じて、最適な配置が行われるべき性質のものであっ
て限定がない。

【００３１】つぎに、クラッチ装置１０の動作を、図
１，図２および図３を参照して説明する。なお、以下の
説明において、図面に向かって右回り方向の回転を矢印
Ｃｗで表し、図面に向かって左回り方向の回転を矢印Ｃ
Ｃｗで表す。

【００３２】まず、初期状態においては、図３に示すよ
うに、アーム１７は矢印ＣＣｗの方向に揺動して、アー
ム１７の位置は第２のストッパー３２によって規制され
た状態にある。この状態にあって、従動歯車１８はラッ
ク４１に噛み合っておらず、駆動源側と、負荷側たるラ
ック４１とは機械的にフリーの状態にある。このため、
記録媒体をローディングするときには、手動により挿入
でき、矢印Ｌの方向からトレー４０が侵入してくる。そ
して、記録媒体に対する情報の記録、再生が行われる。

【００３３】この状態から、トレー４０を矢印Ｅの方向
に送り出して、記録媒体をエジェクトする際の動作を説
明する。

【００３４】まず、直流モータ１１が作動して、その回
転軸１１１が回転すると、ウォーム１２を介して伝達さ
れた回転駆動力によって、ウォーム歯車１３１および歯
車１３２が回転軸１３３の回りを矢印ＣＣｗの方向に回
転すると、歯車１３２に噛み合う歯車１４および原動歯
車１５は、回転軸１５１の回りを矢印Ｃｗの方向に回転
する。そして、原動歯車１５に噛み合う従動歯車１８に
対して、原動歯車１５を太陽車とする矢印Ｃｗの方向へ
の遊星運動力が伝達され、従動歯車１８は公転し、アー
ム１７は、回転軸１５１の回りを矢印Ｃｗの方向に揺動
する。ここで、従動歯車１８は、アーム１７の側に対し
て皿ばね２０を有する摩擦クラッチ機構２１を介して接
続されている。このため、摩擦クラッチ機構２１の静止
摩擦力によって、従動歯車１８に伝達された駆動力は、
従動歯車１８の自転のための駆動力としてでななく、回
転軸１５１の回りをアーム１７が矢印Ｃｗの方向に回転
するための駆動力として作用する。従って、従動歯車１
８は、原動歯車１５の回りを矢印Ｃｗの方向に公転し、
アーム１７は、図２に示すように、従動歯車１８の回転
軸１９（下方側軸端１９ａ）が第１のストッパー３１と
しての開口部２６の内側端縁２６１に当接するまで回転
軸１５１の回りを矢印Ｃｗの方向に揺動するが、それま
での揺動中において、従動歯車１８は、自転せずにラッ
ク４１に対して容易に噛み合う。そして、アーム１７の
揺動が規制された以降において、摩擦クラッチ機構２１
がスリップ状態になって、従動歯車１８は、回転軸１９
の回りを矢印ＣＣｗの方向に自転し始める。そして、ラ
ック４１を矢印Ｅの方向に向かって送り出し、記録媒体
をエジェクトする。この間、アーム１７を揺動する力
は、従動歯車１８をラック４１に対して保持する力とし
て作用し続ける。

【００３５】つぎに、記録媒体のエジェクトが完了した
後においては、直流モータ１１に対して逆電圧が印加さ
れて、その回転軸１１１がこれまでと逆の方向に回転す
ると、図４に示すように、ウォーム１２を介して伝達さ
れた回転駆動力によって、ウォーム歯車１３１および歯
車１３２が回転軸１３３の回りを矢印Ｃｗの方向に回転
し、歯車１３２に噛み合う歯車１４および原動歯車１５
は、回転軸１５１の回りを矢印ＣＣｗの方向に回転す
る。ここでも、従動歯車１８は、アーム１７の側に対し
て皿ばね２０を有する摩擦クラッチ機構２１を介して接
続されているため、摩擦クラッチ機構２１の静止摩擦力
によって、従動歯車１８に伝達された駆動力は、従動歯
車１８の自転のための駆動力としてではなく、従動歯車
１８が原動歯車１５の回りを矢印ＣＣｗの方向に公転す
るための駆動力、すなわち、回転軸１５１の回りをアー
ム１７が矢印ＣＣｗの方向に揺動するための駆動力とし
て作用する。従って、アーム１７は、図３に示すよう
に、従動歯車１８の回転軸１９（下方側軸端１ａ）が、
第２のストッパー３２としての開口部２６の内側端縁２
６３に当接するまで回転軸１５１の回りを矢印ＣＣｗの
方向に揺動する。そして、アーム１７の揺動が規制され
た以降において、摩擦クラッチ機構２１がスリップ状態
になって、従動歯車１８は、回転軸１９の回りを矢印Ｃ
ｗの方向に自転し始める。

【００３６】以上のとおり、本例のクラッチ装置１０に
おいては、従動歯車１８はアーム１７の側に対して摩擦
クラッチ機構２１を介して接続されているため、アーム
１７の揺動中は、摩擦クラッチ２１の静止摩擦力によっ
て、従動歯車１８が自転することなく公転してラック４
１に噛み合い、この噛み合いに達した後に、従動歯車１
８が自転して、ラック４１に対する送り動作を行う。こ
のため、従動歯車１８とラック４１との噛み合いが確実
であり、しかも、噛み合った後は、アーム１７を揺動し
ていた力は、従動歯車１８をラック４１に対する押し付
け力として作用する。このため、ラック４１に対する送
り動作も確実であって、直進アクチュエータとしての機
能も高い。しかも、直流モータ１１からの駆動力によっ
て、アーム１７の揺動から引き続いて従動歯車１８の自
転が行われるので、直流モータ１１およびそれからの駆
動力伝達系に対する負荷変動が小さい。加えて、ダイレ
クトドライブ方式であるため、耐久性が高く、駆動力伝
達ロスも小さい。

【００３７】また、従動歯車１８は、揺動自在なアーム
１７に取り付けられているため、従動歯車１８とラック
４１との離脱の容易である。すなわち、本例のクラッチ
機構１０を記録媒体搬出装置１に搭載した場合におい
て、記録媒体のローディング時には、従動歯車１８が退
避した状態にするにも、原動歯車１５を逆の方向に回転
させるだけで、アーム１７は、逆の方向に容易に揺動
し、従動歯車１８をラック４１との噛み合い位置から退
避させるため、この離脱動作のための他の機構を設ける
必要がない。ここで、記録媒体のエジェクト動作中に停
電などが発生して、従動歯車１８を退避させるのに原動
歯車１５を逆の方向に回転させることができない場合で
も、アーム１７は揺動自在であるため、ラック４１の側
を手動で動かせば、その力を受けて、従動歯車１８は容
易に押し退けらて、アーム１７が揺動する結果、従動歯
車１８（駆動源側）とラック１７（負荷側）とは完全に
切り離される。従って、従動歯車１８（駆動源側）とラ
ック１７（負荷側）とを切り離すための機構を必要とし
ないとともに、ラック４１に対して加える力は、アーム
１７の揺動に必要な力で充分で極めて小さい。たとえ
ば、トレーの重量が５００ｇで、作動部分の摩擦係数が
０．３の場合には、約１５０ｇｒのトルクで充分であ
る。また、従動歯車１８をラック４１に押し付けるため
のばね機構なども設ける必要がないので、ラック４１に
対して加える力は極めて小さい。しかも、ラック４１の
送り動作が完了するときに、アーム１７の上面側のロー
ラ２２は、ラック４１の側から蹴飛ばされてアーム１７
を引き離し方向の力に伝え、クラッチ装置１０は、従動
歯車１８がラック４１の噛み合わない初期状態に確実に
戻る。

【００３８】さらに、従動歯車１８の側と、アーム１７
の側との接続に摩擦クラッチ機構２１を採用しているた
め、原動歯車１５が回転すると、すぐに、アーム１７の
揺動が開始され、このアーム１７の揺動が第１のストッ
パー３１によって阻止された以降、すぐに、従動歯車１
８の自転が開始する。また、逆の切離し動作の開始も、
直流モータ１１の逆回転によりすぐに行われる。従っ
て、ばねクラッチ機構を採用した場合に生じるばねに対
するチャージ時間に相当する動作の遅れがないので、動
作の追従性が高い。しかも、摩擦クラッチ機構２１に皿
ばね２０を利用しているので、その変形状態からの形状
復帰力で、従動歯車１８の側とアーム１７の側とを確実
に接続できるので、摩擦クラッチ機構２１の占めるスペ
ースやコストが小さくて済む。

【００３９】なお、本例のクラッチ装置１０において作
用する力関係は、図８および図９を参照して、以下に説
明するとおり、相反する方向の力を利用して駆動源側と
負荷側との接続、切離しを行い、接続専用の機構または
切離し専用の機構を必要とせず、また、いずれの動作も
個々の部材間に発生する力のバランスで規定されるの
で、各歯車の設計なども容易である。

【００４０】すなわち、本例のクラッチ装置１０におい
て作用する力関係を説明するにあたって、原動歯車１５
の回転中心をＯ₁ （回転軸１５１）、原動歯車１５と従
動歯車１８との噛み合いピッチ点をＰ₁ 、従動歯車１８
の回転中心をＯ_S （回転軸１９）、従動歯車１８とラッ
ク４１との噛み合いピッチ点をＰ_S 、従動歯車１８とラ
ック４１との噛み合い圧力角α_bs、従動歯車１８と原動
歯車１５との噛み合い圧力角α_b1、従動歯車１８とその
ストッパー位置（第１のストッパー３１による停止位
置）との相対角度α_o1、従動歯車１８のＰＣＤ半径をＲ
_S とする一方、摩擦クラッチ機構２１におけるスリップ
トルクＴ_s 、歯車効率をηとすれば、各力のバランスは
以下のとおりに示される。

【００４１】まず、従動歯車１８の回転中心Ｏ_S が第１
のストッパー３１によって停止した状態において、従動
歯車１８がスリップして回転を始めるときに回転中心Ｏ
_S が第１のストッパー３１を押す力は Ｔ_s ／Ｒ_s である。

【００４２】ここで、矢印の方向Ｅの方向にラック４１
を移動させるときに、従動歯車１８が外部から加わる力
のうち、ラック４１から受ける力をＱ₀ 、原動歯車１５
から受ける力をＱ₁ としたときに、これらの力を直角方
向の成分に分解すると、第１のストッパー３１がアーム
１７を保持しようとする力ｆ₁ は、 ｆ₁ ＝Ｑ₁ ｃｏｓα_b1 ＋ Ｑ₀ ｓｉｎ（α₀₁−α_bs） である。

【００４３】これらの力のうち、ラック４１から受ける
力Ｑ₀ に基づく力 Ｑ₀ ｓｉｎ（α₀₁−α_bs）には、以
下の条件が成り立つ。

【００４４】α₀₁＞α_bsの場合には、Ｑ₀ ｓｉｎ（α₀₁
−α_bs）が正であって、アーム１７に対しては、従動歯
車１８をラック４１に保持しようという力（図中Ｆ_A で
示す。）として作用する。

【００４５】これに対して、α₀₁＜α_bsの場合には、Ｑ
₀ ｓｉｎ（α₀₁−α_bs）が負であって、アーム１７に対
しては、従動歯車１８をラック４１から引き離そうとす
るという力（図中Ｆ_B で示す。）として作用する。

【００４６】なお、α₀₁＝α_bsの場合には、Ｑ₀ ｓｉｎ
（α₀₁−α_bs）が０であって、アーム１７に対しては力
が作用しない。

【００４７】一方、原動歯車１５から受ける力をＱ₁ に
基づく力 Ｑ₁ ｃｏｓα_b1は、アーム１７に対して従動
歯車１８をラック４１に保持しようという力（図中Ｆ_C
で示す。）として作用する。

【００４８】従って、これらの力Ｆ_A ，Ｆ_B ，Ｆ_c の総
和をＦ₁ としたときに、Ｆ₁ ＞０であれば、アーム１７
に対しては、従動歯車１８をラック４１に保持しようと
する力が作用する一方、Ｆ₁ ＜０であれば、アーム１７
に対しては、従動歯車１８をラック４１から引き離そう
とするという力が作用する。

【００４９】また、ラック４１から受ける力をＱ₀ と、
原動歯車１５から受ける力をＱ₁ との間には以下の関係
がある。

【００５０】まず、従動歯車１８が回転しているときに
は、すなわち、直流モータ１１が稼働状態にあるときに
は、 Ｒ_s Ｑ₁ ｃｏｓα_b1＝〔（Ｒ_s Ｑ₀ ｃｏｓα_bs）／η〕＋Ｔ_s であるから、 Ｑ₁ ＝｛〔（Ｑ₀ ｃｏｓα_bs）／η〕＋Ｔ_s ／Ｒ_s ｝／ｃｏｓα_b1 一方、従動歯車１８が回転しない状態にあるときには、
すなわち、直流モータ１１が停止状態にあるときには、 Ｔ_s ＝０ であるから、 ηＱ₁ ｃｏｓα_b1＝Ｑ₀ ｃｏｓα_bs Ｑ₁ ＝（Ｑ₁ ｃｏｓα_bs）／（ηｃｏｓα_b1） そこで、従動歯車１８が回転しているとき、すなわち、
直流モータ１１が稼働状態にあるときのアーム１７に対
して加わる力Ｆ₁ をＦ_1ON すると、Ｆ_1ON は以下の式で
表される。

【００５１】 Ｆ_1ON ＝Ｑ₀ ｓｉｎ（α₀₁−α_bs）＋（Ｑ₀ ｃｏｓα_bs）／η＋Ｔ_s ／Ｒ_s 一方、従動歯車１８が回転しない状態のうち、直流モー
タ１１がロック状態にあるときのアーム１７に対して加
わる力Ｆ₁ をＦ_1LOCK とすると、Ｆ_1LOCK は以下の式で
表される。

【００５２】 Ｆ_1LOCK ＝Ｑ₀ ｓｉｎ（α₀₁−α_bs）＋（Ｑ₀ ｃｏｓα_bs）／η また、従動歯車１８が回転しない状態のうち、直流モー
タ１１の電源自身が切れた状態にあるときのアーム１７
に対して加わる力Ｆ₁ をＦ_1OFFとすると、Ｆ_1OFFは以下
の式で表される。

【００５３】 Ｆ_1OFF ＝Ｑ₀ ｓｉｎ（α₀₁−α_bs）＋ηＱ₀ ｃｏｓα_bs すなわち、Ｆ_1OFF が負で、その絶対値がＴ_s ／Ｒ_s よ
り小さければ戻る。

【００５４】さらに、従動歯車１８が逆回転状態、すな
わち、直流モータ１１に逆電圧が印加された状態にある
ときのアーム１７に対して加わる力Ｆ₁ をＦ_1revとする
と、Ｆ_1revは以下の式で表される。

【００５５】 Ｆ_1rev＝Ｑ₀ ｓｉｎ（α₀₁−α_bs）−（Ｑ₀ ｃｏｓα_bs）／η−Ｔ_s ／Ｒ_s すなわち、Ｆ_1revが負であれば戻る。

【００５６】つぎに、ラック４１を手動でＰなる力で搬
入したときに、アーム１７が従動歯車１８をラック４１
から引き離す方向に揺動するための条件を、図９を参照
して説明する。

【００５７】まず、従動歯車１８とラック４１との噛み
合い圧力角α_bsと、従動歯車１８とそのストッパー位置
（第１のストッパー３１による停止位置）との相対角度
α_o1との和をα_P とすると、アーム１７が従動歯車１８
をラック４１から引き離す方向に揺動するために必要な
力Ｑ_A は、以下の式で表される。

【００５８】 Ｑ_A ＝（Ｔ_s ／Ｒ_s ）ｃｏｓα_bs また、従動歯車１８がラック４１から引き離れるのに要
する力Ｑ_B は、以下の式で表される。

【００５９】 Ｑ_A ＜Ｑ_B すなわち、 （Ｐｓｉｎα_P ）／ｃｏｓα_bs＞Ｔ_s ／Ｒ_s 以上のとおり、本例のクラッチ装置１０は、相反する方
向の力を利用して駆動源側と負荷側との接続、切離しを
行うため、接続専用の機構または切離し専用の機構を必
要とせず、また、いずれの動作も個々の部材間に発生す
る力のバランスで規定されるので、各歯車の設計なども
容易である。

【００６０】〔実施例２〕 図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例２に係るクラ
ッチ装置およびそれを備えた記録媒体搬出入装置の要部
を示す平面図であり、それらのうち、図１０（ａ）には
２つの従動歯車のうちの一方の従動歯車がラックとが噛
み合った状態を示してあるのに対して、図１０（ｂ）に
は他方の従動歯車がラックとが噛み合った状態を示して
ある。なお、本例のクラッチ装置の特徴は、記録媒体を
ラックを介して搬入および搬出が可能である点である
が、その基本的な動作原理は、実施例１に係るクラッチ
装置と同様であって、図７に示す記録媒体駆動装置の記
録媒体搬出装置と同様な構成の記録媒体搬出入装置に搭
載されている。従って、本例のクラッチ装置について
は、その原動歯車，従動歯車およびアーム周辺のみにつ
いて、図示および説明を行い、他の部分に対する説明
は、実施例１に係るクラッチ装置および記録媒体駆動装
置と同様であるので、対応する部分には同符号を付し
て、それらの図示および詳細な説明を省略する。

【００６１】これらの図において、本例の記録媒体搬出
入装置５に搭載したクラッチ装置５０は、駆動源として
の直流モータを備え、この直流モータからの回転駆動力
は、回転軸５５１に取り付けられた原動歯車５５（原
車）に伝達可能になっている。

【００６２】また、回転軸５５１には、実施例１に係る
クラッチ装置と同様に、アーム５７が取り付けられてお
り、このアーム５７は回転軸５５１を中心に揺動可能に
なっている。ここで、アーム５７の両端側には、原動歯
車５５に噛み合う第１の従動歯車５８（従車）および第
２の従動歯車６８（従車）が取り付けられている。第１
の従動歯車５８および第２の従動歯車６８は、いずれ
も、実施例１に係るクラッチ装置と同様に、図５および
図６（ａ），（ｂ）に示すような構造の皿ばね２０を利
用した摩擦クラッチ機構２１を介してアーム５７の側に
装着されている。また、第１の従動歯車５８の回転軸５
９または第２の従動歯車６８に対する回転軸６９に対し
ては、ラック４１の側に対するアーム５７の揺動範囲を
規制するストッパ（図示せず。）が設けられている。こ
こで、ストッパー機構は、回転軸５９，６９に対して、
それぞれ設けてもよいが、一方の回転軸に対してのみ作
用して、アーム５７のいずれの方向に対する揺動範囲を
規制する構造になっていてもよい。なお、アーム５７の
上面側に取り付けられているのは、後述のラック４１の
側に設けられた突起によって蹴飛ばされて、アーム５７
に対してラック４１からの引き離し方向の力を伝えるロ
ーラ５２，６２（離間力伝達部）である。

【００６３】このような構成のクラッチ装置５０は、記
録媒体搬出装置と記録媒体搬入装置とが一体になった記
録媒体搬出入装置５に搭載されており、図１０（ａ）に
示すように、クラッチ装置５０の原動歯車５７が矢印Ｃ
ｗの方向に回転すると、第１の従動歯車５８が矢印ＣＣ
ｗの方向に自転することによってラック４１を送り移動
させて、記録媒体を矢印Ｅの方向に搬出する。この状態
から、アーム５７が揺動して、図１０（ｂ）に示す状態
にあるときに、クラッチ装置５０の原動歯車５７が矢印
ＣＣｗの方向に回転すると、第２の従動歯車５８が矢印
Ｃｗの方向に自転することによってラック４１を送り移
動させて、記録媒体を矢印Ｌの方向に搬入する。

【００６４】すなわち、図１０（ａ）に示す状態から図
１０（ｂ）に示す状態に切り換えるにあたって、図１０
（ａ）に示す状態から原動歯車５７を矢印ＣＣｗの方向
に回転させると、第１の従動歯車５８および第２の従動
歯車６８は、いずれも、アーム５７の揺動中、すなわ
ち、これらの歯車の原動歯車５７を中心とする公転中
は、摩擦クラッチ機構２１の静止摩擦力によって自転が
規制され、ストッパーによってアーム５７の揺動が図１
０（ｂ）に示す状態に規制された状態になった以降から
摩擦クラッチ機構２１がスリップ状態に移行することに
よって自転を開始して、ラック４１を矢印Ｌの方向に送
り移動する。

【００６５】これに対して、図１０（ｂ）に示す状態か
ら図１０（ａ）に示す状態に切り換えるにあたっては、
図１０（ｂ）に示す状態から原動歯車５７を矢印Ｃｗの
方向に回転させると、アーム５７は、矢印Ｃｗの方向に
揺動して、図１０（ａ）に示す状態となる。ここで、第
１の従動歯車５８および第２の従動歯車６８は、いずれ
も、アーム５７の揺動中、すなわち、原動歯車５７を中
心とする公転中は、摩擦クラッチ機構２１の静止摩擦力
によって自転が規制され、ストッパーによってアーム５
７の揺動が図１０（ａ）に示す状態に規制された状態に
なった以降から自転を開始して、ラック４１を矢印Ｅの
方向に送り移動する。

【００６６】以上のとおり、本例のクラッチ装置５０に
おいても、第１の従動歯車５８および第２の従動歯車６
８のいずれもがアーム５７の側に対して摩擦クラッチ機
構２１を介して接続されているため、アーム５７の揺動
によって、ラック４１に噛み合った状態およびこの状態
から切り離された状態に容易に切り換えられるなど、実
施例１に係るクラッチ装置と同様な効果を奏する。

【００６７】加えて、本例のクラッチ装置５０において
は、１つの原動歯車５５およびアーム５７に対して、第
１の従動歯車５８および第２の従動歯車６８が取り付け
られているため、１つのクラッチ装置５０でラック４１
に対する双方向の送り移動が可能であるため、記録媒体
のローディングおよびエジェクトのいずれをも電動で行
なえる。しかも、アーム５７の揺動によって、第１の従
動歯車５８および第２の従動歯車６８のいずれもがラッ
ク４１から容易に切り離れるので、ローディング中また
はエジェクト中に停電が発生しても、そのまま手動で記
録媒体を扱うことができる。

【００６８】また、ラック４１の送り動作などが完了し
たときに、アーム５７の上面側のローラ５２，６２は、
ラック４１の側から蹴飛ばされてアーム５７に引き離し
方向の力を伝えるので、クラッチ装置５０を第１の従動
歯車５８および第２の従動歯車６８のいずれもがラック
４１に噛み合わない中立状態（初期状態）に戻すことも
できる。

【００６９】〔実施例３〕 図１１は、本発明の実施例３に係るクラッチ装置および
それを備えた記録媒体搬出装置の要部を示す平面図であ
る。なお、本例のクラッチ装置の特徴は、２つの記録媒
体を搬入または搬出が可能である点であるが、その基本
的な動作原理は、実施例１に係るクラッチ装置と同様で
あって、図７に示す記録媒体駆動装置の搬出装置と同様
な構成の搬出装置または搬入装置に搭載されている。従
って、本例のクラッチについても、その原動歯車，従動
歯車およびアーム周辺のみについて、図示および説明を
行い、他の部分に対する説明は、実施例１に係るクラッ
チ装置および記録媒体搬出装置と同様であるので、対応
する部分には同符号を付して、それらの図示および詳細
な説明を省略する。

【００７０】この図において、本例の記録媒体搬出装置
７に搭載したクラッチ装置７０は、駆動源としての直流
モータを備え、この直流モータからの回転駆動力は、回
転軸７５１に取り付けられた原動歯車７５（原車）に伝
達可能になっている。また、回転軸７５１には、実施例
１に係るクラッチ装置と同様に、アーム７７が取り付け
られており、このアーム７７は回転軸７５１を中心に揺
動可能になっている。

【００７１】ここで、アーム７７の両端側には、原動歯
車７５に噛み合う第１の従動歯車７８（従車）と、原動
歯車７５に対してアイドラー８０を介して噛み合う第２
の従動歯車８８（従車）が取り付けられている。ここ
で、第１の従動歯車７８および第２の従動歯車８８は、
いずれも、実施例１に係るクラッチ装置と同様に、図５
および図６（ａ），（ｂ）に示すような構造の皿ばね２
０を利用した摩擦クラッチ機構２１を介してアーム７７
の側に取り付けられている。また、本例のクラッチ装置
７０にも、アーム５７の揺動範囲を規制するストッパー
（図示せず。）が設けられている。

【００７２】このような構成のクラッチ装置７０は、２
つの記録媒体を駆動可能な記録媒体駆動装置の記録媒体
搬出装置７に搭載されており、図１１に示すように、ク
ラッチ装置５０の原動歯車５７が矢印ＣＣｗの方向に回
転すると、第１の従動歯車７８は矢印Ｃｗの方向に回転
することによって第１のラック７４１を送り移動して、
第１の記録媒体を矢印Ｅの方向に搬出する。このとき、
第２の従動歯車５８は、矢印ＣＣｗの方向に回転するこ
とによって第２のラック８４１を送り移動して、第２の
記録媒体を矢印Ｅの方向に搬入する。

【００７３】以上のとおり、本例のクラッチ装置７０に
おいても、第１の従動歯車７８および第２の従動歯車８
８のいずれもがアーム７７の側に対して摩擦クラッチ機
構２１を介して接続されているため、アーム７７の揺動
によって、第１のラック７４１および第２のラック８４
１に噛み合った状態およびこの状態から切り離された状
態に容易に切り換えられるなど、実施例１に係るクラッ
チ装置と同様な効果を奏する。

【００７４】加えて、本例のクラッチ装置７０において
は、１つの原動歯車７５およびアーム７７に対して、第
１の従動歯車７８および第２の従動歯車８８が取り付け
られているため、１つのクラッチ装置で第１のラック７
４１および第２のラック８４１に対して送り移動でき、
しかもアイドラー８０によって、第１の従動歯車７８お
よび第２の従動歯車８８が逆方向に回転するため、両側
に配置された第１のラック７４１および第２のラック８
４１のいずれをも同方向（矢印Ｅの方向）に移動させる
ことができる。しかも、アーム７７の揺動によって、第
１の従動歯車７８および第２の従動歯車８８のいずれも
が第１のラック７４１および第２のラック８４１から小
さな力で切り離れるので、エジェクト中に停電が発生し
ても、そのまま手動でラックを扱うことができる。

【００７５】なお、いずれの実施例においても、原車お
よび従車として、原動歯車および従動歯車を使用した
が、これに限らず、摩擦車や磁力歯車などを採用するこ
ともでき、その構造、サイズおよび伝達比などは、搭載
されるクラッチ装置の用途、能力などに応じて最適なも
のに設定されるべき性質であって限定がない。

【００７６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係るクラッチ装
置は、太陽車を回転させることで、遊星車が公転し従動
節に自動的に係合離脱し、それに続き遊星車が自転して
駆動力が従動節へ伝達されるようになっている。従っ
て、次の効果を奏する。

【００７７】 複雑な掛け外し機構が不要であり、ク
ラッチ装置の簡素化を図ることができる。

【００７８】 太陽車の回転により、速やかな遊星車
の公転の後に遊星車の自転へ移行するため、クラッチの
断続動作の高速化を実現できる。

【００７９】 遊星車が従動節に係合離脱した後に、
遊星車が自転するようになっているので、係合離脱が確
実である。

【００８０】 駆動力の伝達期間では、ばね機構を用
いずに、遊星車を従動節へ一定圧で押し付けることがで
き、ストッパー機構との調整により係合度合いの最適化
を図ることができる。

【００８１】 スリップ解除式摩擦継手が第２の軸の
鍔部と遊星車の側面との間に挟まれた皿ばねを有して成
る構成では、小形構造でありながら十分な摩擦力を得る
ことができるので、アーム及び遊星車の揺動を確実に行
うことができる。

【００８２】 本発明に係る記録媒体駆動装置におい
て、太陽車の非回転時では遊星車と従動節たるラックと
が係合しない機械的にフリーな状態であるため、記録媒
体を手動でローディング又はエジェクトできる。従っ
て、停電時には記録媒体を手動で引き抜くことができ
る。

【００８３】 そして、トレーのエジェクト動作によ
り遊星車を揺動させて前記従動節との係合を離脱させる
連動機構を有して成る構成では、停電時に手動でトレー
のエジェクト操作すると、連動機構によりその僅かな動
きで遊星車が揺動して係合が離脱するため、そのまま軽
い力で手動エジェクト操作を円滑に完了させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るクラッチ装置およびそ
れを備えた記録媒体搬出装置の要部を示す側面断面図で
ある。

【図２】図１に示すクラッチ装置およびそれを備えた記
録媒体搬出装置の要部において、従動歯車とラックとが
噛み合ってラックを送り動作可能な状態を示す平面図で
ある。

【図３】図１に示すクラッチ装置およびそれを備えた記
録媒体搬出装置の要部において、従動歯車がラックから
引き離された状態を示す平面図である。

【図４】図１に示すクラッチ装置およびそれを備えた記
録媒体搬出装置の要部において、従動歯車がラックに対
する送り動作を終了し、図２に示す状態から図３に示す
位置に向かって退避する動作を開始する状態を示す平面
図である。

【図５】図１に示すクラッチ装置の摩擦クラッチ機構の
構成を示す断面図である。

【図６】（ａ）は図５に示す摩擦クラッチ機構に用いた
皿ばねの平面図、（ｂ）はその断面図である。

【図７】図１に示すクラッチ装置を備えた記録媒体搬出
装置におけるトレー周囲の構成を示す説明図である。

【図８】図１に示すクラッチ装置の電動時における力の
状態を示す説明図である。

【図９】図１に示すクラッチ装置の手動時における力の
状態を示す説明図である。

【図１０】本発明の実施例２に係るクラッチ装置および
それを備えた記録媒体搬出装置の要部を示す平面図であ
り、それらのうち、（ａ）は２つの従動歯車のうちの一
方の従動歯車がラックとが噛み合った状態を示す平面
図、（ｂ）は他方の従動歯車がラックとが噛み合った状
態を示す平面図である。

【図１１】本発明の実施例３に係るクラッチ装置および
それを備えた記録媒体搬出装置の要部を示す平面図であ
る。

【図１２】従来の記録媒体搬出装置におけるトレー周囲
の構成を示す説明図である。

【図１３】従来のクラッチ装置としてのばねクラッチ機
構の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１，７・・・記録媒体搬出装置 ５・・・記録媒体搬出入装置 １０，５０，７０・・・クラッチ装置 １１・・・直流モータ １２・・・ウォーム １４，１３２・・・歯車 １５，５５，７５・・・原動歯車（原車） １７，５７，７７・・・アーム １８・・・従動歯車（従車） １９，５９，６９，１１１，１３３，１５１，５５１，
７５１・・・回転軸 ２０・・・皿ばね ２１・・・摩擦クラッチ機構 ２２，５２，６２・・・ローラ（離間力伝達部） ２５・・・シャーシ ２６・・・開口部 ３１・・・第１のストッパー ３２・・・第２のストッパー ４０・・・トレー ４１・・・ラック ５８，７８・・・第１の従動歯車（従車） ６８，８８・・・第２の従動歯車（従車） １３１・・・ウォーム歯車 ２６１，２６２，２６３，２６４・・・内側端縁 ４１１・・・突起 ７４１・・・第１のラック ８４１・・・第２のラック

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源により第１の軸を中心に自転する
   太陽車と、前記第１の軸を中心に揺動可能なアームと、
   このアームに固定された第２の軸を中心に自転可能で前
   記太陽車に連結した公転可能の遊星車と、前記アームの
   揺動範囲を規制するストッパー機構と、前記第２の軸と
   前記遊星車の間に介在するスリップ解除式摩擦継手と、
   前記遊星車が係合離脱する従動節とを有して成ることを
   特徴とするクラッチ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記太陽車及び前記
   遊星車は、歯車，摩擦車及び磁力歯車のうちのいずれか
   の回転駆動力伝動部材であることを特徴とするクラッチ
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記スリップ解除式
   摩擦継手は、前記第２の軸の鍔部と前記遊星車の側面と
   の間に挟まれた皿ばねを有して成ることを特徴とするク
   ラッチ装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
   規定するクラッチ装置を備え、前記遊星車はピニオンで
   あると共に、前記従動節は記録媒体を保持する往復動可
   能のトレーに固定されたラックであることを特徴とする
   記録媒体駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記トレーのエジェ
   クト動作により前記遊星車を揺動させて前記従動節との
   係合を離脱させる連動機構を有して成ることを特徴とす
   る記録媒体駆動装置。