JP3450100B2

JP3450100B2 - 歯車クラッチ機構

Info

Publication number: JP3450100B2
Application number: JP22971595A
Authority: JP
Inventors: 正浩小酒井
Original assignee: 株式会社三協精機製作所
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1995-08-15
Publication date: 2003-09-22
Anticipated expiration: 2015-08-15
Also published as: JPH0953650A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯車のクラッチ機構
に関わるものである。更に詳述すると、トグル機構をも
ってクラッチ歯車と入力歯車および被動歯車からなる駆
動歯車の噛合力を増強させる倍力装置に関わるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気カードやＩＣカード、光カード等の
カードに記録された磁気情報や光学情報などを読み取る
カード記録再生装置のカード搬送機構や音響や映像機器
などの情報機器の情報メディア搬送機構などには、動力
伝達系としての駆動歯車の入力歯車や、被動歯車に動力
伝達を速やかに断続させるクラッチ機構が設けられてい
る。

【０００３】このような歯車のクラッチ機構の一従来例
を図４に示す。図４（ａ）はその平面図であり、図４
（ｂ）はクラッチ歯車と駆動歯車の動作説明断面図であ
る。

【０００４】図４（ａ）において、クラッチ歯車５は取
付け板３−１に取付けられている。取付け板３−１には
回動支点となる固定軸１６が設けられ、取付け板３−１
は該軸１６をもって揺動自在となっている。また、取付
け板３−１の一端は操作軸１１の一端と連結軸１３をも
って回動自在に固定されている。従って、連結軸１３が
図中下方向に移動するとき、取付け板３−１は固定軸１
６を中心に回動され、クラッチ歯車５は矢示ｐ方向に移
動し、噛合部２０をもって固定された駆動軸１９に軸支
された駆動歯車１に噛合することができる。同様に連結
軸１３が図中上方向に移動するとき、クラッチ歯車５は
矢示ｑ方向に移動し、噛合部２０の噛合状態から離脱す
ることとなる。

【０００５】図４（ｂ）において、駆動歯車１を構成す
る入力歯車１２はタイミングベルト車２と一体になって
おり、タイミングベルト車２は図示しない動力源と結ば
れるタイミングベルトにより駆動回転する。しかも、駆
動軸１９に対して僅かの隙間２３をもって同軸的に構成
されている。このときクラッチ歯車５を入力歯車１２や
被動歯車１４に噛みあわせるべく移動すると噛合され、
回転は入力歯車１２、クラッチ歯車５を介して被動歯車
１４に伝達されるので駆動軸１９が回転する。

【０００６】図示しない固定板に設けられた可動手段１
０には操作軸１１がスライド往復移動可能に挿入され、
操作軸１１の先端に形成された孔に連結軸１３をもって
取付け板３−１が回動自在に取付けられている。クラッ
チ歯車５の移動は、例えば、図示しない制御部の指示に
より、可動手段としてのソレノイドに電流を印加するこ
とにより行われる。

【０００７】上述のようにクラッチ歯車５の移動は、取
付け板３−１の一端、つまり固定軸１６を固定点、連結
軸１３を動作点、クラッチ歯車軸１８を力点とする梃子
によって行っている。従って、力点に力を及ぼそうとす
るとき動作点には大きな力を加えるか取付け板の杆を長
くする必要がある。

【０００８】また、その動作は可動手段１０がオン状態
のときのみ作動する。すなわち、可動手段１０をオフす
ると連結軸１３はクラッチを解除する方向に移動するの
で、クラッチを動作する際は常に可動手段１０をオン状
態にしておかなければならなかった。

【０００９】上記のようなクラッチ機構では、クラッチ
歯車のオン状態において、クラッチ歯車は噛み合いの圧
力角によって生ずる力で、常に外れる方向に力が加わ
り、しかも、この外れる方向の力は伝動する動力のトル
クが大きくなると、大きくなる方向に変化するので、ク
ラッチ歯車を噛み合わせるために、特に大トルクを伝達
するときには、大きな力で押えなければならない。この
力を支持するために、大型の強力なソレノイドを用いな
ければならず、また、大きな力に耐え得るように強固な
構造か複雑な支持構造をとらざるを得ず、高価なものに
なっていた。また、複雑な構成の場合には、信頼性が低
くなり、時々動作しない場合が生じた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、クラ
ッチ歯車をオンする加圧をトグル機構を用いて行い、小
さな力でクラッチ歯車に大きな力を及ぼす。この結果、
クラッチ歯車のロックを確実にし、小さな出力の可動手
段をもって大トルクの伝達が可能な歯車クラッチ機構を
提供しようとするものである。

【００１１】また本発明は、トグル機構を構成する２つ
のリンクの接続角度を可動手段のオン状態で操作軸方向
に対して１８０゜をやや超える角度にすることにより、
可動手段をオフしたときでも継続的にクラッチが動作す
るようにした歯車クラッチ機構を提供しようとするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の歯車
クラッチ機構は、クラッチ歯車を取付け板に取付け、該
取付け板を固定軸を中心に回動させて、駆動源によって
回転する駆動歯車に噛合または離脱させる歯車クラッチ
機構において、操作軸をスライド往復移動可能に設け、
該操作軸に対して、第１のリンクを該操作軸と固定軸に
回動自在に取付けると共に、第２のリンクを該操作軸と
前記取付け板に回動自在に取付け、かつ上記取付け板に
駆動歯車にブレーキをかけるための突出部を設け、前記
クラッチ歯車が駆動歯車から離脱した状態において、前
記２本のリンクの上記操作軸との連結軸において形成す
る該操作軸方向の角度は１８０°未満とされ、前記クラ
ッチ歯車が駆動歯車に噛合した状態において、前記２本
のリンクの上記操作軸との連結軸において形成する該操
作軸方向の角度が少なくとも１８０゜以上の角度となる
ように構成され、上記２本のリンク及び取付け板がトグ
ル機構を構成し、該トグル機構の切換えにより上記噛合
又は離脱を行うようにしたことを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項２の歯車クラッチ機構は、
前記操作軸をソレノイドのプランジャとしたことを特徴
とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明に関わる歯車クラッ
チ機構の一実施例を示す図である。図１（ａ）はクラッ
チがオフ状態の平面図であり、図１（ｂ）はクラッチが
オン状態の図１（ｃ）の矢示Ａ、Ａの断面図であり、図
１（ｃ）はクラッチがオン状態の平面図である。図４と
同じ作用・機構を示す部材には同じ符号を表示する。以
下、本発明を、図面に示した実施例に基づいて説明す
る。

【００１５】本発明の歯車クラッチ機構は、取付け板
３、クラッチ歯車５、第１のリンク７および第２のリン
ク８、駆動板９、ソレノイドなどの操作軸可動手段１
０、可動手段により可動される操作軸１１および入力歯
車１２などから構成されている。

【００１６】図１において、入力歯車１２は入力歯車を
駆動するタイミングベルト車２と一体になっており、タ
イミングベルト車２は図示しない動力源と結ばれるタイ
ミングベルト１５により駆動回転する。このときクラッ
チ歯車５を入力歯車１２や被動歯車１４、すなわち、駆
動歯車１に噛みあわせるべく移動すると、回転は入力歯
車１２、クラッチ歯車５を介して被動歯車１４に伝達さ
れるので駆動軸１９が回転する。

【００１７】クラッチ歯車５はクラッチ歯車軸１８を介
して３方向に分岐される略逆Ｔ字状の取付け板３に取付
けられている。取付け板３の歯車軸１８と上記分岐中心
部を結ぶ線上には取付け板３の回動支点となる固定軸１
６が設けられ、取付け板３は該軸１６をもって揺動自在
となっている。また、軸１６から歯車軸１８以外の２方
向に分岐される枝状の一端には定位置の駆動軸１９をも
って回転する駆動歯車１にブレーキをかける取付け板突
出部４が形成され、また、分岐される枝状の他端は第２
のリンク８の他端と回動軸６をもって回動自在に固定さ
れている。従って、第２のリンクの他端が図中上方向に
移動するとき、取付け板３は固定軸１６を中心に回動さ
れ、クラッチ歯車５は矢示Ｐ方向に移動し、定位置に固
定された図示しない駆動源によって回転する駆動歯車１
と噛合部２０をもって噛合することができる。同様に第
２のリンク８の他端が図中下方向に移動するとき、クラ
ッチ歯車５は、矢示Ｑ方向に移動し、噛合部２０の噛合
状態から離脱することとなる。

【００１８】可動手段１０が図示しない固定板に設けら
れ、可動手段１０には操作軸１１がスライド往復移動可
能に挿入され、可動手段１０の延長上にある駆動板９を
介して第２のリンク８の一端１２が連結軸１３をもって
回動自在に軸支されている。また、第１のリンク７の一
端も共に連結軸１３に共通に軸支されている。第１のリ
ンク７の他端は固定軸１７に回動自在に取付けられてい
る。

【００１９】クラッチがオフ状態で第１のリンク７と第
２のリンク８の上記他端から他端を結ぶ仮想線、すなわ
ち、回動軸６の中心と固定軸１７の中心とを結ぶ線の駆
動板９側は１８０°未満とされると共に、クラッチがオ
ン状態で前記２本のリンクのなす上記角は少なくとも１
８０゜以上の角度となるように構成されている。

【００２０】つまり、第１のリンク７、第２のリンク８
および取付け板３をもってクラッチ歯車軸１８を入力歯
車１２に押圧するトグル機構を形成する多節体が形成さ
れている。また、軸１３はトグル機構を動作させる動作
点となっている。従って、該動作点を可動手段１０をも
って移動することにより、トグル機構による増大した力
がクラッチ歯車軸１８にかかり、入力歯車１２を押圧す
ることができる。すなわち、本発明の歯車クラッチ機構
では、クラッチのオフ状態でく字状になっていた２個の
リンクが可動手段１０の動作と共に直線状となるので、
増大した力でクラッチ歯車の反力を抑え込むことができ
る。このことは、可動手段１０の可動エネルギ−が小さ
くても効果的に動作し得ることを意味する。すなわち、
小さなソレノイドの吸引力で動作し得る。同時に、取付
け板３に設けられた突出部４をもって、強い力をもって
駆動歯車１側にブレーキをかけることが可能である。

【００２１】図１において、操作軸１１としてソレノイ
ドのプランジャを示したが、操作軸はエアシリンダ、手
動式のセンターオーバー切り替え等を用いることができ
る。

【００２２】図２は本発明の歯車クラッチ機構の別な実
施例であり、図１と対照されるものである。

【００２３】図２において、オン状態で直線状とされた
２つのリンクを更に可動手段１０側に僅かに寄せること
により、前記２本のリンク７、８のなす角度が１８０゜
を越える。この状態では、ソレノイドの通電を切って
も、クラッチ歯車の反力がソレノイドの付勢ばね２１よ
りも弱ければ保持され、クラッチオンの状態となってい
る。入力歯車を駆動する動力をオフすると、クラッチ歯
車の反力がなくなり、クラッチも自動的にばね力でオフ
される。

【００２４】図３は本発明の歯車クラッチ機構の別な実
施例であり、図１と対照されるものである。

【００２５】ここでは図１に示した操作軸１１に結合し
た駆動板は排除され、操作軸１１先端の凹部２２に第２
のリンク８の一端１２が連結軸１３−１をもって回動自
在に軸支されている。また、第１のリンク７の一端も共
に連結軸１３−１に共通に軸支されている。第１のリン
ク７の他端は固定軸１７に回動自在に取付けられてい
る。この状態で第１のリンク７および第２のリンク８が
なす節がく字状から図示のクラッチがオン状態になると
き、凹部の連結軸１３−１は凹部が形成する溝を移動し
トグル動作を容易にしている。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、クラッチ機構の加圧を
操作軸に対して、第１のリンクを前記操作軸と固定の回
動支点に、回動自在に取付けると共に、第２のリンクを
前記操作軸と前記取付け板に回動自在に取付け、前記操
作軸をオン方向に移動させ、前記クラッチ歯車が駆動歯
車に噛合した状態において、前記操作軸方向からみて、
前記２本のリンクのなす角度が少なくとも１８０゜以上
の角度となるようにしたトグル機構を用いて行うので、
小さな力でクラッチ歯車に大きな力を及ぼすようにする
ことができる。この結果、クラッチ機構のロックを確実
にし、小さなソレノイドをもって大トルクの伝達が可能
な歯車クラッチ機構とすることができる。また、トグル
機構を構成する２つのリンクの接続角度を可動手段のオ
ン状態で操作軸方向に対して１８０゜をやや超える角度
にすることにより、可動手段をオフとしたときでもクラ
ッチ歯車の反力が弱いときには継続的にクラッチを動作
することができるので、少電力の可動手段でクラッチ機
構を操作することができる。

【００２７】しかも、本発明のクラッチ機構では、操作
軸としてソレノイドのプランジャを用いることにより、
容易に製作し得るばかりか、安価に製造することができ
る。

【００２８】更に、クラッチ歯車を取付けた取付け板の
回動支点を中心に回動させて、駆動源によって回転する
駆動歯車からなる出力歯車側に上記トグル機構をもって
ブレーキをかけることになるので、操作軸に小さな力が
作用したとしても、強力なブレーキが作用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる歯車クラッチ機構の一実施例を
示す動作説明図である。

【図２】本発明に関わる歯車クラッチ機構の別な実施例
を示す動作説明図である。

【図３】本発明に関わる歯車クラッチ機構の別な実施例
を示す動作説明図である。

【図４】クラッチ機構の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１駆動歯車３取付け板５クラッチ歯車７第１のリンク８第２のリンク１０可動手段１１操作軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 11/00 - 23/14 F16H 21/00 - 21/54

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】クラッチ歯車を取付け板に取付け、該取
付け板を固定軸を中心に回動させて、駆動源によって回
転する駆動歯車に噛合または離脱させる歯車クラッチ機
構において、操作軸をスライド往復移動可能に設け、該操作軸に対し
て、第１のリンクを該操作軸と固定軸に回動自在に取付
けると共に、第２のリンクを該操作軸と前記取付け板に
回動自在に取付け、かつ上記取付け板に駆動歯車にブレ
ーキをかけるための突出部を設け、前記クラッチ歯車が駆動歯車から離脱した状態におい
て、前記２本のリンクの上記操作軸との連結軸において
形成する該操作軸方向の角度は１８０°未満とされ、前記クラッチ歯車が駆動歯車に噛合した状態において、
前記２本のリンクの上記操作軸との連結軸において形成
する該操作軸方向の角度が少なくとも１８０゜以上の角
度となるように構成され、上記２本のリンク及び取付け
板がトグル機構を構成し、該トグル機構の切換えにより
上記噛合又は離脱を行うようにしたことを特徴とする歯
車クラッチ機構。
【請求項２】前記操作軸をソレノイドのプランジャと
した請求項１記載の歯車クラッチ機構。