JP3990131B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ装置に関し、特にファクシミリ装置やコピー機などの給紙ローラに対する伝達トルクの断続に適したクラッチ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ装置やコピー機にあっては、所定の条件で給紙ローラを選択的に回転、停止させるために、モータの回転トルクが常時与えられる被動ギアと給紙ローラとの間に、クラッチ装置が設けられている。このためのクラッチ装置として、駆動軸に一端を固定したコイルばねの他端部を被動軸に巻回し、駆動軸から被動軸へ向けてのトルクはコイルばねが被動軸に巻き付くことで伝達され、被動軸に逆転トルクが作用した場合には、コイルばねが緩んでトルク伝達が遮断されるように構成されたラップスプリング式一方向クラッチが知られている（特開平５−１５７１２８号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、この形式のクラッチ装置は、コイルばねが巻き付けられた軸線方向寸法で伝達トルク容量が決まるため、伝達可能トルクを大きくしようとすると、クラッチ全体の軸線方向寸法を増大せざるを得ないという問題がある。また、素線の断面形状が方形をなす特殊なコイルばねを使用している上に軸とコイルばねとの係合部に比較的高い精度が要求されるため、製造コストが嵩みがちである。
【０００４】
コンパクト化と製造コストの低廉化とを推進する上には、実開平５−２２８６７号公報に開示されているような、遊星ギアを用いた一方向クラッチを利用することが考えられるが、この形式のクラッチは、モータからの駆動トルクが常時加わった状態では遊星ギアの噛み込みが外れ難く、クラッチの切断時に遊星ギアに無理な力が加わるため、このままでは上記の用途には適していなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、コンパクト化と製造コストの低廉化との推進が可能であり、しかもトルク伝達の切断時の円滑さを損なうことがないように改良されたクラッチ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、内歯リングギア（２２）を有するアウタ部材（１２）と、アウタ部材と同軸上で回転自在に支持され且つ外周に凹所（２３）を有するインナ部材（１１）と、凹所に回転自在に受容され且つ内歯リングギアに噛合する遊星ギア（１３）とを有し、遊星ギアの歯の一部が凹所の一部に噛み込むとアウタ部材とインナ部材とが一体回転し、凹所の一部に対する遊星ギアの歯の一部の噛み込みが解除されるとアウタ部材とインナ部材とが相対回転するようにしてなるクラッチ装置（４）を、アウタ部材並びにインナ部材と同軸上で回転自在に支持され且つ遊星ギアを回転自在に支持した遊星ギアベース（１６）と、実質的に回動不能な部材に設けられたソレノイド（３２）の働きで出没するストッパ部材（３５）と、遊星ギアベースに回転自在に支持され且つ突出時のストッパ部材と係合可能な突起（突条２７）を有するクラッチ解除部材（１８）と、遊星ギアベースとクラッチ解除部材との間を弾発的に連動連結するばね部材（捻りばね１９）とを有するものとした。
【０００７】
このようにすれば、クラッチ解除部材が停止した瞬間にばね部材が撓むことで遊星ギアとインナ部材との係合力が緩むので、遊星ギア式クラッチ機構の切断動作を円滑化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明によるクラッチ装置が適用されるファクシミリ装置などにおける給紙機構の一部を模式的に示す斜視図である。この給紙機構１は、モータの駆動軸（図示せず）に直結されたピニオン２と、ピニオン２に噛合した被動ギア３と、被動ギア３にクラッチ装置４を介して連結された給紙ローラ５とからなっている。この給紙機構１においては、ファクシミリ装置の運転中はピニオン２が常時回転しており、被動ギア３から給紙ローラ５へのトルク伝達が、ソレノイド式ロック機構６の作用で作動するクラッチ装置４によって断続される。
【００１０】
図２〜図３は、本発明によるクラッチ装置４を示している。このクラッチ装置４は、例えばキー手段をもって給紙ローラ５の中心軸７に結合されるインナ部材１１と、インナ部材１１に回転自在に支持されたアウタ部材１２と、インナ部材１１とアウタ部材１２との間に設けられた遊星ギア１３と、その円板部１４に突設された軸１５上に遊星ギア１３を回転自在に支持した状態でインナ部材１１及びアウタ部材１２に回転自在に支持された遊星ギアベース１６と、遊星ギアベース１６の筒状軸部１７に軸方向移動不能に且つ回転自在に支持されたクラッチ解除部材１８と、遊星ギアベース１６とクラッチ解除部材１８との間を弾発力を伴って連動連結すべく遊星ギアベース１６の筒状軸部１７に巻装された捻りばね１９とからなっている。
【００１１】
アウタ部材１２には、ピニオン２に噛合する外歯リングギアをなす被動ギア３がその外周面に形成され、且つ遊星ギア１３が噛合する内歯リングギア２２がその内周面に形成されている。
【００１２】
インナ部材１１の外周部には、半径方向外向きに開放された概ね半円形の凹所２３が円周を３等分する位置に設けられている。これら３つの凹所２３には、遊星ギアベース１６に支持され、且つ内歯リングギア２２に噛合した状態の遊星ギア１３が受容されている。また各凹所２３の開口における円周方向についての一方は、インナ部材１１の外接円の接線に平行し、且つ遊星ギア１３の中心を通る面に沿って切除されており、これにより、遊星ギア１３の歯が噛み込むエッジ２４が３つの凹所２３のそれぞれに形成されている。
【００１３】
遊星ギアベース１６とクラッチ解除部材１８との互いに対向面には、それぞれ一条の半径方向突条２５・２６が設けられている。これらの突条２５・２６は、それぞれ捻りばね１９の各端１９ａ・１９ｂに対して円周方向の外側から係止している。
【００１４】
クラッチ装置４には、上記の通り、ソレノイド式ロック機構６が付設されている。このロック機構６は、実質的に回動不能なステー部材３１に固設されたソレノイド３２と、ソレノイドベース３３にその一端をヒンジ結合し、且つクラッチ解除部材１８にその他端を接する向きにコイルばね３４で弾発付勢されたストッパ部材３５とからなっている。
【００１５】
そしてクラッチ解除部材１８には、突出時のストッパ部材３５の他端と係合可能な半径方向突条２７が、円周方向の適宜な位置に設けられている。
【００１６】
次に本発明装置の作動要領について説明する。
【００１７】
通常は、モータ軸に直結されたピニオン２を介して外歯リングギアからなる被動ギア３、即ちアウタ部材１２にモータの駆動力が加わり、モータの運転中はアウタ部材１２は常に回転している。
【００１８】
他方、ソレノイド３２は所定の条件で電流が断続され、励磁すると、アーマチュアとしてのストッパ部材３５がソレノイド３２のコアに吸着されるので、クラッチ解除部材１８の突条２７からストッパ部材３５の他端が離れてクラッチ解除部材１８の回転が許容され（図２の実線の状態）、消磁すると、コイルばね３４の弾発力によってストッパ部材３５の他端がクラッチ解除部材１８の突条２７に係合し（図２の想像線の状態）、クラッチ解除部材１８の回転が阻止されるようになっている。
【００１９】
ソレノイド３２が励磁状態にあり、クラッチ解除部材１８の突条２７からストッパ部材３５が離れた状態では、捻りばね１９を介してクラッチ解除部材１８と連動連結された遊星ギアベース１６もクラッチ解除部材１８と共に自由である。この状態では、捻りばね１９には荷重が加わらないので、反力も発生しない。
【００２０】
アウタ部材１２には、図４における矢印Ａの方向、つまり右回転のトルクが常時作用しているので、内歯リングギア２１との噛み合いで遊星ギア１３が右回転すると、遊星ギア１３は凹所２３の側壁から離間して凹所２３の開口に設けられたエッジ２４に歯を食い込ませる。これにより、インナ部材１１とアウタ部材１２とが遊星ギア１３を介して一体的に結合し、モータの駆動力はインナ部材１１に結合された給紙ローラ５に伝達される。
【００２１】
ソレノイド３２を消磁すると、ストッパ部材３５の他端がクラッチ解除部材１８側に接近する。そしてストッパ部材３５の他端に突条２７が引っ掛かると、クラッチ解除部材１８が停止させられる。
【００２２】
ここでクラッチ解除部材１８と遊星ギアベース１６との間が捻りばね１９を介して弾性的に結合しているので、クラッチ解除部材１８が回転を停止すると、捻りばね１９が撓むことで凹所２３のエッジ２４に対する遊星ギア１３の歯の食い込み力が緩む。すると捻りばね１９の押圧力は、遊星ギア１３を凹所２３の側壁に近接させる向き、つまりエッジ２４から歯を離間させる向きに作用しているので、凹所２３のエッジ２４に対する遊星ギア１３の歯の食い込みが完全に外れる。
【００２３】
これにより、インナ部材１１とアウタ部材１２との間のトルク伝達が断たれ、アウタ部材１２が空転して給紙ローラ５は停止することとなる。
【００２４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、遊星ギアベースとクラッチ解除部材との間をばね手段を介して連動連結させ、クラッチ解除部材が停止した瞬間にばね部材が撓むことで遊星ギアとインナ部材との係合力を緩めるものとしたので、遊星ギア式クラッチ機構の切断動作を円滑化することができる。従って本発明により、給紙機構に設けられるクラッチ装置において、トルク伝達の切断時の円滑さを損なうことなくコンパクト化と製造コストの低廉化とを推進する上に多大な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される給紙ローラの駆動機構の概略斜視図
【図２】本発明によるクラッチ装置のソレノイド式ロック機構を装着した状態の上面図
【図３】本発明によるクラッチ装置の図４中のIII−III線に沿う縦断面図
【図４】本発明によるクラッチ装置の下半分を図３中のIV−IV線に沿って切除して示す側面図
【符号の説明】
１ 給紙機構
２ ピニオン
３ 被動ギア
４ クラッチ装置
５ 給紙ローラ
６ ソレノイド式ロック機構
７ 中心軸
１１ インナ部材
１２ アウタ部材
１３ 遊星ギア
１４ 円板部
１５ 軸
１６ 遊星ギアベース
１７ 筒状軸部
１８ クラッチ解除部材
１９ 捻りばね
２２ 内歯リングギア
２３ 凹所
２４ エッジ
２５〜２７ 突条
３１ ステー部材
３２ ソレノイド
３３ ソレノイドベース
３４ コイルばね
３５ ストッパ部材

Claims (1)

1. 内歯リングギアを有するアウタ部材と、該アウタ部材と同軸上で回転自在に支持され且つ外周に凹所を有するインナ部材と、前記凹所に回転自在に受容され且つ前記内歯リングギアに噛合する遊星ギアとを有し、前記遊星ギアの歯の一部が前記凹所の一部に噛み込むと前記アウタ部材と前記インナ部材とが一体回転し、前記凹所の一部に対する前記遊星ギアの歯の一部の噛み込みが解除されると前記アウタ部材と前記インナ部材とが相対回転するようにしてなるクラッチ装置であって、
   前記アウタ部材並びに前記インナ部材と同軸上で回転自在に支持され且つ前記遊星ギアを回転自在に支持した遊星ギアベースと、
   実質的に回動不能な部材に設けられたソレノイドの働きで出没するストッパ部材と、
   前記遊星ギアベースに回転自在に支持され且つ突出時の前記ストッパ部材と係合可能な突起を有するクラッチ解除部材と、
   前記遊星ギアベースと前記クラッチ解除部材との間を弾発的に連動連結するばね部材とを有することを特徴とするクラッチ装置。

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