JP4275905B2 - Clutch device - Google Patents
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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、特に被動側から駆動側が逆駆動されることを防止するための一方向クラッチとして用いるの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、遊星ギアを用いた一方向クラッチが知られている(実開平5−22867号公報参照)。
【0003】
この形式のクラッチ装置は、図7に示すように、内歯リングギア22が形成されたアウタ部材12と、アウタ部材12と同軸上で回転自在に支持され且つ外周に複数(例えば3ヶ所)の凹所23が形成されたインナ部材11と、各凹所23に回転自在に受容され且つ内歯リングギア22にそれぞれが噛合する3つの遊星ギア13とを有しており、例えばアウタ部材12に右回りの駆動力が加わると、凹所23の開口に形成されたエッジ24に遊星ギア13の歯が食い込んでアウタ部材12の駆動力がインナ部材11に伝達され、インナ部材11に右回りの駆動力が加わると、エッジ24に対する遊星ギア13の食い込みが解除されてインナ部材11からアウタ部材12への駆動力伝達が断たれるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記形式のクラッチ装置は、3つの凹所の輪郭形状が互いに等しくされ、且つ円周を3等分する位置に設けられることが通例であった。また、内歯リングギアの歯数と凹所の数との関係にも格別な考慮が払われているわけではなかった。そのため、3個の遊星ギアを用いているにも関わらず、実際にエッジに歯が食い込むギアはその内の1つ(図7においては頂点に位置するもの)に過ぎなかった。
【0005】
つまり、従来の遊星ギア式クラッチ装置によると、クラッチ接続状態でのトルク伝達に寄与する遊星ギアは1つでしかないため、伝達トルク容量を増大するには遊星ギアの歯厚あるいは歯幅を大きくするしかなく、大型化せずに伝達トルク容量を増大することが困難であった。
【0006】
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、クラッチ装置を大型化せずに伝達トルク容量を増大させることが可能なように改良されたクラッチ装置を提供することにある。
【0007】
【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、本発明のクラッチ装置は、アウタ部材(12)に設けられた内歯リングギア(22)に噛合して転動する遊星ギア(13)を、インナ部材(11)に設けられた凹所(23)内に回転自在に受容し、且つ凹所に形成されたエッジ(24)に遊星ギアの歯の一部が係合するとアウタ部材とインナ部材とが一体回転し、エッジに対する遊星ギアの歯の一部の係合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)において、前記複数の凹所の各エッジは、同一円周上に等間隔に配置され、前記複数の遊星ギアは、各々、前記アウタ部材及び前記インナ部材に回転自在に支持された遊星ギアベース(16)に設けられた軸(15)に各々回転自在に設けられ、前記内歯リングギアの歯数を前記凹所の数の整数倍とされ、前記遊星ギアの歯の一部が前記エッジに係合する動作が、前記凹所と前記遊星ギアとの組の全てについて同時に行われるものである。
【0008】
このようにすれば、複数の遊星ギアに伝達トルクが分散されるので、1つ当たりの遊星ギアの負担を軽減することができる。
【0010】
【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。
【0011】
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。
【0012】
図2〜図4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。
【0013】
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。
【0014】
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等分する位置のそれぞれに設けられている。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(アウタ部材12の回転方向の前側)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Sに沿って切除されており、これにより、遊星ギア13の歯の1つが噛み込むエッジ24が3つの凹所23のそれぞれに形成されている。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
次に本発明装置の作動要領について説明する。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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における回転方向に対して後側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。
【0022】
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。
【0023】
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における回転方向に対して後側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。
【0024】
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。
【0025】
さて、1つ当たりの遊星ギア13の負担を軽減してクラッチ装置4の実質的な伝達トルク容量を増大するために、本発明においては、3つの遊星ギア13が対応するエッジ24に同時に食い込み得るようにした。具体的には、図5に示したように、3つの凹所23の各エッジ24を同一円周上に等間隔(A=B=C=120°)に配置し、且つ内歯リングギア22の歯数を、凹所23の数(3)の整数倍、例えば48枚とした。これにより、3つの遊星ギア13の回転角度が互いに同期するので、同一円周上に等間隔に配置された3つの凹所23の各エッジ24に3つの遊星ギア13の歯が同時に食い込むこととなる。
【0026】
この3つの凹所23の各エッジ24に3つの遊星ギア13の歯を同時に食い込ませる手法としては、図6に示したように、3つの遊星ギア13同士間の回転角度の違いに対応させ、3つの凹所23の各エッジ24の径方向位置を等しく(a=b=c)して周方向間隔を不等長(A≠B≠C)にしたり、あるいは3つの凹所23の各エッジ24の周方向間隔を等しく(A=B=C)して径方向位置を不等(a≠b≠c)にしたりすることでも良い。
【0027】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明によれば、複数の遊星ギアに伝達トルクが分散されるので、1つ当たりの遊星ギアの負担を軽減することができることから、遊星ギアの歯のサイズを大きくせずに伝達トルク容量を増大することができる。従って、本発明により、大型化を伴わずにクラッチ装置の伝達トルク容量を増大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
【図5】本発明の一実施例によるクラッチ接続状態を示す各部の関係説明図
【図6】本発明の別の実施例によるクラッチ接続状態を示す各部の関係説明図
【図7】従来のクラッチ接続状態を示す各部の関係説明図
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clutch device, and more particularly to a clutch device suitable for use as a one-way clutch for preventing a drive side from being driven reversely from a driven side.
[0002]
[Prior art]
In facsimile machines and copiers, a clutch device is provided between a driven gear to which a rotational torque of a motor is constantly applied and a paper feed roller in order to selectively rotate and stop the paper feed roller under predetermined conditions. It has been. A one-way clutch using a planetary gear is known as a clutch device for this purpose (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-22867).
[0003]
As shown in FIG. 7, this type of clutch device includes an
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The clutch device of the above type is usually provided at a position where the contour shapes of the three recesses are equal to each other and the circumference is equally divided into three. Also, no special consideration has been given to the relationship between the number of teeth of the internal ring gear and the number of recesses. Therefore, even though three planetary gears are used, only one of the gears (the one located at the apex in FIG. 7) whose teeth actually bite into the edge is present.
[0005]
In other words, according to the conventional planetary gear type clutch device, there is only one planetary gear that contributes to torque transmission in the clutch engaged state, so in order to increase the transmission torque capacity, the planetary gear tooth thickness or tooth width is increased. However, it is difficult to increase the transmission torque capacity without increasing the size.
[0006]
The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is to increase the transmission torque capacity without increasing the size of the clutch device. An object of the present invention is to provide an improved clutch device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the clutch device of the present invention is configured so that the planetary gear (13) that meshes with the internal ring gear (22) provided on the outer member (12) rolls to the inner member (11). The outer member and the inner member rotate together when a part of the teeth of the planetary gear engages with the edge (24) formed in the recess. In the clutch device (4) in which the outer member and the inner member rotate relative to each other when the engagement of a part of the teeth of the planetary gear with respect to the edge is released, each edge of the plurality of recesses includes: are arranged at equal intervals on the same circumference, said plurality of planet gears, each respectively, to the axis (15) provided in the outer member and rotatably supported planet gear base on said inner member (16) The internal tooth phosphorus The number of teeth of the gear is an integral multiple of the number of the recesses, and the operation of engaging a part of the teeth of the planetary gear with the edge is performed simultaneously for all the pairs of the recesses and the planetary gear. Is.
[0008]
In this way, since the transmission torque is distributed to the plurality of planetary gears, the burden on each planetary gear can be reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a part of a paper feed mechanism in a facsimile machine to which a clutch device according to the present invention is applied. The paper feed mechanism 1 includes a pinion 2 directly connected to a drive shaft (not shown) of a motor, a driven
[0012]
2 to 4 show a
[0013]
The
[0014]
On the outer peripheral portion of the
[0015]
As described above, the
[0016]
The
[0017]
Next, the operating procedure of the device of the present invention will be described.
[0018]
Normally, the driving force of the motor is applied to the driven
[0019]
On the other hand, when the
[0020]
When the
[0021]
Since the
[0022]
When the
[0023]
Here, since the
[0024]
As a result, torque transmission between the
[0025]
Now, in order to reduce the burden of one
[0026]
As a method of simultaneously biting the teeth of the three
[0027]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the transmission torque is distributed to a plurality of planetary gears, so that the burden on each planetary gear can be reduced. Therefore, the size of the planetary gear teeth is not increased. In addition, the transmission torque capacity can be increased. Therefore, according to the present invention, a great effect can be obtained in increasing the transmission torque capacity of the clutch device without increasing the size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a driving mechanism of a paper feed roller to which the present invention is applied. FIG. 2 is a top view of a clutch device according to the present invention with a solenoid lock mechanism installed. Fig. 4 is a longitudinal sectional view taken along line III-III in Fig. 4. Fig. 4 is a side view of the lower half of the clutch device according to the present invention cut along line IV-IV in Fig. 3. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the components indicating the clutch engagement state according to one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the components indicating the clutch connection state according to another embodiment of the present invention. Relationship diagram [Explanation of symbols]
1 Feeding mechanism 2
Claims (2)
前記複数の凹所の各エッジは、同一円周上に等間隔に配置され、
前記複数の遊星ギアは、各々、前記アウタ部材及び前記インナ部材に回転自在に支持された遊星ギアベースに設けられた軸に各々回転自在に設けられ、
前記内歯リングギアの歯数を前記凹所の数の整数倍とされ、
前記遊星ギアの歯の一部が前記エッジに係合する動作が、前記凹所と前記遊星ギアとの組の全てについて同時に行われることを特徴とするクラッチ装置。An outer member having an internal ring gear; an inner member rotatably supported on the same axis as the outer member and having a plurality of recesses on the outer periphery; and each of the plurality of recesses rotatably received and A plurality of planetary gears each meshing with the inner ring gear, and when a part of the teeth of the planetary gear engages with an edge formed in the opening of the recess with respect to the outer peripheral surface of the inner member, the outer gear The clutch device is configured such that the outer member and the inner member rotate relative to each other when the member and the inner member rotate together and the engagement of a part of the teeth of the planetary gear with respect to the edge is released. And
The edges of the plurality of recesses are arranged at equal intervals on the same circumference,
Said plurality of planet gears, each respectively rotatably provided on the shaft provided in the outer member and the planetary gear base which is rotatably supported by the inner member,
The number of teeth of the internal ring gear is an integral multiple of the number of recesses,
The clutch device is characterized in that an operation in which a part of the teeth of the planetary gear engages with the edge is simultaneously performed for all the sets of the recess and the planetary gear.
前記遊星ギアベースと前記クラッチ解除部材との間に設けられた捻りばねと、
前記クラッチ解除部材と選択的に係合して前記クラッチ解除部材の回転を阻止するソレノイド式ロック機構を有し、
前記捻りばねは、前記クラッチ解除部材の回転が前記ソレノイド式ロック機構によって阻止されることにより、前記遊星ギアベースに、前記遊星ギアの歯の一部が前記エッジとの係合より離間する方向の押圧力を作用させることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置。A clutch release member provided rotatably on the same axis as the planetary gear base;
A torsion spring provided between the planetary gear base and the clutch release member;
A solenoid-type lock mechanism that selectively engages with the clutch release member to prevent rotation of the clutch release member;
In the torsion spring, rotation of the clutch release member is blocked by the solenoid-type lock mechanism, whereby a part of the planetary gear teeth is separated from the edge by engagement with the planetary gear base. The clutch device according to claim 1, wherein a pressing force is applied.
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