JP7220636B2

JP7220636B2 - クラッチ

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Publication number: JP7220636B2
Application number: JP2019139571A
Authority: JP
Inventors: 勉久保
Original assignee: SINFONIA MICROTEC CO., LTD.
Current assignee: SINFONIA MICROTEC CO., LTD.
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2023-02-10
Anticipated expiration: 2039-07-30
Also published as: JP2021021461A

Description

本発明は、駆動源からの駆動回転力を入力部から出力部へ断続的に伝達するためのクラッチに関する。

上記クラッチとしては、引用文献１の摩擦式のクラッチや引用文献２のバネの付勢力を用いた電磁バネクラッチが知られている。

引用文献１では、コイルに電力を供給することによって、アーマチュアがリング体の弾性力に抗してロータに吸着されてアーマチュアがロータに当接する。これにより、ロータがアーマチュアと共回りしてクラッチが入の状態になる。この構成では、ロータとアーマチュアとが適切に当接するように両者に形成された当接面の研磨加工、研磨後の洗浄工程、当接面の平滑性を高めるためのトルクアップ工程等の加工工程が多く必要であり、コスト面において不利になるという不都合がある。また、ロータ及びアーマチュアを鋼板で構成しているため、錆びが発生するという問題があり、早期改善が望まれている。

引用文献２も、引用文献１と同様に、コイルに電力を供給すると、バネの付勢力に抗してアーマチュアがロータの方向に移動することによって、アーマチュアがロータに当接する。これにより、ロータがアーマチュアと共回りしてクラッチが入の状態になる。この構成は、引用文献１と同様であるため、引用文献１と同様の不都合が発生する。

上記２つの構成とは別の構成のクラッチが提案されている。このクラッチは、ソレノイドとソレノイドとは別の場所に取り付けたクラッチ部とを連動させたクラッチ機構から構成されている（引用文献３参照）。この場合、別の場所に２部品を取り付けるため、取り付けスペースが大きくなることや、取り付け工程数が多くなるだけでなく、ソレノイドとクラッチ部の取り付け時に隙間調整等の調整箇所が必要になり、コスト面において不利になるという不都合があり、改善の余地があった。

特開２０００－３４６０９４号公報特開平７－２０８４９７号公報特開２０１９－４４９３１号公報

そこで本発明は、錆びの発生がなく、しかもコスト面及び取り付けスペースにおいて有利となるクラッチを提供することを課題とする。

本発明のクラッチは、駆動源からの駆動回転力が入力される回転可能な入力部と、前記入力部と同軸上に回転する回転可能な出力部と、前記入力部及び前記出力部と同軸上を軸方向に移動するプランジャーと、前記プランジャーと同軸上に配置され該プランジャーを作動させるコイルと、を備え、前記プランジャーは、係合部を備え、前記入力部は、前記プランジャーの係合部が係合して該入力部の回転を阻止する被係合部を備え、前記プランジャーの非作動時に前記係合部が前記被係合部に係合するように該プランジャーを移動付勢するための付勢手段を備え、前記プランジャーを作動させることにより前記係合を解除することで前記駆動源からの駆動回転力が前記入力部から前記出力部へ伝達されるように構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、コイルに通電しない時には、プランジャーが非作動状態となり、付勢手段によりプランジャーの係合部が入力部の被係合部に係合する。この係合により入力部の回転が阻止され、駆動源からの駆動回転力が入力部から出力部へ伝達されない。コイルに通電した時には、プランジャーが作動状態となり、付勢手段による付勢力に抗してプランジャーが被係合部から離れる側へ移動して前記係合が解除される。この係合解除により駆動源からの駆動回転力が入力部から出力部へ伝達される。また、出力部が入力部と同軸上に設けられ、プランジャーが入力部及び出力部と同軸上を軸方向に移動するように設けられ、コイルがプランジャーと同軸上に配置されているので、取り付けスペースを小さく抑えることができる。また、構成部品を同軸上に組み付けるので、構成部品同士の隙間調整等の調整箇所も不要になる。また、動力伝達を係合及び係合解除で行うので、当接面が不要となる。このため、当接面の研磨加工、研磨後の洗浄工程、トルクアップ工程等の加工工程が全く不要になるだけでなく、当接面に錆が発生することもない。

また、本発明のクラッチは、前記駆動源が駆動ギアからなり、前記入力部は、同軸上に回転可能で、かつ、前記駆動ギアと噛み合って回転状態となる有歯部及び該有歯部から離脱して該駆動ギアと噛み合わず停止状態となる欠歯部を有する２枚の欠歯ギアを備え、一方の第１欠歯ギアが、前記出力部に連結されるギアであり、他方の第２欠歯ギアが、前記プランジャーの係合部が係合する前記被係合部を備え、前記プランジャーの作動時に前記第２欠歯ギアを所定量回転させて前記駆動ギアに該第２欠歯ギアの有歯部を噛合わせるためのバネを備え、前記第２欠歯ギアを所定量回転させることにより前記第１欠歯ギアに備える被係合部に係合して該第１欠歯ギアを回転させるギア係合部を該第２欠歯ギアに備えていてもよい。

上記構成によれば、第２欠歯ギアの被係合部とプランジャーの係合部とが係合している状態では、第２欠歯ギアの回転が阻止される。これにより２枚の欠歯ギアの欠歯部に駆動ギアが一致した状態が保たれるため、駆動源からの駆動回転力が第２欠歯ギアを介して第１欠歯ギアに伝達されないため、出力部へ伝達されない。プランジャーの作動時には、第２欠歯ギアの被係合部からプランジャーの係合部が係合解除されることによって、バネが第２欠歯ギアを回転させて、第２欠歯ギアの有歯部を駆動ギアに噛合わせることができる。この噛み合いにより第２欠歯ギアが所定量回転すると、第１欠歯ギアに備える被係合部に第２欠歯ギアに備えるギア係合部が係合する。この係合により第２欠歯ギアの回転に伴って第１欠歯ギアが回転して第１欠歯ギアの有歯部を駆動ギアに噛合わせて、第１欠歯ギアの回転が出力部に伝達される。

本発明によれば、構成部品を同軸上に配置し、動力伝達を係合により行う構成とすることによって、錆びの発生がなく、しかもコスト面及び取り付けスペースにおいて有利となるクラッチを提供することができる。

本発明の第１実施形態を示すクラッチの斜視図である。同クラッチの斜視図であり、第１欠歯ギアを所定回転させて第２欠歯ギアを回転させる直前の状態を示している。同クラッチの縦断側面図である。同クラッチの分解斜視図である。（ａ）は第１欠歯ギアの背面図、（ｂ）は第２欠歯ギアの正面図である。（ａ）は第２欠歯ギアの背面図、（ｂ）はプランジャーの正面図である。本発明の第２実施形態を示すクラッチの斜視図である。同クラッチの縦断側面図である。同クラッチの分解斜視図である。同クラッチを構成する入力ギアを取り外した状態の斜視図である。同クラッチを構成する入力ギア及び入力リングを取り外した状態の斜視図である。図１１のクラッチ部を縦に切断した断面図である。同クラッチを構成するプランジャーの係合部とピンガイドの被係合部とが係合している状態を示す斜視図である。同クラッチを構成するピンガイドを回転させるためのバネの取付部を示す斜視図である。ロックピンがフリー状態になっている同クラッチの縦断面図である。図１５からピンガイドが回転してロックピンが入力リングと出力シャフトとを一体回転させる状態に切り替わった同クラッチの縦断面図である。

本発明につき、一実施形態を取り上げて、図面とともに以下説明を行う。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態のクラッチ１は、図１～図４に示すように、駆動源である駆動ギア２からの駆動回転力が入力される回転可能な入力部３と、入力部３と同軸上に回転する回転可能な出力部４と、入力部３及び出力部４と同軸上を軸方向に移動するプランジャー５と、プランジャー５と同軸上に配置されプランジャー５を作動させるコイル６と、プランジャー５の非作動時に後述する係合部５３Ｂが後述する被係合部３２ｃ（図６（ａ）参照）に係合するようにプランジャー５を移動付勢するための付勢手段７と、を備え、プランジャー５を作動させることにより前記係合を解除することで駆動ギア２からの駆動回転力が入力部３から出力部４へ伝達されるように構成されている。このクラッチ１は、例えば、複写機の給紙機構等に適用される。

入力部３は、図１及び図４に示すように、同軸上に回転可能で、かつ、駆動ギア２と噛み合って回転状態となる有歯部，３２Ａ（歯部が連続形成されている部分）及び有歯部３１Ａ，３２Ａから離脱して駆動ギア２と噛み合わず停止状態となる欠歯部３１Ｂ，３２Ｂ（歯部が形成されていない部分）を有する２枚の欠歯ギア３１，３２から構成されている。そして、２枚の欠歯ギア３１，３２は、同一の外径寸法を有している。また、２枚の欠歯ギア３１，３２の欠歯部３１Ｂ，３２Ｂに駆動ギア２が一致した状態（入り込んだ状態）において、駆動ギア２からの駆動回転力が伝達されないように構成されている（図１参照）。また、２枚の欠歯ギア３１，３２の有歯部３１Ａ，３２Ａが形成されている範囲及び欠歯部３１Ｂ，３２Ｂが形成されている範囲は、いずれも同一範囲に構成されている。

出力部４は、角筒状の部材からなり、出力部４の一端部が欠歯ギア３１，３２のうちの一方の第１欠歯ギア３１に一体回転可能に連結されており、第１欠歯ギア３１が回転することにより、第１欠歯ギア３１の有歯部３１Ａが駆動ギア２に噛み合うことで出力部４が回転するように構成されている。図６（ａ），（ｂ）に示すように、他方の第２欠歯ギア３２が、被係合部としての凸部３２ｃを備え、この凸部３２ｃがプランジャー５に備えた後述の係合部５３Ｂに周方向で当接して係合することで第２欠歯ギア３２の回転が阻止される。また、プランジャー５の作動時に前記係合が解除されることで自由状態になった第２欠歯ギア３２を所定量回転させて駆動ギア２に第２欠歯ギア３２の有歯部３２Ａを噛合わせるためのねじりコイルバネ８を備えている。このねじりコイルバネ８により第２欠歯ギア３２を所定量回転させたときに、第１欠歯ギア３１に備える被係合部３１１に周方向で当接して係合することで第１欠歯ギア３１を回転させるギア係合部３２１を第２欠歯ギア３２に備えている（図５（ａ），（ｂ）参照）。ねじりコイルバネ８は、一端が第１欠歯ギア３１に取り付けられ、他端が第２欠歯ギア３２に取り付けられている。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、第１欠歯ギア３１の被係合部３１１は、周方向に等間隔を置いて軸方向に突出する４つの略扇型の第１突起部３１１Ａ，３１１Ｂ，３１１Ｃ，３１１Ｄから構成されている。これに対して第２欠歯ギア３２のギア係合部３２１は、径方向で対向するように周方向の２箇所に軸方向に突出する２つの略矩形状の第２突出部３２１Ａ，３２１Ｂから構成されている。前記周方向で隣り合う第１突起部３１１Ａ，３１１Ｂ、３１１Ｂ，３１１Ｃ、３１１Ｃ，３１１Ｄ、３１１Ｄ，３１１Ａ間に発生する４つのスペースＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のうちの径方向で対向する２つのスペースＳ１，Ｓ３に第２突起部３２１Ａ，３２１Ｂを配置する。つまり、第２欠歯ギア３２の回転により、第１突起部３１１Ａに第２突起部３２１Ａが周方向で当接し、かつ、第１突起部３１１Ｃに第２突起部３２１Ｂが周方向で当接するように、第２突起部３２１Ａ，３２１Ｂを配置する。そして、第２欠歯ギア３２を、ねじりコイルバネ８により所定量回転させることにより、第２欠歯ギア３２の第２突出部３２１Ａ，３２１Ｂが第１突起部３１１Ｂ，３１１Ｄに周方向で係合（当接）し（図５（ａ）に２点鎖線参照）、さらに第２欠歯ギア３２が回転することで、第２欠歯ギア３２の回転力を受けて第１欠歯ギア３１が供回りするように構成されている。なお、第２欠歯ギア３２の第２突出部３２１Ａ，３２１Ｂが第１突起部３１１Ｂ，３１１Ｄに係合（当接）するタイミングは、２枚の欠歯ギア３１，３２の欠歯部３１Ｂ，３２Ｂの形成範囲等に応じて変更することになる。

図３及び図４に示すように、第１欠歯ギア３１は、外周面に有歯部３１Ａと欠歯部３１Ｂとが形成されたギア部の径方向中心部に出力部４に外嵌するように形成された円筒部３１ａと、円筒部３１ａの第２欠歯ギア３２端からプランジャー５側へ延びる軸構成部材３１ｂと、を備えている。軸構成部材３１ｂの第１欠歯ギア３１から離間する軸方向先端部には、後述するフィールド１１のカバー部１１Ｂが先端側から抜けてしまうことを阻止するべく周方向の４か所に係止部３１Ｈが形成されている。周方向で隣り合う係止部３１Ｈ，３１Ｈ間には、軸方向に沿うようにＵの字状の切欠き３１Ｋが形成されており、外力を加えることで４つの係止部３１Ｈを径方向内側に弾性変形させてプランジャー５、後述するフィールド１１のカバー部１１Ｂを軸構成部材３１ｂに外装することができるようにしている。

第２欠歯ギア３２は、外周面に有歯部３２Ａと欠歯部３２Ｂとが形成されたギア部の径方向中心部に第１欠歯ギア３１の円筒部３１ａに外嵌されて回転可能に支持するボス部３２ａと、を備えている。このように第１欠歯ギア３１の円筒部３１ａに第２欠歯ギア３２のボス部３２ａを径方向で重ね合わせることによって、軸方向でのコンパクト化を図っている。また、ボス部３２ａの周方向２箇所に、軸方向に突出する一対の係止爪３２ｂ，３２ｂ（図１、図４参照）を備えている。これら係止爪３２ｂ，３２ｂを、第１欠歯ギア３１に形成の円弧状の長孔３１Ｌ，３１Ｌに挿通させて第１欠歯ギア３１の一側面に係止させることで、第１欠歯ギア３１に対する軸方向での第２欠歯ギア３２の位置決めを行うことができる。

プランジャー５は、円筒状の本体部５１と、本体部５１の一端（第２欠歯ギア３２側端）に一体形成されるフランジ部５２と、を備え、フランジ部５２の第２欠歯ギア３２側の端面５２Ａに突出部５３を備えている。この突出部５３は、中心部に円環状の第１突出部５３Ａと、第１突出部５３Ａの周方向１箇所に径方向外側に扇形状に延びる第２突出部５３Ｂと、を備え、この第２突出部５３Ｂが、第２欠歯ギア３２のプランジャー５側の端面３２Ｃに形成された円弧状の凸部３２ｃに周方向で当接して係合する係合部を構成している。この第２突出部５３Ｂが凸部３２ｃに係合（当接）することによって、第２欠歯ギア３２の回転が阻止され、駆動ギア２からの駆動回転力が第２欠歯ギア３２、第１欠歯ギア３１を通して出力部４へ伝達されないように構成されている。前記凸部３２ｃは、第２欠歯ギア３２の回転方向下流側ほど突出量が小さくなるテーパー面を形成している。このテーパー面を形成しているのは、プランジャー５を作動させて前記係合を解除した後、直ちにプランジャー５を被作動状態にした時に、第２突出部５３Ｂが凸部３２ｃに乗り上げた状態となり、この状態から第２突出部５３Ｂが凸部３２ｃのテーパー面に案内されて第２欠歯ギア３２のプランジャー５側の端面３２Ｃに段差の少ない状態で着地することで、第２突出部５３Ｂが端面３２Ｃに着地した時に大きな当接音がしないようにしている。

また、プランジャー５の非作動時に係合部である第２突出部５２Ｂが被係合部である凸部３２ｃに係合するようにプランジャー５を移動付勢するための付勢手段７として渦巻きバネを用いている。この付勢手段（渦巻きバネ）７は、図３に示すように、プランジャー５のフランジ部５２とボビン１０との間に配置されている。したがって、プランジャー５を作動させることにより付勢手段７による付勢力に抗して前記係合を解除することで駆動ギア２の駆動回転力が、第２欠歯ギア３２、第１欠歯ギア３１を通して出力部４へ伝達されるように構成されている。前記渦巻きバネを用いることによって、プランジャー５を作動させて渦巻きバネを短縮状態にした時に線材１本分の太さになるので、コイルバネのように線材が重なるものに比べて軸方向のスペースを小さくすることができ、クラッチの軸方向の寸法を短くでき、好ましいが、コイルバネであってもよい。

コイル６は、径方向外側が開放されたボビン１０に巻回されており、コイル６が巻かれたボビン１０をフィールド（ケーシング）１１で覆っている。フィールド１１は、軸方向一端が開口され、ボビン１０を収容するためのフィールド本体１１Ａと、フィールド本体１１Ａの開口を閉じるカバー部１１Ｂと、を備えている。ボビン１０は、プランジャー５の径方向外側に配置されている。図３、図４に示す１２は、端子カバーである。

このように構成されたクラッチ１の動作について説明する。プランジャー５の非作動時では、付勢手段７の反発力により第２欠歯ギア３２の被係合部３２ｃとプランジャー５の係合部５３Ｂとが周方向で当接して係合する。この状態では、第２欠歯ギア３２の回転が阻止されるため、２枚の欠歯ギア３１，３２の欠歯部３１Ｂ，３２Ｂに駆動ギア２が一致した状態が保たれる（図１参照）。したがって、駆動ギア２が空回りするだけで、駆動ギア２からの駆動回転力が、第２欠歯ギア３２を介して第１欠歯ギア３１に伝達されないため、出力部４へ伝達されない。図示していない制御部からの信号によりコイル６に電力を供給すると、プランジャー５が磁力による吸引力を受けて図３の状態からコイル６側に移動してプランジャー５の係合部５３Ｂが第２欠歯ギア３２の被係合部３２ｃから係合解除する。これによりフリーになった第２欠歯ギア３２がねじりコイルバネ８のねじり力により所定量回転する。これにより図２に示すように第２欠歯ギア３２の有歯部３２Ａが駆動ギア２に噛み合うことで第２欠歯ギア３２が駆動ギア２の回転力を受けて供回りする。第２欠歯ギア３２の有歯部３２Ａが駆動ギア２に噛み合うと同時に、第１欠歯ギア３１の被係合部３１１に第２欠歯ギア３２のギア係合部３２１が周方向で当接して係合することで、第２欠歯ギア３２から少し遅れて第１欠歯ギア３１の回転が開始する。図２は、第１欠歯ギア３１の被係合部３１１に第２欠歯ギア３２のギア係合部３２１が周方向で当接（係合）して第２欠歯ギア３２が回転する直前の状態を示している。プランジャー５を作動させて係合を解除した後は、直ちに非作動状態に戻すことになる。第１欠歯ギア３１が一回転すると、第１欠歯ギア３１の欠歯部３１Ｂが駆動ギア２に一致する位置となると同時にプランジャー５の係合部５３Ｂが第２欠歯ギア３２の被係合部３２ｃに周方向で当接して係合することで第２欠歯ギア３２の欠歯部３２Ｂに駆動ギア２が一致した状態が保たれる。続いて、遅れて第２欠歯ギア３２が一回転すると、第２欠歯ギア３２の欠歯部３２Ｂが駆動ギア２に一致する位置となり、第２欠歯ギア３２の回転が停止する。図示していない制御部からの信号が出力される度に、前記した動作を繰り返す。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態のクラッチ１３は、図７～図９に示すように、駆動源である駆動ギア２からの駆動回転力が入力される回転可能な入力部１４と、入力部１４と同軸上に回転する回転可能な出力部１５と、入力部１４及び出力部１５と同軸上を軸方向に移動するプランジャー１６と、プランジャー１６と同軸上に配置されプランジャー１６を作動させるコイル１７と、プランジャー１６の非作動時に後述する係合部１６Ａが後述する被係合部２２Ａに係合するようにプランジャー１６を移動付勢するための付勢手段１８と、を備え、プランジャー１６を作動させることにより係合を解除することで駆動ギア２からの駆動回転力が入力部１４から出力部１５へ伝達されるように構成されている。

入力部１４は、駆動ギア２に常時噛み合って駆動回転される入力ギア１４Ａと、入力ギア１４Ａに内嵌される円環状の入力リング１４Ｂと、を備えている。図１５に示すように、入力ギア１４Ａの内周面の周方向複数個所（図では３か所）に内側に突出する突出部１４ａを備え、これら突出部１４ａに係合する凹部１４ｂが突出部１４ａに対応するように入力リング１４Ｂの外周面に備えている。したがって、入力ギア１４Ａが回転すると、入力リング１４Ｂが一体回転するように構成されている。なお、入力ギア１４Ａは、プランジャー１６側へ延びてプランジャー１６の一部を覆うカバー部１４Ｋを備えている。このカバー部１４Ｋを備えることにより、プランジャー１６の一部を覆うためのカバー部材を用意する必要がない。

入力部１４と出力部１５との間には、入力部１４からの駆動回転力を出力部１５に伝達する状態と伝達しない状態とに切り替える断続部を備えている。断続部は、図８、図９、図１１、図１２及び図１５に示すように、複数（ここでは３つであるが、１つ又は２つ又は４つ以上の任意の個数）の円柱状のロックピン１９と、これらロックピン１９を保持するピンガイド２０と、ピンガイド２０に備える被係合部２２Ａと、プランジャー１６に設けられ被係合部２２Ａに係合する係合部１６Ａと、プランジャー１６の非作動時にプランジャー１６の係合部１６Ａをピンガイド２０の被係合部２２Ａに係合するようにプランジャー１６を移動付勢する前記付勢手段１８と、プランジャー１６を作動させてプランジャー１６の係合部１６Ａとピンガイド２０の被係合部２２Ａとの係合が解除された時にピンガイド２０を所定量回転させるための捩じりコイルバネからなるピンガイドバネ２１と、を備えている。ピンガイドバネ２１は、一端がピンガイド２０に取り付けられ、他端が出力部１５に取り付けられている。

出力部１５は、軸方向一端側から他端側に長い筒状に構成され、軸方向一端から、入力ギア１４Ａを回転自在に支持するために形成された支持部１５Ａ、入力部１４からの駆動回転力を伝達可能な断面形状が６角形状の動力伝達部１５Ｂ、プランジャー１６、後述するフィールド２５のカバー部２５Ｂが嵌合支持する円筒状の軸方向に長い軸構成部材１５Ｃ、を軸方向他端に向かって一体形成している。支持部１５Ａは、軸方向一端に周方向に間隔を置いて３か所のそれぞれに入力ギア１４Ａが抜けないように入力ギア１４Ａを係止保持する係止爪１５ａを備えるとともに、軸方向他端に入力ギア１４Ａの他端側への移動を阻止するためのフランジ部１５Ｆを備えている。軸構成部材１５Ｃの軸方向他端には、後述するフィールド２５のカバー部２５Ｂが他端側から抜けてしまうことを阻止するべく周方向の４か所に係止部１５Ｋが形成されている（図１３、図１４参照）。周方向で隣り合う係止部１５Ｋ，１５Ｋ間には、軸方向に沿うようにＵの字状の切欠き１５Ｕが形成されており、４つの係止部１５Ｋを径方向内側に弾性変形させてプランジャー１６、後述するフィールド２５のカバー部２５Ｂを軸構成部材１５Ｃに装着することができるようにしている。

ピンガイド２０は、プランジャー１６の係合部１６Ａに軸方向で係合するようにプランジャー１６側に突出する被係合部２２Ａを備えた円環状のピンガイド本体２２と、ピンガイド本体２２の周方向に間隔を開けて軸方向に突出する円弧状の複数（図では９つ）の突起部２３と、を備えている、これら突起部２３は、径方向の厚みが厚い第１突起部２３Ａと、厚みの薄い第２突起部２３Ｂと、を備えている。第１突起部２３Ａは、周方向の３か所に周方向で隣り合うように２つずつ配置され、２つの第１突起部２３Ａ，２３Ａの対向面のそれぞれにロックピン１９を保持する円弧面２３ａが形成されている。被係合部２２Ａは、ピンガイド本体２２の外周縁の一箇所に備えた円弧状の突起から構成されている。

コイル１７は、径方向外側が開放されたボビン２４に巻回されており、コイル１７が巻かれたボビン２４をフィールド（ケーシング）２５で覆っている。フィールド２５は、軸方向一端が開口され、ボビン２４を収容するためのフィールド本体２５Ａと、フィールド本体２５Ａの開口を閉じるカバー部２５Ｂと、を備えている。ボビン２４は、プランジャー１６の径方向外側に配置されている。図８、図９に示す２６は、端子カバーである。

プランジャー１６は、図６（ｂ）と同様に、円筒状の本体部１６ａと、本体部１６ａの一端（入力ギア１４Ａ側端）に一体形成されるフランジ部１６ｂと、を備えている。フランジ部１６ｂのピンガイド２０側の端面１６Ｈに突出部を備えている。この突出部は、中心部に円環状の第１突出部２７Ａと、第１突出部２７Ａの周方向１箇所に径方向外側に扇形状に延びる第２突出部２７Ｂと、を備え、この第２突出部２７Ｂが、ピンガイド２０の被係合部２２Ａに係合する係合部１６Ａ（図１０～図１４参照）を構成している。この第２突出部２７Ｂが被係合部２２Ａに係合することによって、ピンガイド２０の回転が阻止されて、駆動ギア２からの駆動回転力が出力部１５へ伝達されないように構成されている。

付勢手段１８は、プランジャー１６のフランジ部１６ｂとボビン２４との間に配置された渦巻きバネから構成されている。このように渦巻きバネを用いることによって、プランジャー１６を作動させて渦巻きバネを短縮状態にした時に線材１本分の太さになるので、コイルバネのように線材が重なるものに比べて軸方向のスペースを小さくすることができ、クラッチの軸方向の寸法を短くでき、好ましいが、コイルバネであってもよい。

このように構成されたクラッチ１３の動作について説明する。プランジャー１６の非作動時では、付勢手段１８の反発力によりプランジャー１６の係合部１６Ａとピンガイド２０の被係合部２２Ａとが係合し（図１３参照）、ピンガイド２０の回転が阻止される。この状態では、入力ギア１４Ａと入力リング１４Ｂが空回りするだけで、駆動ギア２からの駆動回転力が、入力リング１４Ｂ、ピンガイド２０を介して出力部１５に伝達されない。図示していない制御部からの信号によりコイル１７に電力が供給されると、プランジャー１６が磁力による吸引力を受けて図８の状態からコイル側に移動してプランジャー１６の係合部１６Ａがピンガイド２０の被係合部２２Ａから係合解除される。これによりフリーになったピンガイド２０が図１５の位置からねじりコイルバネ２１により図１６の位置になるまで所定量回転（図１５では反時計回りに所定量回転）する。すると、３つのロックピン１９が６角形状の動力伝達部１５Ｂの周方向で隣り合う角部間の中央部の最も隙間の大きな位置から隙間が小さくなる角部に向かって移動する。この移動により３つのロックピン１９が動力伝達部１５Ｂと入力リング１４Ｂとの間に挟まれた状態となり、入力ギア１４Ａの駆動回転力がロックピン１９を介して動力伝達部１５Ｂに伝達される。これにより、出力部１５が入力ギア１４Ａと一緒に回転する。プランジャー１６は、作動させて係合を解除した後は、非作動状態に戻すことになる。そして、入力ギア１４Ａが一回転すると、プランジャー１６の係合部１６Ａがピンガイド２０の被係合部２２Ａに係合して、ピンガイド２０の回転が阻止されると同時に３つのロックピン１９が６角形状の動力伝達部１５Ｂの周方向で隣り合う角部間の中央部の最も大きな隙間に位置する。これにより、入力ギア１４Ａの駆動回転力がロックピン１９を介して動力伝達部１５Ｂに伝達されない状態が保たれる。図示していない制御部からの信号が出力される度に、前記した動作を繰り返す。尚、図１５においてピンガイド２０をねじりコイルバネ２１により反時計回りに回転させるように構成したが、ねじりコイルバネ２１の付勢方向を反対方向になるように構成することによって、図１５において時計回りに所定量回転させるようにしてもよい。

以上、２つの実施形態のクラッチ１，１３は、出力部４，１５が入力部３，１４と同軸上に設けられ、プランジャー５，１６が入力部３，１４及び出力部４，１５と同軸上を軸方向に移動するように設けられ、コイル６がプランジャー５，１６と同軸上に配置されているので、取り付けスペースを小さく抑えることができる。また、構成部品を同軸上に組み付けるので、構成部品同士の隙間調整等の調整箇所も不要になる。また、動力伝達を係合及び係合解除で行うので、当接面が不要となる。このため、当接面の研磨加工、研磨後の洗浄工程、トルクアップ工程等の加工工程が全く不要になるだけでなく、当接面に錆が発生することもない。

以上、本発明につき２つの実施形態を取り上げて説明してきたが、本発明は、前記２つの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１…クラッチ、２…駆動ギア、３…入力部、４…出力部、５…プランジャー、６…コイル、７…付勢手段、８…ねじりコイルバネ、１０…ボビン、１１…フィールド（ケーシング）、１１Ａ…フィールド本体、１１Ｂ…カバー部、１２…端子カバー、１３…クラッチ、１４…入力部、１４Ａ…入力ギア、１４Ｂ…入力リング、１４Ｋ…カバー部、１４ａ…突出部、１４ｂ…凹部、１５…出力部、１５Ａ…支持部、１５Ｂ…動力伝達部、１５Ｃ…軸構成部材、１５Ｆ…フランジ部、１５Ｋ…係止部、１５Ｕ…切欠き、１５ａ…係止爪、１６…プランジャー、１６Ａ…係合部、１６Ｈ…端面、１６ａ…本体部、１６ｂ…フランジ部、１７…コイル、１８…付勢手段、１９…ロックピン、２０…ピンガイド、２１…ピンガイドバネ（ねじりコイルバネ）、２２…ピンガイド本体、２２Ａ…被係合部、２３…突起部、２３ａ…円弧面、２４…ボビン、２５…フィールド（ケーシング）、２５Ａ…フィールド本体、２５Ｂ…カバー部、３１，３２…欠歯ギア、３１Ａ，３２Ａ…有歯部、３１Ｂ，３２Ｂ…欠歯部、３１Ｈ…係止部、３１Ｌ…長孔、３１Ｋ…切欠き、３１ａ…円筒部、３１ｂ…軸構成部材、３２Ｃ…端面、３２ａ…ボス部、３２ｂ…係止爪、３２ｃ…凸部（被係合部）、５１…本体部、５２…フランジ部、５２Ａ…端面、５２Ｂ…係合部、５３…突出部、５３Ａ…第１突出部、５３Ｂ…第２突出部、３１１…被係合部、３２１…ギア係合部、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…スペース

Claims

駆動源からの駆動回転力が入力される回転可能な入力部と、
前記入力部と同軸上に回転する回転可能な出力部と、
前記入力部及び前記出力部と同軸上を軸方向に移動するプランジャーと、
前記プランジャーと同軸上に配置され該プランジャーを作動させるコイルと、を備え、
前記プランジャーは、係合部を備え、
前記入力部は、前記プランジャーの係合部が係合して該入力部の回転を阻止する被係合部を備え、
前記プランジャーの非作動時に前記係合部が前記被係合部に係合するように該プランジャーを移動付勢するための付勢手段を備え、
前記プランジャーを作動させることにより前記係合を解除することで前記駆動源からの駆動回転力が前記入力部から前記出力部へ伝達されるように構成され、
前記駆動源が駆動ギアからなり、前記入力部は、同軸上に回転可能で、かつ、前記駆動ギアと噛み合って回転状態となる有歯部及び該有歯部から離脱して該駆動ギアと噛み合わず停止状態となる欠歯部を有する２枚の欠歯ギアを備え、一方の第１欠歯ギアが、前記出力部に連結されるギアであり、他方の第２欠歯ギアが、前記プランジャーの係合部が係合する前記被係合部を備え、前記プランジャーの作動時に前記第２欠歯ギアを所定量回転させて前記駆動ギアに該第２欠歯ギアの有歯部を噛合わせるためのバネを備え、前記第２欠歯ギアを所定量回転させることにより前記第１欠歯ギアに備える被係合部に係合して該第１欠歯ギアを回転させるギア係合部を該第２欠歯ギアに備えていることを特徴とするクラッチ。