JPH0619184B2 - クラツチ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えばビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲと
称す）等において、動力伝達経路を選択的に切り換える
ことのできるクラッチ機構に関するものである。

従来の技術 近年、ＶＴＲ等の磁気テープ装置には、駆動源の動力を
被駆動体に選択的に伝達する機構がよく用いられてい
る。

以下、図面を参照しながら従来のクラッチ機構の一例に
ついて説明する。第７図および第８図は、従来のクラッ
チ機構の要部断面を示すものである。第７図において、
基板１に植設された軸２に回転自在に支承された原動歯
車３は、モータ（図示せず）によって回転駆動される。
この原動歯車３に常時噛み合っているクラッチ歯車４
は、基板１に植設された軸５に回転自在でかつ軸５方向
に移動可能な如く支承され、圧縮ばね６により基板１に
向かう方向に付勢されている。また、クラッチ歯車４
は、高さの異なる第１の面７ａと第２の面７ｂを有し、
基板１上を軸５に案内されて摺動するクラッチ板７上に
載置されており、被駆動歯車８と噛み合っている。この
被駆動歯車８は、基板１に植設された軸９に回転自在に
支承されている。

以上のように構成された従来のクラッチ機構について、
以下その動作を説明する。

第７図の状態では、モータ（図示せず）の回転力は原動
歯車３を介して被駆動歯車８に伝えられている。ここ
で、クラッチ板７が第７図の位置から左方向に移動し第
８図に示す位置にくると、圧縮ばね６の付勢力によって
クラッチ歯車４は、第１の面７ａ上から第２の面７ｂ上
へと軸５に案内されて移動し、被駆動歯車８との噛合が
解かれる。

逆に、第８図に示す状態からクラッチ板７を右方向に移
動させれば、クラッチ歯車４は圧縮ばね６の付勢力に抗
して軸５方向に押し上げられ、被駆動歯車８と噛み合う
ようになる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記の様な構成では、クラッチ歯車４が圧
縮ばね６の付勢力によって第７図の位置から第８図の位
置へ移動する際、第１の被駆動歯車８にかかる負荷が大
きいと、第１の被駆動歯車８の歯面とクラッチ歯車４の
歯面およびクラッチ歯車４の歯面と原動歯車３の歯面と
の各接触点における伝達荷重が大きくなり、したがっ
て、クラッチ歯車４の軸５方向への移動を妨げようとす
る各歯面間での摩擦力も大きくなり、圧縮ばね６の付勢
力と前記摩擦力とのバランスによってはクラッチ歯車４
が移動できず、確実な切り換え動作が行えない恐れがあ
った。

また、第８図に示す状態からクラッチ歯車４を上方向に
移動させて原動歯車３および被駆動歯車８に噛合させる
際、歯山と歯山が干渉してうまく噛合せず噛み合いのタ
イミングが最悪の場合一歯分遅れてしまうという問題も
あった。

本発明は前記問題点に鑑み、簡単な構造で確実な切り換
え動作の得られるクラッチ機構を提供するものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために本発明のクラッチ機構は、
原動輪と、この原動輪の半径方向に移動して前記原動輪
とそれぞれ係脱関係をなく複数の係合部材と、この複数
の係合部材を前記原動輪に係合させる方向にそれぞれ付
勢する第１の付勢手段と、前記原動輪上で前記複数の係
合部材をそれぞれ前記半径方向に摺動自在に支持する支
持部材と、前記支持部材と前記第１の付勢手段とをそれ
ぞれ支持し、かつ前記係合部材と係合した際に前記原動
輪と同軸上で一体的に回転する被駆動輪と、前記支持部
材と当接しない非当接位置と前記支持部材と当接し得る
当接位置との間を移動する当接部材と、この当接部材を
前記第１の付勢手段による付勢方向とは逆の方向に付勢
する第２の付勢手段と、前記当接位置にて前記支持部材
と当接することにより前記当接部材の前記第２の付勢手
段による付勢方向とは逆の方向への移動を所定位置にて
係止する係止手段とを具備し、前記所定位置にて前記当
接部材が前記第１の付勢手段による付勢力に抗して前記
支持部材を移動させ、前記複数の係合部材と前記原動輪
との係合関係が解除されるようにし、前記原動輪の、前
記複数の係合部材と対向する面には所定間隔にて係合部
を設け、かつ、前記複数の係合部材にそれぞれ設けた複
数の被係合部材は、そのうち少なくとも一つが前記原動
輪の前記係合部と係合し得るように、前記所定間隔に応
じてその位置を相対的に異ならしめた構成としたもので
ある。

作用 本発明は前記した構成によって、原動輪と被駆動輪との
間に介在する係合部材を係脱させることにより、原動輪
から被駆動輪への動力の伝達／非伝達を確実に選択する
ことができる。

実施例 以下本発明の一実施例のクラッチ機構について図面を参
照しながら説明する。第１図および第３図〜第６図は本
発明の一実施例における平面図であり、第２図は同実施
例における要部断面図である。

なお、本実施例においては、特許請求の範囲の記載、原
動輪は原動歯車１２、複数の係合部材は係止部材１３，
１４、第１の付勢手段はばね１７，１８、支持部材は支
持部材１６、被駆動輪は被駆動歯車１５、当接部材は当
接部材２２、第２の付勢手段は圧縮ばね２３、係止手段
は軸２０，係止面２２ｄが対応する。さらに、係合部は
突起部１２ａ、被係合部は凸状部１３ａ，１４ａが対応
する。

図において、基板１０に植設された軸１１には、モータ
（図示せず）によって常時回転駆動される原動歯車１２
が回転自在に支承されており、その内周には突起部１２
ａが所定の間隔をもって設けられている。また、突起部
１２ａとそれぞれ係合し得る凸状部１３ａ，１４ａを有
する係合部材１３，１４は、被駆動歯車１５に設けた溝
１５ａおよびボス部１５ｂと嵌合して摺動自在に案内さ
れている支持部材１６に植設したピン１６ａに係合する
長穴１３ｂ，１４ｂと、ボス部１５ｂに係合する案内穴
１３ｃ，１４ｃによって、それぞれ摺動自在に支持され
ている。被駆動歯車１５は、軸１１に回転自在に支承さ
れている。さらに、被駆動歯車１５上に張架されてたば
ね１７，１８によって、係合部材１３，１４はそれぞれ
第２図で右方向に付勢されており、一対の係合部材１
３，１４のうちいずれか一方が突起部１２ａと係合し得
るように、第１図に示す如く凸状部１３ａ，１４ａの相
対位置を、突起部１２ａのピッチ間隔の約半分に設定し
てある。第１図は凸状部１３ａが突起部１２ａに係合し
ている様子を示している。したがって、原動歯車１２の
回転力は係合部材１３，ピン１６ａ，支持部材１６，溝
１５ａを介して被駆動歯車１５に伝達されている。ここ
で支持部材１６が左方向に移動すれば、ピン１６ａによ
ってばね１７，１８の付勢力に抗して係合部材１３，１
４も左方向に駆動され、凸状部１３ａあるいは１４ａと
突起部１２ａとの係合がはずれ、原動歯車１２の回転力
は被駆動歯車１５には伝達されないように構成してあ
る。また、支持部材１６は、後述する当接部材と当接す
る凸状部１６ｂを有している。支持板１９は、周知の手
段（例えば、ソレノイドによるプランジャーの駆動）に
よって基板１０上を第１図に示す非動作位置と第３図に
示す動作位置との間を往復移動するとともに、第３図に
示す動作位置で係止されるようにしてある。支持板１９
には軸２０，２１を植設してあり、当接部材２２の案内
溝２２ａに係合して当接部材２２を第１図で左右方向に
摺動自在に支持している。また、当接部材２２は、支持
板１９との間に嵌装した圧縮ばね２３によって第１図で
左方向に付勢力を受けるが、軸２１が案内溝２２ａの端
部に当接しており、当接部材２２は第１図に示す位置に
係止されている。ここで、当接部材２２を圧縮ばね２３
の付勢力に抗して第１図で右方向に移動させると、係止
面２２ｄが軸２０と当接して第４図に示す位置に係止さ
れるようにしてある。すなわち、当接部材２２の端部に
設けた第１の当接部２２ｂおよび第２の当接部２２ｃと
支持部材１６の凸状部１６ｂとが当接して、当接部材２
２が第３図の位置から右方向に第４図に示す位置まで移
動し、その位置で係止されるようにしてある。

次に、動作について説明する。

第１図では支持板１９が非動作位置に係止されている状
態を示しており、支持部材１６の凸状部１６ｂと当接部
材２２とが当接しない位置関係にある。したがって、係
合部材１３，１４は、ばね１７，１８によって第１図で
斜め右上の方向に付勢され、凸状部１３ａと原動歯車１
２に設けた突起部１２ａとが嵌合している。例えば、原
動歯車１２が第１図でモータ（図示せず）によって時計
方向に回転駆動されているとすれば、突起部１２ａに係
合している凸状部１３ａを有する係合部材１３も時計方
向に回転駆動される。したがって、被駆動歯車１５へも
モータ（図示せず）の回転力が伝達され、被駆動歯車１
５は時計方向に回転する。

次に原動歯車１２の回転力を被駆動歯車１５に非伝達と
する動作について説明する。支持板１９を第１図に示す
非動作位置から第３図に示す動作位置まで、周知の手段
によって移動させるとともにこの動作位置で係止する。
これによって、支持板１９上の当接部材２２の端部に設
けた第１の当接部２２ｂと支持部材１６の凸状部１６ｂ
とが当接可能な状態となる。第３図に示す状態から原動
歯車１２がさらに時計方向に回転すると、凸状部１６ｂ
が第１の当接部２２ｂと当接する。このとき、被駆動歯
車１５には負荷トルクＴがかかっている。したがって、
軸１１の中心から原動歯車１２の突起部１２ａと係合部
材１３の凸状部１３ａとの接触点までの距離をＲ、接触
点での接戦力をＮとすれば、 Ｎ＝Ｔ／Ｒ ……(1) となる。さらに接触点における摩擦係数をμとし、支持
部材１６と溝１５ａとの間に働く摩擦力をｆ′とすれ
ば、支持部材１６の被駆動歯車１５上での摺動方向の摩
擦力ｆは、 ｆ＝μ×Ｎ＋ｆ′＝μ×Ｔ／Ｒ＋ｆ′……(2) となる。したがって、第４図に示す状態で支持部材１６
を原動歯車１２から離脱させる方向に移動させるための
離脱力Ｆは、ばね１７，１８による係合部材１３，１４
の係合方向への付勢力をＰとして、 Ｆ＝ｆ＋Ｐ ……(3) だけ必要とする。さて、当接部材２２を第４図で左方向
に付勢している圧縮ばね２３の付勢力を前記離脱力Ｆよ
りも小さく設定してあるので、凸状部１６ｂが第１の当
接部２２ｂに当接しても係合部材１３ａと原動歯車１２
の係合がはずれることはなく、圧縮ばね２３の付勢力に
抗して当接部材２２を右方向に移動させる。原動歯車１
２がさらに時計方向に回転すると第４図に示す状態とな
り、当接部材２２の右方向への移動が軸２０と係止面２
２ｄとの当接によって係止される。原動歯車１２はなお
も時計方向の回転を続け、支持部材１６の凸状部１６ｂ
が第２の当接部２２ｃに当接するようになる。このと
き、当接部材２２の右方向の移動は、軸２０と係止面２
２ｄによって規制されているので、支持部材１６が当接
部材２２の第２の当接部２２ｃの斜面に沿って第４図の
左方向に移動し、ピン１６ａを介して係合部材１３を左
方向に移動させる。第５図に示す位置までくると係合部
材１３，１４の凸状部１３ａ，１４ａと原動歯車１２の
突起部１２ａとの係合がはずれ、原動歯車１２の回転力
は被駆動歯車１５に対し非伝達となる。このとき、摩擦
力ｆ，ｆ′がなくなり支持部材１６には、ばね１７，１
８による付勢力のみが働くことになるが、ばね１７，１
８を合せた付勢力は圧縮ばね２３の付勢力よりも小さく
してあるので、第６図に示すように当接部材２２がばね
１７，１８の付勢力に抗して支持部材１６を左方向に移
動させ、原動歯車１２の突起部１２ａと係合部材１３，
１４の凸状部１３ａ，１４ａとを完全に引き離す。した
がって、外部から振動等が加わっても不用意に係合部材
１３，１４と原動歯車１２とが係合することはなく、確
実な離脱操作が行える。

前記の説明は、突起部１２ａと係合部材１３とが係合し
ていた場合についてのものであるが、係合部材１４と突
起部１２ａとが係合している場合についても同様であ
る。

次に、第６図に示す回転力の非伝達の状態から支持板１
９を第１図に示す位置まで周知の手段によって移動させ
ると、支持部材１６は当接部材２２の移動に伴いばね１
７，１８の付勢力によって第６図で右方向に移動して係
合部材１３，１４の凸状部１３ａ，１４ａのうち少なく
ともいずれか一方が突起部１２ａと係合し、原動歯車１
２の回転力が支持部材１６を介して被駆動歯車１５に伝
達されるようになる。

このとき、凸状部１３ａ，１４ａの間隔ピッチは、突起
部１２ａのピッチの約半分になるように設定してあるの
で、任意のタイミングで支持板１９を第６図の位置から
第１図の位置まで移動させても、突起部１２ａには凸状
部１３ａ，１４ａのうち少なくともいずれか一方が係合
し易い状態になり得るので、時間遅れの少ない迅速な係
合動作が得られる。

さらに、係合部材１３，１４のうち一方が何等かの原因
で破損したとしても、残る一方だけでも所定の動作を行
うことができるので信頼性も高い。

なお、前記の説明では原動歯車１２の回転が時計方向の
場合について述べたが、反時計方向の回転の場合でも同
様の動作および効果が得られることは言うもでもない。

また、原動歯車１２の内周側に突起部１２ａを設けた
が、図示のような形状に限られることはなく、歯車を形
成したりピンを植立してもよい。

さらに、前記の実施例においては、２つの係合部材１
３，１４を用いたが、３つ以上の係合部材を設けてもよ
い。

発明の効果 以上のように本発明は、原動輪の、複数の係合部材と対
向する面に所定間隔にて係合部を設け、かつ、複数の係
合部材にそれぞれ設けた複数の被係合部は、そのうちの
少なくとも一つが原動輪の係合部と係合し得るように、
所定間隔に応じてその位置を相対的に異ならしめるの
で、複数の係合部材のうち少なくとも１つが原動輪と係
合し易い状態になり得るので、原動輪と被駆動輪との間
に介在する係合部材を時間遅れなく係合させることがで
き、原動輪から被駆動輪への動力の伝達／非伝達を迅速
に選択し得るという非常に優れた効果が得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図，第３図，第４図，第５図，第６図は本発明の一
実施例におけるクラッチ機構の平面図、第２図は同実施
例における要部断面図、第７図，第８図は従来のクラッ
チ機構の要部断面図である。 １２……原動歯車、１３，１４……係合部材、１５……
被駆動歯車、１６……支持部材、１７，１８……ばね、
２０……軸、２２……当接部材、２２ｄ……係止面、２
３……圧縮ばね。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原動輪と、この原動輪の半径方向に移動し
   て前記原動輪とそれぞれ係脱関係をなす複数の係合部材
   と、この複数の係合部材を前記原動輪に係合させる方向
   にそれぞれ付勢する第１の付勢手段と、前記原動輪上で
   前記複数の係合部材をそれぞれ前記半径方向に摺動自在
   に支持する支持部材と、前記支持部材と前記第１の付勢
   手段とをそれぞれ支持し、かつ前記係合部材と係合した
   際に前記原動輪と同軸上で一体的に回転する被駆動輪
   と、前記支持部材と当節しない非当接位置と前記支持部
   材と当接し得る当接位置との間を移動する当接部材と、
   この当接部材を前記第１の付勢手段による付勢方向とは
   逆の方向に付勢する第２の付勢手段と、前記当接位置に
   て前記支持部材と当接することにより前記当接部材の前
   記第２の付勢手段による付勢方向とは逆の方向への移動
   を所定位置にて係止する係止手段とを具備し、前記所定
   位置にて前記当接部材が前記第１の付勢手段による付勢
   力に抗して前記支持部材を移動させ、前記複数の係合部
   材と前記原動輪との係合関係が解除されるようにし、前
   記原動輪の、前記複数の係合部材と対向する面には所定
   間隔にて係合部を設け、かつ、前記複数の係合部材にそ
   れぞれ設けた複数の被係合部は、そのうちの少なくとも
   一つが前記原動輪の前記係合部と係合し得るように、前
   記所定間隔に応じてその位置を相対的に異ならしめたク
   ラッチ機構。
2. 【請求項２】第１の付勢手段による複数の係合部材の付
   勢力を第２の付勢手段による当接部材の付勢力よりも小
   ならしめた特許請求の範囲第１項記載のクラッチ機構。