KR20030095965A

KR20030095965A - 클러치 장치

Info

Publication number: KR20030095965A
Application number: KR10-2003-0010681A
Authority: KR
Inventors: 진보나오토
Original assignee: 가부시키가이샤 니프코
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2003-12-24
Also published as: JP2004019757A; JP4275905B2; KR100520676B1; CN1467389A; CN1216236C

Abstract

(과제) 클러치 장치를 대형화시키지 않고도 전달 토크 용량을 증대시키는 것이 가능하도록 개량된 클러치 장치를 제공한다.

(해결수단) 외측부재(12)에 형성된 내치 링 기어(22)에 맞물려서 전동하는 유성기어(13)를 내측부재(11)에 형성된 오목부(23) 내에 회전가능하게 수용하고, 또한 오목부(23)에 형성된 에지(24)에 유성기어(13)의 톱니의 일부가 걸어맞춰지면 외측부재(12)와 내측부재(11)가 일체로 회전하고, 에지(24)에 대한 유성기어(13)의 톱니의 일부의 걸어맞춤이 해제되면 외측부재(12)와 내측부재(11)가 상대 회전하도록 이루어진 클러치 장치(4)에 있어서, 유성기어(13)의 톱니의 일부가 에지(24)에 걸어맞춰지는 동작이 오목부(23)와 유성기어(13)로 구성되는 부분 모두에 대해서 실질적으로 동시에 행해지도록 한다. 이것에 의해서, 복수의 유성기어에 전달 토크가 분산되기 때문에, 1개당의 유성기어의 부담을 경감할 수 있다.

Description

클러치 장치{CLUTCH APPARATUS}

본 발명은 클러치 장치에 관한 것으로서, 특히 피동측에서 구동측이 역구동되는 것을 방지하기 위한 일방향 클러치로서 사용하는데 적합한 클러치 장치에 관한 것이다.

팩시밀리 장치나 복사기에 있어서는, 소정 조건으로 급지롤러를 선택적으로 회전ㆍ정지시키기 위해서, 모터의 회전 토크가 항시 부여되는 피동기어와 급지롤러와의 사이에 클러치 장치가 설치되어 있다. 이와 같은 클러치 장치로서 유성기어를 사용한 일방향 클러치가 알려져 있다(일본국 실개평5-22867호 공보 참조).

상기한 형식의 클러치 장치는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 내치 링 기어(22)가 형성된 외측부재(12)와, 이 외측부재(12)와 동일한 축선상에 회전 가능하게 지지되며 또한 외측둘레에 복수(예를 들면 3개)의 오목부(23)가 형성된 내측부재(11)와, 각 오목부(23)에 회전 가능하게 수용되며 또한 내치 링 기어(22)에 각각 맞물리는 3개의 유성기어(13)를 가지고 있으며, 예를 들면, 외측부재(12)에 우회전의 구동력이 가해지면, 오목부(23)의 개방측에 형성된 에지(24)에 유성기어(13)의 톱니가 걸어맞춰짐으로써 외측부재(12)의 구동력이 내측부재(11)에 전달되고, 내측부재(11)에 우회전의 구동력이 가해지면, 에지(24)에 대한 유성기어(13)의 걸어맞춤상태가 해제됨으로써 내측부재(11)에서 외측부재(12)로의 구동력 전달이 차단되도록 되어 있다.

상기한 형식의 클러치 장치는, 3개의 오목부의 윤곽형상이 서로 같고 또한 원주를 3등분하는 위치에 형성되는 것이 통례였다. 또, 내치 링 기어의 톱니수와 오목부의 개수와의 관계에 있어서도 각별하게 고려되어 있지는 않았다. 따라서, 3개의 유성기어를 사용하고 있음에도 불구하고, 실제로 에지에 톱니가 걸어맞춰지는 유성기어는 그 중의 1개(도 7에 있어서는 정점에 위치한 것)에 불과하였다.

즉, 종래의 유성기어식 클러치 장치에 의하면, 클러치 접속상태에서의 토크전달에 기여하는 유성기어는 1개밖에 없기 때문에, 전달 토크 용량을 증대시키기 위해서는 유성기어의 톱니의 두께 혹은 톱니의 폭을 크게 할 수밖에 없으며, 따라서 클러치 장치를 대형화시키지 않고 전달 토크 용량을 증대시키는 것은 곤란하였다.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로서, 그 주된 목적은, 클러치 장치를 대형화시키지 않고도 전달 토크 용량을 증대시키는 것이 가능하도록 개량된 클러치 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 급지롤러의 구동기구의 개략 사시도

도 2는 본 발명에 관한 클러치 장치의 솔레노이드식 로크기구를 장착한 상태의 상면도

도 3은 본 발명에 관한 클러치 장치의 도 4의 Ⅲ-Ⅲ선 종단면도

도 4는 본 발명에 관한 클러치 장치의 하반부를 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라서 절제하여 나타내는 측면도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 클러치 접속상태를 나타내는 각부의 관계 설명도

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 클러치 접속상태를 나타내는 각부의 관계 설명도

도 7은 종래의 클러치 접속상태를 나타내는 각부의 관계 설명도

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 급지기구2 - 피니온

3 - 피동기어4 - 클러치 장치

5 - 급지롤러6 - 솔레노이드식 로크기구

7 - 중심축11 - 내측부재

12 - 외측부재13 - 유성기어

14 - 원판부15 - 축

16 - 유성기어 베이스17 - 통형상 축부

18 - 클러치 해제부재19 - 비틀림 스프링

22 - 내치 링 기어23 - 오목부

24 - 에지

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외측부재(12)에 형성된 내치 링 기어(22)에 맞물려서 전동하는 유성기어(13)를 내측부재(11)에 형성된 오목부(23) 내에 회전 가능하게 수용하고, 또한 오목부(23)에 형성된 에지(24)에 유성기어(13)의 톱니의 일부가 걸어맞춰지면 외측부재(12)와 내측부재(11)가 일체로 회전하고, 에지(24)에 대한 유성기어(13)의 톱니의 일부의 걸어맞춤이 해제되면 외측부재(12)와 내측부재(11)가 상대 회전하도록 이루어진 클러치 장치(4)에 있어서, 유성기어 (13)의 톱니의 일부가 에지(24)에 걸어맞춰지는 동작이 오목부(23)와 유성기어(13)로 구성되는 부분 모두에 대해서 실질적으로 동시에 행해지도록 하는 것으로 하였다(청구항 1).

이와 같이 하면, 복수의 유성기어에 전달 토크가 분산되기 때문에, 1개당의 유성기어의 부담을 경감할 수 있다.

복수의 유성기어의 톱니의 일부를 대응하는 에지에 동시에 걸어맞추기 위한 수법으로서는, 복수의 오목부의 각 에지를 동일 원주상에 같은 간격으로 배치하고 또한 내치 링 기어의 톱니수를 오목부의 개수의 정수배로 하거나(청구항 2), 복수의 오목부의 각 에지의 둘레방향으로의 간격을 서로 같지 않은 길이로 하거나(청구항 3), 복수의 오목부의 각 에지의 지름방향으로의 위치를 서로 다르게 한 것(청구항 4)을 들 수 있다.

(발명의 실시형태)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 클러치 장치가 적용되는 팩시밀리 장치 등에 있어서의 급지기구의 일부를 모식적으로 나타낸 사시도이다.

상기 급지기구(1)는 도시하지 않은 모터의 구동축에 직접 연결된 피니온(2)과, 이 피니온(2)에 맞물린 피동기어(3)와, 이 피동기어(3)에 클러치 장치(4)를 통해서 연결된 급지롤러(5)로 이루어져 있다. 상기 급지기구(1)에 있어서는, 팩시밀리 장치의 운전중에는 피니온(2)이 항시 회전하고 있고, 피동기어(3)에서 급지롤러 (5)로의 토크 전달이 솔레노이드식 로크기구(6)의 작용에 의해서 작동하는 클러치 장치(4)에 의해서 단속된다.

도 2 내지 도 4에는 본 발명에 관한 클러치 장치(4)가 도시되어 있다.

상기 클러치 장치(4)는, 예를 들면 키(key)수단에 의해서 급지롤러(5)의 중심축(7)에 결합되는 내측부재(11)와, 내측부재(11)에 회전 가능하게 지지된 외측부재(12)와, 내측부재(11)와 외측부재(12)와의 사이에 설치된 유성기어(13)와, 원판부(14)에 돌출형성된 축(15)상에 유성기어(13)를 회전 가능하게 지지한 상태로 내측부재(11) 및 외측부재(12)에 회전 가능하게 지지된 유성기어 베이스(16)와, 유성기어 베이스(16)의 통형상 축부(17)에 축방향으로의 이동이 불가능하도록 또한 회전 가능하게 지지된 클러치 해제부재(18)와, 유성기어 베이스(16)와 클러치 해제부재(18)와의 사이를 탄지력을 수반하여 연동되게 연결하기 위해서 유성기어 베이스 (16)의 통형상 축부(17)에 감겨져 장착된 비틀림 스프링(19)으로 이루어져 있다.

외측부재(12)에는 피니온(2)에 맞물리는 외치 링 기어를 이루는 피동기어(3)가 그 외측둘레면에 형성되어 있고, 또한 유성기어(13)가 맞물리는 내치 링 기어 (22)가 그 내측둘레면에 형성되어 있다.

내측부재(11)의 외측둘레부에는 반지름방향 외측으로 개방된 대략 반원형의 오목부(23)가 원주를 3등분하는 위치에 각각 형성되어 있다. 이들 3개의 오목부 (23)에는 유성기어 베이스(16)에 지지되고 또한 내치 링 기어(22)에 맞물린 상태로 되어 있는 유성기어(13)가 수용되어 있다. 또, 각 오목부(23)의 개방측에 있어서의 원주방향에 대한 일측{외측부재(12)의 회전방향 앞측}은 내측부재(11)의 외접원의 접선에 평행하고 또한 유성기어(13)의 중심을 통과하는 면(S)을 따라서 절결되어 있으며, 이것에 의해서 유성기어(13)의 톱니 중 1개가 걸어맞춰지는 에지(24)가 3개의 오목부(23)의 각각에 형성되어 있다.

클러치 장치(4)에는 상기한 바와 같이 솔레노이드식 로크기구(6)가 부설되어 있다. 상기 로크기구(6)는 실질적으로 회동 불가능한 스테이부재(31)에 고정 설치된 솔레노이드(32)와, 솔레노이드 베이스(33)에 그 일단을 힌지결합하고 또한 클러치 해제부재(18)에 그 타단을 접촉시키는 방향으로 코일 스프링(34)에 의해서 탄지된 스토퍼부재(35)로 이루어져 있다.

그리고, 클러치 해제부재(18)에는 스토퍼부재(35)의 타단과 걸어맞춰지는 돌조(27)가 원주방향의 적당한 위치에 형성되어 있다.

계속해서, 본 발명의 클러치 장치의 작동 요령에 대해서 설명한다.

통상은, 모터의 구동축에 직접 연결된 피니온(2)을 통해서 외치 링 기어로 이루어지는 피동기어(3){즉, 외측부재(12)}에 모터의 구동력이 가해지며, 모터의 운전중에는 외측부재(12)는 항시 회전하고 있다.

한편, 솔레노이드(32)는 소정 조건으로 전류가 단속되도록 되어 있으며, 여자(勵磁)되면, 아마추어로서의 스토퍼부재(35)가 솔레노이드(32)의 코어에 흡착되기 때문에, 클러치 해제부재(18)의 돌조(27)에서 스토퍼부재(35)의 타단이 떨어지게 됨으로써 클러치 해제부재(18)의 회전이 허용되고(도 2의 실선의 상태), 소자(消磁)되면, 코일 스프링(34)의 탄지력에 의해서 스토퍼부재(35)의 타단이 클러치 해제부재(18)의 돌조(27)에 걸어맞춰짐으로써(도 2의 가상선의 상태), 클러치 해제부재(18)의 회전이 저지되도록 되어 있다.

솔레노이드(32)가 여자상태로 되어 클러치 해제부재(18)의 돌조(27)에서 스토퍼부재(35)가 떨어진 상태에서는, 비틀림 스프링(19)을 통해서 클러치 해제부재 (18)와 연동되도록 연결된 유성기어 베이스(16)도 클러치 해제부재(18)와 함께 자유로운 상태로 된다. 이 상태에서는 비틀림 스프링(19)에 하중이 가해지지 않기 때문에 반력도 발생하지 않는다.

외측부재(12)에는, 도 4에 있어서의 화살표 A방향, 즉 우회전의 토크가 항시 작용하고 있기 때문에, 내치 링 기어(22)와의 맞물림에 의해서 유성기어(13)가 우회전하면, 유성기어(13)는 오목부(23)에 있어서의 회전방향에 대해서 후측의 측벽으로부터 이간됨으로써 오목부(23)의 개방측에 형성된 에지(24)에 톱니가 걸어맞춰지게 된다. 따라서, 내측부재(11)와 외측부재(12)가 유성기어(13)를 통해서 일체적으로 결합됨으로써, 모터의 구동력은 내측부재(11)에 결합된 급지롤러(5)에 전달된다.

솔레노이드(32)가 소자되면, 스토퍼부재(35)의 타단이 코일 스프링(34)에 의해서 클러치 해제부재(18) 측으로 접근하게 된다. 그리고, 스토퍼부재(35)의 타단에 돌조(27)가 걸리면, 클러치 해제부재(18)가 정지된다.

여기서, 클러치 해제부재(18)와 유성기어 베이스(16)가 비틀림 스프링(19)을 통해서 탄성적으로 걸어맞춰져 있기 때문에, 클러치 해제부재(18)가 회전을 정지하면, 비틀림 스프링(19)이 휘어짐으로써 오목부(23)의 에지(24)에 대한 유성기어 (13)의 톱니의 걸어맞춤력이 완화된다. 이와 같이 되면, 비틀림 스프링(19)의 압압력은, 유성기어(13)를 오목부(23)에 있어서의 회전방향에 대해서 후측의 측벽에 근접시키는 방향, 즉 에지(24)에서 톱니를 떼어내는 방향으로 작용하기 때문에, 오목부(23)의 에지(24)에 대한 유성기어(13)의 톱니의 걸어맞춤이 완전히 해제된다.

이것에 의해서, 내측부재(11)와 외측부재(12)간의 토크 전달이 차단되어 외측부재(12)가 공회전하게 됨으로써 급지롤러(5)는 정지하게 된다.

또한, 1개당의 유성기어(13)의 부담을 경감하여 클러치 장치(4)의 실질적인 전달 토크 용량을 증대시키기 위해서, 본 발명에서는 3개의 유성기어(13)가 대응하는 에지(24)에 동시에 걸어맞춰질 수 있도록 하였다.

구체적으로는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 3개의 오목부(23)의 각 에지(24)를동일 원주상에 같은 간격(A=B=C=120°)으로 배치하고 또한 내치 링 기어(22)의 톱니수를 오목부(23)의 개수(3개)의 정수배, 예를 들면 48개로 하였다. 이것에 의해서, 3개의 유성기어(13)의 회전각도가 서로 동기(同期)하기 때문에, 동일 원주상에 같은 간격으로 배치된 3개의 오목부(23)의 각 에지(24)에 3개의 유성기어(13)의 톱니가 동시에 걸어맞춰지게 된다.

상기 3개의 오목부(23)의 각 에지(24)에 3개의 유성기어(13)의 톱니를 동시에 걸어맞추는 수법으로서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 3개의 유성기어(13)들간의 회전각도의 상이에 대응하도록, 3개의 오목부(23)의 각 에지(24)의 지름방향으로의 위치를 같게(a=b=C) 하되 둘레방향으로의 간격을 서로 같지 않은 길이(A≠B≠C)로 하거나, 혹은 3개의 오목부(23)의 각 에지(24)의 둘레방향으로의 간격을 같게 (A=B=C) 하되 지름방향으로의 위치를 서로 같지 않게(a≠b≠c) 한 것이어도 좋다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 복수의 유성기어에 전달 토크가 분산되기 때문에, 즉 1개당의 유성기어의 부담을 경감할 수 있기 때문에, 유성기어의 톱니 사이즈를 크게 하지 않고도 전달 토크 용량을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해서 대형화를 수반하지 않고도 클러치 장치의 전달 토크 용량을 증대시킴으로써 다대한 효과를 이룰 수 있다.

Claims

내치 링 기어를 가지는 외측부재와, 상기 외측부재와 동일한 축선상에 회전 가능하게 지지되며 또한 외측둘레에 복수의 오목부를 가지는 내측부재와, 상기 복수의 오목부에 회전 가능하게 각각 수용되며 또한 상기 내치 링 기어에 각각 맞물리는 복수의 유성기어를 가지며,

상기 내측부재의 외주면에 대한 상기 오목부의 개방측에 형성된 에지에 상기 유성기어의 톱니의 일부가 걸어맞춰지면 상기 외측부재와 상기 내측부재가 일체로 회전하고, 상기 에지에 대한 상기 유성기어의 톱니의 일부의 걸어맞춤이 해제되면 상기 외측부재와 상기 내측부재가 상대 회전하도록 이루어진 클러치 장치로서,

상기 유성기어의 톱니의 일부가 상기 에지에 걸어맞춰지는 동작이, 상기 오목부와 상기 유성기어로 구성되는 부분 모두에 대해서 실질적으로 동시에 행해지도록 한 것을 특징으로 하는 클러치 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 복수의 오목부의 각 에지를 동일 원주상에 같은 간격으로 배치하고 또한 상기 내치 링 기어의 톱니수를 상기 오목부의 개수의 정수배로 한 것을 특징으로 하는 클러치 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 복수의 오목부의 각 에지의 둘레방향으로의 간격을 서로 같지 않은 길이로 한 것을 특징으로 하는 클러치 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 복수의 오목부의 각 에지의 지름방향으로의 위치를 서로 다르게 한 것을 특징으로 하는 클러치 장치.