(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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、遊星ギアの歯の一部がエッジに係合する動作が、凹所と遊星ギアとの組の全てについて実質的に同時に行われるようにする。これにより、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。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項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複数の凹所を有するインナ部材と、前記複数の凹所のそれぞれに回転自在に受容され且つ前記内歯リングギアにそれぞれが噛合する複数の遊星ギアとを有し、前記インナ部材の外周面に対する前記凹所の開口に形成されたエッジに前記遊星ギアの歯の一部が係合すると前記アウタ部材と前記インナ部材とが一体回転し、前記エッジに対する前記遊星ギアの歯の一部の係合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実質的に同時に行われるようにしてなることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
前記複数の凹所の各エッジを同一円周上に等間隔に配置し且つ前記内歯リングギアの歯数を前記凹所の数の整数倍としたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項３】
前記複数の凹所の各エッジの周方向間隔を不等長にしたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項４】
前記複数の凹所の各エッジの径方向位置を互いに異ならせたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【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、遊星ギアの歯の一部がエッジに係合する動作が、凹所と遊星ギアとの組の全てについて実質的に同時に行われるようにするものとした（請求項１）。
【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。
【０００９】
複数の遊星ギアの歯の一部を対応するエッジに同時に係合させるための手法としては、複数の凹所の各エッジを同一円周上に等間隔に配置し且つ内歯リングギアの歯数を凹所の数の整数倍としたり（請求項２）、複数の凹所の各エッジの周方向間隔を不等長にしたり（請求項３）、複数の凹所の各エッジの径方向位置を互いに異ならせるものとしたり（請求項４）することが挙げられる。
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004019757.tif 000008
【図７】
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