(57)【要約】【課題】クラッチ装置の部品点数をできる限り減少させると共に、これによりまたこの種のクラッチ装置をできる限り小型に構成できるようにする。【解決手段】第一ギア部１０と第二ギア部２０との間に配される接続体３と、通電により変形するイオン交換樹脂よりなる接続体３の動作体４とを備えている。第二回転体２には、回転軸９を内側に通すスリーブ部２１が形成されている。接続体３は、スリーブ部２１の通し穴３０と、第一回転体１に形成された被噛み合い部１３に対する噛み合い部３１とを備える。動作体４は、接続体３の外周部に形成された周回溝３２に入り込む内端４０を有している。動作体４への通電による内端４０の移動によって、接続体３を、その噛み合い部３１を被噛み合い部１３に噛み合わせるＯＮ位置と、その噛み合い部３１と被噛み合い部１３との噛み合いを解くＯＦＦ位置との間に亘ってスライド移動させるようにしている。【選択図】図３
2007225052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一ギア部を備えた第一回転体と、
第二ギア部を備えると共に第一回転体の回転軸と同一の回転軸を中心として回転するように第一回転体に組み合わされた第二回転体と、
第一ギア部と第二ギア部との間に配される接続体と、
通電により変形するイオン交換樹脂よりなるこの接続体の動作体とを備えており、
第一回転体及び第二回転体のいずれか一方には、回転軸を内側に通すように構成されたスリーブ部が形成されおり、
接続体は、スリーブ部の通し穴と、第一回転体及び第二回転体の他方に形成された被噛み合い部に対する噛み合い部とを備えると共に、スリーブ部の長さ方向に沿ったスライド移動を可能にした状態で第一回転体及び第二回転体の一方と連れ回りするようにこの第一回転体及び第二回転体の一方と組み合わされており、
動作体は、接続体の外周部に形成された周回溝に入り込む内端を有しており、  この動作体への通電による内端の移動によって、接続体を、その噛み合い部を被噛み合い部に噛み合わせるＯＮ位置と、その噛み合い部と被噛み合い部との噛み合いを解くＯＦＦ位置との間に亘ってスライド移動させるようにしていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
動作体が、接続体の通し穴を備えた円板状をなすように構成されており、この通し穴の穴縁が接続体の周回溝に入り込む内端となっていることを特徴とする請求項１記載のクラッチ装置。
【請求項３】
組み合わされて筒状をなす第一筒部と第二筒部とを有し、組み合わせ状態で第一ギア部と第二ギア部との間に亘る長さを持ったスペーサを有しており、
動作体がその外周縁を、この第一筒部と第二筒部との突き合わせ箇所に挟み込まれて所定位置に支持されていることを特徴とする請求項２記載のクラッチ装置。
【請求項４】
第一ギア部及び第二ギア部のいずれか一方が、ファクシミリ、プリンタ、コピー機などの紙送りローラへの回転力伝達ギアに噛み合い、
第一ギア部及び第二ギア部の他方が、モータなどによって駆動される回転力入力側ギアに噛み合うようになっていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同一の回転軸を中心に回転可能に組み合わされた第一回転体と第二回転体とを有し、第一回転体と第二回転体とが連れ回りする状態において、第一回転体の第一ギア部及び第二回転体の第二ギア部のいずれか一方に噛み合う回転力入力ギアのこの回転力をこれらの他方に噛み合う回転力伝達ギアに伝達させるように用いられるクラッチ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力側回転体と、出力側回転体と、スリーブ体と、バネ体と、形状記憶合金製の付勢体とを備えてなるクラッチ装置として、本出願人が先に開示した特許文献１記載のものがある。
【０００３】
かかるスリーブ体は主軸の軸線方向にのみ移動可能なように出力側回転体に組み合わされている。また、スリーブ体と入力側回転体とには接続部が設けられている。バネ体の付勢によりスリーブ体はその接続部を入力側回転体の接続部に噛み合わせる。このとき入力側回転体と出力側回転体とはスリーブ体を介して連れ回りされる。すなわち、クラッチ装置は動力伝達状態（ＯＮ状態）とされる。付勢体に通電させるとバネ体の付勢に抗してスリーブ体は移動されスリーブ体の接続部と入力側回転体の接続部との噛み合わせが解かれる。このときは入力側回転体のみが主軸を中心として空転する。すなわち、クラッチ装置は動力非伝達状態（ＯＦＦ状態）とされる。
【０００４】
かかるクラッチ装置にあっては、通電によりバネ体の付勢力より大きい付勢力を備える形状記憶合金製の付勢体の付勢方向が一方向であるため、前記ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを必要に応じてそれぞれ作り出すためにはこの付勢体の他に必ず前記バネ体を要するところである。
【特許文献１】特開２００４−１２５１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種のクラッチ装置の部品点数をできる限り減少させると共に、これによりまたこの種のクラッチ装置をできる限り小型に構成できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を達成するために、この発明にあっては、クラッチ装置を、以下の（１）〜（８）の構成を備えたものとした。
（１）第一ギア部を備えた第一回転体と、
（２）第二ギア部を備えると共に第一回転体の回転軸と同一の回転軸を中心として回転するように第一回転体に組み合わされた第二回転体と、
（３）第一ギア部と第二ギア部との間に配される接続体と、
（４）通電により変形するイオン交換樹脂よりなるこの接続体の動作体とを備えており、
（５）第一回転体及び第二回転体のいずれか一方には、回転軸を内側に通すように構成されたスリーブ部が形成されおり、
（６）接続体は、スリーブ部の通し穴と、第一回転体及び第二回転体の他方に形成された被噛み合い部に対する噛み合い部とを備えると共に、スリーブ部の長さ方向に沿ったスライド移動を可能にした状態で第一回転体及び第二回転体の一方と連れ回りするようにこの第一回転体及び第二回転体の一方と組み合わされており、
（７）動作体は、接続体の外周部に形成された周回溝に入り込む内端を有しており、
（８）この動作体への通電による内端の移動によって、接続体を、その噛み合い部を被噛み合い部に噛み合わせるＯＮ位置と、その噛み合い部と被噛み合い部との噛み合いを解くＯＦＦ位置との間に亘ってスライド移動させるようにしている。
【０００７】
かかる構成によれば、第一回転体、第二回転体、接続体および動作体の四つのパーツから、接続体をＯＮ位置に位置づけるときには第一回転体と第二回転体とを連れ回りさせ、かつ、接続体をＯＦＦ位置に位置づけるときには両者を連れ回りさせないクラッチ装置を適切に構成させることができる。連れ回り状態では第一ギア部及び第二ギア部のいずれか一方を介して入力されてきた回転力は他方に伝達される。連れ回りをさせない状態では第一ギア部及び第二ギア部のいずれか一方はこれらの他方に設けられたスリーブ部の外側で空転し入力されてきた回転力はこれらの他方に伝達されない。
【０００８】
前記動作体が、接続体の通し穴を備えた円板状をなすように構成されており、この通し穴の穴縁が接続体の周回溝に入り込む内端となるようにしておくこともある。
【０００９】
このようにした場合、動作体の変形によって接続体の周回方向の各所において略等しい力を作用させてこの接続体をスリーブ部の長さ方向にスライド移動させることができる。また、接続体は板状をなすことからこの接続体は回転軸方向でのクラッチ装置の寸法のコンパクト化の妨げとなることがない。
【００１０】
前記組み合わされて筒状をなす第一筒部と第二筒部とを有し、組み合わせ状態で第一ギア部と第二ギア部との間に亘る長さを持ったスペーサを有しており、
動作体の外周縁を、この第一筒部と第二筒部との突き合わせ箇所に挟み込ませることにより、この動作体を所定位置に支持させるようにしておくこともある。
このようにした場合、円板状をなす動作体をスリーブ部の外側に位置ズレを生じない態様で適切に組み合わせ配させることができる。
【００１１】
前記第一ギア部及び第二ギア部のいずれか一方を、ファクシミリ、プリンタ、コピー機などの紙送りローラへの回転力伝達ギアに噛み合わせ、
第一ギア部及び第二ギア部の他方を、モータなどによって駆動される回転力入力側ギアに噛み合わせるようにしておくこともある。
【００１２】
このようにした場合、かかるファクシミリなどにおいて紙の送りが必要になった場合にはクラッチ装置を直ちにＯＮ状態にして紙送りローラを回転させ、転写機構などに紙を送り、あるいはまた、この転写機構などにおいて文字などが転写された紙を外部に送り出すようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明にかかるクラッチ装置にあっては、第一回転体と第二回転体との連れ回り状態の作出と解除とを、通電により変形するイオン交換樹脂よりなる動作体の変形により接続体をスライド移動させてなすことから、これら四点のパーツから構成することができ、これによりまたできる限り小型に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図４に基づいて、この発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１５】
なお、ここで図１は、実施の形態にかかるクラッチ装置Ｃを紙送りローラ８の駆動系に組み込んだ様子を示しており、図２はかかるクラッチ装置ＣがＯＮ状態の様子を、図３はかかるクラッチ装置ＣがＯＦＦ状態の様子を、それぞれ示している。図４は、かかるクラッチ装置Ｃを構成する各パーツを分離させた状態として示している。
【００１６】
この実施の形態にかかるクラッチ装置Ｃは、同一の回転軸９を中心に回転可能に組み合わされた第一回転体１と第二回転体２とを有し、第一回転体１と第二回転体２とが連れ回りする状態（ＯＮ状態）において、第一回転体１の第一ギア部１０及び第二回転体２の第二ギア部２０のいずれか一方に噛み合う回転力入力側ギア６のこの回転力をこれらの他方に噛み合う回転力伝達ギア７に伝達させるように用いられるものである。
【００１７】
かかるクラッチ装置Ｃは、最小限の部品点数をもって、前記ＯＮ状態と前記連れ回りを生じさせない状態（ＯＦＦ状態）とを必要に応じて作り出すものであり、また、できるだけ小さく構成することが可能なものとなっている。このことから、かかるクラッチ装置Ｃは、その設置のための内部スペースを大きく確保しがたい機器などに用いるのに適している。
【００１８】
かかるクラッチ装置Ｃの一つの有効な利用対象としては、ファクシミリ、プリンタ、コピー機などの紙送りローラ８の駆動系である。この場合には、第一回転体１の第一ギア部１０及び第二回転体２の第二ギア部２０のいずれか一方が、かかる紙送りローラ８への回転力伝達ギア７に噛み合い、この第一ギア部１０及び第二ギア部２０の他方が、モータなどによって駆動される回転力入力側ギア６に噛み合うようにする。かかるファクシミリなどにおいて紙の送りが必要になった場合にはクラッチ装置Ｃを直ちにＯＮ状態にして紙送りローラ８を回転させ、転写機構などに紙を送り、あるいはまた、この転写機構などにおいて文字などが転写された紙を外部に送り出すようにすることができる。
【００１９】
かかるクラッチ装置Ｃは、基本的には、第一回転体１、第二回転体２、接続体３および動作体４の四つのパーツから構成されている。図示の例では、これらに動作体４を支持するスペーサ５を加え、この五つのパーツを組み合わせることでクラッチ装置Ｃが構成されている。クラッチ装置Ｃは、その中核に、機器などの内部に設けられる回転軸９の通し穴２１ａを備えており、この通し穴２１ａに回転軸９を通して機器などの内部に備え付けられる。図１は、かかるクラッチ装置Ｃを紙送りローラ８の駆動系に用いた例を示している。この例では、機器などの内部に設けられたフレーム１０に回転力入力側ギア６が備えられていると共に、この回転力入力側ギア６との間に間隔を開けてこの回転力入力側ギア６と回転軸線を平行に配する回転力伝達ギア７が紙送りローラ８の端部に設けられている。そして、かかる回転力入力側ギア６と回転力伝達ギア７との間において前記フレーム１０に回転軸９が備えられており、この回転軸９に通されて配されるクラッチ装置Ｃの第一回転体１の第一ギア部１０が回転力入力側ギア６に噛み合い、かつ、第二回転体２の第二ギア部２０が回転力伝達ギア７に噛み合うようになっている。図示の例では、かかる第二回転体２に内部を前記回転軸９の通し穴２１ａとしたスリーブ部２１が備えられている。第一回転体１はこのスリーブ部２１の通し穴１１にこのスリーブ部２１を通して第二回転体２に組み合わされており、このスリーブ部２１を介在させて前記回転軸９を中心に回転されるようになっている。そして図示の例では、前記ＯＦＦ状態のときはスリーブ部２１の外側で第一回転体１のみが回転力入力側ギア６との噛み合いにより回転されるようになっている。
【００２０】
第一回転体１は、第一ギア部１０を備えている。図示の例では、この第一回転体１は、短寸の円筒状をなすように構成されている。この第一回転体１の筒一端からその筒軸方向略中程の位置までの範囲でこの第一回転体１の外側に第一ギア部１０が形成されている。この第一ギア部１０は、第一回転体１の筒軸方向に沿って延びる溝をその周回方向に隣り合う溝との間に等しい間隔を開けて形成させるようにして、この第一回転体１に設けられている。
【００２１】
第一回転体１の内側には、その筒軸方向略中程の位置に、内側周回鍔１２が形成されている。
【００２２】
また、この第一回転体１の内側であって、内側周回鍔１２とこの第一回転体１の筒他端との間には、後述する被噛み合い部１３となる周回鋸歯状部１３ａが形成されている。この例では、第一回転体１の内方と筒他端とにおいてそれぞれ開放された複数の凹所１３ｂを、この第一回転体１の周方向において、隣り合う凹所１３ｂとの間に等しい間隔を開けて形成させることにより、隣り合う凹所１３ｂ間に図４における下方に刃先を向けるようにした周回鋸歯状部１３ａを形成させている。
【００２３】
第二回転体２は、第二ギア部２０と、スリーブ部２１とを備えている。図示の例では、第二回転体２は、円筒状をなす短寸筒状部２２を備えており、この短寸筒状部２２の筒一端に円筒状をなすスリーブ部２１の一端を、スリーブ部２１内の空間と短寸筒状部２２内の空間を連通させるようにして、一体に連接させている。短寸筒状部２２の外径は第一回転体１の外径と略等しいが、スリーブ部２１の外径より太く、短寸筒状部２２とスリーブ部２１との連接箇所にはスリーブ部２１の他端に向けられた周回段差面２３が形成されている。スリーブ部２１の他端側には、細径部２１ｂが形成され、これによりスリーブ部２１の他端末端に向いた周回段差面２１ｃが形成されていると共に、この細径部２１ｂの直径方向両側にはそれぞれ弾性掛合片２１ｄがスリーブ部２１を割欠くコ字状溝２１ｆによって形成されている。この弾性掛合片２１ｄは外側に掛合凸部２１ｅを有している。この掛合凸部２１ｅと周回段差面２１ｃとの間の寸法は第一回転体１の内側周回鍔１２の厚さと略等しくなるようになっている。このスリーブ部２１の外面部であってその周回段差面２１ｃと短寸筒状部２２との間には、このスリーブ部２１の長さ方向に沿って延びる三条のリブ２１ｇが、周回方向において隣り合うリブ２１ｇとの間に略等しい間隔を開けるようにして、形成されている。
【００２４】
第二ギア部２０は、短寸筒状部２２の筒軸方向に沿って延びる溝をその周回方向に隣り合う溝との間に等しい間隔を開けて形成させるようにして、この短寸筒状部２２の外側に設けられている。
【００２５】
接続体３は、第一回転体１の第一ギア部１０と第二回転体２の第二ギア部２０との間に配される。図示の例では、かかる接続体３は、スリーブ部２１の通し穴３０と、第一回転体１に形成された被噛み合い部１３に対する噛み合い部３１とを備えている。また、スリーブ部２１の長さ方向に沿ったスライド移動を可能にした状態で第二回転体２と連れ回りするようにこの第二回転体２に組み合わされている。
【００２６】
図示の例では、かかる接続体３も、短寸の円筒状をなすように構成されている。この接続体３の内径は第二回転体２のスリーブ部２１の外径に略等しく、かつ、この接続体３の外径は第一回転体１の筒他端側の内径よりもやや大きくなっている。接続体３の外面側であって、その筒軸方向略中程の位置には周回溝３２が形成されている。また、この接続体３の筒一端側に、噛み合い部３１が形成されている。この例では、接続体３の外方と筒一端とにおいてそれぞれ開放された複数の凹所３１ｂを、この接続体３の周方向において、隣り合う凹所３１ｂとの間に等しい間隔を開けて形成させることにより、隣り合う凹所間に図４における上方に刃先を向けるようにした周回鋸歯状部３１ａを形成させており、この周回鋸歯状部３１ａが噛み合い部３１として機能するようになっている。すなわち、前記ＯＮ状態のときは、接続体３の筒一端側が第一回転体１の筒他端側に入り込みこの接続体３の周回鋸歯状部３１ａの凹所３１ｂに第一回転体１の周回鋸歯状部１３ａの凹所１３ｂ間の歯部が入り込むようになっている。（図２／すなわち、接続体３ＯＮ位置）また、接続体３の内側には、その筒軸方向に延びる三条の溝３３が、隣り合う溝３３との間に周回方向において略等しい間隔を開けて形成されている。そして、この例では、かかる溝３３に対応するリブ２１ｇを納めて、第二回転体２のスリーブ部２１の長さ方向に沿って一定の範囲で移動可能な状態で、接続体３が第二回転体２に組み合わされている。
【００２７】
動作体４は、通電により変形するイオン交換樹脂より構成されている。また、接続体３に形成された周回溝３２に入り込む内端４０を有している。かかるイオン交換樹脂は、表裏を持った板状をなし、電圧を印加すると高分子電解質内の陽イオンが陰極側に移動し、これによって表裏で膨潤に差を生じさせて変形を生じさせるように構成されている。
【００２８】
図示の例では、かかる動作体４は、接続体３の通し穴４１を備えた円板状をなすように構成されている。動作体４は、この通し穴４１の穴縁を接続体３の周回溝３２に入り込ませるようにして、接続体３に組み合わされている。
【００２９】
これにより、図示の例では、動作体４の変形によって接続体３の周回方向の各所において略等しい力を作用させてこの接続体３をスリーブ部２１の長さ方向にスライド移動させることができる。また、接続体３は板状をなすことからこの接続体３は回転軸９方向でのクラッチ装置Ｃの寸法のコンパクト化の妨げとなることがない。
【００３０】
そして、この実施の形態にあっては、かかる動作体４への通電による内端４０の移動によって、接続体３を、その噛み合い部３１を被噛み合い部１３に噛み合わせるＯＮ位置と、その噛み合い部３１と被噛み合い部１３との噛み合いを解くＯＦＦ位置との間に亘ってスライド移動させるようにしている。図示の例では、ＯＮ位置においては動作体４はその板面を回転軸９に直交させており、一方、ＯＦＦ位置においては動作体４はその内端４０側を第二回転体２の第二ギア部２０に近づける向きに湾曲するようになっている。
【００３１】
これにより、この実施の形態にあっては、第一回転体１、第二回転体２、接続体３および動作体４の四つのパーツから、接続体３をＯＮ位置に位置づけるときには第一回転体１と第二回転体２とを連れ回りさせ、かつ、接続体３をＯＦＦ位置に位置づけるときには両者を連れ回りさせないクラッチ装置Ｃを適切に構成させることができる。連れ回り状態では第一ギア部１０及び第二ギア部２０のいずれか一方（図示の例では第一ギア部１０）を介して入力されてきた回転力は他方に伝達される。連れ回りをさせない状態では第一ギア部１０及び第二ギア部２０のいずれか一方はこれらの他方（図示の例では第二ギア部２０）に設けられたスリーブ部２１の外側で空転し入力されてきた回転力はこれらの他方に伝達されない。
【００３２】
また、図示の例では、クラッチ装置Ｃはさらにスペーサ５を備えている。そして、前記動作体４がこのスペーサ５によって支持されるようになっている。
【００３３】
かかるスペーサ５は、組み合わされて筒状をなす第一筒部５０と第二筒部５１とを有し、組み合わせ状態で第一ギア部１０と第二ギア部２０との間に亘る長さを持っている。そして、前記動作体４はその外周縁４２を、この第一筒部５０と第二筒部５１との突き合わせ箇所に挟み込まれて所定位置に支持されている。
【００３４】
これにより、図示の例では、円板状をなす動作体４をスリーブ部２１の外側に位置ズレを生じない態様で適切に組み合わせ配させることができる。
【００３５】
図示の例では、スペーサ５はスリーブ部２１を内側に余裕を持って納める大きさを有している。スペーサ５の内面は接続体３の外面に接しないようになっている。また、スペーサ５はその一端を第一ギア部１０における第二ギア部２０側に向けられた端面に突き当て、かつ、その他端を第二回転体２の周回段差面２３に突き当てる長さを備えている。
【００３６】
図示の例では、第二筒部５１の筒一端側は拡径部５１ａとなっており、第二筒部５１の内側には筒一端末端に向いた周回段差面５１ｂとこの周回段差面５１ｂの先に形成された掛合爪５１ｃとが備えられている。一方、第一筒部５０は、第二筒部５１の拡径部５１ａの内径と略等しい外径を有すると共に、掛合窓５０ａを備えている。また、動作体４の外径は第二筒部５１の拡径部５１ａの内径と略等しくなっている。
【００３７】
そして、第二ギア部２０のスリーブ部２１に噛み合い部３１をこのスリーブ部２１の他端側に向けるようにして前記のように組み合わされた接続体３に前記のように組み合わされた動作体４の外縁部を、第二筒部５１の周回段差面５１ｂに載せた状態からこの第二筒部５１の拡径部５１ａに第一筒部５０の筒一端を入れ込み掛合窓５０ａに掛合爪５１ｃを掛合させることにより、スリーブ部２１の外側に動作体４を支持させるようにしている。この後、第二回転体２のスリーブ部２１を第一回転体１の筒他端側からその通し穴１１に入れ込み弾性掛合片２１ｄの掛合凸部２１ｅと周回段差面２１ｃとの間で第一回転体１の内側周回鍔１２を挟み付けさせることで、クラッチ装置Ｃが組み立てられる。接続体３の全長は第一回転体１の筒他端と第二回転体２の周回段差面２３との間のピッチより小さく、接続体３は前記リブによって第二回転体２と一体化されながら前記スライド移動が可能となっている。
【００３８】
図示の例では、ＯＮ位置においては、接続体３の噛み合い部３１が第一回転体１の被噛み合い部１３に噛み合い、第一ギア部１０に噛み合う回転力入力側ギア６によつて第一回転体１と第二回転体２とが連れ回りされるようになっている。ＯＦＦ位置においては、接続体３が動作体４によって第二ギア部２０の側にスライド移動され、接続体３の噛み合い部３１と第一回転体１の被噛み合い部１３との噛み合いが解かれ、第一回転体１はスリーブ部２１の外側で空転される。
【００３９】
図示の例では、動作体４はその内端４０を接続体３の周回溝３２に入れ込ませており、ＯＮ位置でも動作体４は連れ回りすることがない。動作体４の外周縁４２の一部には端子部４３が形成してあり、この端子部４３を介して動作体４への通電がなされる。スペーサ５を構成する第一筒部５０および第二筒部５１にはこの端子部４３を外部に臨ませるための切り欠き５０ｂ、５１ｄが形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】クラッチ装置Ｃの使用状態を示した要部破断構成図
【図２】クラッチ装置Ｃの要部破断構成図
【図３】クラッチ装置Ｃの要部破断構成図
【図４】クラッチ装置Ｃの分離斜視構成図
【符号の説明】
【００４１】
Ｃ  クラッチ装置
１  第一回転体
１０  第一ギア部
２  第二回転体
２０  第二ギア部
２１  スリーブ部
２１ａ  通し穴
３  接続体
４  動作体
４０  内端
９  回転軸
【図１】
2007225052.tif 000003
【図２】
2007225052.tif 000004
【図３】
2007225052.tif 000005
【図４】
2007225052.tif 000006