(57)【要約】【課題】トルクの非伝達状態であってもモータに与える負荷が小さく、しかもより一層静音で稼働させることのできるクラッチ装置を提供する。【解決手段】クラッチ装置１は、モータのトルクが常時伝達されるインナーギア２ｂと、これに噛合するラック３，３と、ラック３，３をスライド自在に保持し、インナーギア２ｂの回転トルクがラック３を介して伝達されることによりインナーギア２ｂとともに回転するホルダ５と、ホルダ５に対して相対的に回転可能なアウターギア４と、を備えている。インナーギア２ｂが所定方向に回転すると、ラック３の先端がホルダ５の外側に突出してアウターギア４の内側に形成された突起４ａに当接してトルクが伝達される。インナーギア２ｂが前記所定方向とは反対方向に回転すると、ラック３の先端がホルダ５の外側に突出せず、アウターギア４にはトルクが伝達されない。【選択図】図２
2009250385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーギアと、
前記インナーギアと噛合するラックと、
前記インナーギア及び前記ラックを内側に備える円環形状を成すとともに前記ラックをスライド自在に保持し、前記インナーギアの回転トルクが前記ラックを介して伝達されることにより前記インナーギア及び前記ラックとともに回転するホルダと、
前記ホルダを内側に備える円環形状を成すとともに前記インナーギア、前記ラック、前記ホルダ、のこれらに対して相対的に回転可能なアウターギアと、を備え、
前記ホルダには、前記インナーギアが所定方向に回転した際に、前記ラックの先端が前記ホルダの外側に突出可能な開口部が形成され、
前記アウターギアの内側には、前記インナーギアが所定方向に回転した際に前記ホルダの外側に突出した前記ラックの先端が当接する当接部が設けられ、
前記インナーギアが所定方向に回転した際に、前記ラックが、前記当接部を介して前記インナーギアの回転トルクを前記アウターギアに伝達する、
ことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクラッチ装置において、前記ラックを複数備え、当該複数のラックが、前記インナーギアの回転中心に対して点対称となる位置に配置されている、
ことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項３】
回転自在のインナーギアと、
回転自在のアウターギアであって、前記インナーギアを内側に備えるアウターギアと、
前記インナーギアと噛合するラックであって、前記インナーギアの正転／逆転に対応して前記インナーギアと前記アウターギアとの間で進退することにより、前記アウターギアと係合状態／非係合状態をなすラックと、を備え、
前記アウターギアは、前記係合状態のラックを介して前記インナーギアから回転トルクの伝達を受ける、
ことを特徴とするクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナーギアからアウターギアへの回転トルク伝達のオンオフ切り換えを行うクラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの一方向回転時にのみ被駆動対象へ動力を伝達するクラッチは、その一例が特許文献１に示されている。特許文献１に記載の一方向クラッチは、遊星歯車と、この遊星歯車を受け入れる凹部を備えたインナ部材と、前記遊星歯車と噛合する内歯車が形成されたアウタ部材と、を備え、前記凹部において一方側の面には突起が形成され、他方側の面には突起が形成されていない。
【０００３】
従ってインナ部材が所定方向に回転し、遊星歯車が前記凹部の他方側の面（突起が形成されていない側の面）に接すると、遊星歯車はインナ部材の凹部内で回転しつつアウタ部材の内歯車と噛み合い変化を行うのみであり、インナ部材からアウタ部材へのトルク伝達は行われない。
【０００４】
しかしインナ部材が前記所定方向とは反対側の方向に回転し、遊星歯車が前記凹部の一方側の面（突起が形成されている側の面）に接すると、遊星歯車は突起によりインナ部材の凹部内での回転がロックされ、アウタ部材の内歯車との間で噛み合い変化できない状態となり、その結果インナ部材からアウタ部材へのトルク伝達が遊星歯車を介して行われる状態となる。
【特許文献１】特開平１０−３３１９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記特許文献１記載の一方向クラッチにおいては、インナ部材からアウタ部材へのトルクの伝達が行われないとき、遊星歯車はインナ部材の凹部内で回転しつつアウタ部材の内歯車と噛み合い変化を行うので、モータに回転負荷を与えることになる。またこれにより、インナ部材からアウタ部材へのトルクの伝達が行われないときであっても、クラッチ内部から歯車の噛み合い変化に伴う動作音が生じてしまう。
【０００６】
そこで本発明はこの様な状況に鑑みなされたものであり、その目的は、トルクの非伝達状態であってもモータに与える負荷が小さく、しかもより一層静音で稼働させることのできるクラッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るクラッチ装置は、インナーギアと、前記インナーギアと噛合するラックと、前記インナーギア及び前記ラックを内側に備える円環形状を成すとともに前記ラックをスライド自在に保持し、前記インナーギアの回転トルクが前記ラックを介して伝達されることにより前記インナーギア及び前記ラックとともに回転するホルダと、前記ホルダを内側に備える円環形状を成すとともに前記インナーギア、前記ラック、前記ホルダ、のこれらに対して相対的に回転可能なアウターギアと、を備え、前記ホルダには、前記インナーギアが所定方向に回転した際に、前記ラックの先端が前記ホルダの外側に突出可能な開口部が形成され、前記アウターギアの内側には、前記インナーギアが所定方向に回転した際に前記ホルダの外側に突出した前記ラックの先端が当接する当接部が設けられ、前記インナーギアが所定方向に回転した際に、前記ラックが、前記当接部を介して前記インナーギアの回転トルクを前記アウターギアに伝達することを特徴とする。
【０００８】
本態様によれば、インナーギアからアウターギアへの回転トルクの伝達／非伝達の切り換えが、ホルダにおいてスライド可能に設けられるラックのスライド動作を介して行われるように構成されており、回転トルクの伝達／非伝達の切り換え時を除き、ラックは回転トルクの伝達時及び非伝達時のいずれにおいてもインナーギアに対して噛み合い変化することなく、インナーギアに対して相対的に停止した状態を維持する。従って回転トルクの非伝達時においてモータに与える負荷が小さく、しかも静音で稼働させることが可能となる。
【０００９】
本発明の第２の態様に係るクラッチ装置は、第１の態様に係るクラッチ装置において、前記ラックを複数備え、当該複数のラックが、前記インナーギアの回転中心に対して点対称となる位置に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本態様によれば、複数のラックが、インナーギアの回転中心に対して点対称となる位置に配置されているので、アウターギアへのトルク伝達が回転中心に対して点対称となり、より安定的にインナーギアからアウターギアへトルク伝達を行うことができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係るクラッチ装置は、回転自在のインナーギアと、回転自在のアウターギアであって、前記インナーギアを内側に備えるアウターギアと、前記インナーギアと噛合するラックであって、前記インナーギアの正転／逆転に対応して前記インナーギアと前記アウターギアとの間で進退することにより、前記アウターギアと係合状態／非係合状態をなすラックと、を備え、前記アウターギアは、前記係合状態のラックを介して前記インナーギアから回転トルクの伝達を受けることを特徴とする。
【００１２】
本態様によれば、インナーギアからアウターギアへの回転トルクの伝達がラックを介して行われるように構成されており、ラックはアウターギアに対する係合状態／非係合状態の切り換え時を除き、回転トルクの伝達時及び非伝達時のいずれにおいてもインナーギアに対して噛み合い変化することなく、インナーギアに対して相対的に停止した状態を維持する。従って回転トルクの非伝達時においてモータに与える負荷が小さく、しかも静音で稼働させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１乃至図４を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るクラッチ装置１の分解斜視図、図２及び図３は同正面図（一部断面図）であって図２はインナーギア２ｂからアウターギア４へ動力が伝達される状態を示す図、図３はインナーギア２ｂからアウターギア４へ動力が伝達されない状態を示す図である。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、クラッチ装置１は、インナーギア２ｂを備えた１つの複合ギア２と、２つのラック３と、１つのアウターギア４と、１つのホルダ５と、を備えて構成されている。
【００１５】
複合ギア２は図示を省略するモータの回転トルクが常時伝達されるギアであり、入力ギア２ａとインナーギア２ｂとが一体的に形成されている。入力ギア２ａは、モータの回転トルクが常時伝達される図示しないギアと噛合するギアであり、インナーギア２ｂは、ホルダ５の内部に入り込んでラック３のギア部３ａと噛合するギアである。
【００１６】
ホルダ５はインナーギア２ｂ及びラック３，３を内側に備える円環形状を成すとともに、ラック３をスライド自在に保持する為のガイド面５ｂ、５ｃを備えている。ラック３は本実施形態では２つ、インナーギア２ｂ及びホルダ５の回転中心に対し点対称となる位置に配置されており、それぞれがガイド面５ｂ、５ｃによってガイドされながら、ホルダ５内をスライド動作できるようになっている。
【００１７】
そしてインナーギア２ｂが回転すると、その回転トルクがラック３を介してホルダ５に伝達され、これによりホルダ５はインナーギア２ｂ及びラック３とともに回転するようになっている。
【００１８】
ここでホルダ５には、開口部５ａが、ラック３が配置される場所に形成されており、この開口部５ａから、ラック３の先端部３ｂが、ホルダ５の外側に突出できるようになっている。一方、アウターギア４はホルダ５を内側に備える円環形状を成しているとともに、その内側において、インナーギア２ｂ、ホルダ５、ラック３、のこれらがアウターギア４に対して相対的に回転可能となるよう収容されている。
【００１９】
このアウターギア４の外側にはギア部４ｂが形成されており、このギア部４ｂが、回転トルクを伝達すべき駆動対象へとモータのトルクを伝達する。またアウターギア４の内側には、周方向に沿って突起４ａが所定間隔毎に多数形成されており、この突起４ａに、ラック３の先端３ｂが当接可能となっている。即ち、突起４ａが、ラック３の先端３ｂが当接する当接部を構成する。
【００２０】
以下、この様に構成されたクラッチ装置１の動作について説明する。図２はインナーギア２ｂが所定方向（図２の例では反時計回り方向）に回転する場合を示しており、この様にインナーギア２ｂが回転すると、ラック３，３はいずれもその先端３ｂがホルダ５から外側に突出し、アウターギア４の内側に形成された突起４ａに当接する。
【００２１】
従ってこれにより、インナーギア２ｂの回転トルクがラック３，３を介してアウターギア４に伝達され得る状態、即ちトルク伝達状態となる。尚、このトルク伝達状態では、インナーギア２ｂ、ラック３，３、ホルダ５、アウターギア４、のこれらが、全て一体的に回転する。
【００２２】
次に、図３はインナーギア２ｂが図２の場合と逆方向（図３の例では時計回り方向）に回転する場合を示している、この様にインナーギア２ｂが回転すると、ラック３，３はいずれもその先端３ｂがホルダ５から外側に突出せず、アウターギア４の内側に収容された状態を維持する。
【００２３】
即ち、ラック３，３はいずれもその先端３ｂがアウターギア４の内側に形成された突起４ａに当接しないので、従ってこれによりインナーギア２ｂの回転トルクがラック３，３を介してアウターギア４に伝達されない状態、即ちトルク非伝達状態となる。尚、このトルク非伝達状態では、インナーギア２ｂ、ラック３，３、ホルダ５、のこれらが一体となって、モータの回転トルクが伝達されることにより回転する。
【００２４】
以上の様に本発明に係るクラッチ装置１によれば、インナーギア２ｂからアウターギア４へのトルクの伝達／非伝達の切り換えが、ホルダ５においてスライド可能に設けられるラック３のスライド動作を介して行われるように構成されており、トルクの伝達／非伝達の切り換え時を除き、ラック３はトルクの伝達時及び非伝達時のいずれにおいてもインナーギア２ｂに対して噛み合い変化することなく、インナーギア２ｂに対して相対的に停止した状態を維持する。従ってトルクの非伝達時においてモータに与える負荷が小さく、しかも静音で稼働させることが可能となる。
【００２５】
尚、本実施形態では複数の（本実施形態では２つの）ラック３が、インナーギア２ｂの回転中心に対して点対称となる位置に配置されているので、アウターギア４へのトルク伝達位置が回転中心に対して点対称となり、より安定的にインナーギア２ｂからアウターギア４へトルク伝達を行うことができる。
【００２６】
ところで本発明に係るクラッチ装置１は、上記のようにモータが或る方向に回転する場合には回転トルクを伝達し、その反対方向に回転する場合には回転トルクを伝達しない機能を実現するが、ファクシミリやプリンタ等に代表される記録装置では、以下のような利用態様を採用することもできる。
【００２７】
図４は記録装置に設けられる用紙給送装置の、用紙給送経路を示す模式図であり、符号１０は用紙給送装置を、また符号１１は用紙Ｐを積層状態で収容可能な用紙カセットを示している。また符号１２は、図示しないモータにより駆動されるピックアップローラを示しており、揺動軸１２を中心に揺動する揺動部材１３に設けられ、最上位の用紙Ｐに接することにより当該最上位の用紙Ｐを下流側へと送り出す。
【００２８】
更に符号１６はピックアップローラ１２の下流側に設けられた、図示しないモータにより駆動される送り駆動ローラを示し、また符号１５は送り駆動ローラ１６に接して従動回転する送り従動ローラを示している。
【００２９】
ここで、用紙給送時にピックアップローラ１２と送り駆動ローラ１５との間で用紙が弛まないように、送り駆動ローラ１５による用紙送り速度が、ピックアップローラ１２による用紙送り速度よりも速く設定されることがある。しかしながらこの様に両ローラによる用紙送り速度を設定すると、ピックアップローラ１２と送り駆動ローラ１５との間に生じるテンションにより、ピックアップローラ１２と用紙Ｐとの間でスリップが生じ、用紙Ｐの記録面にダメージを与える虞がある。
【００３０】
そこで、本発明に係るクラッチ装置を、モータからピックアップローラ１２へ動力を伝達する歯車機構に介在させることにより、上記のようなピックアップローラ１２と用紙Ｐとの間のスリップを防止することができる。以下、これについて詳説する。
【００３１】
図４に示す符号ｒ２はピックアップローラ１２の回転速度を、符号ｒ３は送り駆動ローラ１５の回転速度を、それぞれ示している。ここで、本実施例では説明の便宜上両ローラの外径は等しく形成されているとし、従って送り駆動ローラ１５による用紙送り速度がピックアップローラ１２による用紙送り速度よりも速いことから、ｒ３＞ｒ２となる。
【００３２】
尚、本実施例では説明の便宜上アウターギア４からピックアップローラ１２までの歯車機構の減速比は１：１とし、従ってピックアップローラ１２が回転速度ｒ２で回転するとき、アウターギア４も回転速度ｒ２で回転しているものとする。
【００３３】
次に、図２に示したインナーギア２ｂを、ピックアップローラ１２の駆動源であるモータからのトルクが常時伝達されるギアとし、アウターギア４を、ピックアップローラ１２を駆動する為のギアとすると、用紙Ｐの先端が送り駆動ローラ１５に到達するまでの間は、図２に示すようにインナーギア２ｂの回転（回転速度ｒ１）により、アウターギア４が回転駆動される（回転速度ｒ２）。このとき、インナーギア２ｂの回転速度ｒ１と、アウターギア４の回転速度ｒ２との関係は、ｒ１＝ｒ２となる。
【００３４】
そして用紙Ｐの先端が送り駆動ローラ１５に到達した後は、ピックアップローラ１２と送り駆動ローラ１５との間で用紙Ｐにテンションが生じ、ピックアップローラ１２にはこれに伴い増速傾向が生じるが、アウターギア４は図１から明かなように回転速度ｒ２の増速方向には非拘束状態である為、回転速度ｒ２がそのまま増加する。即ち、ｒ１＜ｒ２となることができ、ピックアップローラ１２は用紙Ｐとの間でスリップすることなく連れ回ることができる。
【００３５】
以上の通り、送り駆動ローラ１５による用紙送り速度をピックアップローラ１２による用紙送り速度よりも速く設定しても、ピックアップローラ１２と用紙Ｐとの間のスリップを防止することができ、用紙Ｐの記録面にダメージを与えることがない。この様に本発明に係るクラッチ装置は、用紙送り速度の異なる２つのローラを備えた記録装置或いは給送装置において、用紙とローラとの間のスリップを防止して記録面を保護する為の手段として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るクラッチ装置の分解斜視図。
【図２】本発明に係るクラッチ装置の正面図（一部断面図）。
【図３】本発明に係るクラッチ装置の正面図（一部断面図）。
【図４】本発明に係るクラッチ装置を適用した用紙給送装置の用紙給送経路を示す模式図。
【符号の説明】
【００３７】
１  クラッチ装置、２  複合ギア、２ａ  入力ギア、２ｂ  インナーギア、３  ラック、３ａ  ギア部、３ｂ  先端部、４  アウターギア、４ａ  突起（当接部）、４ｂ  ギア部、５  ホルダ、５ａ  開口部、５ｂ、５ｃ  ガイド面、
１０  用紙給送装置、１１  用紙カセット、１２  ピックアップローラ、１３  揺動部材、１４  揺動軸、１５  従動ローラ、１６  駆動ローラ、Ｐ  記録用紙
【図１】
2009250385.tif 000003
【図２】
2009250385.tif 000004
【図３】
2009250385.tif 000005
【図４】
2009250385.tif 000006