JP2010190375A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動側が逆回転しているとき、遊星歯車がインナー部材に設けられた凹部内で空転することにより、音が発生してしまう。駆動側の回転が高速になると、遊星歯車が凹部内で空転する回転数も高速になるので、高い音を発生し、耳障りな音を発生してしまうという課題がある。
【解決手段】外周に歯が形成された太陽歯車３と、外周に形成された歯によって、太陽歯車３と噛み合う複数の遊星歯車４と遊星歯車４を自由回転可能に収容する複数の収容部２４を有し、太陽歯車３の軸Ｊ１と同軸上かつ同一回転面で相対的に回転するアウター部材２と、を備え、収容部２４の回転方向Ｒ１，Ｒ２における一方に、遊星歯車４と当接する突起部２３が備えられた一方向クラッチ１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一方向クラッチに関する。

歯車を用いた動力伝達系において、駆動側の回転方向が正回転するときは駆動力を伝達し、駆動側の回転方向が逆回転するときは駆動力を伝達しない一方向クラッチが用いられる。例えば、プリンターやファクシミリなどでは、記録媒体としての紙を、駆動側の正回転によって二つのローラーに駆動力を伝達して搬送する。このとき、駆動側の回転方向が正回転から逆回転に変わると、一方のローラーには駆動力を伝達し、他方のローラーには駆動力を伝達しないようにすることが行われる。例えば、特許文献１では、内歯車を有するアウター部材と、内歯車と噛み合う遊星歯車と、外周に遊星歯車を収容する凹部を設けたインナー部材を備え、駆動側の回転方向が正回転したときは駆動力を伝達し、逆回転したときは、遊星歯車が凹部内で空転することにより、駆動力を伝達しない方法が提案されている。

特開平１０−３３１９４１号公報

しかしながら、駆動側が逆回転しているとき、遊星歯車がインナー部材に設けられた凹部内で空転することにより、音が発生してしまう。駆動側の回転が高速になると、遊星歯車が凹部内で空転する回転数も高速になるので、高い音を発生し、耳障りな音を発生してしまうという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］太陽歯車と、前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、前記太陽歯車に対して相対回転可能に設けられたアウター部材であって、前記太陽歯車が第１の向きに回転する場合に前記遊星歯車と係合して前記太陽歯車の動力が伝達され、前記太陽歯車が前記第１の向きとは逆向きの第２の向きに回転する場合に前記遊星歯車と非係合となることにより前記太陽歯車の動力が非伝達となる前記アウター部材と、を備えることを特徴とする一方向クラッチ。

この構成によれば、太陽歯車が第１の向きとは逆向きの第２の向きに回転する場合に遊星歯車と非係合となることにより太陽歯車の動力が非伝達となるアウター部材を備える。これにより、遊星歯車における噛み合う位置を軸側に配置することができるので、噛み合う位置と軸との距離を短くすることができる。噛み合う位置と軸との距離が短くなれば、遊星歯車の歯が噛み合う瞬間の速度が小さくなる。そのため、歯が噛み合うときの歯どうしが当接することによって発生する音が小さくなる。従って、遊星歯車が太陽歯車と噛み合いながら空転するとき、発生する音の大きさを抑制することが可能となる。

また、噛み合う位置と軸との距離を短くすることができるので、遊星歯車が収容部内で空転するときのトルクを小さくすることができる。

また、遊星歯車は、太陽歯車の外周に形成された歯と噛み合う。これにより、遊星歯車がアウター部材の内側に形成された歯と噛み合う場合と比べて、太陽歯車とアウター部材とが相対的に１回転する間において、遊星歯車が噛み合う歯の回数を少なくすることができる。これにより、駆動側が高速回転することにより高周波が発生することを抑制し、耳障りな音の発生を抑制することができる。

［適用例２］前記アウター部材は、前記遊星歯車と係合する突起と、前記遊星歯車の空転をガイドするガイド面とを有する、ことを特徴とする一方向クラッチ。

この構成によれば、太陽歯車が第１の向きに回転する場合に、遊星歯車と突起が係合して太陽歯車の動力がアウター部材に伝達され、太陽歯車が第１の向きとは逆向きの第２の向きに回転する場合に、ガイド面によって遊星歯車が空転することにより太陽歯車の動力がアウター部材に非伝達となる。

一方向クラッチを含む断面図。 駆動力が伝達されるときの一方向クラッチの断面図。 駆動力が伝達されないときの一方向クラッチの断面図。 突起部に遊星歯車が当接する部分の拡大図。 比較のための一方向クラッチを説明する図。 遊星歯車が突起部から離れ、収容部内で空転し、太陽歯車とアウター部材間における駆動力の伝達を行わないときの図。

（実施例）
以下、実施例について図面に従って説明する。図１は、本実施例における破線で囲まれた一方向クラッチ１を含む断面図である。外周に歯３１が形成された太陽歯車３と、外周に歯５１が形成された駆動用歯車５とが、樹脂材料によって一体的に形成される。駆動用歯車５は、モーター（不図示）の回転軸に備えられた歯車（不図示）と噛み合い、モーターの駆動力によって回転される。

外周に歯２２が形成されたアウター部材２は、貫通孔によって形成された軸受け部２１を有する。太陽歯車３に形成された軸部３２は、軸受け部２１に備えられ、アウター部材２と、一体的に形成された太陽歯車３と駆動用歯車５とは、軸Ｊ１を同軸として相対的に回転する。また、太陽歯車３とアウター部材２とは、軸Ｊ１と直角方向の同一平面の回転面で回転する。

図２は、駆動力が伝達されるときの、図１の破線Ｂにおける方向Ｄ１から見た一方向クラッチ１の断面図である。図２の破線Ａは、図１の断面の位置を示す。図１は、図２の図面右側から見たときの断面図となる。アウター部材２には、３箇所の収容部２４がリブ２５によって形成される。図２に示すように、外周に歯４１（図１参照）が形成された遊星歯車４は、それぞれ収容部２４に収容される。

図１の駆動用歯車５に備えられたリング形状の蓋部５２は、遊星歯車４が軸Ｊ１方向における図面右側に飛び出すことを防止するため設けられる。

図２のアウター部材２の収容部２４には、回転方向Ｒ１，Ｒ２における一方に突起部２３が形成され、他方にガイド面２６が形成される。本実施例では、収容部２４において、回転方向Ｒ１側に突起部２３がそれぞれ形成される。図４は、図２の突起部２３に遊星歯車４が当接する部分の拡大図である。遊星歯車４は、収容部２４内において、太陽歯車３と噛み合った状態で突起部２３に当接する位置にある。

モーターが正回転するときの駆動力によって、図１の駆動用歯車５が正回転すると、駆動用歯車５と一体的に形成された図２の太陽歯車３が回転方向Ｒ１に回転する。すると、図２、図４の遊星歯車４と太陽歯車３とは噛み合った状態で、アウター部材２に形成された突起部２３に係合する。そのため、太陽歯車３の回転に伴って、遊星歯車４は、突起部２３と太陽歯車３に固定された状態で、軸Ｊ１を回転軸として回ることによって、太陽歯車３の駆動力がアウター部材２に伝達される。そして、アウター部材２に伝達された駆動力は、アウター部材２の外周に形成された歯２２が噛み合う歯車（不図示）に伝達される。

図４に示すように、突起部２３の先端は、遊星歯車４の歯ａ，ｂ間の谷間に入ることができる形状を有する。すなわち、突起部２３の先端は、遊星歯車４の隣接する二つの歯ａ，ｂによって挟まれる形状を有する。

この突起部２３の先端の形状により、遊星歯車４と突起部２３とが接する面積を広くすることができる。そのため、遊星歯車４が突起部２３から離れてしまい、遊星歯車４が収容部２４内で空転してしまうことを抑制することができる。

図３は、駆動力が伝達されないとき、図１の破線Ｂにおける方向Ｄ１から見た一方向クラッチ１の断面図である。モーターが逆回転するときの駆動力によって、駆動用歯車５が逆回転すると、駆動用歯車５と一体的に形成された太陽歯車３が回転方向Ｒ２に回転する。すると、遊星歯車４は、ガイド面２６によってガイドされながら、回転方向Ｒ２における突起部２３から離れた図面右側の位置に移動し非係合となる。遊星歯車４は、ガイド面２６に当接し、太陽歯車３と噛み合いながら空転する。従って、太陽歯車３の駆動力はアウター部材２には伝達されない。

図２、図３を用いて説明したように、アウター部材２に設けられた収容部２４は、遊星歯車４と突起部２３が当接する位置と、遊星歯車４と突起部２３が離間する位置とが確保された、回転方向Ｒ１，Ｒ２の長さＬ１を有する。

図５は、比較のための一方向クラッチ７０を説明する図である。一方向クラッチ７０は、軸Ｊ２を中心として回転するインナー部材７２と、軸Ｊ２と同軸で回転し、内周に歯が形成されたアウター部材７１と、インナー部材７２に形成された凹状の収容部７５に収容される遊星歯車７３とを備える。収容部７５には、突起部７４が形成される。アウター部材７１の外周における直径はＬ２である。

図５は、遊星歯車７３が突起部７４から離れ、収容部７５内で空転し、インナー部材７２とアウター部材７１間における駆動力の伝達を行わないときの図である。一方向クラッチ７０において、遊星歯車７３が収容部７５で空転するとき、遊星歯車７３とアウター部材７１とが噛み合う位置Ｐ１と軸Ｊ２との距離はＬ３である。噛み合う位置Ｐ１は、遊星歯車７３において、アウター部材７１側にあり、すなわち、軸Ｊ２と反対側にある。

図６は、遊星歯車４が突起部２３から離れ、収容部２４内で空転し、太陽歯車３とアウター部材２間における駆動力の伝達を行わないときの図である。一方向クラッチ１のアウター部材２の外周における直径は、一方向クラッチ７０におけるアウター部材７１の外周における直径と同じＬ２である。遊星歯車４と太陽歯車３とが噛み合う位置Ｐ２から軸Ｊ１までの距離はＬ４である。噛み合う位置Ｐ２は、遊星歯車４において、太陽歯車３側にあり、すなわち、軸Ｊ１側にある。

上述したように、図６の本実施例の一方向クラッチ１における遊星歯車４と太陽歯車３とが噛み合う位置Ｐ２は、遊星歯車４の軸Ｊ１側に設ける。それに対して、図５の比較のための一方向クラッチ７０における遊星歯車７３とアウター部材７１とが噛み合う位置Ｐ１は、遊星歯車７３の軸Ｊ２と反対側に設ける。従って、一方向クラッチ１における噛み合う位置Ｐ２から軸Ｊ１までの距離Ｌ４は、一方向クラッチ７０における噛み合う位置Ｐ１と軸Ｊ２との距離Ｌ３より短くすることができる。

以上、本実施例で説明した一方向クラッチ１は、太陽歯車３と、太陽歯車３と噛み合う遊星歯車４と、太陽歯車３に対して相対回転可能に設けられたアウター部材２であって、太陽歯車３が第１の向きとしての回転方向Ｒ１に回転する場合に遊星歯車４と係合して太陽歯車３の動力が伝達され、太陽歯車３が第１の向きとは逆向きの第２の向きとしての回転方向Ｒ２に回転する場合に遊星歯車４と非係合となることにより太陽歯車３の動力が非伝達となるアウター部材２と、を備える。

これにより、遊星歯車４が収容部２４内で空転するとき、遊星歯車４において、噛み合う位置Ｐ２を軸Ｊ１側に配置するので、噛み合う位置Ｐ２と軸Ｊ１との距離Ｌ４を短くすることができる。

これにより、噛み合う位置Ｐ２と軸Ｊ１との距離Ｌ４が短くなれば、遊星歯車４の歯が噛み合う瞬間の速度が小さくなる。そのため、歯が噛み合うときの歯どうしが当接することによって発生する音が小さくなる。従って、駆動側が逆回転し、遊星歯車４がアウター部材２に設けられた収容部２４内で空転しているとき、発生する音の大きさを抑制することが可能となる。

また、噛み合う位置Ｐ２と軸Ｊ１との距離を短くすることができるので、遊星歯車４が収容部２４内で自由回転して空転するときのトルクを小さくすることができる。

また、遊星歯車４は、太陽歯車３の外周に形成された歯と噛み合う。これにより、遊星歯車７３がアウター部材７１の内側に形成された歯と噛み合う場合と比べて、太陽歯車３とアウター部材２とが相対的に１回転する間において、遊星歯車４が噛み合う歯の回数を少なくすることができる。これにより、駆動側が高速回転することにより高周波が発生することを抑制し、耳障りな音の発生を抑制することができる。

本実施例では、モーターが正転、逆転するときの駆動力を、駆動用歯車５を介して太陽歯車３に伝え、アウター部材２が一方向のみ回転する場合について説明したが、モーターが正転、逆転するときの駆動力をアウター部材２に伝え、太陽歯車３が一方向のみ回転する場合にも適用する。

本実施例の一方向クラッチ１は、樹脂材料で形成されたが、アウター部材の軸受け部をベアリングなどで構成し、アルミニウム、鉄などの金属で形成された太陽歯車、遊星歯車、アウター部材を備えた一方向クラッチにも適用する。

１…一方向クラッチ、２…アウター部材、３…太陽歯車、４…遊星歯車、２３…突起部、２６…ガイド面、Ｒ１，Ｒ２…回転方向。

Claims (2)

1. 太陽歯車と、
   前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、
   前記太陽歯車に対して相対回転可能に設けられたアウター部材であって、前記太陽歯車が第１の向きに回転する場合に前記遊星歯車と係合して前記太陽歯車の動力が伝達され、前記太陽歯車が前記第１の向きとは逆向きの第２の向きに回転する場合に前記遊星歯車と非係合となることにより前記太陽歯車の動力が非伝達となる前記アウター部材と、を備えることを特徴とする一方向クラッチ。
2. 請求項１に記載の一方向クラッチであって、
   前記アウター部材は、前記遊星歯車と係合する突起と、前記遊星歯車の空転をガイドするガイド面とを有する、ことを特徴とする一方向クラッチ。

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