CN101680514B - 驱动力正反切换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种在使用弹簧离合器时和使用滚子离合器时，能够共用切换机构的中间轴的驱动力正反切换装置。在输入齿轮(14)和输出齿轮(15)之间设置有旋转方向的切换机构(10)，上述切换机构(10)具有：被支承在中间轴(12)上且与输入伞齿轮(16)和输出伞齿轮(17)啮合的中间伞齿轮(22)；具有解除臂部(41)和挡臂部(42)的控制齿轮(39)；安装在与上述输入伞齿轮(16)成一体的离合器收纳部(21)的内径面上的单向离合器，在使用弹簧离合器(25)作为该单向离合器时，在嵌合于上述中间轴(12)的弹簧离合器(25)的连结部件(28)上设置连接部(30)，另外，在使用滚子离合器(55)作为单向离合器时，在其内圈(56)上设置相同结构的连接部(57)。

Description

驱动力正反切换装置
技术领域
本发明涉及用于办公设备的驱动力正反切换装置，特别涉及中间轴的共用化。
背景技术
复印机等办公设备中的纸张的输送方向一般是单向的，因此，利用具有一定方向的旋转标准的马达来进行驱动。然而在纸张的输送方向可正反恰当切换地进行输送的进化的供纸部中，使用以往的一定方向旋转标准的马达时，需要追加可使马达的旋转方向适宜正反切换的装置。(专利文献1)。
作为这种情况下通常使用的驱动力正反切换机构，公知有图18所示的具有三个伞齿轮的机构(非专利文献1)。该机构构成为，在靠近设于输入轴71的一端的输入伞齿轮72的齿面且与输入伞齿轮72的齿面正交的方向设置输出轴73，离合器74可在轴向滑动地而键止于上述输出轴73。一对输出伞齿轮部75、75可旋转地嵌合在该离合器74的两侧，该一对输出伞齿轮部75与输入伞齿轮72啮合。在各输出伞齿轮部75的对置面上设置的突出部76上设置有与上述离合器74卡合的齿77。在上述离合器74的中间部设置的周槽78中插入有摇动臂79的销80。该摇动臂79的另一端通过轴81可摇动地安装于固定部。
当摇动臂79向左右任何一方偏倒时，离合器74在轴向滑动并与摇动臂79偏倒的方向的输出伞齿轮部75的齿77卡合，从而将输入轴71的旋转传给输出轴73。另外，当摇动臂79向反方向偏倒时，离合器74与另一侧的输出伞齿轮部75侧卡合，来使输出轴73反转。
专利文献1：日本专利特开平5-307290号公报
非专利文献1：“机械运动机构”株式会社技报堂，昭和32年10月15日出版，81页
上述驱动力正反切换机构由于输入轴71与输出轴73正交，因此，存在如下的问题：输入侧的马达和输出侧的供纸辊的配置受到限制，并且输入伞齿轮的直径较大，此外，摇动臂79的控制机构比较复杂等问题。另外，还存在需要在离合器74切换时使齿77的旋转相位同步来避免齿的碰撞的同步机构的问题。
发明内容
于是，本发明的课题在于：对于输入输出轴平行配置的紧凑的驱动力正反切换装置，特别是在使用弹簧离合器时和使用滚子离合器时，实现中间轴的共用化，从而简化结构，降低成本。
为了解决上述课题，如图1等所示，本发明以如下驱动力正反切换装置作为基本构成，即、在以相互对置的方式嵌合在固定轴11上的输入齿轮14和输出齿轮15之间安装有切换机构10，通过上述切换机构10来适宜地切换施加到上述输入齿轮14上的驱动转矩的旋转方向，并向上述输出齿轮15输出。
上述切换机构10具有：与上述输入齿轮14成一体的输入伞齿轮16、与上述输出齿轮15成一体的输出伞齿轮17、嵌合在上述固定轴11上的中间轴12、被支承在与该中间轴12正交的支承轴13上且与上述输入伞齿轮16和输出伞齿轮17啮合的中间伞齿轮22、介于上述中间轴12和输入伞齿轮16之间的弹簧离合器25或滚子离合器55(参照图11)等单向离合器、以及对上述单向离合器的锁定和锁定解除进行控制的控制机构(控制齿轮39、促动器44)。
在使用弹簧离合器25作为上述单向离合器时，在供固定钩37卡合的连结部件28上设置有与上述中间轴12嵌合的连接部30。另外，在使用滚子离合器55作为单向离合器时，在内圈56上设置连接部57。这些连接部30、57都是通过相对上述中间轴12为互补的连结结构与之连结的，即便单向离合器的形式如上所述有所区别，仍可共用中间轴12。
另外，在使用弹簧离合器25时，多个螺旋弹簧35中的半数螺旋弹簧的卷绕方向被设定为相反方向，使设置于上述连结部件28的钩加强突起51介于在轴向彼此对置的螺旋弹簧35的间隙g间，从而可实现对解除钩36的加强。
在本发明中具有以下效果。
(1)能够通过控制机构的约束、非约束的作用容易地对从输入侧向输出侧传递的驱动力的旋转方向进行切换。
(2)能够将与输入侧为相同转速的正旋转方向A或反旋转方向B的驱动力择一传递向输出侧。
(3)无论单向离合器为弹簧离合器或为滚子离合器，由于中间轴的结构相同，故均可通过实现中间轴的共用化来简化结构，降低成本。
(4)在使用弹簧离合器的情况下，可通过在设置有连接部的连结部件上设置钩加强突起而加强解除钩，从而能够提高螺旋弹簧的耐久性。
附图说明
图1是实施例1的促动器断开状态的剖视图。
图2是图1的X-X线剖视图。
图3(a)是实施例1的分解立体图，(b)是控制齿轮的立体图，(c)是连结部件的立体图。
图4是实施例1的促动器接通状态的剖视图。
图5中，(a)(b)是图4的X2-X2线的作用状态剖视图。
图6中，(a)是实施例2的促动器断开状态的剖视图，(b)是实施例2的促动器断开状态下的弹簧离合器部分的横向截面平面图。
图7中，(a)是图6的X3-X3线的剖视图，(b)是图6的X4-X4线的剖视图。
图8中，(a)是实施例2的连结部件的立体图，(b)是实施例2的控制齿轮的立体图。
图9是实施例2的促动器处于接通状态的剖视图。
图10中，(a)(b)是图9的X5-X5线的剖视图。
图11是实施例3的促动器断开状态的剖视图。
图12是图11的X6-X6线的剖视图。
图13是图12的局部放大剖视图。
图14中，(a)是图12的局部放大剖视图，(b)是图13的局部放大剖视图。
图15中，(a)是实施例3的分解立体图，(b)是实施例3的内圈的立体图。
图16是实施例3的控制齿轮的立体图。
图17是实施例3的促动器接通状态下的剖视图。
图18是以往例的平面图。
符号说明如下：
10...切换机构；11...固定轴；12...中间轴；13...支承轴；14...输入齿轮；15...输出齿轮；16...输入伞齿轮；17...输出伞齿轮；18...输入平齿轮；19...输出平齿轮；20...突出部；21...离合器收纳部；22...中间伞齿轮；22a...挡圈；23...外环部件；24...槽；25...弹簧离合器；26...阶梯部；27...卡合凸部；28...连结部件；29...卡合凹部；30...连接部；31...突条；31a...凹段部；32...钩卡合凸部；33...卡缝；34...外圈；35...螺旋弹簧；36...解除钩；37...固定钩；38...不完全卷绕部；39...控制齿轮；40...嵌合槽；41...解除臂部；41a、41b...卡合端面；42...挡臂部；43...凹凸卡合面；44...促动器；45...输入部件；46...输入轴；47...输出部件；48...输出轴；49...挡圈；50...挡圈；51...钩加强突起；52...解除臂部；55...滚子离合器；56...内圈；57...连接部；58...外圈；59...滚子；60...施力弹簧；61a、61b...滚子收纳部；62a、62b...咬合面；63...锁定解除销；64...限制突起；65...限制凹部。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明涉及的驱动力正反切换装置的实施例进行说明。
实施例1
图1～图5所示的实施例1的驱动力正反切换装置构成为，输入齿轮14与输出齿轮15绕固定轴11对置配置，在该齿轮14、15之间安装有切换机构10。切换机构10是下述的机构。
上述输入齿轮14构成为，在输出齿轮15侧的面上设置有输入伞齿轮16，且在其外径面上设置有输入平齿轮18。另外，在与设置有输入伞齿轮16的面相反侧的面的中心部设置有圆筒状的离合器收纳部21。另外，输出齿轮15构成为，在与上述输入伞齿轮16相对置的面上设置有输出伞齿轮17，且在其外径面上设有输出平齿轮19。
中间轴12可旋转地嵌合在上述固定轴11上。支承轴13、13经由突出部20以正交的状态设置在上述中间轴12的长度方向的中途。在各支承轴13上嵌合有中间伞齿轮22，且利用挡圈22a防止该中间伞齿轮22脱离。中间伞齿轮22与上述输入伞齿轮16和输出伞齿轮17啮合。在两支承轴13的前端部间嵌合有外环部件23，各支承轴13的前端部嵌合在设置于外环部件23的内径面的轴向槽24中。外环部件23的两端面分别靠近输入平齿轮18和输出平齿轮19的相对置的内表面，来盖住内部的伞齿轮机构。
上述的中间轴12，其一端部贯通输出齿轮15，另一端部经由输入齿轮14及离合器收纳部21的中心部贯通于控制齿轮39。该中间轴12从贯通输入齿轮14的部分开始到贯通离合器收纳部21及控制齿轮39直至端部的范围形成一段小径，在其阶梯部26(参照图3(a))的中心对称的两个位置上设置有向小径部的前端方向突出的卡合凸部27。该卡合凸部27与后述的连结部件28的连接部30(参照图3(c))的卡合凹部29在轴向嵌合，通过这种嵌合而构成可一体旋转的连结结构，即、在权利要求中所说的互补的连结结构。
上述连结部件28如图3(c)所示，是在上述中间轴12的小径部分处，嵌合于离合器收纳部21的范围的圆筒状的部件，在外径面的轴向全长上设置有钩卡合凸部32。并且在该钩卡合凸部32上设置有长度方向的卡缝33。另外，在上述连结部件28的输入齿轮14侧的一端部上设置有上述连接部30。连接部30由设置在连结部件28的端部外径面的突条31和形成于内径面的对置的两个位置的上述卡合凹部29构成。上述突条31形成为与钩卡合凸部32相同的高度。
供上述连接部30嵌合的环状的凹段部31a形成于离合器收纳部21的内部，且绕轴孔形成。(参照图1、图3(a))。
上述的弹簧离合器25具有：外圈34，该外圈34无法旋转地嵌合在离合器收纳部21的内径面；两个螺旋弹簧35，该两个螺旋弹簧35具有扩径方向的弹性并且与上述连结部件28及上述外圈34的内径面紧贴，并且在轴向上该两个螺旋弹簧35相互紧贴。
各螺旋弹簧35如图2所示，在两端部具有向径向内侧弯曲形成的钩36、37，是过余卷绕型弹簧，即以一个钩36(以下称解除钩36)为基准右卷整数圈后再卷过劣弧，在此不完全卷绕部38(图示的情况是三又四分之一圈的右向卷绕)的端部形成另一个钩37(以下，称固定钩37。)。
这种类型的螺旋弹簧35具有单方向离合器的性质，即、当解除钩36相对固定钩37受到向劣弧侧拉近的方向(从优弧侧看是解除钩36被拉远的方向)的力时，螺旋弹簧35扩径并锁定在外圈34上，相反，当解除钩36相对固定钩37受到拉远方向(从优弧侧看是拉近的方向)的旋转力时，螺旋弹簧35缩径并解除锁定。2个螺旋弹簧35的各固定钩37与设置于上述连结部件28的钩卡合凸部32的卡缝33卡合。
控制齿轮39可旋转地嵌合在上述中间轴12的小径侧端部。该控制齿轮39的内端面上设置有同心状的嵌合槽40(参照图3(b))，在该嵌合槽40的内径侧，沿轴向平行地突出设置有解除臂部41和挡臂部42(参照图3(b))。在控制齿轮39的外径面上设置有齿、细齿等凹凸卡合面43，设置在外部的电磁线圈、电磁离合器等促动器44(参照图1)与凹凸卡合面43对置地配置。如果是电磁线圈，则其可直接与凹凸卡合面43自由卡脱，如果是电磁离合器，则需经由齿轮而间接地与凹凸卡合面43自由卡脱。
图示的情况，上述解除臂部41与挡臂部42在周向上隔开配置，且设置在相同的旋转半径上，但如后述的实施例2所示，也可以由单一的部件构成，因此，在权利要求的范围内，单单统称为“臂部”。
如图2所示，上述解除臂部41被安装在隔着劣弧的不完全卷绕部38且在旋转方向上对置的解除钩36和固定钩37之间。固定钩37如前所述，被卡合在钩卡合凸部32的卡缝33，另一个解除钩36与解除臂部41的卡合端面41a，即、沿着弹簧离合器25的正旋转方向A(从图1的右端看为右旋转方向)看时的旋转的落后侧的卡合端面41a对置。如上述相同地，沿着正旋转方向A看时，钩卡合凸部32与挡臂部42的旋转落后侧的卡合端面41b对置。
解除臂部41和挡臂部42的位置关系如下：如图2所示，当在解除臂部41的上述卡合端面41a与解除钩36之间存在具有一定中心角的间隙b时，挡臂部42的上述卡合端面41b和钩卡合凸部32之间存在间隙a(a＞b)。
上述弹簧离合器25的连结部件28如图1所示，构成为连接部30的卡合凹部29在轴向与中间轴12的卡合凸部27嵌合，从而可与中间轴12一体旋转。另外，外圈34的后端部嵌合支承在控制齿轮39的上述嵌合槽40中。
另外，在图1中，45是被输入轴46支承的由齿轮形成的输入部件，47是被输出轴48支承的由齿轮形成的输出部件，49、50是防脱用的挡圈。
实施例1的驱动力正反切换装置如上所述地构成，接着对其作用进行说明。
当前，如图1所示，在促动器44断开而从控制齿轮39的凹凸卡合面43脱离，控制齿轮39处于非约束状态的情况下，当从输入部件45向输入齿轮14输入正旋转方向A的驱动转矩时，与输入齿轮14一体的输入伞齿轮16、离合器收纳部21、收纳于离合器收纳部21的外圈34向正旋转方向A旋转。各螺旋弹簧35的解除钩36受到向固定钩37方向的旋转力而被扩径，弹簧离合器25相对外圈34锁定。
因此，与固定钩37卡合的连结部件28、与连结部件28连结的中间轴12、支承轴13、嵌合于支承轴13的中间伞齿轮22、外环部件23向正旋转方向A旋转。这时，中间伞齿轮22并不自转而仅是伴随中间轴12及支承轴13的旋转及输入伞齿轮16的旋转向正旋转方向A公转，从而经由与中间伞齿轮22啮合的输出伞齿轮17来使输出齿轮15向正旋转方向A旋转。由此，与输入的正旋转方向A相同旋转方向的驱动转矩被向输出部件47(负载)输出。
这时，控制齿轮39因解除钩36与解除臂部41卡合而向正旋转方向A旋转。
接着，在输入齿轮14如前所述地向正旋转方向A旋转的状态下，将负载侧的旋转切换为反旋转方向B时，将促动器44接通，使其与控制齿轮39的凹凸卡合面43卡合，来约束控制齿轮39(参照图4)。控制齿轮39停止，而输入齿轮14和中间轴12、弹簧离合器25、连结部件28继续向正旋转方向A旋转，因此，螺旋弹簧35的解除钩36与解除臂部41的卡合端面41a卡合(b＝0，参照图5(a))。
当进一步旋转时，钩卡合凸部32与挡臂部42的卡合端面41b卡合，间隙a为零(参照图5(b))，连结部件28、中间轴12、支承轴13、中间伞齿轮22沿正旋转方向A的旋转被停止。中间伞齿轮22与继续向正旋转方向A旋转的输入伞齿轮16啮合而自转(参照图4)，并经由输出伞齿轮17使输出齿轮15向反旋转方向B旋转。由此，负载侧的旋转被切换为反旋转方向B。在输出齿轮15向反旋转方向B旋转期间，螺旋弹簧35由于继续处于缩颈状态，因此其在相对于外圈34的摩擦较小的状态下进行空转。
在停止上述反旋转方向B的传递并切换到原来的正旋转方向A的旋转的情况下，若断开促动器44，则由于控制齿轮39处于非约束状态，因此，螺旋弹簧35因其自身的弹簧力的作用而返回到扩径状态，从而返回到相对于外圈34锁定的状态(参照图2)。
实施例2
从图6(a)(b)到图10的实施例2是上述实施例1的变形例。基本结构相同，区别主要在以下三个方面。
区别点1，在实施例1中，构成弹簧离合器25的2个螺旋弹簧35都是右向卷绕型弹簧，而在该实施例2的情况下，2个螺旋弹簧35a、35b的卷绕方向互为相反。即、配置于输入齿轮14侧的螺旋弹簧35a是右向卷绕，而配置于控制齿轮39侧的螺旋弹簧35b为左向卷绕。如此构成是为了消除上述实施例1中存在的下述问题。
即、如实施例1所示，在螺旋弹簧35的卷绕方向都是相同方向时，当控制齿轮39被约束，弹簧离合器25处于自由状态(空转状态)，并且各螺旋弹簧35处于停止状态时(参照图5(b))，输入齿轮14及与离合器收纳部21为一体的外圈34继续向正旋转方向A旋转，这里离合器收纳部21与输入齿轮14为一体。这时，在各螺旋弹簧35上重叠作用有同一方向并且同一大小的推力。结果，各螺旋弹簧35与输入齿轮14或控制齿轮39干涉而妨碍旋转的顺滑。
对此，如该实施例2所示，若预先将螺旋弹簧35的半数的螺旋弹簧35a、35b的卷绕方向设定为相反的卷绕方向，则各螺旋弹簧35a、35b上产生的推力S相反(参照图6(b))，并且大小相同。因此，两方的推力S抵消，因此不会妨碍输入齿轮14或控制齿轮39的旋转。
另外，由于螺旋弹簧35a、35b的卷绕方向相反，因此，两方的螺旋弹簧35a、35b的固定钩37、37在卡缝33的两端部附近卡合(参照图6(a)(b))。另一方的解除钩36、36在连结部件的中间部沿轴向相互靠近或接触。
在实施例2中，区别于上述实施例1的第二点是连结部件28的结构。即、这时的连结部件28如图8(a)所示，除了上述结构(参照图3(c))之外，在卡缝33的一侧的钩卡合凸部32的部分(沿着正旋转方向A看时，从卡缝33在旋转的行进方向存在的钩卡合凸部32的部分)上高出一截地设置有钩加强突起51。如图6(b)、图7(b)所示，该钩加强突起51在内侧相互靠近或接触的两个解除钩36的沿反旋转方向B对置的部分内，介于两个螺旋弹簧35a、35b间的轴向的间隙g内。
上述钩加强突起51的作用在于，在控制齿轮39被约束时，钩卡合凸部32经由解除钩36卡合于解除臂部52而停止其旋转，这时，(参照图10(b))，上述钩加强突起51通过在旋转方向上约束解除钩36的弯曲部分，从而起到了减轻缓解作用在该解除钩36上的负载的作用。
在另一方的固定钩37上也作用同样的负载，但由于固定钩37嵌入在卡缝33中，因此，利用卡缝33的内侧壁而被加强。
区别于上述实施例1的第三点是：对于实施例1的控制齿轮39而言，解除臂部41和挡臂部42独立地设置在控制齿轮39的内端面，但实施例2中，是利用如下的不完全圆筒体来构成解除臂部52，该不完全圆筒体是沿着螺旋弹簧35a、35b的各钩36、37间的优弧侧的部分、且具有截面呈C形状的较大的圆弧部。
当利用该不完全圆筒体来构成解除臂部52时，通过将解除臂部52的内径面嵌合于连结部件28的外径面，能够使控制齿轮39的姿态稳定。由于控制齿轮39的解除臂部52的圆弧部分越接近圆筒其稳定性越高，因此，图示的情况下，将两钩36、37的优弧的部分的间隔形成为比实施例1的情况下要大(周向上较长)。
上述的解除臂部52相当于权利要求书中单称为“臂部”的部件，其具有实施例1中的解除臂部41和挡臂部42的功能。
即、解除钩36在旋转方向上与解除臂部52的沿正旋转方向A看时的旋转的落后侧的卡合端面41a对置(参照图7(a)等)。另外，连结部件28的钩卡合凸部32隔着解除钩36与上述卡合端面41a对置。
在上述解除钩36与卡合端面41a卡合的状态(参照图10(a))下，该钩36与钩卡合凸部32之间存在具有一定中心角的间隙a。因此，在控制齿轮39被约束的情况下，解除钩36与解除臂部52的卡合端面41a卡合而停止，之后弹簧离合器25旋转钩卡合凸部32经由上述解除钩36卡合在卡合端面41a侧(a＝0，参照图10(b))。由此，连结部件28、中间轴12等也停止。
上述实施例2的情况下的作用是：在控制齿轮39处于非约束状态时(参照图6、图7(a)(b))，与实施例1的情况一样，若对输入齿轮14输入正旋转方向A的驱动转矩，则与输入齿轮14一体的输入伞齿轮16、离合器收纳部21、收纳在离合器收纳部21中的外圈34向正旋转方向A旋转，弹簧离合器25被锁定。由此，经由固定钩37使连结部件28、与连结部件28连结的中间轴12、支承轴13、被支承在支承轴13的中间伞齿轮22等向正旋转方向A旋转。与输入伞齿轮16啮合的中间伞齿轮22并不自转而是伴随中间轴12及支承轴13的旋转仅进行公转，从而经由与中间伞齿轮22啮合的输出伞齿轮17使输出齿轮15向正旋转方向A旋转。
接着，将促动器44接通而对控制齿轮39进行约束时(参照图9)，控制齿轮39停止，而输入齿轮14和中间轴12、连结部件28继续向正旋转方向A旋转，因此，螺旋弹簧35的解除钩36与解除臂部52的卡合端面41a卡合，从而弹簧离合器25的锁定被解除(参照图10(a))。之后，间隙a变为零(参照图10(b))，于是连结部件28、中间轴12、支承轴13的旋转停止。
由于支承轴13的旋转停止，与继续向正旋转方向A旋转的输入伞齿轮16啮合的中间伞齿轮22并不公转而是自转，从而经由输出伞齿轮17使输出齿轮15向反旋转方向B旋转(参照图9)。这时，在螺旋弹簧35a、35b上虽然作用有推力S，但大小相同方向相反(参照图6(b))，因此相互抵消。另外，利用钩加强突起51将解除钩36约束在其与卡合端面41a之间，因此缓解了作用于该解除钩36的负载。
实施例3
下面，图11到图17所示的实施例3的驱动力正反切换装置是使用滚子离合器55来作为单向离合器。其他的结构与实施例1、2的情况一样。
即、实施例3的驱动力正反切换装置构成为，输入齿轮14与输出齿轮15绕固定轴11对置配置，在这些齿轮14、15之间安装有切换机构10。输入齿轮14具有输入伞齿轮16，其设置在输入齿轮14的输出齿轮15侧的面上；以及输入平齿轮18，其设置在输入齿轮14的外径面上。另外，输出齿轮15具有输出伞齿轮17，其设置在与上述输入伞齿轮16对置的面上；以及输出平齿轮19，其设置在输出齿轮15的外径面上。在输入齿轮14上且在与设置有输入伞齿轮16的面的相反面的中心部处一体地设置有圆筒状的离合器收纳部21。
中间轴12可旋转地嵌合在上述固定轴11上。支承轴13、13经由突出部20以正交的状态设置在上述中间轴12的长度方向的中途。在各支承轴13上嵌合有中间伞齿轮22，且利用挡圈22a防止脱离。中间伞齿轮22与上述输入伞齿轮16和输出伞齿轮17啮合。在两支承轴13的前端部间嵌合有外环部件23，各支承轴13的前端部嵌合在设置于外环部件23的内径面的轴向槽24中。外环部件23的两端面分别靠近输入平齿轮18和输出平齿轮19的相对置的内表面，来盖住内部的伞齿轮机构。
上述的中间轴12，其一端部贯通于输出齿轮15，另一端部经由输入齿轮14及离合器收纳部21的中心部贯通于控制齿轮39。该中间轴12从贯通离合器收纳部21的部分开始到贯通控制齿轮39为止的部分形成一段小径，在其阶梯部26的中心对称的两个位置上设置有向小径部的前端方向突出的卡合凸部27。该卡合凸部27如后所述，与设置在滚子离合器55的内圈56的一端部的连接部57(参照图15(b))的卡合凹部29在轴向构成在旋转方向上卡合为一体的互补的连结结构。
上述连接部57与上述的实施例1、2中的连结部件28的连接部30具有同样的结构，且内圈56的内径也形成为与连结部件28的内径相同。因此，实施例1到3的各个互补的连结结构是一样的结构，因此可以将包括支承轴13在内的中间轴12通用于各个实施例中。
上述滚子离合器55被装配在输入齿轮14的离合器收纳部21(参照图11)的内部，其具有：可旋转地嵌合在中间轴12的上述内圈56、以无法旋转的方式插入于上述收纳部21的内径面的外圈58及安装于内圈56与外圈58之间的滚子59和施力弹簧60。
在上述内圈56和外圈58的对置面间，且在全周每四分之一的范围设置有方向性不同的滚子收纳部61a、61b。即、方向性一致的两个位置的滚子收纳部61a、61a设置在轴对称的两个位置，另外，在这些滚子收纳部61a、61a之间设置方向性相反的两个位置的滚子收纳部61b、61b。具体而言，如图13所示，在四个位置的滚子收纳部61a、61b的每一处的内圈56的外径面上形成有咬合面62a、62b，该咬合面62a、62b由在周向连续的三个位置的倾斜面构成。滚子收纳部61a的咬合面62a和滚子收纳部61b的咬合面62b的倾斜方向以在周向看呈相反的方式形成。结果，嵌合在各咬合面62a、62b的滚子59的切点处所引的切线所呈的角度、所谓的楔形角θ的扩大方向相反。
在上述滚子收纳部61a、61b中的、楔形角θ相互扩大方向的滚子收纳部61a、61b的端部彼此之间，且在收纳于各滚子收纳部61a、61b的滚子59之间安装有上述的施力弹簧60，利用该施力弹簧60对滚子59分别施加向楔形角θ的窄小方向的作用力。另外，在楔形角θ互成窄小方向的滚子收纳部61a、61b的端部相互之间插入锁定解除销63、63(参照图16)，各与其两侧的滚子59之间沿周向形成间隙b(参照图14(b))。锁定解除销63、63在轴向上固定于控制齿轮39，另外，在沿其轴孔的位置设置有限制突起64。
在滚子离合器55的上述内圈56与控制齿轮39对置的面上设置有限制凹部65(参照图15)，上述限制突起64以具有周向的间隙a(参照图14(a))的方式插入于上述限制凹部65。该间隙a与上述间隙b的关系是间隙a大于b(a＞b)。
实施例3的驱动力正反切换装置为以上的结构，下面对其作用进行说明。
当前，在图11中在促动器44处于断开状态，而控制齿轮39处于非约束的状态下，若对输入齿轮14输入正旋转方向A的驱动转矩，则滚子离合器55的外圈58向相同方向旋转(参照图12)，两个位置的滚子收纳部61b的滚子59处于自由状态，而另外两个位置的滚子收纳部61a的滚子59被锁定，因此，滚子离合器55处于锁定状态。由此，内圈56及经由连接部57与该内圈56连结的中间轴12、与中间轴12一体的支承轴13向正旋转方向A旋转(参照图11)。
这时，与输入伞齿轮16和输出伞齿轮17啮合的中间伞齿轮22不随中间轴12的沿正旋转方向A的旋转而做公转，从而使输出齿轮15向正旋转方向A旋转。
另一方面，在对输入齿轮14输入正旋转方向A的驱动转矩的上述状态下，若接通促动器44而约束控制齿轮39，则滚子离合器55相对于与停止状态下的控制齿轮39呈一体的锁定解除销63旋转而越过间隙b(参照图14(b)的单点划线)，滚子收纳部61a的滚子22的锁定被解除，滚子离合器55处于自由状态。之后，当内圈56相对控制齿轮39旋转且限制凹部65与限制突起64之间的间隙a变为零时，内圈56、以及经由该离合器连接部57所连结的中间轴12的旋转被停止。
结果，输入齿轮14的正旋转方向A的旋转经由输入伞齿轮16、中间伞齿轮22、输出伞齿轮17被传递给输出齿轮15，从而使输出齿轮15向反旋转方向B旋转(参照图17)。即、输入的驱动转矩的旋转方向被切换到相反方向而输出。
另外，对于上述滚子离合器55而言，也可以将咬合面62a、62b设置在外圈58的内径面上。
另外，以上的例子是将施加到输入齿轮14的驱动转矩为右旋转的情况作为正旋转方向A进行了说明，但单方向离合器25、55是具有在两方向锁定功能的两方向锁定型离合器，因此在驱动转矩左旋转时，表示旋转方向的箭头A、B的方向为相反方向。

Claims (7)

1.一种驱动力正反切换装置，其构成为，在以相互对置的方式嵌合在固定轴(11)上的输入齿轮(14)和输出齿轮(15)之间安装有切换机构(10)，通过上述切换机构(10)来适宜地切换施加到上述输入齿轮(14)上的驱动转矩的旋转方向，并向上述输出齿轮(15)输出，其特征在于，
上述切换机构(10)具有：与上述输入齿轮(14)成一体的输入伞齿轮(16)、与上述输出齿轮(15)成一体的输出伞齿轮(17)、嵌合在上述固定轴(11)上的中间轴(12)、被支承在与该中间轴(12)正交的支承轴(13)上且与上述输入伞齿轮(16)和输出伞齿轮(17)啮合的中间伞齿轮(22)、介于上述中间轴(12)和输入伞齿轮(16)之间的单向离合器、以及对上述单向离合器的锁定和锁定解除进行控制的控制机构，
上述单向离合器具有与上述中间轴(12)嵌合的连接部(30、57)，上述连接部(30、57)是通过相对上述中间轴(12)为互补的连结结构与之连结的。
2.根据权利要求1所述的驱动力正反切换装置，其特征在于，上述单向离合器由使用螺旋弹簧(35)的弹簧离合器(25)构成，供上述螺旋弹簧(35)的固定钩(37)卡合的连结部件(28)嵌合在上述中间轴(12)上，且在该连结部件(28)上设置上述连接部(30)。
3.根据权利要求2所述的驱动力正反切换装置，其特征在于，上述控制机构由控制齿轮(39)和使该控制齿轮(39)处于约束或非约束状态的促动器(44)构成，上述螺旋弹簧(35)以具有扩径方向的弹性的方式被装配在上述输入齿轮(14)所设置的离合器收纳部(21)的内径面，设置在上述控制齿轮(39)的臂部插通于上述螺旋弹簧(35)的内径侧，且在上述螺旋弹簧(35)的两端部形成向内弯曲的解除钩(36)和固定钩(37)，上述螺旋弹簧(35)的固定钩(37)卡合在上述连结部件(28)的钩卡合凸部(32)，
上述臂部由在周向隔开间隔地设置在同一旋转半径上的解除臂部(41)和挡臂部(42)构成，
上述解除臂部(41)插入于上述螺旋弹簧(35)的解除钩(36)和固定钩(37)之间，上述解除钩(36)与上述解除臂部(41)的卡合端面(41a)、即沿上述弹簧离合器(25)的正旋转方向A观察时的旋转落后侧的端面对置，上述钩卡合凸部(32)与上述挡臂部(42)的卡合端面(41b)、即同样沿正旋转方向A观察时的旋转落后侧的端面对置，当上述解除钩(36)与卡合端面(41a)之间存在旋转方向的间隙b时，在上述钩卡合凸部(32)与卡合端面(41b)之间存在旋转方向的间隙a，并且a＞b。
4.根据权利要求2所述的驱动力正反切换装置，其特征在于，上述控制机构由控制齿轮(39)和使该控制齿轮(39)处于约束或非约束状态的促动器(44)构成，上述螺旋弹簧(35)以具有扩径方向的弹性的方式被装配在上述输入齿轮(14)所设置的离合器收纳部(21)的内径面，设置在上述控制齿轮(39)的臂部插通于上述螺旋弹簧(35)的内径侧，在上述螺旋弹簧(35)的两端部形成向内弯曲的解除钩(36)和固定钩(37)，上述螺旋弹簧(35)的固定钩(37)卡合在上述连结部件(28)的钩卡合凸部(32)，
上述臂部由不完全圆筒状的解除臂部(52)构成，
上述解除钩(36)在旋转方向上与上述解除臂部(52)的沿正旋转方向A看时的旋转的落后侧的卡合端面(41a)对置，上述连结部件(28)的上述钩卡合凸部(32)隔着上述解除钩(36)与上述卡合端面(41a)对置。
5.根据权利要求2～4的任一项所述的驱动力正反切换装置，其特征在于，构成上述弹簧离合器(25)的螺旋弹簧(35)的使用个数为偶数，该螺旋弹簧中的半数螺旋弹簧的卷绕方向被设定为相反方向。
6.根据权利要求5所述的驱动力正反切换装置，其特征在于，在设置于上述连结部件(28)的钩卡合凸部(32)的、从卡缝(33)偏向正旋转方向A侧的部分上设置有钩加强突起(51)，上述钩加强突起(51)介于如下的间隙g内，该间隙g是在上述卷绕方向不同的螺旋弹簧(35)的轴向对置部分所存在的间隙。
7.根据权利要求1所述的驱动力正反切换装置，其特征在于，上述单向离合器是滚子离合器(55)，在该滚子离合器(55)的嵌合在上述中间轴(12)的内圈(56)上设置上述连接部(57)。
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