JP2000018365A - 回転方向切換機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力軸から出力軸への伝動系を工夫すること
により、出力軸の正回転と逆回転との間での停止時間を
極力小さくすることができるとともに、使用条件に応じ
た停止時間に設定し易い応用範囲の広い回転方向切換機
構を提供する。 【解決手段】 入力軸１から出力軸２への伝動系に、第
１入力ギア６と第１出力ギア８とを備えた正転伝動機構
と、第２入力ギア１０と逆転ギア１１と第２出力ギア１
２とを備えた逆転伝動機構とを設ける。入力軸１に止着
された駆動ギア５は、一方の入力ギアと噛合状態にある
とき、他方の入力ギアに対して非噛合状態となる。一方
の入力ギアの駆動回転時に他方の入力ギアを特定位相で
回転停止状態に保持する回転規制手段１８を設ける。両
出力ギア８，１２に、受動ギア７の歯部７ａと噛み合わ
ない非噛合部１７を形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の一定方向
への回転運動を出力軸の往復回転運動に変換する回転方
向切換機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の回転方向切換機構としては、例
えば、特開昭５３‐５４６６０号公報に記載されたもの
があり、この従来の回転方向切換機構は、前記入力軸か
ら出力軸への伝動系に、前記入力軸に止着された第１駆
動ギアに噛合可能な第１入力ギアと、前記入力軸に止着
された第２駆動ギアに噛合可能な第２入力ギアとを設
け、第２入力ギアを前記出力軸に止着された受動ギアに
噛合させ、更に、前記第１入力ギアと第２入力ギアとを
噛合させるとともに、前記第１駆動ギアが第１入力ギア
と噛合状態にあるとき、第２駆動ギアが第２入力ギアに
対して非噛合状態となり、第２駆動ギアが第２入力ギア
と噛合状態にあるとき、第１駆動ギアが第１入力ギアに
対して非噛合状態となり、かつ、前記噛合状態が切り換
わる間の所定時間、第１駆動ギア及び第２駆動ギアが、
第１入力ギア及び第２入力ギアに対して共に非噛合状態
となるように、前記第１駆動ギアと第２駆動ギアとの各
々を、円周方向の一部の特定領域に歯部を形成してある
欠歯ギアから構成し、更に、第１駆動ギア及び第２駆動
ギアが、第１入力ギア及び第２入力ギアに対して共に非
噛合状態となるとき、第１入力ギア及び第２入力ギアを
特定位相で回転停止状態に保持する回転牽制手段を設け
てある。更に、前記回転牽制手段が、入力軸に止着され
た第１駆動回転体と第２駆動回転体、並びに、第１入力
ギアを支承する伝動軸に止着された第１従動回転体と、
第２入力ギアを支承する伝動軸に止着された第２従動回
転体とを備え、前記第１駆動回転体に、第１駆動ギア及
び第２駆動ギアが第１入力ギア及び第２入力ギアに対し
て共に非噛合状態にあるとき、第１従動回転体の外周面
に形成された切欠き部内に入り込み、該切欠き部の弧状
面に沿って相対移動しながら、この第１従動回転体の回
転を阻止する弧状の規制面を備えた回転規制部を形成
し、前記第２駆動回転体に、第１駆動ギア及び第２駆動
ギアが第１入力ギア及び第２入力ギアに対して共に非噛
合状態にあるとき、第２従動回転体の外周面に形成され
た切欠き部内に入り込み、該切欠き部の弧状面に沿って
相対移動しながら、この第２従動回転体の回転を阻止す
る弧状の規制面を備えた回転規制部を形成するととも
に、前記第１駆動回転体及び第２駆動回転体には、第１
駆動ギア又は第２駆動ギアが、第１入力ギア又は第２入
力ギアに対して噛合状態にあるとき、これら第１従動回
転体及び第２従動回転体の回転を許容する回転許容部を
形成してある。

【０００３】そして、上記従来の回転方向切換機構の伝
動系の作動を説明すると、 （１）前記入力軸の一定方向への回転に連れて、第１駆
動ギアが第１入力ギアと噛合すると、前記回転牽制手段
による第１入力ギア及び第２入力ギアの回転が許容され
て、入力軸の回転が、第１駆動ギアと第１入力ギア、及
び、第２駆動ギアと非噛合状態にある第２入力ギアを介
して受動ギアに伝達され、それに連れて出力軸が一方向
に回転する。 （２）前記入力軸の一定方向への回転に連れて、第１駆
動ギアと第１入力ギアとの噛合が解除され、その後、第
２駆動ギアが第２入力ギアと噛合するまでは、第１入力
ギア及び第２入力ギアの回転は前記回転牽制手段により
阻止され、出力軸の回転が所定時間停止される。 （３）前記入力軸の一定方向への回転に連れて、第２駆
動ギアが第２入力ギアと噛合すると、前記回転牽制手段
による第１入力ギア及び第２入力ギアの回転が許容され
て、入力軸の回転が、第２駆動ギアと第２入力ギアとを
介して受動ギアに伝達され、それに連れて出力軸が逆方
向に回転する。このとき、第１駆動ギアと非噛合状態に
ある第１入力ギアは、第２入力ギアとの噛合によって遊
び回転する。 （４）前記入力軸の一定方向への回転に連れて、第２駆
動ギアと第２入力ギアとの噛合が解除され、その後、第
１駆動ギアが第１入力ギアと噛合するまでは、第１入力
ギア及び第２入力ギアの回転は前記回転牽制手段により
阻止され、出力軸の回転が所定時間停止される。 上記（１）〜（４）の繰り返しにより、入力軸の一定方
向への回転運動が、出力軸の往復回転運動に変換され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の回転方向切
換機構では、前記出力軸の受動ギアと逆転用の第２入力
ギアとが常時噛合連動し、かつ、この逆転用の第２入力
ギアと正転用の第１入力ギアとも常時噛合連動してい
て、入力軸に止着された第１駆動ギア又は第２駆動ギア
に噛合していない第１入力ギア又は第２入力ギアも回転
しているため、例えば、第１駆動ギアと正転用の第１入
力ギアとの噛合が解除された瞬間、第２駆動ギアと逆転
用の第２入力ギアとを噛合させると、この第２入力ギア
はその噛合直前まで正転方向に駆動回転され、かつ、両
入力ギア及び出力軸側の受動ギアの大きな慣性力を受け
ているため、駆動ギア及び入力ギアの破損を招来し易
い。それ故に、前記第１駆動ギア又は第２駆動ギアと第
１入力ギア又は第２入力ギアとの噛合が解除されたとき
から第２駆動ギア又は第１駆動ギアと第２入力ギア又は
第１入力ギアとが噛合するまでの間、所定時間に亘って
非噛合状態を維持して、次に噛合する第２入力ギア又は
第１入力ギアに作用している大きな慣性力が作業側負荷
によって噛合に支障の無い状態にまで減衰させなければ
ならず、その結果、出力軸が正回転と逆回転との間で必
ず所定時間に亘って停止される間欠的な往復回転運動と
なるため、適用範囲が自ずと限定される問題がある。

【０００５】本発明は、上述の実情に鑑みて為されたも
のであって、その主たる課題は、入力軸から出力軸への
伝動系を工夫することにより、出力軸の正回転と逆回転
との間での停止時間を極力小さくすることができるとと
もに、使用条件に応じた停止時間に設定し易い適用範囲
の広い回転方向切換機構を提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１による
回転方向切換機構の特徴構成は、入力軸から出力軸への
伝動系に、前記入力軸に止着された駆動ギアに噛合可能
な第１入力ギア及び前記出力軸に止着された受動ギアに
噛合可能な第１出力ギアを備えた正転伝動機構と、前記
入力軸の駆動ギアに噛合可能な第２入力ギア、該第２入
力ギアに噛合する逆転ギア、及び、前記出力軸の受動ギ
アに噛合可能な第２出力ギアを備えた逆転伝動機構とを
設け、前記駆動ギアを、前記第１入力ギア又は第２入力
ギアと噛合状態にあるとき、第２入力ギア又は第１入力
ギアに対して非噛合状態となるように、円周方向の一部
の特定領域に歯部を形成してある欠歯ギアから構成する
とともに、前記第１入力ギアの駆動回転時に第２入力ギ
アを特定位相で回転停止状態に保持し、かつ、前記第２
入力ギアの駆動回転時に第１入力ギアを特定位相で回転
停止状態に保持する回転規制手段を設け、更に、前記第
１出力ギアに、前記駆動ギアが第１入力ギアから離脱し
て第２入力ギアに噛合するとき、前記受動ギアの歯部と
噛み合わない非噛合部を形成し、前記第２出力ギアに、
前記駆動ギアが第２入力ギアから離脱して第１入力ギア
に噛合するとき、前記受動ギアの歯部と噛み合わない非
噛合部を形成してある点にある。上記特徴構成によれ
ば、前記入力軸の一定方向への駆動回転に連れて、駆動
ギアの歯部が正転伝動機構の第１入力ギアに噛合する
と、該第１入力ギアに連動して回転する第１出力ギアが
出力軸の受動ギアに噛合し、出力軸が一方向に回転(正
回転) する。このとき、駆動ギアの歯部と逆転伝動機構
の第２入力ギアとが非噛合状態にあり、かつ、受動ギア
と第２出力ギアとも該第２出力ギアの非噛合部にて非噛
合状態にあり、しかも、第２入力ギアは回転規制手段に
よって回転停止状態に保持されているから、第２入力ギ
ア及び第２出力ギアが慣性力や振動等によって噛合領域
に回転することがなく、逆転伝動機構は停止状態に確実
に維持されることとなる。更に、前記入力軸の一定方向
への駆動回転に連れて、駆動ギアの歯部と第１入力ギア
との噛合が解除され、その後、駆動ギアの歯部が逆転伝
動機構の第２入力ギアと噛合すると、該第２入力ギアに
逆転ギアを介して連動する第２出力ギアが出力軸の受動
ギアに噛合し、出力軸が逆方向に回転（逆回転）する。
このとき、駆動ギアの歯部と正転伝動機構の第１入力ギ
アとが非噛合状態にあり、かつ、受動ギアと第１出力ギ
アとも該第１出力ギアの非噛合部にて非噛合状態にあ
り、しかも、第１入力ギアは回転規制手段によって回転
停止状態に保持されているから、第１入力ギア及び第１
出力ギアが慣性力や振動等によって噛合領域に回転する
ことがなく、正転伝動機構は停止状態に確実に維持され
ることとなる。そして、上記の繰り返しにより、入力軸
の一定方向への回転運動が、出力軸の往復回転運動に変
換されるのであるが、特に、本願発明では、前記出力軸
の受動ギアと正転伝動機構の第１出力ギア及び逆転伝動
機構の第２出力ギアとの間で非噛合状態が選択的に現出
されるから、前記受動ギアと両出力ギアとが非噛合状態
になった瞬間、それまで駆動されていた正転伝動機構又
は逆転伝動機構側の慣性力が出力軸側に作用することが
なくなり、出力軸側の慣性力を作業側負荷によって次の
噛合に支障の無い状態にまで急速に減衰させることがで
きる。それ故に、駆動ギアと第１入力ギア又は第２入力
ギアとの噛合が解除された時点から駆動ギアが次に第２
入力ギア又は第１入力ギアと噛合するまでの時間を、従
来の回転方向切換機構に比して短縮することができ、し
かも、前記両出力ギアの各々には非噛合部が形成されて
いるから、この各非噛合部の円周方向での長さを大きく
することによって、逆に、受動ギアが噛合解除されてか
ら次に噛合するまでの時間を長くすることもできる。従
って、出力軸の正回転と逆回転との間での停止時間を使
用条件に応じた停止時間に設定し易くなり、その結果、
回転方向変換機構の適用範囲を広げることができた。

【０００７】本発明の請求項２による回転方向切換機構
の特徴構成は、前記回転規制手段が、前記入力軸に止着
された一つの駆動回転体と、前記各入力ギアを支承する
伝動軸の各々に止着された従動回転体とを備え、かつ、
前記駆動回転体には、前記従動回転体の各々の外周面に
形成された弧状の凹部のうち、前記駆動ギアと非噛合状
態にある入力ギア側の従動回転体の凹部内に入り込み、
該凹部の弧状面に沿って相対移動しながら、この従動回
転体の回転を阻止する弧状の規制面を備えた回転規制部
と、前記駆動ギアと噛合状態にある入力ギア側の従動回
転体の回転を許容する回転許容部とが形成されている点
にある。上記特徴構成によれば、前記入力軸に止着され
た一つの駆動回転体をもって、駆動ギアと非噛合状態に
ある入力ギア側の従動回転体の回転を阻止し、かつ、駆
動ギアと噛合状態にある入力ギア側の従動回転体の回転
を許容することができるから、例えば、入力軸に、第１
入力ギア側の従動回転体の回転の阻止と許容とを行なう
専用の第１駆動回転体と、第２入力ギア側の従動回転体
の回転の阻止と許容とを行なう専用の第２駆動回転体と
を止着する場合に比して、前記駆動回転が一つで済むか
ら、回転規制手段の製作コストの低廉化を図り易い。

【０００８】本発明の請求項３による回転方向切換機構
の特徴構成は、前記駆動回転体には、前記従動回転体の
凹部の弧状面に接当する複数の回転体を自転並びに循環
転動自在に保持する環状溝を形成してある点にある。上
記特徴構成によれば、前記従動回転体の回転が阻止され
ている間、駆動回転体の環状溝に保持された複数の回転
体が、従動回転体の凹部の弧状面に接当して、自転しな
がら環状溝に沿って循環移動するから、駆動回転体を焼
付きやガタツキの少ない状態で円滑に駆動回転させるこ
とができる。それ故に、回転方向切換機構の寿命延長化
及び省エネルギー化を図ることができる。

【０００９】本発明の請求項４による回転方向切換機構
の特徴構成は、前記両出力ギアの非噛合部が前記受動ギ
アの歯部に相対向する非噛合状態にあるとき、前記受動
ギアの回転を阻止し、かつ、前記非噛合状態にある前記
第１出力ギア又は第２出力ギアの回転始動時に、前記受
動ギアの回転を許容する回転牽制手段が設けられている
点にある。上記特徴構成によれば、前記両出力ギアの非
噛合部が前記受動ギアの歯部に相対向する非噛合状態に
あるとき、出力軸に、それを強制回転しようとする回転
トルクが作用しても、回転牽制手段により受動ギアの回
転が阻止されているから、出力軸が不用意に回転するこ
とがない。それ故に、出力軸の不用意な回転により、該
出力軸に連設された作業系の作業位置等に狂いが生じる
ことを防止することができる。

【００１０】本発明の請求項５による回転方向切換機構
の特徴構成は、前記回転牽制手段が、前記受動ギアに係
合する係合体と、該係合体を前記受動ギアとの係合位置
に付勢する弾性付勢体と、前記非噛合状態にある前記第
１出力ギア又は第２出力ギアの回転始動時に、前記受動
ギアを前記弾性付勢体の付勢力に抗して係合解除位置に
移動する係合解除手段とから構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、受動ギアに係合体を係合させ
て、この受動ギアの回転を停止するから、別途、係合体
が係合する専用の被係合体を出力軸に設ける必要がな
く、それ分だけ、回転牽制手段の製造コストの低廉化を
図り易い。

【００１１】本発明の請求項６による回転方向切換機構
の特徴構成は、前記係合体が、前記受動ギアの歯部に係
合するとともに、前記係合解除手段が、前記正転伝動機
構と逆転伝動機構との各々に設けられた回転部材から構
成され、前記回転部材の各々には、前記非噛合状態にあ
る前記第１出力ギア又は第２出力ギアの回転始動時に、
前記弾性付勢体の付勢力に抗して前記係合体を係合解除
位置に押圧移動するカム面が形成されている点にある。
上記特徴構成によれば、受動ギアが本来備えている歯部
を利用して、この歯部に係合体を係合させるとともに、
正転伝動機構と逆転伝動機構との各々の回転力を利用し
て、該各伝動機構の各々に設けられた回転部材の各々を
駆動回転し、係合体を係合解除位置に押圧移動させるか
ら、受動ギアを加工、この受動ギアに係合体が係合する
部位を形成する必要がなく、しかも、係合解除手段に動
力を付与するための専用の動力源を設ける必要もないか
ら、回転牽制手段の製造コストの低廉化を促進すること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１〜図３は、
入力軸１の一定方向への回転運動を出力軸２の往復回転
運動に変換する本発明の第１実施形態の回転方向切換機
構Ａと、前記出力軸２の往復回転運動を作業ロッド３の
直線往復運動に変換する運動方向切換機構Ｂとをケース
４内に組込んで構成してある作業装置を示し、前記ケー
ス４に回転自在に支承された入力軸１のうち、ケース４
から突出する連結部分１ａに、モータや発動機等により
駆動回転される駆動軸（図示せず）を連結し、入力軸１
を一定方向に駆動回転すると、前記回転方向切換機構Ａ
と運動方向切換機構Ｂとを介して、ケース４に出退移動
自在に支承された作業ロッド３が往復出退移動するよう
に構成してある。

【００１３】前記回転方向切換機構Ａは、入力軸１から
出力軸２への伝動系に、入力軸１に止着され駆動ギア５
に噛合可能な第１入力ギア６及び出力軸２に止着された
受動ギア７に噛合可能な第１出力ギア８を備えた正転伝
動機構９と、入力軸１の駆動ギア５に噛合可能な第２入
力ギア１０、該第２入力ギア１０に噛合する逆転ギア１
１、及び、出力軸２の受動ギア７に噛合可能な第２出力
ギア１２を備えた逆転伝動機構１３とを設けて構成して
ある。

【００１４】図１に示すように、前記第１入力ギア６と
第１出力ギア８とは、ケース４に回転自在に支承された
第１伝動軸１４に止着してあるとともに、前記第２入力
ギア１０は、ケース４に回転自在に支承された第２伝動
軸１５に止着してある。また、前記逆転ギア１１と第２
出力ギア１２とは、ケース４に回転自在に支承された第
３伝動軸１６に止着してある。

【００１５】図４〜図７に示すように、前記第１入力ギ
ア６、第２入力ギア１０及び逆転ギア１１の各々は、円
周方向全周に所定ピッチで歯部６ａ，１０ａ，１１ａを
形成してあるギアから構成してあるとともに、前記駆動
ギア５は、第１入力ギア６と噛合状態にあるとき、第２
入力ギア１０に対して非噛合状態となり、かつ、第２入
力ギア１０と噛合状態にあるとき、第１入力ギア６に対
して非噛合状態となるように、円周方向の一部の特定領
域に歯部５ａを形成してある欠歯ギアから構成してあ
る。

【００１６】前記第１入力ギア６と第２入力ギア１０と
逆転ギア１１とは同じギア径に構成してあるとともに、
前記第１出力ギア８と第２出力ギアとは同じギア径に構
成してあり、図４〜図７に示すように、前記入力軸１が
一定方向としての図中時計周り方向に駆動回転し、その
駆動回転に連れて、駆動ギア５が第１入力ギア６と噛合
すると、第１伝動軸１４を介して第１出力ギア８が図中
反時計周り方向に１８０度回転し、また、駆動ギア５が
第２入力ギア１０と噛合すると、逆転ギア１１と第３伝
動軸１６とを介して第２出力ギア１２が図中時計周り方
向に１８０度回転するように構成してある。

【００１７】前記受動ギア７は、全周に所定ピッチで歯
部７ａを形成してあるギアから構成してあるとともに、
前記第１出力ギア８は、駆動ギア５が第１入力ギア６か
ら離脱して第２入力ギア１０に噛合するとき、受動ギア
７の歯部７ａと噛み合わない非噛合部１７を１８０度位
相の異なる２箇所に形成してある欠歯ギアから構成し、
前記第２出力ギア１２は、駆動ギア５が第２入力ギア１
０から離脱して第１入力ギア６に噛合するとき、受動ギ
ア７の歯部７ａと噛み合わない非噛合部１７を１８０度
位相の異なる２箇所に形成してある欠歯ギアから構成し
てある。そして、前記入力軸１の一定方向への駆動回転
に連れて、駆動ギア５と第１入力ギア６とが噛合して第
１出力ギア８が回転すると、第１出力ギア８の歯部８ａ
が受動ギア７の歯部７ａに噛合して、該受動ギア７が一
方向に回転するとともに、駆動ギア５と第１入力ギア６
との噛合が解除されて第１出力ギア８の回転が停止され
ると、第１出力ギア８の非噛合部１７が受動ギア７の歯
部７ａと相対向して、該受動ギア７の回転が停止する。
また、前記入力軸１の一定方向への駆動回転に連れて、
駆動ギア５と第２入力ギア１０とが噛合して第２出力ギ
ア１２が回転すると、第２出力ギア１２の歯部１２ａが
受動ギア７の歯部７ａに噛合して、該受動ギア７が一方
向に回転するとともに、駆動ギア５と第２入力ギア１０
との噛合が解除されて第２出力ギア１２の回転が停止さ
れると、第２出力ギア１２の非噛合部１７が受動ギア７
の歯部７ａと相対向して、該受動ギア７の回転が停止す
る。

【００１８】図４〜図７に示すように、前記回転方向切
換機構Ａには、第１入力ギア６の駆動回転時に第２入力
ギア１０を特定位相、詳しくは第２出力ギア１２の非噛
合部１７の一方が受動ギア７に相対向する位相で回転停
止状態に保持し、かつ、第２入力ギア１０の駆動回転時
に第１入力ギア６を特定位相、詳しくは第１出力ギア８
の非噛合部１７の一方が受動ギア７に相対向する位相で
回転停止状態に保持する回転規制手段１８を設けてあ
る。

【００１９】前記回転規制手段１８は、入力軸１に止着
された駆動回転体１９と、第１入力ギア６を支承する第
１伝動軸１４に止着された第１従動回転体２０と、第２
入力ギア１０を支承する第２伝動軸１５に止着された第
２従動回転体２１とを備え、かつ、駆動回転体１９に
は、前記従動回転体２０，２１の各々の外周面の２箇所
に、１８０度位相を異ならせて形成された弧状の凹部２
３のうち、駆動ギア５と非噛合状態にある入力ギア側の
従動回転体の一方の凹部２３内に入り込み、該凹部２３
の弧状面２３ａに沿って相対移動しながら、この従動回
転体の回転を阻止する弧状の規制面２４ａを備えた回転
規制部２４と、駆動ギア５と噛合状態にある入力ギア側
の従動回転体の回転を許容する回転許容部２５とを形成
して構成してある。

【００２０】図４〜図７に示すように、前記駆動回転体
１９の回転許容部２５は、回転規制部２４とは反対側に
切り欠き形成された切欠き部から構成してあり、駆動回
転体１９は、軸心方向視でほぼ銀杏の葉の輪郭形状を呈
している。また、前記回転規制部２４の規制面２４ａの
半径は、各従動回転体２０，２１凹部２３の弧状面２３
ａの半径よりも極僅かに小に形成してある。

【００２１】従って、前記入力軸１の駆動回転に連れ
て、駆動ギア５と、該駆動ギア５と噛合状態にある入力
ギア側の従動回転体とが共に回転しても、この従動回転
体のうちの隣接する凹部２３間の外周面と駆動回転体１
９の回転許容部２５の外面２５ａとが接当することな
く、この従動回転体の回転が許容される。また、前記入
力軸１の駆動回転に連れて、駆動ギア５が回転したと
き、該駆動ギア５と非噛合状態にある入力ギア側の従動
回転体の凹部２３に、駆動回転体１９の回転規制部２４
の規制面２４ａが入り込むことにより、この従動回転体
の凹部２３の弧状面２３ａと駆動回転体１９の回転規制
部２４の規制面２４ａとの接当により、この従動回転体
の回転が停止される。

【００２２】図４〜図７に示すように、前記回転方向切
換機構Ａには、両出力ギア８，１２の非噛合部１７が受
動ギア７の歯部７ａに相対向する非噛合状態にあると
き、受動ギア７の回転を阻止し、かつ、非噛合状態にあ
る第１出力ギア８又は第２出力ギア１２の回転始動時
に、受動ギア７の回転を許容する回転牽制手段２６を設
けてある。

【００２３】前記回転牽制手段２６は、受動ギア７に係
合する係合体２７と、該係合体２７を受動ギア７との係
合位置に付勢する弾性付勢体としてのコイルスプリング
２８と、非噛合状態にある第１出力ギア８又は第２出力
ギア１２の回転始動時に、受動ギア７をコイルスプリン
グ２８の付勢力に抗して係合解除位置に移動する係合解
除手段２９とから構成してある。更に、前記係合体２７
は受動ギア７の歯部７ａと係合するものであって、係合
体２７の係合部２７ａは、受動ギア７の歯部７ａに係合
するようにほぼＶ字形状に窪み形成してあり、前記係合
解除手段２９が、正転伝動機構９を構成する第１伝動軸
１４に止着された円板状の第１回転部材３０と、逆転伝
動機構１３を構成する第３伝動軸１６に止着された円板
状の第２回転部材３１とから構成され、これら回転部材
３０，３１の各々の円周方向の１８０度位相の異なる部
位には凹部３２を形成してあり、両回転部材３０，３１
の各凹部３２を、第１出力ギア８及び第２出力ギア１２
が共に非噛合状態にあるとき、コイルスプリング２８の
付勢力による係合体２７の係合位置への移動を許容でき
る状態となるように配置してあるとともに、前記各凹部
３２に、非噛合状態にある第１出力ギア８又は第２出力
ギア１２の回転始動時に、コイルスプリング２８の付勢
力に抗して係合体２７を係合解除位置に押圧移動するカ
ム面３３を形成してある。

【００２４】図１と図３とに示すように、前記運動方向
切換機構Ｂは、前記回転方向切換機構Ａの出力軸２に対
してほぼ直交する姿勢で、前記ケース４に回転自在に支
承された回転軸３４と、該回転軸３４に止着されたピニ
オンギア３５と、該ピニオンギア３５の歯部３５ａが噛
合するラック３６を備えた前記作業ロッド３とから構成
してあるとともに、前記出力軸２と回転軸３４とは一対
のスパイラルギア３７を介して連動連結してある。

【００２５】このように構成された作業装置では、前記
入力軸１の一定方向への駆動回転に連れて、駆動ギア５
の歯部５ａと第２入力ギア１０との噛合が解除された瞬
間、駆動ギア５の歯部５ａと第１入力ギア６とが噛合
し、第１回転部材３０と第１出力ギア８とが回転し始め
ると、第１回転部材３０のカム面３３が、係合体２７を
コイルスプリング２８の付勢力に抗して係合解除位置に
押圧移動しつつ、第１出力ギア８の歯部８ａと受動ギア
７の歯部７ａとの噛合が開始され、係合体２７との係合
が解除された受動ギア７が一方向に回転して、それに連
れて出力軸２が一方向に回転する。更に、出力軸２の一
方向への回転に連れて、回転軸３４は、前記一対のスパ
イラルギア３７を介して一方向に回転し、ピニオンギア
３５及びラック３６を介して作業ロッド３が、それの出
退方向に沿って往動する。このとき、駆動ギア５は第２
入力ギア１０と非噛合状態にあり、しかも、回転規制手
段１８により第２入力ギア１０は回転停止状態に保持さ
れるとともに、第２出力ギア１２も、それの非噛合部１
７が受動ギア７の歯部７ａに相対向する非噛合状態で保
持される。

【００２６】更に、前記入力軸１の一定方向への駆動回
転に連れて、駆動ギア５の歯部５ａと第１入力ギア６と
の噛合が解除された瞬間、駆動ギア５の歯部５ａと第２
入力ギア６とが噛合し、第２回転部材３１と第２出力ギ
ア１２とが回転し始めると、第２回転部材３１のカム面
３３が、係合体２７をコイルスプリング２８の付勢力に
抗して係合解除位置に押圧移動しつつ、第２出力ギア１
２の歯部１２ａと受動ギア７の歯部７ａとの噛合が開始
され、係合体２７との係合が解除された受動ギア７が逆
方向に回転して、それに連れて出力軸２が逆方向に回転
する。更に、出力軸２の逆方向への回転に連れて、回転
軸３４は、前記一対のスパイラルギア３７を介して逆方
向に回転し、ピニオンギア３５及びラック３６を介して
作業ロッド３が、それの出退方向に沿って復動する。つ
まり、前記入力軸１の一定方向への駆動回転に連れて、
駆動ギア５の歯部５ａと第１入力ギア６又は第２入力ギ
ア１０との噛合が解除された瞬間、駆動ギア５の歯部５
ａと第２入力ギア１０又は第１入力ギア６とが噛合し、
かつ、第２出力ギア１２又は第１出力ギア８と受動ギア
７とが噛合するように構成してあるから、入力軸１の一
定方向への駆動回転を、正回転と逆回転との間で殆ど停
止時間のない出力軸２のほぼ連続的な往復回転運動に変
換することができ、それにより、作業ロッド３を連続的
に往復移動させることができる。

【００２７】従って、図１に示すように、前記ケース４
から外部に突出する作業ロッド３の先端側に、例えば、
作業機具３８の一例としてヤスリを固着し、入力軸１を
一定方向に高速回転することにより、このヤスリを高速
で連続往復移動させることができる。つまり、作業装置
をヤスリ掛け装置として使用することができる。

【００２８】尚、当該第１実施形態において、図８と図
９とに示すように、前記駆動回転体１９を２分割形成
し、この分割面間に、各従動回転体２０，２１の凹部２
３の弧状面２３ａに接当する複数の回転体としての複数
の球体３９を自転並びに循環転動自在に保持する環状溝
４０を形成するとともに、前記各従動回転体２０，２１
の凹部２３の弧状面２３ａに、前記球体３９に嵌合する
断面弧状のガイド溝４１を形成して実施してもよい。
尚、この場合、図１〜図７に相当する図面は記載しない
が、図１〜図７に相当する図面には、当然のことなが
ら、前記駆動回転体１９に、複数の球体３９を自転並び
に循環転動自在に保持する環状溝４０が設けられるとと
もに、各従動回転体２０，２１の凹部２３の弧状面２３
ａに、球体３９に嵌合する断面弧状のガイド溝４１が設
けられる。

【００２９】〔第２実施形態〕図１０〜図１１は、前記
第１実施形態の作業装置の回転方向変換機構の別実施形
態を示し、前記入力軸１が一定方向としての図中時計周
り方向に駆動回転し、その駆動回転に連れて、駆動ギア
５が第１入力ギア６と噛合すると、第１伝動軸１４を介
して第１出力ギア８が図中反時計周り方向に９０度回転
し、駆動ギア５と第１入力ギア６との噛合が解除される
と、該駆動ギア５は、それが所定角度回転する間（所定
時間）、両入力ギア６，１０に対して非噛合状態とな
り、その後、駆動ギア５が第２入力ギア１０と噛合する
と、逆転ギア１１と第３伝動軸１６とを介して第２出力
ギア１２が図中時計周り方向に９０度回転するととも
に、駆動ギア５と第２入力ギア１０との噛合が解除され
ると、該駆動ギア５は、それが所定角度回転する間（所
定時間）、両入力ギア６，１０に対して非噛合状態とな
り、その後、駆動ギア５が再び第１入力ギア６と噛合す
るように、前記駆動ギア５と両入力ギア６，１０とを構
成してある。

【００３０】前記第１出力ギア８は、駆動ギア５が第１
入力ギア６から離脱して第２入力ギア１０に噛合すると
き、受動ギア７の歯部７ａと噛み合わない非噛合部１７
を９０度位相の異なる四箇所に形成してある欠歯ギアか
ら構成し、前記第２出力ギア１２は、駆動ギア５が第２
入力ギア１０から離脱して第１入力ギア６に噛合すると
き、受動ギア７の歯部７ａと噛み合わない非噛合部１７
を９０度位相の異なる４箇所に形成してある欠歯ギアか
ら構成してある。そして、前記入力軸１の一定方向への
駆動回転に連れて、駆動ギア５と第１入力ギア６とが噛
合して第１出力ギア８が回転すると、第１出力ギア８の
歯部８ａが受動ギア７の歯部７ａに噛合して、該受動ギ
ア７が一方向に回転するとともに、駆動ギア５と第１入
力ギア６との噛合が解除されて第１出力ギア８の回転が
停止されると、第１出力ギア８の非噛合部１７が受動ギ
ア７の歯部７ａと相対向して、該受動ギア７の回転が停
止する。

【００３１】前記回転方向切換機構Ａには、第１入力ギ
ア６の駆動回転時に第２入力ギア１０を特定位相、詳し
くは第２出力ギア１２の非噛合部１７の一つが受動ギア
７に相対向する位相で回転停止状態に保持し、かつ、第
２入力ギア１０の駆動回転時に第１入力ギア６を特定位
相、詳しくは第１出力ギア８の非噛合部１７の一つが受
動ギア７に相対向する位相で回転停止状態に保持する回
転規制手段１８を設けてある。

【００３２】前記回転規制手段１８は、入力軸１に止着
された駆動回転体１９と、第１入力ギア６を支承する第
１伝動軸１４に止着された第１従動回転体２０と、第２
入力ギア１０を支承する第２伝動軸１５に止着された第
２従動回転体２１とを備え、かつ、駆動回転体１９に
は、前記従動回転体２０，２１の各々の外周面の４箇所
に、９０度位相を異ならせて形成された弧状の凹部２３
のうち、駆動ギア５と非噛合状態にある入力ギア側の従
動回転体の一つの凹部２３内に入り込み、該凹部２３の
弧状面２３ａに沿って相対移動しながら、この従動回転
体の回転を阻止する弧状の規制面２４ａを備えた回転規
制部２４と、駆動ギア５と噛合状態にある入力ギア側の
従動回転体の回転を許容する回転許容部２５とを形成し
て構成してある。

【００３３】前記回転方向切換機構Ａには、両出力ギア
８，１２の非噛合部１７が受動ギア７の歯部７ａに相対
向する非噛合状態にあるとき、受動ギア７の回転を阻止
し、かつ、非噛合状態にある第１出力ギア８又は第２出
力ギア１２の回転始動時に、受動ギア７の回転を許容す
る回転牽制手段２６を設けてある。

【００３４】前記回転牽制手段２６は、前記第１実施形
態と同様に、受動ギア７に係合する係合体２７と、該係
合体２７を受動ギア７との係合位置に付勢する弾性付勢
体としてのコイルスプリング２８と、非噛合状態にある
第１出力ギア８又は第２出力ギア１２の回転始動時に、
受動ギア７をコイルスプリング２８の付勢力に抗して係
合解除位置に移動する係合解除手段２９とから構成して
ある。更に、前記係合解除手段２９を構成する回転部材
３０，３１の各々の円周方向の９０度位相の異なる部位
には凹部３２を形成してあり、両回転部材３０，３１の
各凹部３２を、第１出力ギア８及び第２出力ギア１２が
共に非噛合状態にあるとき、コイルスプリング２８の付
勢力による係合体２７の係合位置への移動を許容できる
状態となるように配置してあるとともに、前記各凹部３
２に、非噛合状態にある第１出力ギア８又は第２出力ギ
ア１２の回転始動時に、コイルスプリング２８の付勢力
に抗して係合体２７を係合解除位置に押圧移動するカム
面３３を形成してある。

【００３５】つまり、前記入力軸１の一定方向への駆動
回転に連れて、駆動ギア５の歯部５ａと第１入力ギア６
又は第２入力ギア１０との噛合が解除されたときから駆
動ギア５の歯部５ａと第２入力ギア１０又は第１入力ギ
ア６とが噛合するまでの間、所定時間に亘って駆動ギア
５の歯部５ａと両入力ギア６，１０との非噛合状態が維
持され、かつ、その間、両出力ギア８，１２と受動ギア
７との非噛合状態を維持するように構成してあるから、
入力軸１の一定方向への駆動回転を、正回転と逆回転と
の間で必ず所定時間に亘って停止する出力軸２の間欠的
な往復回転運動に変換することができ、それにより、作
業ロッド３を間欠的に往復移動させることができる。

【００３６】その他の構成は前記第１実施形態と同一で
あり、第１実施形態で記載した構成部分と同一構成又は
同一機能を有する構成部分には同一番号を付記してそれ
の説明を省略する。

【００３７】尚、当該第２実施形態において、前記第１
実施形態で説明したように、前記駆動回転体１９に、各
従動回転体２０，２１の凹部２３の弧状面２３ａに接当
する複数の回転体としての複数の球体３９を自転並びに
循環転動自在に保持する環状溝４０を形成し、更に、前
記各従動回転体２０，２１の凹部２３の弧状面２３ａ
に、球体３９に嵌合する断面弧状のガイド溝４１を形成
してもよい。

【００３８】〔その他の実施形態〕 （１）前記各実施形態において、両出力ギア８，１２の
各々の各非噛合部１７の円周方向での長さを大きくする
ことによって、受動ギア７と第１出力ギア８又は第２出
力ギア１２との噛合が解除されてから、次に受動ギア７
と第２出力ギア１２又は第１出力ギア８と噛合するまで
の時間を長くしてもよい。 （２）前記各実施形態では、正転伝動機構９を、第１入
力ギア６と第１出力ギア８と第１伝動軸１４とから構成
し、また、逆転伝動機構１３を、第２入力ギア１０と逆
転ギア１１と第２出力ギア１２、及び、第２伝動軸１５
と第３伝動軸１６とから構成したが、この構成に限定さ
れるものではなく、第１出力ギア８の回転方向と第２出
力ギア１２の回転方向とが異なるように構成してあるな
らば、正転伝動機構９と逆転伝動機構１３の構成は適宜
変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の回転方向切換機構を備
えた作業装置の展開断面図

【図２】回転方向切換機構の平面断面図

【図３】運動方向切換機構の平面断面図

【図４】回転方向切換機構の作動状態を示す分解図であ
って、（イ）は受動ギア及び回転牽制手段相当箇所の平
面断面図、（ロ）は駆動ギア相当箇所の平面断面図、
（ハ）は回転規制手段相当箇所の平面断面図

【図５】回転方向切換機構の作動状態を示す分解図であ
って、（イ）は受動ギア及び回転牽制手段相当箇所の平
面断面図、（ロ）は駆動ギア相当箇所の平面断面図、
（ハ）は回転規制手段相当箇所の平面断面図

【図６】回転方向切換機構の作動状態を示す分解図であ
って、（イ）は受動ギア及び回転牽制手段相当箇所の平
面断面図、（ロ）は駆動ギア相当箇所の平面断面図、
（ハ）は回転規制手段相当箇所の平面断面図

【図７】回転方向切換機構の作動状態を示す分解図であ
って、（イ）は受動ギア及び回転牽制手段相当箇所の平
面断面図、（ロ）は駆動ギア相当箇所の平面断面図、
（ハ）は回転規制手段相当箇所の平面断面図

【図８】駆動回転体に環状溝を形成し、この環状溝に複
数の回転体を保持させた状態の要部の拡大断面図

【図９】駆動回転体に環状溝を形成し、この環状溝に複
数の回転体を保持させた状態の要部の拡大平面図

【図１０】本発明の第２実施形態の回転方向切換機構の
作動状態を示す分解図であって、（イ）は受動ギア及び
回転牽制手段相当箇所の平面断面図、（ロ）は駆動ギア
相当箇所の平面断面図

【図１１】本発明の第２実施形態の回転方向切換機構の
作動状態を示す分解図であって、（イ）は受動ギア及び
回転牽制手段相当箇所の平面断面図、（ロ）は駆動ギア
相当箇所の平面断面図

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ５ 駆動ギア ５ａ 歯部 ６ 第１入力ギア ７ 受動ギア ７ａ 歯部 ８ 第１出力ギア ９ 正転伝動機構 １０ 第２入力ギア １１ 逆転ギア １２ 第２出力ギア １３ 逆転伝動機構 １４ 第１伝動軸 １５ 第２伝動軸 １７ 非噛合部 １８ 回転規制手段 １９ 駆動回転体 ２０ 第１従動回転体 ２１ 第２従動回転体 ２３ 凹部 ２３ａ 弧状面 ２４ 回転規制部 ２５ 回転許容部 ２６ 回転牽制手段 ２７ 係合体 ２８ 弾性付勢体（コイルスプリング） ２９ 係合解除手段 ３０ 第１回転部材 ３１ 第２回転部材 ３３ カム面 ３９ 回転体（球体） ４０ 環状溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸から出力軸への伝動系に、前記入
   力軸に止着された駆動ギアに噛合可能な第１入力ギア及
   び前記出力軸に止着された受動ギアに噛合可能な第１出
   力ギアを備えた正転伝動機構と、前記入力軸の駆動ギア
   に噛合可能な第２入力ギア、該第２入力ギアに噛合する
   逆転ギア、及び、前記出力軸の受動ギアに噛合可能な第
   ２出力ギアを備えた逆転伝動機構とを設け、前記駆動ギ
   アを、前記第１入力ギア又は第２入力ギアと噛合状態に
   あるとき、第２入力ギア又は第１入力ギアに対して非噛
   合状態となるように、円周方向の一部の特定領域に歯部
   を形成してある欠歯ギアから構成するとともに、前記第
   １入力ギアの駆動回転時に第２入力ギアを特定位相で回
   転停止状態に保持し、かつ、前記第２入力ギアの駆動回
   転時に第１入力ギアを特定位相で回転停止状態に保持す
   る回転規制手段を設け、更に、前記第１出力ギアには、
   前記駆動ギアが第１入力ギアから離脱して第２入力ギア
   に噛合するとき、前記受動ギアの歯部と噛み合わない非
   噛合部を形成し、前記第２出力ギアには、前記駆動ギア
   が第２入力ギアから離脱して第１入力ギアに噛合すると
   き、前記受動ギアの歯部と噛み合わない非噛合部を形成
   してある回転方向切換機構。
2. 【請求項２】 前記回転規制手段が、前記入力軸に止着
   された一つの駆動回転体と、前記各入力ギアを支承する
   伝動軸の各々に止着された従動回転体とを備え、かつ、
   前記駆動回転体には、前記従動回転体の各々の外周面に
   形成された弧状の凹部のうち、前記駆動ギアと非噛合状
   態にある入力ギア側の従動回転体の凹部内に入り込み、
   該凹部の弧状面に沿って相対移動しながら、この従動回
   転体の回転を阻止する弧状の規制面を備えた回転規制部
   と、前記駆動ギアと噛合状態にある入力ギア側の従動回
   転体の回転を許容する回転許容部とが形成されている請
   求項１記載の回転方向切換機構。
3. 【請求項３】 前記駆動回転体には、前記従動回転体の
   凹部の弧状面に接当する複数の回転体を自転並びに循環
   転動自在に保持する環状溝を形成してある請求項２記載
   の回転方向切換機構。
4. 【請求項４】 前記両出力ギアの非噛合部が前記受動ギ
   アの歯部に相対向する非噛合状態にあるとき、前記受動
   ギアの回転を阻止し、かつ、前記非噛合状態にある前記
   第１出力ギア又は第２出力ギアの回転始動時に、前記受
   動ギアの回転を許容する回転牽制手段が設けられている
   請求項１、２又は３記載の回転方向切換機構。
5. 【請求項５】 前記回転牽制手段が、前記受動ギアに係
   合する係合体と、該係合体を前記受動ギアとの係合位置
   に付勢する弾性付勢体と、前記非噛合状態にある前記第
   １出力ギア又は第２出力ギアの回転始動時に、前記受動
   ギアを前記弾性付勢体の付勢力に抗して係合解除位置に
   移動する係合解除手段とから構成されている請求項４記
   載の回転方向切換機構。
6. 【請求項６】 前記係合体が、前記受動ギアの歯部に係
   合するとともに、前記係合解除手段が、前記正転伝動機
   構と逆転伝動機構との各々に設けられた回転部材から構
   成され、前記回転部材の各々には、前記非噛合状態にあ
   る前記第１出力ギア又は第２出力ギアの回転始動時に、
   前記弾性付勢体の付勢力に抗して前記係合体を係合解除
   位置に押圧移動するカム面が形成されている請求項５記
   載の回転方向切換機構。