JP2008267437A

JP2008267437A - 駆動力正逆切替装置

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Publication number: JP2008267437A
Application number: JP2007108510A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Takada; 声一高田; Tsutomu Maiwa; 勉眞岩
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2008-11-06
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Abstract

【課題】ばねクラッチを用いた場合ところクラッチを用いた場合とで、切替機構の中間軸が共用できるようにした駆動力正逆切替装置を提供することである。
【解決手段】入力歯車１４と出力歯車１５との間に回転方向の切替機構１０を設けた駆動力正逆切替装置において、前記切替機構１０は、中間軸１２に支持され入力傘歯車１６と出力傘歯車１７に噛み合わされた中間傘歯車２２、解除アーム部４１とストッパーアーム部４２を有する制御歯車３９、前記入力傘歯車１６と一体のクラッチ収納部２１の内径面に装着された一方向クラッチを有し、その一方向クラッチとしてばねクラッチ２５を用いる場合は、前記中間軸１２に嵌合されたばねクラッチ２５の連結部材２８にアダプター部３０を設け、また一方向クラッチとしてころクラッチ５５を用いる場合は、その内輪５６に同一構造のアダプター部５７を設けた構成とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、事務機等において用いられる駆動力正逆切替装置に関し、特に中間軸の共用化に関するものである。

複写機等の事務機における紙の搬送方向は、通常は一方向であるので、一定方向の回転仕様をもったモータによって駆動するようにしている。しかし、紙の搬送方向を正逆適宜切替えて搬送する進化した給紙部において、従来の一定方向回転仕様のモータで対応する場合、モータの回転方向を正逆に適宜切替える装置を追加する必要があった（特許文献１）。

このような場合に通常使用される駆動力正逆切替機構として、図１８に示した３個の傘歯車を用いた機構が知られている（非特許文献１）。この機構は、入力軸７１の一端に設けた入力傘歯車７２の歯面に接近して直交方向に出力軸７３が設けられ、その出力軸７３にクラッチ７４が軸方向にスライド可能にキー止めされる。そのクラッチ７４の両側に一対の出力傘歯車部７５、７５が回転自在に嵌合され、これらの出力傘歯車部７５が入力傘歯車７２に噛み合わされる。各出力傘歯車部７５の対向面に設けたボス部７６に前記クラッチ７４に係合する歯７７が設けられる。前記クラッチ７４の中間部に設けられた周溝７８に揺動アーム７９のピン８０が挿入される。揺動アーム７９の他端は軸８１により固定部に揺動可能に取り付けられる。

揺動アーム７９が左右いずれか一方に倒されると、クラッチ７４が軸方向にスライドしてその方の出力傘歯車部７５の歯７７に係合され、入力軸７１の回転が出力軸７３に伝達される。また、揺動アーム７９が逆方向に倒されるとクラッチ７４が他方の出力傘歯車部７５側に係合され出力軸７３が逆転される。
特開平５−３０７２９０号公報「機械運動機構」株式会社技報堂、昭和３２年１０月１５日出版、８１頁

前記の駆動力正逆切替機構は、入力軸７１と出力軸７３が直交しているため、入力側のモータと出力側の給紙ローラの配置に制限を受け、また入力傘歯車の径が大型化し、さらに揺動アーム７９の制御機構が複雑になる等の問題があった。また、クラッチ７４の切替え時に歯７７の回転位相を同期させ歯の衝突を回避する同期手段が必要となる問題もあった。

そこで、この発明は、入出力軸が平行に配置されるコンパクトな駆動力正逆切替装置、特にばねクラッチを用いた場合と、ころクラッチを用いた場合とで、中間軸の共用化を図ることにより構造の簡素化、コストの低減化を図ることを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、図１等に示したように、固定軸１１に相互に対向して嵌合された入力歯車１４と出力歯車１５の間に切替機構１０が介在され、前記切替機構１０により前記入力歯車１４に加えられた駆動トルクの回転方向を適宜切替えて前記出力歯車１５に出力するようにした駆動力正逆切替装置を基本的な構成とする。

前記切替機構１０は、前記入力歯車１４と一体の入力傘歯車１６、前記出力歯車１５と一体の出力傘歯車１７、前記固定軸１１に嵌合された中間軸１２、該中間軸１２に直交した支持軸１３に支持され前記入力傘歯車１６と出力傘歯車１７に噛み合わされた中間傘歯車２２、前記中間軸１２と入力傘歯車１６の間に介在されたばねクラッチ２５又はころクラッチ５５（図１１参照）等の一方向クラッチ、前記一方向クラッチのロックとロック解除を制御する制御手段（制御歯車３９、アクチュエータ４４）からなる。

前記一方向クラッチとしてばねクラッチ２５を用いる場合は、固定フック３７が係合された連結部材２８に前記中間軸１２に嵌合されるアダプター部３０が設けられる。また、一方向クラッチとしてころクラッチ５５を使用する場合は、内輪５６にアダプター部５７が設けられる。これらのアダプター部３０、５７はいずれも前記中間軸１２に対し相補的な連結構造によって連結され、一方向クラッチの形式が前記のように相違しても中間軸１２は共用できるようになっている。

なお、ばねクラッチ２５を用いる場合において、複数のコイルばね３５の半数のものの巻き方向を反対に設定し、前記連結部材２８に設けたフック補強突起５１を相互に軸方向に対向したコイルばね３５のすき間ｇに介在させることにより、解除フック３６の補強を図ることができる。

この発明においては、以下のような効果がある。
（１）制御手段の拘束・非拘束の作用によって入力側から出力側へ伝達する駆動力の回転方向を容易に切り替えることができる。
（２）入力側と同一回転数の正回転方向Ａ又は逆回転方向Ｂの駆動力を択一的に出力側に伝達することができる。
（３）一方向クラッチがばねクラッチ又はころクラッチのいずれの場合においても、中間軸の構造は同一であるので、中間軸の共用化による構造の簡素化、低コスト化に資することができる。
（４）ばねクラッチを用いる場合において、アダプター部を設けた連結部材にフック補強突起を設けたことにより解除フックを補強することができ、以ってコイルばねの耐久性を向上させることができる。

以下、この発明に係る駆動力正逆切替装置の実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１から図５に示した実施例１の駆動力正逆切替装置は、入力歯車１４と出力歯車１５が固定軸１１の周りに対向配置され、これらの歯車１４、１５間に切替機構１０が介在される。切替機構１０は以下のようなものである。

前記入力歯車１４は、出力歯車１５側の面に入力傘歯車１６が設けられ、またその外径面に入力平歯車１８が設けられる。また、入力傘歯車１６を設けた面と反対側の面の中心部に円筒状のクラッチ収納部２１が設けられる。また、出力歯車１５は前記入力傘歯車１６と対向した面に出力傘歯車１７が設けられ、またその外径面に出力平歯車１９が設けられる。

前記固定軸１１に中間軸１２が回転自在に嵌合される。その中間軸１２の長さ方向の途中にボス部２０を介して支持軸１３、１３が直交状態に設けられる。各支持軸１３に中間傘歯車２２が嵌合され、止め輪２２aによって抜け止めされる。中間傘歯車２２は、前記の入力傘歯車１６と出力傘歯車１７に噛み合う。両支持軸１３の先端部間に外環部材２３が嵌合され、各支持軸１３の先端部が外環部材２３の内径面に設けられた軸方向の溝２４に嵌合される。外環部材２３の両端面はそれぞれ入力平歯車１８と出力平歯車１９の対向内面に接近し、内部の傘歯車機構をカバーする。

前記の中間軸１２は、その一端部が出力歯車１５に貫通され、他端部は入力歯車１４及びクラッチ収納部２１の中心部を経て、制御歯車３９に貫通される。該中間軸１２は、入力歯車１４を貫通する部分からクラッチ収納部２１及び制御歯車３９を貫通して端部に至る範囲は、一段小径に形成され、その段差部２６（図３（ａ）参照）の中心対称の２箇所に小径部の先端方向に突き出した係合凸部２７が設けられる。この係合凸部２７と、後述の連結部材２８のアダプター部３０（図３（ｃ）参照）の係合凹部２９とが軸方向に嵌合され、その嵌合によって一体に回転可能となる連結構造、即ち、特許請求の範囲に言う相補的連結構造を構成する。

前記連結部材２８は、図３（ｃ）に示したように、前記中間軸１２の小径部分においてクラッチ収納部２１の範囲に嵌合される円筒状のものであり、外径面の軸方向全長にわたりフック係合凸部３２が設けられ、そのフック係合凸部３２に長さ方向のスリット３３が設けられる。また、前記連結部材２８の入力歯車１４側の一端部に前記のアダプター部３０が設けられる。アダプター部３０は、連結部材２８の端部外径面に設けられた突条３１と、内径面の対向２箇所に形成された前記の係合凹部２９によって構成される。前記の突条３１はフック係合凸部３２と同じ高さに形成される。

前記アダプター部３０が嵌合される環状の凹段部３１ａがクラッチ収納部２１の内部において、軸穴の周りに形成される（図１、図３（ａ）参照）。

前記のばねクラッチ２５は、クラッチ収納部２１の内径面に回り止めを施して嵌合された外輪３４と、前記の連結部材２８及び前記外輪３４の内径面に拡径方向の弾性をもって密着され、かつ軸方向に相互に密着された２個のコイルばね３５によって構成される。

各コイルばね３５は、図２に示したように、両端部に径方向内向きに屈曲形成されたフック３６、３７を有し、一方のフック３６（以下、解除フック３６と称する。）を基準として、整数回の右巻きに加えて更に巻かれた劣弧の不完全巻き部３８（図示の場合は３回と約四分の一回の右巻き）の端部に他方のフック３７（以下、固定フック３７と称する。）が形成された過剰巻き型である。

このタイプのコイルばね３５は、固定フック３７に対し解除フック３６が劣弧側に引き寄せられる方向（優弧側で見れば、解除フック３６が引き離される方向）の力を受けるとコイルばね３５が拡径して外輪３４にロックし、反対に引き離す方向（優弧側では引き寄せられる方向）の回転力を受けると縮径してロックが解除される一方向クラッチの性質を有する。２個のコイルばね３５の各固定フック３７が前記連結部材２８のフック係合凸部３２に設けられたスリット３３に係合される。

前記中間軸１２の小径側端部に制御歯車３９が回転自在に嵌合される。該制御歯車３９の内端面に同芯状の嵌合溝４０が設けられ（図３（ｂ）参照）、その嵌合溝４０内径側において、解除アーム部４１と、ストッパーアーム部４２が軸方向に平行に突き出して設けられる（図３（ｂ）参照）。制御歯車３９の外径面に歯車、セレーション等の凹凸係合面４３が設けられ、外部に設けられたソレノイド、電磁クラッチ等のアクチュエータ４４（図１参照）が対向配置される。ソレノイドの場合は凹凸係合面４３に直接的に係脱自在となり、電磁クラッチの場合は歯車を介して間接的に係脱自在となる。

前記の解除アーム部４１とストッパーアーム部４２は、図示の場合、周方向に間隔を置き、同一回転半径上に設けられているが、後述の実施例２のように、単一の部材によって構成される場合もあるので、特許請求の範囲では、単に「アーム部」と総称している。

図２に示したように、前記の解除アーム部４１は劣弧の不完全巻き部３８を挟んで回転方向に対向した解除フック３６と固定フック３７の間に介在される。固定フック３７は前述のようにフック係合凸部３２のスリット３３に係合され、他方の解除フック３６は、解除アーム部４１の係合端面４１ａ、即ち、ばねクラッチ２５の正回転方向Ａ（図１の右端から見て右回転方向）に見た場合の回転の遅れ側となる係合端面４１ａに対向する。前記と同じ正回転方向Ａに見た場合、フック係合凸部３２は、ストッパーアーム部４２の回転遅れ側となる係合端面４１ｂに対向する。

解除アーム部４１とストッパーアーム部４２の位置関係は、図２のように、解除アーム部４１の前記係合端面４１ａと、解除フック３６との間に一定の中心角をもったすき間ｂが存在するとき、ストッパーアーム部４２の前記係合端面４１ｂとフック係合凸部３２との間にすき間ａ（ａ＞ｂ）が存在するような関係である。

前記ばねクラッチ２５の連結部材２８は、図１に示したように、アダプター部３０の係合凹部２９が中間軸１２の係合凸部２７に軸方向に嵌合され、中間軸１２と一体回転可能となる。また、外輪３４の後端部が制御歯車３９の前記嵌合溝４０に嵌合支持される。

なお、図１において、４５は入力軸４６に支持された歯車でなる入力部材、４７は出力軸４８に支持された歯車でなる出力部材、４９、５０は抜け止め用の止め輪である。

実施例１の駆動力正逆切替装置は以上のように構成され、次にその作用について説明する。

いま、図１に示したように、アクチュエータ４４がオフであって制御歯車３９の凹凸係合面４３から外れ、制御歯車３９が非拘束状態にある場合において、入力部材４５から入力歯車１４に正回転方向Ａの駆動トルクが入力されると、入力歯車１４と一体の入力傘歯車１６、クラッチ収納部２１、これに収納された外輪３４が正回転方向Ａに回転される。ばねクラッチ２５は、各コイルばね３５の解除フック３６が固定フック３７の方向に回転力を受けることにより一層拡径され、外輪３４に対してロックされる。

このため、固定フック３７に係合された連結部材２８、これと連結された中間軸１２、支持軸１３、支持軸１３に嵌合された中間傘歯車２２、外環部材２３が正回転方向Ａに回転される。このとき、中間傘歯車２２は自転することなく中間軸１２及び支持軸１３の回転及び入力傘歯車１６の回転に伴い正回転方向Ａに公転のみ行い、これに噛み合った出力傘歯車１７を介して出力歯車１５を正回転方向Ａに回転させる。これにより、入力された正回転方向Ａと同じ回転方向の駆動トルクが出力部材４７（負荷）に出力される。

このとき、制御歯車３９は、解除フック３６が解除アーム部４１に係合されることにより正回転方向Ａに回転される。

次に、入力歯車１４が前記のように正回転方向Ａに回転している状態において、負荷側の回転を逆回転方向Ｂに切り替える場合は、アクチュエータ４４をオンにしてこれを制御歯車３９の凹凸係合面４３に係合させ、制御歯車３９を拘束する（図４参照）。制御歯車３９が停止する一方、入力歯車１４と中間軸１２、ばねクラッチ２５、連結部材２８が引き続き正回転方向Ａに回転しているので、コイルばね３５の解除フック３６が解除アーム部４１の係合端面４１ａに係合する（ｂ＝０、図５（ａ）参照）。

さらに回転が進むと、フック係合凸部３２がストッパーアーム部４２の係合端面４１ｂに係合してすき間ａがゼロとなり（図５（ｂ）参照）、連結部材２８、中間軸１２、支持軸１３、中間傘歯車２２の正回転方向Ａの回転が停止される。中間傘歯車２２は、正回転方向Ａに回転し続ける入力傘歯車１６に噛み合って自転し（図４参照）、出力傘歯車１７を介して出力歯車１５を逆回転方向Ｂに回転させる。これにより負荷側の回転が逆回転方向Ｂに切り替わる。出力歯車１５が逆回転方向Ｂに回転している間は、コイルばね３５は、引き続き縮径状態にあるので外輪３４に対する摩擦が少ない状態で空転する。

前記の逆回転方向Ｂの伝達を停止し元の正回転方向Ａへの回転に切り替える場合は、アクチュエータ４４をオフにすると、制御歯車３９が非拘束状態となるのでコイルばね３５はそれ自体のばね力により拡径状態に戻り、外輪３４に対してロックした状態（図２参照）に戻る。

図６（ａ）（ｂ）から図１０にした実施例２は、前記実施例１の変形例である。基本的な構成は共通しているが、主として次の３点において相違する。

相違点の第１は、実施例１においては、ばねクラッチ２５を構成する２個のコイルばね３５は共に右巻きのものであったが、この実施例２の場合は、２個のコイルばね３５ａ、３５ｂの巻き方向が互いに反対である点である。即ち、入力歯車１４側に配置されるコイルばね３５ａは右巻きであるが、制御歯車３９側に配置されるコイルばね３５ｂは左巻きである。このような構成にするのは、前記実施例１において、以下のような不都合を解消するためである。

即ち、実施例１のように、コイルばね３５の巻き方向がすべて同方向である場合は、制御歯車３９が拘束さればねクラッチ２５がフリー状態（空転状態）にあり、かつ各コイルばね３５が停止状態にあるとき（図５（ｂ）参照）、入力歯車１４及びこれと一体のクラッチ収納部２１と一体の外輪３４が引き続き正回転方向Ａに回転する。この場合に、各コイルばね３５には同一方向かつ同一大きさのスラスト力が重畳的に作用する。その結果、各コイルばね３５が入力歯車１４又は制御歯車３９に干渉し回転の円滑を妨げることがある。

これに対し、この実施例２のように、コイルばね３５の半数のコイルばね３５ａ、３５ｂの巻き方向を相互に反対向きであるように定めておくと、各コイルばね３５ａ、３５ｂに発生するスラスト力Ｓは反対向き（図６（ｂ）参照）、かつ大きさ同一である。このため、両方のスラスト力Ｓが打ち消し合うので入力歯車１４又は制御歯車３９の回転に支障を来たすことがない。

なお、コイルばね３５ａ、３５ｂの巻き方向が反対であるため、両方のコイルばね３５ａ、３５ｂの固定フック３７、３７は、スリット３３の両端部近くに係合される（図６（ａ）（ｂ）参照）。他方の解除フック３６、３６は連結部材の中間部において軸方向に相互に接近又は接触する。

実施例２において、前記実施例１と相違する第２の点は、連結部材２８の構造にある。即ち、この場合の連結部材２８は、図８（a）に示したように、前述の構造（図３（ｃ）参照）に加え、スリット３３の一側方におけるフック係合凸部３２の部分（正回転方向Ａに見た場合、スリット３３から回転の進み方向に存在するフック係合凸部３２の部分）にフック補強突起５１が一段高く設けられる。このフック補強突起５１は、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示したように、内側で相互に接近又は接触した２つの解除フック３６の逆回転方向Ｂに対向した部分において、両方のコイルばね３５ａ、３５ｂ間の軸方向のすき間ｇに介在される。

前記のフック補強突起５１は、制御歯車３９が拘束された際に、フック係合凸部３２が解除フック３６を介して解除アーム部５２に係合してその回転が停止される際（図１０（ｂ）参照）、解除フック３６の屈曲部分を回転方向に拘束することにより、その解除フック３６に作用する負荷を軽減緩和させる作用を行う。

他方の固定フック３７にも同様の負荷が作用するが、固定フック３７はスリット３３に嵌入されているため、スリット３３の内側壁によって補強される。

前記実施例１と相違する第３の点は、実施例１の制御歯車３９においては、その内端面において解除アーム部４１とストッパーアーム部４２が独立して設けられていたが、実施例２の場合は、コイルばね３５ａ、３５ｂの各フック３６、３７間の優弧側の部分に沿った断面Ｃ形の大きい円弧部をもった不完全円筒体によって解除アーム部５２が構成される点である（図８（ｂ）参照）。

このような不完全円筒体によって解除アーム部５２を構成した場合は、その内径面を連結部材２８の外径面に嵌合させることにより、制御歯車３９の姿勢を安定させることができる。制御歯車３９は、解除アーム部５２の円弧部分が円筒に近いほど安定性が増すので、図示の場合は両フック３６、３７の優弧の部分の間隔を実施例１の場合より広く（周方向に長く）形成されている。

前記の解除アーム部５２は、特許請求の範囲において単に「アーム部」と称されるものに相当し、実施例１の場合の解除アーム部４１とストッパーアーム部４２の機能を併有する。

即ち、解除フック３６は解除アーム部５２の正回転方向Ａに見た場合に回転の遅れ側となる係合端面４１ａと回転方向に対向する（図７（ａ）等参照）。また、連結部材２８のフック係合凸部３２は、解除フック３６を挟んで前記係合端面４１ａに対向する。

前記の解除フック３６が係合端面４１ａに係合した状態（図１０（ａ）参照）において、該フック３６とフック係合凸部３２との間に一定の中心角をもったすき間ａが存在する。したがって、制御歯車３９が拘束された場合に、解除フック３６が解除アーム部５２の係合端面４１ａに係合して停止され、さらに、ばねクラッチ２５が回転してフック係合凸部３２が前記解除フック３６を介して係合端面４１ａ側に係合される（ａ＝０、図１０（ｂ）参照）。これにより連結部材２８、中間軸１２等が停止されることになる。

前記実施例２の場合の作用は、制御歯車３９が非拘束状態にある場合は（図６、図７（ａ）（ｂ）参照）、実施例１の場合と同様に、入力歯車１４に正回転方向Ａの駆動トルクが入力されると、入力歯車１４と一体の入力傘歯車１６、クラッチ収納部２１、これに収納された外輪３４が正回転方向Ａに回転され、ばねクラッチ２５がロックされる。これにより、固定フック３７を介して連結部材２８、これに連結された中間軸１２、支持軸１３、支持軸１３に支持された中間傘歯車２２等を正回転方向Ａに回転させる。入力傘歯車１６に噛み合った中間傘歯車２２は自転することなく中間軸１２及び支持軸１３の回転に伴い公転のみ行い、これに噛み合った出力傘歯車１７を介して出力歯車１５を正回転方向Ａに回転させる。

次に、アクチュエータ４４をオンにして制御歯車３９を拘束すると（図９参照）、制御歯車３９が停止する一方、入力歯車１４と中間軸１２、連結部材２８が引き続き正回転方向Ａに回転しているので、コイルばね３５の解除フック３６が解除アーム部５２の係合端面４１ａに係合してばねクラッチ２５のロックが解除される（図１０（ａ）参照）。その後、すき間ａがゼロとなり（図１０（ｂ）参照）、連結部材２８、中間軸１２、支持軸１３の回転が停止される。

支持軸１３の回転の停止により、正回転方向Ａに回転し続ける入力傘歯車１６に噛み合った中間傘歯車２２が公転することなく自転し、出力傘歯車１７を介して出力歯車１５を逆回転方向Ｂに回転させる（図９参照）。このとき、コイルばね３５ａ、３５ｂにスラスト力Ｓが発生するが、大きさ同一、方向反対であるので（図６（ｂ）参照）、相互に打ち消し合う。また、解除フック３６がフック補強突起５１によって係合端面４１ａとの間で拘束されるので、該解除フック３６に作用する負荷が緩和される。

次に、図１１から図１７に示した実施例３の駆動力正逆切替装置は、一方向クラッチとしてころクラッチ５５を用いたものである。その他の構成は実施例１、２の場合と同様である。

即ち、実施例３の駆動力正逆切替装置は、入力歯車１４と出力歯車１５が固定軸１１の周りに対向配置され、これらの歯車１４、１５間に切替機構１０が介在される。入力歯車１４はその出力歯車１５側の面に設けられた入力傘歯車１６と、その外径面に設けられた入力平歯車１８とからなる。また、出力歯車１５は前記入力傘歯車１６と対向した面に設けられた出力傘歯車１７と、その外径面に設けられた出力平歯車１９とからなる。入力歯車１４においては、入力傘歯車１６を設けた面の反対面の中心部に円筒状のクラッチ収納部２１が一体に設けられる。

前記固定軸１１に中間軸１２が回転自在に嵌合される。その中間軸１２の長さ方向の途中において、ボス部２０を介して支持軸１３、１３が直交状態に設けられる。各支持軸１３に中間傘歯車２２が嵌合され、止め輪２２ａによって抜け止めされる。中間傘歯車２２は、前記の入力傘歯車１６と出力傘歯車１７に噛み合う。両支持軸１３の先端部間に外環部材２３が嵌合され、各支持軸１３の先端部が外環部材２３の内径面に設けられた軸方向の溝２４に嵌合される。外環部材２３の両端面はそれぞれ入力平歯車１８と出力平歯車１９の対向内面に接近し、内部の傘歯車機構をカバーする。

前記の中間軸１２は、その一端部が出力歯車１５に貫通され、他端部は入力歯車１４及びクラッチ収納部２１の中心部を経て、制御歯車３９に貫通される。クラッチ収納部２１を貫通する部分から制御歯車３９を貫通するまでの部分は、一段小径に形成され、その段差部２６の中心対称の２箇所に小径部の先端方向に突き出した係合凸部２７が設けられる。この係合凸部２７は、後述のように、ころクラッチ５５の内輪５６の一端部に設けられたアダプター部５７（図１５（ｂ）参照）の係合凹部２９と軸方向に回転方向に係合一体化される相補的連結構造を構成する。

前記アダプター部５７は、前述の実施例１、２における連結部材２８のアダプター部３０と同一構造であり、内輪５６の内径も連結部材２８の内径と同一に形成されている。従って、実施例１から３のそれぞれの相補的連結構造は同一構造となるから、支持軸１３を含む中間軸１２を各実施例の場合に共用することができる。

前記のころクラッチ５５は、入力歯車１４のクラッチ収納部２１（図１１参照）の内部に組み込まれ、中間軸１２に回転自在に嵌合された前記の内輪５６、前記収納部２１の内径面に回り止め介して挿入された外輪５８及び内輪５６と外輪５８との間に介在されたころ５９と付勢ばね６０とからなる。

前記内輪５６と外輪５８の対向面間に、全周の四分の一の範囲ごとに方向性の異なるころ収納部６１a、６１ｂが設けられる。即ち、方向性が一致する２箇所のころ収納部６１ａ、６１ａが軸対称の２箇所に設けられ、また、これらのころ収納部６１ａ、６１ａの間に方向性が前記と反対の２箇所のころ収納部６１ｂ、６１ｂが設けられる。さらに詳述すると、図１３に示したように、４箇所のころ収納部６１ａ、６１ｂごとの内輪５６の外径面に周方向に連続した３箇所の傾斜面からなるカム面６２ａ、６２ｂが形成される。ころ収納部６１aのカム面６２ａと、ころ収納部６１ｂのカム面６２ｂの傾斜方向が周方向に見て反対となるように形成される。その結果、各カム面６２ａ、６２ｂに嵌合されたころ５９の接点において引いた接線がなす角度、いわゆるクサビ角θの拡大方向が反対となる。

前記のころ収納部６１ａ、６１ｂのうち、クサビ角θが相互に拡大方向となるころ収納部６１ａ、６１ｂの端部相互の間において、各ころ収納部６１ａ、６１ｂに収納されたころ５９間に前記の付勢ばね６０が介在され、その付勢ばね６０によってころ５９にそれぞれクサビ角θの狭小方向の付勢力が付与される。またクサビ角θが相互に狭小方向となるころ収納部６１ａ、６１ｂの端部相互の間にロック解除ピン６３、６３が挿入され（図１６参照）、各その両側のころ５９との間に周方向のすき間ｂ（図１４（ｂ）参照）が形成される。ロック解除ピン６３、６３は、制御歯車３９に軸方向に固定され、またその軸穴に沿った位置に規制突起６４が設けられる。

ころクラッチ５５の前記内輪５６の制御歯車３９に対向した面に規制凹部６５（図１５参照）が設けられ、その規制凹部６５に対し前記規制突起６４が周方向のすき間ａ（図１４（ａ）参照）をもって挿入される。前述したすき間ｂとの関係は、すき間ａがｂより大きく（ａ＞ｂ）設定される。

実施例３の駆動力正逆切替装置は以上のような構成であり、次にその作用について説明する。

いま、図１１においてアクチュエータ４４がオフであって、制御歯車３９が非拘束の状態において、入力歯車１４に正回転方向Ａの駆動トルクが入力されると、ころクラッチ５５の外輪５８がこれと同一方向に回転され（図１２参照）、２箇所のころ収納部６１ｂのころ５９はフリーとなるが、他の２箇所のころ収納部６１ａのころ５９がロックされるため、ころクラッチ５５はロック状態となる。これにより内輪５６及びこれにアダプター部５７を介して連結された中間軸１２、中間軸１２と一体の支持軸１３が正回転方向Ａに回転される（図１１参照）。

このとき、入力傘歯車１６と出力傘歯車１７に噛み合った中間傘歯車２２は中間軸１２の正回転方向Ａへの回転に伴い自転することなく公転のみ行って出力歯車１５を正回転方向Ａに回転させる。

一方、入力歯車１４に正回転方向Ａの駆動トルクが入力されている上記の状態において、アクチュエータ４４がオンとなり制御歯車３９が拘束されると、停止状態となった制御歯車３９と一体のロック解除ピン６３に対してすき間ｂを越えてころクラッチ５５が回転することにより（図１４（ｂ）の一点鎖線参照）、ころ収納部６１ａのころ２２のロックが解除され、ころクラッチ５５がフリー状態となる。その後、内輪５６が制御歯車３９に対して相対回転して規制凹部６５と規制突起６４のすき間ａがゼロになると、内輪５６、そのクラッチアダプター部５７を介して連結された中間軸１２の回転が停止される。

その結果、入力歯車１４の正回転方向Ａの回転が入力傘歯車１６、中間傘歯車２２、出力傘歯車１７を介して出力歯車１５に伝達され、出力歯車１５が逆回転方向Ｂに回転される（図１７参照）。即ち、入力された駆動トルクの回転方向が反対方向に切替えられて出力される。

なお、前記のころクラッチ５５において、カム面６２ａ、６２ｂを外輪５８の内径面に設けることもできる。

また、以上の例は入力歯車１４に加えられる駆動トルクが右回転する場合を正回転方向Ａとして説明したが、一方向クラッチ２５、５５は両方向にロックする機能をもった両方向ロック型であるので、駆動トルクが左回転する場合は、回転方向を示す矢印Ａ、Ｂの方向が反対向きとなる。

実施例１のアクチュエータがオフの状態の断面図図１のＸ_１−Ｘ_１線の断面図（ａ）実施例１の分解斜視図、（ｂ）制御歯車の斜視図、（ｃ）連結部材の斜視図実施例１のアクチュエータがオンの状態の断面図（ａ）図４のＸ_２−Ｘ_２線の作用状態の断面図、（ｂ）図４のＸ_２−Ｘ_２線の作用状態の断面図（ｂ）実施例２のアクチュエータがオフの状態の断面図、（ｂ）同じくばねクラッチ部分の横断平面図（ａ）図６のＸ_３−Ｘ_３線の断面図、（ｂ）図６のＸ_４−Ｘ_４線の断面図（ａ）実施例２の連結部材の斜視図、（ｂ）同じく制御歯車の斜視図実施例２のアクチュエータがオンの状態の断面図（ａ）（ｂ）図９のＸ_５−Ｘ_５線の断面図実施例３のアクチュエータがオフの状態の断面図図１１のＸ_６−Ｘ_６線の断面図図１２の一部拡大断面図（ａ）図１２の一部拡大断面図、（ｂ）図１３の一部拡大断面図（ａ）実施例３の分解斜視図、（ｂ）同じく内輪の斜視図実施例３の制御歯車の斜視図実施例３のアクチュエータがオンの状態の断面図従来例の平面図

符号の説明

１０切替機構
１１固定軸
１２中間軸
１３支持軸
１４入力歯車
１５出力歯車
１６入力傘歯車
１７出力傘歯車
１８入力平歯車
１９出力平歯車
２０ボス部
２１クラッチ収納部
２２中間傘歯車
２２a 止め輪
２３外環部材
２４溝
２５ばねクラッチ
２６段差部
２７係合凸部
２８連結部材
２９係合凹部
３０アダプター部
３１突条
３１ａ凹段部
３２フック係合凸部
３３スリット
３４外輪
３５コイルばね
３６解除フック
３７固定フック
３８不完全巻き部
３９制御歯車
４０嵌合溝
４１解除アーム部
４１ａ、４１ｂ係合端面
４２ストッパーアーム部
４３凹凸係合面
４４アクチュエータ
４５入力部材
４６入力軸
４７出力部材
４８出力軸
４９止め輪
５０止め輪
５１フック補強突起
５２解除アーム部
５５ころクラッチ
５６内輪
５７アダプター部
５８外輪
５９ころ
６０付勢ばね
６１ａ、６１ｂころ収納部
６２ａ、６２ｂカム面
６３ロック解除ピン
６４規制突起
６５規制凹部

Claims

固定軸(１１)に相互に対向して嵌合された入力歯車(１４)と出力歯車(１５)
の間に切替機構(１０)が介在され、前記切替機構(１０)により前記入力歯車(１４)に加えられた駆動トルクの回転方向を適宜切替えて前記出力歯車(１５)に出力するようにした駆動力正逆切替装置において、
前記切替機構(１０)は、前記入力歯車(１４)と一体の入力傘歯車(１６)、前記出力歯車(１５)と一体の出力傘歯車(１７)、前記固定軸(１１)に嵌合された中間軸(１２)、該中間軸(１２)に直交した支持軸(１３)に支持され前記入力傘歯車(１６)と出力傘歯車(１７)に噛み合わされた中間傘歯車(２２)、前記中間軸(１２)と入力傘歯車(１６)の間に介在された一方向クラッチ、前記一方向クラッチのロックとロック解除を制御する制御手段からなり、
前記一方向クラッチは、前記中間軸(１２)に嵌合されるアダプター部(３０)、(５７)を備え、前記アダプター部(３０)、(５７)は前記中間軸(１２)に対し相補的な連結構造によって連結されたことを特徴とする駆動力正逆切替装置。
前記一方向クラッチが、コイルばね(３５)を用いたばねクラッチ(２５)により構成され、前記コイルばね(３５)の固定フック(３７)が係合された連結部材(２８)が前記中間軸(１２)に嵌合され、該連結部材(２８)に前記のアダプター部(３０)が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の駆動力正逆切替装置。
前記制御手段が、制御歯車(３９)とその制御歯車(３９)を適宜拘束又は非拘束状態にするアクチュエータ(４４)とによって構成され、前記コイルばね(３５)は前記入力歯車(１４)に設けられたクラッチ収納部(２１)の内径面に拡径方向の弾性をもって装着され、前記制御歯車(３９)に設けられた解除アーム部(４１)が前記コイルばね(３５)の内径側に挿通され、前記コイルばね(３５)の両端部に解除フック(３６)と固定フック(３７)が内向きに屈曲形成され、前記連結部材(２８)のフック係合凸部(３２)に前記コイルばね(３５)の固定フック(３７)が係合され、
前記制御歯車(３９)に設けられたアーム部が前記コイルばね(３５)の解除フック(３６)と固定フック(３７)の間に挿入され、前記解除フック(３６)が、前記アーム部の前記ばねクラッチ(２５)の正回転方向Ａに見た場合の回転遅れ側となる係合端面(４１ａ)に対向し、前記フック係合凸部(３２)が、前記アーム部の同じく正回転方向Ａに見た場合に回転遅れ側となる係合端面(４１ｂ)に対向し、前記解除フック(３６)と係合端面(４１a)との間に回転方向のすき間ｂがあるときに、前記フック係合凸部(３２)と係合端面(４１ｂ)との間に回転方向のすき間ａ（ａ＞ｂ）があることを特徴とする請求項２に記載の駆動力正逆切替装置。
前記アーム部が、周方向に間隔をおいて同一回転半径上に設けられた解除アーム部(４１)とストッパーアーム部(４２)とにより構成され、前記係合端面(４１ａ)が前記解除アーム部(４１)に、前記係合端面(４１ｂ)が前記ストッパーアーム部(４２)にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項３に記載の駆動力正逆切替装置。
前記アーム部が、不完全円筒状の解除アーム部(５２)によって構成されたことを特徴とする請求項３に記載の駆動力正逆切替装置。
前記ばねクラッチ(２５)を構成するコイルばね(３５)が偶数個使用され、そのコイルばねの半数のものが巻き方向が反対に設定されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の駆動力正逆切替装置。
前記連結部材(２８)のフック係合凸部(３２)に設けられたスリット(３３)から正回転方向Ａに片寄った部分にフック補強突起(５１)が設けられ、前記フック補強突起(５１)が前記巻き方向の異なるコイルばね(３５)の軸方向の対向部分に存在するすき間ｇに介在されたことを特徴とする請求項６に記載の駆動力正逆切替装置。
前記一方向クラッチがころクラッチ（５５）であり、該ころクラッチ（５５）の前記中間軸(１２)に嵌合された内輪(５６)に前記アダプター部(５７)が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の駆動力正逆切替装置。