JP2022148519A - 回転体の回転状態を切り換え可能な回転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体に付加される回転トルクが大きい場合であっても、装置を大型化することなく回転体の回転を阻止可能な、新規の回転制御装置を提供する。【解決手段】回転体６の外周面７４と固定部材４の内周面３５との間に形成された円環形状の空間部７８に、回転体６の外周面７４と固定部材４の内周面３５との間の距離（所定の間隔）ｄよりも小さい周方向幅を備えたスプラグ８０ａ、ｂを配設する。【選択図】図１

Description

本発明は、操作手段の操作によって回転体の回転状態を切り換え可能な回転制御装置に関するものである。

下記特許文献１及び２には、操作手段の操作によって回転体の回転状態を切り換え可能な回転制御装置の一例が開示されている。この回転制御装置は回転体の外周を取り囲んで設置された固定部材を備えており、固定部材には、回転体の外周との距離が周方向に変化するカム面の形成された複数の空間部が設けられている。複数の空間部は、隣接する空間部において上記距離の増大する方向が相互に逆となる様に設定されていて、隣接する空間部が一対の組み合わせ空間部をなし、この組み合わせ空間部が、複数、回転体の外周に配置されている。空間部内には上記距離が減少する方向にばねにより押圧された球状の転動体が設置されると共に、組み合わせ空間部の中間には転動体を上記距離が増大する方向に移動させるカムが設置されており、転動体が空間部内で回転体の外周面と固定部材のカム面との間で噛み込むことで回転体の回転が阻止される。カムの各々には受動歯車が固着され、かつ、操作手段には受動歯車と噛み合いカムの姿勢を変更させる駆動歯車が設けられている。かような回転制御装置にあっては、受動歯車に固着されたカムの数及び配置を適宜変えることで、操作手段の操作によって、回転体は双方向に回転不能な状態（双方向ロック状態）、双方向に回転可能な状態（双方向フリー状態）、一方向或いは他方向にのみ回転可能な状態のいずれか２つの状態の間で切り換え可能となる。

特許第６２１２５９９号公報 特許第６５４２９５３号公報

特許文献１及び２で開示された回転制御装置においては、回転体の回転は転動体の噛み込みを利用して阻止されることから、回転体に付加される回転トルクが大きい場合には、回転体の回転を阻止するために多くの転動体を要する。この点、特許文献１及び２で開示された回転制御装置にあっては、転動体は上述したとおり球状であることから、転動体の数を増大させると、転動体の周方向幅が比較的大きいこと及び転動体は周方向に移動させられることに起因して装置全体が大型化特に径方向に大型化してしまう。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、回転体に付加される回転トルクが大きい場合であっても、装置を大型化することなく回転体の回転を阻止可能な、新規且つ改良された回転制御装置を提供することである。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、回転体の外周面と固定部材の内周面との間に形成された円環形状の空間部に、回転体の外周面と固定部材の内周面との間の距離（所定の間隔）よりも小さい周方向幅を備えたスプラグを配設することで、上記主たる技術的課題を解決することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決することができる回転制御装置として、操作手段の操作によって回転体の回転状態を切り換え可能な回転制御装置であって、
前記回転体は筒状の固定部材の内側に配置され、前記回転体は断面円形の外周面を有すると共に前記固定部材は断面円形の内周面を有し、前記回転体の前記外周面と前記固定部材の前記内周面とは所定の間隔で対向して配置されて円環形状の空間部を形成し、
前記空間部には、前記固定部材の前記内周面と前記回転体の前記外周面との間で噛み込みを生じて前記回転体の回転を阻止可能な阻止可能位置及び前記噛み込みが解除されて前記回転体が双方向へ回転することを許容する許容位置の間を旋回自在なスプラグと、前記スプラグを前記阻止可能位置に付勢するばね部材と、前記スプラグを前記ばね部材の付勢に抗して前記許容位置に移動可能なカムとが配置され、
前記スプラグは、前記空間部に配置された状態において、周方向幅が前記所定の間隔よりも小さく、
前記カムには受動歯車が固着され、且つ、前記操作手段には前記受動歯車と噛み合い前記カムの姿勢を変更させる駆動歯車が設けられている、ことを特徴とする回転制御装置が提供される。

好ましくは、前記スプラグは、前記空間部に配置された状態において、前記回転体の前記外周面と対向する内側面、前記固定部材の前記内周面と対向する外側面、及び前記内側面の周方向端縁と前記外側面の周方向端縁とを接続して周方向の両側に位置する一対の側面を備え、前記一対の側面の各々は前記内側面の周方向端縁から前記外側面の周方向端縁に向かって相互に近接する方向に傾斜して延出した後に相互に離隔する方向に傾斜して延出する。前記スプラグは周方向に間隔をおいて複数配設されているのが良い。この場合には、前記スプラグは軸方向に見て前記受動歯車の周方向片側に配置される片側スプラグ及び周方向他側に配置される他側スプラグを含み、前記片側スプラグは前記阻止可能位置にあるときに前記回転体の周方向他側への回転を阻止し、前記他側スプラグは前記阻止可能位置にあるときに前記回転体の周方向片側への回転を阻止するようにできる。好適には、前記受動歯車には前記カムが周方向に９０度の角度間隔をおいて２つ又は３つ固着されている。前記固定部材はハウジングと前記ハウジングの内側に相対回転不能に結合された外輪とを含み、前記固定部材の前記内周面は前記外輪の内周面に規定され、前記ハウジングは合成樹脂製であるが、前記回転体、前記外輪及び前記スプラグは金属製であるのが好ましい。

本発明に従って構成された回転制御装置にあっては、回転体の外周面と固定部材の内周面との間で噛み込みを生じて回転体の回転を阻止するのは回転体の外周面と固定部材の内周面との間の距離（所定の間隔）よりも小さい周方向幅を備えたスプラグであって、かかるスプラグは阻止可能位置と許容位置との間を旋回して周方向に移動しない。従って、スプラグは球状の転動体よりも周方向にコンパクトな構成で、つまり球状の転動体よりも多く回転体の外周面と固定部材の内周面との間に配設することができ、それ故に回転体に付加される回転トルクが大きくても装置を大型化することなく充分確実に回転体の回転を阻止することができる。

本発明の回転制御装置の好適実施形態の全体的な構造を示す図。 図１に示す回転制御装置の分解斜視図。 図１に示す回転制御装置のハウジングを示す図。 図３に示すハウジングに装着されるシールド板を示す図。 図１に示す回転制御装置の回転体を示す図。 図１に示す回転制御装置のスプラグを示す図。 図１に示す回転制御装置のばね部材を示す図。 図１に示す回転制御装置のカム体を示す図。 図１に示す回転制御装置の操作手段を示す図。 図１に示す回転制御装置の作動を説明するための図。 図１に示す回転制御装置の作動を説明するための図。 図１に示す回転制御装置の第１の変形例の内部構造の一部を拡大して示す図。 図１に示す回転制御装置の第２の変形例の内部構造の一部を拡大して示す図。 図１に示す回転制御装置の第３の変形例の内部構造の一部を拡大して示す図。 図１に示す回転制御装置の第４の変形例の内部構造の一部を拡大して示す図。 図１に示す回転制御装置の第５の変形例の内部構造の一部を拡大して示す図。 図１に示す回転制御装置の第６の変形例の内部構造の一部を拡大して示す図。 図１に示す回転制御装置の第７の変形例の内部構造の一部を拡大して示す図。

以下、本発明に従って構成された回転制御装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。なお、以下の説明における「軸方向片側」及び「軸方向他側」とは、特に指定しない限り、図１のＡ－Ａ断面に示される状態を基準として、「軸方向片側」は同図において左側を、「軸方向他側」は同図において右側のことを言う。また、以下の説明における「周方向片側」及び「周方向他側」とは、特に指定しない限り、図１のＡ－Ａ断面において左側から見た場合を基準（つまりＢ－Ｂ断面及びＣ－Ｃ断面にあっては紙面を基準）として、「周方向片側」は反時計方向側を、「周方向他側」は時計方向側を夫々示すものとする。

図１及び図２を参照して説明すると、全体を番号２で示す回転制御装置は、固定部材４及び回転体６を備えている。

固定部材４は適宜の合成樹脂から圧縮成形又は射出成形によって成形されるハウジング８と、ハウジング８の内側に相対回転不能に結合される金属製の外輪１０とを含んでいる。図１及び図２と共に図３を参照して説明すると、ハウジング８は円筒形状の外周壁１２を備えており、外周壁１２の内側には断面円形の空間部が存在する。外周壁１２の軸方向中間部には円形の仕切り壁１４が形成されており、外周壁１２の内側に存在する空間部は仕切り壁１４によって片側空間部１６と他側空間部１８とに区画されている。仕切り壁１４の中央には円形の中央貫通穴２０が、径方向中間部には円形の中間貫通穴２２が夫々形成されている。中間貫通穴２２は周方向に等角度間隔をおいて６個配置されている。仕切り壁１４の軸方向片側面には、中間貫通穴２２の径方向外側においてその外周縁の径方向外側部分を囲繞して軸方向に延びる補助柱２４が立設されている。補助柱２４は６個の中間貫通穴２２の夫々に設けられている。仕切り壁１４の軸方向片側面には更に、周方向に隣接する２つの補助柱２４の間の夫々において軸方向に延びる支持柱２６も立設されている。支持柱２６の断面形状は所謂ホームベース形状であって径方向内側に向かって突出している。支持柱２６の延出端面には円形突部２８が形成されている。補助柱２４及び支持柱２６は実質上同一の円周上に配置され、補助柱２４の径方向外側面及び支持柱２６の径方向外側面と外周壁１２の内周面との間には円環形状の隙間３０が存在する。片側空間部１６の外周縁を規定する外周壁１２の内周面には軸方向に直線状に延びる係止突条３２が周方向に等角度間隔をおいて３つ形成されている。図１及び図２を参照することによって理解されるとおり、外輪１０は円筒形状であってその外周面には係止溝３４が形成されており、隙間３０において係止溝３４と係止突条３２とが周方向に係止することでハウジング８に相対回転不能に結合される。外輪１０の内周面を固定部材４の内周面として番号３５で示すと、内周面３５の断面形状は円形である。他側空間部１８の外周縁を規定する外周壁１２の内周面の軸方向中間部には軸方向他側を向いた円環状の肩面３６が形成されている。

図１及び図２に示すとおり、上述したハウジング８における開放された軸方向片側端面は合成樹脂製の片側シールド板３８によって、開放された軸方向他側端面は合成樹脂製の他側シールド板４０によって夫々閉鎖される。図１及び図２と共に図４を参照して説明すると、片側シールド板３８は円形であって、中央には円形の中央貫通穴４２が、径方向中間部には円形の中間貫通穴４４が夫々形成されている。中間貫通穴４４は周方向に等角度間隔をおいて６個配置されている。片側シールド板３８の軸方向他側面には、中間貫通穴４４よりも径方向内側において中央貫通穴４２の外周縁を囲繞する円形凹部４６が、外周縁部には周方向に連続して軸方向に僅かに突出して外輪１０の軸方向端面と対向する環状突条４８が夫々形成されている。片側シールド板３８の外周面には軸方向に延びる係止溝５０が形成されており、片側シールド板３８はハウジング８の軸方向片側端部の内側に配置されて、係止突条３２と係止溝５０とが周方向に係止する。他側シールド板４０は円形であって、中央には円形の中央貫通穴５２が形成されている。中央貫通穴５２には軸方向片側を向いた円環状の肩面５３も形成されている。他側シールド板４０の径方向中間部には円形の中間貫通穴５４が周方向に等角度間隔をおいて６個配置されている。ハウジング８の仕切り壁１４及び片側シールド板３８並びに他側シールド板４０の夫々に形成された中間貫通穴２２及び４４並びに５４はいずれも後述するカム体１０４を回転可能に支持するためのものであり、軸方向に見た周方向位置は整合する。他側シールド板４０の軸方向片側面の中央部分には中間貫通穴５４の外周縁の径方向外側部分を囲繞した略正６角形の凹所５６が形成されている。軸方向に見た凹所５６の角部５８はそれぞれ円弧形状となっている。他側シールド板４０の軸方向片側面の外周縁部には周方向に連続して軸方向に突出する環状突条６０が形成されている。環状突条６０の突出端部の内周面にはすり鉢状のテーパー面６２が設けられている。環状突条６０の径方向外側には更に軸方向片側を向いた円環形状の肩面６４が形成されている。他側シールド板４０はハウジング８の軸方向他側端部の内側に圧入され、環状突条６０がハウジング８の仕切り壁１４と、肩面６４がハウジング８の肩面３６と夫々当接する。他側シールド板４０の軸方向他側面には、中央貫通穴５２の外周縁と中間貫通穴５４との間において軸方向に突出する円錐台形状の膨出部６６が形成されている。

図１及び図２と共に図５を参照して説明すると、回転体６は金属製の円筒形状部材であって、外径が比較的大きい内輪６８と、外径が比較的小さい接続部７０とに区画され、内輪６８と接続部７０との境界には軸方向片側を向いた円環形状の肩面７２が形成されている。内輪６８は円筒形状であることからその外周面７４の断面形状は円形である。接続部７０の軸方向片側端部には一対のコ字形状の切り欠き７６が形成されており、この切り欠き７６を介して回転体６は外部部材に接続される。かような回転体６は筒状の固定部材４の内側更に詳しくは外輪１０の内側においてその内周面３５が外周面７４と対向するようにして配置され、内輪６８の軸方向片側端部及び接続部７０の軸方向他側端部が片側シールド板３８に形成された円形凹部４６及び中央貫通穴４２によって回転可能に支持される。そして、内輪６８の軸方向他側端面がハウジング８の仕切り壁１４と、肩面７２が片側シールド板３８と夫々軸方向に対向することで回転体６の軸方向への移動は規制される。

図１のＡ－Ａ断面図或いはこの一部を拡大して示す図１０－１（ａ）を参照して説明すると、回転体６の外周面７４と固定部材４の内周面３５とは所定の間隔ｄで対向して配置されて円環形状の空間部７８を形成している。空間部７８には、スプラグ８０と、スプラグ８０を所要とおりに付勢するばね部材８２と、スプラグ８０をばね部材８２の付勢に抗して移動させるカム８４とが配置されている。図示の実施形態においては、スプラグ８０は１２個、ばね部材８２及びカム８４は６個ずつ所要とおりに配置されている。

スプラグ８０について図６も参照して説明すると、スプラグ８０は軸方向に直線状に所要程度延びる柱状部材であって金属製である。本発明に従って構成された回転制御装置２にあっては、スプラグ８０は、空間部７８に配置された状態において、軸方向に見た周方向幅が回転体６の外周面７４と固定部材４の内周面３５との間隔ｄよりも小さいことが重要である。図示の実施形態においては、スプラグ８０は、空間部７８に配置された状態において、回転体６の外周面７４と対向する内側面８６、固定部材４の内周面３５と対向する外側面８８、及び内側面８６の周方向端縁と外側面８８の周方向端縁とを接続して周方向の両側に位置する一対の側面９０を備え、一対の側面９０の各々は内側面８６の周方向端縁から外側面８８の周方向端縁に向かって相互に近接する方向に傾斜して延出した後に相互に離隔する方向に傾斜して延出している。従って、スプラグ８０の断面は周方向両側にくびれを有した所謂ひょうたん形状となっている。以下、スプラグ８０の断面形状について更に詳述する。内側面８６及び外側面８８は図６において番号９２で示されるスプラグの中心に対して点対称であって、内側面８６及び外側面８８には夫々中心９２からの距離がｄ／２若しくはこれよりも僅かに短いｄ´／２となる基点９４が存在する。そして、内側面８６及び外側面８８には夫々、中心９２を軸として基点９４から図６左図において時計方向に向かって中心９２からの距離が漸次増大する作用部９６が、基点９４から図６左図において反時計方向に向かって中心９２からの距離が漸次減少する非作用部９８が夫々規定されている。このことから、スプラグ８０の中心９２を軸とした内側面８６及び外側面８８の径は、図６左図において符号Ｌ０で示すとおり基点９４にあってはｄと同一若しくはこれよりも僅かに短いｄ´であるが、図６左図において符号Ｌ１で示すとおり作用部９６にあってはｄ´よりも大きく、図６左図において符号Ｌ２で示すとおり非作用部９８にあってはｄ´よりも小さい。空間部７８でのスプラグ８０の位置関係及びスプラグ８０の作動については後述する。

次に、ばね部材８２について図７を参照して説明すると、ばね部材８２は金属製であって、ハウジング８の支持柱２６の断面形状と対応する所謂ホームベース形状の薄板基部１００を備えている。薄板基部１００の中央部分には上記支持柱２６の延出端面に形成された円形突部２８と対応する円形穴１０２が形成されており、薄板基部１００が支持柱２６によって支持されると共に円形穴１０２に円形突部２８が嵌め合わされる。薄板基部１００の先端部には、その外側縁から軸方向に起立して延びる一対の作用片１０３が設けられている。一対の作用片１０３の各々は薄板基部１００の外側縁から薄板基部１００に対して実質上垂直（軸方向他側）に直線状に延出した後に、軸方向に見て上記外側縁から離隔する方向に幾分傾斜して直線状に延出し、その後に再度薄板基部１００に対して実質上垂直に延出しており、薄板基部１００を基端として弾性的に変位可能である。

続いて、カム８４について図８を参照して説明する。カム８４は、全体を番号１０４で示す合成樹脂製のカム体が備える軸方向に直線状に延びる軸部１０６の外周面に設けられている。軸部１０６の断面形状は全体的に円形であるが、軸方向片側端部１０８の全体及び軸方向中間部１１０の所要角度領域において外径が低減せしめられており、カム８４は軸部１０６の軸方向中間部において外径が低減せしめられていないいわば残留部分によって規定されている（図２も参照されたい）。かようなカム８４は軸部１０６の軸方向中間部１１０において軸方向に直線状に延在し、その外周面は円弧形状であって、軸部１０６の直径方向の両側に１つずつ配置されている。軸部１０６の軸方向片側端部１０８及び軸方向他側端部１１２は共に円形であり、軸方向片側端部１０８は片側シールド板３８の中間貫通穴４４によって軸方向他側端部１１２はハウジング８の仕切り壁１４に形成された中間貫通穴２２によって夫々回転可能に支持される。軸部１０６の軸方向他側端には受動歯車１１４が固着されている。受動歯車１１４の回転中心は軸部１０６の中心と整合する。受動歯車１１４は外歯歯車であって、図示の実施形態においては、略９０度の角度領域においてのみ歯が存在し、他の角度領域に歯は存在しない。歯が存在しない角度領域における受動歯車１１４の外周面は平坦な円弧形状である。受動歯車１１４の軸方向他側面には受動歯車１１４の回転中心と整合した中心を有する円形突部１１６が設けられている。受動歯車１１４は他側シールド板４０の凹所５６の角部５８に配置され、円形突部１１６が他側シールド板４０に形成された中間貫通穴５４によって回転可能に支持される。そして、受動歯車１１４の軸方向への移動は、ハウジング８の仕切り壁１４と他側シールド板４０とによって規制される。かくして、カム体１０４はハウジング８の仕切り壁１４と、片側シールド板３８と、他側シールド板４０とによって回転可能に支持される。なお、カム体１０４の回転角度は、図１０－１（ｂ）と図１０－２（ｂ）とを比較参照することによって理解されるとおり、受動歯車１１４が片側シールド板４０の内周面さらに詳しくは片側シールド板４０において凹部５６を規定する内周面と干渉しない角度範囲に限定され、かかる角度範囲は図１０－１（ａ）と図１０－２（ａ）とを比較参照することによって理解されるとおり（カム８４の角度位置に着目されたい）略９０度である。つまり、片側シールド板４０において凹部５６を規定する内周面は受動歯車１１４の回転を制限するストッパーとしても機能する。

上述した受動歯車１１４には、全体を番号１１８で示す合成樹脂製の操作手段に設けられた駆動歯車１２０が噛み合わされる。図１及び図２と共に図９を参照して説明すると、操作手段１１８は全体的に円筒形状であって、駆動歯車１２０は操作手段１１８の軸方向片側端部に設けられている。駆動歯車１２０の軸方向他側には径方向外方に突出した円環形状の鍔部１２２を介して把手部１２４が設けられており、把手部１２４の外周面には軸方向に直線状に延びる溝１２６が周方向に間隔をおいて複数形成されている。かような操作手段１１８は、駆動歯車１２０が受動歯車１１４と噛み合った状態で鍔部１２２の全体及び把手部１２４の軸方向他側端部が他側シールド板４０に形成された中央貫通穴５２によって回転可能に支持される。そして、操作手段１１８の軸方向への移動は、駆動歯車１２０の軸方向片側端面がハウジング８の仕切り壁１４の軸方向他側面と対向すると共に鍔部１２２の軸方向他側面が他側シールド板４０の肩面５３と対向することで規制される。

図１のＡ－Ａ断面図或いはこの一部を拡大して示す図１０－１（ａ）を参照して上述したスプラグ８０について更に説明を続けると、スプラグ８０は空間部７８においてカム体１０４の軸部１０６とばね部材８２との間に位置し、固定部材４の内周面３５と回転体６の外周面７４との間で噛み込みを生じて回転体６の回転を阻止可能な阻止可能位置（図１０－１（ａ）で示す位置）及び上記噛み込みが解除されて回転体６が双方向へ回転すること許容する許容位置（図１０－２（ａ）で示す位置）の間を旋回自在である。ここで、上述したとおり、固定部材４の内周面３５と回転体６の外周面７４との間隔の大きさはｄであって、スプラグ８０の中心９２を軸とした内側面８６及び外側面８８の径は、図６左図において符号Ｌ０で示すとおり基点９４にあってはｄと同一若しくはこれよりも僅かに短いｄ´であるが、図６左図において符号Ｌ１で示すとおり作用部９６にあってはｄ´よりも大きく、図６左図において符号Ｌ２で示すとおり非作用部９８にあってはｄ´よりも小さい。そのため、スプラグ８０が上記阻止可能位置に位置し、且つ回転体６の外周面７４がこれと対向するスプラグ８０の内側面８６に対してその作用部９６から非作用部９８に向かう方向に回転体６が回転する場合には、スプラグ８０の内側面８６及び外側面８８夫々の作用部９６が回転体６の外周面７４及び固定部材４の内周面３５に当接してスプラグ８０がつっぱり、上記噛み込みが生じる。換言すれば、スプラグ８０が阻止可能位置にあるときでも上記噛み込みについては方向性があり、単一のスプラグ８０は回転体６の一方向の回転のみを阻止し、反対方向の回転は許容する。以下、図示の実施形態に則してさらに説明する。

図示の実施形態においては、スプラグ８０は周方向に間隔をおいて複数配設されており、複数のスプラグ８０は、軸方向に見てカム体１０４の軸部１０６（受動歯車１１４）の周方向片側に配置される片側スプラグ８０ａと周方向他側に配置される他側スプラグ８０ｂとに分類される。片側スプラグ８０ａ及び他側スプラグ８０ｂは周方向に交互に配置されている。片側スプラグ８０ａ及び他側スプラグ８０ｂは同一形状であるが、夫々の軸方向端面（断面）は相互に逆である。つまり、軸方向に見ると、片側スプラグ８０ａ及び他側スプラグ８０ｂは、両者の間に位置するカム体１０４の軸部１０６の中心を通過する装置全体の径方向に対して線対称の関係にあり、夫々の内側面８６にあっては非作用部９８が、夫々の外側面８８にあっては作用部９６が周方向において隣接して位置している。かような片側スプラグ８０ａ及び他側スプラグ８０ｂは対をなし、かかる対は周方向に等角度間隔をおいて６つ存在している。上述したとおり、スプラグ８０は方向性を有し、図示の実施形態においては、片側スプラグ８０ａは阻止可能位置にあるときに回転体６の周方向他側への回転を、他側スプラグ８０ｂは阻止可能位置にあるときに回転体６の周方向片側への回転を、夫々阻止する。

上述したスプラグ８０（片側スプラグ８０ａ及び他側スプラグ８０ｂ）はばね部材８２さらに詳しくはその作用片１０３によって阻止可能位置に常時付勢されている。なお、スプラグ８０は軸部１０６及びばね部材８２によって周方向に挟まれていることから、スプラグ８０の周方向への移動は実質上規制されている。

次に、図１０－１及び図１０－２を参照して回転制御装置２の作動について説明する。
図１０－１に示す状態にあっては、カム体１０４の軸部１０６の外周面に設けられた２つのカム８４（図１０－１では容易に理解できるようカム８４には薄墨を付して示している）は共にスプラグ８０（８０ａ及び８０ｂ）から離隔し、スプラグ８０（８０ａ及び８０ｂ）はばね部材８２によって付勢されて阻止可能位置に位置せしめられており、回転体６の周方向片側への回転はスプラグ８０ｂによって、回転体６の周方向他側への回転はスプラグ８０ａによって夫々阻止されている。従って、図１０－１に示す状態にあっては、回転体６の正逆両方向の回転が阻止される（双方向ロック状態）。図１０－１に示す状態から操作手段１１８を操作つまりこれを図１のＡ－Ａ断面図の左側から見て反時計方向に略９０度回転させると、図１０－２に示すとおり、操作手段１１８に設けられた駆動歯車１２０と受動歯車１１４との噛み合いによってカム８４は９０度回転せしめられ、これによりスプラグ８０（８０ａ及び８０ｂ）は阻止可能位置から許容位置に移動せしめられる。従って、図１０－２に示す状態にあっては、回転体６の正逆両方向の回転が許容される（双方向フリー状態）。

上述したとおりの実施形態にあっては、カム８４は軸部１０６の軸方向中間部１１０の外周面においてその直径方向の両側に１つずつ配置されており、つまり受動歯車１１４にはカム８４は周方向に１８０度の間隔をおいて２つ固着されており、操作手段１１８を操作することで回転体６を双方向ロック状態と双方向フリー状態との間で切り変え可能であったが、カム８４或いはスプラグ８０の配置を適宜変更することで回転体６を他の動作状態に切り換えることも可能である。以下、回転体６を他の動作状態に切り換える場合について、第１乃至第７の変形例として図１１乃至図１７を参照して説明する。図１１乃至図１７に示す各変形例では、上述したとおりカム８４或いはスプラグ８０の配置が異なるだけでその他の構成は同じであるため、同一の構成部材については同一の番号を付して説明する。また、図１１乃至図１７はいずれも図１のＢ－Ｂ断面に相当する断面を示す図であり、図１０－１及び図１０－２と同様カム８４には薄墨を付している。

図１１に示す第１の変形例にあっては、カムは軸部１０６の外周面において９０度の角度間隔をおいて２つ、つまり受動歯車１１４にはカム８４は周方向に９０度の間隔をおいて２つ固着されている（第一のカム８４ａ及び第二のカム８４ｂ）。図１１（ａ）に示す状態にあっては、片側スプラグ８０ａは第一のカム８４ａにより許容位置に、他側スプラグ８０ｂはばね部材８２により阻止可能位置に夫々位置せしめられる。従って、かかる状態では、回転体６は周方向他側の回転のみが許容され周方向片側の回転は他側スプラグ８０ｂによって阻止される。操作手段１１８の操作によって図１１（ｂ）に示す状態になると、片側スプラグ８０ａはばね部材８２により阻止可能位置に、他側スプラグ８０ｂは第二のカム８４ｂにより許容位置に夫々位置せしめられる。従って、かかる状態では、回転体６は周方向片側の回転のみが許容され周方向他側の回転は片側スプラグ８０ａによって阻止される。つまり、第１の変形例では、回転体６を周方向片側のみ回転可能な状態と、周方向他側のみ回転可能な状態との間で切り換え可能である。

図１２に示す第２の変形例にあっては、カムは軸部１０６の外周面において９０度の角度間隔をおいて３つ、つまり受動歯車１１４にはカム８４は周方向に９０度の間隔をおいて３つ固着されている（第一のカム８４ａ、第二のカム８４ｂ、及び第三のカム８４ｃ）。図１２（ａ）に示す状態にあっては、片側スプラグ８０ａはばね部材８２により阻止可能位置に、他側スプラグ８０ｂは第一のカム８４ａにより許容位置に夫々位置せしめられる。従って、かかる状態では、回転体６は周方向片側の回転のみが許容され周方向他側の回転は片側スプラグ８０ａによって阻止される。操作手段１１８の操作によって図１２（ｂ）に示す状態になると、片側スプラグ８０ａは第二のカム８４ｂにより許容位置に、他側スプラグ８０ｂは第三のカム８４ｃにより許容位置に夫々位置せしめられる。従って、かかる状態では、回転体６は双方向フリー状態となる。つまり、第２の変形例では、回転体６を周方向片側の回転のみ回転可能な状態と、双方向フリー状態との間で切り換え可能となる。

図１３に示す第３の変形例にあっては、図１２に示す第２の変形例と同様カムは３つ存在するが（第一のカム８４ａ、第二のカム８４ｂ及び第三のカム８４ｃ）、第２変形例とは第一のカム８４ａの周方向位置が異なる。これにより、第３変形例では、回転体６を周方向他側のみ回転可能な状態、双方向フリー状態との間で切り換え可能となる。なお、図示は省略するが、受動歯車１１４における外歯の存在領域を９０度から１８０度に拡張すれば、周方向片側のみ回転可能な状態、双方向フリー状態、及び周方向他側のみ回転可能な状態、の異なる３つ状態のいずれかに切り換え可能にすることもできる。

図１４に示す第４変形例にあっては、カム８４は軸部１０６の外周面に１つ、つまり受動歯車１１４にはカム８４は１つのみ固着されている。図１４（ａ）に示す状態にあっては、スプラグ８０ａ及び８０ｂは共にばね部材８２により阻止可能位置に位置せしめられている。従って、かかる状態では、回転体６は周方向両側への回転が阻止される（双方向ロック状態）。操作手段１１８の操作によって図１４（ｂ）に示す状態になると、スプラグ８０ａのみがカム８４により許容位置に位置せしめられるが、スプラグ８０ｂは依然としてばね部材８２により阻止可能位置に位置せしめられたままである。従って、かかる状態では、回転体６は周方向他側の回転のみ許容され周方向片側の回転は他側スプラグ８０ｂによって阻止される。つまり、第４の変形例では、回転体６を双方向ロック状態と、周方向他側の回転のみ回転可能な状態との間で切り換え可能となる。

図１５に示す第５の変形例にあっては、図１４に示す第４の変形例と同様カム８４は１つのみ存在するが、第４の変形とはカム８４の周方向位置が異なる。これにより、第５の変形例では、回転体６を双方向ロック状態と、周方向片側の回転のみ回転可能な状態との間で切り換え可能となる。なお、図示は省略するが、受動歯車１１４における外歯の存在領域を９０度から１８０度に拡張すれば、周方向片側のみ回転可能な状態、双方向ロック状態、及び周方向他側のみ回転可能な状態、の異なる３つ状態のいずれかに切り換え可能にすることもできる。

図１６に示す第６の変形例にあっては、カム８４は軸部１０６の外周面に１つ、つまり受動歯車１１４にはカム８４が１つのみ固着されている。また、片側スプラグ８０ａのみが配置され、他側スプラグ８０ｂは存在しない。図１６（ａ）に示す状態にあっては、片側スプラグ８０ａはばね部材８２により阻止可能位置に位置せしめられる。従って、かかる状態では、回転体６は周方向片側の回転のみが許容され、周方向他側の回転は片側スプラグ８０ａによって阻止される。操作手段１１８の操作によって図１６（ｂ）に示す状態になると、スプラグ８０ａはカム８４により許容位置に位置せしめられる。従って、かかる状態では、回転体６は双方向フリー状態となる。つまり、第６の変形例では、回転体６を周方向片側の回転のみ可能な状態と、双方向フリー状態との間で切り換え可能となる。

図１７に示す第７の変形例にあっては、図１６に示す第６の変形例と同様カム８４は１つのみ存在するが、片側スプラグ８０ａではなく他側スプラグ８０ｂのみが配置されている。これにより、第７の変形例では、回転体６を周方向他側の回転のみ可能な状態と、双方向フリー状態との間で切り換え可能となる。

本発明に従って構成された回転制御装置にあっては、回転体６の外周面７４と固定部材４の内周面３５との間で噛み込みを生じて回転体６の回転を阻止するのは、回転体６の外周面７４と固定部材４の内周面３５との間の距離（所定の間隔）ｄよりも小さい周方向幅を備えたスプラグ８０であって、かかるスプラグ８０は阻止可能位置と許容位置との間を旋回して周方向に移動しない。従って、スプラグ８０は球状の転動体よりも周方向にコンパクトな構成で、つまり球状の転動体よりも多く回転体６の外周面７４と固定部材４の内周面３５との間に配設することができ、それ故に回転体６に付加される回転トルクが大きくても装置を大型化することなく充分確実に回転体６の回転を阻止することができる。

以上、本発明に従って構成された回転制御装置について添付した図面を参照して詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲内において適宜の修正や変更が可能である。例えば、図示の実施形態においては、スプラグ８０の周方向両側面にはくびれが設けられていたが、スプラグ８０は、空間部７８に配置された状態において、周方向幅が所定の間隔ｄよりも小さければ、必ずしも上記くびれを備えていなくてもよい。また、図示の実施形態においては、固定部材４は合成樹脂製のハウジング８と金属製の外輪１０とから構成されていたが、固定部材４全体を金属製とすれば外輪を省略することもできる。

２：回転制御装置
４：固定部材
６：回転体
３５：（固定部材の）内周面
７４：（回転体の）外周面
７８：空間部
８０（８０ａ、８０ｂ）：スプラグ
８２：ばね部材
８４（８４ａ、８４ｂ、８４ｃ）：カム
１１４：受動歯車
１１８：操作手段
１２０：駆動歯車

Claims (6)

1. 操作手段の操作によって回転体の回転状態を切り換え可能な回転制御装置であって、
   前記回転体は筒状の固定部材の内側に配置され、前記回転体は断面円形の外周面を有すると共に前記固定部材は断面円形の内周面を有し、前記回転体の前記外周面と前記固定部材の前記内周面とは所定の間隔で対向して配置されて円環形状の空間部を形成し、
   前記空間部には、前記固定部材の前記内周面と前記回転体の前記外周面との間で噛み込みを生じて前記回転体の回転を阻止可能な阻止可能位置及び前記噛み込みが解除されて前記回転体が双方向へ回転することを許容する許容位置の間を旋回自在なスプラグと、前記スプラグを前記阻止可能位置に付勢するばね部材と、前記スプラグを前記ばね部材の付勢に抗して前記許容位置に移動可能なカムとが配置され、
   前記スプラグは、前記空間部に配置された状態において、周方向幅が前記所定の間隔よりも小さく、
   前記カムには受動歯車が固着され、且つ、前記操作手段には前記受動歯車と噛み合い前記カムの姿勢を変更させる駆動歯車が設けられている、ことを特徴とする回転制御装置。
2. 前記スプラグは、前記空間部に配置された状態において、前記回転体の前記外周面と対向する内側面、前記固定部材の前記内周面と対向する外側面、及び前記内側面の周方向端縁と前記外側面の周方向端縁とを接続して周方向の両側に位置する一対の側面を備え、前記一対の側面の各々は前記内側面の周方向端縁から前記外側面の周方向端縁に向かって相互に近接する方向に傾斜して延出した後に相互に離隔する方向に傾斜して延出する、請求項１に記載の回転制御装置。
3. 前記スプラグは周方向に間隔をおいて複数配設されている、請求項１又は２に記載の回転制御装置。
4. 前記スプラグは軸方向に見て前記受動歯車の周方向片側に配置される片側スプラグ及び周方向他側に配置される他側スプラグを含み、前記片側スプラグは前記阻止可能位置にあるときに前記回転体の周方向他側への回転を阻止し、前記他側スプラグは前記阻止可能位置にあるときに前記回転体の周方向片側への回転を阻止する、請求項３に記載の回転制御装置。
5. 前記受動歯車には前記カムが周方向に９０度の角度間隔をおいて２つ又は３つ固着されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の回転制御装置。
6. 前記固定部材はハウジングと前記ハウジングの内側に相対回転不能に結合された外輪とを含み、前記固定部材の前記内周面は前記外輪の内周面に規定され、前記ハウジングは合成樹脂製であるが、前記回転体、前記外輪及び前記スプラグは金属製である、請求項１乃至５のいずれかに記載の回転制御装置。

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