JP4754438B2

JP4754438B2 - 駆動力正逆切替装置

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Publication number: JP4754438B2
Application number: JP2006226386A
Authority: JP
Inventors: 声一高田
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2026-08-23
Also published as: JP2008057549A

Description

この発明は、駆動力正逆切替装置に関し、例えば事務機の給紙部等において用いられる。

事務機の給紙部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部を駆動させるようにしている。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は、モータの駆動力の回転方向を正逆に切替える装置を追加する必要があった。

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５１の一端に設けた入力傘歯車５２の歯面に接近して直交方向に出力軸５３が設けられ、その出力軸５３にクラッチ５４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５４の両側に一対の出力傘歯車部５５、５５が回転自在に嵌合され、これらの出力傘歯車部５５が入力傘歯車５２に噛み合わされる。各出力傘歯車部５５の対向面に設けたボス部５６に前記クラッチ５４に係合する歯５７が設けられる。前記クラッチ５４の中間部に設けられた周溝５８に揺動アーム５９のピン６０が挿入される。揺動アーム５９の他端は軸６１により固定部に揺動可能に取り付けられる。

揺動アーム５９が左右いずれか一方に倒されると、クラッチ５４が軸方向にスライドしてその方の出力傘歯車部５５の歯５７に係合され、入力軸５１の回転が出力軸５３に伝達される。また、揺動アーム５９が逆方向に倒されるとクラッチ５４が他方の出力傘歯車部５５側に係合され出力軸５３が逆転される。
「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５１と出力軸５３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５９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５４の切替え時に歯５７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を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明に係る駆動力正逆切替装置は、図１に示したように、固定軸１、この固定軸１に直交状態かつ回転自在に嵌合された中間軸２、前記中間軸２に回転自在に嵌合された中間傘歯車５、前記固定軸１に回転自在に嵌合された制御歯車７、該制御歯車７と中間軸２との間の固定軸１に嵌合され、かつ該制御歯車７と中間軸２に一体化された伝達スリーブ２４、前記制御歯車７に係脱自在に設けられたアクチュエータ８、前記中間軸２の両側に配置された入力歯車３と出力歯車４、及び一方向クラッチ６とからなる。

前記入力歯車３は前記固定軸１に回転自在に嵌合され、前記中間傘歯車５と噛み合う入力傘歯車１４を有している。また、前記出力歯車４は前記中間傘歯車５と噛み合う出力傘歯車部１６とその大径端部外径面に回転方向へ所要の遊びすき間ｘをおいて嵌合された出力平歯車部１５とからなる。該出力傘歯車部１６は前記伝達スリーブ２４に回転自在に嵌合されるとともに軸方向に突き出したロック解除ピン２３が設けられる。

前記一方向クラッチ６は前記伝達スリーブ２４の外径面と出力平歯車部１５の内径面との間に設けられ、前記外径面側又は内径面側のいずれかに一定回転方向に拡大するクサビ角θをもったポケット３５と、そのポケット３５に収納された転動体３１と、その転動体３１をクサビ角θの狭小方向に付勢する付勢ばね３２とによって構成され、前記ロック解除ピン２３が前記ポケット３５のクサビ角θの狭小方向の端面と転動体３１との間に挿入され、前記ロック解除ピン２３と転動体３１との周方向の最大間隔ｙが、前記遊びすき間ｘより小さく設定される。

上記構成の駆動力正逆切替装置は、アクチュエータ８の作用により制御歯車７がロックされた状態において、入力歯車３に逆回転Ｂが入力された場合、中間傘歯車５は自転のみ行い出力傘歯車部１６を正回転Ａさせる。出力傘歯車部１６は前記の遊びすき間ｘの存在により出力平歯車部１５に先行して回転し、その回転によってロック解除ピン２３が一方向クラッチ６のロックを解除させる。しかる後に出力平歯車部１５が出力傘歯車部１６と一体となって正回転Ａする。

逆に、アクチュエータ８の作用によって制御歯車７のロックが解除された状態で、入力歯車３が前記と同様に逆回転Ｂされた場合（図５参照）、中間軸２が逆回転Ｂすると、これに係合された伝達スリーブ２４が逆回転Ｂするため、一方向クラッチ６はロックされる。これにより出力歯車４が逆回転Ｂされる。

即ち、アクチュエータ８のオン・オフ作用によって、制御歯車７をロックさせるか、又はそのロックを解除してフリーにさせるかの切替えを行うことにより、入力側の回転と同方向の回転を出力側に、又はこれを逆転させて出力側に伝達させることができる。

前記の課題を解決する他の手段として、図７に示したごとき構成をとることができる。この場合の基本的な構成は前記の場合と同様であるので、主として相違点について説明する。

相違点の第一は、前者においては制御歯車７が固定軸１上に設けられているのに対し、後者においては制御歯車７が中間軸２の両端に嵌合固定された点、相違点の第二は、前者においては伝達スリーブ２４が制御歯車７と中間軸２との間の固定軸１に嵌合され、その両端部が制御歯車７と中間軸２に一体化されているのに対し、後者においては伝達スリーブ２４の一端が中間軸２に一体化されているが、他端は制御歯車７から分離されフリーの状態にある点である。前記以外の構成は同一であり、後者は前者と同様の作用効果がある。

なお、「伝達スリーブ２４が中間軸２に一体化されている」というのは一部品化されているのみならず、後述の実施例のように係合突起１２と係合凹部２６との係合によって回転方向に一体化された構造も含まれる。

また、前記の課題を解決するその他の手段として、図１１に示した構成をとることもできる。前記図１に基づいて説明したもの（前者）と、図１１に示したもの（後者）の構成は基本的な構成において共通し、以下のような相違があるに留まる。即ち、相違点の第一は、前者においては制御歯車７が固定軸１上に設けられているのに対し、後者においては制御歯車７が中間軸２の両端に嵌合固定された点、相違点の第二は、前者においては一方向クラッチ６が伝達スリーブ２４の外径面と出力平歯車部１５の内径面との間に設けられるのに対し、後者においては中間軸２の軸受部９において前記出力歯車４側に開放され固定軸１と同芯状態の内部凹所５０において前記固定軸１の周りに回転自在に嵌合された内輪２８と内部凹所５０の内径面に嵌合固定された外輪２９を有する点、相違点の第三は、前者においては伝達スリーブ２４が制御歯車７と中間軸２との間の固定軸１に嵌合され、かつその両端部が制御歯車７と中間軸２に一体化されているのに対し、後者においては伝達スリーブ２４の一端が中間軸２に一体化されているが、他端は出力平歯車部１５に一体化されている点である。前記以外の構成は同一であり、後者は前者と同様の作用効果がある。

なお、この場合も「伝達スリーブ２４の一端が中間軸２に一体化されているが他端は出力平歯車部１５に一体化されている」というときの「一体化」は、結合一体化されて一部品化されている場合と、後述の実施例のように係合突起１２と係合凹部２６との係合によって回転方向に一体化されたような構造も含まれる。

以上の各発明は、固定軸１上に主要な構成部材、即ち、入出力歯車３、４、中間軸２、伝達スリーブ２４、一方向クラッチ６及び中間傘歯車５、５が一体に組み付けられた構成において、同一の特別な技術的特徴を有するものである。

この発明は、以上のようなものであるから、以下の効果を奏することができる。
イ）１本の固定軸１上に各部品が組み付けられるため、その固定軸１を相手装置に固定するだけでこの駆動力正逆切替装置を迅速かつ容易に組み込むことができ、また前記の固定軸１が回転中心となるため部品精度も出し易くなり、回転不良が起こり難い。
ロ）正逆回転の切替えがアクチュエータ８のオン・オフ制御だけで可能となるので、制御が簡単になる。
ハ）前記のアクチュエータ８は、制御歯車７のラジアル方向から作用させることができるので、ソレノイドや電磁クラッチを用いることができ、制御方法も簡単である。
ニ）出力歯車４が、出力傘歯車部１６と出力平歯車部１５との組合せにより構成され、両者の嵌合部分に回転方向の遊びすき間ｘを設け、該出力傘歯車部１６に一方向クラッチ６のロック解除ピン２３を設け、ロック解除ピン２３と転動体３１との周方向の最大間隔ｙを、遊びすき間ｘより小さく設定したことにより、出力傘歯車部１６の回転を出力平歯車部１５の回転より先行するので、一方向クラッチ６のロックを確実に解除したのち出力傘歯車部１６が出力平歯車部１５と一体に回転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６に示した実施例１の場合の基本的な構成部材は、固定軸１、中間軸２、入力歯車３、出力歯車４、一対の中間傘歯車５、５、一方向クラッチ６、制御歯車７及びソレノイド、電磁クラッチ等のアクチュエータ８とからなる。

前記の中間軸２は、円筒状の軸受部９と、外径面の対称位置に十字形に設けられた一対の支持軸１０、１０とからなり、その軸受部９が前記の固定軸１に回転可能に挿通される。固定軸１と支持軸１０、１０の軸心は直交する。各支持軸１０に前記の中間傘歯車５、５が止め輪１１、１１により抜け止めされて回転自在に嵌合される。前記軸受部９の一端面に一対の係合突起１２が設けられる。

前記の入力歯車３は入力平歯車１３とその一方の端面に一体に設けられた入力傘歯車１４からなり、固定軸１に回転自在に嵌合され、入力傘歯車１４を設けた側と反対面において止め輪２０により抜け止めされる。入力傘歯車１４はその小径側端面が前記中間軸２の軸受部９に突き当てられるとともに、前記の中間傘歯車５、５に噛み合わされる。

前記の出力歯車４は、出力平歯車部１５と、これとは別体の出力傘歯車部１６との組合せからなる。出力平歯車部１５は環状に形成され、その中間軸２側の端面に接し内径面に全周にわたる突条１７（図２参照）が形成される。その突条１７の中心対称の２箇所に係合凹部１８（図３（ａ）参照）が設けられる。出力傘歯車部１６は、その大径端部の外径面の中心対称の２箇所に係合突起１９が設けられ、その係合突起１９が前記突条１７の係合凹部１８に嵌合されるとともに、突条１７の内径面に大径端部の外径面が嵌合されることにより、出力平歯車部１５と出力傘歯車部１６が相対回転可能に組み合わされる。前記の係合突起１９を係合凹部１８に嵌合させた状態で、両者の間に回転方向に遊びすき間ｘ（図３（ｂ）参照）が存在する。また、出力平歯車部１５の前記突条１７を除いた内径面に軸方向の係合リブ２１（図２参照）が形成される。

前記のように組み合わされた出力歯車４の出力傘歯車部１６の大径側端面と出力平歯車部１５の内径面の間に前記の一方向クラッチ６が組み込まれる。

前記出力傘歯車部１６の大径側端面にはその中心孔２２の外側において中心対称２箇所に軸方向に突き出したロック解除ピン２３が設けられる。出力傘歯車部１６はその中心孔２２に制御歯車７の伝達スリーブ２４が挿通され、小径側端面が中間軸２の軸受部９の他端面に突き当てられるとともに、中間傘歯車５、５に噛み合う。

前記の制御歯車７は、その内端面の中心部に、中心孔２５と同径同芯の内径を有する前記の伝達スリーブ２４が一体に設けられる。その伝達スリーブ２４の先端に一対の係合凹部２６が設けられる。制御歯車７の中心孔２５及び伝達スリーブ２４に前記の固定軸１が挿通され、伝達スリーブ２４の係合凹部２６が中間軸２の係合突起１２に係合され、さらに制御歯車７の外端面に接して止め輪２７が嵌合され抜け止めが図られる。伝達スリーブ２４の付け根部（制御歯車７に近い部分）に軸方向の係合リブ３０（図１及び図４参照）が複数形成される。

伝達スリーブ２４は、制御歯車７と中間軸２の軸受部９を直結して、制御歯車７側のトルクを中間軸２に伝達するものであるから、前記の構成に代えて、その一端を中間軸２の軸受部９に固定し、他端を制御歯車７に係合した構成を採ることができる。

前記の一方向クラッチ６は、図４に示したように、前記の伝達スリーブ２４の外径面に嵌合される環状の内輪２８と、その外径側に嵌合された外輪２９、及びこれらの部材２８、２９間に介在される５個づつ２群の転動体３１、及び２個の付勢ばね３２とから構成される。内輪２８の内径面に軸方向の係合溝３３が形成され、また、外輪の外径面も軸方向の係合溝３４が形成される。前記の内輪２８は、伝達スリーブ２４の付け根部分に嵌合され、その外径面に形成された前記の係合リブ３０に係合溝３３が係合されて内輪２８の回り止めが図られる。また、外輪２９が出力平歯車部１５に嵌合された際に前記係合リブ２１に係合溝３４が係合されることにより、外輪２９の回り止めが図られる。

外輪２９の内径面には、中心対称の２箇所にポケット３５、３５が設けられる。各ポケット３５は内径面の半周弱の範囲にわたり設けられ、ポケット３５相互間に内輪２８に接する柱部３６、３６が中心対称の位置に形成される。各ポケット３５の底面の５箇所にそれぞれ同じ傾斜角をもったカム面３７が連続的に形成され、各カム面３７とこれに対向した内輪２８の外径面との間に前記の５個の転動体３１がそれぞれ相互に接触した状態に収納される。

各転動体３１がカム面３７と内輪２８の両方に接した状態におけるその接点において引いた接線とカム面３７とがなす角度をクサビ角θと称し、また外輪２９が図４の矢印Ａの方向に回転する方向を正回転Ａと称するとすると、前記クサビ角θは、正回転Ａの方向が拡大方向、その反対方向、即ち逆回転方向が狭小方向となるようにカム面３７の傾斜方向が定められる。

また、前記ポケット３５の一方の端部、即ち、クサビ角θの拡大方向の端部にばね収納部３８が形成され、前記の付勢ばね３２がここに収納される。また、ポケット３５の他方の端部には、前記出力傘歯車部１６に設けられたロック解除ピン２３が軸方向に挿入される。

図３（ｃ）に示したように、ロック解除ピン２３と、そのロック解除ピン２３に最も近いロック状態にある転動体３１との最大間隔ｙは、前述の出力傘歯車部１６の係合突起１９と出力平歯車部１５の係合凹部１８との間の遊びすき間ｘ（図３（ｂ）参照）より小さく（ｙ＜ｘ）設定される。

前述のアクチュエータ８は、装置の固定部３９（図１参照）に取付けられ、そのプランジャー４０が制御歯車７の歯に対し半径方向に進退できるようになっている。アクチュエータ８がオンになってプランジャー４０が進出すると、図１に示したように制御歯車７に係合してロックさせ、アクチュエータ８がオフになり後退すると図５に示したように制御歯車７から外れ、制御歯車７はフリーとなる。

なお、入力軸４１の駆動力を前記の入力歯車３に伝達するために、図１に示したように、入力軸歯車４２を入力平歯車１３に噛み合わせている。また、出力歯車４の駆動力を出力軸４３に出力させるために、出力軸歯車４４を出力平歯車部１５に噛み合わせている。

実施例１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１に示したように、アクチュエータ８がオンとなってプランジャー４０が進出し制御歯車７をロックした状態にあると、制御歯車７と一体の伝達スリーブ２４と係合された中間軸２がロックされる。この状態において、入力軸歯車４２に正回転Ａの入力が加えられた場合、入力歯車３は逆回転Ｂし、中間傘歯車５、５は公転することなく自転のみする。これによって出力傘歯車部１６が正回転Ａする。出力傘歯車部１６に設けられたロック解除ピン２３は、出力傘歯車部１６の係合突起１９が出力平歯車部１５の係合凹部１８の正回転Ａ方向の内端面に係合するより先にｙだけ回転すると、転動体３１に当たり、すべての転動体３１をクサビ角θの拡大方向に押して一方向クラッチ６のロックを解除させる。

上記のロック解除後において、ｘだけ進んだ前記の係合突起１９が係合凹部１８の内端面に係合して出力傘歯車部１６と出力平歯車部１５が一体化され、正回転Ａする。同時に出力軸歯車４４が逆回転Ｂする。即ち、アクチュエータ８がオンになり制御歯車７がロックされた状態においては、入力側に加えた回転と反対回転の出力が得られる。

次に、図５に示したように、アクチュエータ８がオフとなってプランジャー４０が後退し制御歯車７がフリーの状態になった場合において、入力軸歯車４２に正回転Ａの入力が加えられると入力歯車３は逆回転Ｂし、中間傘歯車５、５は中間軸２の回転に伴い公転する。中間軸２の回転よってこれに係合された伝達スリーブ２４と制御歯車７が逆回転Ｂされる。伝達スリーブ２４の逆回転Ｂにより、これと一体の内輪２８が逆回転Ｂすると、図６に示したように、転動体３１がクサビ角θの狭小方向に移動してロック状態となる。このとき、出力傘歯車部１６は出力平歯車部１５に対して前記の遊びすき間ｘだけ相対的に回転し、出力平歯車部１５と一体となって逆回転Ｂする。これにより出力軸歯車４４は正回転Ａする。即ち、アクチュエータ８がオフとなり制御歯車７がフリーとなった状態においては、入力側に加えた回転と同一回転方向の出力が得られる。

なお、一方向クラッチ６がロックされ、出力傘歯車部１６が逆回転Ｂすると、前記の中間傘歯車５には、入力傘歯車１４と出力傘歯車部１６とからそれぞれ反対方向のトルクが加えられるので、回転（自転）は停止され、中間軸２のみが逆回転Ｂする。

前記のアクチュエータ８は、ソレノイドによって構成されたものを示したが、電磁クラッチを使用する場合もある。電磁クラッチを使用する場合はその出力歯車が制御歯車７に噛み合わされる。

図７から図１０に示した実施例２の駆動力正逆切替装置は、基本的な構成は前記の実施例１の場合と共通するので、以下相違する点を中心に説明する。

相違点の第一は、制御歯車７の構成にある。実施例１の場合は固定軸１上に回転自在に嵌合され、その制御歯車７に伝達スリーブ２４が一体に設けられていたが、この実施例２の場合は、制御歯車７から伝達スリーブ２４が切り離され、中間軸２の両端間に嵌合固定される。即ち、実施例１の場合は制御歯車７が伝達スリーブ２４を介して中間軸２と間接的に結合されているのに対し、実施例２の場合は制御歯車７が中間軸２に直接結合されているという点で相違があるが、制御歯車７と中間軸２が一体化されている点では両者共通しているので、中間軸２に対する制御という点では同様の作用をなす。

なお、制御歯車７は外周面にラチェット４５が設けられ（図８参照）、また、内周面の中心対称の２か所に一方に開放された軸受溝４６が設けられる。軸受溝４６が開放された側の制御歯車７の内周面に蓋嵌合溝４７が設けられ、前記軸受溝４６に中間軸２を嵌合したのちに抜け止めリング４８を嵌合してその抜け出しを防止するようにしている。

相違点の第二は、実施例１の場合は、伝達スリーブ２４が制御歯車７と中間軸２との間の固定軸１に嵌合され、その一端が中間軸２の軸受部９に対し係合突起１２と係合凹部２６との係合により回転方向に係合一体化され、他端が制御歯車７と一部品化されている。これに対し、実施例２の場合は、図７に示したように、伝達スリーブ２４の一端部が軸受部９に対し係合突起１２と係合凹部２６との係合により回転方向に係合一体化されている点では共通するが、他端は蓋部材４９に突き当てられている。蓋部材４９は、出力平歯車部１５の内部に収納された一方向クラッチ６の抜け出しを防ぐ部材である。

上記の伝達スリーブ２４は、制御歯車７と結合された中間軸２と一方向クラッチ６の内輪２８とを連結する作用をなす点で共通している。上記以外の構造は実施例１の場合と同様である。

実施例２の作用も実施例１の場合と同様に、図７に示したように、アクチュエータ８がオンとなってプランジャー４０が進出し制御歯車７をロックした状態にあると、制御歯車７と一体の中間軸２及び伝達スリーブ２４がロックされる。この状態において、入力軸歯車４２に正回転Ａの入力が加えられた場合、入力歯車３は逆回転Ｂし、中間傘歯車５、５は公転することなく自転のみする。これによって出力傘歯車部１６が正回転Ａする。出力傘歯車部１６に設けられたロック解除ピン２３は、出力傘歯車部１６の係合突起１９が出力平歯車部１５の係合凹部１８の正回転Ａ方向の内端面に係合するより先にｙだけ回転すると（図９（ｃ）参照）、転動体３１に当たり、すべての転動体３１をクサビ角θの拡大方向に押して一方向クラッチ６のロックを解除させる。

上記のロック解除後において、ｘだけ進んだ前記の係合突起１９（図９（ｂ）参照）が係合凹部１８の内端面に係合して出力傘歯車部１６と出力平歯車部１５が一体化され、正回転Ａする。同時に出力軸歯車４４が逆回転Ｂする。即ち、アクチュエータ８がオンになり制御歯車７がロックされた状態においては、入力側に加えた回転と反対回転の出力が得られる。

次に、図１０に示したように、アクチュエータ８がオフとなってプランジャー４０が後退し制御歯車７がフリーの状態になった場合において、入力軸歯車４２に正回転Ａの入力が加えられると入力歯車３は逆回転Ｂし、中間傘歯車５、５は中間軸２の逆回転Ｂに伴い公転する。中間軸２の回転よってこれに係合された伝達スリーブ２４が逆回転Ｂされる。伝達スリーブ２４の逆回転Ｂにより、これと一体の内輪２８が逆回転Ｂすると、転動体３１がクサビ角θの狭小方向に移動してロック状態となる。このとき、出力傘歯車部１６は出力平歯車部１５に対して前記の遊びすき間ｘだけ相対的に回転し、出力平歯車部１５と一体となって逆回転Ｂする。これにより出力軸歯車４４は正回転Ａする。即ち、アクチュエータ８がオフとなり制御歯車７がフリーとなった状態においては、入力側に加えた回転と同一回転方向の出力が得られる。

一方向クラッチ６がロックされ、出力傘歯車部１６が逆回転Ｂすると、前記の中間傘歯車５には、入力傘歯車１４と出力傘歯車部１６とからそれぞれ反対方向のトルクが加えられるので、回転（自転）は停止され、中間軸２のみが逆回転Ｂする。

次に、図１１から図１７に基づいて実施例３について説明する。この場合も、前記の実施例１と基本構造は共通するので、相違する点を中心に説明する。

相違点の第一は、実施例２の場合と同様に、制御歯車７の構成にある。前述のように、実施例１の場合、制御歯車７は固定軸１上に回転自在に嵌合され、その制御歯車７に伝達スリーブ２４が一体に設けられていたが、この実施例３の場合は、制御歯車７から伝達スリーブ２４が切り離され、中間軸２の両端間に嵌合固定される。即ち、実施例１の場合は制御歯車７が伝達スリーブ２４を介して中間軸２と間接的に結合されているのに対し、実施例３の場合は制御歯車７が中間軸２に直接結合されているという点で相違があるが、制御歯車７と中間軸２が一体化されている点では両者共通しているので、中間軸２に対する制御という点では同様の作用をなす。

なお、制御歯車７は外周面にラチェット４５が設けられ（図１２参照）、また、内周面の中心対称の２か所に一方に開放された軸受溝４６が設けられる。軸受溝４６が開放された側の制御歯車７の内周面に蓋嵌合溝４７が設けられ、前記軸受溝４６に中間軸２を嵌合したのちに抜け止めリング４８を嵌合してその抜け出しを防止するようにしている。

相違点の第二は、実施例１の場合は一方向クラッチ６が伝達スリーブ２４の外径面と出力平歯車部１５の内径面との間に設けられるのに対し、実施例３においては、中間軸２の軸受部９において前記出力歯車４側に開放され固定軸１と同芯状態の内部凹所５０が設けられ、前記固定軸１の周りに回転自在に嵌合された内輪２８（図１６参照）と内部凹所５０の内径面に嵌合固定された外輪２９を有する点である。この場合のポケット３５は内輪２８側に設けられる。

一方向クラッチ６は、中間軸２から出力平歯車部１５の間の駆動力伝達経路の途中に設けられるものである点で両者共通しており、実施例１においてはその一方向クラッチ６が伝達スリーブ２４の外径面と出力平歯車部１５の内径面との間に設けられているが、実施例３の場合は、中間軸２と伝達スリーブ２４の間に設けられている。伝達スリーブ２４の設置場所は相違するがその作用は同様である。

相違点の第三は、実施例１においては伝達スリーブ２４が制御歯車７と中間軸２との間の固定軸１に嵌合され、かつその両端部が制御歯車７と中間軸２に一体化されているのに対し、実施例３においては伝達スリーブ２４の一端が一方向クラッチ６の内輪２８と一体化されているが、他端は出力平歯車部１５に一体化されている点である。前記以外の構成は同一であり、後者は前者と同様の作用効果がある。

なお、「伝達スリーブ２４の一端がクラッチ６の内輪２８と一体化されているが他端は出力平歯車部１５に一体化されている」という場合の「一体化」は結合一体化されて一部品化されている場合と、係合突起１２と係合凹部２６との係合によって回転方向に一体化されたような場合を含む。

その他の相違点は、出力平歯車部１５と出力傘歯車部１６との間の遊びすき間ｘの構造である（図１４参照）。即ち、実施例１の場合は、図３に示したように、出力平歯車部１５に設けた係合凹部１８に出力傘歯車部１６の係合突起１９を回転方向に遊びすき間ｘをもって嵌合した構造であるが、実施例３の場合は、図１４に示したように、出力平歯車部１５及びこれと一体化された伝達スリーブ２４の両者に渡り設けられた係合突起１９’を、出力傘歯車部１６の端面に設けた係合凹部１８’に回転方向の遊びすき間ｘをおいて嵌合される。上記以外の構造は実施例１の場合と同様である。

実施例３の作用も実施例１の場合と同様に、図１１に示したように、アクチュエータ８がオンとなってプランジャー４０が進出し制御歯車７をロックした状態にあると、制御歯車７と一体の中間軸２がロックされる。この状態において、入力軸歯車４２に正回転Ａの入力が加えられた場合、入力歯車３は逆回転Ｂし、中間傘歯車５、５は公転することなく自転のみする。これによって出力傘歯車部１６が正回転Ａする。出力傘歯車部１６に設けられたロック解除ピン２３は、前記の係合突起１９’（図１４参照）が前記の係合凹部１８’の正回転Ａ方向の内端面に係合するより先にｙだけ回転すると（図１５参照）、転動体３１に当たり、すべての転動体３１をクサビ角θの拡大方向に押して一方向クラッチ６のロックを解除させる。

上記のロック解除後において、ｘだけ進んだ前記の係合突起１９’（図１４参照）が係合凹部１８’の内端面に係合して出力傘歯車部１６と出力平歯車部１５が一体化され正回転Ａする。同時に出力軸歯車４４が逆回転Ｂする。即ち、アクチュエータ８がオンになり制御歯車７がロックされた状態においては、入力側に加えた回転と反対回転の出力が得られる。

次に、図１７に示したように、アクチュエータ８がオフとなってプランジャー４０が後退し制御歯車７がフリーの状態になった場合において、入力軸歯車４２に正回転Ａの入力が加えられると入力歯車３は逆回転Ｂし、中間傘歯車５、５は中間軸２の逆回転Ｂに伴い公転する。中間軸２の逆回転Ｂによってこれに嵌合固定された外輪２９が逆回転Ｂされる。外輪２９が逆回転Ｂすると、転動体３１がクサビ角θの狭小方向に移動してロック状態となり、内輪２８が一体に回転する（図１６参照）。このとき、内輪２８に係合された伝達スリーブ２４と出力平歯車部１５が一体に逆回転Ｂする。これにより出力軸歯車４４は正回転Ａする。即ち、アクチュエータ８がオフとなり制御歯車７がフリーとなった状態においては、入力側に加えた回転と同一回転方向の出力が得られる。

このとき、出力平歯車部１５と伝達スリーブ２４が一体となって遊びすき間ｘだけ逆回転Ｂしたとき、出力傘歯車部１６に係合して一体に逆回転Ｂする。出力傘歯車部１６が逆回転Ｂすると、前記の中間傘歯車５には、入力傘歯車１４と出力傘歯車部１６とからそれぞれ反対方向のトルクが加えられるので、回転（自転）は停止され、中間軸２のみが逆回転Ｂする。

実施例１のアクチュエータがオンの状態の断面図同上の分解斜視図（ａ）同上の一部分解斜視図、（ｂ）同上の一部断面図、（ｃ）同上の一部断面図図１のＸ−Ｘ線の断面図実施例１のアクチュエータがオフの状態の断面図図５のＹ−Ｙ線の断面図実施例２のアクチュエータがオンの状態の断面図同上の分解斜視図（ａ）同上の一部分解斜視図、（ｂ）同上の一部断面図、（ｃ）同上の一部断面図実施例２のアクチュエータがオフの状態の断面図実施例３のアクチュエータがオンの状態の断面図同上の分解斜視図同上の一部分解斜視図同上一部断面図同上の一部断面図図１１のＺ−Ｚ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従来例の正面図

符号の説明

１固定軸
２中間軸
３入力歯車
４出力歯車
５中間傘歯車
６一方向クラッチ
７制御歯車
８アクチュエータ
９軸受部
１０支持軸
１１止め輪
１２係合突起
１３入力平歯車
１４入力傘歯車
１５出力平歯車部
１６出力傘歯車部
１７突条
１８係合凹部
１９係合突起
２０止め輪
２１係合リブ
２２中心孔
２３ロック解除ピン
２４伝達スリーブ
２５中心孔
２６係合凹部
２７止め輪
２８内輪
２９外輪
３０係合リブ
３１転動体
３２付勢ばね
３３係合溝
３４係合溝
３５ポケット
３６柱部
３７カム面
３８ばね収納部
３９固定部
４０プランジャー
４１入力軸
４２入力軸歯車
４３出力軸
４４出力軸歯車
４５ラチェット
４６軸受溝
４７蓋嵌合溝
４８抜け止めリング
４９蓋部材
５０内部凹所

Claims

固定軸（１）、この固定軸（１）に直交状態かつ回転自在に嵌合された中間軸（２）、前記中間軸（２）に回転自在に嵌合された中間傘歯車（５）、前記固定軸（１）に回転自在に嵌合された制御歯車（７）、該制御歯車（７）と中間軸（２）との間の固定軸（１）に嵌合され、かつ該制御歯車（７）と中間軸（２）に一体化された伝達スリーブ（２４）、前記制御歯車（７）に係脱自在に設けられたアクチュエータ（８）、前記中間軸（２）の両側に配置された入力歯車（３）と出力歯車（４）、及び一方向クラッチ（６）とからなり、前記入力歯車（３）は前記固定軸（１）に回転自在に嵌合され、前記中間傘歯車（５）と噛み合う入力傘歯車（１４）を有し、前記出力歯車（４）は前記中間傘歯車（５）と噛み合う出力傘歯車部（１６）とその大径端部外径面に回転方向へ所要の遊びすき間ｘをおいて嵌合された出力平歯車部（１５）とからなり、該出力傘歯車部（１６）は前記伝達スリーブ（２４）に回転自在に嵌合されるとともに軸方向に突き出したロック解除ピン（２３）が設けられ、前記一方向クラッチ（６）は前記伝達スリーブ（２４）の外径面と出力平歯車部（１５）の内径面との間に設けられ、その対向面のいずれか一方に一定回転方向に拡大するクサビ角θをもったポケット（３５）と、そのポケット（３５）に収納された転動体（３１）と、その転動体（３１）をクサビ角θの狭小方向に付勢する付勢ばね（３２）とによって構成され、前記ロック解除ピン（２３）が前記ポケット（３５）のクサビ角θの狭小方向の端面と転動体（３１）との間に挿入され、前記ロック解除ピン（２３）と転動体（３１）との周方向の最大間隔ｙが、前記遊びすき間ｘより小さく設定された駆動力正逆切替装置。
固定軸（１）、この固定軸（１）に直交状態かつ回転自在に嵌合された中間軸（２）、前記中間軸（２）に回転自在に嵌合された中間傘歯車（５）、前記中間軸（２）の両側に配置された入力歯車（３）と出力歯車（４）、前記中間軸（２）の両端間に嵌合固定された制御歯車（７）、前記制御歯車（７）に係脱自在に設けられたアクチュエータ（８）、前記固定軸（１）に嵌合され、かつ該中間軸（２）に一体化された伝達スリーブ（２４）、及び一方向クラッチ（６）とからなり、前記入力歯車（３）は前記固定軸（１）に回転自在に嵌合され、前記中間傘歯車（５）と噛み合う入力傘歯車（１４）を有し、前記出力歯車（４）は前記中間傘歯車（５）と噛み合う出力傘歯車部（１６）とその大径端部外径面に回転方向へ所要の遊びすき間ｘをおいて嵌合された出力平歯車部（１５）とからなり、該出力傘歯車部（１６）は前記伝達スリーブ（２４）に回転自在に嵌合されるとともに軸方向に突き出したロック解除ピン（２３）が設けられ、前記一方向クラッチ（６）は前記伝達スリーブ（２４）の外径面と出力平歯車部（１５）の内径面との間に設けられ、その対向面のいずれかに一定回転方向に拡大するクサビ角θをもったポケット（３５）と、そのポケット（３５）に収納された転動体（３１）と、その転動体（３１）をクサビ角θの狭小方向に付勢する付勢ばね（３２）とによって構成され、前記ロック解除ピン（２３）が前記ポケット（３５）のクサビ角θの狭小方向の端面と転動体（３１）との間に挿入され、前記ロック解除ピン（２３）と転動体（３１）との周方向の最大間隔ｙが、前記遊びすき間ｘより小さく設定された駆動力正逆切替装置。
前記一方向クラッチ（６）が、内輪（２８）と外輪（２９）を有し、その内輪（２８）が前記伝達スリーブ（２４）に、またその外輪（２９）が前記出力平歯車部（１５）にそれぞれ嵌合固定され、前記ポケット（３５）が外輪（２９）の内径面又は内輪（２８）の外径面に形成された請求項１又は２に記載の駆動力正逆切替装置。
固定軸（１）、この固定軸（１）に直交状態かつ回転自在に嵌合された中間軸（２）、前記中間軸（２）に回転自在に嵌合された中間傘歯車（５）、前記中間軸（２）の両側に配置された入力歯車（３）と出力歯車（４）、前記中間軸（２）の両端間に嵌合固定された制御歯車（７）、前記制御歯車（７）に係脱自在に設けられたアクチュエータ（８）、前記中間軸（２）のボス部（９）において前記出力歯車（４）側に開放され前記固定軸（１）と同芯状態の内部凹所（５０）、前記内部凹所（５０）において前記固定軸（１）の周りに回転自在に嵌合された内輪（２８）と内部凹所（５０）の内径面に嵌合固定された外輪（２９）を有する一方向クラッチ（６）、前記出力歯車（４）を構成する出力平歯車部（１５）と一体化され、かつ該出力歯車（４）を構成する出力傘歯車部（１６）を貫通して前記一方向クラッチ（６）の内輪（２８）と一体化された伝達スリーブ（２４）とからなり、前記入力歯車（３）は前記固定軸（１）に回転自在に嵌合され、前記中間傘歯車（５）と噛み合う入力傘歯車（１４）を有し、前記出力歯車（４）は前記中間傘歯車（５）と噛み合う前記出力傘歯車部（１６）の大径端部外径面に回転方向へ所要の遊びすき間ｘをおいて前記の出力平歯車部（１５）が組み合わされ、該出力傘歯車部（１６）に軸方向に突き出したロック解除ピン（２３）が設けられ、前記一方向クラッチ（６）はその内輪（２８）と外輪（２９）の対向面のいずれか一方に形成され一定回転方向に拡大するクサビ角θをもったポケット（３５）と、そのポケット（３５）に収納された転動体（３１）と、その転動体（３１）をクサビ角θの狭小方向に付勢する付勢ばね（３２）とによって構成され、前記ロック解除ピン（２３）が前記ポケット（３５）のクサビ角θの狭小方向の端面と転動体（３１）との間に挿入され、前記ロック解除ピン（２３）と転動体（３１）との周方向の最大間隔ｙが、前記遊びすき間ｘより小さく設定された駆動力正逆切替装置。
前記一方向クラッチ（６）のポケット（３５）が、中心対称位置に２箇所設けられ、各ポケット（３５）は前記クサビ角θを形成するためのカム面（３７）が複数個所形成され、各カム面（３７）ごとに、かつ相互に接触して複数の転動体（３１）が収納された請求項１から４のいずれかに記載の駆動力正逆切替装置。