JP6746862B2

JP6746862B2 - 回転方向切換装置

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Publication number: JP6746862B2
Application number: JP2016255814A
Authority: JP
Inventors: 智裕平塚
Original assignee: SINFONIA MICROTEC CO., LTD.
Current assignee: SINFONIA MICROTEC CO., LTD.
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2020-08-26
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: JP2018105490A

Description

本発明は、回転方向切り換える回転方向切換装置に関する。

特許文献１に記載の回転方向切換装置（回転方向反転ユニット）は、シャフトを中心に回転可能な第１入力部材と出力部材とが、シャフトの軸方向に対向して配置されている。第１入力部材及び出力部材は、互いの対向面に前記シャフトを中心に回転可能な傘歯車を有している。また、第１入力部材と出力部材との間に第２入力部材が配置されている。第２入力部材は、軸方向がシャフトの軸方向と直交し、第１入力部材及び出力部材の傘歯車と接続された中間傘歯車を有している。また、第２入力部材は、中間傘歯車が取り付けられ、中間傘歯車とともにシャフトを中心に回転可能な中間軸を有している。

そして、特許文献１では、第１入力部材と第２入力部材とをシャフトを中心に同じ方向に回転させる。第１入力部材と第２入力部材との回転速度が同じ場合には、第２入力部材の中間傘歯車の自身の軸を中心とする回転（中間傘歯車の自転）が、第１入力部材の傘歯車によって規制される。これにより、出力部材も、第１、第２入力部材と同じ方向に回転する。この状態から第２入力部材の回転速度を遅くしていくと、中間傘歯車が、第１入力部材と第２入力部材との回転速度の差に応じた速度で自転する。これにより、出力部材は、中間傘歯車が自転する分だけ回転速度が遅くなる。そして、第２入力部の回転速度が、第１入力部材の回転速度の回転速度の１／２となったときに、出力部材の回転が停止し、第２入力部の回転速度が、第１入力部材の回転速度の回転速度の１／２よりも遅くなったときに、出力部材の回転方向が第１入力部材の回転方向と逆になり、第２入力部材の回転速度が遅くなるほど、出力部材の回転速度が速くなる。すなわち、特許文献１では、第２入力部材の回転速度を第１入力部材の回転速度の１／２よりも速くするか遅くするかによって、第１入力部材と出力部材とを同じ方向に回転させるか、逆方向に回転させるかを切り換えることができる。

特開2011-21640号公報

特許文献１の回転方向切換装置では、上述したように、第１入力部材と第２入力部材との回転速度の差によって、第１入力部材と出力部材とを同じ方向に回転させるか逆方向に回転させるかを切り換える。そのため、第１入力部材と出力部材とが同じ方向に回転している状態から、逆方向に回転する状態に切り換えるためには、第２入力部材の回転速度を低下させる必要があり、第２入力部材の回転速度を低下させるには、ある程度の時間がかかる。同様に、第１入力部材と出力部材とが逆方向に回転している状態から、同じ方向に回転する状態に切り換えるためには、第２入力部材の回転速度を上昇させる必要があり、第２入力部材の回転速度を上昇させるには、ある程度の時間がかかる。すなわち、特許文献１の回転方向切換装置では、第１入力部材と出力部材との相対回転方向の切り換えの応答性が悪い。

本発明の目的は、２つの部材の相対回転方向の切換の応答性が高い回転方向切換装置を提供することである。

第１の発明に係る回転方向切換装置は、一方向と平行な中心軸を中心に回転可能な第１ギヤと、前記中心軸を中心に回転可能であり、前記第１ギヤと対向して配置された第２ギヤと、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの間に位置し、軸方向が前記中心軸と直交し、前記第１ギヤと前記第２ギヤとを接続する中間ギヤと、前記中間ギヤが取り付けられ、前記中心軸を中心に前記中間ギヤと一体的に回転可能な回転部材と、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対回転方向を切り換える切換部と、前記切換部を制御する制御装置と、を備え、前記切換部は、金属材料からなり、前記第２ギヤと一体的に回転可能な第１連結部と、金属材料からなり、前記一方向に前記第１連結部と対向して配置され、前記回転部材と一体的に回転可能な第２連結部と、金属材料からなり、前記中心軸を中心とする回転が規制された第３連結部と、金属材料からなり、前記一方向に前記第３連結部と対向して配置され、前記回転部材と一体的に回転可能な第４連結部と、前記第１連結部と前記第２連結部との間、及び、前記第３連結部と前記第４連結部のうちの一方に、互いを吸着させる磁力を発生させる磁石と、電流が流れたときに、前記磁石の磁力を消磁させるとともに、前記第１連結部と前記第２連結部との間、及び、前記第３連結部と前記第４連結部のうちの他方に、互いを吸着させる磁力を発生させるコイルと、を備え、前記制御装置は、前記コイルに電流を流すか否かを切り換えることで、前記第２ギヤと前記回転部材とを連結させ、前記回転部材の回転の規制を解除させる状態と、前記第２ギヤと前記回転部材との連結を解除させ、前記回転部材の回転を規制させる状態と、を切り換える。
第２の発明に係る回転方向切換装置は、一方向と平行な中心軸を中心に回転可能な第１ギヤと、前記中心軸を中心に回転可能であり、前記第１ギヤと対向して配置された第２ギヤと、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの間に位置し、軸方向が前記中心軸と直交し、前記第１ギヤと前記第２ギヤとを接続する中間ギヤと、前記中間ギヤが取り付けられ、前記中心軸を中心に前記中間ギヤと一体的に回転可能な回転部材と、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対回転方向を切り換える切換部と、前記切換部を制御する制御装置と、を備え、前記切換部は、前記第２ギヤと一体的に回転可能な第１連結部と、前記一方向における前記第１連結部の一方側に、前記第１連結部と対向して配置され、前記回転部材と一体的に回転可能であり、前記第１連結部と接触した状態で前記第１連結部と連結され、前記第１連結部から離れた状態で前記第１連結部との連結が解除される第２連結部と、前記中心軸を中心とする回転が規制された第３連結部と、前記一方向における前記第３連結部の他方側に、前記第３連結部と対向して配置され、前記回転部材と一体的に回転可能であり、前記第３連結部と接触した状態で前記第３連結部と連結され、前記第３連結部から離れた状態で前記第３連結部との連結が解除される第４連結部と、前記第２連結部及び前記第４連結部が取り付けられ、前記一方向に移動可能な可動子と、前記一方向に前記可動子と対向して配置された固定子と、前記可動子及び前記固定子を取り囲むように配置されたコイルと、を有するソレノイド機構と、前記可動子を、前記一方向における、固定子と反対側に付勢する付勢部材と、を備え、前記第１連結部と前記第２連結部、及び、前記第３連結部と前記第４連結部のうち、少なくとも片方は、互いに接触した状態で、これらの間の摩擦力によって一体的に回転可能に連結され、前記制御装置は、前記コイルに電流を流すか否かを切り換えることで、前記第２ギヤと前記回転部材とを連結させ、前記回転部材の回転の規制を解除させる状態と、前記第２ギヤと前記回転部材との連結を解除させ、前記回転部材の回転を規制させる状態と、を切り換える。

第２ギヤと回転部材とを連結させ、回転部材の回転の規制を解除させると、第２ギヤと中間ギヤとの相対回転が規制され、その結果、第１ギヤと中間ギヤとの相対回転も規制される。これにより、第１ギヤと第２ギヤと中間ギヤを支持する回転部材とが一体的に回転する。すなわち、第１ギヤと第２ギヤとが同じ方向に回転する。一方、第２ギヤと回転部材との連結を解除させ、回転部材の回転を規制させると、第１、第２ギヤと中間ギヤとが相対回転可能となる。これにより、第１ギヤと第２ギヤとが逆方向に回転する。

このように、本発明では、第２ギヤと回転部材とを連結させ、回転部材の回転の規制を解除させた状態と、第２ギヤと回転部材との連結を解除させ、回転部材の回転を規制させた状態とを切り換えることにより、第１ギヤと第２ギヤの相対回転方向を切り換えることができる。また、第２ギヤと回転部材との連結とその解除との切り換えや、回転部材の回転の規制とその解除との切り換えは、比較的短時間に行うことができるため、第１ギヤと第２ギヤとの相対回転方向の切換の応答性を高くすることができる。
また、第１の発明によると、コイルに電流が流れていない状態では、第１連結部と第２連結部、及び、第３連結部と第４連結部のうち、一方が磁石の磁力によって互いに吸着し、他方が互いに吸着しない状態となる。一方、コイルに電流が流れると、第１連結部と第２連結部、及び、第３連結部と第４連結部のうち、上記一方が、磁石の磁力が消磁されることで互いに吸着せず、上記他方がコイルの磁力によって互いに吸着した状態となる。したがって、本発明では、コイルに電流を流すか否かによって、第２ギヤと回転部材とが連結され、回転部材の回転の規制が解除された状態と、第２ギヤと回転部材との連結が解除され、回転部材の回転が規制された状態とを切り換えることができる。
また、第２の発明によると、コイルに電流が流れていないときには、可動子が付勢部材の付勢力で付勢されることにより、第１連結部と第２連結部、及び、第３連結部と第４連結部のうち、一方が互いに接触し、他方が互いに離れる。一方、コイルに電流が流れると、可動子が付勢部材の付勢力に逆らって固定子に近づくことにより、第１連結部と第２連結部、及び、第３連結部と第４連結部のうち、上記他方が互いに接触し、上記一方が互いに離れる。これにより、本発明では、コイルに電流を流すか否かを切り換えることで、第２ギヤと回転部材とが連結され、回転部材の回転の規制が解除された状態と、第２ギヤと回転部材との連結が解除され、回転部材の回転が規制された状態とを切り換えることができる。

第３の発明に係る回転方向切換装置は、第１又は第２の発明に係る回転方向切換装置において、前記制御装置は、前記第２ギヤと前記回転部材とを連結させるのと同じタイミングで、前記回転部材の回転の規制を解除させ、前記第２ギヤと前記回転部材との連結を解除させるのと同じタイミングで、前記回転部材の回転を規制させる、ように前記切換部を制御する。

第２ギヤと回転部材とを連結させるタイミングと、回転部材の回転の規制を解除させるタイミングとがずれた場合、及び、第２ギヤと回転部材との連結を解除させるタイミングと、回転部材の回転を規制させるタイミングとがずれた場合には、第１ギヤと第２ギヤとの相対回転方向の切換時に、回転方向切換装置のいずれかの部分に大きな負担がかかる虞がある。本発明では、第２ギヤと回転部材とを連結させるのと同じタイミングで、回転部材の回転の規制を解除させる。また、第２ギヤと回転部材との連結を解除させるのと同じタイミングで、回転部材の回転を規制させる。これにより、第１ギヤと第２ギヤとの相対回転方向の切換時に、回転方向切換装置のいずれかの部分に大きな負担がかかってしまうのを防止することができる。

また、本発明では、第１連結部と第２連結部、及び、第３連結部と第４連結部のうち、少なくとも片方を、互いに接触したときの両者の間の摩擦力によって、一体的に回転可能に連結させることができる。

本発明によれば、第２ギヤと回転部材とが連結され、回転部材の回転の規制が解除された状態と、第２ギヤと回転部材との連結が解除され、回転部材の回転が規制された状態とを切り換えることにより、第１ギヤと第２ギヤとの相対回転方向を切り換えることができる。また、第１ギヤと第２ギヤとの相対回転方向の切り換えの応答性も高い。

２つの部材が同じ方向に回転する状態の、第１実施形態に係る回転方向切換装置の中心軸に沿った断面図である。２つの部材が逆方向に回転する状態の、第１実施形態に係る回転方向切換装置の中心軸に沿った断面図である。２つの部材が同じ方向に回転する状態の、第２実施形態に係る回転方向切換装置の中心軸に沿った断面図である。２つの部材が逆方向に回転する状態の、第２実施形態に係る回転方向切換装置の中心軸に沿った断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の好適な第１実施形態について説明する。

＜回転方向切換装置＞
第１実施形態に係る回転方向切換装置１は、両方向に回転させる部分を含む種々の装置に搭載されるものである。図１、図２に示すように、第１実施形態に係る回転方向切換装置１は、シャフト１１と、第１部材１２と、第２部材１３と、２つの中間傘歯車１４（本発明の「中間ギヤ」）と、切換部１５と、を備えている。

シャフト１１は、円筒状の部材である。なお、以下では、シャフト１１の軸１１ａ（本発明の「中心軸」）と平行な方向を「シャフト軸方向」（本発明の「一方向」）とし、軸１１ａと平行な図１、図２の左右方向の右側及び左側を、それぞれ、「シャフト軸方向の右側」、及び、「シャフト軸方向の左側」として説明を行う。

第１部材１２は、シャフト１１に回転自在に支持されることで、軸１１ａを中心に回転可能となっている。第１部材１２の外周部には、リング歯車１２ａが設けられている。リング歯車１２ａは、図示しないギヤなどを介してモータと接続されている。また、第１部材１２には、シャフト軸方向における右側の端部に傘歯車１２ｂ（本発明の「第１ギヤ」）が設けられている。

第２部材１３は、シャフト軸方向における第１部材１２の右側に位置しており、シャフト１１に回転自在に支持されることで、軸１１ａを中心に回転可能となっている。第２部材１３の外周部には、リング歯車１３ａが設けられている。リング歯車１３ａは、図示しないギヤなどを介してモータによって駆動される駆動対象と接続されている。また、第２部材１３には、シャフト軸方向における左側の端部に、傘歯車１３ｂとシャフト軸方向に対向する傘歯車１３ｂ（本発明の「第２ギヤ」）が設けられている。

なお、ここでは、リング歯車１２ａにモータが接続され、リング歯車１３ａに駆動対象が接続されているとして説明を行うが、これとは逆に、リング歯車１３ａにモータが接続され、リング歯車１２ａに駆動対象が接続されていてもよい。

２つの中間傘歯車１４は、傘歯車１２ｂと傘歯車１３ｂとの間に位置している。各中間傘歯車１４は、その軸方向がシャフト軸方向と直交しており、傘歯車１２ｂ及び傘歯車１３ｂと噛み合って、傘歯車１２ｂと傘歯車１３ｂとを接続している。また、２つの中間傘歯車１４は、シャフト１１の軸１１ａを中心に約１８０°離れて配置されている。

また、シャフト１１には、第１部材１２と第２部材１３との間に位置する部分の、軸１１ａを中心に約１８０°離れた部分から、シャフト１１の径方向に延びた２つの支持部１１ｂが設けられている。２つの中間傘歯車１４と２つの支持部１１ｂとは対応しており、各中間傘歯車１４が対応する支持部１１ｂに回転可能に支持されている。これにより、シャフト１１と２つの中間傘歯車１４とは、軸１１ａを中心に一体的に回転可能となっている。

＜切換部＞
切換部１５は、第１部材１２と第２部材１３との相対回転方向を切り換えるためのものであり、シャフト軸方向における、第２部材１３の右側に位置している。また、シャフト軸方向における、シャフト１１の、切換部１５よりも右側の部分には、ホルダ１６が取り付けられている。ホルダ１６は、シャフト１１に固定されており、シャフト１１とホルダ１６とが一体的に回転可能となっている。

切換部１５は、フィールド２１と、永久磁石２２と、ボビン２３と、コイル２４と、アマチュア２５（本発明の「第１連結部」）と、ロータ２６（本発明の「第２連結部」）と、アマチュア２７（本発明の「第４連結部」）と、ロータ２８（本発明の「第３連結部」）とを備えている。

フィールド２１は、金属材料からなる略円筒状の部材であり、シャフト１１の全周を取り囲んでいる。フィールド２１の内壁面には、シャフト軸方向における中央部に、径方向の内側に向かって延びた隔壁２１ａが形成されている。また、フィールド２１は、固定爪３０によって固定されることで、シャフト１１の軸１１ａを中心とする回転が規制されている。

永久磁石２２は、略円筒状に形成され、フィールド２１内の、シャフト軸方向における、隔壁２１ａよりも左側の部分に収容され、シャフト１１の全周を取り囲んでいる。ボビン２３は、金属材料などからなり、フィールド２１内の、シャフト軸方向における、隔壁２１ａよりも右側の部分に収容され、シャフト１１の全周を取り囲んでいる。コイル２４は、ボビン２３に収容され、シャフト１１の全周を取り囲んでいる。また、コイル２４は、制御装置５０に接続されている。制御装置５０は、コイル２４に電流を流すか否かを切り換える。

アマチュア２５は、金属材料からなる略円形の部材であり、シャフト軸方向における第２部材１３の右端部に取り付けられ、シャフト１１の全周を取り囲んでいる。アマチュア２５は、第２部材１３と一体的に軸１１ａを中心に回転可能となっている。また、第２部材１３には、アマチュア２５を、シャフト軸方向における左側に付勢するバネ３１が設けられている。

ロータ２６は、金属材料からなる略円筒状の部材であり、シャフト軸方向における、切換部１５の左端部に設けられ、シャフト１１の全周を取り囲んでいる。また、ロータ２６は、シャフト軸方向にアマチュア２５と対向している。また、ロータ２６は、シャフト１１に固定されており、シャフト１１と一体的に軸１１ａを中心に回転可能となっている。また、ロータ２６の径方向における内側の端部は、シャフト軸方向の右側に延び、その先端部は、フィールド２１の隔壁２１ａよりも右側に位置している。また、ロータ２６の径方向における外側の端部は、シャフト軸方向の右側に延び、その先端部は、隔壁２１ａよりも左側に位置している。

アマチュア２７は、金属材料からなる略円形の部材であり、シャフト軸方向における、ホルダ１６の左端部に取り付けられ、シャフト１１の全周を取り囲んでいる。アマチュア２７は、ホルダ１６及びシャフト１１と一体的に軸１１ａを中心に回転可能となっている。また、ホルダ１６には、アマチュア２７をシャフト軸方向の右側に付勢するバネ３２が設けられている。

ロータ２８は、金属材料からなる略円筒状の部材であり、フィールド２１の、シャフト軸方向における右端部に取り付けられ、シャフト１１の全周を取り囲んでいる。また、ロータ２８は、シャフト軸方向にアマチュア２７と対向している。また、固定爪３０によってフィールド２１の軸１１ａを中心とする回転が規制されていることにより、フィールド２１に取り付けられたロータ２８の軸１１ａを中心とする回転も規制されている。

＜相対回転方向の切換＞
次に、回転方向切換装置１において、第１部材１２と第２部材１３との相対回転方向を切り換える方法について説明する。

切換部１５では、コイル２４に電流が流れていない状態で、永久磁石２２による磁界が生じている。永久磁石２２による磁界は、例えば図１に矢印Ａで示すように、主に、フィールド２１の隔壁２１ａよりも左側の部分、ロータ２６を通る。そして、この磁界により、アマチュア２５とロータ２６との間に磁力が発生し、この磁力により、アマチュア２５がバネ３１の付勢力に逆らってロータ２６に近づき、アマチュア２５とロータ２６とが吸着する（連結される）。アマチュア２５とロータ２６とが吸着した状態では、アマチュア２５が取り付けられた第２部材１３が、ロータ２６が取り付けられたシャフト１１と連結され、第２部材１３がシャフト１１と一体的に回転可能となる。これにより、第２部材１３と中間傘歯車１４とは軸１１ａを中心に一体的に回転可能となり、中間傘歯車１４は、自身の軸を中心とした回転（以下、「自転」とすることがある）が傘歯車１３ｂによって規制される。また、この状態では、アマチュア２７がバネ３２によりシャフト軸方向の右側に付勢されていることにより、アマチュア２７とロータ２８とは離れており、連結が解除されている。これにより、シャフト１１は軸１１ａを中心に回転可能となっている（回転の規制が解除されている）。

この状態で、図示しないモータから動力が伝達された第１部材１２が回転すると、中間傘歯車１４の自転が規制されていることから、図１に示すように、第１部材１２、第２部材１３、及び、中間傘歯車１４が取り付けられたシャフト１１が、軸１１ａを中心に一体的に回転する。すなわち、この状態では、第１部材１２と第２部材１３とは同じ方向に回転する。

一方、コイル２４に電流を流すと、コイル２４の周囲に磁界が発生する。コイル２４による磁界は、例えば図２に矢印Ｂで示すように、主に、隔壁２１ａ、フィールド２１の隔壁２１ａよりも右側の部分、及び、ロータ２８を通る。そして、この磁界により、アマチュア２７とロータ２８との間に磁力が発生し、この磁力により、アマチュア２７がバネ３２の付勢力に逆らってロータ２８に近づき、アマチュア２７とロータ２８とが吸着する（連結される）。アマチュア２７とロータ２８とが吸着した状態では、アマチュア２７が取り付けられたホルダ１６が、ロータ２８が取り付けられたフィールド２１と連結され、ホルダ１６と連結されたシャフト１１の、軸１１ａを中心とする回転が、フィールド２１によって規制される。

また、第１実施形態では、上述したようにロータ２６の径方向の内側の端部が、隔壁２１ａよりも右側まで延びていることから、コイル２４による磁界は、例えば、図２に矢印Ｃで示すように、隔壁２１ａ、フィールド２１の隔壁２１ａよりも右側の部分、ロータ２６も通る。第１実施形態では、制御装置５０は、コイル２４による、ロータ２６を通る磁界の向き（矢印Ｃの向き）と、永久磁石２２による、ロータ２６を通る磁界の向き（図１の矢印Ａの向き）とが逆になるように、コイル２４に電流を流す。これにより、永久磁石２２によるロータ２６を通る磁界が、コイル２４によるロータ２６を通る磁界によって消磁され、アマチュア２５とロータ２６との間に磁力が生じなくなる。すると、アマチュア２５は、バネ３１によりシャフト軸方向の左側に付勢されてロータ２６から離れる。これにより、第２部材１３とシャフト１１との連結が解除される。なお、図面を見やすくするために、図２では、図１に矢印Ａで示す、永久磁石２２による磁界の図示を省略している。

この状態で、図示しないモータから動力が伝達されて第１部材１２が回転すると、シャフト１１の回転が規制されていることから、中間傘歯車１４が自転し、第１部材１２（傘歯車１２ｂ）の回転が、自転する中間傘歯車１４を介して、第２部材１３（傘歯車１３ｂ）に伝達される。これにより、第１部材１２と第２部材１３とは逆方向に回転する。

このように、回転方向切換装置１では、コイル２４に電流を流すか否かを切り換えることによって、第１部材１２と第２部材１３とが同じ方向に回転する状態（図１の状態）と、第１部材１２と第２部材１３とが逆方向に回転する状態（図２の状態）とを切り換えることができる。

また、第１実施形態では、コイル２４に電流を流すか否かを切り換えると、アマチュア２５とロータ２６とが吸着し、且つ、アマチュア２７とロータ２８とが離れた状態と、アマチュア２５とロータ２６とが離れ、且つ、アマチュア２７とロータ２８とが吸着した状態とが比較的短時間で切り換わる。これにより、第１部材１２と第２部材１３が同じ方向に回転する状態と逆方向に回転する状態とを切り換えるときの応答性を高くすることができる。

また、第１実施形態では、コイル２４に電流を流した状態から電流を流さない状態に切り換えたときに、第２部材１３とシャフト１１とが連結されるのとほぼ同じタイミングで、シャフト１１の回転の規制が解除される。これら２つの切換のタイミングがずれると、回転方向切換装置１のいずれかの部分に一時的に大きな負担がかかる虞があるが、第１実施形態では、これら２つのタイミングがほぼ同じであるため、回転方向切換装置１のいずれかの部分に大きな負担がかかってしまうのを防止することができる。

同様に、第１実施形態では、コイル２４に電流を流さない状態から電流を流した状態に切り換えたときに、第２部材１３とシャフト１１との連結が解除されるのとほぼ同じタイミングで、シャフト１１の回転が規制される。これにより、回転方向切換装置１のいずれかの部分に大きな負担がかかってしまうのを防止することができる。

また、第１実施形態では、コイル２４に電流を流すか否かによって、第２部材１３とシャフト１１との連結とその解除の切換と、シャフト１１の回転の規制とその解除の切り換えが連動する構造を有する。そして、第２部材１３とシャフト１１とが連結された状態で、シャフト１１の回転の規制が解除された状態となる。また、第２部材１３とシャフト１１との連結が解除された状態で、シャフト１１の回転が規制された状態となる。したがって、これら２つの切換が連動しておらず、これら２つの切換を別々の制御によって行う場合と比較して、第１部材１２と第２部材１３との相対回転方向の切換を簡単に行うことができる。

また、第１実施形態では、シャフト１１の周方向に沿って配置された２つの中間傘歯車１４を備えているため、傘歯車１２ｂと傘歯車１３ｂとの間に中間傘歯車１４が１つだけ配置されている場合と比較して、傘歯車１２ｂ、１３ｂの各部分に均一に負荷がかかるようにすることができる。

また、第１実施形態では、第１部材１２及び第２部材１３を、傘歯車１２ｂ、１３ｂを有するものとし、中間傘歯車１４によって、傘歯車１２ｂと傘歯車１３ｂとを接続している。この場合には、次に説明する第２実施形態のように、冠歯車とピニオンギヤとを用いた構成とする場合と比較して、第１部材１２及び第２部材１３を、一方向の長さが長く、径方向の長さが短いものとすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の好適な第２実施形態について説明する。

＜回転方向切換装置＞
第２実施形態に係る回転方向切換装置１０１は、両方向に回転させる部分を含む種々の装置に搭載されるものである。図３、図４に示すように、第２実施形態に係る回転方向切換装置１０１は、シャフト１１１と、第１部材１１２と、第２部材１１３と、２つのピニオンギヤ１１４（本発明の「中間ギヤ」）と、切換部１１５と、を備えている。

シャフト１１１は、円筒状の部材である。なお、以下では、シャフト１１１の軸１１１ａ（本発明の「中心軸」）と平行な方向を「シャフト軸方向」とし、軸１１１ａと平行な図３、図４の左右方向の右側及び左側を、それぞれ、「シャフト軸方向の右側」、及び、「シャフト軸方向の左側」として説明を行う。

第１部材１１２は、シャフト１１１に回転自在に支持されることで、軸１１１ａを中心に回転可能となっている。第１部材１１２の外周部には、リング歯車１１２ａが設けられている。リング歯車１１２ａは、図示しないギヤなどを介してモータと接続されている。また、第１部材１１２には、シャフト軸方向における右端部に冠歯車１１２ｂ（本発明の「第１ギヤ」）が設けられている。

第２部材１１３は、シャフト軸方向における第１部材１１２の右側に位置しており、シャフト１１１に回転自在に支持されることで、軸１１１ａを中心に回転可能となっている。第２部材１１３の外周部には、リング歯車１１３ａが設けられている。リング歯車１１３ａは、図示しないギヤなどを介してモータの駆動対象と接続されている。また、第２部材１１３には、シャフト軸方向における左端部に、冠歯車１１２ｂと対向する冠歯車１１３ｂ（本発明の「第２ギヤ」）が設けられている。

なお、ここでは、リング歯車１１２ａにモータが接続され、リング歯車１１３ａに駆動対象が接続されているとして説明を行うが、これとは逆に、リング歯車１１３ａにモータが接続され、リング歯車１１２ａに駆動対象が接続されていてもよい。

２つのピニオンギヤ１１４は、その軸方向がシャフト軸方向と直交しており、冠歯車１１２ｂと冠歯車１１３ｂとの間に位置している。各ピニオンギヤ１１４は、冠歯車１１２ｂ及び冠歯車１１３ｂと噛み合って、冠歯車１１２ｂと冠歯車１１３ｂとを接続している。また、２つのピニオンギヤ１１４は、シャフト１１１の軸１１１ａを中心に約１８０°離れて配置されている。

また、シャフト１１１には、第１部材１１２と第２部材１１３との間に位置する部分の、軸１１１ａの中心に約１８０°離れた部分から、シャフト１１１の径方向に延びた２つの支持部１１１ｂが設けられている。２つのピニオンギヤ１１４と２つの支持部１１１ｂとは対応しており、各ピニオンギヤ１１４が対応する支持部１１ｂに回転可能に支持されている。これにより、シャフト１１１と２つのピニオンギヤ１１４とは、軸１１１ａを中心に一体的に回転可能となっている。

＜切換部＞
切換部１１５は、第１部材１１２と第２部材１１３との相対回転方向を切り換えるためのものであり、シャフト軸方向における、第２部材１１３の右側に位置している。切換部１１５は、ソレノイド機構１２１と、摩擦部１２２、１２３と、アマチュア１２４と、ロータ１２５と、バネ１２６とを備えている。なお、第２実施形態では、ソレノイド機構１２１とバネ１２６とを合わせたものが、本発明の「移動装置」に相当する。

ソレノイド機構１２１は、可動子１３１と、固定子１３２と、フィールド１３３と、ボビン１３４と、コイル１３５とを備えている。可動子１３１は、金属材料からなり、シャフト軸方向における、第２部材１１３の右側に位置し、シャフト１１１の全周を取り囲んでいる。可動子１３１は、シャフト軸方向に移動可能に支持され、且つ、シャフト１１１と一体的に可能となっている。固定子１３２は、金属材料からなり、シャフト軸方向における、可動子１３１の右側に位置し、シャフト１１１の全周を取り囲んでいる。固定子１３２は、固定爪１４０によって固定されることで、シャフト１１１の軸１１１ａを中心とする回転が規制されている。

フィールド１３３は、金属材料からなり、可動子１３１及び固定子１３２の全周を取り囲むように配置され、固定子１３２に固定されている。これにより、フィールド１３３は、固定子１３２と同様、シャフト１１１の軸１１１ａを中心とする回転が規制されている。また、フィールド１３３には、径方向における可動子１３１及び固定子１３２よりも外側の部分に円環状の空間が形成されている。ボビン１３４は、金属材料などからなり、フィールド１３３の上記空間内に収容され、可動子１３１及び固定子１３２の全周を取り囲んでいる。コイル１３５は、ボビン１３４に収容され、可動子１３１及び固定子１３２の全周を取り囲んでいる。また、コイル１３５は制御装置１５０に接続されている。制御装置１５０は、コイル１３５に電流を流すか否かを切り換える。

摩擦部１２２（本発明の「第１連結部」）は、第２部材１１３の可動子１３１側の端部に設けられ、シャフト１１１の全周を取り囲んでいる。摩擦部１２２は、シリコンゴムなど比較的摩擦係数の大きい材料によって構成される、あるいは、表面に微細な凹凸が形成されることにより、表面の摩擦係数が周囲の部分よりも大きくなっている。摩擦部１２３（本発明の「第２連結部」）は、可動子１３１の第２部材１１３側の端部に設けられ、シャフト１１１の全周を取り囲んでいる。これにより、摩擦部１２３は、シャフト軸方向における摩擦部１２２の右側に位置し、摩擦部１２２と対向している。摩擦部１２３も、摩擦部１２２と同様に、表面の摩擦係数が周囲の部分よりも大きくなっている。

アマチュア１２４（本発明の「第４連結部」）は、金属材料からなる略円形の部材であり、可動子１３１に設けられ、シャフト１１１の全周を取り囲んでいる。ロータ１２５（本発明の「第３連結部」）は、金属材料からなる略円筒状の部材であり、シャフト軸方向におけるアマチュア１２４の右側に位置し、シャフト１１１の全周を取り囲んでいる。ロータ１２５は、フィールド１３３に固定されており、固定子１３２及びフィールド１３３と同様、シャフト１１１の軸１１１ａを中心とする回転が規制されている。バネ１２６は、可動子１３１と固定子１３２との間に配置され、可動子１３１を第２部材１１３に向けて付勢する。

また、第２実施形態では、摩擦部１２２、１２３、アマチュア１２４、及びロータ１２５がこのような位置関係に配置されていることから、シャフト軸方向において、摩擦部１２３が摩擦部１２２の一方側に位置し、アマチュア１２４がロータ１２５の他方側に位置する。

＜相対回転方向の切換＞
次に、回転方向切換装置１０１において、第１部材１１２と第２部材１１３との相対回転方向を切り換える方法について説明する。

切換部１１５では、コイル１３５に電流が流れていない状態では、図３に示すように、バネ１２６の付勢力で、可動子１３１が第２部材１１３に向けて付勢されていることにより、第２部材１１３に設けられた摩擦部１２２と、可動子１３１に設けられた摩擦部１２３とが密着している。この状態では、第２部材１１３と可動子１３１とが連結され、第２部材１１３がシャフト１１１と一体的に回転可能となる。これにより、第２部材１１３とピニオンギヤ１１４とは、軸１１１ａを中心に一体的に回転可能となり、ピニオンギヤ１１４は、自身の軸を中心とした回転（以下、「自転」とすることがある）が冠歯車１１３ｂによって規制される。また、この状態では、アマチュア１２４とロータ１２５とは離れており、シャフト１１１は軸１１１ａを中心に回転可能となっている（回転の規制が解除されている）。

この状態で、図示しないモータから動力が伝達されて第１部材１１２が回転すると、ピニオンギヤ１１４の自転が規制されていることから、図３に示すように、第１部材１１２、第２部材１１３、及び、ピニオンギヤ１１４が取り付けられたシャフト１１１が、軸１１１ａを中心に一体的に回転する。すなわち、この状態では、第１部材１１２と第２部材１１３とは同じ方向に回転する。

一方、コイル１３５に電流を流すと、コイル１３５の周囲に磁界が発生する。コイル１３５による磁界は、例えば図４に矢印Ｄで示すように、主に、フィールド１３３、固定子１３２、可動子１３１、ロータ１２５を通る。そして、この磁界により、可動子１３１と固定子１３２との間に磁力が発生し、この磁力によって可動子１３１がバネ１２６の付勢力に逆らってシャフト軸方向の右側に移動する（固定子１３２に近づく）。これにより、摩擦部１２２と摩擦部１２３とが離れ、第２部材１１３と可動子１３１との連結が解除される。また、上記磁界により、アマチュア１２４とロータ１２５との間に磁力が発生し、この磁力によりアマチュア１２４とロータ１２５とが吸着する（連結される）。アマチュア１２４とロータ１２５とが吸着した状態では、アマチュア１２４が取り付けられた可動子１３１が、ロータ１２５が取り付けられたフィールド２１と連結される。この状態では、可動子１３１と一体的に回転可能なシャフト１１１の、軸１１１ａを中心とする回転が規制される。

この状態で、図示しないモータから動力が伝達されて第１部材１１２が回転すると、シャフト１１１の回転が規制されていることから、ピニオンギヤ１１４が自転し、第１部材１１２（冠歯車１１２ｂ）の回転が、自転するピニオンギヤ１１４を介して、第２部材１１３（冠歯車１１３ｂ）に伝達される。これにより、第１部材１１２と第２部材１１３とは逆方向に回転する。

このように、回転方向切換装置１０１では、コイル１３５に電流を流すか否かを切り換えることによって、第１部材１１２と第２部材１１３とが同じ方向に回転する状態（図３の状態）と、第１部材１１２と第２部材１１３とが逆方向に回転する状態（図４の状態）とを切り換えることができる。

また、第２実施形態では、コイル１３５に電流を流すか否かを切り換えると、摩擦部１２２と摩擦部１２３とが密着し、且つ、アマチュア１２４とロータ１２５とが離れた状態と、摩擦部１２２と摩擦部１２３とが離れ、且つ、アマチュア１２４とロータ１２５とが吸着した状態とが比較的短時間で切り換わる。これにより、第１部材１１２と第２部材１１３が同じ方向に回転する状態と逆方向に回転する状態とを切り換えるときの応答性を高くすることができる。

また、第２実施形態では、コイル１３５に電流を流した状態から電流を流さない状態に切り換えたときに、第２部材１１３とシャフト１１１とが連結されるのとほぼ同じタイミングで、シャフト１１１の回転の規制が解除される。これら２つの切換のタイミングがずれると、回転方向切換装置１０１のいずれかの部分に一時的に大きな負担がかかる虞があるが、第２実施形態では、これら２つのタイミングがほぼ同じであるため、回転方向切換装置１０１のいずれかの部分に大きな負担がかかってしまうのを防止することができる。

同様に、第２実施形態では、コイル１３５に電流を流さない状態から電流を流した状態に切り換えたときに、第２部材１３とシャフト１１との連結が解除されるのとほぼ同じタイミングで、シャフト１１１の回転が規制される。これにより、回転方向切換装置１０１のいずれかの部分に大きな負担がかかってしまうのを防止することができる。

また、第２実施形態では、コイル１３５に電流を流すか否かによって、第２部材１１３とシャフト１１１との連結とその解除の切換と、シャフト１１１の回転の規制とその解除の切り換えが連動する構造を有する。そして、第２部材１１３とシャフト１１１とが連結された状態で、シャフト１１１の回転の規制が解除された状態となる。また、第２部材１１３とシャフト１１１との連結が解除された状態で、シャフト１１１の回転が規制された状態となる。したがって、これら２つの切換が連動しておらず、これら２つの切換を別々の制御によって行う場合と比較して、第１部材１１２と第２部材１１３との相対回転方向の切換を簡単に行うことができる。

また、第１実施形態では、シャフト１１１の周方向に沿って配置された２つのピニオンギヤ１１４を備えているため、冠歯車１１２ｂと冠歯車１１３ｂとの間にピニオンギヤ１１４が１つだけ配置されている場合と比較して、冠歯車１１２ｂ、１１３ｂの各部分に均一に負荷がかかるようにすることができる。

また、第２実施形態では、第１部材１１２及び第２部材１１３を、冠歯車１１２ｂ、１１３ｂを有するものとし、ピニオンギヤ１１４によって、冠歯車１１２ｂと冠歯車１１３ｂとを接続している。この場合には、上述の第１実施形態のように、傘歯車と中間傘歯車とを用いた構成とする場合と比較して、第１部材１１２及び第２部材１１３を、径方向の長さが長く、一方向の長さが短いものとすることができる。

次に、第１、第２実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。

第１実施形態において、第２部材１３とシャフト１１とが連結され、シャフト１１の回転の規制が解除された状態と、第２部材１３とシャフト１１との連結が解除され、シャフト１１の回転の規制された状態とを切り換える切換部は、切換部１５には限られない。

例えば、第１実施形態において、永久磁石２２とコイル２４の位置が逆であってもよい。この場合には、第１実施形態とは逆に、コイル２４に電流が流れていないときには、アマチュア２５とロータ２６とが離れ、アマチュア２７とロータ２８とが吸着する。一方、コイル２４に電流を流すと、アマチュア２５とロータ２６とが吸着し、アマチュア２７とロータ２８とが離れる。

また、第１実施形態において、第２実施形態の切換部１１５と同様の切換部によって、第２部材１３とシャフト１１とが連結され、シャフト１１の回転の規制が解除された状態と、第２部材１３とシャフト１１との連結が解除され、シャフト１１の回転の規制された状態とが切り換えられるようになっていてもよい。

また、第２実施形態において、第２部材１１３とシャフト１１１とが連結され、シャフト１１１の回転の規制が解除された状態と、第２部材１１３とシャフト１１１との連結が解除され、シャフト１１１の回転の規制された状態とを切り換える切換部は、切換部１１５には限られない。

例えば、アマチュア１２４及びロータ１２５の表面に摩擦係数の高い摩擦部が設けられ、コイル１３５に電流を流したときに、アマチュア１２４とロータ１２５とが磁力によって吸着するのに加えて、摩擦部の摩擦力によって一体的に回転可能に連結されるようになっていてもよい。あるいは、アマチュア１２４及びロータ１２５の代わりに、摩擦部１２２、１２３と同様の摩擦部が設けられ、コイル１３５に電流を流したときに、これらの摩擦部が互いに接触し、これらの間の摩擦力で一体的に回転可能に連結されるようになっていてもよい。

また、第２実施形態において、固定子１３２を可動子１３１よりもシャフト軸方向の右側に位置するものとし、バネ１２６を、可動子１３１をシャフト軸方向の右側に付勢するものとし、アマチュア１２４及びロータ１２５の代わりに、摩擦部１２２、１２３と同様の摩擦部を設けたものとしてもよい。この場合には、第２実施形態とは逆に、コイル１３５に電流が流れていないときに、第２部材１１３とシャフト１１１との連結が解除され、シャフト１１１の回転が規制される。一方、コイル１３５に電流が流れているときに、第２部材１１３とシャフト１１１とが連結され、シャフト１１１の回転の規制が解除される。また、この場合には、摩擦部１２２、１２３の代わりに、金属材料によって構成される部分を設け、コイル１３５に電流が流れたときに生じる磁力によって、これらの金属材料からなる部分同士を吸着させてもよい。

また、第２実施形態では、ソレノイド機構１２１の可動子１３１に摩擦部１２３及びアマチュア１２４を設けている。そして、バネ１２６の付勢力により可動子１３１をシャフト軸方向の左側に移動させる。また、コイル１３５に電流を流したときに生じる磁力によって可動子１３１をシャフト軸方向の右側に移動させる。しかしながら、摩擦部１２３及びアマチュア１２４をシャフト軸方向に一体的に移動させる構成は、これには限られない。例えば、摩擦部１２３及びアマチュア１２４が取り付けられ、シャフト軸方向に移動可能な移動部材をシリンダに取り付け、シリンダを駆動させることによって、移動部材をシャフト軸方向の右側及び左側移動させることで、摩擦部１２３及びアマチュア１２４を一体的に移動させてもよい。なお、この場合には、アマチュア１２４とロータ１２５とが接触した状態でこれらの間に磁力を発生させるための専用のコイルを設ける、あるいは、アマチュア１２４及びロータ１２５の代わりに、摩擦部１２２、１２３と同様の摩擦部を設け、摩擦部の摩擦力によって、シャフト１１１の回転が規制されるようにする。また、この場合には、移動部材とシリンダとを合わせたものが、本発明の「移動装置」に相当する。

また、第２実施形態において、第１実施形態の切換部１５と同様の切換部によって、第２部材１１３とシャフト１１１とが連結され、シャフト１１１の回転の規制が解除された状態と、第２部材１１３とシャフト１１１との連結が解除され、シャフト１１１の回転の規制された状態とが切り換えられるようになっていてもよい。

また、第１実施形態では、アマチュア２５とロータ２６との間に生じる磁力によって、アマチュア２５とロータ２６とが一体的に回転可能となるように連結され、アマチュア２７とロータ２８との間に生じる磁力によって、アマチュア２５とロータ２６とが一体的に回転可能となるように連結されたが、これには限られない。例えば、アマチュア２５及びロータ２６の互いの対向面に、周方向に沿って凹凸が並んだギヤ状の部分などの係合部を設け、アマチュア２５とロータ２６とが接触したときに係合部同士が係合するようにしてもよい。この場合には、アマチュア２５とロータ２６との間に生じる磁力をそれほど大きくしなくても、アマチュア２５とロータ２６とを一体的に回転可能となるように連結させることができる。

また、アマチュア２７及びロータ２８の互いの対向面に上述したのと同様の係合部を設けてもよい。また、第２実施形態において、摩擦部１２２、１２３の代わりに、上述したのと同様の係合部を有する部材を設けてもよい。また、アマチュア１２４とロータ１２５の互いの対向面に、上述したのと同様のギヤ状の部分を設けてもよい。

あるいは、アマチュア１２４及びロータ１２５の代わりに、上述したのと同様の係合部を有する、合成樹脂など金属以外の材料からなる部材を設けてもよい。この場合には、コイル１３５に電流を流したときに、これらの部材の間に磁力が生じないが、係合部同士が係合することで、これらの部材が一体的に回転可能となるように連結される。

また、第１実施形態において、第２部材１３とシャフト１１とが連結された状態で、シャフト１１の回転の規制が解除された状態となり、第２部材１３とシャフト１１との連結が解除された状態で、シャフト１１の回転が規制された状態となるように、第２部材１３とシャフト１１との連結とその解除と、シャフト１１の回転の規制とその解除とを連動させる構成は、以上に説明したものと異なる構成であってもよい。

同様に、第２実施形態において、第２部材１１３とシャフト１１１とが連結された状態で、シャフト１１１の回転の規制が解除された状態となり、第２部材１１３とシャフト１１１との連結が解除された状態で、シャフト１１１の回転が規制された状態となるように、第２部材１１３とシャフト１１１との連結とその解除と、シャフト１１１の回転の規制とその解除とを連動させる構成は、以上に説明したものと異なる構成であってもよい。

さらには、第１実施形態では、切換部は、上述したような、第２部材１３とシャフト１１との連結とその解除と、シャフト１１の回転の規制とその解除とが連動する構造を有していることにも限られない。第２部材１３とシャフト１１との連結とその解除の切り換えと、シャフト１１の回転の規制とその解除の切り換えとを独立に行うことができるようになっていてもよい。この場合には、例えば、制御装置５０により、第２部材１３とシャフト１１とを連結させるのと同じタイミングで、シャフト１１の回転の規制を解除させるように制御を行い、第２部材１３とシャフト１１との連結を解除させるのと同じタイミングで、シャフト１１の回転を規制させるように制御を行う。このように切り換えを行えば、装置に大きな負担がかかることはない。

また、この場合には、第２部材１３とシャフト１１とを連結させるタイミングと、シャフト１１の回転の規制を解除させるタイミングとが多少ずれていてもよい。また、第２部材１３とシャフト１１との連結を解除させるタイミングと、シャフト１１の回転を規制させるタイミングとが多少ずれていてもよい。例えば、第１部材１２及び第２部材の回転速度がそれほど速くなければ、上記のように切り換えのタイミングがずれていても、回転方向切換装置１にかかる負担はそれほど大きなものとはならない。

同様に、第２実施形態において、第２部材１１３とシャフト１１１との連結とその解除の切り換えと、シャフト１１１の回転の規制とその解除の切り換えとを独立に行うことができるようになっていてもよい。さらに、この場合に、第２部材１１３とシャフト１１１とを連結させるタイミングと、シャフト１１１の回転の規制を解除させるタイミングとが多少ずれていてもよい。また、第２部材１１３とシャフト１１１との連結を解除させるタイミングと、シャフト１１１の回転を規制させるタイミングとが多少ずれていてもよい。

また、第１実施形態において、切換部が、第２部材１３とシャフト１１との連結とその解除と、シャフト１１の回転の規制とその解除とが連動する構造を有している場合であっても、第２部材１３とシャフト１１とを連結させるタイミングと、シャフト１１の回転の規制を解除させるタイミングとが多少ずれていてもよい。また、第２部材１３とシャフト１１との連結を解除させるタイミングと、シャフト１１の回転を規制させるタイミングとが多少ずれていてもよい。第２実施形態での切り換えについても同様である。

また、第１実施形態では、コイル２４に制御装置５０が接続されており、制御装置５０がコイル２４に電流を流すか否かを切り換える制御を行ったが、これには限られない。例えば、コイル２４に、電源と、ユーザによる操作が可能なスイッチとが接続され、ユーザがスイッチを操作することによってコイル２４に電流を流すか否かを切り換えるようになっていてもよい。同様に、第２実施形態において、コイル１３５に、電源とスイッチとが接続され、ユーザがスイッチを操作することによってコイル１３５に電流を流すか否かを切り換えるようになっていてもよい。

また、第１実施形態では、２つの中間傘歯車１４によって、傘歯車１２ｂと傘歯車１３ｂとが接続されていたが、これには限られない。１つの中間傘歯車１４、あるいは、傘歯車１２ｂ、１３ｂの周方向に沿って配列された３つ以上の中間傘歯車１４によって、傘歯車１２ｂと傘歯車１３ｂとが接続されていてもよい。同様に、第２実施形態において、１つのピニオンギヤ１１４、あるいは、冠歯車１１２ｂ、１１３ｂの周方向に沿って配列された３つ以上のピニオンギヤ１１４によって、冠歯車１１２ｂと冠歯車１１３ｂとが接続されていてもよい。

第１実施形態では、第１部材１２が傘歯車１２ｂを有し、第２部材１３が傘歯車１３ｂを有し、中間傘歯車１４によって傘歯車１２ｂと傘歯車１３ｂとが接続されている。また、第２実施形態では、第１部材１１２が冠歯車１１２ｂを有し、第２部材１１３が冠歯車１１３ｂを有し、ピニオンギヤ１１４によって冠歯車１１２ｂと冠歯車１１３ｂとが接続されている。しかしながら、これには限られない。第１部材、第２部材が、中心軸を中心に回転可能な傘歯車及び冠歯車以外のギヤ（本発明の「第１ギヤ」、「第２ギヤ」）を有し、中間傘歯車及びピニオンギヤ以外の、軸方向が中心軸と直交するギヤ（本発明の「中間ギヤ」）によって、第１ギヤと第２ギヤとが接続されていてもよい。

１回転方向切換装置
１１シャフト
１２ｂ、１３ｂ傘歯車
１４中間傘歯車
１５切換部
２２磁石
２４コイル
２５アマチュア
２６ロータ
２７アマチュア
２８ロータ
５０制御装置
１０１回転方向切換部
１１１シャフト
１１２ｂ、１１３ｂ冠歯車
１２１ソレノイド機構
１２２、１２３摩擦部
１２４アマチュア
１２５ロータ
１２６バネ
１３１可動子
１３２固定子
１３５コイル

Claims

一方向と平行な中心軸を中心に回転可能な第１ギヤと、
前記中心軸を中心に回転可能であり、前記第１ギヤと対向して配置された第２ギヤと、
前記第１ギヤと前記第２ギヤとの間に位置し、軸方向が前記中心軸と直交し、前記第１ギヤと前記第２ギヤとを接続する中間ギヤと、
前記中間ギヤが取り付けられ、前記中心軸を中心に前記中間ギヤと一体的に回転可能な回転部材と、
前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対回転方向を切り換える切換部と、
前記切換部を制御する制御装置と、を備え、
前記切換部は、
金属材料からなり、前記第２ギヤと一体的に回転可能な第１連結部と、
金属材料からなり、前記一方向に前記第１連結部と対向して配置され、前記回転部材と一体的に回転可能な第２連結部と、
金属材料からなり、前記中心軸を中心とする回転が規制された第３連結部と、
金属材料からなり、前記一方向に前記第３連結部と対向して配置され、前記回転部材と一体的に回転可能な第４連結部と、
前記第１連結部と前記第２連結部との間、及び、前記第３連結部と前記第４連結部のうちの一方に、互いを吸着させる磁力を発生させる磁石と、
電流が流れたときに、前記磁石の磁力を消磁させるとともに、前記第１連結部と前記第２連結部との間、及び、前記第３連結部と前記第４連結部のうちの他方に、互いを吸着させる磁力を発生させるコイルと、を備え、
前記制御装置は、
前記コイルに電流を流すか否かを切り換えることで、
前記第２ギヤと前記回転部材とを連結させ、前記回転部材の回転の規制を解除させる状態と、
前記第２ギヤと前記回転部材との連結を解除させ、前記回転部材の回転を規制させる状態と、を切り換えることを特徴とする回転方向切換装置。
一方向と平行な中心軸を中心に回転可能な第１ギヤと、
前記中心軸を中心に回転可能であり、前記第１ギヤと対向して配置された第２ギヤと、
前記第１ギヤと前記第２ギヤとの間に位置し、軸方向が前記中心軸と直交し、前記第１ギヤと前記第２ギヤとを接続する中間ギヤと、
前記中間ギヤが取り付けられ、前記中心軸を中心に前記中間ギヤと一体的に回転可能な回転部材と、
前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対回転方向を切り換える切換部と、
前記切換部を制御する制御装置と、を備え、
前記切換部は、
前記第２ギヤと一体的に回転可能な第１連結部と、
前記一方向における前記第１連結部の一方側に、前記第１連結部と対向して配置され、前記回転部材と一体的に回転可能であり、前記第１連結部と接触した状態で前記第１連結部と連結され、前記第１連結部から離れた状態で前記第１連結部との連結が解除される第２連結部と、
前記中心軸を中心とする回転が規制された第３連結部と、
前記一方向における前記第３連結部の他方側に、前記第３連結部と対向して配置され、前記回転部材と一体的に回転可能であり、前記第３連結部と接触した状態で前記第３連結部と連結され、前記第３連結部から離れた状態で前記第３連結部との連結が解除される第４連結部と、
前記第２連結部及び前記第４連結部が取り付けられ、前記一方向に移動可能な可動子と、前記一方向に前記可動子と対向して配置された固定子と、前記可動子及び前記固定子を取り囲むように配置されたコイルと、を有するソレノイド機構と、
前記可動子を、前記一方向における、固定子と反対側に付勢する付勢部材と、を備え、
前記第１連結部と前記第２連結部、及び、前記第３連結部と前記第４連結部のうち、少なくとも片方は、互いに接触した状態で、これらの間の摩擦力によって一体的に回転可能に連結され、
前記制御装置は、
前記コイルに電流を流すか否かを切り換えることで、
前記第２ギヤと前記回転部材とを連結させ、前記回転部材の回転の規制を解除させる状態と、
前記第２ギヤと前記回転部材との連結を解除させ、前記回転部材の回転を規制させる状態と、を切り換えることを特徴とする回転方向切換装置。
前記制御装置は、
前記第２ギヤと前記回転部材とを連結させるのと同じタイミングで、前記回転部材の回転の規制を解除させ、
前記第２ギヤと前記回転部材との連結を解除させるのと同じタイミングで、前記回転部材の回転を規制させる、ように前記切換部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転方向切換装置。