回転方向変換装置
【課題】入力側の回転方向が正回転又は逆回転のいずれの方向であっても、出力側に正回転が伝達されるようにした回転方向変換装置において、装置の機構を簡単にすることである。
【解決手段】固定軸（１）、その固定軸（１）上に対称形に設けられた傘歯車でなる入力歯車（２）と出力歯車（３）、前記入力歯車（２）と出力歯車（３）の間において前記固定軸（１）に第一の一方向クラッチ（４）を介して該固定軸（１）と直交状態に設けられた伝達歯車軸（５）、前記伝達歯車軸（５）に第二の一方向クラッチ（６）を介して回転自在に設けられた傘歯車でなる伝達歯車（７）からなり、前記伝達歯車（７）が前記入力歯車（２）と出力歯車（３）と噛み合い、前記第一及び第二の一方向クラッチ（４）（６）の方向性が前記入力歯車（２）の回転方向を基準として逆に設定された構成とした。
【解決手段】固定軸（１）、その固定軸（１）上に対称形に設けられた傘歯車でなる入力歯車（２）と出力歯車（３）、前記入力歯車（２）と出力歯車（３）の間において前記固定軸（１）に第一の一方向クラッチ（４）を介して該固定軸（１）と直交状態に設けられた伝達歯車軸（５）、前記伝達歯車軸（５）に第二の一方向クラッチ（６）を介して回転自在に設けられた傘歯車でなる伝達歯車（７）からなり、前記伝達歯車（７）が前記入力歯車（２）と出力歯車（３）と噛み合い、前記第一及び第二の一方向クラッチ（４）（６）の方向性が前記入力歯車（２）の回転方向を基準として逆に設定された構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転方向の異なる駆動力が入力された場合にその回転方向を一定方向に変換して出力させる装置に関し、例えば、事務機器の紙詰まり解除機構等において使用される。
【背景技術】
【０００２】
事務機器の紙詰まり解除機構において、使用者が手動でハンドルを一定方向に回転操作させて紙詰まりを解除する場合に、そのハンドルの回転操作方向を矢印や警告文等により指示する必要がある。しかし、そのような指示を行っても使用者の利き腕の違い等により指示の方向と反対方向にハンドルを回転操作させることがあり得る。このような場合、回転方向の間違いを機構側で是正し正常に回転操作されたと同様の機能を果たすようにするため、従来からハンドルと紙送り機構との間に回転方向変換装置を介在させることが行われている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたものは、ケーシングの一端部に挿通された入力軸に同軸状態に嵌合された出力軸が第１の一方向クラッチを介して連結され、一つの回転伝達ルートが構成される。また、前記出力軸の周りにおいて入力側傘歯車、中間傘歯車、出力側傘歯車からなる歯車機構が設けられる。前記入力軸と入力側傘歯車との間に前記第１の一方向クラッチと方向性反対の第２の一方向クラッチが介在され、また、出力側傘歯車と出力軸との間に前記第２の一方向クラッチと方向性反対の第３の一方向クラッチが介在され、もう一つの回転伝達ルートが構成される。前記の中間傘歯車はケーシングの内部において回転自在に支持される。
【０００４】
上記の装置において入力軸に正回転が加えられると、前者の回転伝達ルートを経て正回転がそのまま伝達され出力軸を正回転させる。また、入力軸に逆回転が加えられると、後者の回転伝達ルートを経て、途中中間傘歯車の存在によって逆転され出力軸が正回転される。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたものは、入力軸と一体の入力歯車及びその入力軸に入力側一方向クラッチを介して設けられた入力側クラッチ歯車、中間軸と一体かつ前記入力歯車と噛み合った中間歯車及びその中間軸に中間一方向クラッチを介して設けられた中間クラッチ歯車、及び前記入力側クラッチ歯車と中間クラッチ歯車との間に介在された出力歯車からなる。入力軸に正回転が加えられると、入力側一方向クラッチがフリーとなって入力歯車、中間歯車、中間一方向クラッチ、中間クラッチ歯車、出力歯車の回転伝達ルートを経て出力歯車が正回転される。また、入力軸に逆回転が加えられると、入力側一方向クラッチがロックされ、入力側クラッチ歯車、出力歯車の回転伝達ルートを経て出力歯車が正回転される。
【特許文献１】特開２００４−０８４７８３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に開示されたものは、入力軸と出力軸が同軸状態に配置されるので、装置に組み込み易い利点があるが、ケーシングを必要とし、その内部に中間傘歯車を回転自在に取付ける構造がとられる点、また一方向クラッチが３個必要である点等から構造が複雑となり、組立てが困難である問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたものは、一方向クラッチは２個であるが、歯車の数が多く、これらの歯車を円滑に回転させるためにはケーシングに取付ける歯車軸の取付け精度を上げる必要があり、組立て作業に手間がかかる問題がある。
【０００８】
以上の点にかんがみ、この発明は、入力歯車、出力歯車、これらの歯車の間に介在される中間歯車を１本の固定軸上に配置することにより、ケーシングが不要で簡単な構造の回転方向変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、この発明に係る回転方向変換装置は、図１に示したように、固定軸１、その固定軸１上に対称形に設けられた傘歯車でなる入力歯車２と出力歯車３、前記入力歯車２と出力歯車３の間において前記固定軸１に第一の一方向クラッチ４を介して該固定軸１と直交状態に設けられた伝達歯車軸５、前記伝達歯車軸５に第二の一方向クラッチ６を介して回転自在に設けられた傘歯車でなる伝達歯車７からなり、前記伝達歯車７が前記入力歯車２と出力歯車３と噛み合い、前記第一及び第二の一方向クラッチ４、６の方向性が前記入力歯車２の回転方向を基準として逆に設定された構成とした。
【００１０】
上記構成の回転方向変換装置においては、図１に示したように、入力歯車２が正回転Ａの方向に回転され、伝達歯車７にその回転が伝達される。このとき第二の一方向クラッチ６がロックされる方向性を有するものとすると、第一の一方向クラッチ４はフリーとなるので伝達歯車７は自転することなく、第二の一方向クラッチ６及び伝達歯車軸５が入力歯車２と一体となって正回転Ａの方向に公転のみする。これと同時に伝達歯車７に噛み合った出力歯車３が正回転Ａの方向に回転する。逆に、図５に示したように、入力歯車２が逆回転Ｂの方向に回転されると、第二の一方向クラッチ６がフリーとなり伝達歯車７が自転する。これと同時に第一の一方向クラッチ４がロックするので、伝達歯車軸５は回転することなく伝達歯車７が自転のみする。その自転によって出力歯車３が正回転Ａの方向に回転される。
【００１１】
なお、前記の第一の一方向クラッチ４の装着構造として、図６に示したように、クラッチケーシング４３を前記固定軸１に回転自在に嵌合させるとともに入力歯車２又は出力歯車３に貫通させ、そのクラッチケーシング４３の内端部を前記伝達歯車軸５に係合させるとともに入力歯車２又は出力歯車３から外部に突き出した部分において前記第一の一方向クラッチ４を固定軸１の周りに装着した構成をとることもできる。この構成によっても、前述の場合と同様の作用を行わせることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のように、傘歯車でなる入力歯車と出力歯車及び伝達歯車軸を１本の固定軸上に回転自在に設け、前記伝達歯車軸に設けた傘歯車でなる伝達歯車を入力歯車と出力歯車に噛み合わせ、前記固定軸と伝達歯車軸との間に介在させた第一の一方向クラッチと、前記伝達歯車軸と伝達歯車との間に介在させた第二の一方向クラッチの方向性を逆に設定した構成であるので、伝達歯車を支持するケーシングが不要となり構造が簡単であり組み立て作業も容易になる。また、事務機器等への取り付けも、固定軸を取付けるだけの簡単な構造でよいので取付け作業が容易である。さらに、各部品が１本の固定軸に取付けられるため、これらの部品の同軸度が高くなるので、回転が円滑になる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明に係る回転方向変換装置の実施例１を図１から図５に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
実施例１の回転方向変換装置は、固定軸１、その固定軸１上に対称形に設けられた入力歯車２と出力歯車３、前記入力歯車２と出力歯車３の間において前記固定軸１に第一の一方向クラッチ４を介して該固定軸１と直交状態に設けられた伝達歯車軸５、前記伝達歯車軸５に第二の一方向クラッチ６を介して回転自在に設けられた伝達歯車７からなる。
【００１５】
前記の入力歯車２は、傘歯車８とその大径側に一体化された平歯車９とからなり、共通の軸孔１０が設けられる。その軸孔１０に固定軸１が挿通固定され、止め輪１１により抜け止めされる。出力歯車３は、入力歯車２と同一形状、同一サイズであり、傘歯車１２とその大径側に一体化された平歯車１３とからなり、その軸孔１４に固定軸１が挿通固定され、止め輪１５により抜け止めされる。
【００１６】
前記の入力歯車２と出力歯車３との間の固定軸１に第一の一方向クラッチ４が介在される。前記の入力歯車２と出力歯車３は第一の一方向クラッチ４を中心に左右対称形に配置固定される。
【００１７】
なお、ここでは入力歯車２の平歯車９側から見た右回転方向を図１において矢印Ａで示し、その回転方向を正回転Ａと称する。
【００１８】
前記の第一の一方向クラッチ４は、図２から図４に示したように、固定軸１に回転可能に嵌合された円筒状の外環部材１６と、その外環部材１６の内径面に設けられたポケット１７内に収納されたころ１８と付勢ばね１９とからなる。前記のポケット１７は周方向に所定の間隔をおいて複数個所に設けられ、図３（ａ）に示したように、その底面に一定の回転方向に傾斜したカム面２１を有する。カム面２１は、ころ１８の固定軸１に対する接点に引いた接線との間で一定のクサビ角θを形成する。このクサビ角θは、外環部材１６が前記の正回転Ａの方向に見た場合に狭小方向となり、その反対方向に見た場合は拡大方向となるように傾斜している。
【００１９】
前記の外環部材１６が正回転Ａの方向に回転した場合、ころ１８はクサビ角θの拡大方向へ移動してフリーとなり、また正回転Ａと逆方向（矢印で示した逆回転Ｂの方向）に回転した場合はころ１８は狭小方向に移動してロックする方向性を有する。付勢ばね１９はころ１８をクサビ角θの狭小方向に付勢し、ころ１９の作動の安定化を図る。前記の外環部材１６は、外径面に形成された軸方向の凹溝２２によって伝達歯車軸５の後述する横軸２３と一体化されている。
【００２０】
前記の伝達歯車軸５は、図２及び図４に示したように、前記外環部材１６の外径面に嵌合される円筒形の横軸２３と、その軸方向の中心において十字状に直交する方向に両側に突き出した縦軸２４、２４とからなる。横軸２３は前記の第一の一方向クラッチ４より軸方向に多少長く形成されており、その横軸２３の両端部内径面に含油軸受でなるスラスト軸受２５、２５が嵌合される。各スラスト軸受２５は前記第一の一方向クラッチ4の抜け出しを防止するとともに、前記傘歯車８、１２の小径側端面に当接され、潤滑剤を供給しながらスラスト力を受ける。
【００２１】
前記縦軸２４、２４のうち一方の縦軸２４の外径面に第二の一方向クラッチ６を介して傘歯車でなる伝達歯車７が設けられる。第二の一方向クラッチ６は、図２及び図３（ｂ）に示したように、縦軸２４に回転可能に嵌合された外環部材３０と、その外環部材３０の内径面に周方向に所定の間隔をおいて所要数設けられたポケット２６内に収納されたころ２７、及びポケット２６に収納された付勢ばね２８とからなる。
【００２２】
前記のポケット２６は、図３（ｂ）に示したように、その底面において一定の回転方向に傾斜したカム面２９を有する。カム面２９は、ころ２７の縦軸２４の接点に引いた接線との間で一定のクサビ角δを形成する。このクサビ角δは、外環部材３０が後述の回転Ａ’の方向に見た場合に拡大方向となるように傾斜している。外環部材３０が回転Ａ’の方向に回転した場合、ころ２７はクサビ角δの狭小方向へ移動してロックし、また回転Ａ’と逆方向（矢印で示した逆回転Ｂ’の方向）に回転した場合はころ２７は拡大方向に移動してフリーとなる方向性を有する。付勢ばね２８はころ２７をクサビ角δの狭小方向に付勢し、ころ２７の作動の安定化を図る。前記の外環部材３０は、外径面に形成された軸方向の凹溝３９によって伝達歯車７と一体化されている。
【００２３】
前記第二の一方向クラッチ６は環状の蓋板３１（図１、図２参照）によって伝達歯車７の内部に収納閉鎖され、伝達歯車７は縦軸２４に対し止め輪３２により抜け止めされる。前記の伝達歯車７は、前記入力歯車２の傘歯車８と噛み合い、また出力歯車３の傘歯車１２と噛み合う。
【００２４】
前記の「回転Ａ’」は、入力歯車２が正回転Ａの方向に回転した場合に、これに噛み合って伝達歯車７が自転する場合の回転方向をいうものとする。
【００２５】
図３（ａ）に示したように、第一の一方向クラッチ４は、入力歯車２が正回転Ａ方向に回転したとき、固定軸１に対して伝達歯車軸５の横軸２３と一体の外環部材１６が正回転Ａの方向に回転してフリーとなり、その反対の回転Ｂの方向に回転したときロックする方向性を有す。また、第二の一方向クラッチ６は、同様に入力歯車２が正回転Ａ方向に回転したとき、伝達歯車７と一体の外環部材３０が前記の回転Ａ’の方向に回転してロックし、その反対の回転Ｂ’の方向に回転したときフリーとなる方向性を有する。このように、入力歯車２の回転に追従して、第一の一方向クラッチ４がフリー状態にあるときは第二の一方向クラッチ６がロック状態にあり、また、前者がロック状態にあるとき後者はフリー状態にある関係になっているので、このような関係を入力歯車２の回転方向を基準として第一及び第二の一方向クラッチ４、６の方向性が逆に設定されていると称する。
【００２６】
なお、回転伝達の上からは、伝達歯車軸５の縦軸２４は１本だけ設け、その縦軸２４に第二の一方向クラッチ６を介して伝達歯車７を設けるだけでよいが、伝達歯車軸５の固定軸１周りの回転バランスを図る観点から、もう１本の縦軸２４を設けるとともに、その縦軸２４に伝達歯車７と同程度の重量をもったバランス用の傘歯車３３を回転自在に嵌合し、その傘歯車３３を入力歯車２と出力歯車３の各傘歯車８、１２に噛み合わせている。傘歯車３３は止め輪３４により抜け止めされる。
【００２７】
前記の入力歯車２に対する入力部として、この実施例１の場合は、図１に示したように、固定軸１と平行の入力軸３５をフレーム等の固定部分に回転自在に支持せしめ、その入力軸３５に入力部歯車３６を設け、これを前記入力歯車２の平歯車９に噛み合わせるようにしている。また、出力部として、同様の出力軸３７に出力部歯車３８を設け、前記出力歯車３の平歯車１３に噛み合わせるようにしている。
【００２８】
実施例１の回転方向変換装置は以上のようなものであり、次にその作用について説明する。
【００２９】
図１に示したように、前記の入力軸３５に回転Ｂが入力された場合、これと噛み合った入力歯車２が正回転Ａの方向に回転する。入力歯車２の正回転Ａにより、伝達歯車７に回転Ａ’が加えられる。これにより、第二の一方向クラッチ６はロックされるが、第一の一方向クラッチ４はフリーであるので、伝達歯車７は自転することなく、第二の一方向クラッチ６、バランス用の傘歯車３３及び伝達歯車軸５と共に入力歯車２と一体となって正回転Ａの方向に公転のみする。また、これと同時に、伝達歯車７に噛み合った出力歯車３も同方向に回転する。このようにして、出力軸３７に入力側と同方向の回転Ｂが伝達される。
【００３０】
次に、前記と反対に、図５に示したように、入力軸３５に正回転Ａが入力され、入力歯車２が逆回転Ｂの方向に回転すると、第二の一方向クラッチ６がフリーとなり、伝達歯車７が逆回転Ｂ’方向に自転する。これと同時に第一の一方向クラッチ４がロックするので、伝達歯車軸５は回転することなく、従って伝達歯車７とバランス用の傘歯車３３が自転のみする。その自転によって出力歯車３が正回転Ａの方向に回転され、出力部歯車３８、出力軸３７に入力軸３５と反対方向の逆回転Ｂが伝達される。
【００３１】
以上のように、実施例１の回転方向変換装置によれば、入力歯車２が正回転Ａ（入力部歯車３６が逆回転Ｂ）方向に回転した場合、又はその反対方向に回転した場合のいずれの場合においても、出力歯車３は正回転Ａ（出力部歯車３８が逆回転Ｂ）方向に回転されるので、入力側の回転方向の如何にかかわらず、出力側には常に一定方向の回転が伝達されることになる。
【実施例２】
【００３２】
前記の実施例１においては、第一の一方向クラッチ４が伝達歯車軸５の内部に組み込まれた構成であったが、図６及び図７に示した実施例２においては、第一の一方向クラッチ４を出力歯車３の外部に設けた構成としている。即ち、実施例２の場合は、伝達歯車軸５が直接固定軸１に回転自在に嵌合され、その軸孔４１の出力歯車３側の端面において一対の係合突起４２（図７参照）が設けられる。また、出力歯車３の軸孔１４は固定軸１の外径より大きく形成され、その軸孔１４にクラッチケーシング４３の小径部４４が挿入される。小径部４４の先端部に設けられた一対の係合凹部４５が前記の係合突起４２に係合され、相互に回転方向に係合される。
【００３３】
前記のクラッチケーシング４３の大径部分が出力歯車３の外部に延び出し、その先端部の内部に第一の一方向クラッチ４が組み込まれ、蓋４６により閉鎖され、止め輪１５により抜け止めされる。
【００３４】
上記の実施例２の回転方向変換装置は以上のようなものであり、第一の一方向クラッチ４がクラッチケーシング４３を介して出力歯車３の外部に設けられた構成が相違するが、全体の作用、即ち回転方向変換作用は実施例１の場合と同様である。
【００３５】
実施例２の構成は第一の一方向クラッチ４を伝達歯車軸５の内部に組み込む必要がなく、外部から挿入されるクラッチケーシング４３に設けられるので、伝達歯車軸５の内部構造が簡単になる効果がある。その他の構成及び作用は実施例１の場合と同様である。
【００３６】
なお、クラッチケーシング４３を入力歯車２側の固定軸１に嵌合させ、入力歯車２の外部に突き出したクラッチケーシング４３に第一の一方向クラッチ４を設けた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１の断面図
【図２】同上の一部拡大断面図
【図３】（ａ）図２のＸ−Ｘ線の断面図、（ｂ）同じくＹ−Ｙ線の断面図
【図４】実施例１の分解斜視図
【図５】実施例１の作用を説明する断面図
【図６】実施例２の断面図
【図７】実施例２の分解斜視図
【符号の説明】
【００３８】
１ 固定軸
２ 入力歯車
３ 出力歯車
４ 第一の一方向クラッチ
５ 伝達歯車軸
６ 第二の一方向クラッチ
７ 伝達歯車
８ 傘歯車
９ 平歯車
１０ 軸孔
１１ 止め輪
１２ 傘歯車
１３ 平歯車
１４ 軸孔
１５ 止め輪
１６ 外環部材
１７ ポケット
１８ ころ
１９ 付勢ばね
２１ カム面
２２ 凹溝
２３ 横軸
２４ 縦軸
２５ スラスト軸受
２６ ポケット
２７ ころ
２８ 付勢ばね
２９ カム面
３０ 外環部材
３１ 蓋板
３２ 止め輪
３３ 傘歯車
３４ 止め輪
３５ 入力軸
３６ 入力部歯車
３７ 出力軸
３８ 出力部歯車
３９ 凹溝
４１ 軸孔
４２ 係合突起
４３ クラッチケーシング
４４ 小径部
４５ 係合凹部
４６ 蓋
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転方向の異なる駆動力が入力された場合にその回転方向を一定方向に変換して出力させる装置に関し、例えば、事務機器の紙詰まり解除機構等において使用される。
【背景技術】
【０００２】
事務機器の紙詰まり解除機構において、使用者が手動でハンドルを一定方向に回転操作させて紙詰まりを解除する場合に、そのハンドルの回転操作方向を矢印や警告文等により指示する必要がある。しかし、そのような指示を行っても使用者の利き腕の違い等により指示の方向と反対方向にハンドルを回転操作させることがあり得る。このような場合、回転方向の間違いを機構側で是正し正常に回転操作されたと同様の機能を果たすようにするため、従来からハンドルと紙送り機構との間に回転方向変換装置を介在させることが行われている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたものは、ケーシングの一端部に挿通された入力軸に同軸状態に嵌合された出力軸が第１の一方向クラッチを介して連結され、一つの回転伝達ルートが構成される。また、前記出力軸の周りにおいて入力側傘歯車、中間傘歯車、出力側傘歯車からなる歯車機構が設けられる。前記入力軸と入力側傘歯車との間に前記第１の一方向クラッチと方向性反対の第２の一方向クラッチが介在され、また、出力側傘歯車と出力軸との間に前記第２の一方向クラッチと方向性反対の第３の一方向クラッチが介在され、もう一つの回転伝達ルートが構成される。前記の中間傘歯車はケーシングの内部において回転自在に支持される。
【０００４】
上記の装置において入力軸に正回転が加えられると、前者の回転伝達ルートを経て正回転がそのまま伝達され出力軸を正回転させる。また、入力軸に逆回転が加えられると、後者の回転伝達ルートを経て、途中中間傘歯車の存在によって逆転され出力軸が正回転される。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたものは、入力軸と一体の入力歯車及びその入力軸に入力側一方向クラッチを介して設けられた入力側クラッチ歯車、中間軸と一体かつ前記入力歯車と噛み合った中間歯車及びその中間軸に中間一方向クラッチを介して設けられた中間クラッチ歯車、及び前記入力側クラッチ歯車と中間クラッチ歯車との間に介在された出力歯車からなる。入力軸に正回転が加えられると、入力側一方向クラッチがフリーとなって入力歯車、中間歯車、中間一方向クラッチ、中間クラッチ歯車、出力歯車の回転伝達ルートを経て出力歯車が正回転される。また、入力軸に逆回転が加えられると、入力側一方向クラッチがロックされ、入力側クラッチ歯車、出力歯車の回転伝達ルートを経て出力歯車が正回転される。
【特許文献１】特開２００４−０８４７８３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に開示されたものは、入力軸と出力軸が同軸状態に配置されるので、装置に組み込み易い利点があるが、ケーシングを必要とし、その内部に中間傘歯車を回転自在に取付ける構造がとられる点、また一方向クラッチが３個必要である点等から構造が複雑となり、組立てが困難である問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたものは、一方向クラッチは２個であるが、歯車の数が多く、これらの歯車を円滑に回転させるためにはケーシングに取付ける歯車軸の取付け精度を上げる必要があり、組立て作業に手間がかかる問題がある。
【０００８】
以上の点にかんがみ、この発明は、入力歯車、出力歯車、これらの歯車の間に介在される中間歯車を１本の固定軸上に配置することにより、ケーシングが不要で簡単な構造の回転方向変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、この発明に係る回転方向変換装置は、図１に示したように、固定軸１、その固定軸１上に対称形に設けられた傘歯車でなる入力歯車２と出力歯車３、前記入力歯車２と出力歯車３の間において前記固定軸１に第一の一方向クラッチ４を介して該固定軸１と直交状態に設けられた伝達歯車軸５、前記伝達歯車軸５に第二の一方向クラッチ６を介して回転自在に設けられた傘歯車でなる伝達歯車７からなり、前記伝達歯車７が前記入力歯車２と出力歯車３と噛み合い、前記第一及び第二の一方向クラッチ４、６の方向性が前記入力歯車２の回転方向を基準として逆に設定された構成とした。
【００１０】
上記構成の回転方向変換装置においては、図１に示したように、入力歯車２が正回転Ａの方向に回転され、伝達歯車７にその回転が伝達される。このとき第二の一方向クラッチ６がロックされる方向性を有するものとすると、第一の一方向クラッチ４はフリーとなるので伝達歯車７は自転することなく、第二の一方向クラッチ６及び伝達歯車軸５が入力歯車２と一体となって正回転Ａの方向に公転のみする。これと同時に伝達歯車７に噛み合った出力歯車３が正回転Ａの方向に回転する。逆に、図５に示したように、入力歯車２が逆回転Ｂの方向に回転されると、第二の一方向クラッチ６がフリーとなり伝達歯車７が自転する。これと同時に第一の一方向クラッチ４がロックするので、伝達歯車軸５は回転することなく伝達歯車７が自転のみする。その自転によって出力歯車３が正回転Ａの方向に回転される。
【００１１】
なお、前記の第一の一方向クラッチ４の装着構造として、図６に示したように、クラッチケーシング４３を前記固定軸１に回転自在に嵌合させるとともに入力歯車２又は出力歯車３に貫通させ、そのクラッチケーシング４３の内端部を前記伝達歯車軸５に係合させるとともに入力歯車２又は出力歯車３から外部に突き出した部分において前記第一の一方向クラッチ４を固定軸１の周りに装着した構成をとることもできる。この構成によっても、前述の場合と同様の作用を行わせることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のように、傘歯車でなる入力歯車と出力歯車及び伝達歯車軸を１本の固定軸上に回転自在に設け、前記伝達歯車軸に設けた傘歯車でなる伝達歯車を入力歯車と出力歯車に噛み合わせ、前記固定軸と伝達歯車軸との間に介在させた第一の一方向クラッチと、前記伝達歯車軸と伝達歯車との間に介在させた第二の一方向クラッチの方向性を逆に設定した構成であるので、伝達歯車を支持するケーシングが不要となり構造が簡単であり組み立て作業も容易になる。また、事務機器等への取り付けも、固定軸を取付けるだけの簡単な構造でよいので取付け作業が容易である。さらに、各部品が１本の固定軸に取付けられるため、これらの部品の同軸度が高くなるので、回転が円滑になる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明に係る回転方向変換装置の実施例１を図１から図５に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
実施例１の回転方向変換装置は、固定軸１、その固定軸１上に対称形に設けられた入力歯車２と出力歯車３、前記入力歯車２と出力歯車３の間において前記固定軸１に第一の一方向クラッチ４を介して該固定軸１と直交状態に設けられた伝達歯車軸５、前記伝達歯車軸５に第二の一方向クラッチ６を介して回転自在に設けられた伝達歯車７からなる。
【００１５】
前記の入力歯車２は、傘歯車８とその大径側に一体化された平歯車９とからなり、共通の軸孔１０が設けられる。その軸孔１０に固定軸１が挿通固定され、止め輪１１により抜け止めされる。出力歯車３は、入力歯車２と同一形状、同一サイズであり、傘歯車１２とその大径側に一体化された平歯車１３とからなり、その軸孔１４に固定軸１が挿通固定され、止め輪１５により抜け止めされる。
【００１６】
前記の入力歯車２と出力歯車３との間の固定軸１に第一の一方向クラッチ４が介在される。前記の入力歯車２と出力歯車３は第一の一方向クラッチ４を中心に左右対称形に配置固定される。
【００１７】
なお、ここでは入力歯車２の平歯車９側から見た右回転方向を図１において矢印Ａで示し、その回転方向を正回転Ａと称する。
【００１８】
前記の第一の一方向クラッチ４は、図２から図４に示したように、固定軸１に回転可能に嵌合された円筒状の外環部材１６と、その外環部材１６の内径面に設けられたポケット１７内に収納されたころ１８と付勢ばね１９とからなる。前記のポケット１７は周方向に所定の間隔をおいて複数個所に設けられ、図３（ａ）に示したように、その底面に一定の回転方向に傾斜したカム面２１を有する。カム面２１は、ころ１８の固定軸１に対する接点に引いた接線との間で一定のクサビ角θを形成する。このクサビ角θは、外環部材１６が前記の正回転Ａの方向に見た場合に狭小方向となり、その反対方向に見た場合は拡大方向となるように傾斜している。
【００１９】
前記の外環部材１６が正回転Ａの方向に回転した場合、ころ１８はクサビ角θの拡大方向へ移動してフリーとなり、また正回転Ａと逆方向（矢印で示した逆回転Ｂの方向）に回転した場合はころ１８は狭小方向に移動してロックする方向性を有する。付勢ばね１９はころ１８をクサビ角θの狭小方向に付勢し、ころ１９の作動の安定化を図る。前記の外環部材１６は、外径面に形成された軸方向の凹溝２２によって伝達歯車軸５の後述する横軸２３と一体化されている。
【００２０】
前記の伝達歯車軸５は、図２及び図４に示したように、前記外環部材１６の外径面に嵌合される円筒形の横軸２３と、その軸方向の中心において十字状に直交する方向に両側に突き出した縦軸２４、２４とからなる。横軸２３は前記の第一の一方向クラッチ４より軸方向に多少長く形成されており、その横軸２３の両端部内径面に含油軸受でなるスラスト軸受２５、２５が嵌合される。各スラスト軸受２５は前記第一の一方向クラッチ4の抜け出しを防止するとともに、前記傘歯車８、１２の小径側端面に当接され、潤滑剤を供給しながらスラスト力を受ける。
【００２１】
前記縦軸２４、２４のうち一方の縦軸２４の外径面に第二の一方向クラッチ６を介して傘歯車でなる伝達歯車７が設けられる。第二の一方向クラッチ６は、図２及び図３（ｂ）に示したように、縦軸２４に回転可能に嵌合された外環部材３０と、その外環部材３０の内径面に周方向に所定の間隔をおいて所要数設けられたポケット２６内に収納されたころ２７、及びポケット２６に収納された付勢ばね２８とからなる。
【００２２】
前記のポケット２６は、図３（ｂ）に示したように、その底面において一定の回転方向に傾斜したカム面２９を有する。カム面２９は、ころ２７の縦軸２４の接点に引いた接線との間で一定のクサビ角δを形成する。このクサビ角δは、外環部材３０が後述の回転Ａ’の方向に見た場合に拡大方向となるように傾斜している。外環部材３０が回転Ａ’の方向に回転した場合、ころ２７はクサビ角δの狭小方向へ移動してロックし、また回転Ａ’と逆方向（矢印で示した逆回転Ｂ’の方向）に回転した場合はころ２７は拡大方向に移動してフリーとなる方向性を有する。付勢ばね２８はころ２７をクサビ角δの狭小方向に付勢し、ころ２７の作動の安定化を図る。前記の外環部材３０は、外径面に形成された軸方向の凹溝３９によって伝達歯車７と一体化されている。
【００２３】
前記第二の一方向クラッチ６は環状の蓋板３１（図１、図２参照）によって伝達歯車７の内部に収納閉鎖され、伝達歯車７は縦軸２４に対し止め輪３２により抜け止めされる。前記の伝達歯車７は、前記入力歯車２の傘歯車８と噛み合い、また出力歯車３の傘歯車１２と噛み合う。
【００２４】
前記の「回転Ａ’」は、入力歯車２が正回転Ａの方向に回転した場合に、これに噛み合って伝達歯車７が自転する場合の回転方向をいうものとする。
【００２５】
図３（ａ）に示したように、第一の一方向クラッチ４は、入力歯車２が正回転Ａ方向に回転したとき、固定軸１に対して伝達歯車軸５の横軸２３と一体の外環部材１６が正回転Ａの方向に回転してフリーとなり、その反対の回転Ｂの方向に回転したときロックする方向性を有す。また、第二の一方向クラッチ６は、同様に入力歯車２が正回転Ａ方向に回転したとき、伝達歯車７と一体の外環部材３０が前記の回転Ａ’の方向に回転してロックし、その反対の回転Ｂ’の方向に回転したときフリーとなる方向性を有する。このように、入力歯車２の回転に追従して、第一の一方向クラッチ４がフリー状態にあるときは第二の一方向クラッチ６がロック状態にあり、また、前者がロック状態にあるとき後者はフリー状態にある関係になっているので、このような関係を入力歯車２の回転方向を基準として第一及び第二の一方向クラッチ４、６の方向性が逆に設定されていると称する。
【００２６】
なお、回転伝達の上からは、伝達歯車軸５の縦軸２４は１本だけ設け、その縦軸２４に第二の一方向クラッチ６を介して伝達歯車７を設けるだけでよいが、伝達歯車軸５の固定軸１周りの回転バランスを図る観点から、もう１本の縦軸２４を設けるとともに、その縦軸２４に伝達歯車７と同程度の重量をもったバランス用の傘歯車３３を回転自在に嵌合し、その傘歯車３３を入力歯車２と出力歯車３の各傘歯車８、１２に噛み合わせている。傘歯車３３は止め輪３４により抜け止めされる。
【００２７】
前記の入力歯車２に対する入力部として、この実施例１の場合は、図１に示したように、固定軸１と平行の入力軸３５をフレーム等の固定部分に回転自在に支持せしめ、その入力軸３５に入力部歯車３６を設け、これを前記入力歯車２の平歯車９に噛み合わせるようにしている。また、出力部として、同様の出力軸３７に出力部歯車３８を設け、前記出力歯車３の平歯車１３に噛み合わせるようにしている。
【００２８】
実施例１の回転方向変換装置は以上のようなものであり、次にその作用について説明する。
【００２９】
図１に示したように、前記の入力軸３５に回転Ｂが入力された場合、これと噛み合った入力歯車２が正回転Ａの方向に回転する。入力歯車２の正回転Ａにより、伝達歯車７に回転Ａ’が加えられる。これにより、第二の一方向クラッチ６はロックされるが、第一の一方向クラッチ４はフリーであるので、伝達歯車７は自転することなく、第二の一方向クラッチ６、バランス用の傘歯車３３及び伝達歯車軸５と共に入力歯車２と一体となって正回転Ａの方向に公転のみする。また、これと同時に、伝達歯車７に噛み合った出力歯車３も同方向に回転する。このようにして、出力軸３７に入力側と同方向の回転Ｂが伝達される。
【００３０】
次に、前記と反対に、図５に示したように、入力軸３５に正回転Ａが入力され、入力歯車２が逆回転Ｂの方向に回転すると、第二の一方向クラッチ６がフリーとなり、伝達歯車７が逆回転Ｂ’方向に自転する。これと同時に第一の一方向クラッチ４がロックするので、伝達歯車軸５は回転することなく、従って伝達歯車７とバランス用の傘歯車３３が自転のみする。その自転によって出力歯車３が正回転Ａの方向に回転され、出力部歯車３８、出力軸３７に入力軸３５と反対方向の逆回転Ｂが伝達される。
【００３１】
以上のように、実施例１の回転方向変換装置によれば、入力歯車２が正回転Ａ（入力部歯車３６が逆回転Ｂ）方向に回転した場合、又はその反対方向に回転した場合のいずれの場合においても、出力歯車３は正回転Ａ（出力部歯車３８が逆回転Ｂ）方向に回転されるので、入力側の回転方向の如何にかかわらず、出力側には常に一定方向の回転が伝達されることになる。
【実施例２】
【００３２】
前記の実施例１においては、第一の一方向クラッチ４が伝達歯車軸５の内部に組み込まれた構成であったが、図６及び図７に示した実施例２においては、第一の一方向クラッチ４を出力歯車３の外部に設けた構成としている。即ち、実施例２の場合は、伝達歯車軸５が直接固定軸１に回転自在に嵌合され、その軸孔４１の出力歯車３側の端面において一対の係合突起４２（図７参照）が設けられる。また、出力歯車３の軸孔１４は固定軸１の外径より大きく形成され、その軸孔１４にクラッチケーシング４３の小径部４４が挿入される。小径部４４の先端部に設けられた一対の係合凹部４５が前記の係合突起４２に係合され、相互に回転方向に係合される。
【００３３】
前記のクラッチケーシング４３の大径部分が出力歯車３の外部に延び出し、その先端部の内部に第一の一方向クラッチ４が組み込まれ、蓋４６により閉鎖され、止め輪１５により抜け止めされる。
【００３４】
上記の実施例２の回転方向変換装置は以上のようなものであり、第一の一方向クラッチ４がクラッチケーシング４３を介して出力歯車３の外部に設けられた構成が相違するが、全体の作用、即ち回転方向変換作用は実施例１の場合と同様である。
【００３５】
実施例２の構成は第一の一方向クラッチ４を伝達歯車軸５の内部に組み込む必要がなく、外部から挿入されるクラッチケーシング４３に設けられるので、伝達歯車軸５の内部構造が簡単になる効果がある。その他の構成及び作用は実施例１の場合と同様である。
【００３６】
なお、クラッチケーシング４３を入力歯車２側の固定軸１に嵌合させ、入力歯車２の外部に突き出したクラッチケーシング４３に第一の一方向クラッチ４を設けた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１の断面図
【図２】同上の一部拡大断面図
【図３】（ａ）図２のＸ−Ｘ線の断面図、（ｂ）同じくＹ−Ｙ線の断面図
【図４】実施例１の分解斜視図
【図５】実施例１の作用を説明する断面図
【図６】実施例２の断面図
【図７】実施例２の分解斜視図
【符号の説明】
【００３８】
１ 固定軸
２ 入力歯車
３ 出力歯車
４ 第一の一方向クラッチ
５ 伝達歯車軸
６ 第二の一方向クラッチ
７ 伝達歯車
８ 傘歯車
９ 平歯車
１０ 軸孔
１１ 止め輪
１２ 傘歯車
１３ 平歯車
１４ 軸孔
１５ 止め輪
１６ 外環部材
１７ ポケット
１８ ころ
１９ 付勢ばね
２１ カム面
２２ 凹溝
２３ 横軸
２４ 縦軸
２５ スラスト軸受
２６ ポケット
２７ ころ
２８ 付勢ばね
２９ カム面
３０ 外環部材
３１ 蓋板
３２ 止め輪
３３ 傘歯車
３４ 止め輪
３５ 入力軸
３６ 入力部歯車
３７ 出力軸
３８ 出力部歯車
３９ 凹溝
４１ 軸孔
４２ 係合突起
４３ クラッチケーシング
４４ 小径部
４５ 係合凹部
４６ 蓋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸（１）、その固定軸（１）上に対称形に設けられた傘歯車でなる入力歯車（２）と出力歯車（３）、前記入力歯車（２）と出力歯車（３）の間において前記固定軸（１）に第一の一方向クラッチ（４）を介して該固定軸（１）と直交状態に設けられた伝達歯車軸（５）、前記伝達歯車軸（５）に第二の一方向クラッチ（６）を介して回転自在に設けられた傘歯車でなる伝達歯車（７）からなり、前記伝達歯車（７）が前記入力歯車（２）と出力歯車（３）と噛み合い、前記第一及び第二の一方向クラッチ（４）（６）の方向性が前記入力歯車（２）の回転方向を基準として逆に設定されてなる回転方向変換装置。
【請求項２】
固定軸（１）、その固定軸（１）上に対称形に設けられた傘歯車でなる入力歯車（２）と出力歯車（３）、前記固定軸（１）に直交し、かつ該固定軸（１）に対して回転自在に設けられた伝達歯車軸（５）、前記固定軸（１）に回転自在に嵌合されると共に入力歯車（２）又は出力歯車（３）に貫通されたクラッチケーシング（４３）、前記固定軸（１）の周りにおいてクラッチケーシング（４３）内部に収納された第一の一方向クラッチ（４）、前記伝達歯車軸（５）に第二の一方向クラッチ（６）を介して回転自在に設けられた傘歯車でなる伝達歯車（７）からなり、前記クラッチケーシング（４３）の内端部を前記伝達歯車軸（５）に係合させるとともに入力歯車（２）又は出力歯車（３）から外部に突き出した部分において前記第一の一方向クラッチ（４）を装着し、前記伝達歯車（７）が前記入力歯車（２）と出力歯車（３）と噛み合い、前記第一及び第二の一方向クラッチ（４）（６）の方向性が前記入力歯車（２）の回転方向を基準として逆に設定されてなる回転方向変換装置。
【請求項３】
前記入力歯車（２）に対する入力部が、該入力歯車（２）の傘歯車（８）と一体の平歯車（９）、前記固定軸（１）と平行の入力軸（３５）、その入力軸（３５）に設けられた入力部歯車（３６）からなり、該入力部歯車（３６）が前記平歯車（９）と噛み合わされ、前記出力歯車（３）に対する出力部が、該出力歯車（３）の傘歯車（１２）と一体の平歯車（１３）、前記固定軸（１）と平行の出力軸（３７）、その出力軸（３７）に設けられた出力部歯車（３８）からなり、該出力部歯車（３８）が前記出力歯車（３）の平歯車（１３）と噛み合わされてなる請求項１又は２に記載の回転方向変換装置。
【請求項４】
前記伝達歯車軸（５）に前記伝達歯車（７）と固定軸（１）を基準にした対称位置にバランス用の傘歯車（３３）を回転自在に設けてなる請求項１から３のいずれかに記載の回転方向変換装置。
【請求項１】
固定軸（１）、その固定軸（１）上に対称形に設けられた傘歯車でなる入力歯車（２）と出力歯車（３）、前記入力歯車（２）と出力歯車（３）の間において前記固定軸（１）に第一の一方向クラッチ（４）を介して該固定軸（１）と直交状態に設けられた伝達歯車軸（５）、前記伝達歯車軸（５）に第二の一方向クラッチ（６）を介して回転自在に設けられた傘歯車でなる伝達歯車（７）からなり、前記伝達歯車（７）が前記入力歯車（２）と出力歯車（３）と噛み合い、前記第一及び第二の一方向クラッチ（４）（６）の方向性が前記入力歯車（２）の回転方向を基準として逆に設定されてなる回転方向変換装置。
【請求項２】
固定軸（１）、その固定軸（１）上に対称形に設けられた傘歯車でなる入力歯車（２）と出力歯車（３）、前記固定軸（１）に直交し、かつ該固定軸（１）に対して回転自在に設けられた伝達歯車軸（５）、前記固定軸（１）に回転自在に嵌合されると共に入力歯車（２）又は出力歯車（３）に貫通されたクラッチケーシング（４３）、前記固定軸（１）の周りにおいてクラッチケーシング（４３）内部に収納された第一の一方向クラッチ（４）、前記伝達歯車軸（５）に第二の一方向クラッチ（６）を介して回転自在に設けられた傘歯車でなる伝達歯車（７）からなり、前記クラッチケーシング（４３）の内端部を前記伝達歯車軸（５）に係合させるとともに入力歯車（２）又は出力歯車（３）から外部に突き出した部分において前記第一の一方向クラッチ（４）を装着し、前記伝達歯車（７）が前記入力歯車（２）と出力歯車（３）と噛み合い、前記第一及び第二の一方向クラッチ（４）（６）の方向性が前記入力歯車（２）の回転方向を基準として逆に設定されてなる回転方向変換装置。
【請求項３】
前記入力歯車（２）に対する入力部が、該入力歯車（２）の傘歯車（８）と一体の平歯車（９）、前記固定軸（１）と平行の入力軸（３５）、その入力軸（３５）に設けられた入力部歯車（３６）からなり、該入力部歯車（３６）が前記平歯車（９）と噛み合わされ、前記出力歯車（３）に対する出力部が、該出力歯車（３）の傘歯車（１２）と一体の平歯車（１３）、前記固定軸（１）と平行の出力軸（３７）、その出力軸（３７）に設けられた出力部歯車（３８）からなり、該出力部歯車（３８）が前記出力歯車（３）の平歯車（１３）と噛み合わされてなる請求項１又は２に記載の回転方向変換装置。
【請求項４】
前記伝達歯車軸（５）に前記伝達歯車（７）と固定軸（１）を基準にした対称位置にバランス用の傘歯車（３３）を回転自在に設けてなる請求項１から３のいずれかに記載の回転方向変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３３３１７８（Ｐ２００７−３３３１７８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６８８１２（Ｐ２００６−１６８８１２）
【出願日】平成１８年６月１９日（２００６．６．１９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１９日（２００６．６．１９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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