(57)【要約】【課題】部品点数が少なく簡単な構造で正逆両方向の回転出力が可能な逆転機構を提供することである。【解決手段】対向する入力部材１と出力部材２の傘歯車１ａ、２ａと噛み合う遊星傘歯車４を、入力部材１と出力部材２の同軸の固定軸３の回りに旋回可能な直交軸部材５に支持し、直交軸部材５に、出力部材２に内嵌され、固定軸３に外嵌される中間軸６を連結して、出力部材２と中間軸６の連結を入切する第１のクラッチ７ａと、中間軸６と固定軸３の連結を入切する第２のクラッチ７ｂとを設け、第１のクラッチ７ａを入、第２のクラッチ７ｂを切としたときに、出力部材２を入力部材１と同方向に正転させ、第１のクラッチ７ａを切、第２のクラッチ７ｂを入としたときに、出力部材２を逆転させるようにし、部品点数が少なく簡単な構造で正逆両方向の回転出力を得られるようにした。【選択図】図１
2008008444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転が入力される入力部材と出力部材とを、同軸の固定軸の回りに回転するように配設して、これらの入力部材と出力部材とに互いに対向する傘歯車を設け、これらの対向する傘歯車に少なくとも１つの遊星傘歯車を噛み合わせて、この遊星傘歯車を前記固定軸の回りに旋回可能な直交軸部材に設けられた固定軸と直交する直交軸部に回転自在に支持し、この直交軸部材に、前記出力部材に内嵌され、前記固定軸に外嵌された回転可能な中間軸を連結し、これらの出力部材と中間軸との連結を入切する第１のクラッチ手段と、中間軸と固定軸との連結を入切する第２のクラッチ手段とを設け、第１のクラッチ手段が入、第２のクラッチ手段が切とされたときに、前記出力部材を前記入力部材と同方向に正転させ、第１のクラッチ手段が切、第２のクラッチ手段が入とされたときに、前記出力部材を前記入力部材と逆方向に逆転させるようにした逆転機構。
【請求項２】
前記第１と第２のクラッチ手段が両方とも切とされたときに、前記出力部材に回転が伝達されないようにした請求項１に記載の逆転機構。
【請求項３】
前記第１のクラッチ手段を、前記出力部材と前記中間軸とに、互いに軸方向で隣接し、外径寸法が等しい等径部を設け、これらの出力部材と中間軸の等径部の外径面に差し渡して締まり嵌めしたコイルばねで出力部材と中間軸を連結し、このコイルばねの外径側にコイルばねの一端を係止したカラーを設けて、このカラーの回転を止める手段を設け、前記カラーの回転を止めたときに、前記締まり嵌めしたコイルばねが拡径して、前記出力部材と中間軸の連結が切となるものとした請求項１または２に記載の逆転機構。
【請求項４】
前記第２のクラッチ手段を、前記中間軸と前記固定軸とに、互いに軸方向で隣接し、外径寸法が等しい等径部を設け、これらの中間軸と固定軸の等径部の外径面に差し渡して締まり嵌めしたコイルばねで中間軸と固定軸を連結し、このコイルばねの外径側にコイルばねの一端を係止したカラーを設けて、このカラーの回転を止める手段を設け、前記カラーの回転を止めたときに、前記締まり嵌めしたコイルばねが拡径して、前記中間軸と固定軸の連結が切となるものとした請求項１乃至３のいずれかに記載の逆転機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力部材の回転を正逆両方向の回転に出力可能な逆転機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、多くの回転ローラが組み込まれた複写機やプリンタでは、両面印刷を行うために一部のローラをコンパクトな設計で正逆両方向に回転させることが要求されている。このような正逆両方向の回転出力が可能な逆転機構には、平歯車を組み合わせたものと、傘歯車を組み合わせたものとがあるが、平歯車を組み合わせたものは、入力軸と出力軸とを間隔を開けて平行に配設する必要があるので、コンパクトな設計ができない。また、傘歯車を組み合わせた一般的な逆転機構も、入力軸と出力軸とを直角に配設する必要があるので、コンパクトな設計ができない。
【０００３】
これに対して、入力部材と出力部材とを同軸上に配設して、傘歯車の組み合わせで出力部材を正逆両方向に回転させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたステアリングギヤボックスでは、入力軸（入力部材）と出力軸（出力部材）との間に、入力軸に外嵌した第１ボス（中間部材）を回転自在に配設し、入力軸と第１ボスとに対向させて設けた傘歯車に軸が固定された傘歯車を噛み合わせて、第１ボスを逆回転させるとともに、第１ボスに貫通させた入力軸に固定した第２ボスを正回転させ、これらの第１ボスまたは第２ボスと出力軸とを連結するスリーブを軸方向へシフトさせて、このスリーブのシフトによる各ボスとの連結の切替で出力軸を正逆両方向に回転させる逆転機構を採用している。なお、スリーブのシフト位置は、両方のボスを出力軸と連結せずに、出力軸を自由回転とする状態にも選択可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３９１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された逆転機構は、入力部材と出力部材が同軸上に配設されているが、入力部材と出力部材との間に逆転専用の中間部材を入力部材に外嵌して配設する必要があるので、この中間部材の配設と支持のために部品点数が多くなり、構造も複雑になる問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、部品点数が少なく簡単な構造で正逆両方向の回転出力が可能な逆転機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の逆転機構は、回転が入力される入力部材と出力部材とを、同軸の固定軸の回りに回転するように配設して、これらの入力部材と出力部材とに互いに対向する傘歯車を設け、これらの対向する傘歯車に少なくとも１つの遊星傘歯車を噛み合わせて、この遊星傘歯車を前記固定軸の回りに旋回可能な直交軸部材に設けられた固定軸と直交する直交軸部に回転自在に支持し、この直交軸部材に、前記出力部材に内嵌され、前記固定軸に外嵌された回転可能な中間軸を連結し、この中間軸と前記出力部材との連結を入切する第１のクラッチ手段と、中間軸と前記固定軸との連結を入切する第２のクラッチ手段とを設け、第１のクラッチ手段が入、第２のクラッチ手段が切とされたときに、前記出力部材を前記入力部材と同方向に正転させ、第１のクラッチ手段が切、第２のクラッチ手段が入とされたときに、前記出力部材を前記入力部材と逆方向に逆転させる構成を採用した。
【０００８】
すなわち、対向する入力部材と出力部材の傘歯車と噛み合う遊星傘歯車を、入力部材と出力部材と同軸の固定軸の回りに旋回可能な直交軸部材の直交軸部に支持し、この直交軸部材に、出力部材に内嵌され、固定軸に外嵌された回転可能な中間軸を連結し、これらの中間軸と出力部材との連結を入切する第１のクラッチ手段と、中間軸と固定軸との連結を入切する第２のクラッチ手段とを設けることにより、第１のクラッチ手段が入、第２のクラッチ手段が切とされたときは、直交軸部材に支持された遊星傘歯車を入力部材および出力部材と一体に固定軸の回りに公転させて、出力部材を入力部材と同方向に正転させ、第１のクラッチ手段が切、第２のクラッチ手段が入とされたときは、中間軸の回転停止で旋回を止められる直交軸部材の直交軸部の回りに遊星傘歯車を自転させて、出力部材を入力部材と逆方向に逆転させるようにし、部品点数が少なく簡単な構造で正逆両方向の回転出力が得られるようにした。
【０００９】
前記第１と第２のクラッチ手段を両方とも切としたときは、前記出力部材に回転が伝達されないようにすることができる。すなわち、第１と第２のクラッチ手段を両方とも切としたときは、直交軸部材が旋回するとともに、遊星傘歯車が直交軸部材の直交軸部の回りを自転するが、これらの旋回トルクと自転トルクは一般的に負荷トルクよりも小さいので、出力部材には回転が伝達されない。
【００１０】
前記第１のクラッチ手段を、前記出力部材と前記中間軸とに、互いに軸方向で隣接し、外径寸法が等しい等径部を設け、これらの出力部材と中間軸の等径部の外径面に差し渡して締まり嵌めしたコイルばねで出力部材と中間軸を連結し、このコイルばねの外径側にコイルばねの一端を係止したカラーを設けて、このカラーの回転を止める手段を設け、前記カラーの回転を止めたときに、前記締まり嵌めしたコイルばねが拡径して、前記出力部材と中間軸の連結が切となるものとすることにより、簡単でコンパクトな構成で第１のクラッチ手段を入切することができる。
【００１１】
前記第２のクラッチ手段を、前記中間軸と前記固定軸とに、互いに軸方向で隣接し、外径寸法が等しい等径部を設け、これらの中間軸と固定軸の等径部の外径面に差し渡して締まり嵌めしたコイルばねで中間軸と固定軸を連結し、このコイルばねの外径側にコイルばねの一端を係止したカラーを設けて、このカラーの回転を止める手段を設け、前記カラーの回転を止めたときに、前記締まり嵌めしたコイルばねが拡径して、前記中間軸と固定軸の連結が切となるものとすることにより、簡単でコンパクトな構成で第２のクラッチ手段を入切することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の逆転機構は、対向する入力部材と出力部材の傘歯車と噛み合う遊星傘歯車を、入力部材と出力部材と同軸の固定軸の回りに旋回可能な直交軸部材の直交軸部に支持し、この直交軸部材に、出力部材に内嵌され、固定軸に外嵌された回転可能な中間軸を連結し、これらの中間軸と出力部材との連結を入切する第１のクラッチ手段と、中間軸と固定軸との連結を入切する第２のクラッチ手段とを設けることにより、第１のクラッチ手段が入、第２のクラッチ手段が切とされたときは、直交軸部材に支持された遊星傘歯車を入力部材および出力部材と一体に固定軸の回りに公転させて、出力部材を入力部材と同方向に正転させ、第１のクラッチ手段が切、第２のクラッチ手段が入とされたときは、中間軸の回転停止で旋回を止められる直交軸部材の直交軸部の回りに遊星傘歯車を自転させて、出力部材を入力部材と逆方向に逆転させるようにしたので、部品点数が少なく簡単な構造で正逆両方向の回転出力が得ることができる。
【００１３】
前記第１と第２のクラッチ手段を両方とも切としたときは、出力部材に回転が伝達されないようにすることができる。
【００１４】
前記第１のクラッチ手段を、出力部材と中間軸とに、互いに軸方向で隣接し、外径寸法が等しい等径部を設け、これらの出力部材と中間軸の等径部の外径面に差し渡して締まり嵌めしたコイルばねで出力部材と中間軸を連結し、このコイルばねの外径側にコイルばねの一端を係止したカラーを設けて、このカラーの回転を止める手段を設け、カラーの回転を止めたときに、締まり嵌めしたコイルばねが拡径して、出力部材と中間軸の連結が切となるものとすることにより、簡単でコンパクトな構成で第１のクラッチ手段を入切することができる。
【００１５】
前記第２のクラッチ手段を、中間軸と固定軸とに、互いに軸方向で隣接し、外径寸法が等しい等径部を設け、これらの中間軸と固定軸の等径部の外径面に差し渡して締まり嵌めしたコイルばねで中間軸と固定軸を連結し、このコイルばねの外径側にコイルばねの一端を係止したカラーを設けて、このカラーの回転を止める手段を設け、カラーの回転を止めたときに、締まり嵌めしたコイルばねが拡径して、中間軸と固定軸の連結が切となるものとすることにより、簡単でコンパクトな構成で第２のクラッチ手段を入切することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この逆転機構は、図１および図２に示すように、入力部材１と出力部材２が同軸の固定軸３の回りに回転するように配設され、これらの入力部材１と出力部材２とに互いに対向するように設けられた傘歯車１ａ、２ａに２つの遊星傘歯車４が噛み合わされ、各遊星傘歯車４が、固定軸３と直交する直交軸部材５の直交軸部５ａに回転自在に支持されている。入力部材１と出力部材２の外径面には、それぞれ入力用の平歯車１ｂと出力用の平歯車２ｂが設けられ、駆動歯車２１から入力部材１に正回転が入力される。また、各平歯車１ｂ、２ｂには従動歯車２２ａ、２２ｂが噛み合わされ、従動歯車２２ａには正回転が出力され、従動歯車２２ｂには、後述するように、正逆両方向の回転が出力されるようになっている。
【００１７】
前記直交軸部材５の中心部には、固定軸３に旋回可能に外嵌される筒部５ｂが設けられ、先端が筒部５ｂの端面に凹凸部の嵌まり合いで連結された中間軸６が、回転可能に固定軸３に外嵌されるとともに出力部材２に内嵌されている。中間軸６の後端側は出力部材２の背面側に貫通し、出力部材２の背面側と、貫通した中間軸６の後端側とに、後述する第１のクラッチ７ａを構成するように、軸方向で互いに隣接し、外径寸法が等しい等径部２ｃ、６ｃが設けられている。また、固定軸３の後端側は中間軸６の後端側に貫通し、貫通した固定軸３の後端側に、後述する第２のクラッチ７ｂを構成するように、中間軸６の等径部６ｃと軸方向で隣接し、外径寸法が等しい等径部３ｃが設けられている。
【００１８】
前記第１のクラッチ７ａを構成する出力部材２と中間軸６の等径部２ｃ、６ｃの外径面と、第２のクラッチ７ｂを構成する中間軸６と固定軸３の等径部６ｃ、３ｃの外径面には、それぞれ出力部材２と中間軸６および中間軸６と固定軸３を連結するコイルばね８ａ、８ｂが差し渡されて締まり嵌めされ、各コイルばね８ａ、８ｂの外径側には、これらのコイルばね８ａ、８ｂを収納し、その一端を係止するカラー９ａ、９ｂが設けられている。  
【００１９】
また、前記各カラー９ａ、９ｂの外径面にはラチェット１０ａ、１０ｂが形成され、これらの半径方向外方には、それぞれソレノイド１１ａ、１１ｂのオン・オフによって半径方向に進退し、ラチェット１０ａ、１０ｂを回り止めする爪１２ａ、１２ｂが配設されており、爪１２ａ、１２ｂを前進させてラチェット１０ａ、１０ｂを回り止めすると、カラー９ａ、９ｂに一端を係止されたコイルばね８ａ、８ｂが拡径し、それぞれの締まり嵌めによる出力部材２と中間軸６の連結や、中間軸６と固定軸３の連結が切となるようになっている。
【００２０】
以下に、上述した逆転機構の作用を説明する。図３に示すように、前記第１のクラッチ７ａの爪１２ａを後退させて出力部材２と中間軸６の連結を入、第２のクラッチ７ｂの爪１２ｂを前進させてラチェット１０ｂを回り止めし、中間軸６と固定軸３の連結を切とすると、出力部材２と中間軸６が一体で回転し、中間軸６に連結された直交軸部材５も一体で旋回する。したがって、直交軸部材５に取り付けられた遊星傘歯車４は自転せずに固定軸３の回りを公転し、遊星傘歯車４と傘歯車１ａで噛み合う入力部材１も出力部材２および直交軸部材５と一体で回転して、出力部材２に正回転が出力される。
【００２１】
図４に示すように、前記第１のクラッチ７ａの爪１２ａを前進させてラチェット１０ａを回り止めし、出力部材２と中間軸６の連結を切、第２のクラッチ７ｂの爪１２ｂを後退させて中間軸６と固定軸３の連結を入とすると、中間軸６の回転が止められ、中間軸６に連結された直交軸部材５の旋回も止められる。したがって、この場合は、遊星傘歯車４が直交軸部材５の直交軸部５ａの回りを自転し、この遊星傘歯車４の自転によって、出力部材２に逆回転が出力される。
【００２２】
また、図５に示すように、前記第１と第２のクラッチ７ａ、７ｂの各爪１２ａ、１２ｂを前進させて各ラチェット１０ａ、１０ｂを回り止めし、出力部材２と中間軸６、および中間軸６と固定軸３の両方の連結を切とすると、入力部材１の回転に伴って、直交軸部材５が旋回するとともに、遊星傘歯車４が直交軸部材５の直交軸部５ａの回りを自転するが、これらの旋回トルクと自転トルクは一般的に負荷トルクよりも小さいので、出力部材２には回転が伝達されない。
【００２３】
上述した各実施形態では、直交軸部材に取り付ける遊星傘歯車の個数を２個としたが、遊星傘歯車の個数は１個とすることもでき、直交軸部材の軸部を十文字等の放射状に設けて、３個以上の遊星傘歯車を取り付けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】逆転機構の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の回転伝達機構部の分解斜視図
【図３】図１の逆転機構で正回転を出力する状態を示す縦断面図
【図４】図１の逆転機構で逆回転を出力する状態を示す縦断面図
【図５】図１の逆転機構で出力部材に回転を伝達しない状態を示す縦断面図
【符号の説明】
【００２５】
１  入力部材
２  出力部材
１ａ、２ａ  傘歯車
１ｂ、２ｂ  平歯車
２ｃ  等径部
３  固定軸
３ｃ  等径部
４  遊星傘歯車
５  直交軸部材
５ａ  直交軸部
５ｂ  筒部
６  中間軸
６ｃ  等径部
７ａ、７ｂ  クラッチ
８ａ、８ｂ  コイルばね
９ａ、９ｂ  カラー
１０ａ、１０ｂ  ラチェット
１１ａ、１１ｂ  ソレノイド
１２ａ、１２ｂ  爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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