(57)【要約】【課題】一対の一方向クラッチを組込んだ回転方向変換ユニットのコンパクト化を図ることである。【解決手段】入力軸２、中間軸３及び出力軸４を備え、前記入力軸２と中間軸３相互にかみ合う歯車５、７を取付け、前記入力軸２と中間軸３にそれぞれ方向性同一の一方向クラッチ１２、１２を介してクラッチ歯車６、８を取付け、前記出力軸４に取付けた出力歯車９を前記各クラッチ歯車６、８にかみ合わせ、前記各一方向クラッチ１２の内径面にそれぞれ前記入力軸２と中間軸３に対するラジアル軸受部２４、２４を設けた構成として、ラジアル軸受を軸方向に配置する場合に比べ、全体の軸方向の幅を短縮した。【選択図】  図４
2004162880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸とこれに平行な中間軸及び出力軸を備え、前記入力軸と中間軸に相互にかみ合う歯車を取付け、前記入力軸と中間軸にそれぞれ方向性同一の一方向クラッチを介してクラッチ歯車を取付け、前記出力軸に取付けた出力歯車を前記各クラッチ歯車にかみ合わせてなる回転方向変換ユニットにおいて、前記各一方向クラッチの内径面にそれぞれ前記入力軸と中間軸に対するラジアル軸受部を設けたことを特徴とする回転方向変換ユニット。
【請求項２】
前記の一方向クラッチは、その内径面にトルク伝達方向に狭小となる楔角を持った複数のポケットにころを収納したクラッチ部を有し、各クラッチ部相互間の内径面に前記のラジアル軸受部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転方向変換ユニット。
【請求項３】
前記一方向クラッチの軸方向の両端面を相互に対向したケーシングと入力歯車にそれぞれ接近させることにより、該一方向クラッチのころの抜け止めを図ったことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転方向変換ユニット。
【請求項４】
入力軸とこれに平行な中間軸及び出力軸を備え、前記入力軸と中間軸に相互にかみ合う歯車を取付け、前記入力軸と中間軸にそれぞれ方向性同一の一方向クラッチを介してクラッチ歯車を取付け、前記出力軸に取付けた出力歯車を前記各クラッチ歯車にかみ合わせてなる回転方向変換ユニットにおいて、前記一方向クラッチを前記入力軸及び中間軸の各クラッチ歯車との嵌合部に組込んで設けたことを特徴とする回転方向変換ユニット。
【請求項５】
前記の各一方向クラッチが、前記の入力軸及び中間軸に設けた欠円部とクラッチ歯車のボス部内径面との間にトルク伝達方向に狭小となる楔角をもった単一のころ収納部を設け、該ころ収納部にころを収納するとともに、該ころを楔角の狭小方向に付勢する付勢ばねを収納してなることを特徴とする請求項４に記載の回転方向変換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、回転方向の異なる駆動力が入力されても、一定方向の回転に変換して出力させる回転方向変換ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転方向の異なる駆動力が入力された場合に、一定方向の回転に変換して出力する装置の例として、一対の一方向クラッチを用いた回転方向変換ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。この回転方向変換ユニットは、左右一対の操作レバーを備えた車椅子に使用されるものであり、駆動軸に２個の一方向クラッチ付きプーリを軸方向に間隔をおいて取付け、駆動軸に対して直交方向に中間軸を設けるとともに、その中間軸に上下一対の中間プーリを取付け、各一方向クラッチ付きプーリと中間プーリとの間に無端のワイヤロープを掛けたものである。上記駆動軸の一端部に嵌合した操作レバーのボス部を前記一方のクラッチ付きプーリに係合させ、該操作レバーを前後方向に揺動させると、各クラッチ付きプーリが交互に駆動軸にロックして、駆動軸を同一方向に回転させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の回転方向変換装置は、周期的に回転方向が変化する揺動運動を入力した場合に、一対の一方向クラッチと無端のワイヤロープの作用により一定方向の回転に変換された出力を得ることができるが、一方向クラッチ相互が軸方向に間隔を置いて配置されていること、中間軸が出力軸に対して直交する方向に配置されていること、その中間軸に２個のプーリを上下に間隔をおいて取付けたものであること、無端のワイヤロープが必要なこと等により、コンパクト性に欠け、小型化が要求される機械器具には不向きなものである。
【０００４】
そこで、この発明は、一対の一方向クラッチを用いた回転方向変換ユニットのコンパクト化を図ることを課題とする。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−５２３７号公報（段落００１１、００１２、図６）
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明は、入力軸とこれに平行な中間軸及びこれらの軸に平行な出力軸を備え、前記入力軸と中間軸に相互にかみ合う歯車を取付け、前記入力軸と中間軸にそれぞれ方向性同一の一方向クラッチを介してクラッチ歯車を取付け、前記出力軸に取付けた出力歯車を前記各クラッチ歯車にかみ合わせてなる回転方向変換ユニットにおいて、前記各一方向クラッチの内径面にそれぞれ前記入力軸と中間軸に対するラジアル軸受部を設けた構成を採用した。
【０００７】
ここに、「入力軸とこれに平行な中間軸及びこれらの軸に平行な出力軸を備え、前記入力軸と中間軸に相互にかみ合う歯車を取付け、前記入力軸と中間軸にそれぞれ方向性同一の一方向クラッチを介してクラッチ歯車を取付け、前記出力軸に取付けた出力歯車を前記各クラッチ歯車にかみ合わせてなる回転方向変換ユニット」は、前記特許文献１のものに比べてはるかにコンパクト化された構造を備えたものであるが、本願の発明はさらに「前記各一方向クラッチの内径面にそれぞれ前記入力軸と中間軸に対するラジアル軸受部を設けた構成」を採用することにより、一方向クラッチの軸方向の前後においてラジアル軸受を設ける場合に比べ、軸方向のサイズを一層コンパクト化することができるものである。
【０００８】
前記の一方向クラッチは、その内径面にトルク伝達方向に狭小となる楔角を持った複数のポケットにころを収納したクラッチ部を有し、各クラッチ部相互間の内径面に前記のラジアル軸受部を設けた構成が一般的である。
【０００９】
さらに、前記一方向クラッチの軸方向の両端面を相互に対向したケーシングと入力歯車にそれぞれ接近させることにより、該一方向クラッチのころの抜け止めを図った構成を採用してもよい。
【００１０】
また、前記の課題を解決するためのその他の構成として、入力軸とこれに平行な中間軸及びこれらの軸に平行な出力軸を備え、前記入力軸と中間軸に相互にかみ合う歯車を取付け、前記入力軸と中間軸にそれぞれ方向性同一の一方向クラッチを介してクラッチ歯車を取付け、前記出力軸に取付けた出力歯車を前記各クラッチ歯車にかみ合わせてなる回転方向変換ユニットにおいて、前記一方向クラッチを各クラッチ歯車の入力軸及び中間軸の嵌合部に組込んで設けた構成を採用することができる。
【００１１】
前記の各一方向クラッチが、前記の入力軸及び中間軸に設けた欠円部とクラッチ歯車内径面との間にトルク伝達方向に狭小となる楔角をもった単一のころ収納部を設け、該ころ収納部にころを収納するとともに、該ころを楔角の狭小方向に付勢する付勢ばねを収納した構成を採ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１から図３に示した第１の実施の形態は、ケーシング１の対向壁間に入力軸２及びこれと平行な中間軸３と出力軸４が回転自在に支持される。入力軸２と中間軸３は上段において左右に配置され、出力軸４は下段において入力軸２と中間軸３の中間部に配置される。
【００１３】
入力軸２には、入力歯車５とクラッチ歯車６が軸方向に接近して嵌合される。また、中間軸３には中間歯車７とクラッチ歯車８が軸方向に接近して配置される。入力歯車５と中間歯車７は相互にかみ合う。また、出力軸４に出力歯車９が嵌合され、その出力歯車９が前記の各クラッチ歯車６、８とかみ合う。
【００１４】
クラッチ歯車６、８は、図１に示すように、そのボス部１１の内径面に方向性同一の一方向クラッチ１２、１２が該ボス部１１の内径面基準で一体に嵌合されている。各一方向クラッチ１２は、内径面に周方向に一定の間隔をおいて所要数のクラッチ部１３が設けられる。各クラッチ部１３相互間のクラッチ内径面１４と軸（入力軸２、中間軸３）との間にすき間がある。このようなすき間が生じるのは、各一方向クラッチ１２が前述のようにボス部１１の内径面に対し内径面基準で嵌合されたことによるものである。
【００１５】
前記の各クラッチ部１３は、入力軸２及び中間軸３の一定方向の回転（図示の場合矢印Ａで示した左回転）の方向に狭小となる楔角を有するポケット１５にころ１６を収納したものであり、そのポケット１５の一端部ところ１６との間に該ころ１５を楔角の狭小方向に付勢してクラッチ作用の確実性を図る付勢ばね１７が収納される。入力軸２及び中間軸３が左回転（矢印Ａ）すると、ころ１５が楔角の狭小方向にかみ込んでロックし、トルクの伝達を行う。逆に、右回転（矢印Ｂ）すると上記のロックが解除され、フリーとなってトルクの伝達が遮断される。
【００１６】
前記の各クラッチ歯車６、８のボス部１１には、図２に示すように、入力歯車５（中間歯車７）側に開放された凹部１８が軸（入力軸２、中間軸３）の周りにおいて設けられ、その凹部１８に前記の一方向クラッチ１２が収納される。凹部１８の開放面に蓋１９が嵌合され、その蓋１９の内径面及び該凹部１８の端面壁２１の内径面が、それぞれクラッチ歯車６、８のラジアル軸受部２２、２３となる。
【００１７】
なお、入力軸２の外径面に設けられた軸方向の平坦部３０は、入力歯車５及びモータ等の駆動装置を連結する場合の回り止め部である。
【００１８】
第１の実施の形態は以上のようなものであり、図１において入力軸２が左回転（矢印Ａ）すると、一方向クラッチ１２がロックしてクラッチ歯車６にトルクを伝達する。クラッチ歯車６にかみ合った出力歯車９の回転により出力軸４が右回転（矢印Ｂ）する。このとき、入力歯車５にかみ合った中間歯車７は右回転（矢印Ｂ）するため、その一方向クラッチ１２はフリーとなってクラッチ歯車８は空転する。
【００１９】
逆に、入力軸２が右回転（矢印Ｂ）すると、入力歯車５が同方向に回転し、これにかみ合った中間歯車７と中間軸３が左回転（矢印Ａ）する。これにより一方向クラッチ１２がロックし、クラッチ歯車８にトルクが伝達され、これにかみ合った出力歯車９、出力軸４が右回転（矢印Ｂ）する。
【００２０】
以上により、入力軸２が左右いずれの方向に回転しても出力軸４が右回転（矢印Ｂ）のみを行う。
【００２１】
次に、図４から図６に基づいて、第２の実施の形態を説明する。これらの図からも分かるように、この実施の形態は前記の第１の実施の形態と大部分が共通しているので、共通部分については重複した説明を避け、同一部分には同一符号を付して示すにとどめ、主として相違部分について説明する。
【００２２】
第１の相違点は、各クラッチ歯車６、８の一方向クラッチ１２が、前記の場合はボス部１１の内径面基準でその内径面に嵌合されていたので、各一方向クラッチ１２のクラッチ内径面１４と軸（入力軸２、中間軸３）との間にはすき間が存在した。しかし、この実施の形態においては、一方向クラッチ１２をその内径基準で軸に組み込むことにより、クラッチ内径面１４を軸に密着せしめ、その部分をもってラジアル軸受部２４としたものである。
【００２３】
このようなラジアル軸受部２４が各クラッチ部１３相互間に形成されるため、クラッチ歯車６、８に前記のような軸方向の幅に影響するラジアル軸受部２２、２３（図２参照）が不要となる。また、図５に示すように、一方向クラッチ１２の軸方向の両端面を、それぞれケーシング１と入力歯車５との間に、回転を阻害されない程度に密着又は接近させて介在することにより、一方向クラッチ１２のころ１６の軸方向への抜け出しを防止することができる。
【００２４】
以上のように、第２の実施形態の場合は、前述の凹部１８及び蓋１９が不要であることにより、蓋１９と端面壁２１の幅と実質的に等しい分だけ軸方向のサイズを縮小することができ、またころ１６の抜け止めを図ることができる。
【００２５】
なお、この第２の実施の形態の作用は、第１の実施の形態の場合と同様に、入力軸２が左右いずれの方向に回転しても出力軸４が右回転（矢印Ｂ）のみを行う。その作用の詳細は、前述の場合と同様であるので説明を省略する。
【００２６】
次に、図７から図９に基づいて、第３の実施の形態を説明する。図示のように、ケーシング１の対向壁間に入力軸２及びこれと平行な中間軸３と出力軸４が回転自在に支持される。入力軸２と中間軸３は上段において左右に配置され、出力軸４は下段において入力軸２と中間軸３の中間部に配置される。これらの構成は前記の各実施の形態と同様である。
【００２７】
入力軸２には、入力歯車５とクラッチ歯車６が軸方向に接近して嵌合される。また、中間軸３には中間歯車７とクラッチ歯車８が軸方向に接近して配置される。入力歯車５と中間歯車７は相互にかみ合う。また、出力軸４に出力歯車９が嵌合され、その出力歯車９が前記の各クラッチ歯車６、８とかみ合う。
【００２８】
各クラッチ歯車６、８は、図８、図９に示すように、歯部から入力歯車５（中間歯車７）側に突き出したボス部１１を有し、そのボス部１１が嵌合する入力軸２（中間軸３）にそれぞれ一方向クラッチ１２が設けられる。一方向クラッチ１２は、図８（ｂ）に示すように、入力軸２（中間軸３においても同じ、以下同様）のうちの、前記のボス部１１に嵌合する部分を含む中央部分からクラッチ歯車６の歯部側の端部までの間に欠円部２５が設けられる。欠円部２５は、該軸２の断面形状で見て優弧２ａの部分を切除して、劣弧２ｂの部分を残した形状をいい、残った劣弧２ｂの欠円形軸部２６の切除面は平坦面となっている。欠円形軸部２６の先端部に軸１２より大径の閉塞部材２７が嵌合される。この閉塞部材２７の内面に軸２と同径の軸部２８が設けられ、その軸部２８に前記の欠円形軸部２６に嵌合する欠円形穴２９が設けられる。
【００２９】
上記の閉塞部材２７をケーシング１の壁面に嵌合するとともに、欠円形軸部２６の先端部に嵌合した状態で、その欠円形軸部２６とボス部１１の内面との間で該入力軸２に単一のころ収納部３１が形成され、その内部に単一のころ３２が収納される。前記の欠円形軸部２６とボス部１１内面に対するころ３２の接触部分との間に、軸２の左回転（矢印Ａ）方向に狭小となる楔角αが形成され、その狭小側と反対側ところ３２との間に付勢ばね３３を介在し、ころ３２を楔角αの狭小方向に付勢するようにし、クラッチ作用の確実性を図っている。
【００３０】
上記構成の一方向クラッチ１２は、入力軸２の左回転（矢印Ａ）でころ３２が楔角α側にかみ込んでロックし、右回転（矢印Ｂ）でかみ込みが外れてフリーとなる。
【００３１】
第３の実施の形態は以上のようなものであり、図７において入力軸２が左回転（矢印Ａ）すると、一方向クラッチ１２がロックして入力歯車５にトルクを伝達する。入力歯車５にかみ合った出力歯車９の回転により出力軸４が右回転（矢印Ｂ）する。このとき、中間歯車７は右回転（矢印Ｂ）するため、その一方向クラッチ１２はフリーとなって、クラッチ歯車８は空転する。
【００３２】
逆に、入力軸２が右回転（矢印Ｂ）すると、入力歯車５が同方向に回転し、これにかみ合った中間歯車７と中間軸３が左回転（矢印Ａ）する。これにより一方向クラッチ１２がロックし、クラッチ歯車８にトルクが伝達され、これにかみ合った出力歯車９、出力軸４が右回転（矢印Ｂ）する。
【００３３】
以上により、前記の各実施の形態と同様に入力軸２が左右いずれの方向に回転しても出力軸４が右回転（矢印Ｂ）のみを行う。なお、前記の各実施の形態と比較して、第３の実施の形態の特徴は、一方向クラッチを入力軸２、中間軸３内に組込んだものであるため、回転方向変換ユニット全体として、径方向のサイズが大幅に小さくなる点である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明は一対の一方向クラッチを組込んだ回転方向変換ユニットにおいて、その一方向クラッチの内径面にラジアル軸受部を設けたことにより、軸方向の幅が短縮され、全体のコンパクト化を図ることができる。また、一方向クラッチの軸方向の両端面を相互に対向したケーシングと前記入力歯車にそれぞれ接近させることにより、該一方向クラッチのころの抜け止めを図ることができる。
【００３５】
さらに、各一方向クラッチを軸の内部に組込んだ構成をとることにより、全体の径方向のサイズが小さくなり、この点からも全体のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の断面図
【図２】図１のＸ−Ｘ線の断面図
【図３】図１のＹ−Ｙ線の断面図
【図４】第２の実施の形態の断面図
【図５】図４のＸ−Ｘ線の断面図
【図６】図４のＹ−Ｙ線の断面図
【図７】第３の実施の形態の断面図
【図８】（ａ）図７のＸ−Ｘ線の断面図
（ｂ）一方向クラッチ部分の分解斜視図
【図９】図７のＹ−Ｙ線の断面図
【符号の説明】
１  ケーシング
２  入力軸
３  中間軸
４  出力軸
５  入力歯車
６  クラッチ歯車
７  中間歯車
８  クラッチ歯車
９  出力歯車
１１  ボス部
１２  一方向クラッチ
１３  クラッチ部
１４  クラッチ内径面
１５  ポケット
１６  ころ
１７  付勢ばね
１８  凹部
１９  蓋
２１  端面壁
２２  ラジアル軸受部
２３  ラジアル軸受部
２４  ラジアル軸受部
２５  欠円部
２６  欠円形軸部
２７  閉塞部材
２８  軸部
２９  欠円形穴
３０  平坦部
３１  ころ収納部
３２  ころ
３３  付勢ばね
【図１】
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【図２】
2004162880.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004162880.tif 000008
【図７】
2004162880.tif 000009
【図８】
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【図９】
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