特許 6997865 ミクロトームのための回転方向変更装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-21

(45)【発行日】2022-01-18

(54)【発明の名称】ミクロトームのための回転方向変更装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/06 20060101AFI20220111BHJP

   F16H 1/02 20060101ALI20220111BHJP

【ＦＩ】

G01N1/06 E

F16H1/02

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020516453

(86)(22)【出願日】2017-09-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-12-24

(86)【国際出願番号】 CN2017104211

(87)【国際公開番号】W WO2019061225

(87)【国際公開日】2019-04-04

【審査請求日】2020-08-20

(73)【特許権者】

【識別番号】514210304

【氏名又は名称】ライカ マイクロシステムズ リミテッド シャンハイ

【氏名又は名称原語表記】Ｌｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｔｄ． Ｓｈａｎｇｈａｉ

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(72)【発明者】

【氏名】ジョウ、ガン

【審査官】高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０３８４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２７６７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００４７４６４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／００ － １／４４

Ｆ１６Ｈ １／００ －３７／１６

Ｆ１６Ｄ １１／００ －２３／１４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ミクロトームのための回転方向変更装置であって、
第１の固定位置に配置された第１のシャフトと、
前記第１のシャフトに回転不能に取り付けられた第１のギヤホイールと、
第１の方向で移動できる第２のシャフトと、
前記第２のシャフトに回転不能に取り付けられた第２のギヤホイールと、
前記第１の方向とは異なる第２の方向で移動できる第３のシャフトと、
前記第３のシャフトに回転不能に取り付けられた第３のギヤホイールと、
前記第２のギヤホイールが前記第３のギヤホイールとたえずかみ合っているように、前記第２のシャフト及び前記第３のシャフトを接続する第１の接続部材と、
を備え、
前記第２のギヤホイールが、前記第１のギヤホイールにより直接的にまたは間接的に駆動され、
前記第１のシャフトは入力シャフトとしての役割を果たし、前記第２のシャフトは出力シャフトとしての役割を果たすとともに前記第１の方向に直線的に移動でき、前記第３のシャフトは前記第２の方向に直線的に移動できる、
回転方向変更装置。

【請求項2】

前記回転方向変更装置が第１のかみ合い位置及び第２のかみ合い位置を有し、前記第１のかみ合い位置にあるときには、前記第３のギヤホイールが前記第１のギヤホイールと直接的にかみ合い、前記第２のギヤホイールが前記第３のギヤホイールを介して前記第１のギヤホイールと間接的にかみ合い、前記第２のかみ合い位置にあるときには、前記第３のギヤホイールが前記第１のギヤホイールから分離され、前記第２のギヤホイールが前記第１のギヤホイールと直接的にかみ合う、請求項１に記載の回転方向変更装置。

【請求項3】

前記第１の方向及び前記第２の方向が特定の角度にある、請求項１に記載の回転方向変更装置。

【請求項4】

前記第１の方向が前記第２の方向に対して垂直である、請求項３に記載の回転方向変更装置。

【請求項5】

前記第１の接続部材がストリッププレートとして構成され、２つのスルーホールが前記第１の接続部材の内に画成され、それぞれ前記第２のシャフト及び前記第３のシャフトと篏合され、前記２つのスルーホールが、前記第２のギヤホイールが前記第３のギヤホイールとたえずかみ合っているように事前に設定された距離にある、請求項１に記載の回転方向変更装置。

【請求項6】

第１の穴、第１のスロット、及び第２のスロットが画成された基部をさらに備え、前記第１のシャフトが前記第１の穴に篏合され、前記第１のスロットが前記第１の方向で延在し、前記第２のシャフトが前記第１のスロットの中で移動可能なように篏合され、前記第２のスロットが前記第２の方向で延在し、前記第３のシャフトが前記第２のスロットの中で移動可能なように篏合される、請求項１～５のいずれか１項に記載の回転方向変更装置。

【請求項7】

ベアリングをさらに備え、前記第１のシャフトが前記ベアリングを通して前記基部の第１の穴に篏合される、請求項６に記載の回転方向変更装置。

【請求項8】

前記第２のシャフトの上に固定して取り付けられたシャフトスリーブをさらに備え、前記第２のギヤホイールが前記シャフトスリーブを介して前記第２のシャフトに回転不能に取り付けられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の回転方向変更装置。

【請求項9】

前記第１のシャフトに接続されたハンドホイールをさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の回転方向変更装置。

【請求項10】

第２の固定位置に配置されたカムシャフトと、
前記カムシャフトに回転不能に取り付けられ、中心が前記カムシャフトの軸から偏位しているカムと、
前記第３のシャフトに接続された第１端、及び前記カムと係合した第２端を有する第２の接続部材と、
をさらに備え、
前記カムが、前記第２の接続部材を介して前記第３のシャフトを駆動して前記第２の方向で移動させる、請求項１～５のいずれか１項に記載の回転方向変更装置。

【請求項11】

前記カムが円形プレートとして構成され、半径方向で互いに向かい合った（半径方向の両サイドに）第１の係合面及び第２の係合面を有し、前記第１の係合面と前記カムシャフトの前記軸の間の距離が、前記第２の係合面と前記カムシャフトの前記軸の間の距離よりも小さい、請求項１０に記載の回転方向変更装置。

【請求項12】

前記第２の接続部材がストリッププレートとして構成され、その第１端に画成された取り付け穴と、その第２端に形成されたフランジと、前記取り付け穴と前記フランジとの間に画成され、前記第２の接続部材の長さ方向で延在する収容スロットとを有し、前記フランジの上面が、前記カムの前記第１の係合面または前記第２の係合面と係合するように構成され、前記取り付け穴が前記第３のシャフトと篏合され、前記カムシャフトが前記収容スロットを通過する、請求項１１に記載の回転方向変更装置。

【請求項13】

内部に第２の穴を有する基部をさらに備え、前記カムシャフトが前記第２の穴に篏合される、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の回転方向変更装置。

【請求項14】

第３の固定位置に配置された第１端、及び前記第３のシャフトに接続された、または前記第２の接続部材の前記第１端に接続された第２端を有する弾性部材をさらに備える、請求項１０に記載の回転方向変更装置。

【請求項15】

前記第３の固定位置に配置されたピンをさらに備え、前記弾性部材の前記第１端が前記ピンに固定される、請求項１４に記載の回転方向変更装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ミクロトームの技術分野に関し、特に、ミクロトームのための回転方向変更装置に関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術の回転式ミクロトームでは、切断ユニットは、少なくとも１つのハンドホイールを回転させることによって駆動される。一部のオペレータは、ハンドホイールを右回りに回転させることをより心地よく感じる。一方、一部の他のオペレータは、ハンドホイールを左回りに回転させることをより心地よく感じる。したがって、市場には２種類のミクロトームがあり、一方のハンドホイールは右回りに回転させる必要があるが、他方のハンドホイールは左回りに回転させる必要がある。消費者は、購入時に２つのオプションのうちの１つを選ばなければならない。技術者は、大がかりで退屈な修理を通してしか、購入後に回転方向を変更することができない。

【0003】

米国特許出願公報第２０１２／０６０６６４号は、回転の方向を逆転するための手段を有するミクロトームを開示する。ミクロトームは、固定位置に取り付けられ、ハンドホイールにより駆動可能な第１のシャフトを有し、当該第１のシャフト上には回転不能に取り付けられた第１のギヤホイールを有する。ミクロトームは、固定位置に取り付けられる第２のシャフトも有し、当該第２のシャフト上には回転不能に取り付けられた第２のギヤホイールを有する。第１のギヤホイール及び第２のギヤホイールは、第２のシャフトが第１のシャフトによって駆動され得るように、伝達ユニットを介して互いにカップル化される。伝達ユニットの第１の位置では、２本のシャフトは同一方向で回転可能である。一方、第２の変速機位置では、２本のシャフトは反対方向で回転可能である。

【0004】

中国特許出願公報第１０４４１６６０９号は、逆転装置付きのミクロトームを開示する。当該開示は、第１のシャフト、第１のギヤホイール、第２のシャフト、第２のギヤホイール、駆動ユニット、及び切り替えユニットを含むミクロトームを提供する。第１のシャフトは、固定位置に取り付けられ、ハンドホイールにより駆動できる。第１のギヤホイールは、第１のシャフトに回転不能に取り付けられる。第２のシャフトは、別の固定位置に取り付けられる。第２のギヤホイールは第２のシャフトに回転不能に取り付けられ、第１のギヤホイール及び第２のギヤホイールは、第２のシャフトが第１のシャフトによって駆動され得るように駆動ユニットを通して互いに接続される。切り替えユニットは、駆動ユニットを第１の位置と第２の位置の間で旋回式に切り替えるように構成される。駆動ユニットが第１の位置にあるとき、第１のシャフト及び第２のシャフトは同一方向で回転し、駆動ユニットが第２の位置にあるとき、第１のシャフト及び第２のシャフトは反対方向で回転する。駆動ユニットは、互いに係合する第１の中間ギヤ及び第２の中間ギヤを含む。第１の位置では、２本のシャフトは２つの中間ギヤの内の１つで接続され、第２の位置では、２本のシャフトは２つの中間ギヤで接続される。

【0005】

米国特許第７９００５４５号は、ミクロトームシャフトのシャフトのクランク駆動システムを開示し、クランク駆動システムは、第１のシャフト及び第２のシャフトを含む。第１のシャフトはクランクと一緒に回転可能であり、第１のトランスファギヤホイールを含む。第２のシャフトは、第２のトランスファギヤホイールを含む。第１のシャフトの回転は、第２のシャフトを回転させるために第１のトランスファギヤホイールから第２のトランスファギヤホイールに伝達可能である。ミクロトームにより、同じクランク駆動システムを用いて２つのそれぞれ反対に向けられた回転方向で試料を前進させるまたは下げることを可能にするために、クランク駆動システムは、第３のトランスファギヤホイールが設けられ、第１のトランスファギヤホイールが、第２のトランスファギヤホイールまたは第３のトランスファギヤホイールと選択自在に係合可能であることを特徴とする。したがって、結果として、第２のシャフトの回転方向が維持されると、第１のシャフトの回転方向は逆転できる。

【0006】

米国特許第７９６６９１７号は、レバー装置を有するミクロトームを説明し、ミクロトーム用のレバー装置は、第１のレバー及び第２のレバーを含む。第１のレバーは、第１の軸の回りに回転可能に取り付けられる。第２のレバーは、第２の軸の回りに回転可能に取り付けられる。一方のレバーは２つの誘導面を含み、他方のレバーは１つの誘導セグメントを含む。誘導セグメントは、第１の方向での第１のレバーの回転により第２のレバーがターゲット方向で回転し、第１の方向に対して反対方向での第１のレバーの回転により第２のレバーがターゲット方向で回転するように２つの誘導面と協働する。

【0007】

米国特許出願公報第２０１２／０６０６６４号及び中国特許出願公報第１０４４４６６０９号の技術的な解決策は、伝達するために少なくとも４つのギヤホイールを必要とし、結果として高い摩擦を生じさせ、ユーザーは変速機システムを駆動するために大きなトルクを必要とする。米国特許第７９００５４５号のクランク駆動システムは、複雑な構造を有する。米国特許第７９６６９１７号は、レバーの回転方向を変更するためにしか使用できず、シャフトの回転方向を変更するためには使用できない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】米国特許出願公報第２０１２／０６０６６４号

【文献】中国特許出願公報第１０４４１６６０９号

【文献】米国特許第７９００５４５号

【文献】米国特許第７９６６９１７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本開示は、関連技術における技術的な問題の少なくとも１つをある程度まで解決することを意図する。したがって、本開示の目的は、簡略な構造及び低い摩擦の利点を有するミクロトームのための回転方向変更装置を提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、第１の固定位置に配置された第１のシャフト、第１のシャフトに回転不能に取り付けられた第１のギヤホイール、第１の方向で移動できる第２のシャフト、第２のシャフトに回転不能に取り付けられた第２のギヤホイール、第２の方向で移動できる第３のシャフト、第３のシャフトに回転不能に取り付けられた第３のギヤホイール、及び第２のギヤホイールが第３のギヤホイールとたえずかみ合っているように第２のシャフト及び第３のシャフトを接続する第１の接続部材を含み、第２のギヤホイールは、第１のギヤホイールにより直接的にまたは間接的に駆動できる。

【0011】

本開示の一実施形態に係る回転方向変更装置では、第２のシャフト及び第３のシャフトを第１の接続部材を通して接続することによってだけではなく、第２のシャフトを第１の方向に沿って移動できるように配置し、第３のシャフトを第２の方向に沿って移動できるように配置することによって、回転方向変更装置は２つのかみ合い位置を実現し、それによって回転方向を変更する。したがって、回転方向変更装置は、簡略な構造及び低い摩擦の利点を有する。

【0012】

さらに、本開示の上記実施形態に係る回転方向変更装置は、以下の追加の技術的特徴を含んでもよい。

【0013】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は第１のかみ合い位置及び第２のかみ合い位置を有し、第１のかみ合い位置にあるとき、第３のギヤホイールは第１のギヤホイールと直接的にかみ合い、第２のギヤホイールは第３のギヤホイールを通して第１のギヤホイールと間接的にかみ合う。第２のかみ合い位置にあるとき、第３のギヤホイールは第１のギヤホイールから分離され、第２のギヤホイールは第１のギヤホイールと直接的にかみ合う。

【0014】

本開示の一実施形態によれば、第１の方向及び第２の方向は特定の角度にある。

【0015】

本開示の一実施形態によれば、第１の方向は第２の方向に対して垂直である。したがって、第２のシャフトの移動と第３のシャフトの移動との間の干渉が回避される。

【0016】

本開示の一実施形態によれば、第１の接続部材はストリッププレートとして構成され、２つのスルーホールが第１の接続部材の内に画成され、それぞれ第２のシャフト及び第３のシャフトと篏合される。２つのスルーホールは、第２のギヤホイールが第３のギヤホイールとたえずかみ合っているように事前に設定された距離にある。したがって、第１の接続部材は簡略な構造を有し、加工しやすい。

【0017】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、第１の穴、第１のスロット、及び第２のスロットが画成された基部をさらに含み、第１のシャフトは第１の穴に篏合され、第１のスロットは第１の方向で延在し、第２のシャフトは第１のスロットの中で移動可能なように篏合され、第２のスロットは第２の方向で延在し、第３のシャフトは第２のスロットの中で移動可能なように篏合され、このことにより、各構成要素の取り付けが容易になる。

【0018】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置はベアリングをさらに含み、第１のシャフトがベアリングを通して基部の第１の穴に篏合される。したがって、第１のシャフトの回転精度が保証される。

【0019】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、第２のシャフトの上に固定して取り付けられたシャフトスリーブをさらに含み、第２のギヤホイールはシャフトスリーブを通して第２のシャフトに回転不能に取り付けられる。したがって、第２のシャフトの強度を強化しつつ、第１の接続部材を通る第２のシャフトと第３のシャフトとの間の接続を容易にすることができる。

【0020】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、第１のシャフトに接続されたハンドホイールをさらに含む。したがって、第２のシャフトを同一方向に回転させるために、ユーザーは、ハンドホイールを操作して第１のシャフトを異なる方向で駆動することができ、これにより、操作は柔軟になり、使用の快適さが改善する。

【0021】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、第２の固定位置に配置されたカムシャフトと、カムシャフトに回転不能に取り付けられ、中心がカムシャフトの軸から偏位しているカムと、第３のシャフトに接続された第１端及びカムと係合した第２端を有する第２の接続部材とをさらに含み、カムは第２の接続部材を介して第３のシャフトを駆動して第２の方向で移動させる。したがって、回転方向変更装置は、カムを操作することによって第１のかみ合い位置と第２のかみ合い位置の間で切り替えることができ、ユーザーの操作トルクは小さい。

【0022】

本開示の一実施形態によれば、カムは円形プレートとして構成され、半径方向で互いに向かい合った（半径方向の両サイドに）第１の係合面及び第２の係合面を有し、第１の係合面とカムシャフトの軸の間の距離は、第２の係合面とカムシャフトの軸の間の距離よりも小さい。したがって、カムは、第１のカム位置及び第２のカム位置を画定し、それによって回転方向変更装置の第１のかみ合い位置及び第２のかみ合い位置をさらに画定できる。

【0023】

本開示の一実施形態によれば、第２の接続部材はストリッププレートとして構成され、その第１端に画成された取り付け穴、その第２端に形成されたフランジ、及び取り付け穴とフランジとの間に画成され、第２の接続部材の長さ方向で延在する収容スロットを有し、フランジの上面は、カムの第１の係合面または第２の係合面と係合するように構成され、取り付け穴は第３のシャフトと篏合され、カムシャフトは収容スロットを通過する。したがって、第２の接続部材は簡略な構造を有し、加工しやすい。

【0024】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、内部にカムシャフトが第２の穴に篏合される第２の穴を有する基部をさらに含む。

【0025】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、第３の固定位置に配置された第１端、及び第３のシャフトに接続された、または第２の接続部材の第１端に接続された第２端を有する弾性部材をさらに含む。したがって、弾性部材は第２の接続部材に作用し、これにより第２の接続部材の第２端はカムとたえずかみ合っている。したがって、カムが誤って移動するのを防ぎ、また第２のシャフト及び第３のシャフトが誤って移動するのを防ぐように、カムを第１のカム位置または第２のカム位置に維持することができる。

【0026】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、弾性部材の第１端がピンに固定される第３の固定位置に配置されたピンも含み、このことにより弾性部材の固定が容易になる。

【0027】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、直線的に移動できる回転シャフトと、第１の固定位置に配置されたカムシャフトと、カムシャフトに回転不能に取り付けられたカムであって、カムの中心がカムシャフトの軸から偏位しているカムと、回転シャフトに接続された第１端、及びカムと係合した第２端を有する伝達部材とを含み、カムは伝達部材を通して直線的に移動するために回転シャフトを駆動できる。

【0028】

本開示の一実施形態に係る回転方向変更装置では、カムシャフト及び回転シャフトは伝達部材を使用することによって接続され、これによりカムは伝達部材を通して直線的に移動するために回転シャフトを駆動できる。 このようにしてユーザーは、カムを通して回転方向変更装置を操作し得、ユーザーの操作トルクは小さい。

【0029】

本開示の一実施形態によれば、カムは円形プレートとして構成され、半径方向で互いに向かい合った第１の係合面及び第２の係合面を有する。第１の係合面とカムシャフトの軸の間の距離は、第２の係合面とカムシャフトの軸の間の距離よりも小さい。したがって、カムは、第１のカム位置または第２のカム位置を定義できる。

【0030】

本開示の一実施形態によれば、伝達部材はストリッププレートとして構成され、その第１端に画成された取り付け穴、その第２端に形成されたフランジ、及び取り付け穴とフランジとの間に画成され、伝達部材の長さ方向で延在する収容スロットを有する。フランジの上面は、カムの第１の係合面または第２の係合面と係合するように構成され、取り付け穴は回転シャフトと篏合され、カムシャフトは収容スロットを通過する。したがって、第２の接続部材は簡略な構造を有し、加工しやすい。

【0031】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、第２の固定位置に配置された第１端、及び回転シャフトに接続された、または伝達部材の第１端に接続された第２端を有する弾性部材も含む。したがって、弾性部材は第２の接続部材に作用し、これにより第２の接続部材の第２端はカムとたえずかみ合っている。したがって、カムが誤って移動するのを防ぎ、また第２のシャフト及び第３のシャフトが誤って移動するのを防ぐように、カムを第１のカム位置または第２のカム位置に維持することができる。

【0032】

本開示の一実施形態によれば、回転方向変更装置は、弾性部材の第１端がピンに固定される第２の固定位置に配置されたピンも含み、このことにより弾性部材の固定が容易になる。

【0033】

本開示のさらなる態様及び利点は、以下の説明に部分的に示すとともに、その説明から一部が明らかになるか、または本開示の実施形態を実施することによって認識することができる。

【0034】

本開示の他の態様及び利点が以下に記載され、実施形態に基づいて添付の図面を参照しつつより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本開示の一実施形態に係る第１のかみ合い位置にある回転方向変更装置の斜視図である。

【図2】本開示の一実施形態に係る第２のかみ合い位置にある回転方向変更装置の斜視図である。

【図3】本開示の一実施形態に係る回転方向変更装置の分解図を示す。

【図4】基部が取り除かれている、本開示の一実施形態に係る第１のかみ合い位置にある回転方向変更装置の斜視図である。

【図5】基部、弾性部材、及びピン部材が取り除かれている、本開示の一実施形態に係る第１のかみ合い位置にある回転方向変更装置の斜視図である。

【図6】基部が取り除かれている、本開示の一実施形態に係る第２のかみ合い位置にある回転方向変更装置の斜視図である。

【図7】基部、弾性部材、及びピン部材が取り除かれている、本開示の一実施形態に係る第２のかみ合い位置にある回転方向変更装置の斜視図である。

【図8】本開示の別の実施形態に係る第１の休止位置にある回転方向変更装置の斜視図である。

【図9】本開示の別の実施形態に係る第２の休止位置にある回転方向変更装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

本開示の好ましい実施形態は、添付の図面を参照して以下に説明される。本明細書で使用する用語「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」及び類似表現が、本開示の制限のためではなく、説明のためだけに使用されることに留意されたい。

【0037】

図１～図９では、直交ＸＹＺ軸は説明の便宜のため、及び方向を決定するために示されている。Ｘ軸の正の方向は前方方向であり、Ｘ軸の負の方向は後方方向である。Ｙ軸の正の方向は右方向であり、Ｙ軸の負の方向は左方向である（左右方向は、第１の方向の例である）。Ｚ軸の正の方向は上方向であり、Ｚ軸の負の方向は下方向である（上下方向は第２の方向の例である）。

【0038】

本開示は、第１の固定位置に配置された第１のシャフト、第１のシャフトに回転不能に取り付けられた第１のギヤホイール、第１の方向で移動できる第２のシャフト、第２のシャフトに回転不能に取り付けられた第２のギヤホイール、第２の方向で移動できる第３のシャフト、第３のシャフトに回転不能に取り付けられた第３のギヤホイール、及び第１の接続部材を含む、ミクロトームのための回転方向変更装置に関する。第１の接続部材は、第２のギヤホイールは第３のギヤホイールとたえずかみ合うように第２のシャフト及び第３のシャフトを接続する。第２のギヤホイールは、第１のギヤホイールにより直接的にまたは間接的に駆動できる。

【0039】

本開示の実施形態に係る回転方向変更装置１００は、添付の図面を参照して以下に説明される。

【0040】

図１は、本開示の一実施形態に係る第１のかみ合い位置にある回転方向変更装置１００の斜視図を示す。回転方向変更装置１００は、（第１のシャフトの例としての）入力シャフト１１０、（第２のシャフトの例としての）出力シャフト１２０、（第３のシャフトの例としての）中間シャフト１３０、及び第１の接続部材１４０を含む。入力シャフト１１０は、入力シャフト１１０に回転不能に取り付けられた第１のギヤホイール１１２を有し、出力シャフト１２０は、出力シャフト１２０に回転不能に取り付けられた第２のギヤホイール１２２を有する。中間シャフト１３０は、中間シャフト１３０に回転不能に取り付けられた第３のギヤホイール１３２を有する。入力シャフト１１０の位置は固定され、出力シャフト１２０は左右方向で移動でき、中間シャフト１３０は上下方向で移動できる。第１の接続部材１４０は、出力シャフト１２０及び中間シャフト１３０を接続するために使用される。第１の接続部材１４０は、第２のギヤホイール１２２及び第３のギヤホイール１３２がたえずかみ合うように、出力シャフト１２０及び中間シャフト１３０のそれぞれに対して回転可能である。そのため、第２のギヤホイール１２２は、第１のギヤホイール１１２により直接的にまたは間接的に駆動できる。

【0041】

本明細書では、用語「位置が固定される」とは、部材が固定位置に配置され、移動することができないことを言及することに留意されたい。さらに、必要に応じて、本明細書中の異なる部材の固定位置は同じである場合もあれば、異なる場合もあり得る。

【0042】

図１に示すように第１の方向は第２の方向に垂直であるが、必ずしも第１の方向が第２の方向に垂直である必要はなく、つまり第１の方向と第２の方向との間に所定の角度が存在することが関連技術分野の当業者により理解されるべきである。

【0043】

また、回転方向変更装置１００は、カムシャフト１５０及び第２の接続部材１６０を含んでもよい。カムシャフト１５０は、カムシャフト１５０に回転不能に取り付けられたカム１５２を有し、カム１５２の中心は、カムシャフト１５０の軸から偏位している。カムシャフト１５０の位置は固定されている。第２の接続部材１６０の第１端は中間シャフト１３０に接続され、カムシャフト１５０のカム１５２が第２の接続部材１６０を介して中間シャフト１３０を駆動して左右方向［sic, 上下方向］に移動させ得るように、第２の接続部材１６０の第２端はカムシャフト１５０上のカム１５２と係合している。カム１５２は、第１のカム位置または第２のカム位置を有する。回転方向変更装置１００が第１のかみ合い位置と第２のかみ合い位置との間で切り替わるように、第１のカム位置及び第２のカム位置は、カム１５２を所定の角度回転させることにより互いに切り替えられ得る。図１に示すように、カム１５２は第１のカム位置にあり、回転方向変更装置１００は対応して第１のかみ合い位置にある。

【0044】

また、回転方向変更装置１００は、弾性部材１７０を含んでもよい。弾性部材１７０が第２の接続部材１６０に作用して第２の接続部材１６０の第２端がカム１５２とたえず係合するように、弾性部材１７０の第１端の位置は固定され、その第２端は中間シャフト１３０に接続される。つまり、カム１５２が誤って移動するのを防ぐため、また第２の出力シャフト１２０及び第３の中間シャフト１３０が誤って移動するのを防ぐために、カム１５２は第１のカム位置または第２のカム位置に維持される。図１に示す弾性部材１７０の第２端は中間シャフト１３０に接続されているが、弾性部材１７０の第２端は他の位置にも接続され得ることが関連技術分野の当業者により理解されるべきである。例えば、弾性部材１７０の第２端は、第２の接続部材１６０の第１端に接続されてもよい。

【0045】

また、回転方向変更装置１００は、基部１８０を含んでもよい。入力シャフト１１０は基部１８０に取り付けられ、その位置は固定される。出力シャフト１２０は基部１８０に取り付けられ、基部１８０に対して左右方向で移動できる。中間シャフト１３０は基部１８０に取り付けられ、基部１８０に対して上下方向で移動できる。カムシャフト１５０は基部１８０に取り付けられ、その位置は固定され、弾性部材１７０の第１端は基部１８０に固定して接続される。

【0046】

図２は、本開示の一実施形態に係る第２のかみ合い位置にある回転方向変更装置１００の斜視図を示す。カム１５２は第２のカム位置にあり、回転方向変更装置１００は対応して第２のかみ合い位置にある。

【0047】

図３は、本開示の一実施形態に係る回転方向変更装置１００の分解図を示す。第１の接続部材１４０はストリッププレートとして構成され、２つのスルーホール１４２が画成される。第１の接続部材１４０が出力シャフト１２０及び中間シャフト１３０の各々に対して回転可能なように、２つのスルーホール１４２がそれぞれ出力シャフト１２０及び中間シャフト１３０と篏合される。第２のギヤホイール１２２及び第３のギヤホイール１３２はたえずかみ合うように、２つのスルーホール１４２は事前に設定された距離にある。

【0048】

カム１５２は、実質的に円形プレートとして構成され、半径方向で互いに向かい合った（半径方向の両サイドに）第１の係合面１５２１及び第２の係合面１５２２を有する。第１の係合面１５２１とカムシャフト１５０の軸の間の距離は、第２の係合面１５２２とカムシャフト１５０の軸の間の距離よりも小さい。第２の接続部材１６０はストリッププレートとして構成され、その第１端に画成された取り付け穴１６２、その第２端に形成されたフランジ１６６、及び取り付け穴１６２とフランジ１６６との間に画成され、第２の接続部材１６０の長さ方向で延在する収容スロット１６４を有する。フランジ１６６の上面は、カム１５２の第１の係合面１５２１または第２の係合面１５２２と係合するために使用され、それによりそれぞれカム１５２の第１のカム位置及び第２のカム位置を規定する。カム１５２が中間シャフト１３０を駆動して移動させることができるように、取り付け穴１６２は中間シャフト１３０と篏合される。カム１５２が第１のカム位置と第２のカム位置の間で変位した時に、第２の接続部材１６０がカムシャフト１５０に対して移動可能なように、カムシャフト１５０は収容スロット１６４を通過している。

【0049】

基部１８０は、第１の穴１８２、第１のスロット１８４、第２のスロット１８６、及び第２の穴１８８を有する。入力シャフト１１０は、入力シャフト１１０を基部１８０に取り付けた際にその位置が固定されるように、第１の穴１８２に篏合される。第１のスロット１８４は左右方向で延在し、出力シャフト１２０は、基部１８０に取り付けた際に第１のスロット１８４内を基部１８０に対して左右方向で移動できるように篏合される。第２のスロット１８６は上下方向で延在し、中間シャフト１３０は、基部１８０に取り付けた際に第２のスロット１８６内を基部１８０に対して上下方向で移動できるように篏合される。カムシャフト１５０は、カムシャフト１５０を基部１８０に取り付けた際にその位置が固定されるように、第２の穴１８８に篏合される。さらに、第１の穴１８２、第２のスロット１８６、及び第２の穴１８８は上下方向で整列し、第２のスロット１８６は第１の穴１８２と第２の穴１８８の間に位置する。第１の穴１８２、第２のスロット１８６、及び第２の穴１８８が上下方向で整列しなくても良いことが関連技術分野の当業者により理解されるべきである。例えば、第２の穴１８８が上下方向で第１の穴１８２及び第２のスロット１８６と整列しない場合には、第２の接続部材１６０の長さ方向及び上下方向が所定の角度になる。

【0050】

また、回転方向変更装置１００はピン１７２を含んでもよく、ピン１７２の位置は固定される。弾性部材１７０の第１端は、ピン１７２に固定して接続される。基部１８０は、止め穴１８９を有する。弾性部材１７０の第１端がピン１７２を介して基部１８０に固定して接続されるように、ピン１７２は止め穴１８９に固定して篏合される。一部の実施形態では、ピン１７２は基部１８０と一体的に形成されてよい。

【0051】

ある実施形態では、回転方向変更装置１００は、ベアリング１１４を含んでもよい。入力シャフト１１０は、入力シャフト１１０の回転精度を保証するためにベアリング１１４を通して第１の穴１８２に篏合される。

【0052】

ある実施形態では、回転方向変更装置１００は、シャフトスリーブ１２４を含んでもよい。シャフトスリーブ１２４は、出力シャフト１２０の上に固定して取り付けられ、第２のギヤホイール１２２はシャフトスリーブ１２４を介して出力シャフト１２０に回転不能に取り付けられる。このようにして、第２のシャフト１２０の強度を強化しつつ、第１の接続部材１４０と中間シャフト１３０の間の接続を容易にすることができる。

【0053】

本開示の一実施形態に係る回転方向変更装置１００の作動プロセスを、図４～図７を参照して以下に説明する。

【0054】

図４は、基部１８０が取り除かれている、本開示の一実施形態に係る第１のかみ合い位置にある回転方向変更装置１００の斜視図を示す。図５は、基部１８０、弾性部材１７０、及びピン１７２が取り除かれている、本開示の一実施形態に係る第１のかみ合い位置にある回転方向変更装置１００の斜視図である。回転方向変更装置１００が第１のかみ合い位置にあるとき、弾性部材１７０の作用の下で、カム１５２の第１の係合面１５２１は、第２の接続部材１６０のフランジ１６６の上面と係合する。つまり、カム１５２は、第１のカム位置にある。第３のギヤホイール１３２は第１のギヤホイール１１２と直接的にかみ合い、第２のギヤホイール１２２は第１のギヤホイール１１２から分離される。第２のギヤホイール１２２は第３のギヤホイール１３２とたえずかみ合っているので、第２のギヤホイール１２２は第３のギヤホイール１３２を通して第１のギヤホイール１１２と間接的にかみ合う。したがって、入力シャフト１１０が図５に示す方向で右回りに回転するとき、出力シャフト１２０は同じ方向で回転する。

【0055】

カム１５２が第１のカム位置から第２のカム位置へとある角度回転すると、カム１５２の周面は第２の接続部材１６０のフランジ１６６の上面と係合し、第２の接続部材１６０のフランジ１６６の上面とカムシャフト１５０の軸の間の距離は徐々に増加し、これにより第２の接続部材１６０はカムシャフト１５０に対し相対的に下方に移動する。カム１５２の第２の係合面１５２２が第２の接続部材１６０のフランジ１６６の上面と係合するまで、中間シャフト１３０は第２の接続部材１６０により駆動されて第２のスロット１８６に沿って下方に移動して、第３のギヤホイール１３２を第１のギヤホイール１１２から徐々に分離させ、そして（同時に）中間シャフト１３０は、第１の接続部材１４０を介して出力シャフト１２０を第１のスロット１８４に沿って右方向に移動させて、第２のギヤホイール１２２を第１のギヤホイール１１２に徐々に近づける。つまり、カム１５２が第２のカム位置になると、第２のギヤホイール１２２は第１のギヤホイール１１２とかみ合う。つまり、回転方向変更装置１００は第２のかみ合い位置になる。

【0056】

図６は、基部１８０が取り除かれている、本開示の一実施形態に係る第２のかみ合い位置にある回転方向変更装置１００の斜視図を示す。図７は、基部１８０、弾性部材１７０、及びピン１７２が取り除かれている、本開示の一実施形態に係る第２のかみ合い位置にある回転方向変更装置１００の斜視図である。回転方向変更装置１００が第２のかみ合い位置にあるとき、弾性部材１７０の作用の下で、カム１５２の第２の係合面１５２２は、第２の接続部材１６０のフランジ１６６の上面と係合する。第２のギヤホイール１２２は第１のギヤホイール１１２と直接的にかみ合い、第３のギヤホイール１３２は第１のギヤホイール１１２から分離される。したがって、入力シャフト１１０が図７に示す方向で右回りに回転するとき、出力シャフト１２０は反対方向で回転する。

【0057】

カム１５２が第２のカム位置から第１のカム位置へとある角度回転すると、カム１５２の周面は第２の接続部材１６０のフランジ１６６の上面と係合し、第２の接続部材１６０のフランジ１６６の上面とカムシャフト１５０の軸の間の距離は徐々に減少し、これにより第２の接続部材１６０は、弾性部材１７０の作用を受けてカムシャフト１５０に対し相対的に上方に移動する。カム１５２の第１の係合面１５２１が第２の接続部材１６０のフランジ１６６の上面と係合するまで、中間シャフト１３０は、第２の接続部材１６０により駆動されて第２のスロット１８６に沿って上方に移動し、第３のギヤホイール１３２を第１のギヤホイール１１２に徐々に近づけ、そして中間シャフト１３０は、第１の接続部材１４０を介して出力シャフト１２０を第１のスロット１８４に沿って左方向に移動させて、第２のギヤホイール１２２を第１のギヤホイール１１２から徐々に分離させる。つまり、カム１５２が第１のカム位置になると、第３のギヤホイール１３２は第１のギヤホイール１１２と直接的にかみ合い、第２のギヤホイール１２２は第３のギヤホイール１３２を介して第１のギヤホイール１１２と間接的にかみあう。つまり、回転方向変更装置１００は、再び第１のかみ合い位置になる。

【0058】

さらに、本開示の上記実施形態に係る回転方向変更装置１００は、入力シャフト１１０に接続されたハンドホイールを含んでもよい。つまり、入力シャフト１１０は、ハンドホイールによりユーザーによって直接的にまたは間接的に駆動されることができ、出力シャフト１２０は、直接的にまたは間接的に切断送り動作を生じさせるために使用される。したがって、入力シャフト１１０が駆動される際に、回転方向変更装置１００が第１のかみ合い位置にありかつ入力シャフト１１０が右回りに回転する場合と、回転方向変更装置１００が第２のかみ合い位置にありかつ入力シャフト１１０が左回りに回転する場合とで、出力シャフト１２０は同じ方向で回転する。したがって、ユーザーは、出力シャフト１２０を同じ方向で回転させるために、異なる方向にハンドホイールを操作して入力シャフト１１０を駆動させることができる。これにより、操作は柔軟になり、使用の快適さが改善する。

【0059】

したがって、本開示の一実施形態に係る回転方向変更装置１００は、回転方向変更装置１００が２つのかみ合い位置を有し、それによって回転方向を変更することが可能である。さらに、回転方向変更装置１００は、簡略な構造、低い摩擦、及びユーザーの小さい操作トルクの利点を有する。

【0060】

本開示の別の実施形態に係る回転方向変更装置２００を以下に説明する。

【0061】

図８に示すように、本開示の別の実施形態に係る回転方向変更装置２００は、回転シャフト２３０、カムシャフト２５０、カム２５２、及び伝達部材２６０を含む。回転シャフト２３０は、直線的に移動してよい。図８に示すように、回転シャフト２３０は、上下方向で直線的に移動してよい。カムシャフト２５０の位置は固定され、カム２５２はカムシャフト２５０に回転不能に取り付けられる。カム２５２の中心は、カムシャフト２５０の軸から偏位している。伝達部材２６０の第１端は回転シャフト２３０に接続され、伝達部材２６０の第２端はカム２５２と係合する。つまり、カム２５２は、伝達部材２６０を介して回転シャフト２３０を駆動して直線的に移動させることができる。カム２５２は、第１のカム位置及び第２のカム位置を有する。回転方向変更装置２００が第１の休止位置と第２の休止位置の間で切り替わるように、第１のカム位置及び第２のカム位置は、所定の角度だけカム２５２を回転させることにより互いに切り替えられ得る。図８に示すように、カム２５２は第１のカム位置にあり、回転方向変更装置２００は対応して第１の休止位置にある。図９に示すように、カム２５２は第２のカム位置にあり、回転方向変更装置２００は対応して第２の休止位置にある。

【0062】

カム２５２は円形プレートとして構成され、半径方向で互いに向かい合った（半径方向の両サイドに）第１の係合面２５２１及び第２の係合面２５２２を有し、第１の係合面２５２１とカムシャフト２５０の軸との間の距離は、第２の係合面２５２２とカムシャフト２５０の軸との間の距離よりも小さい。伝達部材２６０はストリッププレートとして構成され、その第１端に画成された取り付け穴２６２、その第２端に画成されたフランジ２６６、及び取り付け穴２６２とフランジ２６６との間に画成され、伝達部材２６０の長さ方向で延在する収容スロット２６４を有する。フランジ２６６の上面は、カム２５２の第１の係合面２５２１または第２の係合面２５２２と係合するために使用され、それによりそれぞれカム２５２の第１のカム位置及び第２のカム位置を規定する。取り付け穴２６２は回転シャフト２３０と篏合され、カムシャフト２５０は収容スロット２６４を通過する。つまり、カム２５２が第１のカム位置と第２のカム位置の間で変位した時に、伝達部材２６０はカムシャフト２５０に対し相対的に移動できる。

【0063】

また、回転方向変更装置２００は、弾性部材２７０を含んでもよい。弾性部材２７０の第１端の位置は固定され、弾性部材２７０の第２端は弾性部材２７０が伝達部材２６０に作用するように回転シャフト２３０に接続され、伝達部材２６０の第２端がカム２５２とたえず係合できるようにする。つまり、カム２５２が誤って移動するのを防ぎ、また回転シャフト２３０が誤って移動するのを防ぐように、カム２５２は第１のカム位置または第２のカム位置に維持される。図８に示す弾性部材２７０の第２端は回転シャフト２３０に接続されているが、弾性部材２７０の第２端は他の位置にも接続され得ることが関連技術分野の当業者により理解されるべきである。例えば、弾性部材２７０の第２端は、伝達部材２６０の第１端に接続されてもよい。

【0064】

また、回転方向変更装置２００はピン２７２を含んでもよく、ピン２７２の位置は固定され、弾性部材２７０の第１端はピン２７２に固定して取り付けられる。

【0065】

本開示の別の実施形態に係る回転方向変更装置２００の作動プロセスを、図８及び図９を参照して以下に説明する。

【0066】

図８は、本開示の別の実施形態に係る第１の休止位置にある回転方向変更装置２００の斜視図を示す。回転方向変更装置２００が第１の休止位置にあるとき、弾性部材２７０の作用の下で、カム２５２の第１の係合面２５２１は、伝達部材２６０のフランジ２６６の上面と係合する。つまり、カム２５２は第１のカム位置にある。

【0067】

カム２５２が第１のカム位置から第２のカム位置にとある角度回転すると、カム２５２の周面は伝達部材２６０のフランジ２６６の上面と係合し、伝達部材２６０のフランジ２６６の上面とカムシャフト２５０の軸との間の距離は徐々に増加し、これにより伝達部材２６０はカムシャフト２５０に対し相対的に下方に移動する。カム２５２の第２の係合面２５２２が伝達部材２６０のフランジ２６６の上面と係合するまで、回転シャフト２３０は伝達部材２６０により駆動されて下方に移動し、回転シャフト２３０をカムシャフト２５０に徐々に近ける。つまり、カム２５２は第２のカム位置になると、回転方向変更装置２００は第２の休止位置になる。

【0068】

図９は、本開示の別の実施形態に係る第２の休止位置にある回転方向変更装置２００の斜視図を示す。回転方向変更装置２００が第１のかみ合い位置にあるとき、弾性部材２７０の作用の下で、カム２５２の第２の係合面２５２２は、伝達部材２６０のフランジ２６６の上面と係合する。

【0069】

カム２５２が第２のカム位置から第１のカム位置にとある角度で回転すると、カム２５２の周面は伝達部材２６０のフランジ２６６の上面と係合し、伝達部材２６０のフランジ２６６の上面とカムシャフト２５０の軸の間の距離は徐々に減少する。弾性部材２７０の作用の下で、伝達部材２６０はカムシャフト２５０に対し相対的に上方に移動する。カム２５２の第１の係合面２５２１が伝達部材２６０のフランジ２６６の上面と係合するまで、回転シャフト２３０は伝達部材２６０により駆動されて上方に移動し
、回転シャフト２３０をカムシャフト２５０から徐々に離す。つまり、カム２５２は第１のカム位置になると、回転方向変更装置２００は再び第１の休止位置になる。

【0070】

図８及び図９に示すように、回転シャフト２３０、カムシャフト２５０、及び伝達部材２６０は上下方向で整列し、これにより構成要素の間の応力を簡略化し得る。ある実施形態では、回転シャフト２３０は、本開示の上記実施形態に係る回転方向変更装置１００の中間シャフト１３０として構成され得る。回転シャフト２３０、カムシャフト２５０、及び伝達部材２６０は上下方向で整列しなくても良いことが関連技術分野の当業者により理解されるべきである。

【0071】

さらに、回転シャフト２３０は、本開示の実施形態に係る回転方向変更装置１００の出力シャフト１２０として構成されてよいことも関連技術分野の当業者により理解されるべきである。つまり、回転シャフト２３０、カムシャフト２５０、及び伝達部材２６０は左右方向に配置されてもよい。

【0072】

本開示の別の実施形態に係る回転方向変更装置２００の他の構造及び原理は、本開示の上記実施形態に係る回転方向変更装置１００を参照することができ、本明細書には説明していない。

【0073】

本開示の一実施形態に係る回転方向変更装置２００では、カムシャフト２５０及び回転シャフト２３０は伝達部材２６０を使用することによって接続され、これによりカム２５２は伝達部材２６０を介して回転シャフト２３０を駆動して直線的に移動させることができる。つまり、ユーザーは、カム２５２を介して回転方向変更装置２００を操作することができ、ユーザーの操作トルクは小さい。

【0074】

さらに、「第１の」及び「第２の」等の用語は、説明の目的で本明細書で使用され、相対的な重要性もしくは顕著さを示すこともしくは暗示すること、または示された技術的特徴の数を暗示することを意図するものではない。したがって、「第１の」及び「第２の」で定義された特徴は、この特徴の１つ以上を含み得る。本開示の記載では、用語「複数の」は、特に明記しない限り、２つまたは３つ以上を意味する。

【0075】

本開示では、他に特定または限定されない限り、用語「設置」、「接続」、「結合」、「固定」等は広義に使用される。用語は、例えば、固定接続、着脱可能接続、または一体接続を示してよく、機械的接続または電気的接続または相互通信も示してよく、中間媒体を介した直接接続または間接接続を示してもよく、２つの要素の内部連絡または２つの要素間の相互作用を示してもよい。本開示の実施形態の用語の具体的な意味は、特定の状況に応じて当業者により理解され得る。

【0076】

本開示の説明では、特に特定または限定されない限り、第２の特徴の「上」または「下」の第１の特徴とは、第１の特徴及び第２の特徴が直接的に接触している場合もあれば、第１の特徴及び第２の特徴が中間媒体を通して間接的に接触している場合もあることに留意されたい。さらに、第２の特徴の「上へ」、「上方」、及び「上」の第１の特徴は、第１の特徴が第２の特徴の直接の上方にある、または斜め上方にあることである場合もあれば、単に第１の特徴が第２の特徴よりも高い位置にある場合もある。第２の特徴の「下へ」、「下方」、及び「下」の第１の特徴は、第１の特徴が第２の特徴の直接の下方にある、または斜め下方にあることである場合もあれば、単に第１の特徴が第２の特徴に満たない高さにあることである場合もある。

【0077】

本明細書を通して、用語「一実施形態」、「ある実施形態」、「一例」、「特定の例」、または「ある実施例」への言及は、実施形態または実施例に関連して説明されている特定の特徴、構造、材料、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態または実施例に含まれることを意味する。本明細書では、上記の用語の例示的な説明は、必ずしも同じ実施形態または実施例を指さない。さらに、記載の特定の特徴、構造、材料、または特性は、１つ以上の実施形態または実施例においていずれかの適切な様式で組み合わされてもよい。さらに、矛盾がない場合、当業者は、本明細書に説明する異なる実施形態または実施例及び異なる実施形態または実施例の特徴を組み合わせ、グループ化してよい。

【0078】

本開示の実施形態を上記に示し説明してきたが、上記実施形態は例示的であり、本開示を限定すると解釈されるものではなく、当業者は本開示の範囲内で上記実施形態を変更、修正、代替、及び変化し得ることが理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】