JP2021156426A - ラチェット型クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 設計の自由度を制約することなく、爪部材と噛み合い相手側部材との噛み合いの際、相手側部材の接触部に対する爪部材の片当たりを抑制することができるラチェット型クラッチを提供すること。【解決手段】 複数の第１の爪部材１１および複数の第２の爪部材１５は、外輪３の内周部に固定された保持器２１に保持され、保持器２１および各爪部材１１、１５は、各爪部材１１、１５をそれぞれ外輪３の中心軸線と平行な軸線を中心に回動可能に保持する保持機構を備えていることを特徴とするラチェット型クラッチ。【選択図】図１

Description

本発明は、車両や産業機械等においてトルク伝達用の装置として用いられるラチェット型クラッチに関する。

近年、車両や産業機械等において、動力の電動化が多岐に亘っている。そのため、トルク伝達用の装置として用いられるクラッチ機構は、確実な噛み合い挙動を確保するために、爪部材を用いたラチェット型クラッチが多く適用されている。このようなラチェット型クラッチには、噛み合い性能の安定性と高い耐久性が求められている。

特許文献１には、爪部材の挙動を安定させ、爪部材がポケットから抜け出すことを防止することにより、爪部材と内輪のノッチとの噛み合い性能を向上させ、耐久性を向上させたラチェット型クラッチが記載されている。
しかし、特許文献１のラチェット型クラッチの構成は、例えば動力の電動化による高速回転に対応した装置へ適用すると、噛み合いの際、爪部材が傾いた状態で内輪のノッチに噛み合ういわゆる片当たりが生じてしまう虞があり、ラチェット型クラッチの耐久性が低下してしまう虞がある。

一方、特許文献２には、爪部材の側面に凸部を設け、外輪（または内輪）の爪部材収容部に、爪部材の回動に伴う前記凸部の移動を案内するための凹溝を設けることによって爪部材の傾きを抑制し、噛み合い相手側部材に対する爪部材の片当たりを抑制できるラチェット型クラッチが記載されている。

特開２０１５−２２４７４４号公報 特開２０１６−１２１７４４号公報

しかしながら、特許文献２のラチェット型クラッチの構成にあっては、爪部材と爪部材収容部側部材との両方に加工を施して爪部材の傾きを抑制するための構造を設けることとなる。このため、ラチェット型クラッチの適用トルクによっては爪部材あるいは爪部材収容部側部材に加工を施すことができなくなる等の制限が生じ、ラチェット型クラッチの設計の自由度が制約されてしまう虞がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、設計の自由度を制約することなく、爪部材と噛み合い相手側部材との噛み合いの際、相手側部材の接触部に対する爪部材の片当たりを抑制することができるラチェット型クラッチを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るラチェット型クラッチは、
外輪と、
前記外輪の径方向内側に前記外輪の中心軸線と同軸に且つ相対回転可能に配置された内輪と、
トルク伝達可能に前記外輪と前記内輪とを係合可能なラチェット機構とを有し、
前記ラチェット機構は、前記外輪の内周部または前記内輪の外周部の何れか一方に周方向等間隔に設けられた複数の歯部と、
前記外輪の内周部または前記内輪の外周部の何れか他方に設けられ、前記歯部と噛み合うことにより前記外輪に対する前記内輪、または前記内輪に対する前記外輪がラチェット可能な方向をロックする複数の爪部材と、を備えたラチェット型クラッチにおいて、
前記複数の爪部材は、前記外輪の内周部または前記内輪の外周部の何れか他方に固定された保持器に保持され、
前記保持器および前記各爪部材は、前記各爪部材をそれぞれ前記中心軸線と平行な軸線を中心に回動可能に保持する保持機構を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、設計自由度を制約することなく、爪部材と噛み合い相手側部材との噛み合いの際、相手側部材の接触部に対する爪部材の片当たりを抑制することができるラチェット型クラッチを提供することができる。

図１は、実施形態に係るラチェット型クラッチの要部を軸方向一方側から見た状態を示す正面図であり、図１（ａ）は第１の爪部材と歯部との非噛み合い状態を示し、図１（ｂ）は第１の爪部材と歯部との噛み合い状態を示している。 図２は、実施形態に係るラチェット型クラッチの要部の斜視図であり、図２（ａ）は外輪と保持器と第１の爪部材を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）から第１の爪部材を除いた状態の保持器と外輪を示している。 図３は、保持器の要部の斜視図である。 図４は、図２（ａ）のIV矢視拡大図であり、第１の爪部材と保持器の部分拡大図である。 図５は、図３のＶ矢視拡大図であり、保持器の部分拡大図である。

以下、本発明の一つの実施形態に係るラチェット型クラッチを、図面を参照しつつ説明する。

まず、本実施形態におけるラチェット型クラッチに係る方向について定義する。本実施形態において、「中心軸線」とはラチェット型クラッチの中心軸線すなわち外輪および内輪の軸線のことをいい、軸方向、径方向、周方向とは、中心軸線に関する軸方向、径方向、周方向のことをいう。また、軸方向について、図１（ａ）および図１（ｂ）においては紙面手前側を軸方向一方側とし、紙面奥側を軸方向他方側とし、図２（ａ）、図２（ｂ）および図３においては紙面右下方側を軸方向一方側とし、紙面左上方側を軸方向他方側とし、図４および図５においては紙面右方側を軸方向一方側とし、紙面左方側を軸方向他方側とする。周方向について、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）、図２（ｂ）および図３において、紙面に向かって左側に回転する方向を周方向一方側とし、紙面に向かって右側に回転する方向を周方向他方側とする。また、回転方向については、周方向一方側への回転方向を一方の回転方向とし、周方向他方側への回転方向を他方の回転方向とする。なお、ラチェット型クラッチの回転方向については、説明の便宜上、外輪に対する内輪の回転方向について説明するが、内輪の回転と外輪の回転とは相対的なものである。

図１は、本実施形態に係るラチェット型クラッチ１の要部であって一対の爪機構部とその近傍部を軸方向一方側から見た状態を示す正面図であり、図１（ａ）は第１の爪部材１１と歯部７との非噛み合い状態を示し、図１（ｂ）は第１の爪部材１１が歯部７と噛み合っている状態を示している。
本実施形態に係るラチェット型クラッチ１は、軸方向から見た全体の形状は、上記特許文献１の図１に示された形状と同様の円環状であり、複数の爪部材と複数の歯部とを備えている。なお、本実施形態に係るラチェット型クラッチ１は、後述するように、トルク伝達方向を切り替えることができるタイプである。また、図１（ａ）および図１（ｂ）においては、一対の爪機構部とその周辺部を、第１の爪部材１１を中心に示している。図２（ａ）、図２（ｂ）および図３において示す範囲も図１と略同様である。

図２は、実施形態に係るラチェット型クラッチ１の要部の斜視図であり、図２（ａ）は外輪３と保持器２１と第１の爪部材１１を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）から第１の爪部材１１を除いた状態の保持器２１と外輪３を示している。なお、図２各図においては、内輪の図示は省略している。
図３は、保持器２１の要部の斜視図である。
図４は、図２（ａ）のIV矢視拡大図であり、内径側から見た状態の第１の爪部材１１と保持器２１の部分拡大図である。
図５は、図３のＶ矢視拡大図であり、内径側から見た状態の保持器２１の部分拡大図である。なお、図４および図５においては、保持器２１の第２環状部２９も示している。

本実施形態に係るラチェット型クラッチ１は、環状の外輪３と、外輪３に対して径方向内方に離間し、外輪３の中心軸線と同軸に且つ外輪３と相対回転可能に配置された環状の内輪５と、外輪３と内輪５との間でトルク伝達を可能とするトルク伝達機構と、を有している。本実施形態におけるトルク伝達機構は、後述するように、ラチェット機構である。

内輪５の外周面には、径方向外方に突出し軸方向に延在する歯部７が周方向等間隔に多数形成されている。歯部７は断面形状が略矩形であり、内輪５の軸方向の一方端から他方端に亘って延在している。

内輪５の中心部には、図示しないシャフトホールが形成され、該シャフトホールには、例えば図示しない電動モータ等の駆動軸（図示省略）が嵌合される。

外輪３の外周部には、スプライン９が形成され、スプライン９には、例えば図示しない電動モータ等の駆動力が伝達される被駆動側装置（図示省略）と連結しているシャフト（図示省略）が嵌合される。或いは外輪３を固定とし、ラチェット型クラッチ１をバックストップとして用いることもできる。

外輪３の内周側には、内輪５の歯部７と噛み合う複数の第１の爪部材１１および複数の第２の爪部材１５が保持されている。第１の爪部材１１と第２の爪部材１５とは、周方向一方側から周方向他方側へ向かってこの順に並んで配置され、一対の爪機構部を構成している。すなわち、軸方向一方側から見て、周方向一方側から周方向他方側に向かって順に並んだ第１の爪部材１１と第２の爪部材１５とで一対の爪機構部を構成し、外輪３の内周側にはこのような爪機構部が複数対設けられている。したがって外輪３の内周側には、複数の第１の爪部材１１と、これと同数の第２の爪部材１５とが、周方向に交互に配置されている。なお、図１各図においては、一対の爪機構部を示し、図２（ａ）においては、一対の爪機構部のうち、第２の爪部材１５の図示を省略している。

第１の爪部材１１は、軸方向に延在する中心部１２と、中心部１２から周方向一方側に向かって延在する爪部１３と、中心部１２から周方向他方側に向かって突出する突出部１４とを有している。爪部１３と突出部１４とは、同等の周方向長さおよび径方向厚さを有している。中心部１２と爪部１３と突出部１４とは、一体に形成されている。第１の爪部材１１は、中心部１２を回動中心として回動可能に外輪３の内周部に保持されている。第１の爪部材１１が回動することにより爪部１３および突出部１４が径方向に揺動する。このとき、爪部１３と突出部１４とは中心部１２を中心として互いに反対方向に揺動する。第１の爪部材１１は、爪部１３が径方向内方に揺動すると、爪部１３が内輪５の歯部７に噛み合い、これにより歯部７と噛み合い状態になる。一方、爪部１３が径方向外方に揺動すると、爪部１３と内輪５の歯部７とは非噛み合い状態となる。第１の爪部材１１は、内輪５の歯部７と噛み合うことにより、外輪３に対する内輪５の周方向他方の回転方向への回転をロックするとともに、外輪３に対する内輪５の周方向一方の回転方向への回転を可能としている。

第２の爪部材１５は、軸方向に延在する中心部１６と、中心部１６から周方向他方側に向かって延在する爪部１８と、中心部１６から周方向一方側に向かって突出する突出部１７とを有している。爪部１８と突出部１７とは、同等の周方向長さおよび径方向厚さを有している。中心部１６と爪部１８と突出部１７とは、一体に形成されている。第２の爪部材１５は、中心部１６を回転中心として回動可能に外輪３の内周部に保持されている。第２の爪部材１５が回動することにより爪部１８および突出部１７が径方向に揺動する。このとき、爪部１８と突出部１７とは中心部１６を中心として互いに反対方向に揺動する。第２の爪部材１５は、爪部１８が径方向内方に揺動すると、爪部１８が内輪５の歯部７に噛み合い、これにより歯部７と噛み合い状態になる。一方、爪部１８が径方向外方に揺動すると、爪部１８と内輪５の歯部７とは非噛み合い状態となる。第２の爪部材１５は、内輪５の歯部７と噛み合うことにより、外輪３に対する内輪５の周方向一方の回転方向への回転をロックするとともに、外輪３に対する内輪５の周方向他方の回転方向への回転を可能としている。
このように、外輪３の内周側に保持された第１の爪部材１１および第２の爪部材１５と、複数の歯部７が形成された内輪５とで、ラチェット機構が構成されている。

本実施形態においては、複数の第１の爪部材１１および複数の第２の爪部材１５は、保持器２１を介して外輪３の内周側に保持されている。具合的には、これら複数の第１および第２の爪部材１１、１５は、外輪３の内周側に嵌合された環状の保持器２１に保持されている。

保持器２１は、図３に示すように、径方向に所定の幅を有する板状の第１環状部２３と、第１環状部２３の軸方向一方側の面２４に軸方向一方側に突出して形成され、第１の爪部材１１を保持するための第１保持部２５と第２の爪部材１５を保持するための第２保持部２７とからなる爪部材保持部と、第１環状部２３と軸方向に対向する、後述する第２環状部２９とを有している。保持器２１の第１環状部２３は外輪３および内輪５の中心軸線と同軸に配置されている。第１環状部２３と複数の爪部材保持部とは、一体に形成されている。保持器２１は樹脂で形成されても良いし、金属で形成されても良い。樹脂であれば射出成形で簡易に加工ができる。また金属であれば、例えば削り出しで成形することができる。

保持器２１の爪部材保持部は、第１の爪部材１１を保持する第１保持部２５と、第２の爪部材１５を保持する第２保持部２７とが周方向に隣り合って形成されている。すなわち周方向一方側から周方向他方側へ向かって並んだ第１保持部２５と第２保持部２７とで一対の爪機構部を保持するための爪部材保持部を構成し、保持器２１はこのような爪部材保持部を周方向等間隔に複数有している。

第１保持部２５は、軸方向一方側から見て、保持器２１の第１環状部２３の軸方向一方側の面２４の内径側縁部から軸方向一方側に突出し周方向に延在する周方向延在部３１と、周方向延在部３１の周方向他方側端部から径方向外方に向かって延在する径方向延在部３３と、径方向延在部３３の径方向外方側端部から周方向他方側に突出する突出部３５とを有している。突出部３５は第１環状部２３の軸方向一方側の面２４の外径側縁部近傍に形成されている。周方向延在部３１と径方向延在部３３と突出部３５とは一体に形成されている。周方向延在部３１の内周面は、所定の隙間を介して内輪５の外周面すなわち内輪５の歯部７と径方向に対向している。

軸方向一方側から見て、径方向延在部３３と突出部３５とによって、周方向他方側および径方向内方側が開放された略Ｌ字形状部が形成されている。略Ｌ字形状部の内部には第１の爪部材１１の爪部１３を径方向内方すなわち内輪５の歯部７との噛み合い方向に常に付勢しているコイル状のスプリング３７が設けられている。

第２保持部２７は、軸方向一方側から見て、保持器２１の第１環状部２３の軸方向一方側の面２４の内径側縁部から軸方向一方側に突出し周方向に延在する周方向延在部３９と、周方向延在部３９の周方向一方側端部から径方向外方に向かって延在する径方向延在部４１と、径方向延在部４１の径方向外方側端部から周方向一方側に突出する突出部４３とを有している。突出部４３は第１環状部２３の軸方向一方側の面２４の外径側縁部近傍に形成されている。周方向延在部３９と径方向延在部４１と突出部４３とは一体に形成されている。周方向延在部３９の内周面は、所定の隙間を介して内輪５の外周面すなわち内輪５の歯部７と径方向に対向している。

軸方向一方側から見て、径方向延在部４１と突出部４３とによって、周方向一方側および径方向内方側が開放された略Ｌ字形状部が形成されている。略Ｌ字形状部の内部には第２の爪部材１５の爪部１８を径方向内方すなわち内輪５の歯部７との噛み合い方向に常に付勢しているコイル状のスプリング４５が設けられている（図１参照）。なお、本実施形態においては、第２保持部２７の周方向延在部３９は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、周方向他方側に隣接する爪部材保持部の第１保持部２５´と共通となっている。

第１保持部２５の周方向延在部３１と第２保持部の周方向延在部３９との中間部には、保持器２１の第１環状部２３の内径側縁部から軸方向一方側に突出する中間突出部４７が形成されている。中間突出部４７は第１保持部２５の周方向延在部３１および第２保持部２７の周方向延在部３９と同等の径方向厚さを有し、周方向に所定の長さを有している。中間突出部４７の周方向一方側端部は、第１保持部２５の突出部３５の周方向他方側端部よりも、周方向他方側に位置している。中間突出部４７の周方向他方側端部は、第２保持部２７の突出部４３の周方向一方側端部よりも、周方向一方側に位置している。中間突出部４７の内径側の面は、所定の隙間を介して内輪５の歯部７と径方向に対向している。

中間突出部４７は、第１の爪部材１１および第２の爪部材１５が回動し、第１の爪部材１１の突出部１４および第２の爪部材１５の突出部１７がそれぞれ径方向内方に揺動する際、第１の爪部材１１の突出部１４および第２の爪部材１５の突出部１７が内輪５の歯部７と噛み合うことを阻止するためのストッパーとしての機能を有する。具体的には、中間突出部４７の外径側の面は、周方向一方側部分４７ａが第１の爪部材１１の突出部１４の内径側の面と接触可能であり、周方向他方側部分４７ｂが第２の爪部材１５の突出部１７の内径側の面と接触可能である。

外輪３の内周面は、保持器２１の第１保持部２５および第２保持部２７の形状に対応する形状に形成されている。具体的には、外輪３の内周面は、第１保持部２５に関して、周方向延在部３１の外径側の面、径方向延在部３３の周方向一方側の面、および突出部３５の外径側の面に接触する形状を有している。また、第２保持部２７に関して、周方向延在部３９の外径側の面、径方向延在部４１の周方向他方側の面、および突出部４３の外径側の面に接触する形状を有している。第１保持部２５と第２保持部２７との間の外輪３の内周面の部分は、軸方向から見て、中間突出部４７の外径側の面の中央部に接触する部分を有するとともに、中間突出部４７の外径側の面の周方向一方側部分４７ａおよび周方向他方側部分４７ｂとの間に、それぞれ第１の爪部材１１の突出部１４および第２の爪部材１５の突出部１７が径方向に揺動可能な径方向空間が形成される波形に形成されている。

保持器２１の第１保持部２５および第２保持部２７は、外輪３の軸方向他方側から軸方向一方側に向けて、外輪３の内周側に嵌め込まれている。具体的には、保持器２１の第１保持部２５および第２保持部２７は、それぞれ外輪３の内周面の対応する形状部に嵌め込まれるように、外輪３の軸方向他方側から軸方向一方側に向けて、第１環状部２３が外輪３の軸方向他方側の端面に接触する状態まで外輪３の内周側に嵌め込まれる。このような構成により、外輪３の内周面と内輪５の外周面との間に保持器２１の第１保持部２５および第２保持部２７が配置される。

外輪３の軸方向一方側には、図４、図５に示すように、保持器２１の第２環状部２９が配置されている。保持器２１の第２環状部２９は、円環形状を有し、外輪３を介して第１環状部２３と軸方向に対向している。すなわち第１環状部２３と第２環状部２９とは、対をなしている。保持器２１の第２環状部２９は、外輪３および内輪５の中心軸線と同軸に配置されている。保持器２１の第２環状部２９は、軸方向他方側の面３０が外輪３の軸方向一方側の端面に接触した状態で、例えば止輪等を用いて、保持器２１の第１環状部２３に形成された第１保持部２５の周方向延在部３１、径方向延在部３３、突出部３５のそれぞれの軸方向一方側端面と、第２保持部２７の周方向延在部２９、径方向延在部４１、突出部４３のそれぞれの軸方向一方側端面と、中間突出部４７の軸方向一方側端面とを固定する。このような構成により、外輪３は、内径側の部分が、軸方向に対向する保持器２１の第１環状部２３と第２環状部２９との間に配置される。

保持器２１は、第１環状部２３の軸方向一方側の面２４が外輪３の軸方向他方側の端面に接触し、第１保持部２５、第２保持部２７および中間突出部４７のそれぞれの軸方向一方側端面に第２環状部２９が固定されることにより、外輪３に対する軸方向の移動が規制されている。保持器２１はさらに、第１保持部２５および第２保持部２７がそれぞれ外輪３の内周面の対応する形状部に嵌め込まれることにより、外輪３に対する相対回転が規制されている。このようにして、保持器２１は外輪３に固定されている。

保持器２１の第１環状部２３の軸方向一方側の面２４には、図３に示すように、第１保持部２５の周方向延在部３１の周方向他方側端部と、中間突出部４７の周方向一方側端部との中間部に、軸方向一方側に突出する凸部５１が形成されている。保持器２１の第２環状部２９の軸方向他方側の面３０には、図５に示すように、第１環状部２３の凸部５１と軸方向に対応する位置に、軸方向他方側に突出する凸部５３が形成されている。したがって第１環状部２３の凸部５１と第２環状部２９の凸部５３とを結ぶ直線は、外輪３および内輪５の中心軸線と平行である。

図４に示すように、第１の爪部材１１の中心部１２の軸方向他方側端部には、軸方向一方側に向けて凹んだ凹部６１が形成されている。凹部６１は、保持器２１の第１環状部２３の凸部５１と相対回転可能に係合している。第１の爪部材１１の中心部１２の軸方向一方側端部には、軸方向他方側に向けて凹んだ凹部６３が形成されている。凹部６３は、軸方向他方側端部の凹部６１と対をなし、保持器２１の第２環状部２９の凸部５３と相対回転可能に係合している。第１の爪部材１１は、中心部１２の軸方向両端部の凹部６１、６３がそれぞれ保持器２１の第１環状部２３の凸部５１と第２環状部２９の凸部５３とに係合することによって、中心部２１を回動中心として回動可能に保持器２１に保持されている。第１の爪部材１１は、中心部１２を回動中心として回動することにより爪部１３および突出部１４が径方向に揺動する。

第１の爪部材１１の回動の中心軸は、詳細には、中心部１２の軸方向両端部の凹部６１、６３を結ぶ直線であり、該直線は、中心部１２の軸方向両端部の凹部６１、６３が保持器２１の第１環状部２３の凸部５１と第２環状部２９の凸部５３とに係合することによって、外輪３および内輪５の中心軸線と平行となる。すなわち、保持器２１の第１環状部２３の凸部５１と、第２環状部２９の凸部５３と、第１の爪部材１１の中心部１２の軸方向両端部の凹部６１、６３とは、第１の爪部材１１を外輪３および内輪５の中心軸線と平行な軸線を中心に回動可能に保持する保持機構を構成している。

このように、第１の爪部材１１は、中心部１２の軸方向両端部の凹部６１、６３が保持器２１の第１環状部２３の凸部５１と第２環状部２９の凸部５３とに係合することによって中心軸線と平行な回動の中心軸が形成され、且つ保持器２１の第１環状部２３の凸部５１と第２環状部２９の凸部５３とによって軸方向に挟持されることにより、爪部１３と内輪５の歯部７との噛み合いの際、回動の中心軸に対する傾きが抑制され、歯部７に対する爪部１３の片当たりを抑制することができる。

第２の爪部材１５も第１の爪部材１１と同様に保持器２１に保持されている。
すなわち、保持器２１の第１環状部２３の軸方向一方側の面２４には、図３に示すように、第２の保持部２７の周方向延在部３９の周方向一方側端部と、中間突出部４７の周方向他方側端部との中間部に、軸方向一方側に突出する凸部７１が形成され、保持器２１の第２環状部２９の軸方向他方側の面３０には、第１環状部２３の凸部７１と軸方向に対応する位置に、軸方向他方側に突出する凸部（図示省略）が形成されている。また、第２の爪部材１５の中心部１６は、軸方向他方側端部に第１環状部の凸部７１が係合する凹部（図示省略）が形成され、軸方向一方側端部に第２環状部の凸部（図示省略）が係合する凹部８３（図１（ｂ）参照）が形成されている。
したがって第２の爪部材１５も、第１の爪部材１１と同様に、爪部１８と内輪５の歯部７との噛み合いの際、回動の中心軸に対する傾きが抑制され、歯部７に対する爪部１８の片当たりを抑制することができる。

本実施形態のラチェット型クラッチ１は、内輪５の歯部７に対する第１の爪部材１１の噛み合い状態または非噛み合い状態と、内輪５の歯部７に対する第２の爪部材１５の噛み合い状態または非噛み合い状態との組み合わせを変更することによって、外輪３に対してロックする内輪５の回転方向または外輪３に対して回転可能な内輪５の回転方向を変更し、回転伝達方向すなわちトルク伝達方向を切り替えることができる構成を挙げている。

このようなトルク伝達方向を切り替えるための切り替え機構（図示省略）は、後述するように種々の構成を取り得る。
例えば、第１の爪部材１１の爪部１３と歯部７との噛み合いを阻止するための部材および第２の爪部材１５の爪部１８と歯部７との噛み合いを阻止するための部材を、アクチュエータ等を用いてそれぞれ軸方向に移動可能とし、第１の爪部材１１の爪部１３と歯部７との間および第２の爪部材１５の爪部１８と歯部７との間の空間に挿脱可能な構成とすることもできる。
また、例えば、第１の爪部材１１の爪部１３と歯部７との噛み合いを阻止するための部分および第２の爪部材１５の爪部１８と歯部７との噛み合いを阻止するための部分を周方向に複数有する環状部材を、アクチュエータ等を用いて外輪３および内輪５の中心軸線を中心に回転させ、前記各噛み合いを阻止するための部分を外輪３と内輪５との間の空間で周方向に移動させ、第１の爪部材１１の爪部１３と歯部７との間の空間、および第２の爪部材１５の爪部１８と歯部７との間の空間にそれぞれ移動可能な構成とすることもできる。

このようなトルク伝達方向を切り替える切り替え機構によって、本実施形態のラチェット型クラッチ１は、内輪５の歯部７に対する第１の爪部材１１および第２の爪部材１５の噛み合い状態と非噛み合い状態との組み合わせを変更することによって、以下の４つの状態を取り得る。

本実施形態のラチェット型クラッチ１の第１の状態は、第１の爪部材１１および第２の爪部材１５が、それぞれスプリング３７および４５の付勢力によって内輪５の歯部７に噛み合っている状態である。この状態において、内輪５は外輪３に対して周方向一方および周方向他方の何れの方向への回転がロックされた状態である。

本実施形態のラチェット型クラッチ１の第２の状態は、第１の爪部材１１がスプリング３７の付勢力によって内輪５の歯部７に噛み合い、第２の爪部材１５が内輪５の歯部７に対して非噛み合いの状態である。この状態において、内輪５は外輪３に対して周方向一方への回転が可能であり、周方向他方への回転がロックされた状態である。

本実施形態のラチェット型クラッチ１の第３の状態は、第１の爪部材１１が内輪５の歯部７に対して非噛み合いの状態であり、第２の爪部材１５がスプリング４５の付勢力によって内輪５の歯部７に噛み合っている状態である。この状態において、内輪５は外輪３に対して周方向他方への回転が可能であり、周方向一方への回転がロックされた状態である。

本実施形態のラチェット型クラッチ１の第４の状態は、第１の爪部材１１および第２の爪部材１５が、両方とも内輪５の歯部７に対して非噛み合いの状態である。この状態において、内輪５は外輪３に対して周方向一方への回転も周方向他方への回転もロックされておらず、周方向一方と周方向他方の何れの方向への回転が可能である。

本実施形態のラチェット型クラッチ１は、上記の第１の状態、第２の状態、および第３の状態の何れの状態においても、第１の爪部材１１または第２の爪部材１５が、それぞれ回動の中心軸に対して傾くことなく内輪５の歯部７と噛み合う。すなわち本実施形態のラチェット型クラッチ１は、歯部７に対する第１および第２の爪部材１１、１５の片当たりを抑制することができる。その結果、内輪５の歯部７と第１および第２の爪部材１１、１５との噛み合い挙動が安定し、高い耐久性を実現することができる。

また、本実施形態のラチェット型クラッチ１においては、第１の爪部材１１および第２の爪部材１５は、外輪３に固定された保持器２１に保持されているため、これらの爪部材１１、１５を回動可能に保持するための保持構造を外輪３に設ける必要がない。したがってこれらの爪部材１１、１５の保持構造の加工が容易となり、ラチェット型クラッチ１自体の設計の自由度を拡大することができる。

なお、本発明のラチェット型クラッチは、上記実施形態に限定されず、適宜変形が可能である。例えば、外輪３の内周面に歯部を設け、歯部と噛み合う爪部材を、内輪５に固定された保持器に保持される構成とすることもできる。また、第１および第２の爪部材１１、１５の数は、ラチェット型クラッチのトルク容量により適宜設計することができる。また、上記実施形態のラチェット型クラッチ１は、トルク伝達方向を切り替え可能な例として挙げてあるが、トルク伝達方向を切り替えるための切り替え機構を有さないラチェット型クラッチに適用することもできる。

１ ラチェット型クラッチ
３ 外輪
５ 内輪
７ 歯部
１１ 第１の爪部材
１２ 中心部
１３ 爪部
１５ 第２の爪部材
１６ 中心部
１８ 爪部
２１ 保持器
２３ 第１環状部
２５ 第１保持部
２７ 第２保持部
２９ 第２環状部
４７ 中間突出部
５１、５３、７１ 凸部
６１、６３、８３ 凹部

Claims (4)

1. 外輪と、
   前記外輪の径方向内側に前記外輪の中心軸線と同軸に且つ相対回転可能に配置された内輪と、
   トルク伝達可能に前記外輪と前記内輪とを係合可能なラチェット機構とを有し、
   前記ラチェット機構は、前記外輪の内周部または前記内輪の外周部の何れか一方に周方向等間隔に設けられた複数の歯部と、
   前記外輪の内周部または前記内輪の外周部の何れか他方に設けられ、前記歯部と噛み合うことにより前記外輪に対する前記内輪、または前記内輪に対する前記外輪がラチェット可能な方向をロックする複数の爪部材と、を備えたラチェット型クラッチにおいて、
   前記複数の爪部材は、前記外輪の内周部または前記内輪の外周部の何れか他方に固定された保持器に保持され、
   前記保持器および前記各爪部材は、前記各爪部材をそれぞれ前記中心軸線と平行な軸線を中心に回動可能に保持する保持機構を備えていることを特徴とするラチェット型クラッチ。
2. 前記保持器は、前記中心軸線と同軸に配置され、前記外輪または前記内輪を介して軸方向に対向する一対の環状部材を有し、
   前記保持機構は、前記一対の環状部材の軸方向に対向するそれぞれの面に設けられ、軸方向に対向する一対の軸方向凸部と、
   前記各爪部材に設けられ、前記一対の軸方向凸部が係合する一対の凹部とからなることを特徴とする請求項１に記載のラチェット型クラッチ。
3. 前記一対の軸方向凸部を結ぶ直線は前記中心軸線と平行であり、
   前記一対の凹部を結ぶ直線は、前記爪部材の回動の中心の軸線であり、前記中心軸線と平行であることを特徴とする請求項２に記載のラチェット型クラッチ。
4. 前記ラチェット機構は、前記外輪に対する前記内輪、または前記内輪に対する前記外輪がラチェット可能な方向をロックする単数または複数の他の爪部材を備え、
   前記外輪と前記内輪とのトルク伝達方向を切り替え可能な切り替え機構を有していることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のラチェット型クラッチ。

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