JP2021177091A - カムクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】動作モードの切り換えが可能であり、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることのできるカムクラッチを提供する。【解決手段】カムクラッチ１００は、付勢手段によって内輪１１０及び外輪１２０に接するように付勢された複数のカム１４０の各々を強制的に傾倒させるカム姿勢変更部１８５を有する動作モード切換手段が内輪１１０及び外輪１２０の回転動作とは独立して駆動可能に設けられ、カム姿勢変更部１８５によるカム１４０に対する荷重作用点Ａｐと、内輪１１０及び外輪１２０のうち荷重作用点Ａｐに対して径方向遠位側に位置される軌道輪に対するカム１４０の遠位側接点Ｅｐとの間の径方向位置に荷重支持点Ｓｐが形成され、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの間の径方向長さｄ１が、荷重支持点Ｓｐと遠位側接点Ｅｐとの間の径方向長さｄ２より大きい。【選択図】図６

Description

本発明は、外輪及び内輪の相対的な回転動作を許容するフリー状態と、外輪及び内輪の相対的な回転動作を禁止するロック状態とを切り換え可能に構成されたカムクラッチに関する。

回転力の伝達と遮断を制御するクラッチとして、正転方向及び逆転方向の両方向に駆動と空転が切り換え可能な２方向クラッチが知られている。
２方向クラッチのある種のものは、内輪及び外輪の相対的な回転動作を禁止（回転力を伝達）するロック状態と、内輪及び外輪の相対的な回転動作を許容（回転力を遮断）するフリー状態との切り換えを、カム又はスプラグを傾倒させることで行う構成とされている（例えば特許文献１，特許文献２参照。）。

また、特許文献３には、付勢手段によって回転ロック方向が逆方向になるように付勢された第１スプラグおよび第２スプラグをともに保持する保持器を制御して、正転方向及び逆転方向の両方向の回転を許容する両方向フリーモード、正転方向に対してのみ回転を許容する一方向ロックモードおよび逆転方向に対してのみ回転を許容する一方向ロックモードの３つの動作モードの切り換えが可能に構成されたクラッチが記載されている。

特開２０１１−２２０５０９号公報 特開平１１−１８２５８９号公報 特開２０１１−２３１８２８号公報

而して、特許文献１に記載の２方向クラッチにおいては、入力側回転体が出力側回転体に対して相対回転したとき、スプラグが入力側回転体の回転方向と同方向に傾くことで、入力側回転体と出力側回転体との係合及び切り離しが切り換えられる。このため、回転方向が切り換わる際に時間ロスが発生し応答性が悪いという問題がある。また、特許文献２に記載の２方向クラッチにおいても同様の問題がある。

また、複数のカムは保持器によって周方向に等間隔に配置されているが、実際上、カムは保持器のポケット部においてある角度範囲内で配置されているため、隣り合うカムの位置（姿勢）にはバラつきがあり、カムの作動タイミングにバラつきが発生しやすいといった問題があった。

本発明は、これらの問題点を解決するものであって、動作モードの切り換えが可能であり、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることのできるカムクラッチを提供することを目的とする。

本発明は、同軸上に相対回転可能に設けられている内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪の間において周方向に間隔を空けて配置された複数のカムと、前記複数のカムの各々が前記内輪及び前記外輪に接するように前記複数のカムの各々を付勢する付勢手段を備えたカムクラッチであって、前記内輪及び前記外輪の回転動作とは独立して駆動可能に設けられ前記カムを強制的に傾倒させるカム姿勢変更部を有する動作モード切換手段を備え、前記カム姿勢変更部による前記カムに対する荷重作用点と、前記内輪及び前記外輪のうち前記荷重作用点に対して径方向遠位側に位置される軌道輪に対する前記カムの遠位側接点との間の径方向位置に荷重支持点が形成され、前記荷重作用点と前記荷重支持点との間の径方向長さが、前記荷重支持点と前記遠位側接点との間の径方向長さより大きい構成とされることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、複数のカムの各々の周方向位置が規制されて隣り合うカムの位置関係およびカムの姿勢が一定に保たれるので、カム姿勢変更部を駆動させてカムを傾倒させるに際して、カムの挙動にばらつきが生ずることを回避することができる。しかも、荷重作用点と荷重支持点との距離を十分に大きくとることができるため、カム姿勢変更部の移動によりカムに作用するモーメントが大きくなり、カムの姿勢を小さな力で変更することができるとともに構成部材の製造上のバラつきの影響を受けにくくなる。従って、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることができる。

本請求項２に係る発明によれば、カムの周方向位置及びカムの姿勢をより確実に規制することができるので、クラッチ動作の安定性を一層向上させることができ、高い応答性を確実に得ることができる。
本請求項３に係る発明によれば、部品点数を増加させることなく、簡単な構成で、所期の効果を確実に得ることができる。

本請求項４に係る発明によれば、第１のカムと第２のカムは互いに係合する回転方向が異なるものであるため、第１のカムと第２のカムのいずれか一方又は両方の姿勢を選択的に変更することにより、正転方向及び逆転方向の両方向の回転を許容する両方向フリーモード、正転方向及び逆転方向のいずれか一方向に対してのみ回転を許容する一方向ロックモード、並びに、正転方向及び逆転方向の両方向の回転を禁止する両方向ロックモードの４つの動作モードの切り換えを行うことが可能となる。
本請求項５に係る発明によれば、上記４つの動作モードの切り換えを容易に行うことが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るカムクラッチの一例における構成を示す分解斜視図である。 図１に示すカムクラッチのＸ軸に沿った断面の一部を示す拡大断面図である。 図１に示すカムクラッチを図２におけるＡ−Ａ線で切断したときの断面図である。 図１に示すカムクラッチにおけるカムの構成を示す斜視図である。 図１に示すカムクラッチにおけるカムケージの構成を示す斜視図である。 図１に示すカムクラッチの動作説明図である。 本発明の第２実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。 図７に示すカムクラッチにおけるカムケージの構成を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。 図９に示すカムクラッチにおけるカムケージの構成を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。 図１１に示すカムクラッチにおけるカムケージの構成を示す斜視図である。 本発明の第５実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。 本発明の第６実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。 本発明の第７実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。 本発明の第８実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。

本発明の実施例を図１〜図１６を参照して説明する。但し、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

本発明の第１実施形態に係るカムクラッチ１００は、図１〜図３に示すように、同一のＸ軸上に相対回転可能に設けられる内輪１１０及び外輪１２０と、内輪１１０と外輪１２０との間で動力の伝達及び遮断を行うカム機構１３０とを備えている。

カム機構１３０は、内輪１１０及び外輪１２０の間に配置される複数のカム１４０と、複数のカム１４０の各々を同一円周上において周方向に所定の間隔を空けて保持するカムケージ１５０と、複数のカム１４０の各々を内輪１１０及び外輪１２０と接するように付勢する付勢手段である環状のガータスプリング１３５から構成されている。

カム１４０は、図４に示すように、径方向外方に向かって凸となるように弧状に湾曲して形成され外輪１２０との外周側係合面１４２を構成する周面を有する頭部１４１と、径方向内方に向かって凸となるよう弧状に湾曲して形成され内輪１１０との内周側係合面１４４を構成する周面を有する脚部１４３と、頭部１４１と脚部１４３を連設する支柱部１４５とを有する。頭部１４１は周方向において支柱部１４５に対して外方に張り出すように形成されている。
カム１４０の外周側係合面１４２には、カム１４０端面に垂直な方向（Ｘ軸方向）の中央部に、ガータスプリング１３５が嵌入されるガータスプリング装着溝１４６が形成されている。ガータスプリング装着溝１４６は、ガータスプリング１３５によって径方向内方側に付勢されることで、図３において時計回りの回転モーメントがカム１４０に与えられるように構成されている。

カムケージ１５０は、図５に示すように、周方向に等間隔で並ぶよう設けられたポケット部１６０を備えている。
このカムケージ１５０は、軸方向において互いに対向する一対の環状板部１５１，１５２と、周方向に等間隔毎に並んだ位置において軸方向に延びるよう設けられ環状板部１５１，１５２同士を連結する複数の柱部１５５とを有し、隣接する柱部１５５間の空間によってポケット部１６０が形成されている。一方の環状板部１５１は、外輪１２０の一端面に形成された凹所の底面に対接されるよう他方の環状板部１５２より外形寸法が大きく構成されている。
各々の柱部１５５は、他方の環状板部１５２の外周縁より径方向外方に突出するように形成されており、外周面に周方向に延びるガータスプリング装着溝１５７が形成されている。

カム１４０は、脚部１４３側からポケット部１６０に挿入され支柱部１４５がポケット部１６０内に位置されるように配置され、ガータスプリング１３５が装着されることでカムケージ１５０に保持される。カム１４０がカムケージ１５０に保持された状態においては、カム１４０の頭部１４１における一側面側の角部が柱部１５５の他側面に当接される。これにより、カム１４０の周方向における位置が規制されるとともにカム１４０の姿勢が規制され、すべてのカム１４０が姿勢（傾き）にバラつきを生ずることなく内輪１１０及び外輪１２０に接する状態とされる。

このカムクラッチ１００においては、外輪１２０に固定されカムケージ１５０の内輪１１０及び外輪１２０に対する相対回転を禁止するケージ回り止め１７０が設けられている。
ケージ回り止め１７０は、カムケージ１５０の一方の環状板部１５１に対接されカム機構１３０の軸方向の移動を規制する円環板部１７１と、外輪１２０に外嵌され円環板部１７１の一面における外周縁から軸方向に延びる周壁部１７２と、円環板部１７１の内周縁において軸方向に延びるよう設けられカムケージ１５０の対応する柱部１５５に形成された溝部１５６に挿入される複数のストッパ部１７３とを有する。周壁部１７２には、外輪１２０の外周面に形成され軸方向に延びる凹溝１２１にスライド係合される係合爪部１７４が形成されている。

而して、本実施形態に係るカムクラッチ１００は、内輪１１０及び外輪１２０の相対的な回転動作が許容されるフリー状態と、内輪１１０及び外輪１２０の相対的な回転動作が禁止されるロック状態とを切り換える動作モード切換手段１８０を備えている。
本実施形態の動作モード切換手段１８０は、円環板状の端壁部１８１と、端壁部１８１の一面における内周縁から軸方向に延びるよう設けられカム姿勢変更部として機能する複数の片状部材１８５と、端壁部１８１の一面における外周縁から軸方向に延びる周壁部１８２とを有する。動作モード切換手段１８０は、その周壁部１８２が円筒状の軸受け部材１９０を介してケージ回り止め１７０の周壁部１７２に外嵌され、複数の片状部材１８５が隣接するカム１４０の脚部１４３間において内輪１１０の外周面に近接して設けられている。

以下、上記第１実施形態に係るカムクラッチ１００の動作について説明する。
このカムクラッチ１００においては、カム姿勢変更部を構成する片状部材１８５が中立位置にあるときに、内輪１１０に対する外輪１２０の正転方向（図３における時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにあり、動作モード切換手段１８０を動作することで、カムクラッチ１００の動作モードを一方向ロックモードから内輪１１０に対して外輪１２０の正転方向及び逆転方向の回転が許容される両方向フリーモードに切り換えることができる。
すなわち、動作モード切換手段１８０を正転方向に回転駆動させると、複数の片状部材１８５の各々がカム１４０に対して周方向正転方向に相対的に移動し、これにより、カム１４０が荷重支持点を揺動中心として内輪１１０及び外輪１２０との係合が解除される方向に傾倒する。このカムクラッチ１００においては、図６に示すように、片状部材１８５によるカム１４０に対する荷重作用点Ａｐと、カム１４０における荷重作用点Ａｐに対して径方向遠位側に位置される軌道輪との遠位側接点Ｅｐである外輪１２０に対する接点との間の径方向位置において荷重支持点Ｓｐを形成するようにカム１４０の頭部１４１がカムケージ１５０の柱部１５５に当接している。また、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの間の径方向長さｄ１が、荷重支持点Ｓｐと遠位側接点Ｅｐとの間の径方向長さｄ２より大きい構成とされている。このような構成とされることにより、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの距離を十分に大きくとることができるため、片状部材１８５の移動によりカム１４０に作用するモーメントが大きくなり、カム１４０の姿勢を小さな力で変更することができるとともに構成部材の製造上のバラつきの影響を受けにくくなる。また、すべてのカム１４０が姿勢（傾き）にバラつきを生ずることなく内輪１１０及び外輪１２０に接する状態とされているため、カム１４０の挙動にばらつきが生ずることを回避することができる。これにより、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることができる。

図７は、本発明の第２実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。
このカムクラッチは、カム姿勢変更部としての片状部材１８５が隣接するカム１４０の頭部１４１間に位置されるように動作モード切換手段１８０が構成されるとともに、カムケージ１５０がカム１４０の脚部１４３に当接して荷重支持点Ｓｐを形成するように構成されたことの他は、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成を有する。

カムケージ１５０は、図８に示すように、軸方向において互いに対向する一対の環状板部１５１，１５２と、周方向に等間隔毎に並んだ位置において軸方向に延びるよう設けられ環状板部１５１，１５２同士を連結する複数の柱部１５５と、隣接する柱部１５５間の周方向中央位置における外縁部に設けられ環状板部１５１，１５２同士を連結する複数の連結板部１５９とを有する。各々の柱部１５５の径方向内方側端部には、周方向の一方に延出する突出部１５８が設けられている。そして、柱部１５５と、柱部１５５の突出部１５８側に位置される連結板部１５９との間の空間によってポケット部１６０が形成されている。
また、一方の環状板部１５１には、ポケット部１６０間に形成された空間に連通しケージ回り止め１７０のストッパ部１７３が挿入される切り欠き１５３が形成されている。

上記第２実施形態に係るカムクラッチにおいては、例えば、動作モード切換手段１８０を逆転方向（例えば図７において反時計方向）に回転駆動させると、複数の片状部材１８５の各々がカム１４０に対して周方向逆転方向に相対的に移動し、これにより、カム１４０が荷重支持点Ｓｐを揺動中心として内輪１１０及び外輪１２０との係合が解除される方向に傾倒する。このとき、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの距離が十分に大きいため、片状部材１８５の移動によりカム１４０に作用するモーメントが大きくなり、カム１４０の姿勢を小さな力で変更することができるとともに構成部材の製造上のバラつきの影響を受けにくくなる。また、すべてのカム１４０が姿勢（傾き）にバラつきを生ずることなく内輪１１０及び外輪１２０に接する状態とされているため、カム１４０の挙動にばらつきが生ずることを回避することができる。これにより、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることができる。

第１実施形態に係るカムクラッチ１００においては、ガータスプリング１３５によって付勢されることで、カム１４０の頭部１４１における一側面側の角部が柱部１５５の他側面に当接されカム１４０の周方向における位置が規制されるとともにカム１４０の姿勢が規制された構成とされている。また、第２実施形態に係るカムクラッチにおいては、ガータスプリング１３５によって付勢されることで、カム１４０の脚部１４３における他側面側が柱部１５５の突出部１５８に当接されカム１４０の周方向における位置が規制されるとともにカム１４０の姿勢が規制された構成とされているが、カム１４０の周方向位置およびカム１４０の姿勢を規制する位置規制部が別個に設けられた構成とされていてもよい。

図９は、本発明の第３実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。
このカムクラッチは、カム姿勢変更部を構成する片状部材１８５に対して径方向遠位側に位置される軌道輪である外輪１２０の内周面に位置規制部１２５が設けられた構成とされることの他は、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成を有する。
位置規制部１２５は、外輪１２０の内周面における周方向に等間隔毎に並んだ位置において径方向内方に向かって突出するよう設けられている。位置規制部は、外輪１２０と一体に形成されている必要はなく、別部材により形成されたものを外輪１２０に固定してもよい。

カムケージ１５０は、図１０に示すように、軸方向において互いに対向する一対の環状板部１５１，１５２と、周方向に等間隔毎に並んだ位置において軸方向に延びるよう設けられ環状板部１５１，１５２同士を連結する複数の柱部１５５とを有する。一方の環状板部１５１は、外輪１２０の一端面に形成された凹所の底面に対接されるよう他方の環状板部１５２より外形寸法が大きく構成されており、柱部１５５の一端が一方の環状板部１５１の内縁部に連設され柱部１５５の他端が他方の環状板部１５２の外縁部に連設されている。
このカムケージ１５０においては、隣接する柱部１５５間の空間によって、カム１４０が配置されるポケット部１６０とケージ回り止め１７０のストッパ部１７３が位置されるストッパ部収容部１６１とが周方向に交互に並ぶよう形成されている。

このカムクラッチにおいては、カム１４０がガータスプリング１３５により付勢されることで、片状部材１８５によるカム１４０に対する荷重作用点Ａｐと、カム１４０における荷重作用点Ａｐに対して径方向遠位側に位置される軌道輪との遠位側接点Ｅｐである外輪１２０に対する接点との間の径方向位置において荷重支持点Ｓｐを形成するようにカム１４０の頭部１４１における一側面が位置規制部１２５に当接された状態とされている。荷重支持点Ｓｐが形成される径方向位置は、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの間の径方向長さが、荷重支持点Ｓｐと遠位側接点Ｅｐとの間の径方向長さより大きくなる位置である。

而して、このカムクラッチにおいては、動作モード切換手段１８０を正転方向（例えば図９において時計方向）に回転駆動させると、複数の片状部材１８５の各々がカム１４０に対して周方向正転方向に相対的に移動し、これにより、カム１４０が荷重支持点Ｓｐを揺動中心として内輪１１０及び外輪１２０との係合が解除される方向に傾倒する。このとき、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの距離が十分に大きいため、片状部材１８５の移動によりカム１４０に作用するモーメントが大きくなり、カム１４０の姿勢を小さな力で変更することができるとともに構成部材の製造上のバラつきの影響を受けにくくなる。また、位置規制部１２５によって、すべてのカム１４０が姿勢（傾き）にバラつきを生ずることなく内輪１１０及び外輪１２０に接する状態とされているため、カム１４０の挙動にばらつきが生ずることを回避することができる。これにより、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることができる。

また、カム姿勢変更部としての片状部材１８５が隣接するカム１４０の頭部１４１間に位置されるように動作モード切換手段１８０が構成される場合には、位置規制部が内輪の外周面に形成された構成とされていてもよい。

図１１は、本発明の第４実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。
このカムクラッチは、カム姿勢変更部を構成する片状部材１８５に対して径方向遠位側に位置される軌道輪である内輪１１０の外周面に位置規制部１１５が設けられた構成とされることの他は、第２実施形態に係るカムクラッチと同様の基本的な構成を有する。
位置規制部１１５は、内輪１１０の外周面における周方向に等間隔毎に並んだ位置において径方向外方に向かって突出するよう設けられている。位置規制部は、内輪１１０と一体に形成されている必要はなく、別部材により形成されたものを内輪１１０に固定してもよい。

カムケージ１５０は、図１２に示すように、軸方向において互いに対向する一対の環状板部１５１，１５２と、周方向に等間隔毎に並んだ位置において軸方向に延びるよう設けられ環状板部１５１，１５２同士を連結する複数の柱部１５５とを有する。
このカムケージ１５０においては、隣接する柱部１５５間の空間によって、カム１４０が配置されるポケット部１６０とケージ回り止め１７０のストッパ部１７３が位置されるストッパ部収容部１６１とが周方向に交互に並ぶよう形成されている。

このカムクラッチにおいては、カム１４０がガータスプリング１３５により付勢されることで、片状部材１８５によるカム１４０に対する荷重作用点Ａｐと、カム１４０における荷重作用点Ａｐに対して径方向遠位側に位置される軌道輪との遠位側接点Ｅｐである内輪１１０に対する接点との間の径方向位置において荷重支持点Ｓｐを形成するようにカム１４０の脚部１４３における他側面が位置規制部１１５に当接された状態とされている。荷重支持点Ｓｐが形成される径方向位置は、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの間の径方向長さが、荷重支持点Ｓｐと遠位側接点Ｅｐとの間の径方向長さより大きくなる位置である。

而して、このカムクラッチにおいては、動作モード切換手段１８０を逆転方向（図１１において反時計方向）に回転駆動させると、複数の片状部材１８５の各々がカム１４０に対して周方向逆転方向に相対的に移動し、これにより、カム１４０が荷重支持点Ｓｐを揺動中心として内輪１１０及び外輪１２０との係合が解除される方向に傾倒する。このとき、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの距離が十分に大きいため、片状部材１８５の移動によりカム１４０に作用するモーメントが大きくなり、カム１４０の姿勢を小さな力で変更することができるとともに構成部材の製造上のバラつきの影響を受けにくくなる。また、位置規制手段としての板ばねの作用によって、すべてのカム１４０が姿勢（傾き）にバラつきを生ずることなく内輪１１０及び外輪１２０に接する状態とされているため、カム１４０の挙動にばらつきが生ずることを回避することができる。これにより、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることができる。

以上においては、付勢手段としてカムを径方向内方に向けて付勢するガータスプリングが用いられた構成のものについて説明したが、本発明のカムクラッチにおいては、カムが付勢手段によって径方向外方に向けて付勢されるよう構成されていてもよく、また、カムが周方向に向けて付勢されるよう構成されていてもよい。

図１３は、本発明の第５実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。
このカムクラッチは、付勢手段としてガータスプリングの代わりにカム１４０を周方向に付勢する板ばね１３６が用いられたことの他は、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の基本的な構成を有する。

板ばね１３６は、カムケージ１５０の柱部１５５の一側面とカム１４０の頭部１４１における他側面との間に設けられており、図１３において時計回りの回転モーメントをカム１４０に与えるとともにカム１４０の周方向における位置及びカム１４０の姿勢を規制する位置規制手段としても機能する。

このカムクラッチにおいては、カム１４０が板ばね１３６により周方向に付勢されることで、片状部材１８５によるカム１４０に対する荷重作用点Ａｐと、カム１４０における荷重作用点Ａｐに対して径方向遠位側に位置される軌道輪との遠位側接点Ｅｐである外輪１２０に対する接点との間の径方向位置において荷重支持点Ｓｐを形成するようにカム１４０の頭部１４１における一側面側の角部が柱部１５５の他側面に当接された状態とされている。荷重支持点Ｓｐが形成される径方向位置は、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの間の径方向長さが、荷重支持点Ｓｐと遠位側接点Ｅｐとの間の径方向長さより大きくなる位置である。

而して、このカムクラッチにおいては、動作モード切換手段１８０を正転方向（図１３において時計方向）に回転駆動させると、複数の片状部材１８５の各々がカム１４０に対して周方向正転方向に相対的に移動し、これにより、カム１４０が荷重支持点Ｓｐを揺動中心として内輪１１０及び外輪１２０との係合が解除される方向に傾倒する。このとき、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの距離が十分に大きいため、片状部材１８５の移動によりカム１４０に作用するモーメントが大きくなるため、カム１４０の姿勢を小さな力で変更することができるとともに構成部材の製造上のバラつきの影響を受けにくくなる。また、位置規制手段としての板ばね１３６の作用によって、すべてのカム１４０が姿勢（傾き）にバラつきを生ずることなく内輪１１０及び外輪１２０に接する状態とされているため、カム１４０の挙動にばらつきが生ずることを回避することができる。これにより、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることができる。

また、上記第２実施形態に係るカムクラッチ、上記第３実施形態に係るカムクラッチ及び上記第４実施形態に係るカムクラッチにおいても、付勢手段としてガータスプリングの代わりにカム１４０を周方向に付勢する板ばねが用いられた構成とされていてもよい。

図１４は、本発明の第６実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。
このカムクラッチは、付勢手段としてガータスプリングの代わりにカム１４０を周方向に付勢する板ばねが用いられたことの他は、上記第２実施形態に係るカムクラッチと同様の基本的な構成を有する。

板ばね１３６は、カムケージ１５０のポケット部内においてカム１４０における支柱部１４５の一側面と連結板部１５９の他側面との間に設けられており、図１４において時計回りの回転モーメントをカム１４０に与えるとともに、カム１４０の脚部１４３における他側面をカムケージ１５０における柱部１５５の突出部１５８に当接させてカム１４０の周方向における位置及びカム１４０の姿勢を規制する位置規制手段としても機能する。

図１５は、本発明の第７実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。
このカムクラッチは、付勢手段としてガータスプリングの代わりにカム１４０を周方向に付勢する板ばねが用いられるとともに、カムケージの構成が異なることの他は、上記第３実施形態に係るカムクラッチと同様の基本的な構成を有する。

カムケージ１５０は、ポケット部の周方向他側に位置される柱部１５５が他方の環状板部の外周縁より径方向外方に突出するように形成された突出部１５８を有することの他は、上記第３実施形態に係るカムクラッチのカムケージ１５０と同様の構成を有する。

板ばね１３６は、カムケージ１５０の柱部１５５における突出部１５８の一側面とカム１４０における頭部１４１の他側面との間に設けられており、図１５において時計回りの回転モーメントをカム１４０に与えるとともに、カム１４０における頭部１４１の一側面を外輪１２０に形成された位置規制部１２５に当接させてカム１４０の周方向における位置及びカム１４０の姿勢を規制する位置規制手段としても機能する。

図１６は、本発明の第８実施形態に係るカムクラッチの一例における構成の一部を示すＸ軸に垂直な横断面図である。
このカムクラッチは、付勢手段としてガータスプリングの代わりにカム１４０を周方向に付勢する板ばねが用いられたことの他は、上記第４実施形態に係るカムクラッチと同様の基本的な構成を有する。

板ばね１３６は、カムケージ１５０のポケット部内においてカム１４０における支柱部１４５の一側面と連結板部１５９の他側面との間に設けられており、図１６において時計回りの回転モーメントをカム１４０に与えるとともに、カム１４０の脚部１４３における一側面を内輪１１０に形成された位置規制部１１５に当接させてカム１４０の周方向における位置及びカム１４０の姿勢を規制する位置規制手段としても機能する。

第６実施形態に係るカムクラッチ及び第８実施形態に係るカムクラッチにおいては、動作モード切換手段１８０を逆転方向に回転駆動させると、複数の片状部材１８５の各々がカム１４０に対して周方向逆転方向に相対的に移動し、これにより、カム１４０が荷重支持点Ｓｐを揺動中心として内輪１１０及び外輪１２０との係合が解除される方向に傾倒する。また、第７実施形態に係るカムクラッチにおいては、動作モード切換手段１８０を正転方向に回転駆動させると、複数の片状部材１８５の各々がカム１４０に対して周方向正転方向に相対的に移動し、これにより、カム１４０が荷重支持点Ｓｐを揺動中心として内輪１１０及び外輪１２０との係合が解除される方向に傾倒する。
このとき、荷重作用点Ａｐと荷重支持点Ｓｐとの距離が十分に大きいため、片状部材１８５の移動によりカム１４０に作用するモーメントが大きくなるため、カム１４０の姿勢を小さな力で変更することができるとともに構成部材の製造上のバラつきの影響を受けにくくなる。また、位置規制手段としての板ばね１３６の作用によって、すべてのカム１４０が姿勢（傾き）にバラつきを生ずることなく内輪１１０及び外輪１２０に接する状態とされているため、カム１４０の挙動にばらつきが生ずることを回避することができる。これにより、クラッチ動作の安定性を向上させることができて高い応答性を得ることができる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
上記実施形態においては、カムが付勢手段によって内輪及び外輪に接触するように付勢され、動作モード切換手段によってカムと内輪及び外輪との係合が解除されるようにカムを傾倒させる構成のものについて説明したが、カムが付勢手段によって内輪または外輪から離間するように付勢され、動作モード切換手段によってカムが内輪及び外輪と係合するようにカムを傾倒させる構成とされてもよい。
また、カム機構を構成するカムは、正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転された場合であっても内輪及び外輪と摩擦係合するように構成されたものであってもよい。
さらにまた、上記実施形態においては、動作モード切換手段がカム姿勢変更部を内輪及び外輪の回転動作とは独立して周方向に移動させる構成のものについて説明したが、カム姿勢変更部を内輪及び外輪の回転動作とは独立して径方向又は軸方向に移動させる構成とされていてもよい。
さらにまた、カムケージとケージ回り止めとは、一体に形成されていてもよい。

また上記実施形態においては、互いに同一の構成を有する複数のカムが同一円周上に配列され付勢手段によって互いに同じ向きの回転モーメントが与えられるよう構成されたカム機構を備えた構成のものについて説明したが、カム機構は、付勢手段によって互いに異なる向きの回転モーメントが与えられるよう構成された第１のカム及び第２のカムを含む構成とされていてもよい。このような構成のものにおいては、第１のカムは、例えば、外輪の一方向回転時に内輪及び外輪と摩擦係合し、外輪の他方向回転時には、内輪及び外輪との摩擦係合が解除される方向に傾倒するように構成され、第２のカムは、例えば外輪の他方向回転時に外輪及び内輪と摩擦係合し、外輪の一方向回転時には、内輪及び外輪との摩擦係合が解除される方向に傾倒するように構成される。

第１のカム及び第２のカムの配列は特に限定されるものではなく、第１のカム及び第２のカムが同一円周上に配列されていても、複数のカムが同一円周上に配列された複数のカム列が軸方向に並設されていてもよい。複数のカム列を備えた構成のものにおいては、各々のカム列は、第１のカム及び第２のカムのいずれか一方のみを含むものであっても、第１のカム及び第２のカムの両方を含むものであってもよい。また、第１のカム及び第２のカムの数は、同じであっても、異なっていてもよい。
第１のカム及び第２のカムが同一円周上に配列される場合には、第１のカム及び第２のカムが周方向に交互に並ぶよう配列されていても、交互に並ぶよう配列されていなくても、いずれであってもよい。

動作モード切換手段としては、第１のカムの姿勢及び第２のカムの姿勢を同時に変更可能に構成されていても、第１のカムの姿勢及び第２のカムの姿勢を独立して変更可能に構成されていてもよい。
また、第１のカム及び第２のカムを互いに異なる動作モード切換手段によってカムの姿勢を変更させるように構成されていてもよい。この場合には、例えば、動作モード切換手段がカム機構に対して軸方向両側に設けられ、一方の動作モード切換手段が第１のカムの姿勢を変更させるものとして構成されるとともに他方の動作モード切換手段が第２のカムの姿勢を変更させるものとして構成される。このような構成のカムクラッチにおいては、両方向ロックモード、正転方向ロックモード、逆転方向ロックモード及び両方向フリーモードの４つの動作モードの切り換えが可能となる。
一方の動作モード切換手段及び他方の動作モード切換手段は、互いに同一の構成を有するものであっても、異なる構成を有するものであってもよい。すなわち、例えば一方の動作モード切換手段がカム姿勢変更部を周方向に移動させるものである場合に、他方の動作モード切換手段は、カム姿勢変更部を周方向に移動させるものであっても、カム姿勢変更部を径方向または軸方向に移動させるものであってもよい。また、一方の動作モード切換手段がカム姿勢変更部を径方向または軸方向に移動させるものである場合も同様である。

１００ ・・・ カムクラッチ
１１０ ・・・ 内輪
１１５ ・・・ 位置規制部
１２０ ・・・ 外輪
１２１ ・・・ 凹溝
１２５ ・・・ 位置規制部
１３０ ・・・ カム機構
１３５ ・・・ ガータスプリング
１３６ ・・・ 板ばね
１４０ ・・・ カム
１４１ ・・・ 頭部
１４２ ・・・ 外周側係合面
１４３ ・・・ 脚部
１４４ ・・・ 内周側係合面
１４５ ・・・ 支柱部
１４６ ・・・ ガータスプリング装着溝
１５０ ・・・ カムケージ
１５１ ・・・ 環状板部
１５２ ・・・ 環状板部
１５３ ・・・ 切り欠き
１５５ ・・・ 柱部
１５６ ・・・ 溝部
１５７ ・・・ ガータスプリング装着溝
１５８ ・・・ 突出部
１５９ ・・・ 連結板部
１６０ ・・・ ポケット部
１６１ ・・・ ストッパ部収容部
１７０ ・・・ ケージ回り止め
１７１ ・・・ 円環板部
１７２ ・・・ 周壁部
１７３ ・・・ ストッパ部
１７４ ・・・ 係合爪部
１８０ ・・・ 動作モード切換手段
１８１ ・・・ 端壁部
１８２ ・・・ 周壁部
１８５ ・・・ 片状部材
１９０ ・・・ 軸受け部材
Ａｐ ・・・ 荷重作用点
Ｅｐ ・・・ 遠位側接点
Ｓｐ ・・・ 荷重支持点

Claims (5)

1. 同軸上に相対回転可能に設けられている内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪の間において周方向に間隔を空けて配置された複数のカムと、前記複数のカムの各々が前記内輪及び前記外輪に接するように前記複数のカムの各々を付勢する付勢手段を備えたカムクラッチであって、
   前記内輪及び前記外輪の回転動作とは独立して駆動可能に設けられ前記カムを強制的に傾倒させるカム姿勢変更部を有する動作モード切換手段を備え、
   前記カム姿勢変更部による前記カムに対する荷重作用点と、前記内輪及び前記外輪のうち前記荷重作用点に対して径方向遠位側に位置される軌道輪に対する前記カムの遠位側接点との間の径方向位置に荷重支持点が形成され、前記荷重作用点と前記荷重支持点との間の径方向長さが、前記荷重支持点と前記遠位側接点との間の径方向長さより大きいことを特徴とするカムクラッチ。
2. 前記複数のカムの各々の周方向位置及び姿勢を規制する位置規制部を有することを特徴とする請求項１に記載のカムクラッチ。
3. 前記位置規制部が、荷重作用点に対して径方向遠位側に位置される軌道輪に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のカムクラッチ。
4. 前記複数のカムは、前記付勢手段によって互いに異なる向きのモーメントが与えられた第１のカムおよび第２のカムを含み、
   前記動作モード切換手段は、前記第１のカムの姿勢及び前記第２のカムの姿勢を独立して変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカムクラッチ。
5. 前記第１のカムの姿勢を変更させる第１の動作モード切換手段と、前記第２のカムの姿勢を変更させる第２の動作モード切換手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載のカムクラッチ。

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