JP4732927B2 - ２ウェイクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、２ウェイクラッチに関し、特に、構造の単純化を図り、製造コストを低減できる２ウェイクラッチに関するものである。

一般に、２ウェイクラッチとは、正回転及び逆回転のいずれの回転方向に対しても回転トルクを伝達又は遮断できる装置であり、例えば、断面略多角形状のカムと、そのカムの各カム面に配置されるローラと、そのローラを保持する保持器と、それら保持器、ローラ及びカムに外嵌される外輪とを主に備えて構成されるローラタイプの２ウェイクラッチが広く普及している。

かかる２ウェイクラッチは、保持器とカム面との位相を切り替えることで、回転トルクの伝達及び遮断を切り替えるものであり、保持器が中立位置に位置する場合には、ローラと外輪との間に隙間が形成され、回転トルクの伝達を遮断することができる。一方、保持器が駆動位置に位置する場合には、ローラを介してカムと外輪とが連結して、正方向又は逆方向の回転トルクを伝達することができる。

ところで、上述したローラタイプの２ウェイクラッチでは、カム及び外輪は、ローラと線接触で連結されているので、接触面積を十分に確保できない。そのため、大きな回転トルクを伝達させる場合には、ローラ、カム及び外輪の軸方向寸法を大きくして、接触面積を確保しなければならず、その分、２ウェイクラッチ全体が軸方向に大型化する。また、上述したローラタイプの２ウェイクラッチでは、回転トルク伝達時の荷重が外輪にかかり、外輪が損壊するおそれがある。そのため、外輪の厚み寸法を大きくして強度を確保する必要があり、その分、２ウェイクラッチ全体が径方向に大型化する。

これに対し、特表２００２−５１４２９２号公報（特許文献１）には、ストラット３８と凹部６２との係合及び非係合を切り替えることで、回転トルクの伝達及び遮断を切り替える技術が記載されている。

この技術によれば、平面継手は、凹部６２を有する被駆動継手プレート１０と、凹部２６，２８，３０，３２，３４，３６を有する駆動継手プレート２０と、その駆動継手プレート２０と被駆動継手プレート１０との間に介装されるストラット保持プレート２２と、凹部２６，２８，３０，３２，３４，３６に収納されるストラット３８とを主に備えて構成されている。

そして、ストラット保持プレート２２が駆動継手プレート２０に対して第２の角度位置に位置する場合には、ストラット保持プレート２２がストラット３８と凹部６２との係合を規制し、回転トルクの伝達を遮断する。一方、ストラット保持プレート２２が駆動継手プレート２０に対して第１の角度位置に位置する場合には、ストラット保持プレート２２に穿設される孔４６を介してストラット３８と凹部６２とが係合し、正方向又は逆方向の回転トルクを伝達する。

ここで、ストラット３８と凹部６２との係合は、ストラット３８の先端面と凹部６２の内壁面との面接触により行われる、即ち、回転トルクは、ストラット３８と凹部６２との面接触により伝達される。その結果、平面継手は、ローラタイプの２ウェイクラッチと比較して接触面積を確保できるので、接触面積を確保するために平面継手全体の軸方向寸法を大きくすることが不要となり、その分、平面継手全体が軸方向に大型化することを抑制できる。

また、平面継手では、回転トルク伝達時の荷重がストラット３８及び凹部６２にかかるので、ストラット３８及び凹部６２の損壊を防止するために、ストラット３８及び凹部６２の強度を確保すればよい。その結果、ストラット３８及び凹部６２の強度を確保するために、ローラタイプの２ウェイクラッチのように外輪の厚み寸法を大きくすることが不要となり、その分、平面継手全体が径方向に大型化することを抑制できる。
特表２００２−５１４２９２号公報

ところで、上述した平面継手は、回転トルクの伝達及び遮断を切り替える、即ち、ストラット保持プレート２２を駆動継手プレート２０に対して相対回転させるために、シャフト１２が中空状に形成され、そのシャフト１２内にアクチュエータシャフト１８が内設されている。

そして、かかるアクチュエータシャフト１８がストラット保持プレート２２の内周面に配設されたアクチュエータタブ７２を周方向に移動させることで、ストラット保持プレート２２を駆動継手プレート２０に対して相対回転させ、回転トルクの伝達及び遮断を切り替えている。

このように、平面継手は、ストラット保持プレート２２を駆動継手プレート２０に対して相対回転させるために、シャフト１２を中空状に形成し、そのシャフト１２にアクチュエータシャフト１８を内設する必要がある。更に、シャフト１２及びアクチュエータ１８に切り込みを形成し、その切り込みにストラット保持プレート２２のアクチュエータタブ７２を配置する必要がある。その結果、平面継手は、構造が複雑化して、製造コストが増大するという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、構造の単純化を図り、製造コストを低減できる２ウェイクラッチを提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の２ウェイクラッチは、一方の側面に凹設される複数の係合凹部を有するノッチプレートと、そのノッチプレートの係合凹部側の側面と対向する側面に凹設される複数の収納凹部を有するポケットプレートと、そのポケットプレートの収納凹部に収納されると共に前記ノッチプレートと係脱可能に設けられる複数のストラットと、そのストラットを前記ノッチプレート側へ付勢する第１弾性体と、前記ポケットプレートの収納凹部に対応して穿設される複数の窓孔を有し前記ノッチプレートとポケットプレートとの間に介装されるスライドプレートを備え、そのスライドプレートが前記複数のストラットの揺動動作を規制する第１位置に位置することにより、前記ストラットと係合凹部との係合を規制して、正方向及び逆方向の回転トルクの伝達を遮断すると共に、前記スライドプレートが前記ポケットプレートに対して前記第１位置から正方向に相対回転した第２位置又は前記第１位置から逆方向に相対回転した第３位置に位置することにより、前記窓孔を介して前記複数のストラットの内の少なくとも１つと前記係合凹部とが係合して、正方向又は逆方向の内のいずれか一方の回転トルクを伝達し、かつ、他方の回転トルクの伝達を遮断するものであり、前記ポケットプレートの反ノッチプレート側に配設されるプッシュプレートと、その前記プッシュプレートを軸方向に往復移動させる移動装置と、前記プッシュプレートに設けられ、前記ポケットプレート側へ向けて突設される第１係合部と、その第１係合部と係合可能に構成され、前記スライドプレートに前記ポケットプレート側へ向けて突設される第２係合部と、その第２係合部及び第１係合部を挿通可能に構成され、前記ポケットプレートに貫通形成される第１溝部とを備え、前記移動装置は、前記第１係合部と第２係合部とが係合する係合位置と前記第１係合部と第２係合部との係合が解除される非係合位置との間で前記プッシュプレートを往復移動させるものであり、前記移動装置が前記プッシュプレートを前記係合位置に位置させることにより、前記第１溝部を介して前記第１係合部と第２係合部とが係合して前記スライドプレートを前記第１位置に保持すると共に、前記移動装置が前記プッシュプレートを前記非係合位置に位置させることにより、前記第１係合部と第２係合部との係合が解除され前記スライドプレートが前記第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転可能に構成されている。

請求項２記載の２ウェイクラッチは、請求項１記載の２ウェイクラッチにおいて、前記プッシュプレートは、少なくともその一部に磁性を有して構成され、前記移動装置は、前記プッシュプレートを前記ポケットプレート側へ付勢する第２弾性体と、前記プッシュプレートの反ポケットプレート側に配設されると共に起磁力を励磁可能な電磁コイルとを備え、その電磁コイルの非通電時には、前記プッシュプレートが前記第２弾性体によって付勢されることにより、前記第１溝部を介して前記第１係合部と第２係合部とが係合して前記スライドプレートを前記第１位置に保持すると共に、前記電磁コイルの通電時には、前記プッシュプレートが前記電磁コイルの起磁力で前記第２弾性体の付勢方向と反対方向へ吸着されることにより、前記第１係合部と第２係合部との係合が解除され前記スライドプレートが前記第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転可能に構成されている。

請求項３記載の２ウェイクラッチは、請求項１又は２に記載の２ウェイクラッチにおいて、前記スライドプレートは、前記ポケットプレート側へ向けて突設される第３係合部を備え、前記ポケットプレートは、前記第３係合部を挿通可能に貫通形成される第２溝部と、その第２溝部に挿通された前記第３係合部と前記第２溝部の周方向両端部とを連結すると共に弾性材料から構成される一対の第３弾性体とを備え、その一対の第３弾性体は、前記スライドプレートを前記第１位置に保持するように前記第２溝部に挿通された前記第３係合部を付勢するものである。

請求項４記載の２ウェイクラッチは、請求項２記載の２ウェイクラッチにおいて、前記電磁コイルの通電及び非通電を制御する通電制御手段を備え、その通電制御手段は、前記ノッチプレート及びポケットプレートの回転駆動が停止した後に、前記電磁コイルを通電して、前記電磁コイルに前記プッシュプレートを吸着させて前記スライドプレートを前記第１位置に位置させると共に、前記スライドプレートが前記第１位置に位置した後に、前記電磁コイルを非通電にして、前記第２弾性体によって付勢された前記プッシュプレートの第１係合部と前記スライドプレートの第２係合部とを係合させるものである。

請求項１記載の２ウェイクラッチによれば、複数の係合凹部を有するノッチプレートと、複数の収納凹部を有するポケットプレートと、そのポケットプレートの収納凹部に揺動可能に収納される複数のストラットと、そのストラットをノッチプレート側へ付勢する第１弾性体と、複数の窓孔を有しノッチプレートとポケットプレートとの間に介装されるスライドプレートを備え、そのスライドプレートがストラットの揺動動作を規制する第１位置に位置する場合には、その第１位置に位置するスライドプレートがストラットと係合凹部との係合を規制して、正方向及び逆方向の回転トルクの伝達を遮断すると共に、スライドプレートがポケットプレートに対して第１位置から正方向に相対回転した第２位置又は第１位置から逆方向に相対回転した第３位置に位置する場合には、窓孔を介して複数のストラットの内の少なくとも１つと係合凹部とが係合して、正方向又は逆方向の内のいずれか一方の回転トルクを伝達し、かつ、他方の回転トルクの伝達を遮断する。

ここで、本発明の２ウェイクラッチは、ポケットプレートの反ノッチプレート側に配設されるプッシュプレートと、そのプッシュプレートを軸方向に往復移動させる移動装置と、プッシュプレートに突設される第１係合部と、スライドプレートに突設される第２係合部と、ポケットプレートに貫通形成される第１溝部とを備えて構成されるものであり、移動装置がプッシュプレートを第１係合部と第２係合部とが係合する係合位置に位置させた場合には、第１溝部を介して第１係合部と第２係合部とが係合する。その結果、スライドプレートを第１位置に保持することができるので、ストラットと係合凹部との係合を規制して、正方向及び逆方向の回転トルクの伝達を遮断することができる。

一方、移動装置がプッシュプレートを第１係合部と第２係合部との係合が解除される非係合位置に移動させた場合には、第１係合部と第２係合部との係合が解除される。その結果、スライドプレートをノッチプレート又はポケットプレートに対して相対回転させることができるので、ストラットと係合凹部とを係合させて、正方向又は逆方向の内のいずれか一方の回転トルクを伝達し、かつ、他方の回転トルクの伝達を遮断することができる。

以上のように、移動装置によりプッシュプレートを往復移動させることで、第１係合部と第２係合部との係合及び非係合を切り替える、即ち、正方向及び逆方向における回転トルクの伝達及び遮断を切り替えることができる。その結果、従来の２ウェイクラッチのように、シャフトの加工が不要となるので、構造を単純化して、製造コストの低減を図ることができるという効果がある。

また、スライドプレートは、回転したノッチプレート又はポケットプレートとの摩擦力により、第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転するので、スライドプレートを第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転させるための機構が不要となり、その分、構造の単純化を図ることができる。その結果、製造コストの低減を図ることができるという効果がある。

請求項２記載の２ウェイクラッチによれば、請求項１記載の２ウェイクラッチの奏する効果に加え、移動装置は、プッシュプレートをポケットプレート側へ付勢する第２弾性体と、起磁力を励磁可能な電磁コイルとを備えて構成されるものであり、電磁コイルを非通電にすることで、第２弾性体の付勢力によりプッシュプレートをポケットプレート側へ付勢して、第１係合部と第２係合部とを係合させる、即ち、スライドプレートを第１位置に保持することができる。

一方、電磁コイルを通電することで、少なくとも一部に磁性を有するポケットプレートを第２弾性体の付勢方向と反対方向へ移動させ、第１係合部と第２係合部との係合を解除できる、即ち、スライドプレートを第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転させることができる。

このように、第２弾性体の付勢力及び電磁コイルの起磁力によりプッシュプレートを往復移動させることができるので、シリンダ等でプッシュプレートを往復移動させる場合と比較して、装置全体の小型化を図ることができるという効果がある。

また、プッシュプレートは、第２弾性体の付勢力により係合位置に保持されているので、シリンダ等のようにプッシュプレートを係合位置に保持するための駆動力が不要となり、その分、消費エネルギーの低減を図ることができるという効果がある。

請求項３記載の２ウェイクラッチによれば、請求項１又は２に記載の２ウェイクラッチの奏する効果に加え、スライドプレートに突設される第３係合部と、ポケットプレートに貫通形成され第３係合部を挿通する第２溝部と、その第２溝部に挿通された第３係合部と第２溝部の周方向両端部とを連結する一対の第３弾性体とを備えているので、第３弾性体が第２溝部に挿通された第３係合部を第１位置へ向けて付勢して、スライドプレートを第１位置に保持することができる。

このように、第３弾性体の付勢力により、スライドプレートを第１位置に保持することができる、即ち、スライドプレートを第２位置又は第３位置から第１位置へ向けて自動的に回転させることができるので、スライドプレートを切り替えるための制御が不要となり、その分、構造の単純化を図ることができる。その結果、製造コストの低減を図ることができるという効果がある。

請求項４記載の２ウェイクラッチによれば、請求項２記載の２ウェイクラッチの奏する効果に加え、電磁コイルの通電及び非通電を制御する通電制御手段は、ノッチプレート及びポケットプレートの回転駆動が停止した後に、電磁コイルを通電して、電磁コイルにプッシュプレートを吸着させてスライドプレートを第１位置に位置させると共に、スライドプレートが第１位置に位置した後に、電磁コイルを非通電にして、第２弾性体によって付勢されたプッシュプレートの第１係合部とスライドプレートの第２係合部とを係合させる。よって、第１係合部と第２係合部とのひっかかりによりスライドプレートの回転が阻害されることを防止する、即ち、スライドプレートを円滑に第１位置に位置させて、回転トルクの伝達及び遮断を円滑に切り替えることができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の２ウェイクラッチ１の分解図である。図２（ａ）は、２ウェイクラッチ１の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における２ウェイクラッチ１の断面図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における非通電時の２ウェイクラッチ１の断面図であり、図３（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における通電時の２ウェイクラッチ１の断面図である。

なお、図１では、理解を容易とするために、ノッチプレート２、スライドプレート３、第１及び第２止め輪１１，１２の背面側が図示されている。また、図２（ａ）では、理解を容易とするために、ノッチプレート２、第１及び第２止め輪１１，１２の図示が省略されると共に、ポケットプレート４及びストラット５の一部が点線で図示されている。また、図２（ｂ）では、ノッチプレート２、スライドプレート３及びポケットプレート４の周方向長さ（図２（ｂ）左右方向長さ）の図示が省略されている。また、図３では、入力軸１１０及び出力軸１２０の軸心Ｏ方向長さの図示が省略されている。また、１１０を出力軸、１２０を入力軸としてもよい。

まず、図１から図３を参照して２ウェイクラッチ１の全体構成について説明する。２ウェイクラッチ１は、正回転及び逆回転のいずれの回転方向に対しても回転トルクを伝達又は遮断できる装置であり、ノッチプレート２と、スライドプレート３と、ポケットプレート４と、ストラット５と、ケース体６と、プッシュプレート７と、アーマチュア８と、ローターガイド９と、電磁コイル１０とを主に備えて構成されている。

なお、図３に示すように、回転トルクが入力される入力軸１１０は、その内径寸法が出力軸１２０の外径寸法よりも大きく設定されている。かかる入力軸１１０は、第１ベアリング１３１を介して出力軸１２０に外嵌され、出力軸１２０に対して相対回転可能に構成されている。

ノッチプレート２は、図１、図２（ｂ）及び図３に示すように、略中央に穿設される軸孔２１と、その軸孔２１の内周面に凹設されるスプライン溝２２によって入力軸１１０にスプライン嵌合する円板部材であり、ポケットプレート４側（図１及び図３右側、図２（ｂ）下側）の側面に凹設される係合凹部２３とを備えて構成され、入力軸１１０と一体に回転する。

係合凹部２３は、後述するストラット５と係合するための略四角形状の孔であり、例えば周方向略等間隔に１３箇所配置されている。なお、収納凹部２３は、ストラット５の先端面と係合可能に構成されている。

スライドプレート３は、図１から図３に示すように、ノッチプレート２とポケットプレート４との間に介装される円板部材であり、略中央に穿設される軸孔３１と、側面に貫通形成される窓孔３２と、ポケットプレート４側（図１及び図３右側、図２（ａ）紙面垂直方向奥側）へ向けて突設される第１及び第２爪部３３，３４とを備えて構成されている。

軸孔３１は、後述するポケットプレート４の張出部４１ａを挿通させるための孔であり、ポケットプレート４に対して相対回転可能に構成されている。

窓孔３２は、ストラット５を挿通させるための略くの字状の孔であり、例えば周方向略等間隔に３箇所配置されている。

第１爪部３３は、２枚の板状部材がポケットプレート４側へ向けて立設されており、後述するプッシュプレート７の凸部７２と係合可能に突設される部位であり、軸孔３１と窓孔３２との間に配置され、後述する第１溝部４６を介して凸部７２と係合する。

第２爪部３４は、２枚の板状部材がポケットプレート４側へ向けて立設され、後述する第２溝部４７に挿通可能に突設される部位であり、軸心Ｏに対して第１爪部３３と対称に配置されている。

ポケットプレート４は、図１から図３に示すように、ノッチプレート２及びスライドプレート３を収納するための略皿状の部材であり、略中央に穿設される軸孔４１と、その軸孔４１の内周面に凹設されるスプライン溝４２と、一方の側面に凹設される円形凹部４３と、その円形凹部４３の底面に凹設される収納凹部４４と、その収納凹部４４に配設される第１ばね４５と、円形凹部４３の底面に穿設される第１溝部４６と、円形凹部４３の底面に凹設される第２溝部４７と、その第２溝部４７に収納される第３ばね４８と、他方の側面に凹設される挿通孔４９とを備えて構成されている。

なお、ポケットプレート４の外周面には、周方向略等間隔に４つの係合溝４ａが軸心Ｏ方向に沿って凹設され、後述するケース体６の係合片６４と係合する。これにより、ケース体６は、ポケットプレート４と一体に回転する。

軸孔４１は、出力軸１２０を挿通させるための孔である。なお、軸孔４１には、スライドプレート３側（図１及び図３左側、図２（ａ）紙面垂直方向手前側）の端部から張出部４１ａが張り出し形成されており、その張出部４１ａにスライドプレート３が外嵌され、径方向に位置決めされる。

スプライン溝４２は、出力軸１２０の外周面に突設されるスプライン山１２０ａと嵌合するための溝であり、周方向略等間隔に３本配置されると共に、軸心Ｏ方向に沿って凹設されている。そして、ポケットプレート４は、スプライン溝４２とスプライン山１２０ａとの嵌合により、出力軸１２０と一体に回転する。

円形凹部４３は、ノッチプレート２及びスライドプレート３を収納するための収納部であり、ノッチプレート２側（図１及び図３左側、図２（ａ）紙面垂直方向手前側）の側面に凹設される。

かかる円形凹部４３には、ノッチプレート２及びスライドプレート３が挿入された状態で断面略Ｃ字状の第２止め輪１２が挿着される。これにより、ノッチプレート２及びスライドプレート３は、ポケットプレート４に対して、周方向に相対回転可能、かつ、軸方向に位置決めされる。

収納凹部４４は、ストラット５を収納する軸心Ｏ方向視において略Ｔ字状の収納部であり、先端側が周方向の一方に向く周方向略等間隔に例えば３つの第１収納凹部４４ａと、それら第１収納凹部４４ａに対向して配置される周方向略等間隔に例えば３つの第２収納凹部４４ｂとを備えて構成されている。

なお、第１及び第２収納凹部４４ａ，４４ｂは、図２（ｂ）に示すように、その底面が段差を有して構成されるものであり、第１底面部４４ａ１，４４ｂ１と、その第１底面部４４ａ１，４４ｂ１の一端側に連設される第２底面部４４ａ２，４４ｂ２と、第１底面部４４ａ１，４４ｂ１の他端側に連設される第３底面部４４ａ３，４４ｂ３とを備えて構成されている。

第１底面部４４ａ１，４４ｂ１は、その深さ寸法がストラット５の厚みより深く設定され、ストラット５が載置される。第２底面部４４ａ２，４４ｂ２は、その深さ寸法が第１底面部４４ａ１，４４ｂ１の深さ寸法よりも大きく設定され、ストラット５が揺動した場合に、そのストラット５の耳部５２を収納可能なスペースを確保している。第３底面部４４ａ３，４４ｂ３は、その深さ寸法が第２底面部４４ａ２，４４ｂ２の深さ寸法よりも大きく設定され、後述する第１ばね４５を収納可能なスペースを確保している。

第１ばね４５は、ストラット５を付勢するための弾性部材であり、ストラット５の下面と第３底面部４４ａ３，４４ｂ３との間に介設されている。かかる第１ばね４５は、ストラット５をノッチプレート２側（図１及び図３左側、図２（ａ）紙面垂直方向手前側及び図２（ｂ）上側）へ付勢して、ストラット５をノッチプレート２側へ向けて押圧付勢する。

第１溝部４６は、図２（ａ）及び図３に示すように、第１爪部３３及び凸部７２が挿通される略円弧状の溝であり、軸孔４１と収納凹部４４との間に配置されると共に、軸心Ｏ方向に貫通形成されている。第２溝部４７は、第２爪部３４が挿通される略円弧状の溝であり、第１溝部４６に対して対向配置されると共に、ノッチプレート２側の側面に凹設されている。

第３ばね４８は、第２爪部３４を付勢する一対の弾性部材であり、第２溝部４７に挿通された第２爪部３４の各壁面と第２溝部４７の周方向両端部とをそれぞれ連結して、第２爪部３４を第２溝部４７の周方向略中央に向けて付勢している。

このように、一対の第３ばね４８は、第２爪部３４をそれぞれ付勢して、スライドプレート３が少なくとも本体部５１の一部を覆う第１位置にスライドプレート３を保持する。なお、請求項１から４に記載の「第１位置」とは、スライドプレート３が少なくとも本体部５１の一部を覆うことで、ストラット５の揺動動作を規制する位置が該当する。

挿通孔４９は、図３に示すように、プッシュプレート７側（図３右側）の側面に凹設される孔であり、例えば周方向略等間隔に３つ配置され、ボルト７５が挿通可能に構成されている。

ストラット５は、係合凹部２３と係合するための部材であり、図１及び図２に示すように、略矩形状の本体部５１と、その本体部５１の後端側に形成される耳部５２とを備えて構成されている。

本体部５１は、その先端面が係合凹部２３と係合可能に構成される部位であり、その上面の一部がスライドプレート３に覆われ、ノッチプレート２側への揺動動作が規制されている。

耳部５２は、本体部５１の後端側から左右に張り出し形成される部位であり、その先端面同士の幅寸法は、窓孔３２の幅寸法よりも大きく設定されている。これにより、耳部５２は、その上面が常にスライドプレート３に覆われ、ストラット５が窓孔３２から脱落することを防止している。

ケース体６は、図１、図２（ａ）及び図３に示すように、ポケットプレート４、プッシュプレート７、アーマチュア８及びローターガイド９を外嵌する略円筒状の部材であり、軸心Ｏ方向一端側（図１及び図３左側、図２（ａ）紙面垂直方向手前側）に形成される大径部６１と、その大径部６１の軸心Ｏ方向他端側（図１及び図３右側、図２（ａ）紙面垂直方向奥側）に形成される第１小径部６２と、その第１小径部６２の軸心Ｏ方向他端側に形成される第２小径部６３とを備えて構成されている。

大径部６１は、ポケットプレート４を収納するための収納部であり、その内径寸法がポケットプレート４の外径寸法よりも大きく設定されている。かかる大径部６１には、ポケットプレート４が挿入された状態で断面略Ｃ字状の第１止め輪１１が挿着される。ポケットプレート４は、ケース体６に対して位置決めされる。

また、大径部６１の内周面には、周方向略等間隔に複数の係合溝６１ａが凹設されており、その各係合溝６１ａには、係合片６４が係合される。そして、ケース体６は、係合片６４とポケットプレート４の係合溝４ａとの係合により、ポケットプレート４と一体に回転する。

第１小径部６２は、プッシュプレート７及びアーマチュア８が収納可能に構成されている。また、第１小径部６２は、その内径寸法が大径部６１の内径寸法よりも小さく設定され、大径部６１の連設部に段差を形成する。かかる段差により、ポケットプレート４は、ケース体６に対して位置決めされる。

なお、第１小径部６２は、図３に示すように、その軸心Ｏ方向寸法がプッシュプレート７及びアーマチュア８の厚み寸法よりも大きく設定されている。これにより、図３（ａ）に示すように、プッシュプレート７とポケットプレート４とが当接する場合には、アーマチュア８とローターガイド９との間に隙間寸法ｄ１の隙間が形成される。一方、図３（ｂ）に示すように、アーマチュア８とローターガイド９とが当接する場合には、プッシュプレート７とポケットプレート４との間に隙間寸法ｄ２の隙間が形成される。

第２小径部６３は、図３に示すように、後述するローターガイド９を収納するための収納部である。かかる第２小径部６３には、ローターガイド９が挿入された状態で断面略Ｃ字状の第３止め輪１３が挿着される。これにより、ローターガイド９は、ケース体６に対して位置決めされる。

また、第２小径部６３は、その内径寸法が第１小径部６２の内径寸法よりも大きく設定され、第１小径部６２の連設部に段差を形成する。かかる段差により、ローターガイド９は、ケース体６に対して位置決めされる。

プッシュプレート７は、図１及び図３に示すように、ポケットプレート４の反ノッチプレート２側（図１及び図３右側）に配設される部材であり、略中央に穿設される軸孔７１と、ポケットプレート４側（図１及び図３左側）の側面に突設される凸部７２と、ローターガイド９側（図１及び図３右側）の側面に穿設される収納孔７３と、その収納孔７３に収納される第２弾性体７４とを備えて構成されている。

なお、プッシュプレート７は、ボルト７５でアーマチュア８と一体に固定されており、そのボルト７５の先端がポケットプレート４側側面から張り出している。かかるボルト７５の張出部は、ポケットプレート４の挿通孔４９に挿通する。これにより、プッシュプレート７及びアーマチュア８は、ポケットプレート４と一体に回転する。

軸孔７１は、出力軸１２０を挿通させるための孔であり、その内径寸法が出力軸の外径寸法よりも大きく設定されている。凸部７２は、第１係合部３３と係合するための部位であり、第１溝部４６を介して第１爪部３３と係合可能に構成されている。

収納孔７３は、図３に示すように、第２弾性体７４を収納するための孔であり、ローターガイド９側の側面に穿設されている。第２弾性体７４は、図３に示すように、プッシュプレート７及びアーマチュア８を付勢する弾性部材であり、ローターガイド９のプッシュプレート７側（図３左側）側面に連結されて、プッシュプレート７及びアーマチュア８をポケットプレート４側（図３左側）へ向けて付勢する。

アーマチュア８は、図１及び図３に示すように、後述する電磁コイル１０の起磁力により吸着される略円板状の磁性体であり、上述したように、ボルト７５でプッシュプレート７と一体に固定されている。

ローターガイド９は、図１及び図３に示すように、アーマチュア８と電磁コイル１０との間に介設される部材であり、略中央に穿設される軸孔９１と、電磁コイル１０側（図１及び図３右側）へ向けて張り出す張出部９２とを備えて構成されている。なお、ローターガイド９は、上述したように、第１及び第２小径部６２，６３がなす段差と第３止め輪１３とにより、軸心Ｏ方向（図１及び図３左右方向）の動きが規制されている。

軸孔９１は、出力軸１２０を挿通させるための孔であり、その内径寸法が出力軸１２０の外径寸法よりも大きく設定されている。そして、ローターガイド９は、第２ベアリング１３２を介して出力軸１２０に挿通され、出力軸１２０に対して相対回転可能に構成されている。

張出部９２は、図３に示すように、後述する電磁コイル１０の軸孔１０１に挿通される部位であり、電磁コイル１０側（図３右側）へ向けて張出形成されている。また、張出部９２は、その外径寸法が軸孔１０１の内径寸法よりも小さく設定されている。

電磁コイル１０は、通電により起磁力を励磁するための装置であり、略中央に穿設される軸孔１０１と、フランジ状に張出形成されるフランジ部１０２とを備えて構成されている。かかる電磁コイル１０は、起磁力によりアーマチュア８を吸着して、プッシュプレート７及びアーマチュア８を電磁コイル１０側（図１及び図３右側）へ移動させる。

軸孔１０１は、上述したように、ローターガイド９の張出部９２を挿通させるための孔であり、電磁コイル１０がローターガイド９に対して相対回転可能に構成されている。フランジ部１０２は、第３ベアリング１３３を介して出力軸１２０に挿通され、出力軸１２０に対して相対回転可能に構成されている。

ここで、図３を参照して、電磁コイル１０の通電及び非通電を切り替えた場合における、２ウェイクラッチ１の動きについて説明する。まず、図３（ａ）に示すように、電磁コイル１０が非通電の場合では、第２弾性体７４によりプッシュプレート７がポケットプレート４側（図３（ａ）左側）へ付勢され、プッシュプレート７の凸部７２とスライドプレート３の第１爪部３３とが係合する。

かかる係合により、スライドプレート３は、プッシュプレート７に対する相対回転が規制される。即ち、スライドプレート３は、ポケットプレート４に対する相対回転が規制され、常に第１位置に位置する。その結果、各ストラット５は、スライドプレート３により揺動動作が規制され、ノッチプレート２の係合凹部２２に係合不能となる。

これにより、例えば、入力軸１１０が正方向又は逆方向に回転した場合には、入力軸１１０と一体にノッチプレート２が回転する。ここで、上述したように、各ストラット５が係合凹部２２に係合しないので、ノッチプレート２の回転トルクは、ポケットプレート４に伝達されない。その結果、入力軸１１０の回転トルクは、正方向又は逆方向いずれの回転方向に対しても伝達が遮断される。

なお、請求項１記載の「係合位置」とは、プッシュプレート７がポケットプレート４と当接して、プッシュプレート７の凸部７２とスライドプレート３の第１爪部３３とが係合する位置が該当する。

これに対し、図３（ｂ）に示すように、電磁コイル１０が通電した場合では、電磁コイル１０の起磁力によりアーマチュア８が吸着され、アーマチュア８及びプッシュプレート７が電磁コイル１０側（図３（ｂ）右側）へ向けて移動する。かかるアーマチュア８及びプッシュプレート７の移動により、プッシュプレート７の凸部７２とスライドプレート３の第１爪部３３との係合が解除される。

その結果、スライドプレート３は、プッシュプレート７に対する相対回転が許容され、入力軸１１０の回転トルクが出力軸１２０へ伝達可能となる。なお、詳細については後述する（図４及び図５参照）。

また、請求項１記載の「非係合位置」とは、プッシュプレート７及びアーマチュア８がローターガイド９と当接して、プッシュプレート７の凸部７２とスライドプレート３の第１爪部３３との係合が解除される位置が該当する。

次に、図４及び図５を参照して２ウェイクラッチ１の回転トルクの伝達について説明する。図４（ａ）は、第２位置における２ウェイクラッチ１の正面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における２ウェイクラッチ１の断面図である。また、図５（ａ）は、第３位置における２ウェイクラッチ１の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における２ウェイクラッチ１の断面図である。

なお、図４（ａ）及び図５（ａ）では、理解を容易とするために、ノッチプレート２、第１及び第２止め輪１１，１２の図示が省略されると共に、ポケットプレート４及びストラット５の一部が点線で図示されている。また、図４（ｂ）及び図５（ｂ）では、ノッチプレート２、スライドプレート３及びポケットプレート４の周方向長さ（図４（ｂ）及び図５（ｂ）左右方向長さ）の図示が省略されている。

なお、第２位置及び請求項１及び２に記載の「第２位置」とは、図４（ａ）に示すように、第１位置に位置するスライドプレート３がポケットプレート４に対して矢印Ｒ方向（正方向）に相対回転し、窓孔３２と第２収納凹部４４ｂに収納されたストラット５の本体部５１とが重なる位置が該当する。

また、第３位置及び請求項１及び２に記載の「第３位置」とは、図５（ａ）に示すように、第１位置に位置するスライドプレート３がポケットプレート４に対して矢印Ｌ方向（逆方向）に相対回転し、窓孔３２と第１収納凹部４４ａに収納されたストラット５の本体部５１とが重なる位置が該当する。

まず、図４を参照して第２位置における２ウェイクラッチ１について説明する。図４（ａ）に示すように、正回転の回転トルクを伝達させる場合には、まず、電磁コイル１０（図３参照）を通電して、第１爪部３３と凸部７２との係合を解除する。

次に、入力軸１１０（図３参照）が矢印Ｒ方向（正方向）に回転し、その入力軸１１０と一体にノッチプレート２が矢印Ｒ方向に回転する。そして、ノッチプレート２の回転摩擦力により、スライドプレート３が第１位置から第２位置へ向けて矢印Ｒ方向に回転する。

スライドプレート３が第２位置に位置した場合には、図４（ｂ）に示すように、第１ばね４５の付勢力により、第２収納凹部４４ｂに収納されたストラット５がノッチプレート２側（図４（ｂ）上側）へ向けて揺動する。そして、ストラット５は、窓孔３２を介してノッチプレート２の係合凹部２３と係合する。なお、第１収納凹部４４ａに収納されたストラット５は、その本体部５１がスライドプレート３に覆われているため、ノッチプレート２側への揺動動作が規制される。

そして、入力軸１１０が矢印Ｒ方向に更に回転した場合には、第２収納凹部４４ｂに収納されたストラット５と係合凹部２３との係合により、ポケットプレート４がノッチプレート２と一体に矢印Ｒ方向へ向けて回転する。かかるポケットプレート４の回転により、ポケットプレート４とスプライン嵌合する出力軸１２０が回転する。以上のようにして、正方向の回転トルクは、入力軸１１０から出力軸１２０に伝達される。

なお、出力軸１２０には、凸部（図示せず）が突設されると共に、その凸部の近接による磁気変化を電気信号に変換する回転センサ（図示せず）が配設されている。そして、電磁コイル１０は、回転センサにより出力軸１２０の回転数が所定回転数であることを検出した場合に、通電にされる。即ち、正回転トルクの伝達時には、電磁コイル１０は、通電にされる。

一方、入力軸１１０の回転が停止した場合には、ノッチプレート２の回転が停止する。そして、スライドプレート３は、第３ばね４８の付勢力により、第２位置から第１位置へ向けて回転する。

ここで、電磁コイル１０は、回転センサにより出力軸１２０の回転数が所定回転数であることを検出した場合に、非通電される。これにより、第１爪部３３と凸部７２とがひっかかる、即ち、スライドプレート３を円滑に第１位置に位置させて、回転トルクの伝達及び遮断を円滑に切り替えることができる。

なお、請求項４記載の「通電制御手段」とは、出力軸１２０の回転数が所定回転数であることを検出した場合に、電磁コイル１０を所定時間通電する手段が該当する。

次に、図５を参照して第３位置における２ウェイクラッチ１について説明する。図５（ａ）に示すように、逆回転の回転トルクを伝達させる場合には、まず、電磁コイル１０を通電して、第１爪部３３と凸部７２との係合を解除する。

次に、入力軸１１０が矢印Ｌ方向（逆方向）に回転し、その入力軸１１０と一体にノッチプレート２が矢印Ｌ方向に回転する。そして、ノッチプレート２の回転摩擦力により、スライドプレート３が第１位置から第３位置へ向けて矢印Ｌ方向に回転する。

スライドプレート３が第３位置に位置した場合には、図５（ｂ）に示すように、第１ばね４５の付勢力により、第１収納凹部４４ａに収納されたストラット５がノッチプレート２側（図５（ｂ）上側）へ向けて揺動する。そして、ストラット５は、窓孔３２を介してノッチプレート２の係合凹部２３と係合する。なお、第２収納凹部４４ｂに収納されたストラット５は、その本体部５１がスライドプレート３に覆われているため、ノッチプレート２側への揺動動作が規制される。

そして、入力軸１１０が矢印Ｌ方向に更に回転した場合には、第１収納凹部４４ａに収納されたストラット５と係合凹部２３との係合により、ポケットプレート４がノッチプレート２と一体に矢印Ｌ方向へ向けて回転する。かかるポケットプレート４の回転により、ポケットプレート４とスプライン嵌合する出力軸１２０が回転する。以上のように、逆方向の回転トルクは、入力軸１１０から出力軸１２０に伝達される。

なお、正回転トルクの伝達時と同様に、電磁コイル１０は、回転センサにより出力軸１２０の回転数が所定回転数であることを検出した場合には、通電にされる。また、入力軸１１０の回転が停止した場合には、ノッチプレート２の回転が停止する。そして、スライドプレート３は、第３ばね４８の付勢力により、第３位置から第１位置へ向けて回転する。

ここで、正回転トルクの伝達時と同様に、電磁コイル１０は、回転センサにより出力軸１２０の回転数が所定回転数であることを検出した場合に、非通電される。これにより、スライドプレート３は、第１位置に位置して、第１爪部３３と凸部７２とが係合される。

以上のように、本発明の２ウェイクラッチ１では、プッシュプレート７及びアーマチュア８を軸心Ｏ方向に移動させることで、正方向及び逆方向における回転トルクの伝達及び遮断を切り替えることができる。その結果、従来の２ウェイクラッチのように、入力軸１１０又は出力軸１２０の加工が不要となるので、構造を単純化して、製造コストの低減を図ることができる。

また、プッシュプレート７、アーマチュア８及び電磁コイル１０は、ポケットプレート４の軸心Ｏ方向他端側（図１右側）の側面に配設されている。これにより、回転トルクの伝達及び遮断を切り替える機構をポケットプレート４の外周周りに配設することが不要となり、２ウェイクラッチ１が径方向に大型化することを防止できる。

また、スライドプレート３は、ノッチプレート２の回転摩擦力により第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転するので、スライドプレート３を第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転させる機構が不要となり、その分、構造の単純化を図ることができる。その結果、製造コストの低減を図ることができる。

更に、第２位置又は第３位置に位置するスライドプレート３は、第３ばね４８に付勢され、第１位置へ向けて自動的に回転する。これにより、スライドプレート３を第２位置又は第３位置から第１位置へ向けて回転させる制御が不要となり、その分、構造の単純化を図ることができる。その結果、製造コストの低減を図ることができる。

なお、本実施の形態では、プッシュプレート７及びアーマチュア８の移動は、第２ばね７４及び電磁コイル１０により行われている。しかしながら、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、シリンダを伸縮させて、プッシュプレート７及びアーマチュア８を移動させてもよい。

ただし、本実施の形態の２ウェイクラッチ１ように、第２ばね７４及び電磁コイル１０でプッシュプレート７及びアーマチュア８を移動させることが望ましい。これにより、シリンダでプッシュプレート７及びアーマチュア８を移動させる場合と比較して、２ウェイクラッチ１全体の小型化を図ることができる。

また、シリンダでプッシュプレート７及びアーマチュア８を移動させる場合では、プッシュプレート７及びアーマチュア８を係合位置に保持するために駆動力を付与する必要がある。これに対し、本実施の形態では、プッシュプレート７及びアーマチュア８は、第２ばね７４の付勢力により係合位置に保持されるので、プッシュプレート７及びアーマチュア８を係合位置に保持するための駆動力を不要として、その分、消費エネルギーの低減を図ることができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、本実施の形態では、回転トルクは、入力軸１１０から出力軸１２０へ伝達されるように構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、出力軸１２０から入力軸１１０へ伝達するように構成してもよい。

かかる場合には、プッシュプレート７及びアーマチュア８が非係合位置に位置した状態で、出力軸１２０と一体にポケットプレート４が回転する。そして、ポケットプレート４の回転摩擦力により、スライドプレート３が第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転して、回転トルクを入力軸１１０へ伝達する。

また、本実施の形態では、ノッチプレート２の係合凹部２３が１３つで構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、種々の範囲内で変更可能である。同様に、本実施の形態では、ストラット５は、６つで構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、種々の範囲内で変更可能である。

本発明の２ウェイクラッチの分解図である。 （ａ）は、２ウェイクラッチの正面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における２ウェイクラッチの断面図である。 （ａ）は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における非通電時の２ウェイクラッチの断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における通電時の２ウェイクラッチの断面図である。 （ａ）は、第２位置における２ウェイクラッチの正面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における２ウェイクラッチの断面図である。 （ａ）は、第３位置における２ウェイクラッチの正面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における２ウェイクラッチの断面図である。

符号の説明

１ ２ウェイクラッチ
２ ノッチプレート
３ スライドプレート
４ ポケットプレート
５ ストラット
７ プッシュプレート
８ アーマチュア（移動装置の一部、プッシュプレートの一部）
１０ 電磁コイル（移動装置の一部、電磁コイル）
２３ 係合凹部
３２ 窓孔
３３ 第１爪部（第２係合部）
３４ 第２爪部（第３係合部）
４４ 収納凹部
４５ 第１ばね（第１弾性体）
４６ 第１溝部
４７ 第２溝部
４８ 第３ばね（第３弾性体）
７２ 凸部（第１係合部）
７４ 第２ばね（移動装置の一部、第２弾性体）

Claims (4)

1. 一方の側面に凹設される複数の係合凹部を有するノッチプレートと、そのノッチプレートの係合凹部側の側面と対向する側面に凹設される複数の収納凹部を有するポケットプレートと、そのポケットプレートの収納凹部に収納されると共に前記ノッチプレートと係脱可能に設けられる複数のストラットと、そのストラットを前記ノッチプレート側へ付勢する第１弾性体と、前記ポケットプレートの収納凹部に対応して穿設される複数の窓孔を有し前記ノッチプレートとポケットプレートとの間に介装されるスライドプレートを備え、
   そのスライドプレートが前記複数のストラットの揺動動作を規制する第１位置に位置することにより、前記ストラットと係合凹部との係合を規制して、正方向及び逆方向の回転トルクの伝達を遮断すると共に、前記スライドプレートが前記ポケットプレートに対して前記第１位置から正方向に相対回転した第２位置又は前記第１位置から逆方向に相対回転した第３位置に位置することにより、前記窓孔を介して前記複数のストラットの内の少なくとも１つと前記係合凹部とが係合して、正方向又は逆方向の内のいずれか一方の回転トルクを伝達し、かつ、他方の回転トルクの伝達を遮断する２ウェイクラッチにおいて、
   前記ポケットプレートの反ノッチプレート側に配設されるプッシュプレートと、
   その前記プッシュプレートを軸方向に往復移動させる移動装置と、
   前記プッシュプレートに設けられ、前記ポケットプレート側へ向けて突設される第１係合部と、
   その第１係合部と係合可能に構成され、前記スライドプレートに前記ポケットプレート側へ向けて突設される第２係合部と、
   その第２係合部及び第１係合部を挿通可能に構成され、前記ポケットプレートに貫通形成される第１溝部とを備え、
   前記移動装置は、前記第１係合部と第２係合部とが係合する係合位置と前記第１係合部と第２係合部との係合が解除される非係合位置との間で前記プッシュプレートを往復移動させるものであり、
   前記移動装置が前記プッシュプレートを前記係合位置に位置させることにより、前記第１溝部を介して前記第１係合部と第２係合部とが係合して前記スライドプレートを前記第１位置に保持すると共に、前記移動装置が前記プッシュプレートを前記非係合位置に位置させることにより、前記第１係合部と第２係合部との係合が解除され前記スライドプレートが前記第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転可能に構成されていることを特徴とする２ウェイクラッチ。
2. 前記プッシュプレートは、少なくともその一部に磁性を有して構成され、
   前記移動装置は、前記プッシュプレートを前記ポケットプレート側へ付勢する第２弾性体と、前記プッシュプレートの反ポケットプレート側に配設されると共に起磁力を励磁可能な電磁コイルとを備え、
   その電磁コイルの非通電時には、前記プッシュプレートが前記第２弾性体によって付勢されることにより、前記第１溝部を介して前記第１係合部と第２係合部とが係合して前記スライドプレートを前記第１位置に保持すると共に、前記電磁コイルの通電時には、前記プッシュプレートが前記電磁コイルの起磁力で前記第２弾性体の付勢方向と反対方向へ吸着されることにより、前記第１係合部と第２係合部との係合が解除され前記スライドプレートが前記第１位置から第２位置又は第３位置へ向けて回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の２ウェイクラッチ。
3. 前記スライドプレートは、前記ポケットプレート側へ向けて突設される第３係合部を備え、
   前記ポケットプレートは、前記第３係合部を挿通可能に貫通形成される第２溝部と、その第２溝部に挿通された前記第３係合部と前記第２溝部の周方向両端部とを連結すると共に弾性材料から構成される一対の第３弾性体とを備え、
   その一対の第３弾性体は、前記スライドプレートを前記第１位置に保持するように前記第２溝部に挿通された前記第３係合部を付勢するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の２ウェイクラッチ。
4. 前記電磁コイルの通電及び非通電を制御する通電制御手段を備え、
   その通電制御手段は、前記ノッチプレート及びポケットプレートの回転駆動が停止した後に、前記電磁コイルを通電して、前記電磁コイルに前記プッシュプレートを吸着させて前記スライドプレートを前記第１位置に位置させると共に、前記スライドプレートが前記第１位置に位置した後に、前記電磁コイルを非通電にして、前記第２弾性体によって付勢された前記プッシュプレートの第１係合部と前記スライドプレートの第２係合部とを係合させることを特徴とする請求項２記載の２ウェイクラッチ。

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