JP4987337B2

JP4987337B2 - クラッチユニット

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Description

本発明は、入力側からの回転トルクを出力側へ伝達するレバー側クラッチ部と、入力側からの回転トルクを出力側へ伝達すると共に出力側からの逆入力トルクを遮断するブレーキ側クラッチ部とを有するクラッチユニットに関する。

一般に、円筒ころやボール等の係合子を用いるクラッチユニットにおいては、入力側部材と出力側部材との間にクラッチ部が配設されるが、このクラッチ部は、前述の入力側部材と出力側部材間に形成される楔すきまに円筒ころやボール等の係合子を係合・離脱させることによって、入力トルクの伝達・遮断を制御する構成になっている。

この種のクラッチユニットは、入力側からの回転トルクを出力側へ伝達するレバー側クラッチ部と、入力側からの回転トルクを出力側へ伝達すると共に出力側からの逆入力トルクを遮断するブレーキ側クラッチ部とを具備する（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００３−１６６５５５号公報特開２００３−９７６０５号公報

ところで、特許文献１，２に開示されたクラッチユニットでは、前述したようにレバー側クラッチ部の入力側部材に連結されたレバーをポンピング操作することにより、ブレーキ側クラッチ部の出力側部材に連結された回転部材を寸動回転させるようにしているのが現状である。

しかしながら、このクラッチユニットにおいて、アプリケーションによっては、レバーのポンピング操作により出力側部材を寸動回転させることが煩雑に感じる場合があり、その場合、一回のレバー操作で出力側部材を一気に回転させるようにすることが要望されている。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、レバーのポンピング操作により出力側部材を寸動回転させるだけでなく、レバー操作方向に負荷が加わっている場合、その方向に出力側部材を一気回転させ得る構造を具備したクラッチユニットを提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、入力側に設けられ、レバー操作により出力側への回転トルクの伝達・遮断を制御するレバー側クラッチ部と、出力側に設けられ、レバー側クラッチ部からの入力トルクを出力側へ伝達すると共に、出力側からの逆入力トルクを遮断するブレーキ側クラッチ部を備えたクラッチユニットにおいて、レバークラッチ部のレバーを一方向に回動させるポンピング操作によりブレーキ側クラッチ部の出力側部材を寸動回転させ、レバーを反対方向に回動させる一操作によりブレーキ側クラッチ部の出力側部材を回転自在とする回転制御用クラッチ部をブレーキ側クラッチ部に付設し、回転制御用クラッチ部は、出力側部材を二分割し、一方の出力側部材と他方の出力側部材との間に円錐ころを係合・離脱可能に介設し、その円錐ころの係合・離脱を制御する制御手段を有し、その制御手段は、円錐ころを軸方向に移動させるトルクカム部を有する保持器と、その保持器のトルクカム部と位相を同期させたトルクカム部を有する内輪とで構成されていることを特徴とする。

なお、前述のレバー操作方向で、「一方向」を反時計方向とすれば、「反対方向」は時計方向であることを意味する。

本発明に係るクラッチユニットでは、レバー側クラッチ部のレバーを一方向に回動させるポンピング操作によりブレーキ側クラッチ部の出力側部材を寸動回転させ、レバーを反対方向に回動させる一操作によりブレーキ側クラッチ部の出力側部材を回転自在とする回転制御用クラッチ部をブレーキ側クラッチ部に付設したことにより、レバーの一方向へのポンピング操作により出力側部材を寸動回転させるだけでなく、レバーの反対方向への一操作により出力側部材を回転自在とすることができるので、そのレバー操作方向に負荷が加わっている場合、その出力側部材を一気回転させることができる。

ここで、「レバーの一方向へのポンピング操作」とは、一方向へレバーを複数回繰り返して回動させる操作を意味する。また、「レバーの反対方向への一操作」とは、反対方向へレバーを一回だけ回動させる操作を意味する。さらに、「一気回転」とは、前述の寸動回転とは異なり、連続的に回転することを意味する。

この回転制御用クラッチ部では、制御手段により円錐ころを二つの出力側部材間で係合させれば、レバーの一方向へのポンピング操作により出力側部材を寸動回転させることができ、また、制御手段により円錐ころを二つの出力側部材間から離脱させれば、その二つの出力側部材間でトルク伝達が遮断されることから、レバーの反対方向への一操作により出力端に配置された一方の出力側部材が回転自在となる。

このクラッチユニットにおけるレバー側クラッチ部は、レバー操作によりトルクが入力される入力側部材と、トルクが出力される出力側部材と、入力側部材と出力側部材間での係合・離脱により入力側部材からの入力トルクの伝達・遮断を制御する複数の係合子と、各係合子を円周方向に所定間隔で保持する保持器と、回転が拘束された静止側部材と、保持器と静止側部材の間に設けられ、入力側部材からの入力トルクで弾性力を蓄積し、その入力トルクの開放により、蓄積された弾性力で保持器を中立状態に復帰させる第一の弾性部材と、入力側部材と静止側部材の間に設けられ、入力側部材からの入力トルクで弾性力を蓄積し、その入力トルクの開放により、蓄積された弾性力で入力側部材を中立状態に復帰させる第二の弾性部材とを備えた構造とすることが可能である。

また、クラッチユニットにおけるブレーキ側クラッチ部は、トルクが入力される入力側部材と、トルクが出力される出力側部材と、回転が拘束された静止側部材と、その静止側部材と出力側部材間のすきまに配設され、両部材間での係合・離脱により入力側部材からの入力トルクの伝達と出力側部材からの逆入力トルクの遮断を制御する一対の係合子と、一対の係合子間に介挿され、それら係合子同士に離反力を付勢する弾性部材とを備えた構造とすることが可能である。

本発明によれば、レバー側クラッチ部のレバーを一方向に回動させるポンピング操作によりブレーキ側クラッチ部の出力側部材を寸動回転させ、レバーを反対方向に回動させる一操作によりブレーキ側クラッチ部の出力側部材を回転自在とする回転制御用クラッチ部をブレーキ側クラッチ部に付設したことにより、レバーの一方向へのポンピング操作により出力側部材を寸動回転させるだけでなく、レバーの反対方向への一操作により出力側部材を回転自在とすることができるので、そのレバー操作方向に負荷が加わっている場合、一回のレバー操作で出力側部材を一気回転させることができるので、レバー操作の煩雑さがなくなり、アプリケーションの対応も容易となる。

図１は本発明の実施形態におけるクラッチユニットＸの全体構成を示す。このクラッチユニットＸは、入力側に設けられたレバー側クラッチ部１１と、出力側に設けられた逆入力遮断機能のブレーキ側クラッチ部１２と、そのブレーキ側クラッチ部１２に付設された回転制御用クラッチ部１３とで構成されている。

レバー側クラッチ部１１は、図１、図２および図３に示すように例えばレバー（図示せず）が連結された入力側部材としての外輪１４と、出力側部材としての内輪１５と、係合子としての例えば複数の円筒ころ１６と、円筒ころ１６を保持する保持器１７と、保持器１７を中立状態に復帰させるための第一の弾性部材であるセンタリングばね１８と、外輪１４を中立状態に復帰させるための第二の弾性部材であるセンタリングばね１９とを有する。

外輪１４の内周には、複数のカム面１４ａが円周方向等間隔に形成されている。内輪１５は、その外径に外輪１４のカム面１４ａとの間に楔すきま２１を形成する外周面１５ａを備えている。保持器１７は、円筒ころ１６を収容する複数のポケット２０を有する。

センタリングばね１８，１９は、図３に示すように何れも帯板材を丸めて形成した有端リング状の板ばねであり、一方のセンタリングばね１８は他方のセンタリングばね１９の内径側に配置されている。内径側に位置するセンタリングばね１８は、径方向内側に屈曲させた一対の係止部１８ａを有し、外径側に位置するセンタリングばね１９は、径方向外側に屈曲させた一対の係止部１９ａを有する。

センタリングばね１８は、保持器１７とブレーキ側クラッチ部１２の静止側部材である外輪２２との間に配設され、一方の係止部１８ａが保持器１７に係止されると共に、他方の係止部１８ａが外輪２２に設けられた爪部２２ａに係止されている〔図４（ａ）（ｂ）参照〕。

このセンタリングばね１８では、外輪１４からの入力トルクの作用時、一方の係止部１８ａが保持器１７の一部に、他方の係止部１８ａが外輪２２の爪部２２ａにそれぞれ係合するので、外輪１４の回転に伴ってセンタリングばね１８が押し拡げられて弾性力が蓄積され、外輪１４からの入力トルクの開放時、その弾性復元力により保持器１７を中立状態に復帰させる。

センタリングばね１９は、外輪１４とブレーキ側クラッチ部１２の外輪２２との間に配設され、両方の係止部１９ａが外輪１４に設けられた爪部１４ｂに係止されると共に、外輪２２に設けられた爪部２２ｂに係止されている。この係止部１９ａは、センタリングばね１８の係止部１８ａに対して円周方向の位相をずらせて配置されている。

このセンタリングばね１９では、外輪１４から入力トルクが作用して外輪１４が回転した場合、一方の係止部１９ａが外輪１４の爪部１４ｂに、他方の係止部１９ａが外輪２２の爪部２２ｂにそれぞれ係合するので、外輪１４の回転に伴ってセンタリングばね１９が押し拡げられて弾性力が蓄積され、外輪１４からの入力トルクを開放すると、その弾性復元力により外輪１４を中立状態に復帰させる。

ロック型と称されるタイプで逆入力遮断機能を有するブレーキ側クラッチ部１２は、図１、図５および図６に示すように外輪２２の内周面２２ｃと、出力軸２３の外径に円周方向等間隔に設けられた複数のカム面２３ａ（図示の実施形態の場合、例えば６面）と、外輪２２の内周面２２ｃと出力軸２３の各カム面２３ａの間に介在した係合子としての一対の円筒ころ２５と、一対の円筒ころ２５間に介在する弾性部材、例えば断面Ｎ字形の板ばね２６と、円筒ころ２５および板ばね２６を収容するポケット２４が円周方向等間隔に形成された保持器として機能するレバー側クラッチ部１１の内輪１５とを主要部として構成されている。

なお、出力軸２３には、複数のピン孔２３ｂが円周所定間隔に形成され、これらピン孔２３ｂに内輪１５のピン１５ｂが挿入されている。この出力軸２３の内側軸端には、ピニオンギヤ２８ａが一体に形成されたピニオン軸２８が凹凸嵌合により同軸的に連結されており、出力軸２３とピニオン軸２８とで出力側部材を構成している。

また、外輪２２の内周面２２ｃと出力軸２３のカム面２３ａとの間に楔すきま２７が形成されている。外輪２２には、レバー側クラッチ部１１のセンタリングばね１８，１９と係合する係止部２２ａ，２２ｂ（図３参照）がそれぞれ形成されている。

前述のブレーキ側クラッチ部１２に付設された回転制御用クラッチ部１３は、図１、図７および図８に示すように出力軸２３の内周面に円周方向等間隔に設けられた複数のカム面２３ｃと、ピニオン軸２８の外周面であるテーパ面２８ｂと、出力軸２３の各カム面２３ｃとピニオン軸２８のテーパ面２８ｂの間に介在した円錐ころ２９と、その円錐ころ２９の係合・離脱を制御する制御手段である保持器３０および内輪１５とを主要部として構成されている。

出力軸２３は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように軸部となる小径部２３ｄと、その小径部２３ｄの一端を拡径させた大径部２３ｅとからなる。その大径部２３ｅには、前述の円錐ころ２９、ピニオン軸２８および保持器３０の一部が配置される凹所２３ｆが設けられており、その中央部位に突部２３ｇを設けてピニオン軸２８の凹部２８ｃに嵌合させている。また、この大径部２３ｅの端面の円周方向等間隔に、保持器３０との位相合わせのために保持器３０の一部が嵌入する凹部２３ｈ（図示の場合、円周方向４箇所）が設けられている。さらに、大径部２３ｅの背面には、前述したように内輪１５のピン１５ｂが挿入される複数（図示の実施形態では例えば６個）のピン孔２３ｂが円周方向等間隔に形成されている。

ピニオン軸２８は、図１０に示すように内側軸端面に形成された凹部２８ｃに出力軸２３の突部２３ｇを嵌合させることにより両者を芯合わせして同軸的に連結する。また、外側軸端には、ピニオンギヤ２８ａが一体的に形成されている。このピニオン軸２８の外周面、特に出力軸側部位にテーパ面２８ｂが形成されている。このテーパ面２８ｂは、ピニオン軸２８を出力軸側に向けて漸次拡径させることにより、軸方向に沿って傾斜するテーパ面２８ｂとしている。これにより、出力軸２３の軸線と平行なカム面２３ｃとの間で軸方向に対して外側から内側へ向けて縮径する楔すきま３４を形成している。

保持器３０は、図１１（ａ）（ｂ）に示すように出力軸２３の大径部２３ｅのカム面２３ｃとピニオン軸２８のテーパ面２８ｂとの間に挿入配置される円筒部３０ａと、その円筒部３０ａの一端から径方向に一体的に延びるフランジ部３０ｂとからなる。その円筒部３０ａには、複数個（図示の実施形態では８個）の円錐ころ２９のそれぞれを収容して円周方向等間隔に支持する複数のポケット３１が設けられている。このポケット３１は、円錐ころ２９と略同一のテーパ形状を有する。円錐ころ２９のテーパ角度は、４〜８°が好ましく、より好ましいのは６°程度である。フランジ部３０ｂには、円筒部３０ａの外側近傍の周囲に、出力軸２３との位相合わせのためにその出力軸２３の凹部２３ｈに嵌合する複数（図示の実施形態では４個）の凸部３０ｃが配設されている。また、このフランジ部３０ｂの外周縁部には、周方向に沿って連続的に高くなる複数のトルクカム部３０ｄ（図示の実施形態では６個）が円周方向等間隔に形成されている。

この保持器３０は、図１２に示すようにケーシングに固定された側板３２との間にウェーブワッシャ３３を介して軸方向移動可能に配設され、このウェーブワッシャ３３により、保持器３０が常に出力軸側に押圧された状態にあり、円錐ころ２９が楔すきま３４の狭い側へ押し込まれ、出力軸２３とピニオン軸２８が円錐ころ２９を介して噛み合っている。保持器３０は、内輪１５からの軸方向荷重を受けること、また、摩耗対策のため、熱処理を施した鉄系材料で形成され、例えば肌焼鋼（ＳＣｒ４１５あるいはＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４１５あるいはＳＣＭ４２０）に浸炭焼入れ焼戻しを施してプレス成形により製作することが好ましい。

内輪１５は、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように出力軸２３に外挿された円筒部１５ｃと、その円筒部１５ｃの一端を拡径させた大径部１５ｄとからなる。この大径部１５ｄの端面には、前述の保持器３０のフランジ部３０ｂに設けられたトルクカム部３０ｄと位相を同期させたトルクカム部１５ｅを形成している。なお、この大径部１５ｄには、円筒ころ２５が収容される複数のポケット２４が円周方向等間隔に形成されている。また、大径部１５ｄの背面には、出力軸２３のピン孔２３ｂに挿入される複数（図示の実施形態では例えば６個）のピン１５ｂが円周方向等間隔に形成されている。

前述のレバー側クラッチ部１１では、外輪１４に入力トルクが作用すると、円筒ころ１６が楔すきま２１に係合し、その円筒ころ１６を介して内輪１５にトルクが伝達されて内輪１５が回転する。この時、外輪１４および保持器１７の回転に伴ってセンタリングばね１８，１９に弾性力が蓄積される。その入力トルクがなくなると、センタリングばね１８，１９の弾性力により外輪１４および保持器１７が中立状態に復帰する一方で、内輪１５は、与えられた回転位置をそのまま維持する。従って、この外輪１４の回転繰り返し、つまり、レバーのポンピング操作により、内輪１５に回転量が重畳的に蓄積される。

ブレーキ側クラッチ部１２では、出力軸２３に逆入力トルクが入力されると、円筒ころ２５が楔すきま２７と係合して出力軸２３が外輪２２に対してロックされる。従って、出力軸２３からの逆入力トルクは、ブレーキ側クラッチ部１２によってロックされてレバー側クラッチ部１１への逆入力トルクの還流が遮断される。

一方、外輪１４からの入力トルクがレバー側クラッチ部１１を介して内輪１５に入力され、内輪１５が円筒ころ２５と係合して板ばね２６の弾性力に抗して押圧することにより、その円筒ころ２５が楔すきま２７から離脱して出力軸２３のロック状態が解除され、出力軸２３は回転可能となる。内輪１５がさらに回転すると、内輪１５のピン１５ｂが出力軸２３のピン孔２３ｂと係合することにより、内輪１５からの入力トルクがピン１５ｂおよびピン孔２３ｂを介して出力軸２３に伝達され、出力軸２３が回転する。

クラッチユニットＸにおける回転制御用クラッチ部１３では、図１４に示すように保持器３０により円錐ころ２９が楔すきま３４の狭い側（図中白抜き矢印方向）に押された場合、出力軸２３とピニオン軸２８は円錐ころ２９によって噛み合い一体化したロック状態となる。つまり、図１５に示すように出力軸２３のカム面２３ｃの二点Ｘ_１，Ｘ_２とピニオン軸２８のテーパ面２８ｂの一点Ｙの合計三点で円錐ころ２９が噛み合い、ピニオン軸２８は時計方向あるいは反時計方向のいずれにも出力軸２３と一体的に回転可能となる。このように円錐ころ２９が噛み合った状態であれば、レバーによるポンピング操作でもって出力軸２３およびピニオン軸２８を寸動回転させることができる。

一方、図１６に示すように保持器３０を図中白抜き矢印方向に移動させると、そのポケット３１に収容された円錐ころ２９も同一方向、つまり楔すきま３４の広い側に移動するため、円錐ころ２９とピニオン軸２８との間にすきまが発生する。その結果、ピニオン軸２８は、出力軸２３との噛み合いが解除されて回転自在となり、それ単体で回転可能となる。この状態でピニオン軸２８に負荷が加わっている場合、ピニオン軸２８が一気回転する。

この円錐ころ２９の噛み合いを制御（ロックあるいは解除）することにより、ピニオン軸２８を寸動回転させたり、あるいは一気回転させたりすることができる。この円錐ころ２９の噛み合いの制御は、保持器３０および内輪１５でもって行われる。この保持器３０および内輪１５による制御を以下に詳述する。

まず、レバーを操作しない状態では、図１７に示すように保持器３０のフランジ部３０ｂに形成されたトルクカム部３０ｄと内輪１５の大径部１５ｄに形成されたトルクカム部１５ｅとが図示のような位置関係にある。つまり、保持器３０のトルクカム部３０ｄのカム面３０ｄ_１と内輪１５のトルクカム部１５ｅのカム面１５ｅ_１が軸方向に対向した位置関係となっている。この時、図１４および図１５に示すようにウェーブワッシャ３３により保持器３０が図中矢印方向に押された状態で円錐ころ２９が出力軸２３とピニオン軸２８に噛み込んだ状態となっている。

次に、レバーの操作によりレバー側クラッチ部１１を介して内輪１５が回転した場合、出力軸２３との位相合わせのために保持器３０の凸部３０ｃが出力軸２３の凹部２３ｈに嵌合していることからその保持器３０は回転しない。その結果、図１８に示すようにウェーブワッシャ３３の弾性力に抗して保持器３０が図中白抜き矢印方向に移動し、保持器３０のトルクカム部３０ｄと内輪１５のトルクカム部１５ｅとが図示のような位置関係となる。つまり、保持器３０のトルクカム部３０ｄのカム面３０ｄ_１が内輪１５のトルクカム部１５ｅのカム面１５ｅ_１に対して図中実線矢印方向に相対移動する。この内輪１５の回転により保持器３０が軸方向に移動することでもって、その保持器３０のポケット３１に収容された円錐ころ２９も同時に移動し、出力軸２３とピニオン軸２８の噛み合い状態が解除される。この噛み合い状態の解除によりピニオン軸２８が回転自在となり、例えばこのピニオン軸２８に回転方向のトルクが加わった場合には、その方向にピニオン軸２８を一気回転させることができる。

以上で説明したようにして、円錐ころ２９の噛み合いを保持器３０および内輪１５により制御（ロックあるいは解除）することにより、レバーの操作でもって、ピニオン軸２８を寸動回転させたり、あるいは一気回転させたりすることができる。例えば、レバーを反時計方向（上側）にポンピング操作することにより、出力軸２３およびピニオン軸２８を寸動回転させる場合を図１９〜図２１に示し、レバーを時計方向（下側）に一操作することにより、出力軸２３およびピニオン軸２８を一気回転させる場合を図２３および図２４に示し、以下に詳述する。

図１９はレバーをポンピング操作しない中立状態、図２０はレバーのポンピング操作の開始状態、図２１はさらにレバーをポンピング操作した状態をそれぞれ示し、各図（ａ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図、各図（ｂ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図、各図（ｃ）は保持器３０のトルクカム部３０ｄと内輪１５のトルクカム部１５ｅの動作状態の模式図である。

まず、レバーを反時計方向（上側）にポンピング操作した場合、レバー側クラッチ部１１において、レバーのポンピング操作による外輪１４からの回転トルクが内輪１５に伝達され、ブレーキ側クラッチ部１２では、内輪１５の回転により、内輪１５が円筒ころ２５と係合して板ばね２６の弾性力に抗して押圧することにより、その円筒ころ２５が楔すきま２７から離脱して出力軸２３のロック状態が解除され、出力軸２３は回転可能となる。内輪１５がさらに回転すると、内輪１５のピン１５ｂが出力軸２３のピン孔２３ｂと係合することにより、内輪１５からの入力トルクがピン１５ｂおよびピン孔２３ｂを介して出力軸２３に伝達され、出力軸２３が回転する。

この時、出力軸２３との位相合わせのために保持器３０の凸部３０ｃが出力軸２３の凹部２３ｈに嵌合していることから保持器３０は回転しない。その結果、内輪１５のトルクカム部１５ｅは保持器３０のトルクカム部３０ｄと対向した位置関係から、周方向に沿って離間する方向に移動する。そのため、ウェーブワッシャ３３により保持器３０が軸方向に押された状態で円錐ころ２９が出力軸２３とピニオン軸２８に噛み込んだ状態のままとなる。このようにピニオン軸２８は出力軸２３と噛み合ったままであるため、出力軸２３の回転と共にピニオン軸２８も回転することから、レバーのポンピング操作により、ピニオン軸２８が寸動回転する。

なお、図１９（ｂ）に示すように中立状態において、回転中心Ｏに対して、内輪１５のピン１５ｂと出力軸２３のピン孔２３ｂとの二つの接触点（反時計方向側）がなすすきま角α_１１と、内輪１５と円筒ころ２５との二つの接触点がなすすきま角β_１１とは、図２２に示す従来のクラッチユニット（特許文献１参照）において、回転中心Ｏに対して、内輪１のピン２と出力軸３のピン孔４との二つの接触点（反時計方向側）がなすすきま角α_２１と、内輪１と円筒ころ５との二つの接触点がなすすきま角β_２１とそれぞれ同等に設定している（α_１１＝α_２１、β_１１＝β_２１）。

次に、図２３はレバーを操作しない中立状態、図２４はレバーの一操作の開始状態をそれぞれ示し、各図（ａ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図、各図（ｂ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図、各図（ｃ）は保持器３０のトルクカム部３０ｄと内輪１５のトルクカム部１５ｅの動作状態の模式図である。

ここで、図２３（ｂ）に示すように中立状態において、回転中心Ｏに対して、内輪１５のピン１５ｂと出力軸２３のピン孔２３ｂとの二つの接触点（時計方向側）がなすすきま角α_１２と、内輪１５と円筒ころ２５との二つの接触点がなすすきま角β_１２とは、図２５に示す従来のクラッチユニット（特許文献１参照）において、回転中心Ｏに対して、内輪１のピン２と出力軸３のピン孔４との二つの接触点（時計方向側）がなすすきま角α_２２と、内輪１と円筒ころ５との二つの接触点がなすすきま角β_２２よりもそれぞれ大きく設定している（α_１２＞α_２２、β_１２＞β_２２）。

例えば、従来のクラッチユニット（特許文献１参照）において、内輪１のピン２と出力軸３のピン孔４との二つの接触点（時計方向側）がなすすきま角α_２２＝１．８〜２．５°に対して、実施形態のクラッチユニットにおいて、内輪１５のピン１５ｂと出力軸２３のピン孔２３ｂとの二つの接触点（時計方向側）がなすすきま角α_１２＝１０°に設定し、また、従来のクラッチユニット（特許文献１参照）において、内輪１と円筒ころ５との二つの接触点（時計方向側）がなすすきま角β_２２＝０．５〜１．５°に対して、実施形態のクラッチユニットにおいて、内輪１５と円筒ころ２５との二つの接触点がなすすきま角β_１２＝１２°に設定している。

なお、従来のクラッチユニットにおいて、内輪１のピン２と出力軸３のピン孔４との二つの接触点（反時計方向側）がなすすきま角α_２１および内輪１と円筒ころ５との二つの接触点がなすすきま角β_２１と、内輪１のピン２と出力軸３のピン孔４との二つの接触点（時計方向側）がなすすきま角α_２２および内輪１と円筒ころ５との二つの接触点がなすすきま角β_２２とは同等である（α_２１＝α_２２、β_２１＝β_２２）。

以上の構造でもって、レバーを時計方向に一操作した場合、レバー側クラッチ部１１において、レバーの一操作による外輪１４からの回転トルクが内輪１５に伝達されて内輪１５が回転する。一方、ブレーキ側クラッチ部１２では、内輪１５のピン１５ｂが出力軸２３のピン孔２３ｂに接触するまでの間、つまり、内輪１５のピン１５ｂが例えば１０°回転する間に、内輪１５のトルクカム部１５ｅは保持器３０のトルクカム部３０ｄと対向した位置関係から、周方向に沿って近接する方向に移動し、保持器３０のトルクカム部３０ｄのカム面３０ｄ_１に対して内輪１５のトルクカム部１５ｅのカム面１５ｅ_１が相対移動する。これにより保持器３０が軸方向に移動すると共に、その保持器３０のポケット３１に収容された円錐ころ２９も同時に移動し、出力軸２３とピニオン軸２８の噛み合い状態が解除される。この噛み合い状態の解除によりピニオン軸２８が回転自在となり、例えばこのピニオン軸２８にその回転方向にトルクが加わっている場合、その方向にピニオン軸２８が一気回転する。

以上のようにして、回転制御用クラッチ部１３をブレーキ側クラッチ部１２に付設したことにより、レバーの反時計方向（上側）へのポンピング操作によりピニオン軸２８を寸動回転させるだけでなく、レバーの時計方向（下側）への一操作によりピニオン軸２８を回転自在とすることができる。このようにして、レバーの時計方向（下側）への一操作時、一回のレバー操作でピニオン軸２８を一気回転させることができるので、レバー操作の煩雑さがなくなり、アプリケーションの対応も容易となる。

本発明の実施形態で、クラッチユニットの全体構成を示す断面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図で、二つのセンタリングばね、保持器および外輪の一部を示す。（ａ）は図１の外輪を示す右側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｏ−Ｅ線に沿う断面図である。図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図５の要部拡大断面図である。図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図７の要部拡大断面図である。（ａ）は（ｂ）の左側面図、（ｂ）は図１の出力軸を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。図１のピニオン軸を示す断面図である。図１の保持器で、（ａ）は（ｂ）のＦ−Ｏ−Ｆ線に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。図１の回転制御用クラッチ部を示す要部拡大断面図である。図１の内輪で、（ａ）は（ｃ）の左側面図、（ｂ）は（ｃ）のＨ−Ｈ線に沿う断面図、（ｃ）は（ｂ）のＧ−Ｏ−Ｇ線に沿う断面図である。回転制御用クラッチ部において、出力軸とピニオン軸間に円錐ころが噛み込んだ状態を示す要部拡大断面図である。回転制御用クラッチ部において、出力軸とピニオン軸間に円錐ころが噛み込んだ状態を示す要部拡大断面図である。回転制御用クラッチ部において、出力軸とピニオン軸間から円錐ころが離脱した状態を示す要部拡大断面図である。レバーの無操作状態における保持器のトルクカム部と内輪のトルクカム部を示す説明図である。レバーの操作状態における保持器のトルクカム部と内輪のトルクカム部を示す説明図である。レバーのポンピング操作により寸動回転する場合におけるレバー操作の中立状態で、（ａ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う要部拡大断面図、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う要部拡大断面図、（ｃ）は保持器のトルクカム部と内輪のトルクカム部を示す説明図である。レバーのポンピング操作により寸動回転する場合におけるレバー操作の開始状態で、（ａ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う要部拡大断面図、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う要部拡大断面図、（ｃ）は保持器のトルクカム部と内輪のトルクカム部を示す説明図である。レバーのポンピング操作により寸動回転する場合におけるレバー操作の操作状態で、（ａ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う要部拡大断面図、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う要部拡大断面図、（ｃ）は保持器のトルクカム部と内輪のトルクカム部を示す説明図である。図１９（ｂ）と比較するための従来品を示す要部拡大断面図である。レバーの一操作により一気回転する場合におけるレバー操作の中立状態で、（ａ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う要部拡大断面図、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う要部拡大断面図、（ｃ）は保持器のトルクカム部と内輪のトルクカム部を示す説明図である。レバーの一操作により一気回転する場合におけるレバー操作の開始状態で、（ａ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う要部拡大断面図、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ線に沿う要部拡大断面図、（ｃ）は保持器のトルクカム部と内輪のトルクカム部を示す説明図である。図２３（ｂ）と比較するための従来品を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１１レバー側クラッチ部
１２ブレーキ側クラッチ部
１３回転制御用クラッチ部
１４入力側部材（外輪）
１５入出力側部材、制御手段（内輪）
１６係合子（円筒ころ）
１７保持器
１８第一の弾性部材（センタリングばね）
１９第二の弾性部材（センタリングばね）
２２静止側部材（外輪）
２３出力側部材（出力軸）
２５係合子（円筒ころ）
２６弾性部材（板ばね）
２８出力側部材（ピニオン軸）
２９円錐ころ
３０制御手段（保持器）

Claims

入力側に設けられ、レバー操作により出力側への回転トルクの伝達・遮断を制御するレバー側クラッチ部と、出力側に設けられ、前記レバー側クラッチ部からの入力トルクを出力側へ伝達すると共に、出力側からの逆入力トルクを遮断するブレーキ側クラッチ部を備えたクラッチユニットにおいて、前記レバー側クラッチ部のレバーを一方向に回動させるポンピング操作によりブレーキ側クラッチ部の出力側部材を寸動回転させ、前記レバーを反対方向に回動させる一操作により前記ブレーキ側クラッチ部の出力側部材を回転自在とする回転制御用クラッチ部をブレーキ側クラッチ部に付設し、前記回転制御用クラッチ部は、出力側部材を二分割し、一方の出力側部材と他方の出力側部材との間に円錐ころを係合・離脱可能に介設し、その円錐ころの係合・離脱を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、円錐ころを軸方向に移動させるトルクカム部を有する保持器と、その保持器のトルクカム部と位相を同期させたトルクカム部を有する内輪とで構成されていることを特徴とするクラッチユニット。
前記レバー側クラッチ部は、レバー操作によりトルクが入力される入力側部材と、トルクが出力される出力側部材と、前記入力側部材と出力側部材間での係合・離脱により入力側部材からの入力トルクの伝達・遮断を制御する複数の係合子と、各係合子を円周方向に所定間隔で保持する保持器と、回転が拘束された静止側部材と、前記保持器と静止側部材の間に設けられ、入力側部材からの入力トルクで弾性力を蓄積し、その入力トルクの開放により、蓄積された弾性力で保持器を中立状態に復帰させる第一の弾性部材と、前記入力側部材と静止側部材の間に設けられ、入力側部材からの入力トルクで弾性力を蓄積し、その入力トルクの開放により、蓄積された弾性力で入力側部材を中立状態に復帰させる第二の弾性部材とを備えた請求項１に記載のクラッチユニット。
前記ブレーキ側クラッチ部は、トルクが入力される入力側部材と、トルクが出力される出力側部材と、回転が拘束された静止側部材と、その静止側部材と出力側部材間のすきまに配設され、両部材間での係合・離脱により入力側部材からの入力トルクの伝達と出力側部材からの逆入力トルクの遮断を制御する一対の係合子と、一対の係合子間に介挿され、それら係合子同士に離反力を付勢する弾性部材とを備えた請求項１に記載のクラッチユニット。