JP5162534B2 - 二方向クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、ロック状態においてインナーロータからアウターロータへの任意の回転方向のトルク伝達と、アウターロータからインナーロータへの任意の回転方向のトルク伝達とが可能であり、かつフリー状態においてインナーロータおよびアウターロータ間のトルク伝達を完全に遮断することが可能な二方向クラッチに関する。

かかる二方向クラッチは、下記特許文献１により公知である。

この二方向クラッチは、駆動部材および従動部材間に係合子を保持する保持器を配置し、保持器を従動部材に結合してフリー状態を実現する位置と、保持器を従動部材から結合解除してロック状態を実現する位置との間を油圧で移動可能な結合部材を設け、この結合部材を前記二つの位置の一方にスプリングの弾発力で保持するとともに、前記二つの位置の他方に電磁マグネットの吸着力で保持するようになっている。

特許第３５３５６２２号公報

ところで上記従来のものは、二方向クラッチがフリー状態あるいはロック状態にある間、電磁マグネットを継続的に作動させることでスプリングの弾発力に抗して結合部材を吸着し続けなくてはならず、電磁マグネットの消費エネルギーが増加する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、二方向クラッチのフリー状態およびロック状態を切り替えるアクチュエータの消費エネルギーを節減することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、共通の軸線まわりに相互に独立して回転可能に配置されたアウターロータおよびインナーロータと、前記アウターロータの内周面および前記インナーロータの外周面間に配置された複数の係合子と、前記アウターロータの内周面および前記インナーロータの外周面間に配置されて前記係合子を所定の位相に保持するケージと、軸線方向に前後進して前記ケージに凹凸係合可能なスライダと、前記凹凸係合を確立すべく前記スライダを前進方向に駆動するアクチュエータと、前記凹凸係合を解除すべく前記スライダを後進方向に付勢するスプリングと、前記アウターロータおよび前記インナーロータの一方のロータに軸線方向移動不能に支持されたロータリガイドと、前記ロータリガイドに相対回転不能かつ軸線方向移動可能に支持されてアクチュエータの駆動力を前記スライダに伝達するロータリカムと、前記ロータリカムおよび前記ロータリガイドと前記スライダとが当接する部分に形成されたカム面とを備え、前記スライダが前記アクチュエータの駆動力で前進した後に前記スプリングの弾発力で後進する度に、前記カム面に発生する円周方向の荷重で、前記スライダが前記ロータリガイドおよび前記ロータリカムに対して所定角度ずつ相対回転して第１位置関係および第２位置関係で交互に停止し、前記第１位置関係において前記スライダは前記ロータリガイドに対して前記凹凸係合を確立する位置にあり、前記一方のロータに前記ケージを拘束することで前記アウターロータおよび前記インナーロータの両方向の相対回転を可能にし、前記第２位置関係において前記スライダは前記ロータリガイドに対して前記凹凸係合を解除する位置にあり、前記一方のロータから前記ケージを解放することで前記アウターロータおよび前記インナーロータの両方向の相対回転を不能にすることを特徴とする二方向クラッチが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記インナーロータの外周面が非円形形状であり、前記ケージは前記インナーロータに結合されることを特徴とする二方向クラッチが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記アウターロータの内周面が非円形形状であり、前記ケージは前記アウターロータに結合されることを特徴とする二方向クラッチが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、前記一方のロータに径方向摺動可能に支持されたピンを備え、前記スライダは前記ピンを介して前記ケージに凹凸係合することを特徴とする二方向クラッチが提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記インナーロータは軸部を一体に備え、前記軸部の外周に前記スライダ、前記ロータリカムおよび前記ロータリガイドを支持したことを特徴とする二方向クラッチが提案される。

尚、実施の形態のローラ１４は本発明の係合子に対応し、実施の形態のコイルスプリング１８は本発明のスプリングに対応する。

請求項１の構成によれば、スライダが前進して係合子を保持するケージをアウターロータおよびインナーロータの一方のロータに結合すると、アウターロータおよびインナーロータ間のトルク伝達が遮断されて両ロータは自由に相対回転できるようになり、逆にスライダが後進して係合子を保持するケージを前記一方のロータから結合解除すると、アウターロータおよびインナーロータ間のトルク伝達が可能になって両ロータは一体に回転できるようになる。

前記一方のロータに対して軸線方向移動不能なロータリガイドに相対回転不能かつ軸線方向移動可能に支持したロータリカムを、アクチュエータでスプリングの弾発力に抗して前進方向に駆動する度に、ロータリカムおよびロータリガイドとスライダとが当接する部分に形成されたカム面の作用で、ロータリカムおよびロータリガイドが所定角度ずつ回転して第１位置関係および第２位置関係で交互に停止する。ロータリガイドが第１位置関係で停止したときにはスライダは凹凸係合を確立する位置にあり、前記一方のロータにケージを拘束することで両ロータの両方向の相対回転を可能にするフリー状態を確立し、ロータリガイドが第２位置関係に停止したときにはスライダは前記凹凸係合を解除する位置にあり、前記一方のロータからケージを解放することで両ロータの両方向の相対回転を不能にするロック状態を確立する。アクチュエータは、前記フリー状態および前記ロック状態を切り替えるときだけスプリングの弾発力に抗して作動すれば良く、前記フリー状態または前記ロック状態の確立中に継続的に作動する必要がないため、その消費エネルギーを大幅に節減することができる。

また請求項２の構成によれば、インナーロータの外周面を非円形形状とし、そのインナーロータにケージを結合するので、インナーロータおよびアウターロータ間に係合子を噛み込ませてインナーロータおよびアウターロータの両方向の相対回転を不能にすることができる。

また請求項３の構成によれば、アウターロータの内周面を非円形形状とし、そのアウターロータにケージを結合するので、インナーロータおよびアウターロータ間に係合子を噛み込ませてインナーロータおよびアウターロータの両方向の相対回転を不能にすることができる。

また請求項４の構成によれば、アウターロータおよびインナーロータの一方のロータにピンを径方向摺動可能に支持し、スライダがピンを介してケージに凹凸係合するので、スライダをケージの径方向内側に配置して二方向クラッチの軸線方向寸法を短縮することができる。

また請求項５の構成によれば、インナーロータと一体の軸部の外周にスライダ、ロータリカムおよびロータリガイドを支持したので、インナーロータに対するスライダ、ロータリカムおよびロータリガイドの位置精度が向上してスムーズな作動が可能になるだけでなく、インナーロータおよび軸部を別部材で構成する場合に比べて二方向クラッチの軸線方向寸法を小型化することができる。

二方向クラッチの組立状態での斜視図（第１の実施の形態）。 二方向クラッチの分解斜視図（第１の実施の形態）。 ロック状態に対応する図１の３−３線断面図（第１の実施の形態）。 図３の４−４線断面図（第１の実施の形態）。 図３の５−５線断面図（第１の実施の形態）。 図３の６−６線断面図（第１の実施の形態）。 図３の７−７線断面図（第１の実施の形態）。 スライダの単品図（第１の実施の形態）。 押圧状態に対応する図１の３−３線断面図（第１の実施の形態）。 図９の１０−１０線断面図（第１の実施の形態）。 図９の１１−１１線断面図（第１の実施の形態）。 作用説明図（第１の実施の形態）。 作用説明図（第１の実施の形態）。 フリー状態に対応する図１の３−３線断面図（第１の実施の形態）。 ロック状態に対応する二方向クラッチの縦断面図（第２の実施の形態）。 図１５の１６−１６線断面図（第２の実施の形態）。 図１６の１７−１７線断面図（第２の実施の形態）。 押圧状態に対応する二方向クラッチの縦断面図（第２の実施の形態）。 フリー状態に対応する二方向クラッチの縦断面図（第２の実施の形態）。

以下、図１〜図１４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１〜図７に示すように、二方向クラッチＣは、軸線Ｌ上に回転自在に配置されたインナーロータ１１と、インナーロータ１１の外周面を囲むように軸線Ｌ上に配置されたアウターロータ１２と、インナーロータ１１の外周面およびアウターロータ１２の内周面間に配置された環状のケージ１３と、ケージ１３に所定間隔で回転自在に保持された１２個のローラ１４…と、インナーロータ１１と一体の軸部１１ａの外周面に支持されたスライダ１５、ロータリカム１６およびロータリガイド１７と、スライダ１５をロータリカム１６に向けて後方に付勢するコイルスプリング１８とを備える。尚、本明細書では、図１〜図３に矢印で示す方向を前方および後方と定義する。

アウターロータ１２の内周面はハウジング１９にボールベアリング２０を介して回転自在に支持され、インナーロータ１１の外周面はアウターロータ１２の内周面にボールベアリング２１を介して回転自在に支持され、インナーロータ１１の軸部１１ａはハウジング１９にボールベアリング２２を介して回転自在に支持される。よって、インナーロータ１１およびアウターロータ１２はハウジング１９に各々独立に回転自在に支持される。

ケージ１３はアウターロータ１２の内周面の段部１２ａ（図３参照）に当接してクリップ２３で軸線Ｌ方向に固定されており、この状態でケージ１３の外周面はアウターロータ１２の内周面に摺動自在に当接するとともに、ケージ１３の内周面はインナーロータ１１の外周面に摺動自在に当接する。アウターロータ１２の内周面は完全な円筒面であるが、インナーロータ１１の外周面は円筒面上の１２個所に円弧状のローラ保持凹部１１ｂ…を備えており、このローラ保持凹部１１ｂ…に、ケージ１３に支持された複数のローラ１４…の一部が僅かな隙間を介して嵌合する。ケージ１３の内周面には、軸線Ｌ方向に延びて後方に開口する４個の係止溝１３ａ…が９０°間隔で形成される。

スライダ１５は、筒状部１５ａと、筒状部１５の後面から径方向に延びるフランジ部１５ｂと、筒状部１５ａの外周面に９０°間隔で突設されて軸線Ｌ方向に延びる４個のガイド突起１５ｃ…と、フランジ部１５ｂの後面に軸線Ｌを中心として４５°間隔で径方向に放射状に延びる８本のカム突起１５ｄ…と、カム突起１５ｄ…の径方向内端から軸線Ｌ方向前方に延びる８本のガイド突起１５ｅ…と、フランジ部１５ｂの外周部から前方に向かって９０°間隔で突出する４個の係止突起１５ｆ…とを備える（図８参照）。

スライダ１５の筒状部１５ａのガイド突起１５ｃ…は、インナーロータ１１の内周面に９０°間隔で軸線Ｌ方向に形成した４本のガイド溝１１ｃ…に摺動自在に嵌合し、インナーロータ１１との間に配置したコイルスプリング１８で後方に付勢される。従って、スライダ１５はインナーロータ１１に対して相対回転不能かつ軸線Ｌ方向摺動可能であり、コイルスプリング１８の弾発力でスライダ１５が後進すると、スライダ１５の係止突起１５ｆ…がケージ１３の係止溝１３ａ…から外れることで、インナーロータ１１とケージ１３との結合が解除される（図３参照）。

この状態でインナーロータ１１およびアウターロータ１２が回転方向を問わずに相対回転しようとすると、ローラ１４…がインナーロータ１１のローラ保持凹部１１ｂ…の一方のエッジに噛み込むことで、インナーロータ１１側からアウターロータ１２側に、あるいはアウターロータ１２側からインナーロータ１１側にトルクが伝達し、両ロータ１１，１２は何れの方向にも一体回転可能な状態（ロック状態）となる。

一方、コイルスプリング１８の弾発力に抗してスライダ１５が前進すると、スライダ１５の係止突起１５ｆ…がケージ１３の係止溝１３ａ…に係合することで、インナーロータ１１とケージ１３とがスライダ１５を介して相対回転不能に一体化される。この状態では、ケージ１３のローラ１４…がインナーロータ１１のローラ保持凹部１１ｂ…の中央に位置決めされるため、インナーロータ１１およびアウターロータ１２が任意の方向に相対回転しようとしても、ローラ１４…はインナーロータ１１のローラ保持凹部１１ｂ…のエッジに噛み込むことができず、インナーロータ１１側からアウターロータ１２側に、あるいはアウターロータ１２側からインナーロータ１１側にトルクが伝達されなくなり、両ロータ１１，１２は何れの方向にも自由に回転できる状態、つまりトルクを伝達できない状態（フリー状態）となる。

次に、スライダ１５の係止突起１５ｆ…がケージ１３の係止溝１３ａ…に係合するフリー状態と、スライダ１５の係止突起１５ｆ…がケージ１３の係止溝１３ａ…から離脱するロック状態とを切り替える構造を説明する。

ロータリガイド１７は概略円筒状の部材であって、その内周面がインナーロータ１１の軸部１１ａの外周面に相対回転自在に嵌合し、軸部１１ａの段部１１ｄ（図３参照）とクリップ２４との間に挟まれて軸線Ｌ方向に位置決めされる。ロータリガイド１７の外周面には、軸線Ｌ方向に延びる複数の深溝１７ａ…および複数の浅溝１７ｂ…が交互に形成される。ロータリガイド１７の深溝１７ａ…はスライダ１５のガイド突起１５ｅ…が嵌合可能な深さを有しているが、深溝１７ａ…よりも浅い浅溝１７ｂ…にはガイド突起１５ｅ…は嵌合不能である。

ロータリカム１６は概略円環状の部材であって、その内周面に軸線Ｌ方向に延びる複数のガイド突起１６ａ…が形成されるとともに、その前面に複数の鋸歯状のカム突起１６ｂ…が形成される。ロータリカム１６のガイド突起１６ａ…はロータリガイド１７の深溝１７ａ…および浅溝１７ｂ…に係合しており、これによりロータリガイド１７に対してロータリカム１６は相対回転不能かつ軸線Ｌ方向移動可能となる。

ハウジング１９の右端に形成された円環状のシリンダ１９ａに円環状のピストン２５が摺動自在に嵌合しており、ピストン２５の前面に固定した押圧部材２６がスラストベアリング２７を介してロータリカム１６の後面に当接する。従ってピストン２５の後方の油室１９ｂに油圧を供給すると、ピストン２５、押圧部材２６およびスラストベアリング２７がコイルスプリング１８の弾発力に抗してロータリカム１６を前進させる。前記シリンダ１９ａおよび前記ピストン２５はロータリカム１６を前進駆動するアクチュエータ２８を構成する。

図７および図１１から明らかなように、スライダ１５のカム突起１５ｄ…およびガイド突起１５ｅ…の円周方向のピッチＰ１は、ロータリガイド１７の深溝１７ａ…間のピッチＰ２および浅溝１７ｂ…間のピッチＰ３と同一であり、かつロータリカム１６の鋸歯状のカム突起１６ｂ…間のピッチＰ４の２倍である。

スライダ１５のカム突起１５ｄ…の後端には軸線Ｌ方向に対して傾斜したカム面ａ…が形成される。一方、ロータリカム１６のカム突起１６ｂ…の前端にはスライダ１５のカム突起１５ｄ…のカム面ａ…に当接可能なカム面ｂ…が形成されるとともに、ロータリガイド１７の深溝１７ａ…および浅溝１７ｂ…に挟まれた部分の前端には前記カム面ｂ…と同一傾斜角のカム面ｃ…が形成される。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

図３〜図７に示すロック状態では、スライダ１５が後進しており、スライダ１５の係止突起１５ｆ…がケージ１３の係止溝１３ａ…から離脱している。このときスライダ１５のガイド突起１５ｅ…がロータリガイド１７の深溝１７ａ…に嵌合することで（図５および図６参照）、スライダ１５の後進が許容される。このロック状態では、インナーロータ１１およびケージ１３の結合が解除されるため、インナーロータ１１およびアウターロータ１２間の任意の方向のトルク伝達が可能になる。

例えば、図４においてアウターロータ１２に対してインナーロータ１１が矢印方向に相対回転しようとすると、図４の四角枠内に拡大して示すように、インナーロータ１１のローラ保持凹部１１ｂの左端のｐ点にローラ１４が噛み込むことで、インナーロータ１１がローラ１４…を介してアウターロータ１２に一体化されてトルク伝達が可能になる。

このロック状態から、図９〜図１１および図１２（Ａ）に示すように、アクチュエータ２８を駆動してロータリカム１６を押圧すると、ロータリガイド１７の深溝１７ａ…および浅溝１７ｂ…にガイド突起１６ａ…を案内されながらロータリカム１６が前進し、そのカム突起１６ｂ…がスライダ１５のカム突起１５ｄ…を押圧する。その結果、ガイド突起１５ｃ…をインナーロータ１１のガイド溝１１ｃ…に案内されたスライダ１５が前進し、その係止突起１５ｆ…がケージ１３の係止溝１３ａ…に係合し、スライダ１５を介してインナーロータ１１にケージ１３が相対回転不能に結合される（押圧状態）。

このとき、ロータリカム１６のカム突起１６ｂ…のカム面ｂ…は、それらのカム面ｂ…が当接するスライダ１５のカム突起１５ｄ…のカム面ａ…から反力を受け、ロータリカム１６およびロータリガイド１７はインナーロータ１１の軸部１１ａの周囲を、図１１および図１２（Ａ）に白抜き矢印で示すように左方向に回転する。

この押圧状態からアクチュエータ２８の油室１９ｂの油圧を解除すると、コイルスプリング１８の弾発力でスライダ１５が後進する。その過程においても、ロータリカム１６のカム突起１６ｂ…のカム面ｂ…およびロータリガイド１７のカム面ｃ…は、それらが当接するスライダ１５のカム突起１５ｄ…のカム面ａ…から反力を受け、ロータリカム１６およびロータリガイド１７はインナーロータ１１の軸部１１ａの周囲を、図１２（Ｂ）に白抜き矢印で示すように左方向に回転する。

その結果、ロータリカム１６およびロータリガイド１７はピッチＰ４だけ回転し、それまでスライダ１５のガイド突起１５ｅ…に対向していたロータリガイド１７の深溝１７ａ…が位置ずれし、スライダ１５のガイド突起１５ｅ…にロータリガイド１７の浅溝１７ｂ…が対向することになる。このとき、スライダ１５のガイド突起１５ｅ…はロータリガイド１７の浅溝１７ｂ…に引っ掛かって嵌合することができないため、スライダ１５は図３に示すロック状態に復帰することができず、図１２（Ｂ）および図１４に示すように、後進の途中で停止する（フリー状態）。

このフリー状態では、スライダ１５の係止突起１５ｆ…がケージ１３の係止溝１３ａ…に依然として係合しているため、スライダ１５を介してインナーロータ１１にケージ１３が相対回転不能に結合される。これによりローラ１４…がインナーロータ１１のローラ保持凹部１１ｂ…のエッジに噛み込むことが抑制され、インナーロータ１１およびアウターロータ１２は任意の方向に相対回転自在となり、トルクの伝達が遮断される。

上述したフリー状態から最初のロック状態に切り替えるには、図１３（Ｃ），（Ｄ）に示すように、アクチュエータ２８でロータリカム１６を介してスライダ１５を押圧して前記押圧状態にした後、アクチュエータ２８の油圧を抜いてコイルスプリング１８の弾発力でスライダ１５を後進させれば良い。この場合も、前記カム面ａ…，ｂ…，ｃ…の作用でロータリカム１６およびロータリガイド１７はピッチＰ４だけ回転するため、それまでスライダ１５のガイド突起１５ｅ…に対向していたロータリガイド１７の浅溝１７ｂ…が位置ずれし、スライダ１５のガイド突起１５ｅ…にロータリガイド１７の深溝１７ａ…が対向するため、スライダ１５のガイド突起１５ｅ…はロータリガイド１７の深溝１７ａ…に嵌合することができる。これにより、スライダ１５は図３に示すロック状態に復帰することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、ロック状態→アクチュエータ駆動→押圧状態→アクチュエータ駆動解除→フリー状態→アクチュエータ駆動→押圧状態→アクチュエータ駆動解除→ロック状態のサイクルがシーケンシャルに繰り返されることになる。つまり、アクチュエータ２８でコイルスプリング１８の弾発力に抗してスライダ１５を押圧状態に前進させるだけの僅かな駆動エネルギーで、ロック状態→フリー状態の切替え、あるいはフリー状態→ロック状態の切替えを行うことができ、ロック状態の継続中、あるいはフリー状態の継続中にアクチュエータ２８はエネルギーを消費しないので、エネルギーの節減が可能になる。

またインナーロータ１１と一体の軸部１１ａの外周にスライダ１５、ロータリカム１６およびロータリガイド１７を支持したので、インナーロータ１１に対するスライダ１５、ロータリカム１６およびロータリガイド１７の位置精度が向上して二方向クラッチＣのスムーズな作動が可能になるだけでなく、インナーロータ１１および軸部１１ａを別部材で構成する場合に比べて二方向クラッチＣの軸線Ｌ方向の寸法をコンパクト化することができる。

次に、図１５〜図１９に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態において、第１の実施の形態の構成要素に対応する構成要素に同一の符号を付すことで、重複する説明を省略する。

図１５〜図１７に示すように、共通の軸線Ｌ上に一対のボールベアリング３１，３２で相対回転自在に支持されたインナーロータ１１の外周面とアウターロータ１２の内周面との間に、複数のローラ１４…を保持するケージ１３が配置される。インナーロータ１１の軸部１１ａと反対側の端部にロータリガイド１７が圧入等により回転不能に嵌合し、段部１１ｄおよびクリップ３３間に固定される。ロータリガイド１７の内部に形成されたシリンダ１７ｃにピストンを兼ねるロータリカム１６が軸線Ｌ方向摺動自在に嵌合し、油室１７ｄに油圧を供給することで前進方向に駆動される。ロータリカム１６に形成したガイド孔１６ｃにスライダ１５の軸部１５ｇが軸線Ｌ方向摺動自在に嵌合し、インナーロータ１１との間に配置したコイルスプリング１８で後進方向に付勢される。

第１の実施の形態と同様に、ロータリガイド１７には深溝１７ａ…および浅溝１７ｂ…が交互に形成される。ロータリカム１６には、ロータリガイド１７の深溝１７ａ…および浅溝１７ｂ…に係合するガイド突起１６ａ…が形成されるとともに、その前端に鋸歯状のカム突起１６ｂ…が形成される。またスライダ１５には、ロータリカム１６のカム突起１６ｂ…のカム面ｂ…およびロータリガイド１７のカム面ｃ…に当接可能なカム面ａ…を備えたカム突起１５ｄ…と、ロータリガイド１７の深溝１７ａ…に嵌合可能で浅溝１７ｂ…に嵌合不能なガイド突起１５ｅ…とが形成される。

前記三つのカム面ａ…，ｂ…，ｃ…の係合関係は第１の実施の形態と同じであるが、第１の実施の形態では、インナーロータ１１に相対回転不能に支持されたスライダ１５に対してロータリガイド１７およびロータリカム１６がピッチＰ４ずつ間欠回転するのに対し、第２の実施の形態では、インナーロータ１１に対して相対回転不能に支持されたロータリガイド１７およびロータリカム１６に対してスライダ１５がピッチＰ４ずつ間欠回転する点で異なっている。

インナーロータ１１には９０°間隔で配置された４個のガイド孔１１ｅ…が径方向に貫通しており、ガイド孔１１ｅ…には、ケージ１３に形成した４個の係止孔１３ｂ…に係合可能な４本のピン３４…が摺動自在に支持される。４本のピン３４…は環状のスプリング３５で径方向内向きに付勢されており、ピン３４…の径方向内端のカム面３４ａ…が、スライダ１５の前端のカム面１５ｈに当接する。

しかして、図１５〜図１７に示すロック状態では、スライダ１５がコイルスプリング１８の弾発力で後進した位置にあり、ピン３４…はスプリング３５の弾発力で径方向内側に後進してケージ１３の係止孔１３ｂ…から離脱するため、インナーロータ１１に対するケージ１３の拘束が解除されてロック状態が確立し、インナーロータ１１およびアウターロータ１２は両方向に一体に回転可能な状態となる。

図１８は、アクチュエータ２８でロータリカム１６を駆動してスライダ１５を前進させ、そのカム面１５ｈでピン３４…を径方向外側に押し上げてケージ１３の係止孔１３ｂ…に係合させた押圧状態を示している。

図１９は、アクチュエータ２８の駆動を解除してコイルスプリング１８の弾発力でスライダ１５およびロータリカム１６を後進させる過程を示している。スライダ１５の前進過程および後進過程で、カム面ａ…，ｂ…，ｃ…の係合によりスライダ１５がピッチＰ４だけ回転し、フリー状態ではロータリガイド１７の深溝１７ａ…に嵌合していたガイド突起１５ｅ…が、スライダ１５のピッチＰ４の回転によりロータリガイド１７の浅溝１７ｂ…に対向する。その結果、ガイド突起１５ｅ…が浅溝１７ｂ…の入口に引っ掛かることで、スライダ１５はロック状態の位置まで戻りきらず、フリー状態の位置に停止する。このフリー状態では、ピン３４…は依然としてケージ１３の係止孔１３ｂ…に係合しているため、ケージ１３はインナーロータ１１に拘束され、インナーロータ１１およびアウターロータ１２は切り離されて相互に自由に相対回転可能になってトルク伝達が遮断される。

このフリー状態からロック状態に切り替えるには、アクチュエータ２８を駆動してスライダ１５を押圧状態まで前進させた後に、アクチュエータ２８の駆動を解除すれば良い、その結果、スライダ１５はカム面ａ…，ｂ…，ｃ…の係合によりピッチＰ４だけ回転し、そのガイド突起１５ｅ…がロータリガイド１７の深溝１７ａ…に嵌合することで、スライダ１５は図１５の位置まで後進してロック状態が確立する。

以上のように、本実施の形態によっても、アクチュエータ２８でコイルスプリング１８の弾発力に抗してスライダ１５を押圧状態に前進させるだけの僅かな駆動エネルギーで、ロック状態→フリー状態の切替え、あるいはフリー状態→ロック状態の切替えを行うことができ、ロック状態の継続中、あるいはフリー状態の継続中にアクチュエータ２８はエネルギーを消費しないので、エネルギーの節減が可能になる。

またスライダ１５の移動をピン３４…の径方向の移動に変換してケージ１３の拘束および拘束解除を行うので、スライダ１５をケージ１３の径方向内側に配置して二方向クラッチＣの軸線Ｌ方向寸法を短縮することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではインナーロータ１１の外周面にローラ保持凹部１１ｂ…を形成しているが、アウターロータ１２の内周面にローラ保持凹部を形成しても良く、ローラ保持凹部１１ｂ…を形成する代わりに、インナーロータ１１の外周面あるいはアウターロータ１２の内周面を多角形のような非円形形状にしても良い。

また実施の形態ではアクチュエータ２８にとして油圧式のものを用いているが、電磁式のものを用いても良い。

１１ インナーロータ
１１ａ 軸部
１２ アウターロータ
１３ ケージ
１４ ローラ（係合子）
１５ スライダ
１６ ロータリカム
１７ ロータリガイド
１８ コイルスプリング（スプリング）
２８ アクチュエータ
３４ ピン
ａ カム面
ｂ カム面
ｃ カム面
Ｌ 軸線

Claims (5)

1. 共通の軸線（Ｌ）まわりに相互に独立して回転可能に配置されたアウターロータ（１２）およびインナーロータ（１１）と、
   前記アウターロータ（１２）の内周面および前記インナーロータ（１１）の外周面間に配置された複数の係合子（１４）と、
   前記アウターロータ（１２）の内周面および前記インナーロータ（１１）の外周面間に配置されて前記係合子（１４）を所定の位相に保持するケージ（１３）と、
   軸線（Ｌ）方向に前後進して前記ケージ（１３）に凹凸係合可能なスライダ（１５）と、
   前記凹凸係合を確立すべく前記スライダ（１５）を前進方向に駆動するアクチュエータ（２８）と、
   前記凹凸係合を解除すべく前記スライダ（１５）を後進方向に付勢するスプリング（１８）と、
   前記アウターロータ（１２）および前記インナーロータ（１１）の一方のロータ（１１）に軸線（Ｌ）方向移動不能に支持されたロータリガイド（１７）と、
   前記ロータリガイド（１７）に相対回転不能かつ軸線（Ｌ）方向移動可能に支持されてアクチュエータ（２８）の駆動力を前記スライダ（１５）に伝達するロータリカム（１６）と、
   前記ロータリカム（１６）および前記ロータリガイド（１７）と前記スライダとが当接する部分に形成されたカム面（ａ，ｂ，ｃ）とを備え、
   前記スライダ（１５）が前記アクチュエータ（２８）の駆動力で前進した後に前記スプリング（１８）の弾発力で後進する度に、前記カム面（ａ，ｂ，ｃ）に発生する円周方向の荷重で、前記スライダ（１５）が前記ロータリガイド（１７）および前記ロータリカム（１６）に対して所定角度ずつ相対回転して第１位置関係および第２位置関係で交互に停止し、
   前記第１位置関係において前記スライダ（１５）は前記ロータリガイド（１７）に対して前記凹凸係合を確立する位置にあり、前記一方のロータ（１１）に前記ケージ（１３）を拘束することで前記アウターロータ（１２）および前記インナーロータ（１１）の両方向の相対回転を可能にし、
   前記第２位置関係において前記スライダ（１５）は前記ロータリガイド（１７）に対して前記凹凸係合を解除する位置にあり、前記一方のロータ（１１）から前記ケージ（１３）を解放することで前記アウターロータ（１２）および前記インナーロータ（１１）の両方向の相対回転を不能にすることを特徴とする二方向クラッチ。
2. 前記インナーロータ（１１）の外周面が非円形形状であり、前記ケージ（１３）は前記インナーロータ（１１）に結合されることを特徴とする、請求項１に記載の二方向クラッチ。
3. 前記アウターロータ（１２）の内周面が非円形形状であり、前記ケージ（１３）は前記アウターロータ（１２）に結合されることを特徴とする、請求項１に記載の二方向クラッチ。
4. 前記一方のロータ（１１）に径方向摺動可能に支持されたピン（３４）を備え、前記スライダ（１５）は前記ピン（３４）を介して前記ケージ（１３）に凹凸係合することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の二方向クラッチ。
5. 前記インナーロータ（１１）は軸部（１１ａ）を一体に備え、前記軸部（１１ａ）の外周に前記スライダ（１５）、前記ロータリカム（１６）および前記ロータリガイド（１７）を支持したことを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の二方向クラッチ。

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