JP6848639B2 - 一方向クラッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自転車の駆動装置や各種機械の動力伝達装置に組み込まれる一方向クラッチ装置に関する。

自転車の駆動装置では、運転者の足や腕によってクランクが回転されると、このクランクの回転が、ローラチェーンとスプロケットとを介して駆動輪に伝達される。競技用などを除き、一般的な自転車の駆動装置には、惰性走行時に、駆動輪の回転がクランクに伝達されて、このクランクが回転するのを防止するための一方向クラッチが組み込まれている。

図１２は、特開２０１５−１５８２５０号公報に記載の一方向クラッチの１例を示している。一方向クラッチ１は、スプラグ式の一方向クラッチであり、出力側部材である外方部材２と、入力側部材である内方部材３と、それぞれがロック部材である複数個のスプラグ４と、保持器５と、付勢ばね６とを備える。内方部材３は、外方部材２の内径側に、外方部材２と同軸に配置されている。スプラグ４は、外方部材２の内周面と内方部材３の外周面との間の円筒状空間の円周方向複数箇所に、保持器５により保持された状態で配置されている。付勢ばね６は、スプラグ４を、このスプラグ４が外方部材２の内周面及び内方部材３の外周面に対してかみ合う方向に付勢している。

スプラグ式の一方向クラッチ１では、内方部材３が、図１２に矢印Ｘ_１で示す正転方向に回転すると、スプラグ４が図１２に矢印α_１で示す方向に揺動し、スプラグ４が外方部材２の内周面及び内方部材３の外周面に対してかみ合ったロック状態となる。この結果、内方部材３から外方部材２へのトルクの伝達が可能となる。すなわち、外方部材２が、内方部材３と同期して正転方向Ｘ_１に回転する。

一方、内方部材３が、正転方向Ｘ_１と反対方向であって、図１２に矢印Ｘ_２で示す逆転方向に回転すると、スプラグ４が図１２に矢印α_２で示す方向に揺動し、外方部材２の内周面及び内方部材３の外周面に対するスプラグ４のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。この結果、内方部材３から外方部材２へのトルクの伝達が不能となる。すなわち、内方部材３が、外方部材２に対して空転する。

また、外方部材２が、正転方向Ｘ_１に回転すると、スプラグ４が、矢印α_２の方向に揺動し、外方部材２の内周面及び内方部材３の外周面に対するスプラグ４のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。この結果、外方部材２から内方部材３へのトルクの伝達が不能となる。すなわち、外方部材２は、内方部材３に対して空転する。

このような一方向クラッチ１を自転車の駆動装置に組み込む場合には、クランクが内方部材３にトルク伝達を可能に接続され、駆動輪が外方部材２にトルク伝達を可能に接続される。この結果、クランクから駆動輪へは、自転車を前進させる方向の回転のみが伝達され、前方への惰性走行時にクランクが回転したり、前進時と逆方向にクランクを回転させた場合に、この回転が駆動輪に伝達されたりすることを防止できる。

特開２０１５−１５８２５０号公報 特開２０１４−２０４３９号公報

ただし、上述のような一方向クラッチ１では、外方部材２が、逆転方向Ｘ_２に回転すると、スプラグ４が矢印α_１の方向に揺動され、スプラグ４が外方部材２の内周面及び内方部材３の外周面に対してかみ合ったロック状態となる。この結果、外方部材２から内方部材３へのトルクの伝達が可能な状態となる。すなわち、内方部材３は、外方部材２と同期して逆転方向Ｘ_２に回転する。したがって、自転車を後方に押して後退させる際に、駆動輪からクランクへ回転が伝達されてしまう。自転車の後退時にクランクが回転すると、駐輪作業の邪魔になったり、クランクに支持されたペダルが運転者の足にぶつかったりする可能性がある。

なお、例えば特開２０１４−２０４３９号公報に記載された電磁式のツーウェイクラッチを使用すれば、出力側部材の回転方向にかかわらず、この出力側部材の回転が、入力側部材に伝達されることを防止できる。ただし、特開２０１４−２０４３９号公報に記載されたツーウェイクラッチは、スプラグの係合状態を切り替えるため、外部電源が必要となる。

本発明は、上述のような事情に鑑みて、出力側部材の回転方向にかかわらず、この出力側部材の回転が、入力側部材に伝達されるのを防止できる一方向クラッチ装置を、外部電源を使用することなく実現することを目的としている。

本発明の一方向クラッチ装置は、第１クラッチと、第１クラッチと同軸に配置された第２クラッチとを備える。
第１クラッチは、第１外方部材と、第１外方部材の内径側に第１外方部材と同軸に配置された第１内方部材と、第１外方部材と第１内方部材との間に配置された複数個の第１ロック部材とを有する。
第１外方部材と第１内方部材とのうちの一方が、駆動源よりトルクが入力される入力側部材であり、第１外方部材と第１内方部材とのうちの他方が、被駆動部にトルク伝達可能に接続される出力側部材である。
前記入力側部材が正転方向に回転しようとする場合にのみ、第１ロック部材が、前記入力側部材及び前記出力側部材と係合して、前記入力側部材から前記出力側部材へのトルク伝達が可能となる。
第２クラッチは、第２外方部材と、第２外方部材の内径側に第２外方部材と同軸に配置された第２内方部材と、第２外方部材と第２内方部材との間に配置された複数個の第２ロック部材とを有する。
第２外方部材と第２内方部材とのうちの一方が、使用時にも回転しない固定側部材であり、第２外方部材と第２内方部材とのうちの他方が、第１ロック部材に対して第１ロック部材と同期した回転を可能な状態で係合された回転側部材である。
前記回転側部材が、前記正転方向と反対方向である逆転方向に回転しようとする場合に、第２ロック部材が、前記固定側部材及び前記回転側部材と係合して、前記回転側部材及び第１ロック部材の回転が阻止される。

本発明を実施する場合には、第１ロック部材を、軸方向から見た形状が非円形のスプラグにより構成することができる。該スプラグは、前記入力側部材が前記正転方向に回転しようとする場合に、前記入力側部材と係合する入力側カム面と前記出力側部材と係合する出力側カム面とを有している。

第１ロック部材がスプラグにより構成されている場合、第１ロック部材に第１係合部を設け、前記回転側部材に第２係合部を設けて、第１係合部と第２係合部とを凹凸係合させることができる。あるいは、前記回転側部材に、該回転側部材が前記逆転方向に回転しようとする場合に、前記出力側カム面と係合する回転側周面を設けることもできる。

あるいは、本発明を実施する場合には、前記回転側部材を、第１ロック部材を保持する保持器により構成することができる。

本発明の一方向クラッチ装置によれば、出力側部材の回転方向にかかわらず、この出力側部材の回転が、入力側部材に伝達されることを防止できる構造を、外部電源を使用することなく実現できる。

図１は、実施の形態の第１例の一方向クラッチ装置を示す断面図である。 図２は、実施の形態の第１例の一方向クラッチ装置を示す要部断面斜視図である。 図３は、図２から第１ロック部材を省略して示す断面斜視図である。 図４は、実施の形態の第１例における第１ロック部材の斜視図である。 図５は、図１のＡ−Ａ断面図である。 図６は、図１のＢ−Ｂ断面図である。 図７は、実施の形態の第２例の一方向クラッチ装置を示す断面図である。 図８は、実施の形態の第３例を示す断面図である。 図９（Ａ）は、第１クラッチをロック状態で示す断面図であり、図９（Ｂ）は、第１クラッチをオーバラン状態で示す断面図である。 図１０（Ａ）は、第２クラッチをロック状態で示す断面図であり、図１０（Ｂ）は、第２クラッチをオーバラン状態で示す断面図である。 図１１（Ａ）は、別例の第２クラッチをロック状態で示す断面図であり、図１１（Ｂ）は、別例の第２クラッチをオーバラン状態で示す断面図である。 図１２は、従来構造の一方向クラッチの１例を示す断面図である。

［実施の形態の第１例］
図１〜図６は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の一方向クラッチ装置７は、第１クラッチ８と、第１クラッチ８と同軸に配置された第２クラッチ９とを備える。

本例では、第１クラッチ８は、いわゆるスプラグ式で、第１外方部材１０と、第１内方部材１１と、複数個の第１ロック部材１２とを備える。

第１外方部材１０は、略円筒状で、人やエンジン、モータなどの駆動源からのトルクが入力される入力側部材である。第１外方部材１０は、軸方向片端部（図１の左端部）に、径方向内方に突出した第１内向フランジ部１３を有している。第１外方部材１０は、軸方向中間部内周面を、円筒状の第１外径側嵌合面部１４とするとともに、軸方向他側部（図１の右側部）内周面を、第１外径側嵌合面部１４と同軸で、かつ、この第１外径側嵌合面部１４と同径の第１外径側円筒面部１５としている。第１外方部材１０の内周面のうち、第１外径側嵌合面部１４と第１外径側円筒面部１５との間には、係止溝１６ａが設けられている。一方、第１外方部材１０の外周面は、軸方向にわたり外径が変化しない単一円筒面である。

第１外方部材１０は、支持軸受１７と、第２クラッチ９を構成する第２外方部材３０とを介して、一方向クラッチ装置７の使用時にも回転しない部分であるハウジング１８に対し回転可能に支持されている。なお、本例では、支持軸受１７として、ラジアルニードル軸受を使用しているが、玉軸受や円筒ころ軸受、円すいころ軸受などの各種転がり軸受、あるいは滑り軸受を使用することもできる。

第１内方部材１１は、略円筒状で、車輪などの被駆動部にトルク伝達可能に接続される出力側部材であり、第１外方部材１０の内径側に、第１外方部材１０と同軸に配置されている。第１内方部材１１は、軸方向片端部に、径方向外方に突出した第１外向フランジ部１９を有している。第１内方部材１１は、軸方向中間部外周面を、円筒状の第１内径側嵌合面部２０とするとともに、軸方向他側部外周面を、第１内径側嵌合面部２０と同軸で、かつ、この第１内径側嵌合面部２０と同径の第１内径側円筒面部２１としている。第１内方部材１１の内周面のうち、第１内径側嵌合面部２０と第１内径側円筒面部２１との間には、係止溝１６ｂが設けられている。一方、第１内方部材１１の内周面は、軸方向にわたり内径が変化しない単一円筒面である。

第１内方部材１１は、玉軸受である第１軸受２２により、第１外方部材１０の内径側に回転可能に支持されている。すなわち、第１軸受２２の外輪２３は、軸方向片端面を第１内向フランジ部１３の軸方向他側面に突き当てた状態で、第１外径側嵌合面部１４に締り嵌めで内嵌されている。さらに、係止溝１６ａに係止された係止リング２４ａにより、外輪２３の軸方向他端面が抑え付けられている。一方、第１軸受２２の内輪２５は、軸方向片端面を第１外向フランジ部１９の軸方向他側面に突き当てた状態で、第１内径側嵌合面部２０に締り嵌めで外嵌されている。さらに、係止溝１６ｂに係止された係止リング２４ｂにより、内輪２５の軸方向他端面が抑え付けられている。

なお、第１軸受２２としては、図示のような玉軸受に限らず、円筒ころ軸受や円すいころ軸受、ラジアルニードル軸受などの各種転がり軸受、あるいは滑り軸受を使用することもできる。

第１内方部材１１の軸方向寸法は、第１外方部材１０の軸方向寸法よりも短くなっている。すなわち、第１内方部材１１が第１外方部材１０の内径側に、第１軸受２２を介して回転自在に支持された状態では、第１外方部材１０の軸方向他端部が、第１内方部材１１の軸方向他端面よりも軸方向他方に突出している。

第１ロック部材１２は、軸方向から見た形状が瓢箪形のスプラグにより構成されている。第１ロック部材１２は、径方向に関して互いに反対側となる２箇所位置に、入力側カム面２６と出力側カム面２７とを有している。入力側カム面２６及び出力側カム面２７の曲率半径は、第１ロック部材１２の外周面の外接円の半径よりも小さくなっている。第１ロック部材１２のうちで出力側カム面２７の軸方向他側に隣接する部分には、第１内方部材１１の径方向に関して、出力側カム面２７よりも内方に突出した、第１係合部である凸部２８が設けられている。本例では、凸部２８の先端面は、部分円筒状の凸曲面となっている。

第１ロック部材１２は、第１外径側円筒面部１５と第１内径側円筒面部２１との間に存在する円筒状空間の円周方向複数箇所に、第１保持器２９により揺動可能に保持された状態で配置されている。この状態で、第１ロック部材１２は、入力側カム面２６を第１外径側円筒面部１５に対向させるとともに、出力側カム面２７を第１内径側円筒面部２１に対向させている。また、第１ロック部材１２と第１保持器２９との間には、図示しない付勢ばねが設けられている。付勢ばねは、第１ロック部材１２を、第１ロック部材１２が第１外方部材１０の第１外径側円筒面部１５及び第１内方部材１１の第１内径側円筒面部２１に対してかみ合う方向に付勢している。

第２クラッチ９は、いわゆるスプラグ式で、第２外方部材３０と、第２内方部材３１と、複数個の第２ロック部材３２とを備える。

第２外方部材３０は、略円筒状で、使用時にも回転しない固定側部材である。第２外方部材３０は、軸方向他端部に径方向内方に突出した第２内向フランジ部３３を有し、かつ、軸方向片側部に、軸方向中間部よりも内径が大きな大径段部３４を有している。また、第２外方部材３０は、軸方向他側部内周面を、円筒状の第２外径側嵌合面部３５とするとともに、軸方向中間部内周面を、第２外径側嵌合面部３５と同軸で、かつ、第２外径側嵌合面部３５と同径の第２外径側円筒面部３６としている。第２外方部材３０の内周面のうち、第２外径側嵌合面部３５と第２外径側円筒面部３６との間には、係止溝１６ｃが設けられている。一方、第２外方部材３０の外周面は、軸方向にわたり外径が変化しない単一円筒面である。

第２外方部材３０は、ハウジング１８に対し締り嵌めで内嵌固定されて、回転を阻止されている。また、第２外方部材３０の大径段部３４には、支持軸受１７の外輪３７が締り嵌めで内嵌されている。

第２内方部材３１は、略円筒状で、第１ロック部材１２に対して、第１ロック部材１２とともに回転可能な状態で係合された回転側部材であり、第２外方部材３０の内径側にこの第２外方部材３０と同軸に配置されている。第２内方部材３１は、軸方向他端部に、径方向外方に突出した第２外向フランジ部３８を有している。また、第２内方部材３１は、軸方向中間部外周面を、円筒状の第２内径側嵌合面部３９とするとともに、軸方向片側部外周面を、第２内径側嵌合面部３９と同軸で、かつ、第２内径側嵌合面部３９と同径の第２内径側円筒面部４０としている。第２内方部材３１の外周面のうち、第２内径側嵌合面部３９と第２内径側円筒面部４０との間には、係止溝１６ｄが設けられている。また、第２内径側円筒面部４０の軸方向片端部の円周方向等間隔複数箇所には、径方向内方に凹むとともに、第２内方部材３１の軸方向片端面に開口した、第２係合部である凹部４１が設けられている。本例では、凹部４１の底面は、部分円筒状の凹曲面となっている。一方、第２内方部材３１の内周面は、軸方向にわたり内径が変化しない単一円筒面である。

第２内方部材３１は、玉軸受である第２軸受４２により、第２外方部材３０の内径側に回転自在に支持されている。すなわち、第２軸受４２の外輪４３は、軸方向他端面を第２内向フランジ部３３の軸方向片側面に突き当てた状態で、第２外径側嵌合面部３５に締り嵌めで内嵌されている。さらに、係止溝１６ｃに係止された係止リング２４ｃにより、外輪４３の軸方向片端面が抑え付けられている。一方、第２軸受４２の内輪４４は、軸方向他端面を第２外向フランジ部３８の軸方向片側面に突き当てた状態で、第２内径側嵌合面部３９に締り嵌めで内嵌されている。さらに、係止溝１６ｄに係止された係止リング２４ｄにより、内輪４４の軸方向片端面が抑え付けられている。

なお、第２軸受４２としては、図示のような玉軸受に限らず、円筒ころ軸受や円すいころ軸受、ラジアルニードル軸受などの各種転がり軸受、あるいは滑り軸受を使用することもできる。

本例では、第２内方部材３１の凹部４１は、第１ロック部材１２の凸部２８と凹凸係合している。これにより、第２内方部材３１は、第１ロック部材１２と同期して回転可能となっている。本例では、凸部２８の先端面を部分円筒状の凸曲面とするとともに、凹部４１の底面を部分円筒状の凹曲面としているので、第１ロック部材１２の揺動が妨げられることはない。

第２ロック部材３２は、軸方向から見た形状が瓢箪形のスプラグにより構成されている。第２ロック部材３２は、径方向に関して互いに反対側となる２箇所位置に、固定側カム面４５と回転側カム面４６とを有している。固定側カム面４５及び回転側カム面４６の曲率半径は、第２ロック部材３２の外周面の外接円の半径よりも小さくなっている。

第２ロック部材３２は、第２外径側円筒面部３６と第２内径側円筒面部４０との間に存在する円筒状空間の円周方向複数箇所に、第２保持器４７により揺動可能に保持された状態で配置されている。この状態で、第２ロック部材３２は、固定側カム面４５を第２外径側円筒面部３６に対向させるとともに、回転側カム面４６を第２内径側円筒面部４０に対向させている。

本例の一方向クラッチ装置７では、第１外方部材１０に入力される正転方向Ｙ_１のトルクのみが、第１外方部材１０から第１内方部材１１に伝達される。すなわち、第１外方部材１０に、正転方向Ｙ_１と反対方向である逆転方向Ｙ_２のトルクが入力されたとしても、第１外方部材１０は第１内方部材１１に対して空転する。また、第１内方部材１１にトルクが入力されたとしても、トルクの方向にかかわらず、第１内方部材１１は第１外方部材１０に対して空転する。以下、それぞれの場合の一方向クラッチ装置７の動作について説明する。

［第１外方部材１０に正転方向Ｙ_１のトルクが入力された場合］
第１外方部材１０に、図５及び図６に矢印Ｙ_１で示す正転方向のトルクが入力され、第１外方部材１０が正転方向Ｙ_１に回転すると、第１ロック部材１２が、図５に矢印β_１で示す方向に揺動する。この結果、第１クラッチ８は、第１ロック部材１２が第１外方部材１０の第１外径側円筒面部１５及び第１内方部材１１の第１内径側円筒面部２１に対してかみ合ったロック状態となる。すなわち、第１ロック部材１２の入力側カム面２６が、第１外径側円筒面部１５に対して強く押し付けられるとともに、第１ロック部材１２の出力側カム面２７が、第１内径側円筒面部２１に対して強く押し付けられる。この結果、第１外方部材１０から第１内方部材１１へのトルクの伝達が可能となる。すなわち、第１クラッチ８を構成する第１外方部材１０と第１内方部材１１と第１ロック部材１２とが一体となって、正転方向Ｙ_１に回転する。

なお、第１ロック部材１２が正転方向Ｙ_１に回転すると、凸部２８と凹部４１との係合に基づいて、第２クラッチ９の第２内方部材３１が正転方向Ｙ_１に回転する。第２内方部材３１が正転方向Ｙ_１に回転すると、第２ロック部材３２が、図６に矢印γ_１で示す方向に揺動する。この結果、第２クラッチ９は、第２外方部材３０の第２外径側円筒面部３６及び第２内方部材３１の第２内径側円筒面部４０に対する第２ロック部材３２のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。すなわち、第２ロック部材３２の固定側カム面４５と、第２外径側円筒面部３６との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第２ロック部材３２の回転側カム面４６と、第２内径側円筒面部４０との当接圧が低下あるいは喪失する。この結果、第２内方部材３１は、第２外方部材３０に対して空転する。したがって、第１クラッチ８の回転が妨げられることはない。

［第１外方部材１０に逆転方向Ｙ_２のトルクが入力された場合］
第１外方部材１０に、正転方向Ｙ_１と反対方向であって、図５及び図６に矢印Ｙ_２で示す逆転方向のトルクが入力され、第１外方部材１０が逆転方向Ｙ_２に回転すると、第１ロック部材１２が、図５に矢印β_２で示す方向に揺動する。この結果、第１クラッチ８が、第１外方部材１０の第１外径側円筒面部１５及び第１内方部材１１の第１内径側円筒面部２１に対する第１ロック部材１２のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。すなわち、第１ロック部材１２の入力側カム面２６と、第１外径側円筒面部１５との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第１ロック部材１２の出力側カム面２７と、第１内径側円筒面部２１との当接圧が低下あるいは喪失する。この結果、第１外方部材１０から第１内方部材１１へのトルクの伝達が不能となる。すなわち、第１外方部材１０は、第１内方部材１１に対して空転する。

［第１内方部材１１に正転方向Ｙ_１のトルクが入力された場合］
第１内方部材１１に、正転方向Ｙ_１のトルクが入力され、第１内方部材１１が正転方向Ｙ_１に回転すると、第１ロック部材１２が矢印β_２方向に揺動する。この結果、第１クラッチ８が、第１外方部材１０の第１外径側円筒面部１５及び第１内方部材１１の第１内径側円筒面部２１に対する第１ロック部材１２のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。このため、第１内方部材１１から第１外方部材１０へのトルクの伝達が不能となる。

［第１内方部材１１に逆転方向Ｙ_２のトルクが入力された場合］
第１内方部材１１に、逆転方向Ｙ_２のトルクが入力され、第１内方部材１１が逆転方向Ｙ_２に回転すると、第１ロック部材１２が矢印β_１方向に揺動する。この結果、第１クラッチ８が、第１ロック部材１２が第１外方部材１０の第１外径側円筒面部１５及び第１内方部材１１の第１内径側円筒面部２１に対しかみ合ったロック状態となり、第１外方部材１０及び第１ロック部材１２が、第１内方部材１１とともに、逆転方向Ｙ_２に回転しようとする。

第１ロック部材１２が逆転方向Ｙ_２に回転すると、凸部２８と凹部４１との係合に基づいて、第２内方部材３１が逆転方向Ｙ_２に回転する。この結果、第２ロック部材３２が、図６に矢印γ_２で示す方向に揺動する。このため、第２クラッチ９が、第２ロック部材３２が第２外方部材３０の第２外径側円筒面部３６及び第２内方部材３１の第２内径側円筒面部４０に対してかみ合ったロック状態となる。すなわち、第２ロック部材３２の固定側カム面４５が、第２外径側円筒面部３６に対して強く押し付けられるとともに、第２ロック部材３２の回転側カム面４６が、第２内径側円筒面部４０に対して強く押し付けられる。この結果、第２内方部材３１が逆転方向Ｙ_２にそれ以上回転することが阻止され、第２内方部材３１に正転方向Ｙ_１の反力が加わる。

第２内方部材３１に加わる正転方向Ｙ_１の反力により、第１ロック部材１２の凸部２８が正転方向Ｙ_１に押圧されると、第１ロック部材１２に、第１ロック部材１２を矢印β_２方向に揺動させるモーメント力が加わる。この結果、第１ロック部材１２の入力側カム面２６と、第１外径側円筒面部１５との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第１ロック部材１２の出力側カム面２７と、第１内径側円筒面部２１との当接圧が低下あるいは喪失する。これにより、第１クラッチ８のロック状態が解除される。この結果、第１内方部材１１が、第１外方部材１０に対して空転する。

上述のように、本例の一方向クラッチ装置７によれば、出力側部材である第１内方部材１１に入力されたトルクが、その方向にかかわらず、入力側部材である第１外方部材１０に伝達されることを防止できる構造を、外部電源を使用することなく実現できる。したがって、例えば、本例の一方向クラッチ装置７を駆動装置に組み込んだ自転車の後退時にクランクが回転するのを防止できて、駐輪作業の邪魔になったり、クランクに支持されたペダルが運転者の足にぶつかったりすることを防止できる。

本例では、第１外方部材１０を入力側部材とし、第１内方部材１１を出力側部材としたが、第１外方部材１０を出力側部材とし、第１内方部材１１を入力側部材とすることもできる。また、本例では、第２外方部材３０を固定側部材とし、第２内方部材３１を回転側部材としたが、第２外方部材３０を回転側部材とし、第２内方部材３１を固定側部材とすることもできる。

また、本例では、回転側部材である第２内方部材３１に設けられた凹部４１と、第１ロック部材１２に設けられた凸部２８とを凹凸係合することにより、第２内方部材３１が、第１ロック部材１２とともに回転可能となっている。ただし、回転側部材に設けられた凸部と、第１ロック部材１２に設けられた凹部とを凹凸係合させることもできる。この場合でも、凸部の先端面を部分円筒状の凸曲面とするとともに、凹部の底面を部分円筒状の凹曲面とする。

［実施の形態の第２例］
図７は、本発明の第１実施形態の第２例を示している。本例の一方向クラッチ装置７ａでは、第１クラッチ８ａを構成する第１ロック部材１２ａのうちで第１内方部材１１ａの径方向に関する内側面に、出力側カム面２７ａが軸方向にわたって設けられている。すなわち、第１ロック部材１２ａは、実施の形態の第１例に係る第１ロック部材１２のように、凸部２８を備えていない。

また、第２クラッチ９ａを構成する第２内方部材３１ａの軸方向片端部外周面には、第１内方部材１１ａの第１内径側円筒面部２１と同径の小径円筒面部４８が設けられている。この小径円筒面部４８に、第１ロック部材１２ａの出力側カム面２７ａの軸方向他端部を対向させている。すなわち、本例では、小径円筒面部４８を回転側周面としている。

本例の一方向クラッチ装置７ａにおいても、第１外方部材１０に入力される正転方向のトルクのみが、第１外方部材１０から第１内方部材１１ａに伝達される。

［第１外方部材１０に正転方向のトルクが入力された場合］
第１外方部材１０に正転方向のトルクが入力され、第１外方部材１０が正転方向に回転すると、第１ロック部材１２ａが、第１クラッチ８ａをロック状態とする方向に揺動する。第１クラッチ８ａがロック状態になると、第１クラッチ８ａを構成する第１外方部材１０と第１内方部材１１ａと第１ロック部材１２ａとが一体となって、正転方向に回転する。

なお、第１ロック部材１２ａが、第１クラッチ８ａをロック状態とする方向に揺動すると、第１ロック部材１２ａの出力側カム面２７ａの軸方向他端部が、第２内方部材３１ａの小径円筒面部４８に対して強く押し付けられる。すると、第２内方部材３１ａは、第１ロック部材１２ａとともに、正転方向に回転する。第２内方部材３１ａが正転方向に回転すると、第２ロック部材３２が、第２クラッチ９ａをオーバラン状態とする方向に揺動する。この結果、第２内方部材３１ａは、第２外方部材３０に対して空転するので、第１クラッチ８ａの回転が妨げられることはない。

［第１外方部材１０に逆転方向のトルクが入力された場合］
第１外方部材１０に逆転方向のトルクが入力され、第１外方部材１０が逆転方向に回転すると、第１ロック部材１２ａが、第１クラッチ８ａをオーバラン状態とする方向に揺動する。第１クラッチ８ａがオーバラン状態になると、第１外方部材１０は、第１内方部材１１ａに対して空転する。

［第１内方部材１１ａに正転方向のトルクが入力された場合］
第１内方部材１１ａに正転方向のトルクが入力され、第１内方部材１１ａが正転方向に回転すると、第１ロック部材１２ａが、第１クラッチ８ａをオーバラン状態とする方向に揺動する。第１クラッチ８ａがオーバラン状態になると、第１内方部材１１ａは、第１外方部材１０に対して空転する。

［第１内方部材１１ａに逆転方向のトルクが入力された場合］
第１内方部材１１ａに逆転方向のトルクが入力され、第１内方部材１１ａが逆転方向に回転すると、第１ロック部材１２ａが、第１クラッチ８ａをロック状態とする方向に揺動する。この結果、第１ロック部材１２ａの出力側カム面２７ａの軸方向他端部が、第２内方部材３１ａの小径円筒面部４８に対して強く押し付けられる。また、第１クラッチ８ａがロック状態になると、第１外方部材１０及び第１ロック部材１２ａが、第１内方部材１１ａとともに、逆転方向に回転しようとする。

第１ロック部材１２ａの出力側カム面２７ａの軸方向他端部が、第２内方部材３１ａの小径円筒面部４８に対して強く押し付けられた状態で、第１ロック部材１２ａが逆転方向に回転すると、第２内方部材３１ａが逆転方向に回転する。この結果、第２ロック部材３２が、第２クラッチ９ａをロック状態とする方向に揺動する。このため、第２内方部材３１ａが逆転方向にそれ以上回転することが阻止され、第２内方部材３１ａに正転方向の反力が加わる。

第２内方部材３１ａに加わる正転方向の反力により、第１ロック部材１２ａに、第１クラッチ８ａをオーバラン状態とする方向に第１ロック部材１２ａを揺動させるモーメント力が加わる。この結果、第１ロック部材１２ａの入力側カム面２６と、第１外径側円筒面部１５との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第１ロック部材１２ａの出力側カム面２７ａと、第１内径側円筒面部２１との当接圧が低下あるいは喪失する。この結果、第１内方部材１１ａが、第１外方部材１０に対して空転する。その他の部分の構成及び作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第３例］
図８〜図１０は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の一方向クラッチ装置７ｂでは、第１クラッチ８ｂを構成する第１ロック部材１２ｂを揺動可能に保持するための第１保持器２９ａの軸方向他半部外周面に、第２ロック部材３２ａの回転側カム面４６に対向する第２内径側円筒面部４０が設けられている。要するに、第１保持器２９ａの軸方向他半部を、第２クラッチ９ｂを構成する第２内方部材３１ｂとしている。

本例では、第１保持器２９ａの径方向位置を、第１外方部材１０ａの内周面と第１内方部材１１ｂの外周面との径方向中央位置よりも径方向内寄りとしている。

なお、第１外方部材１０ａの軸方向片半部内周面には、外輪軌道５２が直接設けられている。また、第１内方部材１１ｂの軸方向片半部外周面には、内輪軌道５３が直接設けられている。外輪軌道５２と内輪軌道５３との間の円周方向複数箇所に、転動体５４を転動自在に配置することにより、第１軸受２２ａを構成している。第１軸受２２ａにより、第１外方部材１０ａの内径側に第１内方部材１１ｂが回転可能に支持されている。ただし、実施の形態の第１例及び第２例と同様に、第１外方部材１０ａの内周面と第１内方部材１１ｂの外周面との間に、外輪と内輪とを備える転がり軸受を設けることもできる。

また、本例の一方向クラッチ装置７ｂでは、第２外方部材３０ｂと第２内方部材３１ｂとの間には、第２外方部材３０ｂに対し第２内方部材３１ｂを回転可能に支持するための軸受は設けられていない。ただし、必要に応じて、実施の形態の第１例及び第２例と同様に、第２外方部材３０ｂと第２内方部材３１ｂとの間に、転がり軸受や滑り軸受などの第２軸受を設けることもできる。

本例の一方向クラッチ装置７ｂにおいても、第１外方部材１０ａに入力される正転方向のトルクのみが、第１外方部材１０ａから第１内方部材１１ｂに伝達される。

［第１外方部材１０ａに正転方向Ｙ_１のトルクが入力された場合］
第１外方部材１０ａに正転方向Ｙ_１のトルクが入力され、第１外方部材１０ａが正転方向Ｙ_１に回転すると、第１ロック部材１２ｂが、図９（Ｂ）に示す状態から図９（Ａ）に示す状態に揺動して、第１クラッチ８ｂがロック状態となる。第１クラッチ８ｂがロック状態となると、第１クラッチ８ｂを構成する第１外方部材１０ａと第１内方部材１１ｂと第１ロック部材１２ｂとが一体となって、正転方向Ｙ_１に回転する。

なお、第１ロック部材１２ｂが正転方向Ｙ_１に回転するのに伴って、第１ロック部材１２ｂを保持する第１保持器２９ａの軸方向他半部に設けられた第２内方部材３１ｂが正転方向Ｙ_１に回転すると、第２ロック部材３２ａが、図１０（Ａ）に示す状態から図１０（Ｂ）に示す状態に揺動して、第２クラッチ９ｂがオーバラン状態となる。この結果、第１保持器２９ａは、第２外方部材３０ａに対して空転するので、第１クラッチ８ｂの回転が妨げられることはない。

［第１外方部材１０ａに逆転方向Ｙ_２のトルクが入力された場合］
第１外方部材１０ａに逆転方向Ｙ_２のトルクが入力され、第１外方部材１０ａが逆転方向に回転すると、第１ロック部材１２ｂが、図９（Ａ）に示す状態から図９（Ｂ）に示す状態に揺動して、第１クラッチ８ｂがオーバラン状態となる。第１クラッチ８ｂがオーバラン状態となると、第１外方部材１０ａは、第１内方部材１１ｂに対して空転する。

［第１内方部材１１ｂに正転方向Ｙ_１のトルクが入力された場合］
第１内方部材１１ｂに正転方向Ｙ_１のトルクが入力され、第１内方部材１１ｂが正転方向Ｙ_１に回転すると、第１ロック部材１２ｂが、図９（Ａ）に示す状態から図９（Ｂ）に示す状態に揺動して、第１クラッチ８ｂがオーバラン状態となる。第１クラッチ８ｂがオーバラン状態となると、第１内方部材１１ｂは、第１外方部材１０ａに対して空転する。

［第１内方部材１１ｂに逆転方向Ｙ_２のトルクが入力された場合］
第１内方部材１１ｂに逆転方向Ｙ_２のトルクが入力され、第１内方部材１１ｂが逆転方向に回転すると、第１ロック部材１２ｂが、図９（Ｂ）に示す状態から図９（Ａ）に示す状態に揺動して、第１クラッチ８ｂをロック状態とする。第１クラッチ８ｂがロック状態になると、第１外方部材１０ａ及び第１ロック部材１２ｂが、第１内方部材１１ｂとともに、逆転方向Ｙ_２に回転しようとする。

第１ロック部材１２ｂが逆転方向Ｙ_２に回転するのに伴って、第２内方部材３１ｂが逆転方向Ｙ_２に回転すると、第２ロック部材３２ａが、図１０（Ｂ）に示す状態から図１０（Ａ）に示す状態に揺動して、第２クラッチ９ｂがロック状態となる。この結果、第１保持器２９ａが逆転方向にそれ以上回転することが阻止され、第１保持器２９ａに正転方向Ｙ_１の反力が加わる。

本例では、第１保持器２９ａの径方向位置を、第１外方部材１０ａの内周面と第１内方部材１１ｂの外周面との径方向中央位置よりも径方向内寄りとしている。このため、第１保持器２９ａに正転方向Ｙ_１の反力が加わると、第１ロック部材１２ｂに、第１ロック部材１２ｂを図９（Ａ）に示す状態から図９（Ｂ）に示す状態に揺動させる方向のモーメント力、すなわち、第１クラッチ８ｂをオーバラン状態とする方向のモーメント力が加わる。この結果、第１ロック部材１２ｂの入力側カム面２６と、第１外径側円筒面部１５との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第１ロック部材１２ｂの出力側カム面２７と、第１内径側円筒面部２１との当接圧が低下あるいは喪失する。この結果、第１内方部材１１ｂが、第１外方部材１０ａに対して空転する。

本例においても、第１外方部材１０ａを出力側部材とし、第１内方部材１１ｂを入力側部材とすることができる。ただし、この場合には、第１保持器２９ａの径方向位置を、第１外方部材１０ａの内周面と第１内方部材１１ｂの外周面との径方向中央位置よりも径方向外寄りとする。その他の部分の構成及び作用は、実施の形態の第１例と同様である。

上述した実施の形態の各例では、第２クラッチ９、９ａ、９ｂとして、スプラグ式のものを使用しているが、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すようなカム式のものを使用することもできる。カム式の第２クラッチ９ｃは、第２外方部材３０ｂと、第２内方部材３１ｃと、第２ロック部材３２ｂと、第２保持器４７ａとを備える。

第２外方部材３０ｂは、円筒状で、内周面にカム面４９が設けられている。すなわち、第２外方部材３０ｂの内周面の円周方向複数箇所にランプ部である凹部５０を設け、第２外方部材３０ｂの内周面をカム面４９としている。

第２内方部材３１ｃは、外周面を円筒面としている。

第２ロック部材３２ｂは、玉またはローラである。第２ロック部材３２ｂは、第２外方部材３０ｂのカム面４９と、第２内方部材３１ｃの外周面との間に存在する円筒状空間のうちで凹部５０と整合する部分に、第２保持器４７ａに保持された状態で配置されている。図示の例では、第２ロック部材３２ｂと第２保持器４７ａとの間に設けられた付勢ばね５１により、第２ロック部材３２ｂを凹部５０の浅い側に向けて弾性的に押圧している。

第２クラッチ９ｃでは、第２内方部材３１ｃが正転方向Ｙ_１に回転すると、図１１（Ｂ）に示すように、第２ロック部材３２ｂが、付勢ばね５１の弾力に抗して凹部５０の深い部分に移動する。このため、第２ロック部材３２ｂの転動面と、第２内方部材３１ｃの外周面との当接部の面圧が低下あるいは喪失する。この結果、第２クラッチ９ｃは、第２内方部材３１ｃが第２外方部材３０ｂに対して空転するオーバラン状態となる。

一方、第２内方部材３１ｃが逆転方向Ｙ_２に回転すると、図１１（Ａ）に示すように、第２ロック部材３２ｂが、凹部５０の底面と第２内方部材３１ｃの外周面との間に食い込む。この結果、第２クラッチ９ｃがロック状態となり、ハウジング１８（図１、図７及び図８参照）に固定された第２外方部材３０ｂに対する第２内方部材３１ｃの回転が阻止される。

１ 一方向クラッチ
２ 外方部材
３ 内方部材
４ スプラグ
５ 保持器
６ 付勢ばね
７、７ａ、７ｂ 一方向クラッチ装置
８、８ａ、８ｂ 第１クラッチ
９、９ａ〜９ｃ 第２クラッチ
１０、１０ａ 第１外方部材
１１、１１ａ，１１ｂ 第１内方部材
１２、１２ａ、１２ｂ 第１ロック部材
１３ 第１内向フランジ部
１４ 第１外径側嵌合面部
１５ 第１外径側円筒面部
１６ａ〜１６ｄ 係止溝
１７ 支持軸受
１８ ハウジング
１９ 第１外向フランジ部
２０ 第１内径側嵌合面部
２１ 第１内径側円筒面部
２２、２２ａ 第１軸受
２３ 外輪
２４ａ〜２４ｄ 係止リング
２５ 内輪
２６ 入力側カム面
２７ 出力側カム面
２８ 凸部
２９、２９ａ 第１保持器
３０、３０ａ、３０ｂ 第２外方部材
３１、３１ａ〜３１ｃ 第２内方部材
３２、３２ａ、３２ｂ 第２ロック部材
３３ 第２内向フランジ部
３４ 大径段部
３５ 第２外径側嵌合面部
３６ 第２外径側円筒面部
３７ 外輪
３８ 第２外向フランジ部
３９ 第２内径側嵌合面部
４０ 第２内径側円筒面部
４１ 凹部
４２ 第２軸受
４３ 外輪
４４ 内輪
４５ 固定側カム面
４６ 回転側カム面
４７、４７ａ 第２保持器
４８ 小径円筒面部
４９ カム面
５０ 凹部
５１ 付勢ばね
５２ 外輪軌道
５３ 内輪軌道
５４ 転動体

Claims (5)

1. 第１クラッチと、第１クラッチと同軸に配置された第２クラッチとを備え、
   第１クラッチは、第１外方部材と、第１外方部材の内径側に第１外方部材と同軸に配置された第１内方部材と、第１外方部材と第１内方部材との間に配置された複数個の第１ロック部材とを有し、
   第１外方部材と第１内方部材とのうちの一方が、駆動源よりトルクが入力される入力側部材であり、第１外方部材と第１内方部材とのうちの他方が、被駆動部にトルク伝達可能に接続される出力側部材であり、
   前記入力側部材が正転方向に回転しようとする場合にのみ、第１ロック部材が、前記入力側部材及び前記出力側部材と係合して、前記入力側部材から前記出力側部材へのトルク伝達が可能となり、
   第２クラッチは、第２外方部材と、第２外方部材の内径側に第２外方部材と同軸に配置された第２内方部材と、第２外方部材と第２内方部材との間に配置された複数個の第２ロック部材とを有し、
   第２外方部材と第２内方部材とのうちの一方が、使用時にも回転しない固定側部材であり、第２外方部材と第２内方部材とのうちの他方が、第１ロック部材に対して第１ロック部材と同期した回転を可能な状態で係合された回転側部材であり、
   第２クラッチは、前記回転側部材が、前記正転方向と反対方向である逆転方向に回転しようとする場合に、第２ロック部材が、前記固定側部材及び前記回転側部材と係合して、前記回転側部材及び第１ロック部材の回転が阻止される
   一方向クラッチ装置。
2. 第１ロック部材が、軸方向から見た形状が非円形で、前記入力側部材が前記正転方向に回転しようとする場合に、前記入力側部材と係合する入力側カム面と、前記出力側部材と係合する出力側カム面とを有している、スプラグである、
   請求項１に記載の一方向クラッチ装置。
3. 第１ロック部材が第１係合部をさらに備え、前記回転側部材が第１係合部と凹凸係合する第２係合部をさらに備える、
   請求項２に記載の一方向クラッチ装置。
4. 前記回転側部材が、該回転側部材が前記逆転方向に回転しようとする場合に、前記出力側カム面と係合する回転側周面を有する、
   請求項２に記載の一方向クラッチ装置。
5. 前記回転側部材が、第１ロック部材を保持する保持器である、
   請求項１又は２に記載の一方向クラッチ装置。

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