JP6882699B2 - カムクラッチ - Google Patents

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る動作モード切換機構を備え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、動力伝達部材としてのローラを外輪の内周に形成されたカム面の中立位置あるいは一方の係合位置に保持する保持器を制御して、２方向フリーモード、１方向ロックモード及び２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な切換機構を備えた２方向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２０１４−２１９０１５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。
特許文献３に記載の２方向クラッチは、板ばね状の部材で両方向同時に動力伝達可能にしている。しかしながら、摩擦による動力伝達のため、２方向クラッチの体格に対して伝達可能なトルクが小さいといった問題がある。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構造で、動作モードの切り換えが可能であり、応答性が高く、所期のトルク容量を確保す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の周方向に設けられている複数のカムと、前記複数のカムを径方向に付勢する付勢手段とを備えたカムクラッチであって、前記外輪及び前記内輪の相対的な回転動作を許容するフリー状態と前記外輪及び前記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る動作モード切換機構を備え、前記動作モード切換機構は、前記内輪及び前記外輪の回転動作とは独立して周方向、径方向又は軸方向に移動可能に設けられ前記複数のカムのうち一部のものを強制的に傾倒させるカム姿勢変更部を備え、前記カム姿勢変更部は、前記複数のカムを保持する手段とは別個に設けられ、前記カム姿勢変更部が軸方向に延びるピン部材により構成されることにより、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、カム姿勢変更部を周方向、径方向又は軸方向に移動させるだけでカムを所定方向に傾倒させることができる。このため、カムクラッチの動作モード切り換えに際して高い応答性を得ることができる。しかも、カムによる動力伝達機構であるため、伝達可能なトルク容量が摩擦力により制限されることがなく、所期のトルク容量を確保することができる。
また、カム姿勢変更部の移動に伴ってカムの周面の作用によってカムが傾倒されるため、カム姿勢変更部とカムとの摺動音や、フリー状態からロック状態への移行時にカムが軌道面に接触する際の騒音が生ずることがない。さらにまた、カムは内輪の軌道面及び外輪の軌道面に対して転がり接触し、カムと軌道面との間で滑りは生じないため、カムと内輪又は外輪との空転摩耗が生ずることを回避することができる。

本請求項２に係る発明によれば、カム姿勢変更部を構成するピン部材のカムの周面に沿った移動によりカムを傾倒させることができるため、駆動部材は単純な回転動作を行うことができるものであればよく、極めて簡単な構成で、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３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４に係る発明によれば、第１のカム及び第２のカムとして同一外形形状のものを利用することができるので、部品点数の削減を図ることができると共に組立が容易となり、所期のカムクラッチを有利に作製することができる。

本請求項５に係る発明によれば、第１のカム及び第２のカムに共通の動作モード切換機構によって第１のカム及び第２のカムの姿勢を制御することができるので、カムクラッチの構造の煩雑化や大型化を回避することができる。
そして、本請求項６に係る発明によれば、第１のカムの姿勢及び第２のカムの姿勢を同時に制御することが可能となり、カムクラッチの構造の簡素化を図ることができる。

本請求項７に係る発明によれば、互いに係合する回転方向が異なる２つのカム機構の各々によって正転方向及び逆転方向のいずれに対しても十分に高いトルク容量を確保することができる。

本発明の第１実施形態に係るカムクラッチの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軸に沿った断面図である。 図１に示すカムクラッチの平面図であって、動作モード切換機構を省略した状態を示す図である。 カムの一構成例を示す平面図である。 図１に示すカムクラッチの動作モードが両方向ロックモードにある状態を概略的に示す図である。 図１に示すカムクラッチの動作モードが内輪に対する外輪の正転方向の相対回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられた状態を概略的に示す図である。 図１に示すカムクラッチの動作モードが内輪に対する外輪の逆転方向の相対回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられた状態を概略的に示す図である。 本発明の参考例としての第２実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示す平面図である。 駆動部材が逆転方向に回転されたときのピン部材の状態を概略的に示す図である。 図６に示すカムクラッチにおいて、カムクラッチの動作モードが内輪に対する外輪の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転が許容される両方向フリーモードに切り換えられた状態を概略的に示す図である。 本発明の参考例としての第３実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示すＸ軸に沿った断面図である。 図８に示すカムクラッチを駆動部材側から見た平面図である。 図８に示すカムクラッチにおけるカム機構を構成する第１のカムの一構成例を示す斜視図である。 図８に示すカムクラッチにおけるカム機構を構成する第２のカムの一構成例を示す斜視図である。 駆動部材が軸方向に対して第１の姿勢変更位置に移動された状態を示す断面図である。 カムクラッチの動作モードが外輪に対する内輪の逆転方向の相対回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられた状態を概略的に示す平面図である。 駆動部材が軸方向に対して第２の姿勢変更位置まで移動された状態を示す断面図である。 カムクラッチの動作モードが外輪に対する内輪の逆転方向の相対回転が許容される両方向フリーモードに切り換えられた状態を概略的に示す平面図である。 本発明の第４実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示すＸ軸に沿った断面図である。 本発明の第５実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示すＸ軸に沿った断面図である。 本発明の参考例としての第６実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示す平面図である。 図１６に示すカムクラッチにおいて、カムクラッチの動作モードが内輪に対する外輪の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転が許容される両方向フリーモードに切り換えられた状態を概略的に示す図である。 カムケージリングの一構成例を概略的に示す斜視図である。

本発明の実施例を図１〜図１８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及び図２に示すように、同一のＸ軸上に相対回転可能に設けられた内輪１１０及び外輪１２０と、内輪１１０及び外輪１２０の同心を保持するベアリング１１５と、互いに対向する内輪１１０の外周係合面１１１と外輪１２０の内周係合面１２１との間に配設されたカム機構１３０と、内輪１１０の外輪１２０に対する脱落を防止する止め輪１１６と、軸方向に対してカム機構１３０を保持する保持板１２５と、カムクラッチ１００の動作モードを切り換える動作モード切換機構１４０とを有している。

カム機構１３０は、同一円周上において周方向に配列された複数のカム１３１と、複数のカム１３１を径方向内方に付勢する付勢手段１３９とから構成されている。カム１３１は、周方向に殆ど隙間なく配設するのが好ましい。このような構成とされることにより、高い伝達トルク容量を実現することができる。
本実施形態に係るカム機構１３０は、互いに係合する回転方向が異なる第１のカム及び第２のカムを含む。以下においては、第１のカム及び第２のカムを特に区別して言及する場合を除いて、カム１３１と表現することもある。
カム機構１３０において第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いが、図３にも示すように、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂが交互に並ぶよう配列されることが好ましい。このような構成とされることにより、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂに共通の動作モード切換機構１４０によって第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂの姿勢を制御することができるので、カムクラッチ１００の構造の煩雑化や大型化を回避することができる。また、第１のカム１３１ａの姿勢及び第２のカム１３１ｂの姿勢を同時に制御することも可能となる。
また、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂは同一円周上に交互に並んでいる必要はなく、従って、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂの数は、同じであっても、異なっていてもよい。

第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂは、例えば互いに同一の外形形状を有するものであって、第１のカム１３１ａを表裏反転させたものを第２のカム１３１ｂとして用いている。なお、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂは互いに異なる外形形状を有するものであってもよいが、互いに同一の外形形状を有するものであることにより、部品点数の削減が図られると共に組立が容易となる。
第１のカム１３１ａは、図４に示すように、平面視において、仮想円Ｖの中心Ｃを挟んで対向する領域に形成され仮想円Ｖの円周に沿った円弧状湾曲面１３２ａ，１３２ｂと、これらの円弧状湾曲面１３２ａ，１３２ｂの各々に滑らかに連続する内周側係合面１３３及び外周側係合面１３４とを備えた外形形状を有する。また、一方の円弧状湾曲面１３２ａと外周側係合面１３４との間の領域及び他方の円弧状湾曲面１３２ｂと外周側係合面１３４との間の領域には、後述するカム姿勢変更部が当接されカム作用面として機能する傾斜面１３５，１３５を有する。
第１のカム１３１ａは、例えば、外輪１２０の一方向回転時に内輪１１０及び外輪１２０と摩擦係合し、外輪１２０の他方向回転時には内輪１１０及び外輪１２０から離脱する方向に傾倒するように構成されている。
従って、第１のカム１３１ａを表裏反転させて用いられる第２のカム１３１ｂは、外輪１２０の他方向回転時に内輪１１０及び外輪１２０と摩擦係合し、外輪１２０の一方向回転時には内輪１１０及び外輪１２０から離脱する方向に傾倒するように構成されたものとなる。

付勢手段１３９としては、例えば環状のガータースプリングが用いられており、ガータースプリングは、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂの各々を連通するように設けられている。
付勢手段１３９は、複数のカム１３１の各々を径方向内方又は径方向外方のいずれかの方向に付勢する弾性体であればよく、また、複数の板バネ又はねじりバネなどを用いてもよい。

保持板１２５は、外輪１２０の軸方向一端側において外輪１２０の内周面に対して内嵌されて外輪１２０と一体的に回転するように固定されており、複数のカム１３１の各々の端面を覆うように位置されている。

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機構を備えている。

本実施形態の動作モード切換機構１４０は、内輪１１０及び外輪１２０の回転動作とは独立して周方向に移動可能に設けられカム１３１を強制的に傾倒させるカム姿勢変更部１４２を備えている。
本実施形態の動作モード切換機構１４０は、内輪１１０又は外輪１２０と相対回転可能に設けられた円環板状の駆動部材１４１と、一端部が駆動部材１４１に保持されＸ軸方向に延びるように設けられた複数のピン部材１４３とを備えており、複数のピン部材１４３がカム姿勢変更部１４２として機能する。従って、カム姿勢変更部１４２は、駆動部材１４１が回転駆動されることにより周方向に移動されるように構成されている。
本実施形態では、カム姿勢変更部１４２がピン部材１４３により構成されているが、カム姿勢変更部１４２は、カム１３１を傾倒させることが可能なものであればピン部材１４３に限定されるものではない。
カム姿勢変更部１４２を構成する複数のピン部材１４３は、保持板１２５に形成された対応するガイド孔１２６に挿通され、隣接する第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂの互いに対向する傾斜面１３５，１３５間に位置されている。ガイド孔１２６は例えば円弧状孔であって、複数のピン部材１４３に対応する複数のものが同一円周上において周方向に離間して並んだ位置に形成されている。

また、本実施形態の動作モード切換機構１４０は、カム姿勢変更部１４２の移動に伴うカム姿勢変更部１４２の移動方向へのカム１３１の変位を規制する位置規制部１４６を備えている。
位置規制部１４６は、例えば複数のピン部材１４７により構成されている。複数のピン部材１４７の各々は、一端部が保持板１２５によって保持され、隣接する第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３２ｂの互いに対向する他方の円弧状湾曲面１３２ｂ，１３２ｂ間に位置されている。
位置規制部１４６についてもカム姿勢変更部１４２と同様に、ピン部材１４７に限定されず、カム１３１の周方向の変位を規制可能なものであれば如何なるものであってもよい。

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。
先ず、カム姿勢変更部１４２を構成するピン部材１４３が中立位置（隣接する第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂのいずれに対しても作用（機能）しない位置）にあるときに、例えば図５Ａに示すように、内輪１１０に対する外輪１２０の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転が禁止される両方向ロックモードにあるものとする。すなわち、カムクラッチ１００はツーウェイクラッチとして機能する。
例えば、駆動部材１４１を手動によりあるいは適宜の駆動源により正転方向（例えば図５Ａにおいて時計方向）に回転駆動させると、図５Ｂに示すように、複数のピン部材１４３の各々がカム機構１３０に対して周方向正転方向に相対的に移動する。これにより、第１のカム１３１ａの傾斜面１３５の作用によって第１のカム１３１ａが外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒する。このとき、第２のカム１３１ｂは、付勢手段１３９の弾性による回転モーメントを受けて内輪１１０及び外輪１２０に接触した状態を維持する。
このように、駆動部材１４１を正転方向に回転駆動させると、カムクラッチ１００の動作モードが、両方向ロックモードから内輪１１０に対して外輪１２０の正転方向の回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられる。すなわち、カムクラッチ１００を一方向クラッチとして機能させることができる。

一方、駆動部材１４１を手動によりあるいは適宜の駆動源により逆転方向（例えば図５Ａにおいて反時計方向）に回転駆動させると、図５Ｃに示すように、複数のピン部材１４３の各々がカム機構１３０に対して周方向逆転方向に相対的に移動する。これにより、第２のカム１３１ｂの傾斜面１３５の作用によって第２のカム１３１ｂが外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒する。このとき、第１のカム１３１ａは、付勢手段１３９の弾性による回転モーメントを受けて内輪１１０及び外輪１２０に接触した状態を維持する。
このように、駆動部材１４１を逆転方向に回転駆動させると、カムクラッチ１００の動作モードが、両方向ロックモードから内輪１１０に対して外輪１２０の逆転方向の回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられる。すなわち、カムクラッチ１００を一方向クラッチとして機能させることができる。

以上において、動作モード切換機構１４０は、カム姿勢変更部１４２を内輪１１０及び外輪１２０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限定されず、カム姿勢変更部１４２を内輪１１０及び外輪１２０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。

図６は、本発明の参考例としての第２実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示す平面図である。
このカムクラッチ２００の基本的な構成は、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様であり、同一軸上に相対回転可能に設けられた内輪１１０及び外輪１２０と、内輪１１０及び外輪１２０の同心を保持するベアリング（図示省略）と、互いに対向する内輪１１０の外周係合面１１１と外輪１２０の内周係合面１２１との間に配設されたカム機構１３０と、内輪１１０の外輪１２０に対する脱落を防止する止め輪（図示省略）と、軸方向に対してカム機構１３０を保持する保持板２２５と、カムクラッチ２００の動作モードを切り換える動作モード切換機構２４０を有している。以下、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と異なる点について説明する。

第２実施形態に係るカムクラッチ２００においては、動作モード切換機構２４０がカム姿勢変更部を径方向に移動させるように構成されている。カム姿勢変更部は、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様に、カム１３１を傾倒させることが可能なものであれば特に限定されるものではないが、本実施形態においては、カム姿勢変更部は複数のピン部材１４３により構成されている。ピン部材１４３は、軸方向に延びる姿勢で、径方向に移動可能に設けられている。複数のピン部材１４３の各々は、保持板２２５に形成されたガイド孔２２６に挿通され、隣接する第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂの互いに対向する傾斜面１３５，１３５間に位置されている。ガイド孔２２６は径方向に延びるように形成され長円形の開口形状を有する貫通孔により構成されている。

動作モード切換機構２４０は、内輪１１０又は外輪１２０と相対回転可能に設けられた円環板状の駆動部材２４１を備えている。駆動部材２４１の内周面には、例えば径方向内方に向かって凸となるカム部２４４が形成されている。複数のピン部材１４３の各々は、駆動部材２４１の内周面に当接しており、駆動部材２４１を回転駆動させることにより、複数のピン部材１４３の各々はカム部２４４のカム作用を受けて径方向に移動することとなる。

上記第２実施形態に係るカムクラッチ２００の動作について説明する。
このカムクラッチ２００においては、図６に示すように、カム姿勢変更部を構成するピン部材１４３が中立位置にあるときに、例えば、内輪１１０に対する外輪１２０の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転が禁止される両方向ロックモードとされている。すなわち、カムクラッチ２００は、ツーウェイクラッチとして機能する。
駆動部材２４１を手動によりあるいは適宜の駆動源により回転駆動させると、図７Ａに示すように、複数のピン部材１４３の各々がカム部２４４のカム作用を受けてガイド孔２２６に案内されながら径方向内方に移動される。これにより、図７Ｂに示すように、隣接する第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂがいずれも外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒し、カムクラッチ２００の動作モードが両方向ロックモードから内輪１１０に対する外輪１２０の正転方向及び逆転方向の相対回転が許容される両方向フリーモードに切り換えられる。

図８は、本発明の参考例としての第３実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示すＸ軸に沿った断面図である。図９は、図８に示すカムクラッチを駆動部材側から見た平面図である。なお、図９は、理解を容易にするために、カム機構の一部を省略した状態を示しているが、実際には、カム機構は、複数のカムが周方向に隣接して配置された構成とされる。
このカムクラッチ３００は、同一Ｘ軸上に相対回転可能に設けられた内輪３１０及び外輪１２０と、互いに対向する内輪３１０の外周係合面３１１と外輪１２０の内周係合面１２１との間に配設されたカム機構３３０と、カムクラッチ３００の動作モードを切り換える動作モード切換機構３４０を有している。

第３実施形態に係るカムクラッチ３００においては、内輪３１０の動作モード切換機構３４０に対して遠位側の端部にフランジ部３１２が径方向外方に突出するように形成されており、カム機構３３０はフランジ部３１２によって軸方向の移動が規制されている。
カム機構３３０は、互いに異なる外形形状を有する第１のカム３３１ａ及び第２のカム３３１ｂが同一円周上において周方向に配列されて構成されている。

第１のカム３３１ａは、図１０に示すように、断面形状が略長円形状の柱状の基体部３３６と、基体部３３６の動作モード切換機構３４０に対して近位側の端面側において軸方向外方に向かって延出するように形成された外周側係合部３３７と、基体部３３６の動作モード切換機構３４０に対して遠位側の端面側において軸方向外方に向かって延出するように形成された内周側係合部３３８を有する。
外周側係合部３３７の外面は、基体部３３６の径方向外方側に位置される周面と連続して外輪１２０の内周係合面１２１と係合する外周側係合面３３４を構成している。外周側係合部３３７の内面は、径方向外方に向かって凸となるように弧状に湾曲する湾曲面とされており、後述する駆動部材３４１の軸方向への移動により径方向外方に向かって押圧されることによって、第１のカム３３１ａが内輪３１０から離脱する方向に傾倒するように構成されている。
内周側係合部３３８の外面は、基体部３３６の径方向内方側に位置される周面と連続して内輪３１０の外周係合面３１１と係合する内周側係合面３３３を構成している。内周側係合部３３８の内面は傾斜面とされており、例えば環状のスプリングよりなる付勢手段１３９による付勢力によって第１のカム３３１ａが内輪３１０及び外輪１２０と係合する方向に傾倒するように構成されている。
第２のカム３３１ｂは、図１１に示すように、外周側係合部３３７の軸方向の寸法及び外周側係合部３３７の内面の形状が異なることの他は、第１のカム３３１ａと同一の基本的構成を有する。

第３実施形態に係るカムクラッチ３００においては、動作モード切換機構３４０がカム姿勢変更部を径方向に移動させるように構成されている。
動作モード切換機構３４０は、内輪３１０及び外輪１２０とは独立して軸方向に移動可能に設けられた駆動部材３４１を備えている。駆動部材３４１は、例えば円筒状の油圧ピストンにより構成されており、本実施形態では、駆動部材３４１がカム姿勢変更部としても機能する。駆動部材３４１は、図８に示すように、カム機構３３０に対して軸方向外方側に位置される中立位置と、第１のカム３３１ａを傾倒させる第１の姿勢変更位置（図１２Ａ参照）と、第１のカム３３１ａだけでなく第２のカム３３１ｂも傾倒させる第２の姿勢変更位置（図１３Ａ参照）との間で、移動されるように制御される。

上記第３実施形態に係るカムクラッチ３００の動作について説明する。
このカムクラッチ３００においては、図８に示すように、駆動部材３４１が中立位置にあるときに、例えば、外輪１２０に対する内輪３１０の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転が禁止される両方向ロックモードとされている。すなわち、カムクラッチ３００は、ツーウェイクラッチとして機能する。
図１２Ａに示すように、駆動部材３４１を中立位置から第１の姿勢変更位置まで軸方向に移動させると、駆動部材３４１の外周面が第１のカム３３１ａにおける外周側係合部３３７の内面を径方向外方に向かって押圧する。これにより、図１２Ｂに示すように、第１のカム３３１ａが径方向外方に変位するとともに外周側係合部３３７の内面による作用によって第１のカム３３１ａが内輪３１０から離脱する方向に傾倒し、第１のカム３３１ａが内輪３１０から離脱（リフトオフ）する。
このように、駆動部材３４１を中立位置から第１の姿勢変更位置まで移動させることにより、カムクラッチ３００の動作モードが両方向ロックモードから外輪１２０に対して内輪３１０の正転方向（図９において時計方向）の回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられる。すなわち、カムクラッチ３００を一方向クラッチとして機能させることができる。

また、図１３Ａに示すように、駆動部材３４１を中立位置又は第１の姿勢変更位置から第２の姿勢変更位置まで移動させると、駆動部材３４１の外周面が第２のカム３３１ｂにおける外周側係合部３３７の内面を径方向外方に向かって押圧する。これにより、第１のカム３３１ａだけでなく第２のカム３３１ｂも内輪３４０から離脱させることができる。すなわち、図１３Ｂに示すように、第２のカム３３１ｂが径方向外方に変位するとともに外周側係合部３３７の内面による作用によって第２のカム３３１ｂが内輪３１０から離脱する方向に傾倒し、第２のカム３３１ｂが内輪３１０から離脱（リフトオフ）する。
このように、駆動部材３４１を例えば中立位置から第２の姿勢変更位置まで移動させることにより、カムクラッチ３００の動作モードが両方向ロックモードから外輪１２０に対して内輪３１０の正転方向及び逆転方向の両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られる。

第３実施形態に係るカムクラッチ３００においては、第１のカム３３１ａ及び第２のカム３３１ｂの構成を適宜変更することによって、外輪１２０に対して内輪３１０の逆転方向の回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられるように構成することもできる。

図１４は、本発明の第４実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示す平面図である。
このカムクラッチ４００の基本的な構成は、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様であり、同一Ｘ軸上に相対回転可能に設けられた内輪１１０及び外輪１２０と、内輪１１０及び外輪１２０の同心を保持するベアリング（図示省略）と、互いに対向する内輪１１０の外周係合面１１１と外輪１２０の内周係合面１２１との間に配設されたカム機構１３０と、内輪１１０の外輪１２０に対する脱落を防止する止め輪（図示省略）と、軸方向に対してカム機構１３０を保持する保持板１２５と、カムクラッチ４００の動作モードを切り換える動作モード切換機構を有している。以下、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と異なる点について説明する。

本実施形態に係るカムクラッチ４００においては、動作モード切換機構がカム機構１３０に対して軸方向両側に設けられており、一方の動作モード切換機構４４０ａがカム機構１３０における第１のカム１３１ａの姿勢を変更させるものとして構成され、他方の動作モード切換機構４４０ｂが第２のカム１３１ｂの姿勢を変更させるものとして構成されている。
一方の動作モード切換機構４４０ａ及び他方の動作モード切換機構４４０ｂは、カム姿勢変更部を構成するピン部材１４３ａ，１４３ｂを周方向に移動させるものであっても、ピン部材１４３ａ，１４３ｂを径方向に移動させるものであっても、いずれであってもよい。また、一方の動作モード切換機構４４０ａ及び他方の動作モード切換機構４４０ｂ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。本実施形態においては、例えば、一方の動作モード切換機構４４０ａ及び他方の動作モード切換機構４４０ｂは、いずれもピン部材１４３ａ，１４３ｂを周方向に移動させるものとして構成されている。

本実施形態のカムクラッチ４００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である。
先ず、一方の動作モード切換機構４４０ａにおけるカム姿勢変更部を構成するピン部材１４３ａ及び他方の動作モード切換機構４４０ｂにおけるカム姿勢変更部を構成するピン部材１４３ｂが中立位置（第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂのいずれに対しても作用（機能）しない位置）にあるときに、内輪１１０に対する外輪１２０の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転が禁止される両方向ロックモードにあるものとする。すなわち、カムラッチ４００は、ツーウェイクラッチとして機能する。
なお、以下においては、回転方向は、Ｘ軸方向における一方の動作モード切換機構４４０ａ側（図１４において左方）から見た方向をいうものとする。

一方の動作モード切換機構４４０ａにおける駆動部材１４１のみを手動によりあるいは適宜の駆動源により正転方向に回転駆動させ、複数のピン部材１４３ａの各々をカム機構１３０に対して周方向に相対的に移動させる。これにより、第１のカム１３１ａが外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒され、カムクラッチ４００の動作モードが、両方向ロックモードから内輪１１０に対して外輪１２０の正転方向の回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられる。すなわち、カムラッチ４００を、ワンウェイクラッチとして機能させることができる。

一方、他方の動作モード切換機構４４０ｂにおける駆動部材１４１のみを手動によりあるいは適宜の駆動源により逆転方向に回転駆動させ、複数のピン部材１４３ｂの各々をカム機構１３０に対して周方向に相対的に移動させる。これにより、第２のカム１３１ｂが外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒され、カムクラッチ４００の動作モードが、両方向ロックモードから内輪１１０に対して外輪１２０の逆転方向の回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられる。すなわち、カムラッチ４００を、ワンウェイクラッチとして機能させることができる。

また、一方の動作モード切換機構４４０ａにおける駆動部材１４１及び他方の動作モード切換機構４４０ｂにおける駆動部材１４１を、上述のように作動させることにより、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂがいずれも外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒され、カムクラッチ４００の動作モードが、両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両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られる。

第４実施形態に係るカムクラッチ４００においては、一方の動作モード切換機構４４０ａ及び他方の動作モード切換機構４４０ｂのいずれか一方に、ピン部材１４３ａ，１４３ｂを径方向に移動させるものを用いた場合であっても、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂの姿勢をそれぞれ制御することで、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。

図１５は、本発明の第５実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示す平面図である。
このカムクラッチ５００の基本的な構成は、第４実施形態に係るカムクラッチ４００と同様であり、同一Ｘ軸上に相対回転可能に設けられた内輪１１０及び外輪１２０と、内輪１１０及び外輪１２０の同心を保持するベアリング（図示省略）と、互いに対向する内輪１１０の外周係合面１１１と外輪１２０の内周係合面１２１との間に配設されたカム機構と、内輪１１０の外輪１２０に対する脱落を防止する止め輪（図示省略）と、軸方向に対してカム機構を保持する保持板１２５と、カムクラッチ５００の動作モードを切り換える２つの動作モード切換機構４４０ａ，４４０ｂを有している。以下、第４実施形態に係るカムクラッチ４００と異なる点について説明する。

本実施形態に係るカムクラッチ５００においては、各々複数のカムが同一円周上に配置されてなる２列のカム機構５３０ａ，５３０ｂが軸方向に並設されている。
第１のカム機構５３０ａ及び第２のカム機構５３０ｂは、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂのいずれか一方又は両方を含むものである。第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂの両方を含む場合において、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂの配列は、第１実施形態に係るカム機構１３０と同様に、特に限定されるものではない。
以下においては、例えば、第１のカム機構５３０ａが第１のカム１３１ａのみにより構成され、第２のカム機構５３０ｂが第２のカム１３１ｂのみにより構成されている場合を例に挙げて説明する。

本実施形態のカムクラッチ５００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である。
先ず、一方の動作モード切換機構４４０ａにおけるカム姿勢変更部を構成するピン部材１４３ａ及び他方の動作モード切換機構４４０ｂにおけるカム姿勢変更部を構成するピン部材１４３ｂが中立位置（第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂのいずれに対しても作用（機能）しない位置）にあるときに、内輪１１０に対する外輪１２０の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転が禁止される両方向ロックモードにあるものとする。すなわち、カムクラッチ５００は、ツーウェイクラッチとして機能する。
なお、以下においては、回転方向は、Ｘ軸方向における一方の動作モード切換機構４４０ａ側（図１５において左方）から見た方向をいう。

一方の動作モード切換機構４４０ａにおける駆動部材１４１のみを手動によりあるいは適宜の駆動源により正転方向に回転駆動させ、複数のピン部材１４３ａの各々を第１のカム機構５３０ａに対して周方向に相対的に移動させる。これにより、第１のカム機構５３０ａにおける第１のカム１３１ａが外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒され、カムクラッチ５００の動作モードが、両方向ロックモードから第２のカム機構５３０ｂによる一方向ロックモード、すなわち内輪１１０に対して外輪１２０の正転方向の回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられる。このように、カムクラッチ５００をワンウェイクラッチとして機能させることができる。

一方、他方の動作モード切換機構４４０ｂにおける駆動部材１４１のみを手動によりあるいは適宜の駆動源により逆転方向に回転駆動させ、複数のピン部材１４３ｂの各々を第２のカム機構５３０ｂに対して周方向に相対的に移動させる。これにより、第２のカム機構５３０ｂにおける第２のカム１３１ｂが外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒され、カムクラッチ５００の動作モードが、両方向ロックモードから第１のカム機構５３０ａによる一方向ロックモード、すなわち内輪１１０に対して外輪１２０の逆転方向の回転が許容される一方向ロックモードに切り換えられる。このように、カムクラッチ５００をワンウェイクラッチとして機能させることができる。

また、一方の動作モード切換機構４４０ａにおける駆動部材１４１及び他方の動作モード切換機構４４０ｂにおける駆動部材１４１を、上述のように作動させることにより、第１のカム１３１ａ及び第２のカム１３１ｂがいずれも内輪１１０に対して離脱する方向に傾倒され、カムクラッチ５００の動作モードが、両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両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られる。

図１６は、本発明の参考例としての第６実施形態に係るカムクラッチの構成の一例を概略的に示す平面図である。
このカムクラッチ６００の基本的な構成は、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様であり、同一軸上に相対回転可能に設けられた内輪１１０及び外輪１２０と、内輪１１０及び外輪１２０の同心を保持するベアリング（図示省略）と、互いに対向する内輪１１０の外周係合面１１１と外輪１２０の内周係合面１２１との間に配設されたカム機構と、内輪１１０の外輪１２０に対する脱落を防止する止め輪（図示省略）と、軸方向に対してカム機構を保持する保持板１２５と、カムクラッチ６００の動作モードを切り換える動作モード切換機構１４０を有している。以下、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と異なる点について説明する。

本実施形態に係るカムクラッチ６００は、互いに同一外形形状を有する複数のカム１３１が同一円周上に配列されてなるカム機構６３０を備えている。
また、本実施形態においては、カム姿勢変更部を構成する複数のピン部材１４３及び位置規制部を構成する複数のピン部材１４７が、複数のカム１３１の各々に対応して配置されている。なお、位置規制部としてピン部材１４７を設けることに代えて、例えば図１８に示すような、カム１３１の姿勢を保持するカムケージリング６４８が設けられた構成とされていてもよい。カムケージリング６４８は、金属線材が複数のカム１３１の各々に対応する収容部６４９を形成するように折り曲げられてなり、内輪１１０と一体に回転するように設けられる。

このカムクラッチ６００においては、図１６に示すように、カム姿勢変更部を構成するピン部材１４３が中立位置にあるときに、例えば、内輪１１０に対する外輪１２０の逆転方向の相対回転が禁止される一方向ロックモードとされている。
駆動部材１４１を手動によりあるいは適宜の駆動源により逆転方向に回転駆動させると、図１７に示すように、複数のピン部材１４３の各々が周方向逆転方向に移動される。これにより、すべてのカム１３１が外輪１２０に対して離脱する方向に傾倒し、カムクラッチ６００の動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０に対する外輪１２０の正転方向及び逆転方向の相対回転が許容される両方向フリーモードに切り換えられる。

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、動作モード切換機構によって、カムを外輪から離脱するように傾倒させる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、カムを内輪から離脱するように傾倒させる構成とされていてもよい。
また、上記実施形態においては、カム姿勢変更部が中立位置にあるとき、すなわちニュートラル状態において両方向ロックモードとされる場合を例に挙げて説明したが、ニュートラル状態は、一方向ロックモードとされても、両方向フリーモードとされてもよい。
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。
第３実施形態に係るカムクラッチのように、駆動部材自体がカム姿勢変更部を有する構成とされていてもよい。位置規制部についても同様である。
さらにまた、上記第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態及び第５実施形態においても、位置規制部として、カムの姿勢を保持するカムケージリングが設けられた構成とされていてもよい。

１００，２００，３００，４００，５００，６００ ・・・ カムクラッチ
１１０， ３１０ ・・・ 内輪
１１１， ３１１ ・・・ 外周係合面
３１２ ・・・ フランジ部
１１５ ・・・ ベアリング
１１６ ・・・ 止め輪
１２０ ・・・ 外輪
１２１ ・・・ 内周係合面
１２５，２２５ ・・・ 保持板
１２６，２２６ ・・・ ガイド孔
１３０， ３３０， ６３０ ・・・ カム機構
５３０ａ ・・・ 第１のカム機構
５３０ｂ ・・・ 第２のカム機構
１３１ ・・・ カム
１３１ａ， ３３１ａ ・・・ 第１のカム
１３１ｂ， ３３１ｂ ・・・ 第２のカム
１３２ａ ・・・ 一方の円弧状湾曲面
１３２ｂ ・・・ 他方の円弧状湾曲面
１３３， ３３３ ・・・ 内周側係合面
１３４， ３３４ ・・・ 外周側係合面
１３５ ・・・ 傾斜面
３３６ ・・・ 基体部
３３７ ・・・ 外周側係合部
３３８ ・・・ 内周側係合部
１３９ ・・・ 付勢手段
１４０，２４０，３４０ ・・・ 動作モード切換機構
４４０ａ ・・・ 一方の動作モード切換機構
４４０ｂ ・・・ 他方の動作モード切換機構
１４１，２４１，３４１ ・・・ 駆動部材
１４２ ・・・ カム姿勢変更部
１４３ ・・・ ピン部材
１４３ａ ・・・ ピン部材
１４３ｂ ・・・ ピン部材
２４４ ・・・ カム部
１４６ ・・・ 位置規制部
１４７ ・・・ ピン部材
６４８ ・・・ カムケージリング
６４９ ・・・ 収容部
Ｃ ・・・ 仮想円の中心
Ｖ ・・・ 仮想円

Claims (7)

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の周方向に設けられている複数のカムと、前記複数のカムを径方向に付勢する付勢手段とを備えたカムクラッチであって、
   前記外輪及び前記内輪の相対的な回転動作を許容するフリー状態と前記外輪及び前記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る動作モード切換機構を備え、
   前記動作モード切換機構は、前記内輪及び前記外輪の回転動作とは独立して周方向、径方向又は軸方向に移動可能に設けられ前記複数のカムのうち一部のものを強制的に傾倒させるカム姿勢変更部を備え、
   前記カム姿勢変更部は、前記複数のカムを保持する手段とは別個に設けられ、
   前記カム姿勢変更部が軸方向に延びるピン部材により構成されることを特徴とするカムクラッチ。
2. 前記動作モード切換機構は、前記カム姿勢変更部を周方向に移動させるように構成されており、
   前記ピン部材は、前記外輪又は前記内輪と相対回転可能に設けられた駆動部材によって保持されていることを特徴とする請求項１に記載のカムクラッチ。
3. 前記複数のカムは、前記外輪又は前記内輪の一方向回転時に前記外輪及び前記内輪と摩擦係合するように傾倒する第１のカムと、前記外輪又は前記内輪の他方向回転時に前記外輪及び前記内輪と摩擦係合するように傾倒する第２のカムとを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカムクラッチ。
4. 前記第２のカムは、前記第１のカムを表裏反転させたものにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載のカムクラッチ。
5. 前記第１のカムと前記第２のカムとが同一円周上に配置されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のカムクラッチ。
6. 前記第１のカムと前記第２のカムとが交互に並ぶよう配置されていることを特徴とする請求項５に記載のカムクラッチ。
7. 前記第１のカム及び前記第２のカムのいずれか一方又は両方を含む複数のカムが同一円周上に並ぶように配置された２つのカム機構を備えていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のカムクラッチ。

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