JP7636675B2 - カムクラッチ - Google Patents
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Description
本発明は、内輪及び外輪の両方向の相対的な回転動作を許容する両方向フリーモード、内輪及び外輪の正逆いずれか一方向の相対的な回転動作を禁止する一方向ロックモード、及び、内輪及び外輪の両方向の相対的な回転動作を禁止する両方向ロックモードのうちから選択された２つ以上の動作モードの切り替えが可能な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替え可能な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）するロックモードと、内輪及び外輪の相対的な回転動作を許容（回転力を遮断）するフリーモードとの切り替えを、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。）。
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）するロックモードと、内輪及び外輪の相対的な回転動作を許容（回転力を遮断）するフリーモードとの切り替えを、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、両方向フリーモード、一方向ロックモード及び両方向ロックモードの三の動作モードの切り替えが可能な動作モード切替機構を備えた２方向クラッチが記載されている。
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った。
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った。
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った。
而して、上記の特許文献の各々においては、すべてのカムにおいて、カム姿勢変更部材はカムに対する相対位置が一定となるように配置されているため、カムクラッチの動作モードの切り替え時には、すべてのカムが同じタイミングで姿勢変更される。
しかしながら、このような動作モード切替機構においては、カムクラッチ自体に負荷トルクが作用した状態にあるとき、カムの姿勢を変更して噛み合いを解除しようとすると、負荷トルクと同等程度の解除トルクが必要となる。このため、カムの姿勢を変更するための姿勢変更部材として高い剛性を有するものやサイズの大きなものが必要となったり、動作モード切替機構の駆動源として大型のものを用いることが必要となったりして、エネルギー消費量の増大化やクラッチサイズの大型化を招くといった問題があった。また、大きな解除トルクが必要となることで、カムの内輪及び外輪に対する係合面や内輪の軌道面及び外輪の軌道面を痛め、クラッチを短命化させてしまうおそれがあった。
しかしながら、このような動作モード切替機構においては、カムクラッチ自体に負荷トルクが作用した状態にあるとき、カムの姿勢を変更して噛み合いを解除しようとすると、負荷トルクと同等程度の解除トルクが必要となる。このため、カムの姿勢を変更するための姿勢変更部材として高い剛性を有するものやサイズの大きなものが必要となったり、動作モード切替機構の駆動源として大型のものを用いることが必要となったりして、エネルギー消費量の増大化やクラッチサイズの大型化を招くといった問題があった。また、大きな解除トルクが必要となることで、カムの内輪及び外輪に対する係合面や内輪の軌道面及び外輪の軌道面を痛め、クラッチを短命化させてしまうおそれがあった。
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、動作モードを容易に切り替え可能であり、応答性が高く、省エネルギー化、小型化及び長寿命化を実現可能なカムクラッチを提供することを目的とする。
本発明は、同一の回転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との間において周方向に配列された複数のカムと、前記複数のカムの各々を前記内輪及び前記外輪に接触するように付勢する付勢手段とを備えたカムクラッチであって、前記カムクラッチの動作モードを切り替える動作モード切替機構を備え、前記動作モード切替機構は、前記内輪及び前記外輪の回転動作とは独立して前記カムを強制的に回転させるように移動可能なカム姿勢変更部を有し、前記カム姿勢変更部は、前記複数のカムの各々に対応して配置され、前記複数のカムのうちの少なくとも一が他のカムと異なるタイミングで回転されるように、カムに対する相対位置関係が異なるものを含む構成とされていることにより、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、基本的には、カム姿勢変更部を移動させるだけでカムを所定方向に回転させることができるので、カムクラッチの動作モードを容易に切り替えることができる。しかも、複数のカム姿勢変更部が、カムとの相対位置が異なるカム姿勢変更部を含むことで、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、同じタイミングで回転させるカムの数が少なくなるので、トルク負荷時においてカムの噛み合いを解除するために必要な解除トルクを低減させることができる。このため、カム姿勢変更部を高い剛性を有する材料で構成したりサイズを大きくしたりする必要がなくなり、あるいは、動作モード切替機構の駆動源として大型のものを用いる必要がなくなり、高い応答性を得ることができるとともに、省エネルギー化及び小型化を図ることができる。さらに、カムの係合面、内輪の軌道面及び外輪の軌道面、並びにカム姿勢変更部を痛めるおそれがなくなるため、長寿命化を図ることができる。
本請求項２に記載の構成によれば、周方向に等間隔で配列されたカムに対してカム姿勢変更部の位置を変更することでカムに対する相対位置関係を変えているため、カムクラッチのトルク伝達能力を低下させることなく、トルク解除力を低減させることが可能となる。
本請求項３に記載の構成によれば、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、カムの姿勢変更が複数の群毎に異なるタイミングで行われることで、トルク解除力の低減と動作切り換えの円滑性との両立を図ることが可能となる。
本請求項４に記載の構成によれば、動作モード切替機構がカム姿勢変更部を周方向に移動させるように構成されることで、構造が複雑化せず、軸方向の寸法の増加を僅かとすることができる。また、カム姿勢変更部を周方向に移動させる場合において、隣接する三のカム姿勢変更部が異なる配置角度で並ぶ配列部分を含むようにカム姿勢変更部の配列パターンを構成することで、カムクラッチの動作モードの切り替え時にカムを回転させるタイミングを変えることが可能となり、トルク解除力低減効果を確実に得ることができる。
本請求項５及び本請求項６に記載の構成によれば、複数のカム姿勢変更部を二の群に分けてカムの姿勢変更を群ごとに段階的に行うことで、構造が複雑化せず、トルク解除力の低減化を図りながら動作切り換えを速やかに行うことが可能となる。特に、本請求項５に記載の構成によれば、高いトルク解除力低減効果を得ることができる。
本請求項７に記載の構成によれば、動作モードの切り替え時に、複数のカムを一つずつ回転させることで、トルク解除力を可及的に小さく低減させることができる。
本請求項８に記載の構成によれば、動作モード切替機構がカム姿勢変更部を軸方向に移動させるように構成され、カムに対する軸方向離間距離が互いに異なる大きさとされた二のカム姿勢変更部が隣接して並ぶ配列部分を含むようにカム姿勢変更部の配列パターンを構成することで、カムクラッチの動作モードの切り替え時にカムを回転させるタイミングを変えることが可能となり、トルク解除力低減効果を確実に得ることができる。
本請求項９及び本請求項１０に記載の構成によれば、複数のカム姿勢変更部を二の群に分けてカムの姿勢変更を群ごとに段階的に行うことで、構造が複雑化せず、トルク解除力の低減化を図りながら動作切り換えを速やかに行うことが可能となる。特に、本請求項１０に記載の構成によれば、高いトルク解除力低減効果を得ることができる。
本請求項１１に記載の構成によれば、動作モードの切り替え時に、複数のカムを一つずつ回転させることで、トルク解除力を可及的に小さく低減させることができる。
本請求項１２に記載の構成によれば、動作モード切替機構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、カム押圧部材のカムに対する接触点と可動子の制御板に対する接触点との径方向離間距離が互いに異なる大きさとされた二のカム姿勢変更部が隣接して並ぶ配列部分を含むようにカム姿勢変更部の配列パターンを構成することで、カムクラッチの動作モードの切り替え時にカムを回転させるタイミングを変えることが可能となり、トルク解除力低減効果を確実に得ることができる。
本請求項１３及び本請求項１４に記載の構成によれば、複数のカム姿勢変更部を二の群に分けてカムの姿勢変更を群ごとに段階的に行うことで、構造が複雑化せず、トルク解除力の低減化を図りながら動作切り換えを速やかに行うことが可能となる。特に、本請求項１４に記載の構成によれば、高いトルク解除力低減効果を得ることができる。
本請求項１５に記載の構成によれば、動作モードの切り替え時に、複数のカムを一つずつ回転させることで、トルク解除力を可及的に小さく低減させることができる。
本請求項１６に記載の構成によれば、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選択的に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四の動作モードの切り換えを行うことが可能となる。
本発明の実施形態について図面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に示すように、内輪１１０、外輪１２０、カム機構１３０、ケージ回り止め１５０、同心保持部材１６０及び動作モード切替機構１７０を有している。
図２及び図３に示すように、カムクラッチ１００を組み立てた状態において、内輪１１０及び外輪１２０は、同一の回転軸Ｘ上に相対回転可能に設けられ、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１とが互いに対向するように構成される。カム機構１３０は、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１との間に配設される。
図２及び図３に示すように、カムクラッチ１００を組み立てた状態において、内輪１１０及び外輪１２０は、同一の回転軸Ｘ上に相対回転可能に設けられ、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１とが互いに対向するように構成される。カム機構１３０は、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１との間に配設される。
カム機構１３０は、周方向に所定の配列パターンで配列された複数のカム１４０と、複数のカム１４０の各々を同一円周上に保持するケージリング１３５と、複数のカム１４０の各々を内輪１１０及び外輪１２０に接触するように付勢する付勢手段１３１とから構成されている。本実施形態においては、カム１４０の数が例えば１２個とされているが、カム１４０の数、形状及びその他の構成は、特に限定されるものではない。
本実施形態においては、例えば環状のガータースプリングが付勢手段１３１として用いられているが、付勢手段１３１は、複数のカム１４０の各々を内輪１１０及び外輪１２０に接触するよう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。
本実施形態においては、例えば環状のガータースプリングが付勢手段１３１として用いられているが、付勢手段１３１は、複数のカム１４０の各々を内輪１１０及び外輪１２０に接触するよう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。
カム１４０は、例えば、内輪１１０が外輪１２０に対して一方向（図２において反時計方向）に相対的に回転する時に内輪１１０及び外輪１２０と摩擦係合し、内輪１１０が外輪１２０に対して他方向（図２において時計方向）に回転する時に内輪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。
本実施形態におけるカム１４０は、図４に示すように、径方向外方に向かって凸となるように弧状に湾曲して形成され外輪１２０に対する外周側係合面１４２を構成する周面を有する頭部１４１と、径方向内方に向かって凸となるよう弧状に湾曲して形成され内輪１１０に対する内周側係合面１４６を構成する周面を有する脚部１４５と、頭部１４１と脚部１４５を連設する支柱部１４７とを有する。頭部１４１は周方向において支柱部１４７に対して外方に張り出すように形成されている。
カム１４０の外周側係合面１４２には、カム１４０端面に垂直な方向（軸方向）の中央部に、ガータースプリング保持溝１４３が形成されている。ガータースプリング保持溝１４３は、ガータースプリングによって、図２において時計回りの回転モーメントがカム１４０に与えられるように構成されている。
本実施形態におけるカム１４０は、図４に示すように、径方向外方に向かって凸となるように弧状に湾曲して形成され外輪１２０に対する外周側係合面１４２を構成する周面を有する頭部１４１と、径方向内方に向かって凸となるよう弧状に湾曲して形成され内輪１１０に対する内周側係合面１４６を構成する周面を有する脚部１４５と、頭部１４１と脚部１４５を連設する支柱部１４７とを有する。頭部１４１は周方向において支柱部１４７に対して外方に張り出すように形成されている。
カム１４０の外周側係合面１４２には、カム１４０端面に垂直な方向（軸方向）の中央部に、ガータースプリング保持溝１４３が形成されている。ガータースプリング保持溝１４３は、ガータースプリングによって、図２において時計回りの回転モーメントがカム１４０に与えられるように構成されている。
本実施形態におけるケージリング１３５は、複数のカム１４０が周方向に等間隔で並ぶように複数のカム１４０を保持するように構成されている。
ケージリング１３５は、図５に示すように、軸方向において互いに対向する一対の環状板部１３６ａ，１３６ｂと、周方向に等間隔毎に並んだ位置において軸方向に延びるよう設けられ環状板部１３６ａ，１３６ｂ同士を連結する複数の柱部１３８とを有し、隣接する柱部１３８間の空間によってポケット部Ｐが形成されている。一方の環状板部１３６ａは、外輪１２０の一端面に形成された凹所に嵌合されるよう他方の環状板部１３６ｂより外形寸法が大きく構成されている。
各々の柱部１３８は、他方の環状板部１３６ｂの外周縁より径方向外方に突出するように形成されており、外周面に周方向に延びるガータースプリング装着溝１３９が形成されている。
また、一方の環状板部１３６ａの外面には、軸方向外方に突出する係合凸部１３７が形成されている。
ケージリング１３５は、図５に示すように、軸方向において互いに対向する一対の環状板部１３６ａ，１３６ｂと、周方向に等間隔毎に並んだ位置において軸方向に延びるよう設けられ環状板部１３６ａ，１３６ｂ同士を連結する複数の柱部１３８とを有し、隣接する柱部１３８間の空間によってポケット部Ｐが形成されている。一方の環状板部１３６ａは、外輪１２０の一端面に形成された凹所に嵌合されるよう他方の環状板部１３６ｂより外形寸法が大きく構成されている。
各々の柱部１３８は、他方の環状板部１３６ｂの外周縁より径方向外方に突出するように形成されており、外周面に周方向に延びるガータースプリング装着溝１３９が形成されている。
また、一方の環状板部１３６ａの外面には、軸方向外方に突出する係合凸部１３７が形成されている。
カム１４０は、脚部１４５側からポケット部Ｐに挿入され支柱部１４７がポケット部Ｐ内に位置されるように配置され、ガータースプリングが装着されることでケージリング１３５に保持される。これにより、カム１４０の周方向における位置が規制されるとともにカム１４０の姿勢が規制され、すべてのカム１４０が姿勢（傾き）にバラつきを生ずることなく内輪１１０及び外輪１２０に接する状態とされる。
ケージ回り止め１５０は、図１に示すように、ケージリング１３５の一方の環状板部１３６ａに対接されカム機構１３０の軸方向の移動を規制する円環板部１５１と、外輪１２０に外嵌され円環板部１５１の一面における外周縁から軸方向に延びる周壁部１５５とを有する。
円環板部１５１の内面には、ケージリング１３５の係合凸部１３７が係合される係合凹部１５２が形成され、また、周壁部１５５には、外輪１２０の外周面に形成され軸方向に延びる凹溝１２５にスライド係合される係合爪部１５６が形成されており、これにより、ケージリング１３５の外輪１２０に対する相対回転が禁止される。
円環板部１５１の内面には、ケージリング１３５の係合凸部１３７が係合される係合凹部１５２が形成され、また、周壁部１５５には、外輪１２０の外周面に形成され軸方向に延びる凹溝１２５にスライド係合される係合爪部１５６が形成されており、これにより、ケージリング１３５の外輪１２０に対する相対回転が禁止される。
本実施形態のカムクラッチ１００における動作モード切換機構１７０は、カムクラッチ１００の動作モードを、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モードと、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モードとの間で、切り替え可能に構成されている。
動作モード切替機構１７０は、内輪１１０及び外輪１２０の回転動作とは独立して回転可能に設けられた切替部材１７１を備える。
切替部材１７１は、図１に示すように、円環板状の端壁部１７２と、端壁部１７２の一面に一体に設けられ複数のカム１４０の各々に対応する複数のカム姿勢変更部１７３と、内輪１１０及び外輪１２０と同一の回転軸Ｘ上に配置され端壁部１７２の一面における外周縁から軸方向に延びる周壁部１７５とを有する。
切替部材１７１は、周壁部１７５が同心保持部材１６０を介してケージ回り止め１５０に外嵌され、切替部材１７１を回転させてカム姿勢変更部１７３を周方向に移動させることでカム１４０を強制的に回転させるように構成されている。
切替部材１７１は、図１に示すように、円環板状の端壁部１７２と、端壁部１７２の一面に一体に設けられ複数のカム１４０の各々に対応する複数のカム姿勢変更部１７３と、内輪１１０及び外輪１２０と同一の回転軸Ｘ上に配置され端壁部１７２の一面における外周縁から軸方向に延びる周壁部１７５とを有する。
切替部材１７１は、周壁部１７５が同心保持部材１６０を介してケージ回り止め１５０に外嵌され、切替部材１７１を回転させてカム姿勢変更部１７３を周方向に移動させることでカム１４０を強制的に回転させるように構成されている。
カム姿勢変更部１７３は、例えば軸方向に延びる片状部材により構成され、端壁部１７２の一面における内周縁から周方向一方向に向かって傾斜しながら軸方向に延びる基部と、基部の先端に連続して軸方向に沿って延びるカム押圧部とを有する。
カム押圧部は、カム姿勢変更動作時にカム１４０に当接してカム１４０を押圧するカム押圧面１７４を有する。
本実施形態においては、カム姿勢変更部１７３は端壁部１７２と一体に構成されているが、内輪１１０及び外輪１２０の回転動作とは独立してカム１４０を強制的に回転させるように移動可能であれば、端壁部１７２と別体に構成されてもよい。
カム押圧部は、カム姿勢変更動作時にカム１４０に当接してカム１４０を押圧するカム押圧面１７４を有する。
本実施形態においては、カム姿勢変更部１７３は端壁部１７２と一体に構成されているが、内輪１１０及び外輪１２０の回転動作とは独立してカム１４０を強制的に回転させるように移動可能であれば、端壁部１７２と別体に構成されてもよい。
而して、本実施形態のカムクラッチ１００においては、少なくとも一のカム姿勢変更部１７３については、該カム姿勢変更部１７３に対応するカム１４０との相対位置関係が、該カム１４０が他のカム１４０と異なるタイミングで回転されるように、他のカム姿勢変更部１７３についての該カム姿勢変更部１７３に対応するカム１４０との相対位置関係と互いに異なる構成とされている。
上述したように、本実施形態においては、複数のカム１４０は周方向に等間隔で並ぶように配列されており、従って、カム姿勢変更部１７３の配列パターンを調整することでカム１４０との相対位置関係が調整されている。周方向に等間隔で配列されたカム１４０に対してカム姿勢変更部１７３の位置を変更することでカム１４０に対する相対位置関係を変えているため、カムクラッチ１００のトルク伝達能力を低下させることなく、トルク解除力を低減させることが可能となっている。
なお、カム姿勢変更部１７３を周方向に等間隔で並ぶ配列パターンとして、カム１４０の配列パターンを調整することでカム姿勢変更部１７３と対応するカム１４０との相対位置関係を調整してもよい。
上述したように、本実施形態においては、複数のカム１４０は周方向に等間隔で並ぶように配列されており、従って、カム姿勢変更部１７３の配列パターンを調整することでカム１４０との相対位置関係が調整されている。周方向に等間隔で配列されたカム１４０に対してカム姿勢変更部１７３の位置を変更することでカム１４０に対する相対位置関係を変えているため、カムクラッチ１００のトルク伝達能力を低下させることなく、トルク解除力を低減させることが可能となっている。
なお、カム姿勢変更部１７３を周方向に等間隔で並ぶ配列パターンとして、カム１４０の配列パターンを調整することでカム姿勢変更部１７３と対応するカム１４０との相対位置関係を調整してもよい。
カム姿勢変更部１７３とカム１４０との相対位置関係について具体的に説明すると、図６に示すように、複数のカム姿勢変更部１７３は、回転軸心Ｏに垂直な断面において、一のカム姿勢変更部を基準カム姿勢変更部αとし、基準カム姿勢変更部αの配置位置と回転軸心Ｏとを結ぶ線分を基準線Ｌとするとき、基準カム姿勢変更部αの周方向一方側に隣接する一方側カム姿勢変更部βの基準線Ｌに対する配置角度θαβと、基準カム姿勢変更部αの周方向他方側に隣接する他方側カム姿勢変更部γの基準線Ｌに対する配置角度θαγとが異なる大きさとなる配列部分を含むように構成された配列パターンを有する。ここで、カム姿勢変更部１７３の配置位置は、カム押圧面１７４の周方向位置をいうものとする。
本実施形態のカムクラッチ１００においては、複数のカム姿勢変更部１７３は、カム１４０を同一のタイミングで回転させるようにカム１４０との相対位置関係が同一とされたカム姿勢変更部１７３を一の群として二の群に分けられている。
具体的には、複数のカム姿勢変更部１７３は、図７に示すように、カム姿勢変更動作において先行してカム１４０を回転させる第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、該カム姿勢変更部１７３ａの周方向他方向に隣接し第１の群と異なるタイミングでカム１４０を回転させる第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとが第１配置角度θ1 で並ぶ配列部分と、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、該カム姿勢変更部１７３ａの周方向一方向に隣接する第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとが第２配置角度θ2 で並ぶ配列部分が、交互に並ぶように構成された配列パターンを有する。
本実施形態における複数のカム姿勢変更部１７３は、二の群に分けられた構成とされているが、三以上の複数の群に分けられていてもよい。
また、第１配置角度θ1 及び第２配置角度θ2 の大きさは特に限定されるものではないが、一例を示すと、第１配置角度θ1 が例えば３１．５°、第２配置角度θ2 が例えば２８．５°である。
具体的には、複数のカム姿勢変更部１７３は、図７に示すように、カム姿勢変更動作において先行してカム１４０を回転させる第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、該カム姿勢変更部１７３ａの周方向他方向に隣接し第１の群と異なるタイミングでカム１４０を回転させる第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとが第１配置角度θ1 で並ぶ配列部分と、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、該カム姿勢変更部１７３ａの周方向一方向に隣接する第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとが第２配置角度θ2 で並ぶ配列部分が、交互に並ぶように構成された配列パターンを有する。
本実施形態における複数のカム姿勢変更部１７３は、二の群に分けられた構成とされているが、三以上の複数の群に分けられていてもよい。
また、第１配置角度θ1 及び第２配置角度θ2 の大きさは特に限定されるものではないが、一例を示すと、第１配置角度θ1 が例えば３１．５°、第２配置角度θ2 が例えば２８．５°である。
カム姿勢変更部１７３がこのような配列パターンを有することにより、図８に示すように、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａ及びこれに対応するカム１４０の周方向（カム姿勢変更部１７３ａの移動方向）の離間距離ｄ１と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂ及びこれに対応するカム１４０の周方向（カム姿勢変更部１７３ｂの移動方向）の離間距離ｄ２とが異なる大きさとなり、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接触するタイミングが変わる。これにより、カムクラッチ１００の動作モードを切り替えるときに、カム１４０の姿勢変更が第１の群と第２の群とで異なるタイミングで行われことで、トルク解除力の低減と動作切り換えの円滑性との両立を図ることが可能となっている。特に、複数のカム姿勢変更部１７３を二の群に分けてカム１４０の姿勢変更を群ごとに段階的に行うことで、構造が複雑化せず、トルク解除力の低減化を図りながら動作切り換えを速やかに行うことが可能となる。
なお、図８においては、便宜上、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１を平行平面で示してあり、理解を容易にするために、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係は誇張して示してある。
なお、図８においては、便宜上、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１を平行平面で示してあり、理解を容易にするために、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係は誇張して示してある。
以下、上記第１実施形態に係るカムクラッチ１００の動作を図９に基づいて説明する。図９についても、図８と同様に、便宜上、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１を平行平面で示してあり、理解を容易にするために、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係は誇張して示してある。
先ず、このカムクラッチ１００は、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときに（図８参照。）、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図２における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。すなわち、すべてのカム１４０は、内輪１１０または外輪１２０にトルクが働くことで内輪１１０及び外輪１２０に対する噛み合いが直ちに開始されるように噛み合い待機の状態を維持しており、例えば内輪１１０を一方向に回転駆動させると、カム１４０が噛み合い方向に傾倒するように回転して内輪１１０及び外輪１２０に対して噛み合い、内輪１１０に対するトルクを除荷すると、カム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するよう回転して噛み合い待機状態に移行する。また、内輪１１０を他方向に回転駆動させた場合には、内輪１１０が空転する。
先ず、このカムクラッチ１００は、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときに（図８参照。）、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図２における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。すなわち、すべてのカム１４０は、内輪１１０または外輪１２０にトルクが働くことで内輪１１０及び外輪１２０に対する噛み合いが直ちに開始されるように噛み合い待機の状態を維持しており、例えば内輪１１０を一方向に回転駆動させると、カム１４０が噛み合い方向に傾倒するように回転して内輪１１０及び外輪１２０に対して噛み合い、内輪１１０に対するトルクを除荷すると、カム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するよう回転して噛み合い待機状態に移行する。また、内輪１１０を他方向に回転駆動させた場合には、内輪１１０が空転する。
切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により他方向（図２における時計方向）に回転させると、図９（ａ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａが対応するカム１４０を押圧し、一部のカム１４０が先行して噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
次いで、図９（ｂ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが対応するカム１４０を押圧し、他の全部のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転され、これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチ１００の動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
次いで、図９（ｂ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが対応するカム１４０を押圧し、他の全部のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転され、これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチ１００の動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
而して、上記第１実施形態に係るカムクラッチ１００によれば、基本的には、切替部材１７１を回転してカム姿勢変更部１７３を周方向に移動させるだけでカム１４０を所定方向に回転させることができるので、カムクラッチ１００の動作モードを容易に切り替えることが可能である。しかも、複数のカム姿勢変更部１７３がカム１４０との相対位置の異なるカム姿勢変更部を含むことで、カムクラッチ１００の動作モードを切り替えるときに、同じタイミングで回転させるカム１４０の数が少なくなるので、トルク負荷時においてカム１４０の噛み合いを解除するために必要な解除トルクを低減させることが可能である。
このため、このカムクラッチ１００は、カム姿勢変更部１７３を高い剛性を有する材料で構成したりサイズを大きくしたりする必要がなくなり、あるいは、動作モード切替機構の駆動源として大型のものを用いる必要がなくなり、高い応答性を得ることができるとともに省エネルギー化及び小型化を図ることができようになっている。さらに、カム１４０の係合面、内輪１１０の軌道面１１１及び外輪１２０の軌道面１２１、並びにカム姿勢変更部１７３を痛めるおそれがなくなるため、長寿命化を図ることができるようになっている。
このため、このカムクラッチ１００は、カム姿勢変更部１７３を高い剛性を有する材料で構成したりサイズを大きくしたりする必要がなくなり、あるいは、動作モード切替機構の駆動源として大型のものを用いる必要がなくなり、高い応答性を得ることができるとともに省エネルギー化及び小型化を図ることができようになっている。さらに、カム１４０の係合面、内輪１１０の軌道面１１１及び外輪１２０の軌道面１２１、並びにカム姿勢変更部１７３を痛めるおそれがなくなるため、長寿命化を図ることができるようになっている。
本発明の第２実施形態に係るカムクラッチは、動作モード切替機構における切替部材の構成が異なる他は、上記第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成を有する。
本実施形態に係る切替部材１７１は、図１０及び図１１に示すように、カム１４０を同一のタイミングで回転させるようにカム１４０との相対位置関係が同一とされたカム姿勢変更部を一の群として二の群に分けられたカム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂを備える。
具体的には、複数のカム姿勢変更部１７３は、カム姿勢変更動作において先行して一部のカム１４０を回転させる第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが第１配置角度θ1 で連続して並ぶ配列部分と、第１の群と異なるタイミングでカム１４０を回転させる第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが第２配置角度θ2 で連続して並ぶ配列部分とを含むように構成された配列パターンを有する。
本実施形態においても、複数のカム姿勢変更部１７３は、三以上の複数の群に分けられていてもよい。
また、第１配置角度θ1 及び第２配置角度θ2 の大きさは特に限定されるものではないが、一例を示すと、第１配置角度θ1 が例えば３１．５°、第２配置角度θ2 が例えば２８．５°である。
具体的には、複数のカム姿勢変更部１７３は、カム姿勢変更動作において先行して一部のカム１４０を回転させる第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが第１配置角度θ1 で連続して並ぶ配列部分と、第１の群と異なるタイミングでカム１４０を回転させる第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが第２配置角度θ2 で連続して並ぶ配列部分とを含むように構成された配列パターンを有する。
本実施形態においても、複数のカム姿勢変更部１７３は、三以上の複数の群に分けられていてもよい。
また、第１配置角度θ1 及び第２配置角度θ2 の大きさは特に限定されるものではないが、一例を示すと、第１配置角度θ1 が例えば３１．５°、第２配置角度θ2 が例えば２８．５°である。
本実施形態における複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが第１配置角度θ1 で並ぶ配列部分と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが第２配置角度θ2 で並ぶ配列部分とを一つずつ含むように構成されているが、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが第１配置角度θ1 で並ぶ配列部分及び第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが第２配置角度θ2 で並ぶ配列部分の一方または両方を複数含むよう構成されていてもよい。
また、各群に属するカム姿勢変更部の数は、同じであっても、異なっていてもよい。
また、各群に属するカム姿勢変更部の数は、同じであっても、異なっていてもよい。
本実施形態に係るカムクラッチにおいても、図１２に示すように、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａ及びこれに対応するカム１４０の周方向（カム姿勢変更部１７３ａの移動方向）の離間距離ｄ１と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂ及びこれに対応するカム１４０の周方向（カム姿勢変更部１７３ｂの移動方向）の離間距離ｄ２とが異なる大きさとなり、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接触するタイミングが変わることとなる。これにより、カムクラッチ１００の動作モードを切り替えるときに、カム１４０の姿勢変更が第１の群と第２の群とで異なるタイミングで行われることで、トルク解除力の低減と動作切り換えの円滑性との両立を図ることが可能となっている。
本実施形態に係るカムクラッチの動作を図１３に基づいて説明する。図１３においては、便宜上、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１を平行平面で示してあり、理解を容易にするために、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係は誇張して示してある。
先ず、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときに（図１２参照。）、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図１０における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。
切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により他方向（図１０において時計方向）に回転させると、図１３（ａ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａが対応するカム１４０を押圧し、一部のカム１４０が先行して噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
次いで、図１３（ｂ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが対応するカム１４０を押圧し、他の全部のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転され、これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチ１００の動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
先ず、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときに（図１２参照。）、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図１０における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。
切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により他方向（図１０において時計方向）に回転させると、図１３（ａ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａが対応するカム１４０を押圧し、一部のカム１４０が先行して噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
次いで、図１３（ｂ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが対応するカム１４０を押圧し、他の全部のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転され、これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチ１００の動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
上記第２実施形態に係るカムクラッチにおいても、複数のカム姿勢変更部１７３がカム１４０との相対位置の異なるカム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂを含むことで、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、同じタイミングで回転させるカム１４０の数が少なくなるので、トルク負荷時においてカム１４０の噛み合いを解除するために必要な解除トルクを低減させることが可能となっている。
本発明の第３実施形態に係るカムクラッチは、動作モード切替機構における切替部材の構成が異なる他は、上記第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成を有する。
本実施形態に係る切替部材１７１は、図１４及び図１５に示すように、カム１４０を同一のタイミングで回転させるようにカム１４０との相対位置関係が同一とされたカム姿勢変更部を一の群として複数の群に分けられたカム姿勢変更部１７３ａ～１７３ｌを備える。
具体的には、複数のカム姿勢変更部１７３は、隣接する二のカム姿勢変更部１７３の配置角度θ1 ～θ12が互いに異なる大きさとなるように構成された配列パターンを有する。本実施形態におけるカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、配置角度が周方向他方向に一定の角度差で順次に大きくなるように構成されている。一例を示すと、第１配置角度θ1 が例えば３０．００°であって、第ｎ配置角度θｎ（ｎは、２～１１の整数）は、第（ｎ－１）配置角度θｎ－1より例えば０．０５°大きい角度であり、第１２配置角度θ12は、例えば２７．２５°である。なお、各配置角度θ1 ～θ12の大きさは、特に限定されるものではなく、また、配置角度の増加の程度は異なっていてもよい。また、カム姿勢変更部１７３の配列パターンは、配置角度が順次に大きくなるように構成されている必要はなく、配置角度が不規則的に変化するように構成されていてもよい。
具体的には、複数のカム姿勢変更部１７３は、隣接する二のカム姿勢変更部１７３の配置角度θ1 ～θ12が互いに異なる大きさとなるように構成された配列パターンを有する。本実施形態におけるカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、配置角度が周方向他方向に一定の角度差で順次に大きくなるように構成されている。一例を示すと、第１配置角度θ1 が例えば３０．００°であって、第ｎ配置角度θｎ（ｎは、２～１１の整数）は、第（ｎ－１）配置角度θｎ－1より例えば０．０５°大きい角度であり、第１２配置角度θ12は、例えば２７．２５°である。なお、各配置角度θ1 ～θ12の大きさは、特に限定されるものではなく、また、配置角度の増加の程度は異なっていてもよい。また、カム姿勢変更部１７３の配列パターンは、配置角度が順次に大きくなるように構成されている必要はなく、配置角度が不規則的に変化するように構成されていてもよい。
本実施形態に係るカムクラッチにおいても、図１６に示すように、第ｎ（ｎは１～１２の整数）の群に属するカム姿勢変更部１７３ｎ及びこれに対応するカム１４０の周方向（カム姿勢変更部の移動方向）の離間距離ｄｎ（ｎは１～１２の整数）が互いに異なる大きさとなる（図１６においては、便宜上、４つのカム姿勢変更部１７３ａ～１７３ｄのみについてカムとの相対位置関係を示してある）。
従って、カム姿勢変更部１７３ａ～１７３ｌがカム１４０に接触するタイミングが変わることとなり、カムクラッチ１００の動作モードを切り替えるときに、複数のカム１４０を一つずつ回転させるように、カム１４０の姿勢変更が複数の群毎に異なるタイミングで行われることで、トルク解除力を可及的に低減することが可能となっている。
従って、カム姿勢変更部１７３ａ～１７３ｌがカム１４０に接触するタイミングが変わることとなり、カムクラッチ１００の動作モードを切り替えるときに、複数のカム１４０を一つずつ回転させるように、カム１４０の姿勢変更が複数の群毎に異なるタイミングで行われることで、トルク解除力を可及的に低減することが可能となっている。
本実施形態に係るカムクラッチの動作を図１７に基づいて説明する。図１７においては、便宜上、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１を平行平面で示してあり、理解を容易にするために、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係は誇張して示してある。
先ず、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｃがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときに（図１６参照）、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図１４における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。
切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により他方向（図１４における時計方向）に回転させると、図１７（ａ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａが対応するカム１４０を押圧し、一のカム１４０が先行して噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
次いで、図１７（ｂ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａに隣接する第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが対応するカム１４０を押圧し、二つ目のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
同様に、図１７（ｃ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂに隣接する第３の群のカム姿勢変更部１７３ｃが対応するカム１４０を押圧し、三つ目のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
このようなカムの姿勢変更動作が複数の群毎に異なるタイミングで段階的に行われ、これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチ１００の動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
先ず、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｃがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときに（図１６参照）、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図１４における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。
切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により他方向（図１４における時計方向）に回転させると、図１７（ａ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａが対応するカム１４０を押圧し、一のカム１４０が先行して噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
次いで、図１７（ｂ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａに隣接する第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが対応するカム１４０を押圧し、二つ目のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
同様に、図１７（ｃ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂに隣接する第３の群のカム姿勢変更部１７３ｃが対応するカム１４０を押圧し、三つ目のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
このようなカムの姿勢変更動作が複数の群毎に異なるタイミングで段階的に行われ、これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチ１００の動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
本発明の第４実施形態に係るカムクラッチは、図１８及び図１９に示すように、動作モード切替機構における切替部材１７１の構成が異なる他は、上記第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成を有する。
本実施形態に係る切替部材１７１は、複数のカム姿勢変更部１７３が内輪１１０及び外輪１２０の回転動作とは独立してカム１４０を強制的に回転させるように軸方向に移動可能に構成されている。
切替部材１７１は、円環板状の端壁部１７２と、端壁部１７２の一面に一体に設けられ複数のカム１４０の各々に対応する複数のカム姿勢変更部１７３と、内輪１１０及び外輪１２０と同一の回転軸心Ｏを有し端壁部１７２の両面の各々における外周縁から軸方向に延びる周壁部１７５とを有する。
複数のカム姿勢変更部１７３は、先端部における対応するカム側の側面が切替部材移動方向前方に向かって幅狭となるようテーパー状に形成されたテーパー部１７６を有し、テーパー部１７６の側面によりカム押圧面が構成される。
切替部材１７１は、円環板状の端壁部１７２と、端壁部１７２の一面に一体に設けられ複数のカム１４０の各々に対応する複数のカム姿勢変更部１７３と、内輪１１０及び外輪１２０と同一の回転軸心Ｏを有し端壁部１７２の両面の各々における外周縁から軸方向に延びる周壁部１７５とを有する。
複数のカム姿勢変更部１７３は、先端部における対応するカム側の側面が切替部材移動方向前方に向かって幅狭となるようテーパー状に形成されたテーパー部１７６を有し、テーパー部１７６の側面によりカム押圧面が構成される。
複数のカム姿勢変更部１７３は、周方向に等間隔で並ぶように配列されており、カム１４０を同一のタイミングで回転させるようにカム１４０との相対位置関係が同一とされたカム姿勢変更部を一の群として二の群に分けられている。
具体的には、図２０に示すように、複数のカム姿勢変更部１７３は、先端面から延びるようにテーパー部１７６が形成された第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、先端面より切替部材移動方向後方側の位置から延びるようにテーパー部１７６が形成された第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとを含み、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとは、それぞれ対応するカム１４０との相対位置関係が互いに異なっている。
すなわち、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａ及びこれに対応するカム１４０との軸方向（カム姿勢変更部１７３ａの移動方向）の離間距離ａ１と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂ及びこれに対応するカム１４０の軸方向（カム姿勢変更部１７３ｂの移動方向）の離間距離ａ２とが異なる大きさとなっており、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接触するタイミングが変わることとなる。これにより、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、カム１４０の姿勢変更が第１の群と第２の群とで異なるタイミングで行われることで、トルク解除力の低減と動作切り換えの円滑性との両立を図ることが可能となっている。
具体的には、図２０に示すように、複数のカム姿勢変更部１７３は、先端面から延びるようにテーパー部１７６が形成された第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、先端面より切替部材移動方向後方側の位置から延びるようにテーパー部１７６が形成された第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとを含み、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとは、それぞれ対応するカム１４０との相対位置関係が互いに異なっている。
すなわち、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａ及びこれに対応するカム１４０との軸方向（カム姿勢変更部１７３ａの移動方向）の離間距離ａ１と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂ及びこれに対応するカム１４０の軸方向（カム姿勢変更部１７３ｂの移動方向）の離間距離ａ２とが異なる大きさとなっており、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接触するタイミングが変わることとなる。これにより、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、カム１４０の姿勢変更が第１の群と第２の群とで異なるタイミングで行われることで、トルク解除力の低減と動作切り換えの円滑性との両立を図ることが可能となっている。
本実施形態に係る切替部材１７１においては、複数のカム姿勢変更部１７３は、カムに対する軸方向離間距離が第１軸方向離間距離ａ１とされた第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、カムに対する軸方向離間距離が第２軸方向離間距離ａ２とされた第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとが周方向に交互に並ぶように構成された配列パターンを有する。
本実施形態に係るカムクラッチの動作を図２１に基づいて説明する。図２１においては、便宜上、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１を平行平面で示してあり、理解を容易にするために、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係は誇張して示してある。
先ず、図２１（ａ）に示すように、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときに、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図１８における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。
切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により軸方向に移動させると、図２１（ｂ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａが対応するカム１４０を押圧し、テーパー部１７６の作用によって一部のカム１４０が先行して噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
次いで、図２１（ｃ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが対応するカム１４０を押圧し、テーパー部１７６の作用によって他の全部のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転され、これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチの動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
先ず、図２１（ａ）に示すように、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときに、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図１８における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。
切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により軸方向に移動させると、図２１（ｂ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａが対応するカム１４０を押圧し、テーパー部１７６の作用によって一部のカム１４０が先行して噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
次いで、図２１（ｃ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが対応するカム１４０を押圧し、テーパー部１７６の作用によって他の全部のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転され、これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチの動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
上記実施形態においては、複数のカム姿勢変更部１７３が、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとが周方向に交互に並ぶように構成された配列パターンを有するものについて説明したが、複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、特に限定されるものではない。複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、例えば、図２２Ａに示すように、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが連続して並ぶ配列部分と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが連続して並ぶ配列部分とを含むように構成されていてもよい。また、複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが連続して並ぶ配列部分及び第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが連続して並ぶ配列部分の一方または両方を複数含むよう構成されていてもよい。
さらにまた、複数のカム姿勢変更部１７３は、三以上の複数の群に分けられていてもよい。例えば、図２２Ｂに示すように、テーパー部１７６の形成位置が互いに異なる複数のカム姿勢変更部（図２２Ｂにおいては四のカム姿勢変更部１７３ａ～１７３ｄのみについて、カムとの相対位置関係を示してある。）が、例えば、テーパー部１７６とカムとの離間距離ａ１～ａ４が周方向他方向に順次に大きくなるように構成された配列パターンを有していてもよい。このような構成においては、テーパー部１７６とカムとの離間距離が不規則的に変化するような配列パターンであってもよい。
上記第４実施形態に係るカムクラッチにおいても、複数のカム姿勢変更部１７３がカム１４０との相対位置の異なるカム姿勢変更部を含むことで、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、同じタイミングで回転させるカム１４０の数が少なくなるので、トルク負荷時においてカム１４０の噛み合いを解除するために必要な解除トルクを低減させることが可能となっている。
本発明の第５実施形態に係るカムクラッチは、図２３に示すように、動作モード切替機構における切替部材１７１の構成が異なる他は、上記第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成を有する。
本実施形態に係る切替部材１７１は、複数のカム姿勢変更部１７３が内輪１１０及び外輪１２０の回転動作とは独立してカム１４０を強制的に回転させるように径方向に移動可能に構成されている。
切替部材１７１は、図２４に示すように、複数のカム１４０の各々に対応する複数のカム姿勢変更部１７３と、回転軸心Ｏに対して一方向（図２４において時計方向）に回転可能に設けられ各々のカム姿勢変更部１７３を径方向に移動させる制御板１８０とを備えている。
カム姿勢変更部１７３は、例えば長円形の平面形状を有する可動子１８５と、可動子１８５に固定され軸方向に延びるロッド状のカム押圧部材１８６とから構成されている。可動子１８５と、カム押圧部材１８６とは、一体に形成されていても、別体であってもよい。
制御板１８０は、円板状の基体部の周面に複数の歯部１８１が形成されて構成され、手動によりあるいは適宜の駆動源により所定角度範囲内で回転されることで、カム姿勢変更部１７３を径方向に移動させるようになっている。
複数の歯部１８１は、複数のカム姿勢変更部１７３の各々に対応して周方向に等角度間隔で分けられた周面領域の各々に形成され回転軸心Ｏから周面までの距離が徐々に大きくなるように構成されている。歯部１８１の傾斜面は、例えば円弧状である。
カム姿勢変更部１７３は、例えば長円形の平面形状を有する可動子１８５と、可動子１８５に固定され軸方向に延びるロッド状のカム押圧部材１８６とから構成されている。可動子１８５と、カム押圧部材１８６とは、一体に形成されていても、別体であってもよい。
制御板１８０は、円板状の基体部の周面に複数の歯部１８１が形成されて構成され、手動によりあるいは適宜の駆動源により所定角度範囲内で回転されることで、カム姿勢変更部１７３を径方向に移動させるようになっている。
複数の歯部１８１は、複数のカム姿勢変更部１７３の各々に対応して周方向に等角度間隔で分けられた周面領域の各々に形成され回転軸心Ｏから周面までの距離が徐々に大きくなるように構成されている。歯部１８１の傾斜面は、例えば円弧状である。
複数のカム姿勢変更部１７３は、カム１４０を同一のタイミングで回転させるようにカム１４０との相対位置関係が同一とされたカム姿勢変更部を一の群として二の群に分けられている。
具体的には、図２５に示すように、制御板１８０における歯部１８１は、第１の曲率半径の円弧状の傾斜面１８２を有する第１歯部１８１ａと、第１の曲率半径より小さい第２の曲率半径の円弧状の傾斜面１８２を有する第２歯部１８１ｂとを含み、第１歯部１８１ａと第２歯部１８１ｂとが周方向に交互に並ぶよう配列されている。各々のカム姿勢変更部１７３は、例えば周方向に等間隔で並ぶように配列され、第１歯部１８１ａに対応する第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａは、第１歯部１８１ａの傾斜面１８２上に位置される一方で、第２歯部１８１ｂに対応する第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂは、基体部の周面上に位置される。また、各々のカム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂにおけるカム押圧部材１８６は、同一円周上に位置されるように設けられている。
従って、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａにおけるカム押圧部材１８６のカム１４０に対する接触点と可動子１８５の制御板１８０に対する接触点との離間距離ｒ１と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂにおけるカム押圧部材１８６のカム１４０に対する接触点と可動子１８５の制御板１８０に対する接触点との離間距離ｒ２とが異なる大きさとなっている。これにより、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、カム１４０の姿勢変更が第１の群と第２の群とで異なるタイミングで行われることで、トルク解除力の低減と動作切り換えの円滑性との両立を図ることが可能となっている。
具体的には、図２５に示すように、制御板１８０における歯部１８１は、第１の曲率半径の円弧状の傾斜面１８２を有する第１歯部１８１ａと、第１の曲率半径より小さい第２の曲率半径の円弧状の傾斜面１８２を有する第２歯部１８１ｂとを含み、第１歯部１８１ａと第２歯部１８１ｂとが周方向に交互に並ぶよう配列されている。各々のカム姿勢変更部１７３は、例えば周方向に等間隔で並ぶように配列され、第１歯部１８１ａに対応する第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａは、第１歯部１８１ａの傾斜面１８２上に位置される一方で、第２歯部１８１ｂに対応する第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂは、基体部の周面上に位置される。また、各々のカム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂにおけるカム押圧部材１８６は、同一円周上に位置されるように設けられている。
従って、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａにおけるカム押圧部材１８６のカム１４０に対する接触点と可動子１８５の制御板１８０に対する接触点との離間距離ｒ１と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂにおけるカム押圧部材１８６のカム１４０に対する接触点と可動子１８５の制御板１８０に対する接触点との離間距離ｒ２とが異なる大きさとなっている。これにより、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、カム１４０の姿勢変更が第１の群と第２の群とで異なるタイミングで行われることで、トルク解除力の低減と動作切り換えの円滑性との両立を図ることが可能となっている。
本実施形態に係る切替部材１７１においては、複数のカム姿勢変更部１７３は、カム押圧部材のカムに対する接触点と可動子の制御板に対する接触点との径方向離間距離が第１径方向離間距離ｒ１とされた第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、該径方向離間距離が第２径方向離間距離ｒ２とされた第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとが周方向に交互に並ぶように構成された配列パターンを有する。
本実施形態に係るカムクラッチの動作を図２６に基づいて説明する。図２６においては、便宜上、内輪１１０の軌道面１１１と外輪１２０の軌道面１２１を平行平面で示してあり、理解を容易にするために、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係は誇張して示してある。
先ず、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときには、カムクラッチは、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図２３における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。
先ず、カム姿勢変更部１７３ａ，１７３ｂがカム１４０に接することなく、カム１４０の姿勢が拘束されない位置にあるときには、カムクラッチは、内輪１１０の外輪１２０に対する一方向（図２３における反時計方向）の相対回転が禁止される一方向ロックモードにある。
切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により一方向（図２３における反時計方向）に回転させると、図２６（ａ）に示すように、第１の群のカム姿勢変更部１７３ａが制御板１８０における第１歯部１８１ａの傾斜面１８２の作用により径方向外方に移動する。これにより、カム押圧部材１８６が対応するカム１４０を押圧し、一部のカム１４０が先行して噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。
次いで、図２６（ｂ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが制御板１８０における第２歯部１８１ｂの傾斜面１８２の作用により径方向外方に移動する。これにより、カム押圧部材１８６が対応するカム１４０を押圧し、他の全部のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチの動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
次いで、図２６（ｂ）に示すように、第２の群のカム姿勢変更部１７３ｂが制御板１８０における第２歯部１８１ｂの傾斜面１８２の作用により径方向外方に移動する。これにより、カム押圧部材１８６が対応するカム１４０を押圧し、他の全部のカム１４０が噛み合い解除方向に傾倒するように回転される。これにより、すべてカム１４０の姿勢が内輪１１０及び外輪１２０に対して接触しない状態で拘束され、カムクラッチの動作モードが一方向ロックモードから内輪１１０の外輪１２０に対する両方向の相対的な回転動作を許容するフリーモードに切り替えられる。
上記実施形態においては、複数のカム姿勢変更部１７３が、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａと、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂとが周方向に交互に並ぶように構成された配列パターンを有するものについて説明したが、複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、特に限定されるものではない。
複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、例えば、図２７Ａに示すように、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが連続して並ぶ配列部分と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが連続して並ぶ配列部分とを含むように構成されていてもよい。すなわち、制御板１８０を第１歯部１８１ａが連続して並ぶ配列部分と、第２歯部１８１ｂが連続して並ぶ配列部分とを含む構成としてもよい。
また、複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが連続して並ぶ配列部分及び第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが連続して並ぶ配列部分の一方または両方を複数含むよう構成されていてもよい。
複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、例えば、図２７Ａに示すように、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが連続して並ぶ配列部分と、第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが連続して並ぶ配列部分とを含むように構成されていてもよい。すなわち、制御板１８０を第１歯部１８１ａが連続して並ぶ配列部分と、第２歯部１８１ｂが連続して並ぶ配列部分とを含む構成としてもよい。
また、複数のカム姿勢変更部１７３の配列パターンは、第１の群に属するカム姿勢変更部１７３ａが連続して並ぶ配列部分及び第２の群に属するカム姿勢変更部１７３ｂが連続して並ぶ配列部分の一方または両方を複数含むよう構成されていてもよい。
また、複数のカム姿勢変更部１７３は、三以上の複数の群に分けられていてもよい。例えば、図２７Ｂに示すように、制御板１８０における第１歯部１８１ａ、第２歯部１８１ｂ及び第３歯部１８１ｃの各々の傾斜面１８２を互いに異なる大きさの曲率半径の円弧状に形成することで、カム１４０を複数の群ごとに異なるタイミングで回転させることが可能である（図２７Ｂでは三の歯部のみを示してある。）。この例では、複数の歯部が、傾斜面１８２の曲率半径が周方向に順次に小さくなるように規則的に配列されているが、傾斜面の曲率半径が周方向に不規則的に変化するように配列されていてもよい。
さらにまた、制御板を、曲率半径の大きさが同一の円弧状の傾斜面を有する複数の歯部が回転方向の位相を所定角度ずつずらして配置された構成とすることで、カム１４０を複数の群ごとに異なるタイミングで回転させることも可能である。
また、制御板における各歯部の傾斜面を互いに同一の大きさの曲率半径の円弧状に形成し、可動子１８５におけるカム押圧部材１８６の位置を調整することで、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係を調整するようにしてもよい。
さらにまた、制御板を、曲率半径の大きさが同一の円弧状の傾斜面を有する複数の歯部が回転方向の位相を所定角度ずつずらして配置された構成とすることで、カム１４０を複数の群ごとに異なるタイミングで回転させることも可能である。
また、制御板における各歯部の傾斜面を互いに同一の大きさの曲率半径の円弧状に形成し、可動子１８５におけるカム押圧部材１８６の位置を調整することで、カム１４０とカム姿勢変更部１７３との相対位置関係を調整するようにしてもよい。
上記第５実施形態に係るカムクラッチにおいても、複数のカム姿勢変更部１７３がカム１４０との相対位置の異なるカム姿勢変更部を含むことで、カムクラッチの動作モードを切り替えるときに、同じタイミングで回転させるカム１４０の数が少なくなるので、トルク負荷時においてカム１４０の噛み合いを解除するために必要な解除トルクを低減させることが可能となっている。
以上において、第１実施形態～第５実施形態に係るカムクラッチにおいては、内輪１１０が入力側の回転体として用いられる構成のものについて説明したが、外輪１２０が入力側の回転体として用いられる構成とされていてもよい。
また、上記実施形態に係るカムクラッチはいずれも、付勢手段によって互いに同一方向にモーメントが付与されるように構成されたカムが用いられた構成とされているが、互いに異なる方向にモーメントが付与されるように構成された二種のカムが用いられ、カムクラッチが両方向ロックモード、一方向ロックモード及び両方向フリーモードの三の動作モードを切り替え可能に構成されてもよい。
このような構成のものにおいて、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く、第１のカム及び第２のカムが同一円周上に配列されていても、複数のカムが同一円周上に配列された複数のカム列が軸方向に並設されていてもよい。
複数のカム列を備えた構成のものにおいては、各々のカム列は、第１のカム及び第２のカムのいずれか一方のみを含むものであっても、第１のカム及び第２のカムの両方を含むものであってもよい。
また、第１のカム及び第２のカムの数は、同じであっても、異なっていてもよい。
第１のカム及び第２のカムが同一円周上に配列される場合には、第１のカム及び第２のカムが周方向に交互に並ぶよう配列されていても、交互に並ぶよう配列されていなくても、いずれであってもよい。
また、上記実施形態に係るカムクラッチはいずれも、付勢手段によって互いに同一方向にモーメントが付与されるように構成されたカムが用いられた構成とされているが、互いに異なる方向にモーメントが付与されるように構成された二種のカムが用いられ、カムクラッチが両方向ロックモード、一方向ロックモード及び両方向フリーモードの三の動作モードを切り替え可能に構成されてもよい。
このような構成のものにおいて、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く、第１のカム及び第２のカムが同一円周上に配列されていても、複数のカムが同一円周上に配列された複数のカム列が軸方向に並設されていてもよい。
複数のカム列を備えた構成のものにおいては、各々のカム列は、第１のカム及び第２のカムのいずれか一方のみを含むものであっても、第１のカム及び第２のカムの両方を含むものであってもよい。
また、第１のカム及び第２のカムの数は、同じであっても、異なっていてもよい。
第１のカム及び第２のカムが同一円周上に配列される場合には、第１のカム及び第２のカムが周方向に交互に並ぶよう配列されていても、交互に並ぶよう配列されていなくても、いずれであってもよい。
図２８は、本発明の第６実施形態に係るカムクラッチの構成を示す、回転軸心を含む平面で切った軸方向断面図である。
このカムクラッチは、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成のクラッチ機構１０１を軸方向に並列に配置し、動作モード切替機構１７０を構成する切替部材１７１の端壁部１７２を中央側で共用するようにしたものである。
このカムクラッチは、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成のクラッチ機構１０１を軸方向に並列に配置し、動作モード切替機構１７０を構成する切替部材１７１の端壁部１７２を中央側で共用するようにしたものである。
切替部材１７１は、円環板状の端壁部１７２と、端壁部１７２の両面の各々に一体に設けられ複数のカム１４０の各々に対応する複数のカム姿勢変更部１７３と、内輪１１０及び外輪１２０と同一の回転軸Ｘ上に配置され端壁部１７２の両面の各々における外周縁から軸方向に延びる周壁部１７５とを有する。
このカムクラッチにおいては、切替部材１７１を手動によりあるいは適宜の駆動源により回転させてカム姿勢変更部１７３を周方向に移動させることにより、両側のカムクラッチ機構１０１をともにロック状態とする両方向ロックモード、一方のカムクラッチ機構１０１のみ両方向の相対的な回転動作を許容するフリー状態とするとともに他方のカムクラッチ機構１０１をロック状態とする一方向ロックモード、両側のカムクラッチ機構１０１をともにフリー状態とする両方向フリーモードの四の動作モードの切り替えが可能になっている。
図２９は、本発明の第７実施形態に係るカムクラッチの構成を示す、回転軸心と直交する平面で切った径方向断面図である。
このカムクラッチは、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成のクラッチ機構を二重構造としたもので、内輪１１０と中間輪１１５の間に内側のクラッチ機構１０１、中間輪１１５と外輪１２０の間に外側のクラッチ機構１０２を配置し、動作モード切替機構を構成する切替部材の端壁部を共用するようにしたものである。
中間輪１１５は、内側のクラッチ機構１０１においては外輪に相当し、外側のクラッチ機構１０２においては内輪に相当する。
切替部材は、内外の複数のカム１４０の各々に対応する複数のカム姿勢変更部１７３を備えている。
このカムクラッチは、第１実施形態に係るカムクラッチ１００と同様の構成のクラッチ機構を二重構造としたもので、内輪１１０と中間輪１１５の間に内側のクラッチ機構１０１、中間輪１１５と外輪１２０の間に外側のクラッチ機構１０２を配置し、動作モード切替機構を構成する切替部材の端壁部を共用するようにしたものである。
中間輪１１５は、内側のクラッチ機構１０１においては外輪に相当し、外側のクラッチ機構１０２においては内輪に相当する。
切替部材は、内外の複数のカム１４０の各々に対応する複数のカム姿勢変更部１７３を備えている。
上記第６実施形態及び上記第７実施形態において、動作モード切替機構におけるカム姿勢変更部は、第１実施形態～第３実施形態で例示したいずれの配列パターンを有するものであってもよく、二のクラッチ機構に係るカム姿勢変更部は、互いに同一の配列パターンを有していても、互いに異なる配列パターンを有していてもよい。
また、切替部材の形状や構造を変更して、カム姿勢変更部を軸方向または径方向に移動させるように構成してもよい。
また、切替部材の形状や構造を変更して、カム姿勢変更部を軸方向または径方向に移動させるように構成してもよい。
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。
１００ ・・・ カムクラッチ
１０１ ・・・ クラッチ機構
１０２ ・・・ クラッチ機構
１１０ ・・・ 内輪
１１１ ・・・ 軌道面
１１５ ・・・ 中間輪
１２０ ・・・ 外輪
１２１ ・・・ 軌道面
１２５ ・・・ 凹溝
１３０ ・・・ カム機構
１３１ ・・・ 付勢手段
１３５ ・・・ ケージリング
１３６ａ ・・・ 環状板部
１３６ｂ ・・・ 環状板部
１３７ ・・・ 係合凸部
１３８ ・・・ 柱部
１３９ ・・・ ガータースプリング装着溝
１４０ ・・・ カム
１４１ ・・・ 頭部
１４２ ・・・ 外周側係合面
１４３ ・・・ ガータースプリング保持溝
１４５ ・・・ 脚部
１４６ ・・・ 内周側係合面
１４７ ・・・ 支柱部
１５０ ・・・ ケージ回り止め
１５１ ・・・ 円環板部
１５２ ・・・ 係合凹部
１５５ ・・・ 周壁部
１５６ ・・・ 係合爪部
１６０ ・・・ 同心保持部材
１７０ ・・・ 動作モード切替機構
１７１ ・・・ 切替部材
１７２ ・・・ 端壁部
１７３ ・・・ カム姿勢変更部
１７３ａ ・・・ 第１の群のカム姿勢変更部
１７３ｂ ・・・ 第２の群のカム姿勢変更部
１７３ｃ～１７３ｌ ・・・ 第３の群～第１２の群のカム姿勢変更部
１７４ ・・・ カム押圧面
１７５ ・・・ 周壁部
１７６ ・・・ テーパー部
１８０ ・・・ 制御板
１８１ ・・・ 歯部
１８１ａ ・・・ 第１歯部
１８１ｂ ・・・ 第２歯部
１８１ｃ ・・・ 第３歯部
１８２ ・・・ 傾斜面
１８５ ・・・ 可動子
１８６ ・・・ カム押圧部材
α ・・・ 基準カム姿勢変更部
β ・・・ 一方側カム姿勢変更部
γ ・・・ 他方側カム姿勢変更部
Ｌ ・・・ 基準線
Ｏ ・・・ 回転軸心
Ｐ ・・・ ポケット部
１０１ ・・・ クラッチ機構
１０２ ・・・ クラッチ機構
１１０ ・・・ 内輪
１１１ ・・・ 軌道面
１１５ ・・・ 中間輪
１２０ ・・・ 外輪
１２１ ・・・ 軌道面
１２５ ・・・ 凹溝
１３０ ・・・ カム機構
１３１ ・・・ 付勢手段
１３５ ・・・ ケージリング
１３６ａ ・・・ 環状板部
１３６ｂ ・・・ 環状板部
１３７ ・・・ 係合凸部
１３８ ・・・ 柱部
１３９ ・・・ ガータースプリング装着溝
１４０ ・・・ カム
１４１ ・・・ 頭部
１４２ ・・・ 外周側係合面
１４３ ・・・ ガータースプリング保持溝
１４５ ・・・ 脚部
１４６ ・・・ 内周側係合面
１４７ ・・・ 支柱部
１５０ ・・・ ケージ回り止め
１５１ ・・・ 円環板部
１５２ ・・・ 係合凹部
１５５ ・・・ 周壁部
１５６ ・・・ 係合爪部
１６０ ・・・ 同心保持部材
１７０ ・・・ 動作モード切替機構
１７１ ・・・ 切替部材
１７２ ・・・ 端壁部
１７３ ・・・ カム姿勢変更部
１７３ａ ・・・ 第１の群のカム姿勢変更部
１７３ｂ ・・・ 第２の群のカム姿勢変更部
１７３ｃ～１７３ｌ ・・・ 第３の群～第１２の群のカム姿勢変更部
１７４ ・・・ カム押圧面
１７５ ・・・ 周壁部
１７６ ・・・ テーパー部
１８０ ・・・ 制御板
１８１ ・・・ 歯部
１８１ａ ・・・ 第１歯部
１８１ｂ ・・・ 第２歯部
１８１ｃ ・・・ 第３歯部
１８２ ・・・ 傾斜面
１８５ ・・・ 可動子
１８６ ・・・ カム押圧部材
α ・・・ 基準カム姿勢変更部
β ・・・ 一方側カム姿勢変更部
γ ・・・ 他方側カム姿勢変更部
Ｌ ・・・ 基準線
Ｏ ・・・ 回転軸心
Ｐ ・・・ ポケット部
Claims (16)
- 同一の回転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との間において周方向に配列された複数のカムと、前記複数のカムの各々を前記内輪及び前記外輪に接触するように付勢する付勢手段とを備えたカムクラッチであって、
前記カムクラッチの動作モードを切り替える動作モード切替機構を備え、
前記動作モード切替機構は、前記内輪及び前記外輪の回転動作とは独立して前記カムを強制的に回転させるように移動可能なカム姿勢変更部を有し、
前記カム姿勢変更部は、前記複数のカムの各々に対応して配置され、前記複数のカムのうちの少なくとも一が他のカムと異なるタイミングで回転されるように、カムに対する相対位置関係が異なるものを含むことを特徴とするカムクラッチ。 - 前記複数のカムは、周方向に等間隔で配列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。
- 前記複数のカム姿勢変更部は、カムを同一のタイミングで回転させるようにカムとの相対位置関係が同一とされたカム姿勢変更部を一の群として複数の群に分けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカムクラッチ。
- 前記動作モード切替機構は、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、
前記複数のカム姿勢変更部は、一のカム姿勢変更部を基準カム姿勢変更部とし、該基準カム姿勢変更部の配置位置と前記回転軸とを結ぶ線分を基準線とするとき、前記基準カム姿勢変更部の周方向一方側に隣接する一方側カム姿勢変更部の配置位置と前記回転軸とを結ぶ線分の前記基準線に対する配置角度と、前記基準カム姿勢変更部の周方向他方側に隣接する他方側カム姿勢変更部の配置位置と前記回転軸とを結ぶ線分の前記基準線に対する配置角度とが異なる大きさとなる配列部分を含むように構成された配列パターンを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカムクラッチ。 - 前記カム姿勢変更部の配列パターンは、隣接する二のカム姿勢変更部が第１配置角度θ1 で並ぶ配列部分と、隣接する二のカム姿勢変更部が第２配置角度θ2 で並ぶ配列部分とが交互に並ぶように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のカムクラッチ。
- 前記カム姿勢変更部の配列パターンは、一部のカム姿勢変更部が第１配置角度θ1 で連続して並ぶ配列部分と、他の全部のカム姿勢変更部が第２配置角度θ2 で連続して並ぶ配列部分とを含むように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のカムクラッチ。
- 前記カム姿勢変更部の配列パターンは、隣接する二のカム姿勢変更部の配置角度が互いに異なる大きさとなるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のカムクラッチ。
- 前記動作モード切替機構は、前記複数のカム姿勢変更部をカムと接することのない軸方向一端側の位置と、すべてのカムを回転させることが可能となる軸方向他端側の位置との間で軸方向に移動させるように構成されており、
前記複数のカム姿勢変更部の各々は、先端部における対応するカム側の側面が軸方向他端側に向かって幅狭となるようテーパー状に形成されたテーパー部を有し、
前記複数のカム姿勢変更部は、カムから前記テーパー部における最も幅狭となる位置までの距離である軸方向離間距離が互いに異なる大きさとされた二のカム姿勢変更部が隣接して並ぶ配列部分を含むように構成された配列パターンを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカムクラッチ。 - 前記カム姿勢変更部の配列パターンは、カムに対する軸方向離間距離が第１軸方向離間距離ｄ１とされた第１の群に属するカム姿勢変更部と、カムに対する軸方向離間距離が第２軸方向離間距離ｄ２とされた第２の群に属するカム姿勢変更部とが交互に並ぶように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のカムクラッチ。
- 前記カム姿勢変更部の配列パターンは、カムに対する軸方向離間距離が第１軸方向離間距離ｄ１とされた第１の群に属するカム姿勢変更部が連続して並ぶ配列部分と、カムに対する軸方向離間距離ｄ２が第２軸方向離間距離とされた第２の群に属するカム姿勢変更部が連続して並ぶ配列部分とを含むように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のカムクラッチ。
- 前記複数のカム姿勢変更部の配列パターンは、カムに対する軸方向離間距離が互いに異なる大きさとされたカム姿勢変更部が並ぶように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のカムクラッチ。
- 前記動作モード切替機構は、前記複数の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おり、
前記動作モード切替機構は、回転可能に設けられ円板状の基体部の周面に複数の歯部が形成されて構成された制御板を備え、前記複数の歯部の各々は、回転軸心から周面までの距離が徐々に大きくなるように構成され、
前記複数のカム姿勢変更部の各々は、前記制御板が回転されることで径方向に移動される可動子と、前記可動子に固定され軸方向に延びるカム押圧部材とから構成され、
前記複数のカム姿勢変更部は、前記カム押圧部材のカムに対する接触点と前記可動子の前記制御板に対する接触点との径方向離間距離が互いに異なる大きさとされた二のカム姿勢変更部が隣接して並ぶ配列部分を含むように構成された配列パターンを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカムクラッチ。 - 前記複数のカム姿勢変更部の配列パターンは、前記カム押圧部材のカムに対する接触点と前記可動子の前記制御板に対する接触点との径方向離間距離が第１径方向離間距離とされた第１の群に属するカム姿勢変更部と、該径方向離間距離が第２径方向離間距離とされた第２の群に属するカム姿勢変更部とが交互に並ぶように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のカムクラッチ。
- 前記複数のカム姿勢変更部の配列パターンは、前記カム押圧部材のカムに対する接触点と前記可動子の前記制御板に対する接触点との径方向離間距離が第１径方向離間距離とされた第１の群に属するカム姿勢変更部が連続して並ぶ配列部分と、該径方向離間距離が第２径方向離間距離とされた第２の群に属するカム姿勢変更部が連続して並ぶ配列部分とを含むように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のカムクラッチ。
- 前記複数のカム姿勢変更部の配列パターンは、前記カム押圧部材のカムに対する接触点と前記可動子の前記制御板に対する接触点との径方向離間距離が互いに異なる大きさとされたカム姿勢変更部が並ぶように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のカムクラッチ。
- 前記複数のカムは、前記内輪及び前記外輪に対する噛み合い方向が互いに異なる第１のカム及び第２のカムを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載のカムクラッチ。
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