JP7780085B2 - カムクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、動作モードを切り替え可能に構成され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替え可能な２方向クラッチが知られている。
例えば、特許文献１には、付勢手段によって回転ロック方向が逆方向になるように付勢された第１スプラグ及び第２スプラグをともに保持する保持器を制御して、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、正転方向に対してのみ回転を許容し逆転方向の回転を禁止する一方向ロックモードおよび逆転方向に対してのみ回転を許容し正転方向の回転を禁止する一方向ロックモードの３つの動作モードの切り替えが可能に構成されたクラッチが記載されている。

特開２０１１－２３１８２８号公報

而して、上述の２方向クラッチにおいては、動作モードの変更に際して保持器を制御することで第１スプラグ及び第２スプラグのすべてのものが強制的に傾倒されるものであるため、外輪及び内輪の正転方向及び逆転方向の両方向の相対的な回転を禁止する両方向ロックモードを実現することはできない。

また、上述の２方向クラッチにおいては、第１スプラグおよび第２スプラグは外輪及び内輪に接触するように付勢されており、外輪または内輪にトルクが働くと、一方のスプラグが外輪及び内輪に直ちに噛み合いを開始するように傾倒するが、他方のスプラグは外輪及び内輪と摺動しながら接触を続け、噛み合い待機の状態を維持する。
トルクが除荷されることで一方のスプラグが噛み合い解除方向に傾倒して空転状態に移行されることになるが、このとき、一方のスプラグの噛み合いが解除されるまでの間に、他方のスプラグが噛み合い方向に傾倒して外輪及び内輪に対し噛み合いを開始し、すべてのカムが同時に噛み合う「噛み込み」が生ずるおそれがある。
このような状態にあっては、すべてのスプラグが高い面圧をもって噛み合っているため、クラッチの動作モードを外輪及び内輪の正逆いずれか一方向または両方向の相対的な回転動作を禁止するロックモードから外輪及び内輪の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るときに、スプラグの姿勢を変更するのに大きな力が必要となり、スプラグの外輪及び内輪に対する係合面や、外輪の軌道面及び内輪の軌道面を痛め、クラッチを短命化させてしまうおそれがあった。さらに、スプラグの姿勢を変更するための姿勢変更部材に、高い剛性が必要となる、という問題もある。

さらにまた、カムクラッチにおける係合子としてのカムの形状は、一般に、側面の形状が円弧形状とされており、このような外周輪郭形状では、カムと該カムの姿勢変更手段として機能する保持器の接触位置の関係で、カムの転がり距離を稼ぐことが困難である、という問題があった。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、簡単な構造で、カムの噛み込みの発生を防止して動作モードの切り替え動作を含めて円滑な動作が可能であり、高機能化及び小型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外輪及び内輪と、前記外輪と前記内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外輪及び前記内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、前記複数のカムは、前記外輪及び前記内輪に対する噛み合い方向が互いに異なる第１カム及び第２カムを含み、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、前記外輪及び前記内輪の回転動作とは独立して軸方向に移動可能に設けられ前記第１カムの姿勢を変更可能に構成された外輪側ケージリングと、前記外輪及び前記内輪の回転動作とは独立して軸方向に移動可能に設けられ前記第２カムの姿勢を変更可能に構成された内輪側ケージリングと、前記外輪側ケージリングと前記内輪側ケージリングとの間に設けられ前記外輪側ケージリング及び前記内輪側ケージリングの周方向の移動の自由度を規制する位置規制用ケージリングとを備えた構成とされることにより、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、外輪側ケージリングに第１カムの姿勢制御機能を持たせると共に内輪側ケージリングに第２カムの姿勢制御機能を持たせ、さらに、位置規制用ケージリングによって外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングの周方向の移動の自由度を規制することで、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングの一方または両方を軸方向に移動させるだけで、カムを傾倒させることができると共に変更されたカムの姿勢を保持することができ、従って、カムクラッチを簡単な構成で４つの動作モードに対応可能な高機能を有するものとして構成することが可能である。
また、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングの周方向の移動の自由度を規制することで、カムの姿勢変更に際して、第１カム及び第２カムが共に外輪及び内輪に噛み合う噛み込みが生ずることが回避され、円滑な動作を実現することができて高い応答性を得ることができる。

本請求項２に係る発明によれば、動作モード切替機構としての外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングの各々の第１カム保持部及び第２カム保持部の開口形状を変えることで、第１カム及び第２カムの一方のみを傾倒させることができる。すなわち、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングの各々にカムの姿勢を変更させる機構が一体に構成されることで、構造の簡素化、小型化、部品点数の削減及び保持トルクの増大を図ることができる。また、外輪側ケージリングにおける第１カム保持部及び内輪側ケージリングにおける第２カム保持部の開口形状を単純な矩形状ではなく、開口幅が連続的に変化する開口幅変動部を有するような異形状にすることで、製造誤差などで発生するわずかな噛みこみの解除を小さな推力で実行可能となっている。さらに、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングの第１カム保持部及び第２カム保持部の開口形状を適宜変更することで、より多くの動作モード及びその切り替えを実現することが可能となる。

本請求項３に係る発明によれば、簡単な構成で、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングの周方向の移動の自由度を規制することが可能である。
本請求項４に係る発明によれば、外輪側ケージリングが第１カムを外輪及び内輪に噛合した状態とする位置にあるときに、位置規制用ケージリングにおける外方突起部が周方向に移動可能となって外輪側ケージリングの位置規制用ケージリングに対する適正な自由度が得られると共に、内輪側ケージリングが第２カムを外輪及び内輪に噛合した状態とする位置にあるときに、位置規制用ケージリングにおける内方突起部が周方向に移動可能となって内輪側ケージリングの位置規制用ケージリングに対する適正な自由度が得られるので、第１カム及び第２カムの外輪及び内輪に対する適正な噛合状態を実現することが可能である。

本請求項５に係る発明によれば、カムの軸方向保持機能を外輪に付加することで、部品点数を増加させることなく、カムクラッチの所期の機能を確実に得ることができる。

本請求項６に係る発明によれば、小さなカムに対して大きな回転角度を持たせつつ、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングに対して高い連動性を維持することが可能となるため、カムサイズを小型化してカムクラッチの小型化を図ることが可能となるとともに、小さいトルクでカムを傾倒させることが可能となり、噛み込みトルクを小さく抑制することが可能となる。
本請求項７に係る発明によれば、カムと外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングとの接触位置の調整を容易に行うことができ、ケージリングとの連動性を高めつつ、カムの可動範囲を拡大することが可能となる。

本発明のカムクラッチの一構成例を示す、軸方向後方側から見た斜視図である。 図１に示すカムクラッチの回転軸心を含む平面で切った断面斜視図である。 図１に示すカムクラッチの回転軸心を含む平面で切った断面の一部を示す軸方向断面図である。 図１に示すカムクラッチの回転軸心と直交する平面で切った、軸方向後方側から見た径方向断面図である。 カムの構成を示す平面図である。 図１に示すカムクラッチにおける付勢手段の構成を示す、軸方向後方側から見た斜視図である。 外輪側ケージリングの構成を示す、軸方向後方側から見た斜視図である。 図７Ａに示す外輪側ケージリングの一部展開図である。 内輪側ケージリングの構成を示す、軸方向後方側から見た斜視図である。 図８Ａに示す内輪側ケージリングの一部展開図である。 位置規制用ケージリングの構成を示す、軸方向後方側から見た斜視図である。 図９Ａに示す位置規制用ケージリングの一部展開図である。 図１に示すカムクラッチの、正転方向ロックモードから両方向フリーモードへの動作モードの切り替え動作を示す側面図である。 図１に示すカムクラッチの、正転方向ロックモードから両方向フリーモードへの動作モードの切り替え動作を示す模式図である。 図１に示すカムクラッチの、正転方向ロックモードから両方向ロックモードへの動作モードの切り替え動作を示す側面図である。 図１に示すカムクラッチの、正転方向ロックモードから両方向ロックモードへの動作モードの切り替え動作を示す模式図である。 図１に示すカムクラッチの、正転方向ロックモードから逆転方向ロックモードへの動作モードの切り替え動作を示す側面図である。 図１に示すカムクラッチの、正転方向ロックモードから逆転方向ロックモードへの動作モードの切り替え動作を示す模式図である。

本発明の実施例を図１～図１５を参照して説明する。

図１～図４に示すように、本発明に係るカムクラッチ１００は、同一軸上に相対回転可能に設けられた外輪１１０及び内輪１２０と、外輪１１０の軌道面１１１と内輪１２０の軌道面１２１との間の環状空間において周方向に間隔を空けて配列され外輪１１０と内輪１２０との間でトルクの伝達及び遮断を行う係合子としての複数のカムと、複数のカムの各々を外輪１１０及び内輪１２０に接触するように噛み合い方向に付勢する付勢手段１４０と、外輪１１０と内輪１２０との間において同一軸上に外輪１１０または内輪１２０と共に回転可能に設けられ複数のカムの各々を保持する外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０と、外輪側ケージリング１６０と内輪側ケージリング１７０との間に設けられ外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０の周方向の移動の自由度を規制する位置規制用ケージリング１８０とを備える。図４におけるＣは、回転軸心である。

外輪１１０には、複数のカムの各々の軸方向の移動を規制する位置規制部１１５が設けられている。本実施例では、位置規制部１１５は、外輪１１０の内周面における軸方向両端部の各々に、周方向の全周にわたって径方向内方に突出するように設けられた内方リブ部１１６によって構成され、複数のカムの各々が内方リブ部１１６間に位置されることで複数のカムの各々の軸方向の移動が規制されるようになっている。

複数のカムの各々は、外輪１１０及び内輪１２０に対する噛み合い方向が互いに異なる第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂを含む。
本実施例においては、第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂ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カム１３０ａを表裏反転させたものを第２カム１３０ｂとして用いている。

第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂは、例えば、周方向に等間隔で交互に並ぶよう配置されている。
第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂの配列は、特に限定されるものではなく、第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂは周方向に交互に並ぶよう配置されていなくてもよく、また、第１カム１３０ａの数と第２カム１３０ｂの数とが異なっていてもよい。

第１カム１３０ａの噛み合い方向は、図４における時計方向（以下、「正転方向」という。）であって、第１カム１３０ａは、外輪１１０が正転方向に回転されることで、もしくは、内輪１２０が図４における反時計方向（以下、「逆転方向」という。）に回転されることで外輪１１０及び内輪１２０に対し噛み合うように構成されている。
第２カム１３０ｂの噛み合い方向は、逆転方向であって、第２カム１３０ｂは、外輪１１０が逆転方向に回転されることで、もしくは、内輪１１０が正転方向に回転されることで外輪１１０及び内輪１２０に対し噛み合うように構成されている。

第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂは、軸方向平面視において、インボリュート曲線に沿った曲線部分を含む外周輪郭形状を有する。第１カム１３０ａの一構成例を図５に示す。図５において、塗りつぶした矢印は、第１カム１３０ａの噛み合い方向を示し、白抜きの矢印は、第１カム１３０ａの噛み合い解除方向を示す。なお、上述のように、第２カム１３０ｂは、第１カム１３０ａを表裏反転させたものであって、第１カム１３０ａと同一形状を有するものであるので説明を省略する。

この第１カム１３０ａは、径方向中央部にくびれ部１３１を有し、略ひょうたん形形状をなすよう構成されている。
この第１カム１３０ａにおけるくびれ部１３１に対し径方向外方側の頭部部分１３２は、外輪側係合面１３３を有し、外輪側係合面１３３に滑らかに連続し外輪側ケージリング１６０に接する両側面１３４ａ，１３４ｂが、頭部部分１３２の幅寸法が第１カム１３０ａの姿勢に拘わらず一定となるように構成された曲面により構成されている。具体的には、頭部部分１３２の両側面１３４ａ，１３４ｂは、軸方向平面視にて、共通の基礎円を有するインボリュート曲線に沿った曲線により構成されている。
また、第１カム１３０ａにおけるくびれ部１３１に対し径方向内方側の脚部部分１３５は、内輪側係合面１３６を有し、内輪側係合面１３６に滑らかに連続し内輪側ケージリング１７０に接する両側面１３７ａ，１３７ｂが脚部部分１３５の幅寸法が第１カム１３０ａの姿勢に拘わらず一定となるように構成された曲面により構成されている。具体的には、脚部部分１３５の両側面１３７ａ，１３７ｂは、軸方向平面視にて、共通の基礎円を有するインボリュート曲線に沿った曲線により構成されている。
第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂが、このような外周輪郭形状を有することにより、小さなカムに対して大きな回転角度を持たせつつ、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０に対して高い連動性を維持することが可能となるため、カムサイズを小型化してカムクラッチ１００の小型化を図ることができるようになっている。しかも小さいトルクでカムを傾倒させることが可能となるため、噛み込みトルクを小さく抑制することができるようになっている。

付勢手段１４０は、例えばリボンスプリングにより構成されている。付勢手段１４０は、第１カム１３０ａの各々及び第２カム１３０ｂの各々を噛み合い方向に付勢可能な弾性体であればよく、例えば複数の板バネ又はねじりバネなどを用いてもよい。

付勢手段１４０としてのリボンスプリングは、例えば図６に示すように、周方向に互いに平行に延在する一対の円環部１４１と、円環部１４１を所定間隔で軸方向に連結する複数の連結部１４２とからなり、隣接する連結部１４２間の空間により第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂをそれぞれ一つずつ収容可能なポケット部１４５が構成されている。ポケット部１４５は、周方向に沿って等間隔に設けられている。
連結部１４２は、径方向内方に向けて凸となるよう形成された弧状湾曲部１４３と、径方向外方に向けて凸となるよう形成され弧状湾曲部１４３の両端の各々に連続する押圧腕部１４４とを有し、これらの押圧腕部１４４によって第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂを外輪１１０及び内輪１２０に対する噛み合い方向に付勢するよう構成されている。

本実施例におけるカムクラッチ１００は、動作モード切替機構１５０によって、正転方向における外輪１１０及び内輪１２０の相対回転を禁止する正転方向ロックモード、逆転方向における外輪１１０及び内輪１２０の相対回転を禁止する逆転方向ロックモード、正転方向及び逆転方向の両方向における外輪１１０及び内輪１２０の相対回転を禁止する両方向ロックモード、及び、正転方向及び逆転方向の両方向における外輪１１０及び内輪１２０の相対回転を許容する両方向フリーモードの４つの動作モードが切り替え可能となっている。

本実施例においては、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０と、位置規制用ケージリング１８０とによって、動作モード切替機構１５０が構成される。

外輪側ケージリング１６０は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、軸方向に延びる円筒状の本体部１６１を備える。本体部１６１には、第１カム１３０ａの頭部部分１３２を受容して第１カム１３０ａを保持する第１カム保持部１６２と、第２カム１３０ｂの頭部部分を受容して第２カム１３０ｂを保持する第２カム保持部１６５とが、周方向に交互に並ぶように設けられている。

外輪側ケージリング１６０の第１カム保持部１６２は、軸方向において開口幅が連続的に変化する開口幅変動部を有するように構成されている。
具体的には、第１カム保持部１６２は、軸方向において開口幅が一定となるよう構成されたガイド空間部１６３ａと、ガイド空間部１６３ａより開口幅が小さくなるよう構成されガイド空間部１６３ａの軸方向前方側（図７Ｂにおいて上方側）に連続する第１姿勢固定用空間部１６３ｂと、ガイド空間部１６３ａより開口幅が小さくなるよう構成されガイド空間部１６３ａの軸方向後方側（図７Ｂにおいて下方側）に連続する第２姿勢固定用空間部１６３ｃとを有する。第１姿勢固定用空間部１６３ｂは、開口幅が軸方向前方に向かうに従って連続的に小さくなるよう形成された第１開口幅変動部１６４ａを介してガイド空間部１６３ａに連続し、第２姿勢固定用空間部１６３ｃは、開口幅が軸方向後方に向かうに従って連続的に小さくなるよう形成された第２開口幅変動部１６４ｂを介してガイド空間部１６３ａに連続する。第１開口幅変動部１６４ａは、第１カム１３０ａの噛み合い解除方向（図７Ｂにおいて左方向）側の開口縁が内方に突出するように形成されることで構成され、第２開口幅変動部１６４ｂは、第１カム１３０ａの噛み合い方向（図７Ｂにおいて右方向）側の開口縁が内方に突出するように形成されることで構成される。
外輪側ケージリング１６０の第２カム保持部１６５は矩形状であって、軸方向において開口幅が一定となるように構成されている。

外輪側ケージリング１６０は、外輪１１０及び内輪１２０の回転動作とは独立して軸方向に移動可能に設けられており、これにより、第２カム１３０ｂの姿勢を保持したまま、第１カム１３０ａを傾倒させて第１カム１３０ａの姿勢を変更することが可能となっている。
このように、外輪側ケージリング１６０の第１カム保持部１６２が、単純な矩形状の開口部ではなく、軸方向両端部において開口幅が狭まる異形状の開口窓により構成されることで、製造誤差などで発生するわずかな噛みこみの解除を小さな推力で実行可能となっていると共に、第１カム保持部１６２の開口形状を適宜変更することで、より多くの動作モード及びその切り替えを実現することが可能となっている。

外輪側ケージリング１６０における本体部１６１の内面には、第１カム保持部１６２と、該第１カム保持部１６２と第１カム１３０ａの噛み合い方向に隣接する第２カム保持部１６５との間において、軸方向に延びる内面溝部１６６が形成されている。
内面溝部１６６は、本体部１６１の軸方向後端縁から軸方向前端縁まで直線状に延びるガイド溝部１６７と、ガイド溝部１６７の軸方向前端部に連続するスライド溝部１６８とを有する。スライド溝部１６８は、周方向において第１カム１３０ａの噛み合い方向に延びるように形成されており、外輪側ケージリング１６０が第１カム１３０ａを噛合状態とする位置にあるときに、後述する位置規制用ケージリング１８０の外方突起部１８５の周方向移動が許容されるように構成されている。

内輪側ケージリング１７０は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、軸方向に延びる円筒状の本体部１７１を備える。本体部１７１には、第１カム１３０ａの脚部部分１３５を受容して第１カム１３０ａを保持する第１カム保持部１７２と、第２カム１３０ｂの脚部部分を受容して第２カム１３０ｂを保持する第２カム保持部１７３とが、周方向に交互に並ぶように設けられている。

内輪側ケージリング１７０の第１カム保持部１７２は矩形状であって、軸方向において開口幅が一定となるように構成されている。
内輪側ケージリング１７０の第２カム保持部１７３は、軸方向において開口幅が連続的に変化する開口幅変動部を有するように構成されている。
具体的には、第２カム保持部１７３は、軸方向において開口幅が一定となるよう構成されたガイド空間部１７４ａと、ガイド空間部１７４ａより開口幅が小さくなるよう構成されガイド空間部１７４ａの軸方向前方側（図８Ｂにおいて上方側）に連続する第１姿勢固定用空間部１７４ｂと、ガイド空間部１７４ａより開口幅が小さくなるよう構成されガイド空間部１７４ａの軸方向後方側（図８Ｂにおいて下方側）に連続する第２姿勢固定用空間部１７４ｃとを有する。第１姿勢固定用空間部１７４ｂは、開口幅が軸方向前方に向かうに従って連続的に小さくなるよう形成された第１開口幅変動部１７５ａを介してガイド空間部１７４ａに連続し、第２姿勢固定用空間部１７４ｃは、開口幅が軸方向後方に向かうに従って連続的に小さくなるよう形成された第２開口幅変動部１７５ｂを介してガイド空間部１７４ａに連続する。第１開口幅変動部１７５ａは、第２カム１３０ｂの噛み合い解除方向（図８Ｂにおいて右方向）側の開口縁が内方に突出するように形成されることで構成され、第２開口幅変動部１７５ｂは、第２カム１３０ｂの噛み合い方向（図８Ｂにおいて左方向）側の開口縁が内方に突出するように形成されることで構成されている。

内輪側ケージリング１７０は、外輪１１０及び内輪１２０の回転動作とは独立して軸方向に移動可能に設けられており、これにより、第１カム１３０ａの姿勢を保持したまま、第２カム１３０ｂを傾倒させて第２カム１３０ｂの姿勢を変更することが可能となっている。
このように、内輪側ケージリング１７０の第２カム保持部１７３が、単純な矩形状の開口部ではなく、軸方向両端部において開口幅が狭まる異形状の開口窓により構成されることで、製造誤差などで発生するわずかな噛みこみの解除を小さな推力で実行可能となっていると共に、第２カム保持部１７３の開口形状を適宜変更することで、より多くの動作モード及びその切り替えを実現することが可能となっている。

内輪側ケージリング１７０における本体部１７１の外面には、第２カム保持部１７３と、該第２カム保持部１７３と第２カム１３０ｂの噛み合い解除方向に隣接する第１カム保持部１７２との間において、軸方向に延びる外面溝部１７６が形成されている。
外面溝部１７６は、本体部１７１の軸方向前端縁から軸方向後端縁まで直線状に延びるガイド溝部１７７と、ガイド溝部１７７の軸方向後端部に連続するスライド溝部１７８とを有する。スライド溝部１７８は、周方向において第２カム１３０ｂの噛み合い方向に延びるように形成されており、内輪側ケージリング１７０が第２カム１３０ｂを噛合状態とする位置にあるときに、後述する位置規制用ケージリング１８０の内方突起部１８６の周方向移動が許容されるように構成されている。

而して、本実施例におけるカムクラッチ１００の動作モード切替機構１５０は、上述のように、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０の周方向の移動の自由度を規制する位置規制用ケージリング１８０を備えた構成とされる。これにより、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０の、位置規制用ケージリング１８０に対する周方向の移動の自由度が各動作モードに応じた適正な自由度に調整可能となり、第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂを適正な姿勢に保持することが可能となっている。

位置規制用ケージリング１８０は、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、周方向に互いに平行に延在する一対の円環部１８１と、円環部１８１を所定間隔で軸方向に連結する複数の連結部１８２とからなり、隣接する連結部１８２間の空間により第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂをそれぞれ一つずつ収容可能なポケット部１８３が構成されている。ポケット部１８３は、周方向に沿って等間隔に設けられている。

位置規制用ケージリング１８０は、軸方向前端部に径方向外方に突出するよう設けられ外輪側ケージリング１６０の内面溝部１６６に摺動可能に係合される外方突起部１８５を有するとともに、軸方向後端部に径方向内方に突出するよう設けられ内輪側ケージリング１７０の外面溝部１７６に摺動可能に係合される内方突起部１８６を有する。

以下、本実施例のカムクラッチ１００の動作について説明する。
先ず、図１０（ａ）に示すように、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０が共に軸方向後方側に位置にされているときには、図１１（ａ）に示すように、外輪１１０または内輪１２０にトルクが働くことで第１カム１３０ａが外輪１１０及び内輪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いる。一方、第２カム１３０ｂは、内輪側係合面１３６が内輪１２０の軌道面１２１から離間した状態を維持しており、従って、カムクラッチ１００は、外輪１１０及び内輪１２０の正転方向の相対回転を禁止する正転方向ロックモードとされている。

例えば、図１０（ｂ）に示すように、外輪側ケージリング１６０を軸方向前方側に移動させると、図１１（ｂ）に示すように、外輪側ケージリング１６０の第１カム保持部１６２における第２開口幅変動部１６４ｂの作用によって第１カム１３０ａの頭部部分１３２が押圧される。これにより、第１カム１３０ａが噛み合い解除方向に傾倒されると共に第１カム１３０ａの姿勢が第１カム１３０ａの内輪側係合面１３６が内輪１２０の軌道面１２１から離間する状態に保持される。
一方、外輪側ケージリング１６０における第２カム保持部１６５は軸方向において開口幅が一定の矩形状に形成されており、また外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０の周方向の自由度が位置規制用ケージリング１８０によって規制されていることから、第２カム１３０ｂの姿勢は、内輪側係合面１３６が内輪１２０の軌道面１２１から離間する状態に保持される。
これにより、カムクラッチ１００の動作モードが、正転方向ロックモードから外輪１１０及び内輪１２０の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転を許容する両方向フリーモードに切り替えられる。
なお、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）においては、便宜上、外輪１１０の軌道面１１１と内輪１２０の軌道面１２１を平行平面で示してある。

逆に、カムクラッチ１００の動作モードを両方向フリーモードから正転方向ロックモードに切り替えるときには、外輪側ケージリング１６０を軸方向後方側に移動させる。これにより、外輪側ケージリング１６０の第１カム保持部１６２における第１開口幅変動部１６４ａの作用によって第１カム１３０ａの頭部部分１３２が押圧され、第１カム１３０ａが噛み合い方向に傾倒されると共に、外輪１１０または内輪１２０にトルクが働くことで第１カム１３０ａが外輪１１０及び内輪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に保持される。このとき、外輪側ケージリング１６０の内面溝部１６６がスライド溝部１６８を有することで、位置規制用ケージリング１８０の外方突起部１８５の周方向の移動が許容される。このため、外輪側ケージリング１６０の位置規制用ケージリング１８０に対する周方向の移動の自由度が適正に調整され、第１カム１３０ａが適正な姿勢で保持される。
一方、第２カム１３０ｂの姿勢は、上述のように、内輪側係合面１３６が内輪１２０の軌道面１２１から離間する状態に保持される。
これにより、カムクラッチ１００の動作モードが、両方向フリーモードから正転方向ロックモードに切り替えられる。

また、カムクラッチ１００の動作モードが図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示す正転方向ロックモードとされている状態において、図１２（ｂ）に示すように、内輪側ケージリング１７０を軸方向前方側に移動させると、図１３（ｂ）に示すように、内輪側ケージリング１７０の第２カム保持部１７３における第２開口幅変動部１７５ｂの作用によって第２カム１３０ｂの脚部部分１３５が押圧される。これにより、第２カム１３０ｂが噛み合い方向に傾倒されると共に、外輪１１０または内輪１２０にトルクが働くことで第２カム１３０ｂが外輪１１０及び内輪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に保持される。このとき、内輪側ケージリング１７０の外面溝部１７６がスライド溝部１７８を有することで、位置規制用ケージリング１８０の内方突起部１８６の周方向の移動が許容される。このため、内輪側ケージリング１７０の位置規制用ケージリング１８０に対する周方向の移動の自由度が適正に調整され、第２カム１３０ｂが適正な姿勢で保持される。
一方、内輪側ケージリング１７０における第１カム保持部１７２は軸方向において開口幅が一定の矩形状に形成されていることから、第１カム１３０ａの姿勢は、外輪１１０または内輪１２０にトルクが働くことで第１カム１３０ａが外輪１１０及び内輪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に保持される。
これにより、カムクラッチ１００の動作モードが、正転方向ロックモードから外輪１１０及び内輪１２０の正転方向及び逆転方向の両方向の相対回転を禁止する両方向ロックモードに切り替えられる。

逆に、カムクラッチ１００の動作モードを両方向ロックモードから正転方向ロックモードに切り替えるときには、内輪側ケージリング１７０を軸方向後方側に移動させる。これにより、内輪側ケージリング１７０の第２カム保持部１７３における第１開口幅変動部１７５ａの作用によって第２カム１３０ｂの脚部部分１３５が押圧され、第２カム１３０ｂが噛み合い解除方向に傾倒されると共に第２カム１３０ｂの姿勢が第２カム１３０ｂの内輪側係合面１３６が内輪１２０の軌道面１２１から離間する状態に保持される。
一方、第１カム１３０ａの姿勢は、上述のように、外輪１１０または内輪１２０にトルクが働くことで第１カム１３０ａが外輪１１０及び内輪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に保持される。
これにより、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正転方向ロックモードに切り替えられる。

さらにまた、カムクラッチ１００の動作モードが図１４（ａ）及び図１５（ａ）に示す正転方向ロックモードとされている状態において、図１４（ｂ）に示すように、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０を共に軸方向前方側に移動させると、図１５（ｂ）に示すように、外輪側ケージリング１６０の第１カム保持部１６２における第２開口幅変動部１６４ｂの作用によって第１カム１３０ａの頭部部分１３２が押圧される。これにより、第１カム１３０ａが噛み合い解除方向に傾倒されると共に第１カム１３０ａの姿勢が第１カム１３０ａの内輪側係合面１３６が内輪１２０の軌道面１２１から離間する状態に保持される。
一方、内輪側ケージリング１７０の第２カム保持部１７３における第２開口幅変動部１７５ｂの作用によって第２カム１３０ｂの脚部部分１３５が押圧される。これにより、第２カム１３０ｂが噛み合い方向に傾倒されると共に、外輪１１０または内輪１２０にトルクが働くことで第２カム１３０ｂが外輪１１０及び内輪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に保持される。このとき、上述したように、内輪側ケージリング１７０の位置規制用ケージリング１８０に対する周方向の移動の自由度が適正に調整され、第２カム１３０ｂが適正な姿勢で保持される。
これにより、カムクラッチ１００の動作モードが、正転方向ロックモードから外輪１１０及び内輪１２０の逆転方向の相対回転を禁止する逆転方向ロックモードに切り替えられる。

逆に、カムクラッチ１００の動作モードを逆転方向ロックモードから正転方向ロックモードに切り替えるときには、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０を共に軸方向後方側に移動させる。これにより、外輪側ケージリング１６０の第１カム保持部１６２における第１開口幅変動部１６４ａの作用によって第１カム１３０ａの頭部部分１３２が押圧され、第１カム１３０ａが噛み合い方向に傾倒されると共に、外輪１１０または内輪１２０にトルクが働くことで第１カム１３０ａが外輪１１０及び内輪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に保持される。このとき、上述したように、外輪側ケージリング１６０の位置規制用ケージリング１８０に対する周方向の移動の自由度が適正に調整され、第１カム１３０ａが適正な姿勢で保持される。
一方、内輪側ケージリング１７０の第２カム保持部１７３における第１開口幅変動部１７５ａの作用によって第２カム１３０ｂの脚部部分１３５が押圧され、第２カム１３０ｂが噛み合い解除方向に傾倒されると共に第２カム１３０ｂの姿勢が第２カム１３０ｂの内輪側係合面１３６が内輪１２０の軌道面１２１から離間する状態に保持される。
これにより、カムクラッチ１００の動作モードが、逆転方向ロックモードから正転方向ロックモードに切り替えられる。

以上のように、本実施例のカムクラッチ１００においては、外輪側ケージリング１６０に第１カム１３０ａの姿勢制御機能を持たせるとともに内輪側ケージリング１７０に第２カム１３０ｂの姿勢制御機能を持たせ、さらに、位置規制用ケージリング１８０によって外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０の自由度を規制することで、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０の一方または両方を軸方向に移動させるだけで、第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂの一方または両方を傾倒させることができるとともに変更された姿勢を保持することができる。従って、カムクラッチ１００を簡単な構成で４つの動作モードに対応可能な高機能を有するものとして構成することが可能となっている。
また、外輪側ケージリング１６０及び内輪側ケージリング１７０の自由度を規制することで、カムの姿勢変更に際して、第１カム１３０ａ及び第２カム１３０ｂが共に外輪１１０及び内輪１２０に噛み合う噛み込みが生ずることが回避され、円滑な動作を実現することができて高い応答性を得ることが可能となっている。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例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。
上記実施例においては、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングが軸方向後方側に位置されているときに、カムクラッチの動作モードが正転方向ロックモードとされる構成について説明したが、カムクラッチの動作モードと、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングの軸方向位置との関係は特に限定されるものではない。例えば、外輪側ケージリング及び内輪側ケージリングが軸方向後方側に位置されているときに、カムクラッチの動作モードが両方向ロックモード、両方向ロックモードあるいは逆転方向ロックモードとされるように構成されていてもよい。
また、上記実施例においては、両方向ロックモード以外の動作モードにおいて、第１カム及び第２カムの一方または両方が内輪から離間する構成のものについて説明したが、カムを外輪から離間するように構成されていてもよい。

１００ ・・・ カムクラッチ
１１０ ・・・ 外輪
１１１ ・・・ 軌道面
１１５ ・・・ 位置規制部
１１６ ・・・ 内方リブ部
１２０ ・・・ 内輪
１２１ ・・・ 軌道面
１３０ａ ・・・ 第１カム
１３０ｂ ・・・ 第２カム
１３１ ・・・ くびれ部
１３２ ・・・ 頭部部分
１３３ ・・・ 外輪側係合面
１３４ａ ・・・ 側面
１３４ｂ ・・・ 側面
１３５ ・・・ 脚部部分
１３６ ・・・ 内輪側係合面
１３７ａ ・・・ 側面
１３７ｂ ・・・ 側面
１４０ ・・・ 付勢手段
１４１ ・・・ 円環部
１４２ ・・・ 連結部
１４３ ・・・ 弧状湾曲部
１４４ ・・・ 押圧腕部
１４５ ・・・ ポケット部
１５０ ・・・ 動作モード切替機構
１６０ ・・・ 外輪側ケージリング
１６１ ・・・ 本体部
１６２ ・・・ 第１カム保持部
１６３ａ ・・・ ガイド空間部
１６３ｂ ・・・ 第１姿勢固定用空間部
１６３ｃ ・・・ 第２姿勢固定用空間部
１６４ａ ・・・ 第１開口幅変動部
１６４ｂ ・・・ 第２開口幅変動部
１６５ ・・・ 第２カム保持部
１６６ ・・・ 内面溝部
１６７ ・・・ ガイド溝部
１６８ ・・・ スライド溝部
１７０ ・・・ 内輪側ケージリング
１７１ ・・・ 本体部
１７２ ・・・ 第１カム保持部
１７３ ・・・ 第２カム保持部
１７４ａ ・・・ ガイド空間部
１７４ｂ ・・・ 第１姿勢固定用空間部
１７４ｃ ・・・ 第２姿勢固定用空間部
１７５ａ ・・・ 第１開口幅変動部
１７５ｂ ・・・ 第２開口幅変動部
１７６ ・・・ 外面溝部
１７７ ・・・ ガイド溝部
１７８ ・・・ スライド溝部
１８０ ・・・ 位置規制用ケージリング
１８１ ・・・ 円環部
１８２ ・・・ 連結部
１８３ ・・・ ポケット部
１８５ ・・・ 外方突起部
１８６ ・・・ 内方突起部
Ｃ ・・・ 回転軸心

Claims (7)

1. 同一の回転軸上に相対回転可能に設けられている外輪及び内輪と、前記外輪と前記内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外輪及び前記内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、
   前記複数のカムは、前記外輪及び前記内輪に対する噛み合い方向が互いに異なる第１カム及び第２カムを含み、
   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、前記外輪及び前記内輪の回転動作とは独立して軸方向に移動可能に設けられ前記第１カムの姿勢を変更可能に構成された外輪側ケージリングと、前記外輪及び前記内輪の回転動作とは独立して軸方向に移動可能に設けられ前記第２カムの姿勢を変更可能に構成された内輪側ケージリングと、前記外輪側ケージリングと前記内輪側ケージリングとの間に設けられ前記外輪側ケージリング及び前記内輪側ケージリングの周方向の移動の自由度を規制する位置規制用ケージリングとを備えることを特徴とするカムクラッチ。
2. 前記外輪側ケージリング及び前記内輪側ケージリングは、それぞれ前記第１カムを保持する第１カム保持部と、前記第２カムを保持する第２カム保持部とを有し、
   前記外輪側ケージリングにおける第２カム保持部及び前記内輪側ケージリングにおける第１カム保持部は、軸方向において開口幅が一定となるように構成され、
   前記外輪側ケージリングにおける第１カム保持部及び前記内輪側ケージリングにおける第２カム保持部は、軸方向において開口幅が連続的に変化する開口幅変動部を有するように構成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. 前記外輪側ケージリングは、軸方向に延びる内面溝部を内面に有し、
   前記内輪側ケージリングは、軸方向に延びる外面溝部を外面に有し、
   前記位置規制用ケージリングは、軸方向一端部に径方向外方に突出するよう設けられ前記外輪側ケージリングの内面溝部に摺動可能に係合される外方突起部を有すると共に、軸方向他端部に径方向内方に突出するよう設けられ前記内輪側ケージリングの外面溝部に摺動可能に係合される内方突起部を有す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。
4. 前記内面溝部は、周方向に延びるよう設けられ前記外輪側ケージリングが前記第１カムを噛合状態とする位置にあるときに前記外方突起部の周方向の移動を許容するスライド溝部を有し、
   前記外面溝部は、周方向に延びるよう設けられ前記内輪側ケージリングが前記第２カムを噛合状態とする位置にあるときに前記内方突起部の周方向の移動を許容するスライド溝部を有することを特徴とする請求項３に記載のカムクラッチ。
5. 前記外輪には、前記複数のカムの軸方向の移動を規制する位置規制部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のカムクラッチ。
6. 前記複数のカムの前記外輪側ケージリングに接する両側面及び前記内輪側ケージリングに接する両側面が、幅方向の寸法がカムの姿勢に拘わらず一定となるように構成された曲面により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のカムクラッチ。
7. 前記複数のカムの前記外輪側ケージリングに接する両側面が、軸方向平面視にて、共通の基礎円を有するインボリュート曲線に沿った曲線により構成され、
   前記複数のカムの前記内輪側ケージリングに接する両側面が、軸方向平面視にて、共通の基礎円を有するインボリュート曲線に沿った曲線により構成されていることを特徴とする請求項６に記載のカムクラッチ。