JP2013053644A - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】回転方向が変化しなくても、トルク入力方向が変化すれば締結状態、解放状態が切り替わるワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】入力部材１０１と出力部材１０２の間にロック部材１０３が配置され、ロック部材１０３が入力部材１０１に対して周方向の一方側に変位するとロック部材１０３が入力部材１０１と出力部材１０２の間に挟み込まれて締結状態となるワンウェイクラッチにおいて、入力部材１０１及び出力部材１０２に対して相対回転変位可能で、かつ入力部材１０１へのトルク入力方向が一方から他方へ変化したときに入力部材１０１に対して相対回転変位することによりロック部材１０３を入力部材１０１に対して周方向の一方側へ変位させる保持器１００を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルク感応式のワンウェイクラッチに関する。

ワンウェイクラッチの一例として、特許文献１には、入力部材としてのアウターレースと出力部材としてのインナーレースの間に、複数のスプラグを周方向に所定間隔で配置する構成が開示されている。このワンウェイクラッチでは、アウターレースが所定方向に回転するとスプラグがアウターレース及びインナーレースに接触し、所定方向とは反対に回転するとスプラグはアウターレースとは接触するがインナーレースとは非接触状態となる。これにより、所定方向に回転した場合にのみトルクを伝達する。

特開２００９−１５６４１２号公報

特許文献１のワンウェイクラッチは、入力部材の回転方向に応じて締結と解放が切り替わる回転感応式である。したがって、ある一方向への回転が入力されれば締結状態となり、その反対方向の回転が入力されれば解放状態となる。しかし、回転方向が変わらなければ、例えば入力トルクの大きさが変化しても締結と解放が切り替わることはない。

このようなワンウェイクラッチを、例えば、車両の駆動源側からのドライブトルク入力を駆動輪側へ伝達し、駆動輪側からのコーストトルク入力を遮断するために介装する場合を考える。この場合、入力部材の慣性モーメントが大きいと、コーストトルク入力からドライブトルク入力へとトルク入力の方向が変化しても、入力部材の回転方向が変化するまでは解放状態から締結状態へ切り替わらない。このため、入力部材の回転方向が変化するまではドライブトルク入力を駆動輪側へ伝達することができない。

そこで、本発明では、回転方向が変化しなくても、トルク入力方向が変化すれば締結状態、解放状態が切り替わるワンウェイクラッチを提供することを目的とする。

本発明のワンウェイクラッチは、入力部材と出力部材の間にロック部材が配置され、ロック部材が入力部材に対して周方向の一方側に変位するとロック部材が入力部材と出力部材の間に挟み込まれて締結状態となる。そして、入力部材及び出力部材に対して相対回転変位可能で、かつ入力部材へのトルク入力方向が一方から他方へ変化したときに入力部材に対して相対回転変位することによりロック部材を入力部材に対して周方向の一方側へ変位させる保持器を備える。

本発明によれば、保持器は入力部材及び出力部材のいずれに対しても相対回転可能なので、入力部材へのトルク入力方向が切り替わっても、保持器は慣性力の作用により回転し続けようとする。また、保持器は、入力部材へのトルク入力方向が一方から他方へ変化したときに、入力部材に対して相対回転変位することにより、ロック部材を入力部材に対して周方向の一方側へ変位させる。すなわち、本発明のワンウェイクラッチは、入力部材へのトルク入力方向が一方から他方へ変化したときに、保持器が慣性力の作用によってロック部材を入力回転部材に対して相対回転変位させて締結状態となる。このように、トルク入力方向の変化に応じて解放状態から締結状態へ切り替わる。

本発明の第１実施形態に係るワンウェイクラッチの構成図であり、（Ａ）は解放状態、（Ｂ）は締結状態を示す。 第１実施形態に係るワンウェイクラッチの、他の例の解放状態を示す構成図である。 第１実施形態に係るワンウェイクラッチを適用するトルク伝達装置の一例を示す図である。 トルク伝達装置の、錘部分の正面図である。 トルク伝達装置の動きを説明するための図である。 （Ａ）はθがゼロ〜１８０度の場合におけるトルクについて、（Ｂ）はθが１８０〜３６０度の場合におけるトルクについて、それぞれ説明するための図である。 トルク伝達装置の作用について説明する為の図であり、（Ａ）は入力部材の回転数、（Ｂ）は錘の回転により発生する振動トルク、（Ｃ）はワンウェイクラッチにより取り出される出力軸トルクについて示す図である。 本発明の第１実施形態に係るワンウェイクラッチのさらに他の例を示す構成図であり、（Ａ）は解放状態、（Ｂ）は締結状態を示す。 本発明の第２実施形態に係るワンウェイクラッチの構成図であり、（Ａ）は解放状態、（Ｂ）は締結状態を示す。 本発明の第２実施形態に係るワンウェイクラッチの入力部材を軸方向から見た図である。 本発明の第３実施形態に係るワンウェイクラッチの構成図であり、（Ａ）は解放状態、（Ｂ）は締結状態を示す。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るワンウェイクラッチの一例を示す構成図であり、図１（Ａ）は解放状態、図１（Ｂ）は締結状態を示している。

このワンウェイクラッチは、入力部材１０１に時計回り方向のトルクが入力されたときに解放状態となり、反時計回り方向のトルクが入力されたときに締結状態となる。具体的には、以下に説明するような構成となっている。

入力部材１０１は、外周部が複数の傾斜部１０１Ａで形成される部材である。各傾斜部１０１Ａは、時計回り方向に進むにつれて徐々に出力部材１０２に接近するよう設けられている。隣り合う傾斜部１０１Ａの境界には壁面１０１Ｂが設けられている。

出力部材１０２は、入力部材１０１の外周側に所定の隙間をもって設けられる部材である。

入力部材１０１と出力部材１０２の間には、ボール１０３と円環状の保持器１００が設けられる。ボール１０３は、各傾斜部１０１Ａに一つずつ配置される。ボール１０３と保持器１００は、いずれも入力部材１０１及び出力部材１０２に対して自由に移動可能である。ボール１０３は保持器１００に回転自在に保持される。ボール１０３の径は、傾斜部１０１Ａと出力部材１０２の内周面との間隔の最小値から最大値の間の大きさである。なお、ボール１０３に代えて、円筒状のころを用いてもよい。

保持器１００は、径方向内側に突出する複数の突起部１００Ａを備える。この突起部１００Ａは、入力部材１０１の壁面１０１Ｂと同じ間隔で設けられている。そして、保持器１００は、壁面１０１Ｂとボール１０３の間に突起部１００Ａが位置するように設けられる。

上記のようなワンウェイクラッチの、締結状態と解放状態の切り替わりのメカニズムについて説明する。ここでは、入力部材１０１にトルク入力用の入力側回転部材が連結され、出力部材１０２にトルク出力用の出力側回転部材が連結されているものとして説明する。

入力部材１０１に時計回り方向のトルクが入力されると、入力部材１０１は時計回り方向に回転する。このとき、壁面１０１Ｂは突起部１００Ａを介してボール１０３を押すことになる。つまり、突起部１００Ａの一方の面が壁面１０１Ｂに接し、他方の面がボール１０３に接した状態で、入力部材１０１、保持器１００、及びボール１０３は一体として入力部材１０１の軸周りに回転する。したがって、ボール１０３は出力部材１０２に接することはなく、解放状態となる。仮にボール１０３が遠心力により径方向へ移動して、入力部材１０１から離れて出力部材１０２と接触したとしても、ボール１０３が保持器１００に保持された状態で自転することにより、入力部材１０１と出力部材１０２の差回転は吸収される。

一方、入力部材１０１に反時計回り方向のトルクが入力されると、入力部材１０１のみが反時計回り方向に回転する。これにより、突起部１００Ａは壁面１０１Ｂから離れて、ボール１０３を傾斜部１０１Ａに沿って押し上げることになる。そして、ボール１０３が傾斜部１０１Ａと出力部材１０２とに挟まれると、締結状態となり、入力部材１０１から出力部材１０２へトルクが伝達される。

ところで、本実施形態のワンウェイクラッチでは、解放状態から締結状態に切り替わるためには、入力部材１０１が反時計回り方向に回転する必要はなく、トルクの入力方向が切り替われば十分である。例えば、時計回り方向のトルクが入力されて、入力部材１０１が時計回り方向に回転している解放状態から、トルクの入力方向が反時計回り方向に切り替わる場合を考える。

トルクの入力方向が反転すると入力部材１０１の回転速度はただちに低下するが、入力部材１０１に固定されていない保持器１００及びボール１０３は、慣性力の働きによって、そのまま回転し続けようとする。これにより、ボール１０３が自らの慣性力及び保持器１００により傾斜部１０１Ａに沿って押し上げられ、入力部材１０１と出力部材１０２に挟み込まれる。その結果、入力部材１０１と出力部材１０２の相対回転がなくなり、締結状態となる。

つまり、入力部材１０１へのトルク入力方向が時計回り方向から反時計回り方向へ切り替わると、入力部材１０１の回転方向が時計周り方向のままでも、解放状態から締結状態へと切り替わる。

また、締結状態で入力部材１０１へのトルク入力方向が再び時計周り方向へ切り替わると、相対的には入力部材１０１だけが時計回り方向に回転するので、ボール１０３の挟み込みが解除されて、解放状態に切り替わる。

上記のようにトルクの入力方向の変化に応じて締結状態と解放状態とが切り替わるワンウェイクラッチであれば、入力部材の慣性が大きい場合でも、トルクの入力方向の変化に応じて解放状態から締結状態に切り替えることができる。

図２は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したワンウェイクラッチと機能は同じであるが、入力部材１０１と出力部材１０２の位置関係が異なるワンウェイクラッチの一例を示す図である。なお、図２は解放状態を示している。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）では入力部材１０１が内周側、出力部材１０２が外周側という構成であったが、図２ではその逆で、入力部材１０１が外周側、出力部材１０２が内周側となっている。このため、傾斜部１０１Ａは内周側にある出力部材１０２に徐々に近づくよう形成されている。

締結状態と解放状態の切り替わりのメカニズムは図１（Ａ）、図１（Ｂ）の構成と同様である。すなわち、入力部材１０１が時計回り方向のトルクによって回転すると、壁面１０１Ｂが突起部１００Ａを介してボール１０３を周方向に押す。このとき、入力部材１０１と保持器１００及びボール１０３とは同じ回転速度で回転するので、ボール１０３は出力部材１０２に接触せず、解放状態となる。

そして、入力部材１０１へ入力されるトルクが反時計回り方向に変化すると、保持器１００の慣性によってボール１０３が入力部材１０１と出力部材１０２に挟まれて締結状態となる。締結状態でトルク入力方向が時計回りに切り替わると、ボール１０３の挟み込みが解除されて、再び解放状態に切り替わる。このようなワンウェイクラッチを、以下の説明ではトルク感応式ワンウェイクラッチと称する。これに対して、回転方向が切り替わらないと締結状態と解放状態が切り替わらない構造のワンウェイクラッチを、回転感応式ワンウェイクラッチと称する。

次に、上述したワンウェイクラッチの使用例について説明する。

図３は、内燃機関や電動モータ等といった駆動源から入力された駆動力を、ドライブシャフト等を介して車輪に伝達するトルク伝達装置ＯＴＣの断面図である。図４はトルク伝達装置ＯＴＣの錘７部分の正面図である。

トルク伝達装置ＯＴＣは、駆動源から入力されるトルクにより回転軸周りに回転するヨーク４と、変速機または車体等に固定される筒状の固定軸３１を備える。ヨーク４には筒状のトルク伝達軸１０がベアリング１３を介して回転可能に、かつヨーク４の回転軸と同軸に支持されている。固定軸３１の内周側には、出力軸３０がベアリング３２を介して回転可能かつヨーク４の回転軸と同軸に支持されている。また、出力軸３０は、ベアリング２０を介してトルク伝達軸１０の内周側にも回転可能かつヨーク４の回転軸と同軸に支持されている。出力軸３０とトルク伝達軸１０の間には、ベアリング２０の他に第１ワンウェイクラッチ１１が介装されている。固定軸３１とトルク伝達軸１０は少なくとも一部がヨーク４の回転軸方向で重なり、重なる部分については、固定軸３１の方がトルク伝達軸１０より小径である。そして重なる部分において、固定軸３１とトルク伝達軸１０の間には第２ワンウェイクラッチ１２が介装されている。この第２ワンウェイクラッチ１２として、トルク感応式のワンウェイクラッチを使用する。具体的には、図２に示した構成のものを用い、トルク伝達軸１０と入力部材１０１、固定軸３１と出力部材１０２を、それぞれ嵌合させる。なお、第１ワンウェイクラッチ１１は回転感応式で構わない。

第１ワンウェイクラッチ１１は、後述する振動トルクが入力回転と同方向（以下、この方向を正の方向とする）に作用する場合に締結して、その振動トルクを出力軸３０に伝達する。振動トルクが負の方向に作用する場合、第２ワンウェイクラッチ１２が締結してトルク伝達軸１０が固定軸３１に固設されて回転が止められるとともに、第１ワンウェイクラッチ１１の締結が解除されるので出力軸３０はそれまでの回転の慣性で回転を続ける。

トルク伝達軸１０の外周部には、偏心軸９Ａと偏心軸９Ｂが、ヨーク４の回転軸方向に並んで固定されている。偏心軸９Ａと偏心軸９Ｂの偏心方向は１８０°ずれている。偏心軸９Ａには、ベアリング１６Ａを介して錘７Ａが回転可能に支持されている。同様に、偏心軸９Ｂにはベアリング１６Ｂを介して錘７Ｂが回転可能に支持されている。

錘７Ａは、錘７Ａをヨーク４の回転軸方向に貫通するピン孔３３を備える。そして、ピン孔３３に挿通されたピン１９Ａの両端はヨーク４に固定される。錘７Ｂについても同様に、ピン１９Ｂが挿通している。

ピン孔３３のヨーク４の回転軸方向から見た開口部は、図４に示すようにピン１９Ａ、１９Ｂが摺動可能な長穴形状となっている。

偏心軸９Ａ、９Ｂの、トルク伝達軸１０の回転軸に対する偏心量は等しいが、偏心方向はトルク伝達軸１０を挟んで反対方向である。すなわち、錘７の数をＮ個とした場合に、ヨーク４の回転方向で３６０／Ｎ度間隔の各方向に分布する回転軸まわりのイナーシャの大きさが等しくなるように複数の錘７を設ける。

なお、本説明において、個別の錘または偏心軸を示す場合にはそれぞれ７Ａ、７Ｂ、または９Ａ、９Ｂとして区別し、両者を総称する場合には単に７または９とする。後述するヨークシャフト５、リンク６についても同様とする。

錘７は、ベアリング１６に嵌合している側が、相対的に軸方向長さが短い薄部１７Ａ、リンク６に連結される側が、相対的に軸方向長さが長い厚部１７Ｂとなっている。

錘７Ａと錘７Ｂは同形状であり、トルク伝達装置ＯＴＣが停止した状態では互いの厚部１７Ｂが偏心軸９の中心軸を挟んで反対側に位置するよう配置される。また、錘７Ａは厚部１７Ｂが負荷側に伸びる向きで、錘７Ｂは厚部１７Ｂが駆動源側に伸びる向きで、互いの薄部１７Ａ同士が軸方向に対向するよう接近して配置される。ただし、厚部１７Ｂは、一対となる錘７をトルク伝達軸１０方向で接近させた場合に、他方の薄部１７Ａと干渉しないように設定する。

次に、トルク伝達装置ＯＴＣの動作について説明する。

駆動源から回転が入力されると、ヨーク４が回転軸を中心として回転し、ヨーク４にピン１９を介して連結されている錘７も回転する。ただし、錘７は偏心軸９の中心を回転軸として回転する。すなわち、錘７が回転することで生じる遠心力は、トルク伝達軸１０の径方向からずれた方向に作用することとなり、トルク伝達軸１０を回転させるトルクが発生する。このトルク発生のメカニズムについては後述する。

ここで、図５を参照して各部品の動きについて説明する。図５は、図４と同様に錘７部分を正面から見た図である。トルク伝達軸１０の回転軸をＯ、ピン１９の中心軸をＢ、錘７の重心をＣ、偏心軸９の中心をＤとする。また、ＣからＢ方向のベクトルをＲ２、ＤからＣ方向のベクトルをＲ３、ＯからＤ方向のベクトルをＲ４、ベクトルＲ３とベクトルＲ４のなす角をθとする。

ピン１９の中心軸Ｂは、入力回転とは異なる角速度ωｉｎ２で運動し、その軌跡は回転軸Ｏを中心とすると、真円にはならない。錘７の重心Ｃも同様である。これらの軌跡が真円にならないのは、トルク伝達軸１０と偏心軸９の中心が偏心しているためである。偏心しているにもかかわらずトルク伝達軸１０及び偏心軸９が回転できるのは、ピン１９がピン孔３３に沿ってスライドすることで、偏心量を吸収するからである。中心軸Ｂ及び重心Ｃの軌跡は、偏心軸９の中心Ｄを中心とすると真円となる。

偏心軸９の中心Ｄは、トルク伝達軸１０の回転と等しい角速度で運動し、その軌跡は回転軸Ｏを中心とする真円となる。

角θはベクトルＲ３とベクトルＲ４のなす角なので、ベクトルの内積の式（１）から求めることができる。

次に、トルク伝達軸１０を回転させるトルクが発生するメカニズムについて説明する。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、遠心力ＦとトルクＴの関係を示す図である。なお、ここでは簡単の為、錘７がリンク６による制限を受けずに回転できるものとしている。

錘７が回転することで発生する遠心力は、式（２）で表される。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、遠心力Ｆは、偏心軸９の中心Ｄに、ベクトルＲ３方向に作用する。そして、回転軸Ｏには、式（３）で表されるトルクＴが作用することになる。

ベクトルＲ３が図中のＹ軸と一致する状態のθをゼロ度とし、図中の時計回り方向を正とすると、θがゼロから１８０度の間にある場合には、図６（Ａ）に示すように、トルクＴは図中の時計回り方向、つまり正の方向に作用する。一方、θが１８０度から３６０度の間にある場合には、図６（Ｂ）に示すように、トルクＴは反時計回り方向、つまり負の方向に作用する。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）は、トルク伝達装置ＯＴＣにより伝達されるトルクについて説明するためのタイムチャートである。図７（Ａ）はトルク伝達装置ＯＴＣに入力される回転について、図７（Ｂ）はそれにより発生するトルクＴについて、図７（Ｃ）は出力軸３０に伝達されるトルクについてのチャートである。

図７（Ａ）に示すように一定速度の回転が入力されて錘７が回転することによって、トルクＴの大きさ及び作用方向が周期的に変化する。この変化は、式（３）から明らかなように、図７（Ｂ）に示すように正弦波で表すことができる。

そして、上述した第１ワンウェイクラッチ１１及び第２ワンウェイクラッチ１２により、図７（Ｃ）に示すようにトルクＴが正方向に作用する場合のみ、出力軸３０にトルクが伝達される。

より具体的には、正方向のトルクＴが入力されている場合には、第１ワンウェイクラッチ１１はトルク伝達軸１０と出力軸３０の相対回転を禁止し、第２ワンウェイクラッチ１２はトルク伝達軸１０を固定軸３１に対して自由に回転させる。これにより、出力軸３０から駆動輪へトルクが伝達される。

一方、負方向のトルクＴが入力されている場合には、第１ワンウェイクラッチ１１はトルク伝達軸１０に対して出力軸３０を自由に回転させ、第２ワンウェイクラッチ１２は固定軸３１に対するトルク伝達軸１０の差回転を禁止する。これにより、出力軸３０はそれまでの回転の慣性で回転を続ける。また、出力軸３０が車輪の連れ回りによって回転することも許容される。

上述した錘７の回転による遠心力ＦをトルクＴに変換して伝達するトルク伝達装置ＯＣＴでは、トルク伝達経路中で摩擦が発生するのがベアリング１３、１６と第１ワンウェイクラッチ１１及び第２ワンウェイクラッチ１２だけである。このため、一般的な車両のクラッチよりも伝達効率が高い。また、錘７の遠心力を利用するので、一般的なトルクコンバータと同様に駆動力増幅作用も持ち合わせている。さらに、一般的なトルクコンバータと同様に、制御不要で速度比ゼロから１までカバーできる。

ところで、第２ワンウェイクラッチ１２として回転感応式のものを用いても、トルク伝達装置ＯＣＴはその機能を果たすことはできる。しかし、以下に説明するように、第２ワンウェイクラッチ１２をトルク感応式にする方が、伝達効率をより高くすることができる。

第２ワンウェイクラッチ１２を回転感応式にすると、トルクＴの作用方向が負に切り替わってからトルク伝達軸１０の回転方向が切り替わるまでは解放状態のままとなる。そしてトルク伝達軸１０の回転方向が切り替わるまでは、回転感応式の第１ワンウェイクラッチ１１は締結状態のままである。このため、トルクＴの作用方向が負になってから、第２ワンウェイクラッチ１２が締結状態に切り替わるまでの間は、第１ワンウェイクラッチ１１を介して出力軸３０に入力されるトルクが徐々に小さくなる。換言すると、第２ワンウェイクラッチ１２が締結状態になるまでは、出力軸３０の回転にブレーキがかけられることになる。特に、図３に示すトルク伝達装置ＯＣＴのように錘７の回転によりトルクを発生させる構成では、トルク伝達軸１０に作用する慣性力が大きいため、トルクＴの入力方向が負に切り替わってからトルク伝達軸１０の回転方向が切り替わるまでに時間を要する。

一方、トルク伝達装置ＯＣＴは、上述したようにトルク伝達軸１０に入力されるトルクＴが負の場合は、トルク伝達軸１０と出力軸３０のトルク伝達を遮断する。トルク伝達を遮断している間は、出力軸３０は慣性力により回転することになる。したがって、トルク伝達が遮断されている間の出力軸３０の回転速度を高く維持するためには、トルク伝達が遮断されるタイミング、つまり第１ワンウェイクラッチ１１が解放状態になるタイミングにおける出力軸３０の回転速度は、より高いことが望ましい。しかし、第２ワンウェイクラッチ１２を回転感応式にすると、上述したように第２ワンウェイクラッチ１２が締結状態になるまでの間に、出力軸３０の回転にブレーキがかけられてしまう。

これに対して、第２ワンウェイクラッチ１２がトルク感応式であれば、トルクＴの入力方向が負に切り替わると速やかに締結状態となり、トルク伝達軸１０が固定軸３１に固定される。一方、出力軸３０は慣性力により回転し続けるので、両者の相対的な回転方向が反転して、第１ワンウェイクラッチ１１が解放状態となる。これにより、トルクＴの入力方向が負に切り替わった後に、出力軸３０の回転にブレーキがかけられることを回避できる。その結果、トルク伝達軸１０へのトルクＴの入力方向が負になる期間中における出力軸３０の回転速度の低下を抑制して、より高い伝達効率を発揮することができる。

なお、図１に示したトルク感応式のワンウェイクラッチにおいて、ボール１０３に代えて図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すような楔１０４を用いてもよい。図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）と同様にワンウェイクラッチの構成を示しており、図８（Ａ）は解放状態、図８（Ｂ）は締結状態を示している。図１（Ａ）、図１（Ｂ）との相違点は、ボール１０３が楔１０４になっている点のみである。

楔１０４は、突起部１００Ａと対向する基端面１０４Ａと、傾斜部１０１Ａと対向する摺動面１０４Ｂと、出力部材１０２の内周面と対向する傾斜面１０４Ｃを含んで構成される。

このような構成でも、ボール１０３の場合と同様のメカニズムで締結状態と解放状態が切り替わる。すなわち、入力部材１０１に時計回り方向のトルクが入力されると、壁面１０１Ｂが突起部１００Ａを介して楔１０４の基端面１０４Ａを押し、これらが一体となって回転する。その結果、楔１０４は出力部材１０２と接触せず、解放状態となる。そして、トルクの入力方向が反時計回りに切り替わると、保持器１００が楔１０４を傾斜部１０１Ａに沿って押し上げ、楔１０４が入力部材１０１と出力部材１０２に挟みこまれて、締結状態となる。

以上のように、本実施形態のワンウェイクラッチは、入力部材１０１及び出力部材１０２に対して相対回転変位可能で、かつ入力部材１０１へのトルク入力方向が一方から他方へ変化したときにボール１０３を入力部材１０１に対して周方向の一方側へ変位させる保持器１００を備える。これにより、入力部材１０１へのトルク入力方向が変化すると、回転方向が変化しなくても、解放状態から締結状態へ切り替わる。

より具体的には、保持器１００は、入力部材１０１へのトルク入力方向が一方のときは、入力部材１０１に付勢されながら入力部材１０１と一体となって回転する。そして、入力部材１０１へのトルク入力方向が反転すると、慣性力によりボール１０３を入力部材１０１に対して周方向の一方側へ変位させる。

このようなトルク入力方向に感度を有するワンウェイクラッチは、入力部材１０１の慣性が大きい装置において、トルク入力方向の変化に応じて解放状態と締結状態を速やかに切り替えたい場合に特に有用である。

（第２実施形態）
図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るワンウェイクラッチを側方から見た図であり、図９（Ａ）は解放状態、図９（Ｂ）は締結状態を示している。図１０は、図９（Ｂ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

本実施形態のワンウェイクラッチは、入力側回転部材２００の先端に取り付けられた円盤状の入力部材１０１と、出力側回転部材２０１の先端に取り付けられた円盤状の出力部材１０２が対峙している。互いの対峙している面（以下、この面を表面と呼ぶ）にボール１０３が挟み込まれることで締結状態となるのは第１実施形態と同様である。

入力部材１０１の表面は、周方向に所定数（図１０では６）の区画に分割されており、各区画は同一周方向に進むにつれて出力部材１０２に近づく傾斜部１０１Ａとなっている。各傾斜部１０１Ａの境界には壁面１０１Ｂが設けられている。

入力部材１０１と出力部材１０２の間には、保持器１００が両者に対して回転自由に配置されている。保持器１００は各区画の径方向に伸びる枝部１００Ｂを有し、各枝部１００Ｂはボール１０３を保持している。ボール１０３は枝部１００Ｂの壁面１０１Ｂとは反対側に保持されている。

入力部材１０１にトルクが図１０中で反時計回り方向のトルクが入力され、入力部材１０１が時計回り方向に回転すると、図９（Ａ）に示すように、壁面１０１Ｂが保持器１００を介してボール１０３を押し、ボール１０３と出力部材１０２は接触しない。これにより、解放状態となる。

一方、解放状態で回転中に、入力部材１０１へのトルクの入力方向が図１０中で時計回りに切り替わると、入力部材１０１の回転速度は低下するが、保持器１００及びボール１０３は慣性力によってそのまま回転し続けようとする。その結果、保持器１００がボール１０３を傾斜部１０１Ａに沿って押し上げ、図９（Ｂ）に示すように、ボール１０３が入力部材１０１と出力部材１０２とに挟み込まれて締結状態となる。また、締結状態のときに入力部材１０１へのトルクの入力方向が反時計回りに切り替わると、入力部材１０１がトルクの入力方向に回転することによって、ボール１０３の挟み込みが解消され、解放状態に切り替わる。

以上のように本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、トルクの入力方向の切り替わりに応じて速やかに解放状態と締結状態とが切り替わる。

なお、本実施形態においても、ボール１０３に代えて楔１０４を用いてもよい。

（第３実施形態）
図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るワンウェイクラッチを側方から見た図であり、図１１（Ａ）は解放状態、図１１（Ｂ）は締結状態を示している。

入力部材１０１は、外周部に複数の傾斜部１０１Ａを備える部材である。傾斜部１０１Ａは、時計回り方向に進むにつれて徐々に出力部材１０２に接近するよう設けられている。隣り合う傾斜部１０１Ａの境界には壁面１０１Ｂが設けられている。傾斜部１０１Ａと壁面１０１Ｂがなす角は鋭角になっている。

出力部材１０２は、入力部材１０１の外周側に所定の隙間をもって設けられる部材である。

入力部材１０１と出力部材１０２の間には、楔１０５と円環状の保持器１００が設けられる。楔１０５は、各傾斜部１０１Ａに一つずつ配置され、各楔１０５は保持器１００にピン１０６を軸として回転可能に保持されている。ピン１０６は、図１１中において楔１０５の右端付近に位置することが好ましい。

保持器１００は、いずれも入力部材１０１及び出力部材１０２に対して自由に移動可能である。また、保持器１００は楔１０５を外周方向へ押圧する機構を備える。例えば、ピン１０６を軸として巻き回されたつるまきバネの一端を楔１０５、他端を保持器１００にそれぞれ係止することで、つるまきバネの弾性力を楔１０５に対して外周方向に付勢することができる。また、板バネを用いてもよいし、油圧機構等を用いてもよい。

楔１０５の、ピン１０６で支持された側とは反対側の端面１０５Ａ（以下、後端面という）は、壁面１０１Ｂと対向するよう傾斜している。また、楔１０５の外周側の面は、入力部材１０１と出力部材１０２とに挟まれたときに、出力部材１０２の内周面との接触面積が広くなるような形状が望ましい。

次に、本実施形態のワンウェイクラッチの、締結状態と解放状態の切り替わりのメカニズムについて説明する。

入力部材１０１に時計回り方向のトルクが入力されて回転し、壁面１０１Ｂが楔１０５の後端面１０５Ａに接すると、壁面１０１Ｂと楔１０５の後端面１０５Ａが対向するように傾斜していることから、図１１（Ａ）に示すように楔１０５は内周側に押し付けられる。これにより、楔１０５と出力部材１０２が接触しなくなり、解放状態となる。

そして、入力部材１０１へのトルクの入力方向が反時計回り方向へ切り替わると、入力部材１０１は回転速度が低下するのに対して、保持器１００が慣性力によってそのまま回転し続けようとする。その結果、楔１０５が入力部材１０１と出力部材１０２に挟まれる。さらに、楔１０５の後端面１０５Ａと壁面１０１Ｂが離れることにより、楔１０５はピン１０６を軸として外周方向へ押圧されて、楔１０５の外周面と出力部材１０２の内周面とが接触する。これにより締結状態となる。

なお、楔１０５と出力部材１０２の互いの接触面に、摩擦材を貼り付けたり、摩擦係数を高めるような加工を施したりしてもよい。接触面の摩擦係数を高めることで、接触面積を小さくしても締結力を確保することが可能となり、ひいては締結容量を確保しつつワンウェイクラッチを小型化することができる。

以上のように本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、トルクの入力方向の切り替わりに応じて速やかに解放状態と締結状態とが切り替わる。また、摩擦材の貼り付け等を施すことにより、ワンウェイクラッチの小型化を図ることができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

１ 駆動源
２ 負荷
３ ケース
４ ヨーク
５ ヨークシャフト
６ リンク
７ 錘
９ 偏心軸
１０ トルク伝達軸
１１ 第１ワンウェイクラッチ
１２ 第２ワンウェイクラッチ
１６ ベアリング
１９ ピン
３０ 出力軸
３１ 固定軸
１００ 保持器
１０１ 入力部材
１０２ 出力部材
１０３ ボール（ロック部材）
１０４ 楔（ロック部材）
１０５ 楔（ロック部材）
１０６ ピン

Claims (5)

1. 入力部材と出力部材の間にロック部材が配置され、前記ロック部材が前記入力部材に対して周方向の一方側に変位すると前記ロック部材が前記入力部材と前記出力部材の間に挟み込まれて締結状態となるワンウェイクラッチにおいて、
   前記入力部材及び前記出力部材に対して相対回転変位可能で、かつ前記入力部材へのトルク入力方向が一方から他方へ変化したときに前記入力部材に対して相対回転変位することにより前記ロック部材を前記入力部材に対して周方向の一方側へ変位させる保持器を備えることを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記ロック部材は、前記入力部材と前記出力部材の回転差を吸収するよう回転する転動体である請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
3. 前記ロック部材は、楔状の部材である請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記ロック部材と前記出力部材の互いの接触面に、摩擦材を設けるか、または摩擦係数を高める処理を施す請求項１から３のいずれかに記載のワンウェイクラッチ。
5. 前記保持器は、前記入力部材へのトルク入力方向が一方のときは前記入力部材と一体に回転し、前記入力部材へのトルク入力方向が一方から他方へ変化したときには、慣性力により前記ロック部材を前記入力部材に対して周方向の一方側へ変位させる請求項１から４のいずれかに記載のワンウェイクラッチ。

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