(57)【要約】【課題】  低コスト、簡単な構造、小型で大きな回転トルクを伝達できる双方向クラッチを提供すること。【解決手段】入力部材１と、出力部材３と、中間部材５と、前記入力部材１、前記出力部材３、前記中間部材５及び前記転がり部材７を収容するハウジング部材１３とを備え、入力部材１からの回転駆動力は出力部材３に伝達され、出力部材３からの外力は入力部材１に伝達されない双方向クラッチであって、入力部材１に働く回転駆動力で入力部材１がその回転中心を基準にして変位することにより、中間部材５を放射外方向に動かして出力部材３と中間部材５との間隙を変化させ、出力部材３の凹凸面と中間部材５とを、又は出力部材５と中間部材５の凹凸面とを、転がり部材７を介して、あるいは直接的に連結することを特徴とする双方向クラッチ。【選択図】  図１
2010007755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材と、出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に位置する中間部材と、前記中間部材と前記出力部材との間に位置する転がり部材と、前記入力部材、前記出力部材、前記中間部材及び前記転がり部材を収容するハウジング部材とを備え、前記入力部材からの回転駆動力は前記出力部材に伝達され、前記出力部材からの回転力は前記入力部材に伝達されない双方向クラッチであって、
前記出力部材は、前記中間部材に対面する内側面に、凹凸又は前記転がり部の一部分を収容する凹所を備え、
前記中間部材は、前記出力部材に対面する外側面に、前記転がり部の一部分を収容する凹所又は凹凸を備え、
前記入力部材に働く回転駆動力で前記入力部材がその回転中心を基準にして変位するとき、前記中間部材を放射外方向に動かし、前記出力部材の前記凹凸を有する内側面と前記中間部材の前記凹所の底面とで、又は前記出力部材の前記凹所の底面と前記中間部材の前記凹凸を有する外側面とで、前記転がり部材を挟みつけることにより、前記中間部材と転がり部材とを介して前記入力部材と前記出力部材とを連結することを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項２】
入力部材と、出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に位置する中間部材と、前記入力部材、前記出力部材、前記中間部材を収容するハウジング部材とを備え、前記入力部材からの回転駆動力は前記出力部材に伝達され、前記出力部材からの回転力は前記入力部材に伝達されない双方向クラッチであって、
前記出力部材は、前記中間部材に対面する内側面に、凹凸を有する凹凸面を備え、
前記中間部材は、前記出力部材に対面する外側面に、凹凸を有する連結用凹凸部を備え、
前記入力部材に働く回転駆動力で該入力部材がその回転中心を基準にして変位するとき、前記中間部材を放射外方向に動かし、前記出力部材と前記中間部材とを前記出力部材の前記凹凸面と前記中間部材の前記連結用凹凸部とで、当接させることにより、前記中間部材を介して前記入力部材と前記出力部材とを連結することを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記ハウジング部材と組み合わされるシールド部材と、
該シールド部材と平行に位置して前記中間部材の動きを案内し、規制する支承部材と、
前記シールド部材と前記支承部材との間に位置する弾性摩擦部材と、
を備え、
前記弾性摩擦部材は、前記入力部材の前記回転駆動力が所定値以下のときには前記支承部材が回転するのを阻止することを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記中間部材の動きを案内し、規制する支承部材を備え、
該支承部材は前記ハウジング部材に当接して所定の摩擦抵抗を生じ、
該摩擦抵抗によって、前記入力部材の前記回転駆動力が所定値以下のときには前記支承部材の回転が阻止されることを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項５】
請求項３又は請求項４において、
前記支承部材は、前記中間部材の動きを案内し、規制する面を有し、該面を覆う摩耗抑制部材を備えていることを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記入力部材は、長軸側と短軸側とを有する断面形状の入力係合部と該入力係合部から延びる入力軸部とから構成され、
前記入力係合部は前記複数の中間部の間に挟まれており、
前記出力部材は、出力軸部と該出力軸部よりも直径の大きな出力円筒状部とから構成され、
前記出力円筒状部は、前記内側面に、前記凹凸、前記凹所、前記凹凸面のいずれかを有し、前記中間部材を囲むように配置されており、
前記中間部材は複数個の中間部からなり、
該中間部は、前記外側面に、前記凹所、前記凹凸、前記連結用凹凸部のいずれかを有し、
前記複数の中間部を互いに引き付け合う方向の力を与える緊締部材を備え、
前記入力部材に前記回転駆動力が働くとき、前記複数の中間部は前記入力係合部により力を受け、前記緊締部材の力に逆らって互いに離れる方向に動き、これに伴い前記中間部と前記出力円筒状部とが連結され、前記入力部材の回転駆動力が前記出力部材に伝達されることを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項７】
請求項１又は請求項３ないし請求項６のいずれか１項において、
前記中間部材又は前記出力部材に形成されている前記凹所は、該凹所の中央が深く、両端が浅くなる底面を有する楔形凹所であり、
前記入力部材に前記回転駆動力が働くとき、前記転がり部材は前記出力部材又は前記中間部材の前記楔形凹所の底面と前記中間部材又は前記出力部材の前記凹凸の形成された面とで挟みつけられることを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項８】
請求項６又は請求項７において、
前記中間部材が２個の前記中間部からなる場合は、前記入力係合部は長方形状又は楕円状であり、前記中間部材が３個以上の前記中間部からなる場合は、前記入力係合部は、前記中間部の個数と同じ個数の角を有する多角形状となることを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれか１項において、
前記緊締部材は弾性部材であり、該弾性部材が前記中間部材の前記中間部をその弾性力で結合することにより、前記入力部材に前記回転駆動力が働かないときには、前記緊締部材の働きによって前記中間部材と前記出力部材とは連結されず、前記出力部材が空転可能であることを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項１０】
請求項９において、
前記緊締部材はバネであり、
前記中間部材は前記バネと係合する係合部を有し、
前記支承部材はその主面から延びる複数のピンを備え、これらピンが前記バネを支承し、
前記入力部材に前記回転駆動力が働くとき、前記バネの弾性力に逆らって、前記中間部材は前記支承部材の前記ガイド部に沿って互いに離れる方向に動くことを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項１１】
請求項６ないし請求項８のいずれか１項において、
前記緊締部材は前記中間部材の前記中間部のそれぞれに備えられた極性の異なる磁石部材からなり、該磁石部材の吸引力が前記中間部を互いに引き付け合うことにより、前記入力部材に前記回転駆動力が働かないときには、前記緊締部材の働きによって前記中間部材と前記出力部材とは連結されず、前記出力部材が空転可能であることを特徴とする双方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力部材側からの回転力は出力部材側に伝達され、出力部材側からの回転力は入力部材側に伝達されない双方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動側である入力側からの双方向の駆動力が従動側である出力側に伝達され、出力側からの回転力は入力側に伝達されない双方向クラッチは既に提案されている。例えば、入力側からの双方向の駆動力が出力側に伝達され、出力側からの外力は入力側に伝達されない双方向クラッチの例として、出力部材となる従動側部材に回転力が与えられると、従動側部材がロックされる機構を有し、そのロックによって従動側部材が回転できなくなり、出力側からの回転力は入力側に伝達されない双方向クラッチ（例えば、特許文献１、２参照）が提案されている。また、双方向クラッチの他の例として、出力部材となる従動側部材に回転力が与えられると、出力部材が空転する構造のものも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９９５３２号公報
【特許文献２】特開２００７−０３２６３４号公報
【特許文献３】特開平１０−０３７９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前掲の特許文献１の発明に係る双方向クラッチは複数のカム部材、コイルスプリングなどを組み合わせた構造であるので、比較的複雑であり、組み立て作業に時間を要するなどコストの低減、小型化を十分に行えないという問題点がある。また、前掲の特許文献２の双方向クラッチも入出力側の歯部を互いに噛み合せる構造であるので、小型化が難しいと共に、ローラが入力部材と出力部材とに噛み付く機構を高精度にすることが要求される。さらに、これら特許文献１、２に記載されている双方向クラッチはいずれも、出力部材に力が働くときに噛み付いて空転しない構造であり、出力側を空転させたい場合には使用できないという問題がある。
【０００４】
前掲の特許文献３に記載された双方向クラッチは、出力部材に力が働くときに噛み付かずに出力部材が空転するという点においては問題がないが、入力部材と出力部材との間に形成される双方向の楔形空間を高精度で形成しなければ、出力部材に力が働いたときに出力部材とローラとの間の摩擦力によって食い込み、空転しなくなるという問題がある。また、精度の高い構造としても汚れなどによって空転し難くなり、その過程で異音を発生し、寿命が短くなるという欠点がある。
【０００５】
本発明は、上述のような従来の課題を解決することを目的とし、入力部材に与えられる回転力は出力部材に伝達され、出力部材に与えられる回転力は出力部材が空転することにより入力部材に伝達されない双方向クラッチを提供するものである。本発明の双方向クラッチは、内輪部材に相当する中間部材が２個以上からなり、前記入力部材の変位によって２個の前記中間部材が互いに離れる方向（放射外方向）、又は近づく方向（放射内方向）に動くことにより、前記出力部材と前記中間部材との間隙を変化させて、前記出力部材と前記中間部材とを機械的に結合させ、あるいは結合させずに双方向に自在に動けるようにしているので、構造上の精度が高くなくても、あるいは使用により摩耗しても、入力部材と出力部材と連結、あるいは空転が確実に行え、しかも長寿命化を実現できる。特に、前記出力部材又は前記中間部材に凹凸を設けることによって、前記出力部材と前記中間部材との連結時に滑り難くしているので、小型で大きな回転トルクを伝達するのに適した双方向クラッチを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、入力部材と、出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に位置する中間部材と、前記中間部材と前記出力部材との間に位置する転がり部材と、前記入力部材、前記出力部材、前記中間部材及び前記転がり部材を収容するハウジング部材とを備え、前記入力部材からの回転駆動力は前記出力部材に伝達され、前記出力部材からの回転力は前記入力部材に伝達されない双方向クラッチであって、前記出力部材は、前記中間部材に対面する内側面に、凹凸又は前記転がり部の一部分を収容する凹所を備え、前記中間部材は、前記出力部材に対面する外側面に、前記転がり部の一部分を収容する凹所又は凹凸を備え、前記入力部材に働く回転駆動力で前記入力部材がその回転中心を基準にして変位するとき、前記中間部材を放射外方向に動かし、前記出力部材の前記凹凸を有する内側面と前記中間部材の前記凹所の底面とで、又は前記出力部材の前記凹所の底面と前記中間部材の前記凹凸を有する外側面とで、前記転がり部材を挟みつけることにより、前記中間部材と転がり部材とを介して前記入力部材と前記出力部材とを連結することを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【０００７】
第２の発明は、入力部材と、出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に位置する中間部材と、前記入力部材、前記出力部材、前記中間部材を収容するハウジング部材とを備え、前記入力部材からの回転駆動力は前記出力部材に伝達され、前記出力部材からの回転力は前記入力部材に伝達されない双方向クラッチであって、前記出力部材は、前記中間部材に対面する内側面に、凹凸を有する凹凸面を備え、前記中間部材は、前記出力部材に対面する外側面に、凹凸を有する連結用凹凸部を備え、前記入力部材に働く回転駆動力で該入力部材がその回転中心を基準にして変位するとき、前記中間部材を放射外方向に動かし、前記出力部材と前記中間部材とを前記出力部材の前記凹凸面と前記中間部材の前記連結用凹凸部とで、当接させることにより、前記中間部材を介して前記入力部材と前記出力部材とを連結することを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【０００８】
前記第２の発明によれば、前記出力部材の前記凹凸面と前記中間部材の前記連結用凹凸部により結合される構造としたので、転がり部材が不要であり、構造を簡易化できると共に、小型化及び信頼性を向上でき、しかも組み立てが容易になるので経済的にも有利である。
【０００９】
第３の発明は、前記第１の発明又は前記第２の発明において、前記ハウジング部材と組み合わされるシールド部材と、そのシールド部材と平行に位置して前記中間部材の動きを案内し、規制する支承部材と、前記シールド部材と前記支承部材との間に位置する弾性摩擦部材とを備え、前記弾性摩擦部材は、前記入力部材の前記回転駆動力が所定値以下のときには前記支承部材が回転するのを阻止することを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００１０】
前記第３の発明によれば、前記入力部材の前記回転駆動力が所定値以下のときには前記支承部材が回転するのを阻止する前記弾性摩擦部材を備えているので、前記中間部材の複数の中間部の動作を確実なものにできる。
【００１１】
第４の発明は、前記第１の発明又は前記第２の発明において、前記中間部材の動きを案内し、規制する支承部材を備え、その支承部材は前記ハウジング部材に当接して所定の摩擦抵抗を生じ、その摩擦抵抗によって、前記入力部材の前記回転駆動力が所定値以下のときには前記支承部材の回転が阻止されることを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００１２】
前記第４の発明によれば、前記弾性摩擦部材を省略できるので、より構造が簡潔で小型の双方向性クラッチを提供できる。
【００１３】
第５の発明は、前記第３の発明又は前記第４の発明において、前記支承部材は、前記中間部材の動きを案内し、規制する面を有し、その面を覆う摩耗抑制部材を備えていることを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００１４】
前記第５の発明によれば、前記中間部材の動きを案内し、規制する前記支承部材の面を摩耗抑制部材で覆っているので、前記中間部材が金属製で、前記支承部材が合成樹脂製であっても、前記中間部材の動きを案内し、規制する面が摩耗することが無い。したがって、前記支承部材が経済性に優れた合成樹脂性であっても、寿命が長くなり、また、前記中間部材の動きを案内し、規制する機能が低下することは無く、信頼性の高い安価な双方向性クラッチを提供することができる。
【００１５】
第６の発明は、前記第１の発明ないし前記第５の発明のいずれかにおいて、前記入力部材は、長軸側と短軸側とを有する断面形状の入力係合部と該入力係合部から延びる入力軸部とから構成され、前記入力係合部は前記複数の中間部の間に挟まれており、前記出力部材は、出力軸部と該出力軸部よりも直径の大きな出力円筒状部とから構成され、前記出力円筒状部は、前記内側面に、前記凹凸、前記凹所、前記凹凸面のいずれかを有し、前記中間部材を囲むように配置されており、前記中間部材は複数個の中間部からなり、その中間部は、前記外側面に、前記凹所、前記凹凸、前記連結用凹凸部のいずれかを有し、前記複数の中間部を互いに引き付け合う方向の力を与える緊締部材を備え、前記入力部材に前記回転駆動力が働くとき、前記複数の中間部は前記入力係合部により力を受け、前記緊締部材の力に逆らって互いに離れる方向に動き、これに伴い前記中間部と前記出力円筒状部とが連結され、前記入力部材の回転駆動力が前記出力部材に伝達されることを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００１６】
前記第６の発明によれば、前記出力部材と前記中間部材との精度が高くなくても、前記第１の発明ないし前記第５の発明の効果を実現できる具体的な構造を提供できる。また、摩耗などによっても噛み付き機能及び空転機能は影響されず、長寿命化を図ることが可能である。
【００１７】
第７の発明は、前記第１の発明又は前記第３の発明ないし前記第６の発明のいずれかにおいて、前記中間部材又は前記出力部材に形成されている前記凹所は、該凹所の中央が深く、両端が浅くなる底面を有する楔形凹所であり、前記入力部材に前記回転駆動力が働くとき、前記転がり部材は前記出力部材又は前記中間部材の前記楔形凹所の底面と前記中間部材又は前記出力部材の前記凹凸の形成された面とで挟みつけられることを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００１８】
前記第７の発明によれば、前記中間部材又は前記出力部材が備える凹所はその中央が深く、両端が浅くなる底面を有する楔形凹所である。このような構造にすることによって、転がり部材の噛み付きが良好になり、小型の双方向性クラッチで大きな回転トルクを得ることが可能になる。また、楔形凹所の底面の摩耗などによっても噛み付き機能及び空転機能が影響されず、より長寿命化を図ることが可能である。
【００１９】
第８の発明は、前記第６の発明又は前記第７の発明において、前記中間部材が２個の前記中間部からなる場合は、前記入力係合部は長方形状又は楕円状であり、前記中間部材が３個以上の前記中間部からなる場合は、前記入力係合部は、前記中間部の個数と同じ個数の角を有する多角形状となることを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００２０】
前記第８の発明によれば、前記中間部材を３個又は４個以上に分割することも可能であるので、前記出力部材に対する前記転がり部材の噛み付き箇所をより分散できる。したがって、噛み付き機能及び空転機能の優れた出力部材の摩耗を軽減することができ、より一層、寿命を向上させることができる。
【００２１】
第９の発明は、前記第６の発明ないし前記第８の発明のいずれかにおいて、前記緊締部材は弾性部材であり、該弾性部材が前記中間部材の前記中間部をその弾性力で結合することにより、前記入力部材に前記回転駆動力が働かないときには、前記緊締部材の働きによって前記中間部材と前記出力部材とは連結されず、前記出力部材が空転可能であることを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００２２】
前記第９の発明によれば、前記緊締部材が弾性部材であり、前記分割された中間部材に常に弾性力を与えているので、前記出力部材の空転時の応答性が良好であり、機能の優れた双方向クラッチを提供することができる。
【００２３】
第１０の発明は、前記第９の発明において、前記緊締部材はバネであり、前記中間部材は前記バネと係合する係合部を有し、前記支承部材はその主面から延びる複数のピンを備え、これらピンが前記バネを支承し、前記入力部材に前記回転駆動力が働くとき、前記バネの弾性力に逆らって、前記中間部材は前記支承部材の前記ガイド部に沿って互いに離れる方向に動くことを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００２４】
前記第１０の発明によれば、前記緊締部材がバネであり、そのバネは前記中間部材と前記支承部材とを機械的に結合する働きを行うので、組み立て時に前記中間部材と前記支承部材とがバラバラになることがなく、組み立てが容易となる。
【００２５】
第１１の発明は、前記第６の発明ないし前記第８の発明のいずれかにおいて、前記緊締部材は前記中間部材の前記中間部のそれぞれに備えられた極性の異なる磁石部材からなり、その磁石部材の吸引力が前記中間部を互いに引き付け合うことにより、前記入力部材に前記回転駆動力が働かないときには、前記緊締部材の働きによって前記中間部材と前記出力部材とは連結されず、前記出力部材が空転可能であることを特徴とする双方向クラッチを提供する。
【００２６】
前記第１１の発明によれば、前記緊締部材が磁石であるので、予めそれぞれの中間部に磁石を組み込んでおくことができ、組み立て時に前記中間部と前記支承部材とがバラバラになることがないので、組み立てが容易となる。また、磁石の吸引力によって前記出力部材の空転時の応答性が良好である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、駆動側である入力部材側から従動側である出力部材側には駆動力が確実に伝達されるが、出力部材側に加えられる回転力は出力部材が空転することによって入力部材側に確実に伝達されない、小型化が可能で経済性に優れた双方向クラッチを提供できる。また、前記出力部材と前記中間部材とが連結したときに、入力部材にかけられる回転力によって滑りにくい構造となっているので、小型で大きな回転トルクを伝達できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
[実施形態１]
本発明に係る実施形態１の双方向クラッチ１００について、図１〜図１１により説明する。図１はこの双方向クラッチ１００の具体的な構造を示す図であり、図１（Ａ）は図１（Ｂ）の破断線Ｘ−Ｘ’での断面（斜線は省略）を示し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の破断線Ｙ−Ｙ’での断面（斜線は一部分省略）を示している。この実施形態１の双方向クラッチ１００は、図１に示すように、主に入力部材１、出力部材３、二つに分割されていて内輪として働く中間部材５、ローラ又はボールのような転がり部材７、２分割されている中間部材５に引き付け合う力を与える緊締部材９、緊締部材９を支承し、中間部材５の動きをガイドすると共に規制する支承部材１１、ハウジング部材１３、シールド部材１５、及び弾性摩擦部材１７などからなる。また、入力部材１と出力部材３の回転をスムーズなものにするために、必要に応じて軸受部材１９と２１を備える。全体の具体的な構造、組み立て及び動作については後で説明するものとし、先ず個々の部材について説明する。
【００２９】
図２により入力部材１を説明する。図２（Ａ）は入力部材１の側面を示し、図２（Ｂ）はそれを左側から見た図、図２（Ｃ）は右側から見た図である。入力部材１は図示しないモータなどから回転駆動力を付与されるものであり、中間部材５と組み合わされる入力係合部１Ａは丸棒部分１Ｂの両側を軸線Ｚに沿って削除した相互に平行となる面ａ、ｂを有する。そして、入力係合部１Ａは平行な面ａ、ｂ間の長さを短軸側ｅ、円弧状の面ｃ、ｄ間の最大径となる長さを長軸側ｆとする形状を有する。
【００３０】
なお、入力係合部１Ａは楕円形状のもの、又は長方形の角を丸めた長方形状のものなどであってもよい。入力係合部１Ａから丸棒部分１Ｂを通して延びる入力軸部１Ｃは、組み立てたときに双方向クラッチ１００の外側に延びて図示しないモータの軸などに結合するためのものである。丸棒部分１Ｂは入力係合部１Ａの長軸側ｆの寸法よりも径が小さい丸棒であり、入力軸部１Ｃはモータの軸などとの機械的な結合を強固なものとするために、図２（Ｃ）に示すように、入力部材１の回転中心となる軸線Ｚに沿って丸棒部分１Ｂの一部分が入力係合部１Ａと同様に軸線Ｚに沿って削除された形状になっている。
【００３１】
次に、図３、図４によって出力部材３を説明する。出力部材３は出力軸部３Ａと出力円筒状部３Ｂとからなる。図３は出力部材３の出力軸部３Ａを示し、図４は外輪として働く出力円筒状部３Ｂを示す。図３（Ａ）は出力軸部３Ａの側面を示し、図３（Ｂ）はそれを左側から見た図、図３（Ｃ）は出力軸部３Ａを右側から見た図である。図４（Ａ）は出力円筒状部３Ｂの断面を示し、図４（Ｂ）は出力円筒状部３Ｂを左側から見た図、図４（Ｃ）はそれを右側から見た図である。図３（Ｃ）に示すように、出力軸部３Ａは、入力部材１の入力係合部１Ａと同様に入力部材１の軸線Ｚに沿って部分的に切除され相互に平行な面ｈ、ｉを有する部分３Ａ１、丸棒部分３Ａ２、部分３Ａ１と同様に入力部材１の軸線Ｚに沿って部分的に切除された部分３Ａ３からなる。
【００３２】
出力円筒状部３Ｂは、外輪として働く円筒状部分３Ｂ１と、円筒状部分３Ｂ１よりも外径が小さく、出力軸部３Ａの部分３Ａ１が圧入される圧入孔Ｈを備える嵌合部分３Ｂ２とからなる。円筒状部分３Ｂ１の内側面は凹凸面３Ｂ１１になっており、外側面は円筒状面で示されているが、多角形状などであってもよい。円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１は、転がり部材７の円筒部又は球部の一部分を受け入れることができる程度の凹凸、又は細かい凹凸を備える。凹凸面３Ｂ１１は図示のような断面が三角形状又は台形状、あるいは波状など任意の形状の凹凸でよいが、転がり部材７の円筒部又は球部の一部分を適度に受け入れることができる程度の凹凸形状であることが好ましい。嵌合部分３Ｂ２の圧入孔Ｈは、出力軸部３Ａの部分３Ａ１が圧入されるのに適した形状となっている。なお、出力軸部３Ａの部分３Ａ３は、図示しない負荷側の機器などが結合される。図１（Ｂ）に示すように、組み立てた状態では、出力軸部３Ａは入力部材１と同軸関係にあるが、勿論、入力部材１と出力部材３とは別々に動作できるように、それらの間には間隙がある。
【００３３】
図５により中間部材５の構造について説明する。図５（Ａ）は中間部材５の側面を示し、図５（Ｂ）はそれを左側から見た図、図５（Ｃ）はそれを右側から見た図である。中間部材５は内輪及び後述する転がり部材７を保持するリテーナとして働くものであって、実施形態１では二つの等しい中間部５Ａ、５Ｂからなる。本発明の中間部材５が従来の内輪部材などと異なる大きな点は、入力部材１と機械的に係合しているが、入力部材１に一体的に固定されている構造でないところにある。組み立てられたときに、中間部５Ａ、５Ｂは入力部材１の入力係合部１Ａの短軸側ｅを両側から挟みこむ中央凹所５Ａ１、５Ｂ１をそれぞれ有する。中間部５Ａ、５Ｂの外周部には転がり部材７の一部分を収容する楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２を１個以上それぞれ備える。楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２の深さは転がり部材７の直径よりも当然に浅く、楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２のそれぞれの底面ｗは中央から回転方向の両側に向けて浅くなるように傾斜又は湾曲しているか、あるいは平坦である。
【００３４】
楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２は、転がり部材７がローラであるときにはローラの長さにほぼ等しい奥行きを有し、転がり部材７がボールであるときにはボールの直径にほぼ等しい奥行きを有するのが好ましい。また、楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２は一端側が開いて、他端側が閉止部分５Ａ３、５Ｂ３によって閉じられている。つまり、楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２は中間部５Ａ、５Ｂの閉止部分５Ａ３、５Ｂ３を延びてはおらず、閉止部分５Ａ３、５Ｂ３の外側面は円弧状になっている。ここで、楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２の内部の回転方向の幅は、転がり部材７の直径よりも大きくなっており、楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２内には転がり部材７を回転方向の両側から安定に保持するためのバネ部材８が備えられている。バネ部材８は個々のバネでもよいが、中間部５Ａ用の一般的な一体型のバネ、及び中間部５Ｂ用の一般的な一体型のバネであってもよい。
【００３５】
ここで、バネ部材８は必ずしも必要ではなく、バネ部材８を用いない場合には、楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２の入り口が転がり部材７の直径よりも若干小さくなるように形成する。この場合には、転がり部材７を各楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２に組み込んだ後で容易には脱落しないので、組み立て工程上で都合が良い。また、中間部材５の二つの中間部５Ａ、５Ｂは、後述する緊締部材９として用いられるコの字状の板バネと係合する係合部５Ａ４、５Ｂ４となる凹所をそれぞれ両側に有する。なお、転がり部材７は通常のものでよいので、特に説明をしないが、転がり部材７の楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２の装着は組み立て上から都合の良い時点で行われる。なお、転がり部材７は一部分のものだけを示している。
【００３６】
図６により緊締部材９の構造について説明する。図６（Ａ）は緊締部材９の側面図、図６（Ｂ）は正面図、図６（Ｃ）は中間部材５の二つの中間部５Ａ、５Ｂに係合された状態の形状をそれぞれ示している。この実施形態１に係る双方向クラッチ１００の緊締部材９は、図６（Ａ）に示すように、略コの字状の板バネであり、以下、実施形態１ではコの字状板バネ９と称する。前記コの字状板バネ９は弾性に富む金属板をプレスなどによってコの字状に折り曲げたものであり、部分９Ａ、９Ｂ、９Ｃからなる。部分９Ａと部分９Ｃは部分９Ｂに対してほぼ直角ないしは鋭角になるように折り曲げられており、好ましいバネ力を得るために外力がかからない状態では、幾分鋭角になっているのが好ましい。部分９Ａと部分９Ｃが中間部材５の二つの中間部５Ａ、５Ｂそれぞれの係合部５Ａ４、５Ｂ４に係合する。この状態では、部分９Ａと部分９Ｃは図６（Ｃ）に示すように、部分９Ｂに対してほぼ直角になる。また、部分９Ｂは、図７に示す支承部材１１に装着するのに適した浅い凹部９Ｂ１を中央に有する形状になっている。
【００３７】
次に、図７により支承部材１１の構造について説明する。図７（Ａ）は支承部材１１の正面図、図７（Ｂ）はその一部分を断面で示す側面図、図７（Ｃ）はその裏面図を示している。図１（Ｂ）に示したように、支承部材１１はハウジング部材１３内に収納できる大きさの円板状部１１Ａ、入力部材１の丸棒部分１Ｂが挿通される中央穴１１Ｂを挟んで向き合う形で形成されたガイド部１１Ｃと１１Ｄ、ガイド部１１Ｃと１１Ｄから垂直方向に延びるように形成された３本のピン１１Ｃ１、１１Ｃ２、１１Ｃ３、及び１１Ｄ１、１１Ｄ２、１１Ｄ３をそれぞれ備える。ピン１１Ｃ１〜１１Ｃ３の内の中央に位置するピン１１Ｃ２はピン１１Ｃ１、１１Ｃ３に対して位置がずれており、コの字状板バネ９を両面側から挟み込めるようになっている。ピン１１Ｄ１、１１Ｄ２、１１Ｄ３も同様である。
【００３８】
ガイド部１１Ｃと１１Ｄは、中間部５Ａと５Ｂの動きをガイドする働きと、中間部５Ａと５Ｂが支承部材１１に対して回転しないように中間部５Ａと５Ｂを規制する働きを行う。ガイド部１１Ｃと１１Ｄは互いに平行となるガイド辺１１Ｃ４、１１Ｄ４を有する。なお、円板状部１１Ａの外周部にはハウジング部材１３の段差部１３Ｅに当接して適度の摩擦トルクを得るための円環状の肉厚部１１Ｅが形成されている。円環状の肉厚部１１Ｅはハウジング部材１３の段差部１３Ｅに円状に線接触するように、段差部１３Ｅに対して円弧状になっており、一様な滑りを行う。
【００３９】
支承部材１１の別の１実施例を図８により説明する。軽量化、経済性の面などから支承部材１１を樹脂成形で造る場合がある。中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂが金属製の場合、支承部材１１が中間部５Ａ、５Ｂをガイドし、その動きを規制する働きを繰り返すことにより摩耗し、中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂを正確にガイドし、その動きを規制することができなくなり、寿命が低下する。したがって、この実施例では、図８（Ｂ）に示すような金属材料からなる摩耗抑制部材１２を用い、図７（Ａ）に示されているようなガイド部１１Ｃのガイド辺１１Ｃ４と、ガイド部１１Ｄのガイド辺１１Ｄ４を覆う。
【００４０】
ガイド部１１Ｃ、１１Ｄには同一構造の摩耗抑制部材１２が取付けられるので、好ましく図示されているガイド部１１Ｄだけについて説明する。摩耗抑制部材１２は、主に適当な厚みの金属板を打ち抜いて形成された摩耗抑制部１２Ａと取付け部１２Ｂとからなる。摩耗抑制部１２Ａは図７（Ａ）に示されているガイド辺１１Ｄ４をほぼ全体又は大部分を覆うことができるような大きさを有し、平坦な面を有する。取付け部１２Ｂは、３本のピン１１Ｄ１、１１Ｄ３とピン１１Ｄ２との間に挟まれ、両端は中間部５Ａ、５Ｂの動作によってずれないように適当な角度で、例えば図８（Ａ）ではほぼ９０度で中央穴１１Ｂ側へ曲げられている。このようにすることにより、前述のように中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂが動くとき、中間部５Ａ、５Ｂはガイド辺１１Ｃ４とガイド辺１１Ｄ４とにそれぞれ備えられた摩耗抑制部１２Ａによってガイドされ、動きが規制されるので、ガイド辺１１Ｃ４、ガイド辺１１Ｄ４が摩耗することが無い。
【００４１】
次に、これら中間部材５、緊締部材９及び支承部材１１の組み立て構造を図９により説明する。図９（Ａ）は緊締部材９の組み込み前、図９（Ｂ）は緊締部材９の組み込み後の状態をそれぞれ示している。先ず、中間部材５の中間部５Ａと中間部５Ｂとを支承部材１１のガイド部１１Ｃと１１Ｄのガイド辺１１Ｃ４、１１Ｄ４間に挿入する。このとき、中間部５Ａと中間部５Ｂとはガイド辺１１Ｃ４、１１Ｄ４に接触しているが、円板状部１１Ａの上面及びガイド辺１１Ｃ４、１１Ｄ４に案内されて、図９の上下方向に動ける構造になっている。図９には入力部材１が図示されていないが、入力部材１は支承部材１１の中央穴１１Ｂを挿通する。つまり、図２に示した入力部材１の入力係合部１Ａは紙面の手前にあって中間部５Ａと５Ｂとの間に挟まれた状態になり、入力部材１の丸棒部分１Ｂが支承部材１１の中央穴１１Ｂを紙面の裏側方向に延び、入力部材１の入力軸部１Ｃは紙面の裏側方向に位置することになる。
【００４２】
この状態で、図９（Ｂ）に示すように、一方のコの字状板バネ９の部分９Ｂを支承部材１１のガイド部１１Ｃに形成された３本のピン１１Ｃ１〜１１Ｃ３で挟んで係止させる。同様にして、他方のコの字状板バネ９を両面側から支承部材１１のガイド部１１Ｄに形成された３本のピン１１Ｄ１〜１１Ｄ３で挟んで係止させる。このとき、図６に示した一方のコの字状板バネ９の部分９Ａは、図５の一方の中間部５Ａの係合部５Ａ４に係止され、同様に、他方のコの字状板バネ９の部分９Ｃは他方の中間部５Ｂの係合部５Ｂ４に係止される。なお、図８で示したように、支承部材１１に摩耗抑制部材１２を取り付けた場合には、摩耗抑制部材１２の取付け部１２Ｂとコの字状板バネ９の部分９Ｂとが、ガイド部１１Ｃのピン１１Ｃ１〜１１Ｃ３、ガイド部１１Ｄのピン１１Ｄ１〜１１Ｄ３に把持される。
【００４３】
この状態では、一対のコの字状板バネ９の部分９Ａと９Ｃとが図６（Ａ）の状態から図６（Ｃ）に示したように部分９Ｂに対してほぼ直角に近い状態になり、一対のコの字状板バネ９の部分９Ａと９Ｃとが中間部５Ａと５Ｂとに対して互いに緊締、つまり挟んで互いに引き付ける弾性力を与える。この状態では、図５の中間部材５の中間部５Ａと５Ｂの中央凹所５Ａ１、５Ｂ１で、入力部材１の入力係合部１Ａが中間部５Ａと５Ｂとに挟まれた形で当接する。
【００４４】
図１０により、ハウジング部材１３とシールド部材１５の構造について説明する。ハウジング部材１３は、図３に示した出力軸部３Ａの部分３Ａ１が圧入される短円筒状の小径部１３Ａ、出力軸部３Ａの部分３Ａ１の圧入時にその位置を規制するストッパ部１３Ｂ、出力部材３の出力円筒状部３Ｂを収容する部分となる中径部１３Ｃ、支承部材１１の円板状部１１Ａ及び図１（Ｂ）に示した弾性摩擦部材１７を収容する部分となる短円筒状の大径部１３Ｄ、中径部１３Ｃと大径部１３Ｄとの間に形成される段差部１３Ｅ、大径部１３Ｄの端部から放射外方向に延びる取付け用円板部１３Ｆからなる。取付け用円板部１３Ｆは、図示しない機器などにボルトなどの取付け金具で双方向クラッチ１００を取り付ける取付け孔１３Ｇを備える。図１０では１個の取付け孔１３Ｇを示しているだけであるが、ほぼ等間隔で２個以上、好ましくは３個以上備えられる。
【００４５】
シールド部材１５は、図１０に示すように、取付け用円板部１３Ｆの取付け孔１３Ｇに合致する位置に取付け孔１５Ａを有するシールド円板状部１５Ｂ、図１（Ｂ）に示した軸受部材１９が圧入される短円筒面１５Ｃにより形成される挿通孔１５Ｄを備える。シールド部材１５は、入力部材１、出力部材３、中間部材５、転がり部材７、緊締部材９、支承部材１１、弾性摩擦部材１７などを図１０の矢印方向からハウジング部材１３に組み込んだ後に、ハウジング部材１３の取付け用円板部１３Ｆに固定される。なお、シールド部材１５の内面となる面は弾性摩擦部材１７との間の摩擦抵抗ができるだけ小さくなるように、滑り易い面となっているのが望ましい。
【００４６】
弾性摩擦部材１７は弾力性及び耐摩耗性に優れた金属材料又は合成樹脂材料からなる円形状のウエーブバネ、あるいは皿バネなど、一般的に使用されるものでよいので、図を用いて詳しく述べることはしない。弾性摩擦部材１７はシールド部材１５をハウジング部材１３の取付け用円板部１３Ｆに固定するときに、支承部材１１の円板状部１１Ａの裏面とシールド部材１５との間に備えられる。弾性摩擦部材１７はハウジング部材１３内で動かないようになっているのが好ましい。そして、シールド部材１５が弾性摩擦部材１７を通して図２、図３に示した軸線Ｚの方向の所定の加圧力を支承部材１１の円板状部１１Ａに与えるように、取付け用円板部１３Ｆに固定される。したがって、支承部材１１の円板状部１１Ａの裏面と弾性摩擦部材１７との間には所定の摩擦抵抗が生じており、この摩擦抵抗は、入力部材１に加わる回転駆動力が所定の大きさを越えない期間では支承部材１１が回転するのを防ぐ働きを行う。また、前述したように、支承部材１１の円環状の肉厚部１１Ｅとハウジング部材１３との間でも摩擦抵抗は生じている。弾性摩擦部材１７の更に詳しい働きについては動作説明の中で説明する。
【００４７】
なお、以上述べた実施形態１では、弾性摩擦部材１７を支承部材１１の円板状部１１Ａとシールド部材１５との間に備え、かつ支承部材１１の円環状の肉厚部１１Ｅをハウジング部材１３に当接させた。このようにすることによって、入力部材１の回転駆動力が所定値を越えるまで、弾性摩擦部材１７と支承部材１１との摩擦抵抗、及び支承部材１１とハウジング部材１３との摩擦抵抗が支承部材１１の回転を防いで中間部材５が回転しないようにしたが、いずれか一方だけでもよい。支承部材１１とハウジング部材１３との摩擦抵抗だけを利用する場合には、少なくとも円板状部１１Ａの円環状の肉厚部１１Ｅに所定の摩擦抵抗を付与すると共に耐摩耗性に優れるなど摺動特性に優れた材料から構成するのが好ましい。この変形例では、より経済的で薄型の双方向クラッチを提供することが可能である。
【００４８】
次に、図１ないし図１０に加えて、動作説明のための図１１も用いて双方向クラッチ１００の動作説明を行う。図１１（Ａ）は初期状態及び出力部材３の空転状態を示す図、図１１（Ｂ）は入力部材１から出力部材３に回転駆動力が伝達される状態を示す図、図１１（Ｃ）は回転駆動力の伝達状態から空転状態に復帰する状態を説明する図である。図１１では、出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の内面の凹凸を図示していないが、円筒状部分３Ｂ１の内面は図１、図４に示すような凹凸面３Ｂ１１となっているものとする。なお、実際には入力部材１の入力係合部１Ａの回転方向に対する位置は必ずしも水平ではなく任意となる。
【００４９】
入力部材１に回転駆動力が加えられていない状態では、図１１（Ａ）に示すように、図２に示した入力部材１の入力係合部１Ａは変位せず、入力部材１の入力係合部１Ａに当接している中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂに力が加わらない。したがって、中間部５Ａ、５Ｂは全く動かないから、転がり部材７が出力部材３の出力円筒状部３Ｂの内面に接触することはない。この状態では、仮に出力部材３にいずれかの方向の回転力が加わったとしても、出力部材３の出力円筒状部３Ｂは回転するが、転がり部材７は出力円筒状部３Ｂの回転によって楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２内で変位することがないので、中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂと出力円筒状部３Ｂとの間で噛み合うことはなく、したがって、出力円筒状部３Ｂは空転し、出力部材３にかけられる前記回転力が入力部材１に伝達されることはない。
【００５０】
他方、時計方向の回転駆動力が入力部材１に働くと、図１１（Ｂ）に示すように、先ず入力部材１の入力係合部１Ａは、入力部材の回転中心を基準にして時計方向に変位する。入力部材１の入力係合部１Ａは、図２で説明したように短軸側ｅと長軸側ｆとを有するから、図１１（Ｂ）の矢印で示すように、入力係合部１Ａが回転中心の軸線Ｚ（図３参照）を基準に時計方向に変位するのに従って中間部５Ａを押し上げると同時に、中間部５Ｂを押し下げる。これに伴い、中間部５Ａ、中間部５Ｂは、図７に示した支承部材１１のガイド部１１Ｃ、１１Ｄに案内されて紙面の上下方向に動き、各転がり部材７は出力部材３の出力円筒部３Ｂの内面に押し付けられる。
【００５１】
前述したように、出力円筒部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の内側面は図１、図４に示すような凹凸面３Ｂ１１となっているから、入力部材１の回転駆動力により転がり部材７は中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂの楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２と出力円筒部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１とに食い込む。つまり、転がり部材７は出力円筒部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１の凹凸部とそれぞれの楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２の底面ｗ（図５）とにより挟みつけられる。したがって、転がり部材７が出力円筒部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１、楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２の底面ｗに対して滑ることが無く、大きな回転トルクを伝達できる。また、出力円筒部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１が転がり部材７の一部分を実質的に受け入れることができない程度の細かい凹凸であっても、転がり部材７と凹凸面３Ｂ１１との間で滑りにくくなるので、回転トルクを増大させることができる。
【００５２】
転がり部材７が出力部材３と中間部材５とを連結するのに伴い、入力部材１の時計方向の回転運動と一緒に中間部材５、転がり部材７及び出力部材３が時計方向に回転し、入力部材１にかけられた回転駆動力は出力部材３に伝達される。このとき、支承部材１１及びそれに支承されている緊締部材であるコの字状板バネ９も当然に一緒に回転する。この状態では、図６に示したコの字状板バネ９の部分９Ａ、９Ｃは押し広げられているので、中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂにそれらを互いに引き付ける方向の力を与えている。また、軸受部材１９、２１はそれぞれ入力部材１、出力部材３の回転を容易にしている。
【００５３】
そして、前述したようにコの字状板バネ９の部分９Ａ、９Ｃが中間部５Ａ、５Ｂにそれらを互いに引き付ける方向の力を与えているので、入力部材１にかけられていた回転駆動力が除去され、入力部材１がフリーになる、つまり入力部材１が外力から開放されると、コの字状板バネ９の力によって、図１１（Ｃ）の矢印で示すように中間部５Ａ、５Ｂは支承部材１１のガイド部１１Ｃ、１１Ｄ（図７）に案内されて相互に近づき、入力部材１の入力係合部１Ａの短軸側ｅの平らな面ａ、ｂ（図２）に当接する。これに伴い、各転がり部材７は出力円筒部３Ｂの内面から離れ、図１１（Ａ）に示した出力部材３の空転可能な状態となる。なお、反時計方向の回転駆動力が入力部材１に働く場合も全く同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
双方向クラッチ１００の動作における弾性摩擦部材１７の働きについて説明する。前述したように、支承部材１１の円板状部１１Ａの裏面と弾性摩擦部材１７との間には所定の摩擦抵抗が生じているから、入力部材１に加わる回転駆動力がその摩擦抵抗による摩擦力を越えない期間では支承部材１１が回転しない。このことは大切であり、もし支承部材１１がほとんど抵抗なく回転しやすい状態にあるときには、入力部材１に回転駆動力が加わると同時に支承部材１１が回転し、当然に中間部５Ａ、５Ｂは紙面上下方向に動くことなく回転してしまう。この場合には、各転がり部材７は噛み付きを行わず、入力部材１の回転駆動力は出力部材３に伝達されない。
【００５５】
したがって、支承部材１１の円板状部１１Ａの裏面と弾性摩擦部材１７との間に適度な摩擦力が生じることによって、回転駆動力がその摩擦力を超えるまで支承部材１１は回転しない。この期間に、つまり回転駆動力がその摩擦力を超えない内に、図１１（Ｂ）のように入力部材１の回転駆動力で中間部材５の中間部５Ａと中間部５Ｂとの間を押し広げ、各転がり部材７を出力部材３の出力円筒部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１に押し付ける。そして、入力部材１の回転駆動力が支承部材１１の円板状部１１Ａの裏面と弾性摩擦部材１７による前記摩擦力を超えると、前述したように支承部材１１は入力部材１などと一緒に回転する。
【００５６】
このとき前述したように、シールド部材１５の面が滑り易くなっていれば、入力部材１とほぼ一緒に弾性摩擦部材１７も回転し、双方向クラッチ１００の摩擦を小さくできる。なお、弾性摩擦部材１７を省き、支承部材１１の円環状の肉厚部１１Ｅ（図７）とハウジング部材１３との摩擦力を利用する場合には、入力部材１の回転駆動力が支承部材１１の円環状の肉厚部１１Ｅとハウジング部材１３とによる前記摩擦力を超えると、前述したように支承部材１１は入力部材１などと一緒に回転する。
【００５７】
ここで、各転がり部材７の一部分は中間部材５の楔形凹所５Ａ２、５Ｂ２から当然に突出しているが、入力部材１がフリーの状態では、その突出している頂点を結んでなる仮想円の直径は出力部材３の出力円筒部３Ｂの凹凸面３Ｂ１１の凸部の頂点を結んでなる仮想円の直径よりも小さくなっている。この双方向クラッチ１００では緊締部材９としてコの字状板バネを用いたが、一般的な不図示のＯリング、あるいは円環状のスプリングなどを緊締部材９として用いても良い。この場合には、図示しないが、中間部５Ａ、５Ｂの側面（紙面表裏側）に円環状の溝である係合部を形成し、その溝にＯリング又は円環状のスプリングを配置し、Ｏリング又は円環状のスプリングにより中間部５Ａ、５Ｂを相互に引き付ける力を与える。また、少し大型化するが、中間部５Ａ、５Ｂの側面（紙面表裏側）に円筒状の突出部のような係合部を設け、その突出部をＯリング又は円環状のスプリングで締め付けるようにしてもよい。なお、この変形例でも中間部５Ａと５Ｂが自在に回転しないように中間部５Ａと５Ｂの動きを規制する必要がある。
【００５８】
[実施形態２]
図１２により実施形態２に係る双方向クラッチ２００について説明する。図１２（Ａ）は双方向クラッチ２００の内部を説明するための図であり、図１２（Ｂ）は入力部材など一部分の部材を拡大した図を示す。双方向クラッチ２００は前述の双方向クラッチ１００と基本的には同じであるが、主な違いは中間部材５が等しく４分割された中間部５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄからなる構造にある。これに伴って、双方向クラッチ１００の入力部材１の入力係合部１Ａに相当する入力部材１の部分が、図１２（Ｂ）に示すように、二つの短軸側ｅ１とｅ２、二つの長軸側ｆ１とｆ２を有する形状であること、及び図７又は図８に示した支承部材１１が中央穴１１Ｂを中心にして４方向に等間隔で４個のガイド部１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｇ、１１Ｈ（図１２）を備える構造などが異なる。
【００５９】
ガイド部１１Ｃには、双方向クラッチ１００と同様に３本のピン１１Ｃ１、１１Ｃ２、１１Ｃ３が形成されている。他のガイド部１１Ｄ、１１Ｇ、１１Ｈについても同様であるが、ピンを示す記号を省略している。ガイド部１１Ｃ〜１１Ｈは所定の高さを有し、ガイド部１１Ｃと１１Ｄとで中間部材５の中間部５Ａの動きを案内し、規制する。また、同様にガイド部１１Ｄと１１Ｇとで中間部５Ｂを、ガイド部１１Ｇと１１Ｈとで中間部５Ｃを、ガイド部１１Ｈと１１Ｃとで中間部５Ｄの動きをそれぞれ案内し、規制する。なお、出力部材３は図４に示した構造と同様であり、その出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の内側面は凹凸面３Ｂ１１となっている。
【００６０】
緊締部材９としては板バネ（以下、この実施形態２では板バネ９という。）を用いている。この板バネ９は図６に示したコの字状板バネの部分９Ａと９Ｃが存在しない平板状のものであり、その中央部分が３本のピンで支承されている。例えば、ガイド部１１Ｃの場合にはピン１１Ｃ１、１１Ｃ２、１１Ｃ３で板バネ９を支承している。板バネ９の両端部は、隣り合う中間部材５の中間部に係止されている。例えば、中間部材５の中間部５Ｂ、５Ｃの場合には、板バネ９の一端が中間部５Ｂの係合部５Ｂ４に延び、他端が中間部５Ｃの係合部５Ｃ４に延びる。
【００６１】
入力部材１に回転駆動力が加わっていない状態、つまり入力部材がフリーのときには、図１２（Ｂ）に示すように、入力部材１の入力係合部１Ａの短軸側ｅ１、ｅ２の４面が中間部５Ａ〜５Ｄそれぞれの内側面５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに接するように、それぞれの板バネ９が中間部５Ａ〜５Ｄを入力部材１の入力係合部１Ａ側に押す力を与えている。この状態では、中間部５Ａ〜５Ｄは放射外方向に押し出されないので、それぞれの転がり部材７は出力部材３の円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１に当接せず、出力部材３は空転可能な状態にある。
【００６２】
入力部材１に回転駆動力が働くと、入力部材１の入力係合部１Ａがその回転中心を基準にして変位し、その長軸側ｆ１、ｆ２の四つの円弧状の面が中間部５Ａ〜５Ｄを放射外方向に押して変位させ、それぞれの転がり部材７を出力部材３の出力円筒状部３Ｂの内面に押し付ける。この状態では、それぞれの板バネ９はその両端部が中間部５Ａ〜５Ｄにより放射外方向に押されて湾曲しているので、中間部５Ａ〜５Ｄを入力係合部１Ａの方向に戻す力を中間部５Ａ〜５Ｄに与えている。
【００６３】
連結動作及び空転状態への復帰動作などは実施形態１とほぼ同じであるので説明を省略する。この双方向クラッチ２００の場合は、入力部材１にいずれの方向の回転駆動力がかかっても、中間部材５の中間部５Ａ〜５Ｄそれぞれの転がり部材７にほぼ等しい力が加わるので、連結動作が正確であり、出力部材３の出力円筒状部３Ｂの内面の摩耗が偏らないので寿命を向上させることができる。なお、中間部材５を等分に３分割したものも有効である。この場合には、入力部材１の入力係合部１Ａは正三角形のそれぞれの角を丸めた形状のものが用いられる。つまり、入力部材１の入力係合部１Ａは前記中間部材の分割個数、つまり中間部の個数に対応した多角形状に応じた形状を有する。
【００６４】
[実施形態３]
次に、図１３により実施形態３に係る双方向クラッチ３００について説明する。双方向クラッチ３００は緊締部材９として磁石部材を用いていることが特徴である。緊締部材９が磁石部材であること、支承部材１１のガイド部１１Ｃ、１１Ｄがピンを有していないことなどを除いて、図１に示した双方向クラッチ１００とほぼ同じであるので、異なる部分についてのみ説明する。なお、出力部材３は図４に示した構造と同様であり、その出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の内側面は前述した凹凸面３Ｂ１１となっている。
【００６５】
中間部材５を構成する二つの中間部５Ａ、５Ｂが互いに対向する面側に、それぞれ磁石部材９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄが埋め込まれている。磁石部材９Ａと９Ｃは互いに異極性であり、磁石部材９Ｂと９Ｄも互いに異極性である。したがって、磁石部材９Ａと９Ｃ、及び磁石部材９Ｂと９Ｄの吸引力によって、中間部５Ａ、５Ｂは常に引き合う力を受けているので、回転駆動力が入力部材１から除去されると、図１１（Ｃ）の矢印で示すような力が働き、入力部材１の入力係合部１Ａ及び中間部５Ａ、５Ｂは図１１（Ａ）に示すような状態に戻る。
【００６６】
支承部材１１の円板状部１１Ａは前記実施形態と同様なものであるが、緊締部材９を支承するピンをガイド部１１Ｃと１１Ｄに備える必要がないので、ガイド部１１Ｃと１１Ｄとの間の距離をできるだけとり、なるべく大きな磁石部材９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄを設けることができるように、中間部５Ａと５Ｂそれぞれの幅を大きくしている。ガイド部１１Ｃと１１Ｄの働きは前記実施形態と同様であるので、説明を省略する。入力部材１及び中間部材５の動作も前述とほぼ同様であるので、説明を省略する。この双方向クラッチ３００では、予め磁石部材９を組み込んだ中間部５Ａ、５Ｂを造っておくことによって、組み立てが容易な双方向クラッチを提供できる。また、緊締部材として機械的なバネを使用していないので、信頼性の向上を期待できる。
【００６７】
[実施形態４]
次に、図１４により実施形態４に係る双方向クラッチ４００について説明する。双方向クラッチ４００は中間部材５に楔形凹所を設けずに、出力部材３における出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の内側面に複数の楔形凹所３Ｃを設け、また、中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂの外面を円弧状の凹凸面５Ａ５、５Ｂ５としたことが特徴である。出力部材３における出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の内側面に複数の楔形凹所３Ｃを設け、かつ中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂの外側面を円弧状の凹凸面５Ａ５、５Ｂ５としたことなどを除いて、図１に示した双方向クラッチ１００とほぼ同じであるので、異なる部分について説明する。
【００６８】
出力部材３の出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１は実施形態１〜３の場合よりも肉厚になっており、楔形凹所３Ｃを形成するのに適した厚みを有している。中間部材５の中間部５Ａ、５Ｂの凹凸面５Ａ５、５Ｂ５は、断面が三角形状又は波状などの凹凸状になっている。入力部材１に回転駆動力がかけられていないときには、前述したように、入力係合部１Ａは変位しておらず、この状態では楔形凹所３Ｃに配置された各転がり部材７が自在に回転できる程度に、中間部５Ａ、５Ｂと出力円筒状部３Ｂとの間隙は広くなっている。
【００６９】
したがって、出力部材３に外力が加わっても、出力側の外力は入力部材１に伝達されない。入力部材１に回転駆動力がかけられると、前述した構造の入力係合部１Ａがその回転中心となる軸線Ｚ（図２、図３）を基準にして変位し、中間部５Ａ、５Ｂを放射外方向に動かすので、中間部５Ａ、５Ｂと出力円筒状部３Ｂとの間隙は狭くなり、中間部５Ａ、５Ｂの凹凸面５Ａ５、５Ｂ５が転がり部材７に押し付けられる。これに伴い、各転がり部材７は中間部５Ａ、５Ｂの凹凸面５Ａ５、５Ｂ５と楔形凹所３Ｃの底面との間で噛み付き、入力部材１の回転駆動力は出力部材３に伝達される。このように、楔形凹所を出力円筒状部３Ｂに設けた双方向クラッチ４００も、中間部材５に楔形凹所を備えた双方向クラッチと同様な機能を有する。
【００７０】
[実施形態５]
次に、図１５により実施形態５に係る双方向クラッチ５００について説明する。この双方向クラッチ５００は、前述の実施形態１〜４の双方向クラッチから転がり部材７を除去し、中間部５Ａ、５Ｂの外面に任意の形状の凹凸を有する連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７を設けたところが前記実施形態と異なる。連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７は、断面が三角形状又は台形状、あるいは波状など任意の形状である。ここで、凹凸とは所定の大きさの凹部が一定間隔で形成、あるいは所定の大きさの凸部が一定間隔で形成、又は所定の大きさの凹凸が連続して形成されていることをいう。
【００７１】
双方向クラッチ５００は、細かな点を除いて、他については図１に示した双方向クラッチ１００とほぼ同じであるので、異なる部分について主に説明する。図１５に示す双方向クラッチ５００では、中間部５Ａ、５Ｂは断面が三角形状の連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７を有する。中間部５Ａ、５Ｂにおいて、連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７が形成される部分の面は、最初は連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７が形成されない部分の面５Ａ８、５Ｂ８よりも径の大きな円弧状の面であるが、その面に断面が三角形状の凹部５Ａ７１、５Ｂ７１を連続して又は一定の間隔で複数個形成することによって、連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７が形成される。なお、連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７と、連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７が形成されない部分の面５Ａ８、５Ｂ８との比率は任意である。
【００７２】
出力部材３における出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の内側面は、中間部５Ａ、５Ｂの連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７と互いに噛み合い易い凹凸面３Ｂ１１となっている。凹凸面３Ｂ１１は、断面が三角形状の凹部３Ｂ１２を一定間隔で全周にわたって形成した凹凸面からなる。凹凸面３Ｂ１１の凹部３Ｂ１２は、連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７の断面が台形状の凸部５Ａ７２、５Ｂ７２の一部分を少なくとも受け入れることができるように形成されている。
【００７３】
入力部材１がフリーな状態では、中間部５Ａ、５Ｂの連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７は、図６に示した構造と同様な構造の緊締部材９の締め付け力によって、入力部材１に当接しており、出力部材３の出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１に軽く接触するか、あるいは接触しない程度に離れている。したがって、出力部材３に外力が加わっても、出力側の外力は入力部材１に伝達されない。
【００７４】
次に、入力部材１に回転駆動力がかけられると、前述した構造の入力係合部１Ａがその回転中心となる軸線Ｚ（図２、図３）を基準にして変位し、中間部５Ａ、５Ｂを放射外方向に動かすので、中間部５Ａ、５Ｂと出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１との間隙は狭くなり、中間部５Ａ、５Ｂの連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７の凸部５Ａ７２、５Ｂ７２と出力部材３の円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１における凹部３Ｂ１２とが噛み付き、強く連結される。これに伴い入力部材１の回転駆動力は出力部材３に伝達される。中間部５Ａ、５Ｂの連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７を有する双方向クラッチ５００も、実施形態１〜４のように転がり部材を有する双方向クラッチと同様な機能を有する。
【００７５】
なお、図１５には示されていないが、この実施形態５においても中間部５Ａ、５Ｂは、実施形態１で説明した支承部材１１により支承されると共にガイドされる。また、弾性摩擦部材１７が前述したような大切な働きを行うので、入力部材１に加わる回転駆動力がその摩擦抵抗による摩擦力を越えない期間では支承部材１１が回転しない。この期間に、つまり回転駆動力がその摩擦力を超えない内に、図１１（Ｂ）のように入力部材１の回転駆動力で中間部材５の中間部５Ａと中間部５Ｂとの間を押し広げ、連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７を出力部材３の出力円筒状部３Ｂの円筒状部分３Ｂ１の凹凸面３Ｂ１１に押し付けるので、入力部材１の回転駆動力は出力部材３に確実にかつ安定して伝達される。
【００７６】
この実施形態５の双方向クラッチ５００によれば、中間部５Ａ、５Ｂに楔形凹所を設ける代わりに、それらの外面に連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７をそれぞれ形成するだけで、転がり部材及び転がり部材を安定に保持するためのバネ部材が不要になるだけでなく、それら部材を組み込む工数が不要になるので、コストダウンが可能であり、また、転がり部材及びバネ部材がずれたり、外れたりすることが無く、信頼性の高い双方向クラッチを提供することが可能である。
【００７７】
なお、実施形態１ではコの字状の板バネ、あるいは板バネを緊締部材９として用いたが、スプリングによって中間部同士を結合して弾性力を与えるようにしても勿論よい。また、入力部材１の入力軸部１Ｃ及び出力部材３の出力軸部３Ａの構造は前述した構造に制限されることなく、通常用いられる取付け構造に適した任意の構造であってもよい。入力係合部１Ａは知られているカム構造のものでもよく、中間部材５のすべての中間部に対して放射外方向の力をほぼ均等に与える構造であればよい。また、中間部材５が３個以上から構成される場合でも、実施形態５と同様にして、中間部材５に連結用凹凸部を、又は出力部材３に凹凸面を設けることにより、同じような効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態１に係る双方向クラッチ１００を説明するための図である。
【図２】双方向クラッチ１００の入力部材１を示す図である。
【図３】双方向クラッチ１００の出力部材３の出力軸部３Ａを示す図である。
【図４】双方向クラッチ１００の出力部材３の出力円筒状部３Ｂを示す図である。
【図５】双方向クラッチ１００の中間部材５を説明するための図である。
【図６】双方向クラッチ１００の緊締部材９の一例であるコの字状板バネを示す図面である。
【図７】双方向クラッチ１００の支承部材１１を説明するための図である。
【図８】双方向クラッチ１００の支承部材１１の別の一例を説明するための図である。
【図９】双方向クラッチ１００の一部分の組み立てを説明するための図である。
【図１０】双方向クラッチ１００のハウジング部材１３とシールド部材１５を示す図である。
【図１１】双方向クラッチ１００の動作説明を行うための図である。
【図１２】本発明の実施形態２に係る双方向クラッチ２００を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係る双方向クラッチ３００を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施形態４に係る双方向クラッチ４００を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態５に係る双方向クラッチ５００を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・入力部材
１Ａ・・・入力係合部
１Ｂ・・・丸棒部分
１Ｃ・・・入力軸部
ｅ・・・入力係合部１Ａの短軸側
ｆ・・・入力係合部１Ａの長軸側
ａ、ｂ・・短軸側ｅの面
ｃ、ｄ・・・長軸側ｆの円弧状の面
Ｚ・・・入力部材１の回転中心となる軸線
３・・・出力部材
３Ａ・・・出力軸部
３Ｂ・・・出力円筒状部
３Ｂ１・・・円筒状部分
３Ｂ１１・・・出力部材３の凹凸面
３Ｂ１２・・・凹凸面３Ｂ１１の凹部
３Ｂ２・・・嵌合部分
Ｈ・・・圧入孔
３Ｃ・・・出力円筒状部３Ｂの楔形凹所
５・・・中間部材
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ・・・中間部
５Ａ１、５Ｂ１・・・中間部５Ａ、５Ｂの中央凹所
５Ａ２、５Ｂ２・・・中間部５Ａ、５Ｂの楔形凹所
５Ａ３、５Ｂ３・・・中間部５Ａ、５Ｂの閉止部分
５Ａ４、５Ｂ４・・・中間部５Ａ、５Ｂの係合部
５Ａ５、５Ｂ５・・・中間部５Ａ、５Ｂの凹凸面
５Ａ７、５Ｂ７・・・中間部５Ａ、５Ｂの連結用凹凸部
５Ａ７１、５Ｂ７１・・・連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７の凹部
５Ａ７２、５Ｂ７２・・・連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７の凸部
５Ａ８、５Ｂ８・・・連結用凹凸部５Ａ７、５Ｂ７が形成されない部分の面
５ａ〜５ｄ・・・中間部５Ａ〜５Ｄの内側面
７・・・転がり部材
８・・・バネ部材
９・・・緊締部材（バネ、磁石部材など）
９Ａ〜９Ｃ・・・緊締部材としてのコの字状バネを形成する部分
１１・・・支承部材
１１Ａ・・・円板状部
１１Ｂ・・・中央穴
１１Ｃ・・・ガイド部
１１Ｃ１〜１１Ｃ３・・・ピン
１１Ｄ・・・ガイド部
１１Ｄ１〜１１Ｄ３・・・ピン
１１Ｅ・・・円板状部１１Ａの円環状の肉厚部
１１Ｇ・・・ガイド部
１１Ｈ・・・ガイド部
１２・・・摩耗抑制部材
１２Ａ・・・摩耗抑制部
１２Ｂ・・・取付け部
１３・・・ハウジング部材
１３Ａ・・・小径部
１３Ｂ・・・ストッパ部
１３Ｃ・・・中径部
１３Ｄ・・・大径部
１３Ｅ・・・段差部
１３Ｆ・・・取付け用円板部
１３Ｇ・・・取付け用孔
１５・・・シールド部材
１５Ａ・・・取付け孔
１５Ｂ・・・シールド円板状部
１５Ｃ・・・短円筒面
１５Ｄ・・・挿通孔
１７・・・弾性摩擦部材
１９・・・軸受部材
２１・・・軸受部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010007755.tif 000012
【図１１】
2010007755.tif 000013
【図１２】
2010007755.tif 000014
【図１３】
2010007755.tif 000015
【図１４】
2010007755.tif 000016
【図１５】
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