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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024013414
(43)【公開日】2024-02-01
(54)【発明の名称】噛み合いクラッチ
(51)【国際特許分類】
F16D 41/08 20060101AFI20240125BHJP
【ＦＩ】
F16D41/08 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022115477
(22)【出願日】2022-07-20
(71)【出願人】
【識別番号】000003355
【氏名又は名称】株式会社椿本チエイン
(74)【代理人】
【識別番号】100153497
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 信男
(72)【発明者】
【氏名】榑松 勇二
(57)【要約】
【課題】高い剛性を有し、簡便な構造で、フリクションロスの低減や騒音発生の防止を図りつつ、小型化及び長寿命化を実現可能な噛み合いクラッチを提供すること。
【解決手段】内輪１１０の外周面及び外輪１２０の内周面のうちの一方に形成されたローラ支持部１１１及び他方に形成されたポケット部１２１の各々が周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部１１５，１２５を備え、内輪１１０と外輪１２０との間に設けられたローラ１３０がローラ支持部１１１の傾斜面部１１５とポケット部１２１の傾斜面部１２５とで周方向に挟み込まれることで内輪１１０及び外輪１２０の相対回転が禁止されるように構成される。
【選択図】図２
【解決手段】内輪１１０の外周面及び外輪１２０の内周面のうちの一方に形成されたローラ支持部１１１及び他方に形成されたポケット部１２１の各々が周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部１１５，１２５を備え、内輪１１０と外輪１２０との間に設けられたローラ１３０がローラ支持部１１１の傾斜面部１１５とポケット部１２１の傾斜面部１２５とで周方向に挟み込まれることで内輪１１０及び外輪１２０の相対回転が禁止されるように構成される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
同軸上に相対回転可能に設けられた内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられた複数のローラと、前記複数のローラの各々を径方向に付勢する付勢手段とを備えた噛み合いクラッチであって、
前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面のうちの一方に、前記ローラを支持するローラ支持部が形成され、前記ローラ支持部は、周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部を備え、
前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面のうちの他方に、前記ローラを収容可能なポケット部が形成され、前記ポケット部は、周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部を備え、
前記ローラが前記ローラ支持部の傾斜面部と前記ポケット部の傾斜面部とで周方向に挟み込まれることで前記外輪及び前記内輪の相対回転が禁止されるように構成されていることを特徴とする噛み合いクラッチ。
前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面のうちの一方に、前記ローラを支持するローラ支持部が形成され、前記ローラ支持部は、周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部を備え、
前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面のうちの他方に、前記ローラを収容可能なポケット部が形成され、前記ポケット部は、周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部を備え、
前記ローラが前記ローラ支持部の傾斜面部と前記ポケット部の傾斜面部とで周方向に挟み込まれることで前記外輪及び前記内輪の相対回転が禁止されるように構成されていることを特徴とする噛み合いクラッチ。
【請求項2】
前記複数のローラのうちの少なくとも一のローラを、該ローラが前記付勢手段による付勢力に抗って前記ポケット部内に収容されるよう移動可能に構成された切替部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の噛み合いクラッチ。
【請求項3】
前記複数のローラは、対をなして周方向に所定間隔で複数対配置され、
前記ポケット部は、対をなす一方のローラに対応する第１ポケット部及び他方のローラに対応する第２ポケット部を含み、
前記第１ポケット部が径方向外方に向かって周方向一方向に傾斜して延びるように形成され、前記第２ポケット部が、径方向外方に向かって周方向他方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の噛み合いクラッチ。
前記ポケット部は、対をなす一方のローラに対応する第１ポケット部及び他方のローラに対応する第２ポケット部を含み、
前記第１ポケット部が径方向外方に向かって周方向一方向に傾斜して延びるように形成され、前記第２ポケット部が、径方向外方に向かって周方向他方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の噛み合いクラッチ。
【請求項4】
前記付勢手段がガータースプリングであることを特徴とする請求項１に記載の噛み合いクラッチ。
【請求項5】
前記ローラ支持部の開口縁部の断面形状が、Ｒ面取り形状であることを特徴とする請求項１に記載の噛み合いクラッチ。
【請求項6】
前記複数対のローラ対は、前記ローラ支持部に対し周方向にずらして配置されているものを含むことを特徴とする請求項３に記載の噛み合いクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、入力軸側と出力軸側とを機械的噛み合いによって連結する噛み合いクラッチに関する。
【背景技術】
【0002】
入力軸側から出力軸側へ動力（トルク）を伝達または遮断する機械式のクラッチとして、入力軸側と出力軸側を摩擦力によって連結する摩擦式クラッチや、入力軸側と出力軸側とを機械的噛み合いによって連結する噛み合いクラッチなどが知られている。
【0003】
摩擦式クラッチとしては、同軸上に相対回転可能に配置された内輪及び外輪の間に介在させた例えば円筒状のローラなどの複数のトルク伝達部材を内輪及び外輪に対し摩擦力で係合させることで、内輪と外輪との相対回転をロックしてトルクの伝達を行う構成のものが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【0004】
一方、噛み合いクラッチとしては、例えば、外輪の内周部に設けられたトルク伝達部材である複数の爪部材（ポール）と、内輪の外周部に設けられ爪部材が噛み合うノッチとからなるラチェット機構を備えたラチェット型のものが知られている（例えば特許文献２乃至特許文献４参照。）。このようなラチェット型のクラッチにおいては、ノッチに対する爪部材の噛み合い挙動の安定化のために、スプリングを用いて爪部材をノッチに付勢している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－１３３６８６号公報
【特許文献2】特開２０２１－１２０５８６号公報
【特許文献3】特開２０２１－１５６４２６号公報
【特許文献4】特開２０２２－０３８８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記のような摩擦式クラッチにおいては、トルク伝達時にワインドアップ（弾性変形）が発生し剛性が低い、といった問題がある。
【0007】
一方、ラチェット型のクラッチにおいては、構造が複雑で全長が長くなり易い。特に、特許文献４に記載されているように、二方向クラッチとして構成される場合には、対をなすポールを対抗して配置することが必要となるため、大型なものとなり易い。このため、ラチェット型のクラッチにおいては、高トルク対応が難しい、といった問題がある。
さらにまた、ラチェット型のクラッチにおいては、爪部材（ポール）はトルクを受ける面が狭く高面圧になり易いため、衝撃による欠けや摩耗などが懸念される、といった問題もある。
さらにまた、ラチェット型のクラッチにおいては、爪部材（ポール）はトルクを受ける面が狭く高面圧になり易いため、衝撃による欠けや摩耗などが懸念される、といった問題もある。
【0008】
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、高い剛性を有し、簡便な構造で、フリクションロスの低減や騒音発生の防止を図りつつ、小型化及び長寿命化を実現可能な噛み合いクラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、同軸上に相対回転可能に設けられた内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられた複数のローラと、前記複数のローラの各々を径方向に付勢する付勢手段とを備えた噛み合いクラッチであって、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面のうちの一方に、前記ローラを支持するローラ支持部が形成され、前記ローラ支持部は、周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面のうちの他方に、前記ローラを収容可能なポケット部が形成され、前記ポケット部は、周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部を備え、前記ローラが前記ローラ支持部の傾斜面部と前記ポケット部の傾斜面部とで周方向に挟み込まれることで前記外輪及び前記内輪の相対回転が禁止されるように構成することにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【0010】
本請求項１に係る発明によれば、ローラをローラ支持部の傾斜面部とポケット部の傾斜面部とで周方向に挟み込むことで内輪と外輪との間でのトルク伝達が行われるので、トルク伝達時におけるワインドアップ（弾性変形）が発生することがなく、噛み合いクラッチを高い剛性を有するものとして構成することが可能となる。また、安定した噛み合いを簡単な構造で実現可能であり、小型化を図ることが可能であると共に、小さいスペースに多くのローラを配置することができるため、高いトルクの伝達が可能となる。さらにまた、トルク伝達時におけるローラ及び該ローラを挟み込む傾斜面部に作用する面圧を低くすることができるため、衝撃による欠けや摩耗に強い安価な材料で設計可能となると共に、ローラ自体が回転するため、同一個所での噛み合いとはなりにくく耐久性を向上することが可能となり、長寿命化を図ることが可能となる。
【0011】
本請求項２に係る構成によれば、噛み合いクラッチの動作モードの切り替えが容易となると共に、内輪及び外輪の相対回転を許容するフリーモード時にローラが内輪または外輪から離脱されるため、フリクションロスの低減化及び低騒音化を図ることが可能である。
【0012】
本請求項３に係る構成によれば、小型化を図りながら４つの動作モードの切り替えが可能となると共に、高いトルクの伝達が可能となる。
【0013】
本請求項４に係る構成によれば、複数のローラの各々に対応する複数の付勢手段を設ける必要がなくなるので、部品点数を削減することが可能となると共に小型化が容易となる。
【0014】
本請求項５に係る構成によれば、ローラの転動促進及びラチェットノッチ音の低減を図ることが可能となる。
【0015】
本請求項６に係る構成によれば、バックラッシュを低減することが可能となると共に円滑な噛み合いを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第１実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例を示す正面図である。
【図8】本発明の第２実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例を示す正面図である。
【図14】本発明の第２実施形態に係る噛み合いクラッチの他の構成例を示す図であって、コイルばねの中心軸及び回転軸心を含む平面で切った断面の一部を示す拡大断面図である。
【図15】本発明の第３実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例を示す、軸方向背面側から見た斜視図である。
【図19】噛み合いクラッチの動作モードが両方向ロックモードにある時の噛み合いクラッチの状態を、一部を省略して示す平面図である。
【図20】噛み合いカムクラッチの動作モードが両方向ロックモードにある時の噛み合い待機状態を概略的に示す模式図である。
【図21】噛み合いクラッチの動作モードが正転方向ロックモードにある時の噛み合いクラッチの状態を、一部を省略して示す平面図である。
【図22】噛み合いクラッチの動作モードが正転方向ロックモードにある時の噛み合い待機状態を概略的に示す模式図である。
【図23】噛み合いクラッチの動作モードが両方向フリーモードにある時の噛み合いクラッチの状態を、一部を省略して示す平面図である。
【図24】噛み合いクラッチの動作モードが両方向フリーモードにある時の噛み合い待機状態を概略的に示す模式図である。
【図25】本発明の第３実施形態に係る噛み合いクラッチの他の構成例を、一部を省略して示す正面図である。
【図26A】本発明の第４実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例における要部を概略的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態に係る噛み合いクラッチについて、図面に基づいて説明する。
【0018】
＜第１実施形態＞
図１乃至図４に示すように、第１実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、同軸上に相対回転可能に配置された内輪１１０及び外輪１２０と、内輪１１０と外輪１２０との間に配置された円筒状の複数のローラ１３０と、複数のローラ１３０の各々を径方向に付勢する付勢手段１４０と、噛み合いクラッチ１００の動作モードを切り替えるための切替部材１５０とを備える。なお、図示してはいないが、この噛み合いクラッチ１００においては、有底円筒状のカバー部材が外輪１２０に対し正面側（図３において左側）から外嵌される。
以下においては、便宜上、図１における反時計方向を正転方向、時計方向を逆転方向というものとする。
図１乃至図４に示すように、第１実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、同軸上に相対回転可能に配置された内輪１１０及び外輪１２０と、内輪１１０と外輪１２０との間に配置された円筒状の複数のローラ１３０と、複数のローラ１３０の各々を径方向に付勢する付勢手段１４０と、噛み合いクラッチ１００の動作モードを切り替えるための切替部材１５０とを備える。なお、図示してはいないが、この噛み合いクラッチ１００においては、有底円筒状のカバー部材が外輪１２０に対し正面側（図３において左側）から外嵌される。
以下においては、便宜上、図１における反時計方向を正転方向、時計方向を逆転方向というものとする。
【0019】
内輪１１０は円板状であって、軸方向背面側に軸方向外方に延びる軸部１１２を有する。
外輪１２０は、軸方向背面側が閉塞された有底円筒状であって、底板部１２２の中央に内輪１１０の軸部１１２が挿通される貫通孔が設けられると共に底板部１２２の背面側に内輪１１０の軸部１１２を回転自在に支持する軸受部１２４が軸方向外方に向かって延びるよう設けられている。
外輪１２０は、軸方向背面側が閉塞された有底円筒状であって、底板部１２２の中央に内輪１１０の軸部１１２が挿通される貫通孔が設けられると共に底板部１２２の背面側に内輪１１０の軸部１１２を回転自在に支持する軸受部１２４が軸方向外方に向かって延びるよう設けられている。
【0020】
内輪１１０の外周面及び外輪１２０の内周面の一方には、ローラ１３０を支持するローラ支持部１１１が周方向に所定間隔で形成されている。本実施形態においては、内輪１１０の外周面にローラ支持部１１１が形成されているが、外輪１２０の内周面にローラ支持部が形成されていてもよい。このような構成とされる場合には、ローラ１３０が遠心力によりローラ支持部１１１に支持されることで、トルク伝達時に内輪側のポケット部における傾斜面部との間でローラ１３０を周方向に確実に挟み込むことができて安定した噛み合いを実現することが可能となる。
【0021】
この噛み合いクラッチ１００においては、互いに隣接する２つのローラ支持部１１１の各々に支持された２つのローラ１３０が対をなし、複数対のローラ対１３１が、周方向に所定間隔で配置されている。本実施形態においては、３つのローラ対１３１が周方向に等間隔で配置された構成とされているが、ローラ対１３１の数は特に限定されるものではなく、また、ローラ対１３１の配置間隔は等間隔でなくてもよい。なお、以下においては、ローラ対１３１における逆転方向側のローラ１３０を第１ローラ１３０ａ、正転方向側のローラ１３０を第２ローラ１３０ｂとし、特に言及する場合を除いて、第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂを単にローラ１３０と称する。
【0022】
ローラ支持部１１１は、回転軸方向に延びる凹溝により構成され、ローラ１３０の下方面を支持するようになっている。ローラ支持部１１１は、底面から径方向外方に向かって溝幅が大きくなっており、周方向に対し傾斜する平面状の傾斜面を有する傾斜面部１１５を備える。傾斜面部１１５は、ローラ支持部１１１の周方向一方向（逆転方向）の側壁を構成する第１傾斜面部１１５ａと、ローラ支持部１１１の周方向他方向（正転方向）の側壁を構成する第２傾斜面部１１５ｂとを含む。
ローラ支持部１１１の開口縁部の断面形状は、例えば角部のないＲ面取り形状とされており、これにより、ローラ１３０の転動促進及びラチェットノッチ音の低減を図ることが可能となっている。
ローラ支持部１１１の開口縁部の断面形状は、例えば角部のないＲ面取り形状とされており、これにより、ローラ１３０の転動促進及びラチェットノッチ音の低減を図ることが可能となっている。
【0023】
この噛み合いクラッチ１００においては、噛み合いクラッチ１００が例えば内輪１１０の外輪１２０に対する正転方向の相対回転を禁止するロック状態とされたときに、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａが第１ローラ１３０ａに当接する係合面として機能する。また、噛み合いクラッチ１００ａが例えば内輪１１０の外輪１２０に対する逆転方向の相対回転を禁止するロック状態とされたときに、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂが第２ローラ１３０ｂに当接する係合面として機能する。
【0024】
外輪１２０の筒状部１２３の内周面には、複数のローラ１３０の各々に対応する複数のポケット部１２１が形成されている。ポケット部１２１は、ローラ１３０を内輪１１０から離脱させることができるようローラ１３０を内部に収容可能に構成され、例えばローラ１３０の外周面に沿った曲面よりなる底面を有する。
第１ローラ１３０ａに対応する第１ポケット部１２１ａは、径方向外方に向かって周方向一方向に傾斜して延びるように形成され、第２ローラ１３０ｂに対応する第２ポケット部１２１ｂは、径方向外方に向かって周方向他方向に傾斜して延びるように形成されている。
第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂは、それぞれ、周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部１２５を備える。傾斜面部１２５は、径方向外方側に位置される第３傾斜面部１２５ａと、径方向内方側に位置される第４傾斜面部１２５ｂとを含む。
第１ローラ１３０ａに対応する第１ポケット部１２１ａは、径方向外方に向かって周方向一方向に傾斜して延びるように形成され、第２ローラ１３０ｂに対応する第２ポケット部１２１ｂは、径方向外方に向かって周方向他方向に傾斜して延びるように形成されている。
第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂは、それぞれ、周方向に対し傾斜して延びる平面状の傾斜面を有する傾斜面部１２５を備える。傾斜面部１２５は、径方向外方側に位置される第３傾斜面部１２５ａと、径方向内方側に位置される第４傾斜面部１２５ｂとを含む。
【0025】
噛み合いクラッチ１００が例えば内輪１１０の外輪１２０に対する正転方向の相対回転を禁止するロック状態とされたときに、第１ポケット部１２１ａの第３傾斜面部１２５ａが第１ローラ１３０ａに当接する係合面として機能する。また、噛み合いクラッチ１００が例えば内輪１１０の外輪１２０に対する逆転方向の相対回転を禁止するロック状態とされたときに、第２ポケット部１２１ｂの第３傾斜面部１２５ｂが第２ローラ１３０ｂに当接する係合面として機能する。
【0026】
本実施形態における付勢手段１４０は、例えばガータースプリングにより構成され、複数のローラ１３０の各々の外周面に周方向に延びるように形成された装着溝１３５に装着されている。付勢手段１４０としてガータースプリングを用いることで、複数のローラ１３０の各々に対応する複数の付勢手段を設ける必要がなくなるので、部品点数を削減することが可能となると共に小型化が容易となる。
【0027】
本実施形態における切替部材１５０は、例えば内輪１１０及び外輪１２０と独立して回転可能に設けられた板状部材により構成され、背面側中央に外方に突出する柱状突起部１５３を有する。符号１５８は、切替部材１５０と一体に回転軸方向に延びるよう設けられたロッド状の操作部である。
切替部材１５０は、複数のローラ１３０の各々の装着溝１３５に摺動可能に保持されると共に柱状突起部１５３が内輪１１０の正面に形成された凹部に回転自在に挿入されて配置されている。
切替部材１５０は、複数のローラ対１３１の各々に対応する複数のローラ位置変更部１５１を有する。ローラ位置変更部１５１は、第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂのいずれか一方または両方を、ローラ支持部１１１と、対応する第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂとの間で、移動させるよう構成され、切替部材１５０の正転方向の回転に伴って外径寸法が徐々に大きくなるように形成された第１カム面１５２ａ及び切替部材１５０の正転方向の回転に伴って外径寸法が徐々に小さくなるように形成された第２カム面１５２ｂを有する。
切替部材１５０は、複数のローラ１３０の各々の装着溝１３５に摺動可能に保持されると共に柱状突起部１５３が内輪１１０の正面に形成された凹部に回転自在に挿入されて配置されている。
切替部材１５０は、複数のローラ対１３１の各々に対応する複数のローラ位置変更部１５１を有する。ローラ位置変更部１５１は、第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂのいずれか一方または両方を、ローラ支持部１１１と、対応する第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂとの間で、移動させるよう構成され、切替部材１５０の正転方向の回転に伴って外径寸法が徐々に大きくなるように形成された第１カム面１５２ａ及び切替部材１５０の正転方向の回転に伴って外径寸法が徐々に小さくなるように形成された第２カム面１５２ｂを有する。
【0028】
以下、上記の噛み合いクラッチ１００の動作について説明する。
本実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、正転方向及び逆転方向の両方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する両方向ロックモード、正転方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する正転方向ロックモード、逆転方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する逆転方向ロックモード、及び、正転方向及び逆転方向の両方向における内輪１１０及び外輪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。
本実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、正転方向及び逆転方向の両方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する両方向ロックモード、正転方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する正転方向ロックモード、逆転方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する逆転方向ロックモード、及び、正転方向及び逆転方向の両方向における内輪１１０及び外輪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。
【0029】
先ず、切替部材１５０が非作動状態にあるときの噛み合いクラッチ１００の動作について説明する。
【0030】
図５Ａに示すように、切替部材１５０が第１固定位置に固定されて非作動状態にあるときには、内輪１１０または外輪１２０にトルクが働くことで第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂが内輪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、従って、噛み合いクラッチ１００の動作モードは、両方向ロックモードとされる。なお、図５Ａにおいては、便宜上、内輪１１０の外周面と外輪１２０の内周面を平行平面で示してある。以下の図５Ｂ及び図５Ｃについても同様である。
【0031】
図５Ｂに示すように、内輪１１０を正転方向に回転させると、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａと第１ポケット部１２１ａにおける第３傾斜面部１２５ａとで第１ローラ１３０ａを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
第１ローラ１３０ａは、第１傾斜面部１１５ａ及び第３傾斜面部１２５ａの各々が第１ローラ１３０ａと接触する接触点同士を結んだ線が径方向（噛み合いクラッチ１００の回転軸心と第１ローラ１３０ａの中心とを結ぶ線の延びる方向）に対してなす角度で示される接触角αの大きさが９０°より小さくなる状態で、第１傾斜面部１１５ａと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれる。接触角αの大きさが９０°に近い場合には、入力荷重に対して分力が発生しにくくなり、確実なバックストップ機能（逆転防止機能）を得ることが可能となる。また、接触角αの大きさが０°に近い場合には、内輪１１０の段差が小さくなり、一方向ロックモード時におけるローラ１３０の転がり抵抗を低減することが可能となる。
第２ポケット部１２１ｂは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとの間で第２ローラ１３０ｂを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第２ローラ１３０ｂは、噛み合い待機の状態を維持する。
第１ローラ１３０ａは、第１傾斜面部１１５ａ及び第３傾斜面部１２５ａの各々が第１ローラ１３０ａと接触する接触点同士を結んだ線が径方向（噛み合いクラッチ１００の回転軸心と第１ローラ１３０ａの中心とを結ぶ線の延びる方向）に対してなす角度で示される接触角αの大きさが９０°より小さくなる状態で、第１傾斜面部１１５ａと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれる。接触角αの大きさが９０°に近い場合には、入力荷重に対して分力が発生しにくくなり、確実なバックストップ機能（逆転防止機能）を得ることが可能となる。また、接触角αの大きさが０°に近い場合には、内輪１１０の段差が小さくなり、一方向ロックモード時におけるローラ１３０の転がり抵抗を低減することが可能となる。
第２ポケット部１２１ｂは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとの間で第２ローラ１３０ｂを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第２ローラ１３０ｂは、噛み合い待機の状態を維持する。
【0032】
一方、図５Ｃに示すように、内輪１１０を逆転方向に回転させると、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂと第２ポケット部１２１ｂにおける第３傾斜面部１２５ａとで第２ローラ１３０ｂを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
第２ローラ１３０ｂは、接触角αの大きさが９０°より小さくなる状態で、第２傾斜面部１１５ｂと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれる。
第１ポケット部１２１ａは、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂとの間で第１ローラ１３０ａを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第１ローラ１３０ａは、噛み合い待機の状態を維持する。
第２ローラ１３０ｂは、接触角αの大きさが９０°より小さくなる状態で、第２傾斜面部１１５ｂと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれる。
第１ポケット部１２１ａは、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂとの間で第１ローラ１３０ａを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第１ローラ１３０ａは、噛み合い待機の状態を維持する。
【0033】
次に、噛み合いクラッチ１００の動作モードの切替動作について、図６Ａ乃至図６Ｃ及び図７に基づいて説明する。なお、図６Ａ乃至図６Ｃ及び図７においても、便宜上、内輪１１０の外周面と外輪１２０の内周面を平行平面で示してある。
【0034】
噛み合いクラッチ１００が両方向ロックモードとされている状態において、図６Ａに示すように、例えば、切替部材１５０を正転方向に回転させて切替部材１５０を第２固定位置で固定すると、ローラ位置変更部１５１における第１カム面１５２ａの作用によってローラ対における第１ローラ１３０ａのみが付勢手段１４０による付勢力に抗って第１ポケット部１２１ａ内に収容されるよう移動される。これにより、第１ローラ１３０ａが内輪１１０から離脱した状態に保持される。
【0035】
この状態において、図６Ｂに示すように、内輪１１０を正転方向に回転させると、第２ポケット部１２１ｂは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとの間で第２ローラ１３０ｂを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第２ローラ１３０ｂは、内輪１１０の外周面上に乗り上げるように第２ポケット部１２１ｂに向かって移動し、内輪１１０が空転するようになっている。
【0036】
一方、図６Ｃに示すように、内輪１１０を逆転方向に回転させると、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂと第２ポケット部１２１ｂにおける第３傾斜面部１２５ａとで第２ローラ１３０ｂを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。このとき、第２ローラ１３０ｂの接触角αの大きさは９０°より小さい状態である。
【0037】
このように、切替部材１５０を正転方向に回転させて第１ローラ１３０ａが内輪１１０から離脱した状態に保持することで、噛み合いクラッチ１００の動作モードを、両方向ロックモードから逆転方向ロックモードに切り替えることが可能となっている。
また、図示してはいないが、ローラ対のうち第２ローラ１３０ｂのみが内輪１１０から離脱するように切替部材１５０を回転させることで、噛み合いクラッチ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ことも可能である。
また、図示してはいないが、ローラ対のうち第２ローラ１３０ｂのみが内輪１１０から離脱するように切替部材１５０を回転させることで、噛み合いクラッチ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ことも可能である。
【0038】
また、図７に示すように、切替部材１５０を正転方向に回転させて第３固定位置で固定すると、ローラ位置変更部１５１における第１カム面１５２ａの作用によってローラ対における第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂの両方が付勢手段１４０による付勢力に抗ってそれぞれ第１ポケット部１２１ａ内及び第２ポケット部１２１ｂ内に収容されるよう移動される。これにより、第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂの両方が内輪１１０から離脱した状態に保持される。
この状態においては、内輪１１０を正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転させた場合であっても、内輪１１０が空転する。
この状態においては、内輪１１０を正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転させた場合であっても、内輪１１０が空転する。
【0039】
従って、切替部材１５０を正転方向に回転させて第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂを内輪１１０から離脱した状態に保持することで、噛み合いクラッチ１００の動作モードを両方向フリーモードに切り替えることが可能となっている。
【0040】
而して、上記の噛み合いクラッチ１００においては、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１の第１傾斜面部１１５ａと第１ポケット部１２１ａの第３傾斜面部１２５ａとで第１ローラ１３０ａを周方向に挟み込むことで、もしくは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１の第２傾斜面部１１５ｂと第２ポケット部１２１ｂの第３傾斜面部１２５ａとで第２ローラ１３０ｂを周方向に挟み込むことで、内輪１１０と外輪１２０との間でのトルク伝達が行われる。このため、トルク伝達時におけるワインドアップ（弾性変形）が発生することがなく、噛み合いクラッチ１００を高い剛性を有するものとして構成することが可能となる。また、安定した噛み合いを簡単な構造で実現可能であり、小型化を図ることが可能であると共に、小さいスペースに多くのローラ１３０を配置することができるため、高いトルクの伝達が可能となる。さらにまた、トルク伝達時における傾斜面部及びローラ１３０に作用する面圧を低くすることができるため、衝撃による欠けや摩耗に強い安価な材料で設計可能となると共に、ローラ１３０自体が回転するため、同一個所での噛み合いとはなりにくく耐久性を向上することが可能となり、長寿命化を図ることが可能となる。
【0041】
さらにまた、切替部材１５０を回転させるだけで切替部材１５０における第１カム面１５２ａまたは第２カム面１５２ｂの作用によってローラ１３０を内輪１１０から離脱させることができるため、噛み合いクラッチ１００の動作モードの切り替えが容易となると共に、内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を許容するフリーモード時に複数のローラ１３０のすべてが内輪１１０から離脱されるため、フリクションロスの低減化及び低騒音化を図ることが可能である。
【0042】
＜第２実施形態＞
上記の第１実施形態においては、付勢手段としてガータースプリングを用いた構成について説明したが、複数のローラの各々に対応する複数の付勢手段を設けた構成としてもよい。本発明の第２実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例を図８乃至図１１に示す。
上記の第１実施形態においては、付勢手段としてガータースプリングを用いた構成について説明したが、複数のローラの各々に対応する複数の付勢手段を設けた構成としてもよい。本発明の第２実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例を図８乃至図１１に示す。
【0043】
第２実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、第１実施形態に係る噛み合いクラッチ１００と基本構造は同一であって、図８乃至図１１においては、便宜上、第１実施形態に係る噛み合いクラッチ１００と同一の構成部材には同一の符号が付してある。
この噛み合いクラッチ１００においては、図９に示すように、外輪１２０の筒状部１２３の内周面に形成された第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂの各々に、第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂの底面に連続して第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂと同一方向に傾斜方向して延びるバネ収容穴１２８が形成されている。
この噛み合いクラッチ１００においては、図９に示すように、外輪１２０の筒状部１２３の内周面に形成された第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂの各々に、第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂの底面に連続して第１ポケット部１２１ａ及び第２ポケット部１２１ｂと同一方向に傾斜方向して延びるバネ収容穴１２８が形成されている。
【0044】
付勢手段１４０は、例えばコイルスプリングにより構成され、複数のローラ１３０の各々に対応する複数の付勢手段１４０がそれぞれバネ収容穴１２８内に伸縮自在に収容されて配置されている。
【0045】
本実施形態に係る噛み合いクラッチ１００においては、切替部材１５０が第１固定位置に固定されて非作動状態にあるときには（例えば図９に示す状態）、内輪１１０または外輪１２０にトルクが働くことで第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂが内輪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、従って、噛み合いクラッチ１００の動作モードは、両方向ロックモードとされる。
【0046】
内輪１１０を正転方向に回転させると、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａと第１ポケット部１２１ａにおける第３傾斜面部１２５ａとで第１ローラ１３０ａを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
第２ポケット部１２１ｂは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとの間で第２ローラ１３０ｂを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第２ローラ１３０ｂは、噛み合い待機の状態を維持する。
第２ポケット部１２１ｂは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとの間で第２ローラ１３０ｂを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第２ローラ１３０ｂは、噛み合い待機の状態を維持する。
【0047】
一方、内輪１１０を逆転方向に回転させると、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂと第２ポケット部１２１ｂにおける第３傾斜面部１２５ａとで第２ローラ１３０ｂを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
第１ポケット部１２１ａは、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂとの間で第１ローラ１３０ａを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第１ローラ１３０ａは、噛み合い待機の状態を維持する。
第１ポケット部１２１ａは、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂとの間で第１ローラ１３０ａを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第１ローラ１３０ａは、噛み合い待機の状態を維持する。
【0048】
この噛み合いクラッチ１００においても、例えば、切替部材１５０を正転方向に回転させて第１ローラ１３０ａが内輪１１０から離脱した状態に保持することで、噛み合いクラッチ１００の動作モードを、両方向ロックモードから逆転方向ロックモードに切り替えることが可能となっている。
【0049】
すなわち、噛み合いクラッチ１００が両方向ロックモードとされている状態において、図１２に示すように、例えば、切替部材１５０を正転方向に回転させて切替部材１５０を第２固定位置で固定すると、ローラ位置変更部１５１における第１カム面１５２ａの作用によってローラ対における第１ローラ１３０ａのみが付勢手段１４０による付勢力に抗って第１ポケット部１２１ａ内に収容されるよう移動される。これにより、第１ローラ１３０ａが内輪１１０から離脱した状態に保持される。
【0050】
この状態において内輪１１０を正転方向に回転させると、第２ポケット部１２１ｂは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとの間で第２ローラ１３０ｂを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第２ローラ１３０ｂは、内輪１１０の外周面上に乗り上げるように第２ポケット部１２１ｂに向かって移動し、内輪１１０が空転するようになっている。
【0051】
一方、内輪１１０を逆転方向に回転させると、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂと第２ポケット部１２１ｂにおける第３傾斜面部１２５ａとで第２ローラ１３０ｂを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
【0052】
以上において、第１ローラ１３０ａが第１傾斜面部１１５ａと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれた状態、及び、第２ローラ１３０ｂが第２傾斜面部１１５ｂと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれた状態においては、第１ローラ１３０ａの接触角及び第２ローラ１３０ｂの接触角の大きさは９０°より小さい状態である。
【0053】
また、切替部材１５０を正転方向に回転させて第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂを内輪１１０から離脱した状態に保持することで、噛み合いクラッチ１００の動作モードを両方向フリーモードに切り替えることが可能となっている。
【0054】
すなわち、図１３に示すように、切替部材１５０を正転方向に回転させて第３固定位置に固定すると、ローラ位置変更部１５１における第１カム面１５２ａの作用によってローラ対における第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂの両方が付勢手段１４０による付勢力に抗ってそれぞれ第１ポケット部１２１ａ内及び第２ポケット部１２１ｂ内に収容されるよう移動される。これにより、第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂの両方が内輪１１０から離脱した状態に保持される。
この状態においては、内輪１１０を正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転させた場合であっても、内輪１１０が空転する。
この状態においては、内輪１１０を正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転させた場合であっても、内輪１１０が空転する。
【0055】
上記構成の噛み合いクラッチ１００においても、第１実施形態に係る噛み合いクラッチ１００と同様の作用効果が得られる。
【0056】
本実施形態に係る噛み合いクラッチ１００においては、ローラ１３０が外周面に装着溝１３５を有する構成とされているが、図１４に示すように、ローラ１３０が装着溝を有さない構成とされていてもよい。
【0057】
第１実施形態及び第２実施形態においては、噛み合いクラッチ１００の動作モードを切り替える際に、切替部材１５０を内輪１１０及び外輪１２０の回転動作と独立して回転させることでローラ１３０を内輪１１０から離脱させる構成について説明したが、切替部材は、ローラ１３０を内輪１１０または外輪１２０から離脱させるよう構成されていればよい。
【0058】
＜第３実施形態＞
図１５は、本発明の第３実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例を示す、軸方向背面側から見た斜視図、図１６は、図１５に示す噛み合いクラッチの構成を、一部を破断した状態で示す、軸方向正面側から見た斜視図、図１７は、図１５に示す噛み合いクラッチの、回転軸心を含む平面で切った軸方向断面図である。
第３実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、切替部材１５０の構成が異なる他は、上記第１実施形態に係る噛み合いクラッチ１００と同様の構成を有する。
図１５は、本発明の第３実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例を示す、軸方向背面側から見た斜視図、図１６は、図１５に示す噛み合いクラッチの構成を、一部を破断した状態で示す、軸方向正面側から見た斜視図、図１７は、図１５に示す噛み合いクラッチの、回転軸心を含む平面で切った軸方向断面図である。
第３実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、切替部材１５０の構成が異なる他は、上記第１実施形態に係る噛み合いクラッチ１００と同様の構成を有する。
【0059】
本実施形態に係る切替部材１５０は、内輪１１０及び外輪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いる。
切替部材１５０は、図１８に示すように、円筒状の基部１５５と、基部１５５の一端面に軸方向に延びるよう一体に設けられ複数のローラ対１３１の各々に対応する複数のローラ位置変更部１５１とを備える。
切替部材１５０は、図１８に示すように、円筒状の基部１５５と、基部１５５の一端面に軸方向に延びるよう一体に設けられ複数のローラ対１３１の各々に対応する複数のローラ位置変更部１５１とを備える。
【0060】
各々のローラ位置変更部１５１は、柱部１６０と、柱部１６０の周方向一側（逆転方向側）に設けられ第１ローラ１３０ａを押圧する第１押圧部１６１と、柱部１６０の周方向他側（正転方向側）に設けられ第２ローラ１３０ｂを押圧する第２押圧部１６３とを有する。
第１押圧部１６１は、軸方向背面側に向かって幅広となるようテーパー状に形成された第１テーパー部１６２を有する。第２押圧部１６３は、軸方向背面側に向かって幅広となるようテーパー状に形成された第２テーパー部１６４を有する。
第１テーパー部１６２は、第２テーパー部１６４に対し軸方向背面側に位置されており、切替部材１５０の軸方向への移動量を調整することで、ローラ対１３１における第２ローラ１３０ｂのみの位置変更及び第１ローラ１３０ａと第２ローラ１３０ｂの両者の位置変更が可能となっている。
第１押圧部１６１は、軸方向背面側に向かって幅広となるようテーパー状に形成された第１テーパー部１６２を有する。第２押圧部１６３は、軸方向背面側に向かって幅広となるようテーパー状に形成された第２テーパー部１６４を有する。
第１テーパー部１６２は、第２テーパー部１６４に対し軸方向背面側に位置されており、切替部材１５０の軸方向への移動量を調整することで、ローラ対１３１における第２ローラ１３０ｂのみの位置変更及び第１ローラ１３０ａと第２ローラ１３０ｂの両者の位置変更が可能となっている。
【0061】
一のローラ位置変更部１５１の柱部１６０には、切替部材１５０を第１固定位置に固定して切替部材１５０を非作動状態に保持する第１固定孔１６５ａ、切替部材１５０を第２固定位置に固定して第２ローラ１３０ｂを内輪１１０から離脱した状態に保持する第２固定孔１６５ｂ、及び、切替部材１５０を第３固定位置に固定して第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂを内輪１１０から離脱した状態に保持する第３固定孔１６５ｃが設けられている。そして、位置固定用ピン１７０を第１固定孔１６５ａ、第２固定孔１６５ｂ及び第３固定孔１６５ｃのいずれかに挿入することで切替部材１５０の軸方向位置を固定可能となっている。
【0062】
切替部材１５０における複数のローラ位置変更部１５１の各々は、外輪１２０における底板部１２２に形成された貫通孔１２２ａに挿入され、径方向において内輪１１０側の位置においてローラ対１３１における第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂ間に位置されている。また、外輪１２０に対し軸方向正面側から外嵌されたカバー部材１７５においても、外輪１２０の貫通孔１２２ａに対向してローラ位置変更部１５１を挿入可能に構成された貫通孔１７６が形成されている。
【0063】
以下、上記の第３実施形態に係る噛み合いクラッチ１００の動作について説明する。
本実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、正転方向及び逆転方向の両方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する両方向ロックモード、正転方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する正転方向ロックモード、逆転方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する逆転方向ロックモード、及び、正転方向及び逆転方向の両方向における内輪１１０及び外輪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。
本実施形態に係る噛み合いクラッチ１００は、正転方向及び逆転方向の両方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する両方向ロックモード、正転方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する正転方向ロックモード、逆転方向における内輪１１０及び外輪１２０の相対回転を禁止する逆転方向ロックモード、及び、正転方向及び逆転方向の両方向における内輪１１０及び外輪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。
【0064】
先ず、図１９に示すように、切替部材１５０が第１固定位置に固定されて切替部材１５０が非作動状態にあるときには、図２０に示すように、内輪１１０または外輪１２０にトルクが働くことで第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂが内輪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、従って、噛み合いクラッチ１００の動作モードは、両方向ロックモードとされる。なお、図２０においては、便宜上、内輪１１０の外周面と外輪１２０の内周面を平行平面で示してある。
【0065】
内輪１１０を正転方向に回転させると、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａと第１ポケット部１２１ａにおける第３傾斜面部１２５ａとで第１ローラ１３０ａを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
第２ポケット部１２１ｂは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとの間で第２ローラ１３０ｂを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第２ローラ１３０ｂは、噛み合い待機の状態を維持する。
第２ポケット部１２１ｂは、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとの間で第２ローラ１３０ｂを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第２ローラ１３０ｂは、噛み合い待機の状態を維持する。
【0066】
一方、内輪１１０を逆転方向に回転させると、第２ローラ１３０ｂを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂと第２ポケット部１２１ｂにおける第３傾斜面部１２５ａとで第２ローラ１３０ｂを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
第１ポケット部１２１ａは、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂとの間で第１ローラ１３０ａを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第１ローラ１３０ａは、噛み合い待機の状態を維持する。
第１ポケット部１２１ａは、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂとの間で第１ローラ１３０ａを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第１ローラ１３０ａは、噛み合い待機の状態を維持する。
【0067】
この噛み合いクラッチ１００においては、例えば、ローラ対１３１における第２ローラ１３０ｂを内輪１１０から離脱した状態に保持することで、噛み合いクラッチ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ことが可能となっている。
【0068】
すなわち、噛み合いクラッチ１００が両方向ロックモードとされている状態において、図２１に示すように、例えば、切替部材１５０を軸方向正面側に移動させて切替部材１５０を第２固定位置で固定すると、図２２に示すように、ローラ位置変更部１５１における第２テーパー部１６４の作用によってローラ対１３１における第２ローラ１３０ｂのみが付勢手段１４０による付勢力に抗って第２ポケット部１２１ｂ内に収容されるよう移動される。これにより、第２ローラ１３０ｂが内輪１１０から離脱した状態に保持される。
【0069】
この状態において内輪１１０を正転方向に回転させると、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａと第１ポケット部１２１ａにおける第３傾斜面部１２５ａとで第１ローラ１３０ａを周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
【0070】
一方、内輪１１０を逆転方向に回転させると、第１ポケット部１２１ａは、第１ローラ１３０ａを支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂとの間で第１ローラ１３０ａを挟み込むことが可能な傾斜面部を有さないため、第１ローラ１３０ａは、内輪１１０の外周面上に乗り上げるように第１ポケット部１２１ａに向かって移動し、内輪１１０が空転するようになっている。
【0071】
以上において、第１ローラ１３０ａが第１傾斜面部１１５ａと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれた状態、及び、第２ローラ１３０ｂが第２傾斜面部１１５ｂと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれた状態においては、第１ローラ１３０ａの接触角及び第２ローラ１３０ｂの接触角の大きさは９０°より小さい状態である。
【0072】
また、第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂを内輪１１０から離脱した状態に保持することで、噛み合いクラッチ１００の動作モードを両方向フリーモードに切り替えることが可能となっている。
【0073】
すなわち、図２３に示すように、切替部材１５０を軸方向正面側に移動させて第３固定位置に固定すると、図２４に示すように、ローラ位置変更部１５１における第２テーパー部１６４の作用によって第２ローラ１３０ｂが付勢手段１４０による付勢力に抗って第２ポケット部１２１ｂ内に収容されるよう移動されると共に、第１テーパー部１６２の作用によって第１ローラ１３０ａが付勢手段１４０による付勢力に抗って第１ポケット部１２１ａ内に収容されるよう移動される。これにより、第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂの両方が内輪１１０から離脱した状態に保持される。
この状態においては、内輪１１０を正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転させた場合であっても、内輪１１０が空転する。
この状態においては、内輪１１０を正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転させた場合であっても、内輪１１０が空転する。
【0074】
上記構成の噛み合いクラッチ１００においても、第１実施形態に係る噛み合いクラッチ１００と同様の作用効果が得られる。
【0075】
以上において、上記の第１実施形態乃至第３実施形態においては、すべてのローラ１３０が同時に内輪１１０におけるローラ支持部１１１に支持されるように、複数対のローラ対１３１の配置位置がローラ支持部１１１の位置と一致する構成について説明したが、図２５に示すように、複数対のローラ対１３１がローラ支持部１１１に対し周方向にずらして配置されたローラ対１３１を含む構成であってもよい。この例では、第３実施形態に係る噛み合いクラッチ１００において、複数対のローラ対１３１がローラ支持部１１１に対し半ピッチ分周方向にずらした位置に配置されている。このような配置とすることで、バックラッシュを低減することが可能となると共に円滑な噛み合いを実現することが可能となる。
【0076】
上記の第１実施形態乃至第３実施形態においては、動作モードを、両方向ロックモード、正転方向ロックモード、逆転方向ロックモード及び両方向フリーモードの４つの動作モードに切り替え可能に構成された噛み合いクラッチについて説明したが、動作モードが両方向ロックモード及び両方向フリーモードの２つの動作モードに切り替え可能に構成されたものであってもよい。
【0077】
＜第４実施形態＞
図２６Ａは、本発明の第４実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例における要部を概略的に示す模式図である。なお、図２６Ａにおいては、便宜上、内輪１１０の外周面と外輪１２０の内周面を平行平面で示してある。以下の図２６Ｂ及び図２６Ｃ並びに図２７についても同様である。
この噛み合いクラッチは、同軸上に相対回転可能に配置された内輪１１０及び外輪１２０の間に、複数のローラ１３０が周方向に所定間隔で配置される。
内輪１１０の外周面には、ローラ支持部１１１が周方向に所定間隔で形成され、外輪１２０の内周面には、複数のローラ１３０の各々に対応する複数のポケット部１２１が形成されている。
図２６Ａは、本発明の第４実施形態に係る噛み合いクラッチの一構成例における要部を概略的に示す模式図である。なお、図２６Ａにおいては、便宜上、内輪１１０の外周面と外輪１２０の内周面を平行平面で示してある。以下の図２６Ｂ及び図２６Ｃ並びに図２７についても同様である。
この噛み合いクラッチは、同軸上に相対回転可能に配置された内輪１１０及び外輪１２０の間に、複数のローラ１３０が周方向に所定間隔で配置される。
内輪１１０の外周面には、ローラ支持部１１１が周方向に所定間隔で形成され、外輪１２０の内周面には、複数のローラ１３０の各々に対応する複数のポケット部１２１が形成されている。
【0078】
ポケット部１２１は、底面から径方向内方に向かって開口幅が大きくなっており、周方向に対し９０°より小さい角度で互いに異なる方向に傾斜する平面状の第３傾斜面部１２５ａ及び平面状の第４傾斜面部１２５ｂを有する。
第３傾斜面部１２５ａは、径方向外方に向かって周方向一方向（逆転方向）に傾斜して延びるように形成され、例えば内輪１１０の外輪１２０に対する正転方向の相対回転を禁止するロック状態とされたときに、ローラ１３０に当接する係合面として機能する。
第４傾斜面部１２５ｂは、径方向外方に向かって周方向他方向（正転方向）に傾斜して延びるように形成され、例えば内輪１１０の外輪１２０に対する逆転方向の相対回転を禁止するロック状態とされたときに、ローラ１３０に当接する係合面として機能する。
第３傾斜面部１２５ａは、径方向外方に向かって周方向一方向（逆転方向）に傾斜して延びるように形成され、例えば内輪１１０の外輪１２０に対する正転方向の相対回転を禁止するロック状態とされたときに、ローラ１３０に当接する係合面として機能する。
第４傾斜面部１２５ｂは、径方向外方に向かって周方向他方向（正転方向）に傾斜して延びるように形成され、例えば内輪１１０の外輪１２０に対する逆転方向の相対回転を禁止するロック状態とされたときに、ローラ１３０に当接する係合面として機能する。
【0079】
各々のポケット部１２１には、ポケット部１２１の底面に連続して径方向に延びるバネ収容穴１２８が形成されている。
【0080】
付勢手段１４０は、例えばコイルスプリングにより構成され、複数のローラ１３０の各々に対応する複数の付勢手段１４０がそれぞれバネ収容穴１２８内に伸縮自在に収容されて配置されている。
【0081】
本実施形態に係る噛み合いクラッチにおいては、切替部材１５０が非作動状態にあるときには、内輪１１０または外輪１２０にトルクが働くことでローラ１３０が内輪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、従って、噛み合いクラッチの動作モードは、両方向ロックモードとされている。
【0082】
図２６Ｂに示すように、内輪１１０を正転方向に回転させると、ローラ１３０を支持するローラ支持部１１１における第１傾斜面部１１５ａとポケット部１２１における第３傾斜面部１２５ａとでローラ１３０を周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
ローラ１３０は、接触角αの大きさが９０°より小さくなる状態で、第１傾斜面部１１５ａと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれる。
ローラ１３０は、接触角αの大きさが９０°より小さくなる状態で、第１傾斜面部１１５ａと第３傾斜面１２５ａとで周方向に挟み込まれる。
【0083】
一方、図２６Ｃに示すように、内輪１１０を逆転方向に回転させると、ローラ１３０を支持するローラ支持部１１１における第２傾斜面部１１５ｂとポケット部１２１における第４傾斜面部１２５ｂとでローラ１３０を周方向に挟み込み、内輪１１０と外輪１２０とが噛み合うようになっている。
ローラ１３０は、接触角αの大きさが９０°より小さくなる状態で、第２傾斜面部１１５ｂと第４傾斜面１２５ｂとで周方向に挟み込まれる。
ローラ１３０は、接触角αの大きさが９０°より小さくなる状態で、第２傾斜面部１１５ｂと第４傾斜面１２５ｂとで周方向に挟み込まれる。
【0084】
この噛み合いクラッチにおいては、切替部材１５０を正転方向に回転させて第１ローラ１３０ａ及び第２ローラ１３０ｂを内輪１１０から離脱した状態に保持することで、噛み合いクラッチの動作モードを両方向フリーモードに切り替えることが可能となっている。
【0085】
すなわち、図２７に示すように、切替部材１５０を正転方向に回転させて作動位置に固定すると、切替部材１５０のローラ位置変更部における第１カム面１５２ａの作用によってローラ１３０が付勢手段１４０による付勢力に抗ってポケット部１２１内に収容されるよう移動される。これにより、ローラ１３０が内輪１１０から離脱した状態に保持される。
この状態においては、内輪１１０を正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転させた場合であっても、内輪１１０が空転する。
この状態においては、内輪１１０を正転方向及び逆転方向のいずれの方向に回転させた場合であっても、内輪１１０が空転する。
【0086】
上記構成の噛み合いクラッチにおいても、第１実施形態乃至第３実施形態に係る噛み合いクラッチ１００と同様の作用効果が得られる。
【0087】
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。
例えば、上記の各実施形態においては、外輪を固定し、内輪を回転させる構成について説明したが、内輪を固定して、外輪を回転させる構成や、内輪及び外輪がともに回転する構成としてもよい。
例えば、上記の各実施形態においては、外輪を固定し、内輪を回転させる構成について説明したが、内輪を固定して、外輪を回転させる構成や、内輪及び外輪がともに回転する構成としてもよい。
【符号の説明】
【0088】
１００ ・・・ 噛み合いクラッチ
１１０ ・・・ 内輪
１１１ ・・・ ローラ支持部
１１２ ・・・ 軸部
１１５ ・・・ 傾斜面部
１１５ａ ・・・ 第１傾斜面部
１１５ｂ ・・・ 第２傾斜面部
１２０ ・・・ 外輪
１２１ ・・・ ポケット部
１２１ａ ・・・ 第１ポケット部
１２１ｂ ・・・ 第２ポケット部
１２２ ・・・ 底板部
１２２ａ ・・・ 貫通孔
１２３ ・・・ 筒状部
１２４ ・・・ 軸受部
１２５ ・・・ 傾斜面部
１２５ａ ・・・ 第３傾斜面部
１２５ｂ ・・・ 第４傾斜面部
１２８ ・・・ バネ収容穴
１３０ ・・・ ローラ
１３０ａ ・・・ 第１ローラ
１３０ｂ ・・・ 第２ローラ
１３１ ・・・ ローラ対
１３５ ・・・ 装着溝
１４０ ・・・ 付勢手段
１５０ ・・・ 切替部材
１５１ ・・・ ローラ位置変更部
１５２ａ ・・・ 第１カム面
１５２ｂ ・・・ 第２カム面
１５３ ・・・ 柱状突起部
１５５ ・・・ 基部
１５８ ・・・ 操作部
１６０ ・・・ 柱部
１６１ ・・・ 第１押圧部
１６２ ・・・ 第１テーパー部
１６３ ・・・ 第２押圧部
１６４ ・・・ 第２テーパー部
１６５ａ ・・・ 第１固定孔
１６５ｂ ・・・ 第２固定孔
１６５ｃ ・・・ 第３固定孔
１７０ ・・・ 位置固定用ピン
１７５ ・・・ カバー部材
１７６ ・・・ 貫通孔
１１０ ・・・ 内輪
１１１ ・・・ ローラ支持部
１１２ ・・・ 軸部
１１５ ・・・ 傾斜面部
１１５ａ ・・・ 第１傾斜面部
１１５ｂ ・・・ 第２傾斜面部
１２０ ・・・ 外輪
１２１ ・・・ ポケット部
１２１ａ ・・・ 第１ポケット部
１２１ｂ ・・・ 第２ポケット部
１２２ ・・・ 底板部
１２２ａ ・・・ 貫通孔
１２３ ・・・ 筒状部
１２４ ・・・ 軸受部
１２５ ・・・ 傾斜面部
１２５ａ ・・・ 第３傾斜面部
１２５ｂ ・・・ 第４傾斜面部
１２８ ・・・ バネ収容穴
１３０ ・・・ ローラ
１３０ａ ・・・ 第１ローラ
１３０ｂ ・・・ 第２ローラ
１３１ ・・・ ローラ対
１３５ ・・・ 装着溝
１４０ ・・・ 付勢手段
１５０ ・・・ 切替部材
１５１ ・・・ ローラ位置変更部
１５２ａ ・・・ 第１カム面
１５２ｂ ・・・ 第２カム面
１５３ ・・・ 柱状突起部
１５５ ・・・ 基部
１５８ ・・・ 操作部
１６０ ・・・ 柱部
１６１ ・・・ 第１押圧部
１６２ ・・・ 第１テーパー部
１６３ ・・・ 第２押圧部
１６４ ・・・ 第２テーパー部
１６５ａ ・・・ 第１固定孔
１６５ｂ ・・・ 第２固定孔
１６５ｃ ・・・ 第３固定孔
１７０ ・・・ 位置固定用ピン
１７５ ・・・ カバー部材
１７６ ・・・ 貫通孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26A】
【図26B】
【図26C】
【図27】