凸轮离合器

技术领域

本发明涉及一种具备动作模式切换机构的凸轮离合器，所述动作模式切换机构可切换容许外圈及内圈的两个方向的相对的旋转动作的空转状态、容许所述外圈及所述内圈的正反任意一个方向的相对的旋转动作的单向离合器状态、禁止外圈及内圈的两个方向的相对的旋转动作的锁定状态中的任意2个以上。

背景技术

作为对旋转力的传递和切断进行控制的离合器，已知有一种可在正转方向及反转方向的两个方向上对驱动和空转进行切换的双向离合器。

有某种双向离合器被构成为，通过使凸轮或楔块倾倒，可进行禁止内圈及外圈的相对的旋转动作(传递旋转力)的锁定状态和容许内圈及外圈的相对的旋转动作(切断旋转力)的空转状态的切换(参照例如专利文献1、专利文献2)。

此外，在专利文献3中，记述有一种具备切换机构的双向离合器，该切换机构可对保持器进行控制，来进行双向空转模式、单向锁定模式及双向锁定模式的3种动作模式的切换，所述保持器可将作为动力传递部件的滚子保持在形成在外圈的内周上的凸轮面的中立位置或一方的卡合位置上。

专利文献

专利文献1：日本特开2011-220509号公报

专利文献2：日本特开平11-182589号公报

专利文献3：日本特开2014-219015号公报

专利文献4：日本特开2020-190255号公报

发明内容

而且，在专利文献1所述的双向离合器上，是在输入侧旋转体相对于输出侧旋转体而进行相对旋转时，通过使楔块向与输入侧旋转体的旋转方向相同方向倾斜，来切换输入侧旋转体与输出侧旋转体的卡合及断开。因此，存在有在切换旋转方向时产生有时间损失而导致响应性差这一点问题。此外，在专利文献2所述的双向离合器上也存在有同样的问题。

专利文献3所述的双向离合器可以利用板簧状的部件向两个方向同时进行动力传递。然而，由于是通过摩擦来进行动力传递，因此相对于双向离合器的体格而言，存在有可传递的转矩较小这样的问题。

以解决这样的问题，并提供一种能够以简单的结构进行动作模式的切换，响应性高且能够确保预期的转矩容量的凸轮离合器为目的，申请人发明了具有专利文献4所示的动作模式切换机构的凸轮离合器。

在专利文献4所述的凸轮离合器的第1、第2、第4实施方式中存在有下述这样的课题，即，在将外圈用作旋转体时，为了从固定侧对动作模式切换机构进行操作，而需要复杂的机构。

此外，在第3实施方式中，需要特殊形状的凸轮，此外，存在有轴向的尺寸变大这样的课题。

本发明是解决这些问题的发明，所要解决的技术问题是提供一种能够以简单的结构来进行动作模式的切换，响应性高且能够确保预期的转矩容量，并且即使将外圈用作旋转体，结构也不会复杂化，且还能够减小轴向尺寸的凸轮离合器。

本发明为一种凸轮离合器，具备：至少1组内圈及外圈，被设置成可在同轴上相对旋转；多个凸轮，被设置在所述内圈和所述外圈之间的周向上；及加力单元，在径向上对所述多个凸轮进行加力，其可通过下述内容来解决所述课题，即，具备切换容许所述外圈及所述内圈的两个方向的相对的旋转动作的空转状态、容许所述外圈及所述内圈的正反任意一个方向的相对的旋转动作的单向离合器状态、禁止所述外圈及所述内圈的两个方向的相对的旋转动作的锁定状态中的任意2个以上的动作模式切换机构，所述动作模式切换机构具备可独立于所述内圈及所述外圈的旋转而在轴向上移动的凸轮姿态变更部，所述多个凸轮的一部分或整体具备以从侧面向所述凸轮姿态变更部侧突出的方式设置的卡合部。

根据本技术方案1所涉及的发明，仅通过使凸轮姿态变更部在轴向上移动，即可使具备卡合部的凸轮向规定方向倾倒。因此，在凸轮离合器的动作模式切换时，能够得到较高的响应性。而且，由于是由凸轮构成的动力传递机构，因此可传递的转矩容量不受摩擦力限制，因而能够确保预期的转矩容量。

此外，由于是随着凸轮姿态变更部的移动，并通过限制凸轮的卡合部的半径方向的位置的作用而使凸轮倾倒，因此不会产生凸轮姿态变更部与凸轮的滑动音或在从空转状态向锁定状态过渡时凸轮与轨道面接触时的噪音。此外，由于凸轮是滚动接触于内圈的轨道面及外圈的轨道面，在凸轮和轨道面之间不产生滑动，因此能够避免产生凸轮与内圈或外圈的空转磨损。

并且，由于动作模式切换机构是由凸轮姿态变更部和卡合部构成，所述凸轮姿态变更部述可独立于内圈及外圈的旋转动作而在轴向上移动，所述卡合部被设置成从凸轮的侧面向凸轮姿态变更部侧突出，因此能够使用与现有的凸轮大致相同的凸轮，并且即使将外圈用作旋转体，结构也不会复杂化，且轴向的尺寸的增加也会很微小。

根据本技术方案2所述的构成，由于能够通过凸轮姿态变更部的轴向移动而使凸轮倾倒，且即使凸轮相对于凸轮姿态变更部在周向上移动，也能够始终维持凸轮的姿态，因此即使将外圈用作旋转体，也能够以极简单的构成来进行动作模式的切换。

根据本技术方案3所述的构成，由于第1凸轮与第2凸轮的卡合的旋转方向彼此不同，因此通过改变第1凸轮和第2凸轮的任意一方或双方的姿态，能够进行下述4种动作模式的切换，即，容许正转方向及反转方向的两个方向的旋转的双向空转模式、仅容许相对于正转方向及反转方向的任意一个方向旋转的单向锁定模式以及禁止正转方向及反转方向的两个方向的旋转的双向锁定模式。

根据本技术方案4所述的构成，通过在轴向上并列的2组凸轮离合器机构的中央设置共通的动作模式切换机构，能够实现零件个数的削减，并能够实现凸轮离合器的结构的简化。

根据本技术方案5所述的构成，利用共通的动作模式切换机构的动作，通过设置，能够实现零件个数的削减，并能够实现凸轮离合器的结构的简化。

根据本技术方案6所述的构成，由于能够在第1凸轮及第2凸轮上通过共通的凸轮姿态变更部来控制第1凸轮及第2凸轮的姿态，因此能够避免凸轮离合器的结构的复杂化和大型化。

而且，根据本技术方案7所涉及的发明，能够对第1凸轮及第2凸轮，通过共通的凸轮姿态变更部，选择性控制第1凸轮的姿态及第2凸轮的姿态。

根据本技术方案8所述的构成，能够在抑制轴向尺寸的增加的同时，确保足够高的转矩容量。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的凸轮离合器的构成的分解立体图。

图2是图1所示的凸轮离合器的包含中心轴的面的剖视图。

图3是图1所示的凸轮离合器的俯视图，是表示省略了动作模式切换机构后的状态的图。

图4是图2所示的剖视图的局部放大图。

图5是图1所示的凸轮离合器的凸轮的立体图。

图6是图1所示的动作模式切换机构的立体图。

图7是示意性表示本发明的第1实施方式所涉及的凸轮离合器的其他实施方式的姿态变更部和卡合部的形状的图。

图8是本发明的第2实施方式所涉及的凸轮离合器的包含中心轴的面的剖视图。

图9是本发明的第3实施方式所涉及的凸轮离合器的包含中心轴的面的剖视图。

符号说明

100、200、300-凸轮离合器；110、210、310-内圈；120、220、320-外圈；131、231、331-凸轮；131a-第1凸轮；131b-第2凸轮；132-保持槽；136-卡合部；140、240、340-动作模式切换机构；141、241、341-凸轮姿态变更部；142、242、342-本体部；350-中圈。

具体实施方式

参照图1～图9对本发明的实施例进行说明。但是，本发明不局限于这些实施方式。

实施例1

如图1及图2所示，本发明的第1实施方式所涉及的凸轮离合器100具有：内圈110及外圈120，被设置成可在相同的轴上相对旋转；凸轮机构，被配设在彼此相对的内圈110的外周面和外圈120的内周面之间；及动作模式切换机构140，对凸轮离合器100的动作模式进行切换。

凸轮机构由多个凸轮131和加力单元(未图示)构成，所述多个凸轮131在同一圆周上沿周向排列，所述加力单元被卷掛在设置于多个凸轮131的保持槽132中，向径向内方进行加力。优选在周向上几乎无间隙地配设凸轮131。通过形成这种构成，能够实现较高的传递转矩容量。

本实施方式所涉及的凸轮机构包含卡合的旋转方向彼此不同的第1凸轮及第2凸轮。以下，除了特别区别地提及第1凸轮及第2凸轮的情况以外，也会表述为凸轮131。

在凸轮131的侧面上，如图5所示，以突出的方式设置有可与动作模式切换机构140的凸轮姿态变更部141卡合的卡合部136。

虽然在凸轮机构中，对第1凸轮及第2凸轮的排列不做特别限制，但也如图3所示，优选第1凸轮131a及第2凸轮131b以交互排列的方式配置。通过形成这种构成，由于在第1凸轮131a及第2凸轮131b上，可通过共通的动作模式切换机构140来控制第1凸轮131a及第2凸轮131b的姿态，因此能够避免凸轮离合器100的结构的复杂化和大型化。此外，还可以同时控制第1凸轮131a的姿态及第2凸轮131b的姿态。

此外，第1凸轮131a及第2凸轮131b无需交互排列在同一圆周上，因而，第1凸轮131a及第2凸轮131b的数量既可以相同，也可以不同。

第1凸轮131a及第2凸轮131b例如具有彼此相同的外形形状，仅在不同的侧面上设置有卡合部136，且作为第2凸轮131b，可使用使第1凸轮131a表里反转的凸轮。另外，虽然第1凸轮131a及第2凸轮131b也可以具有彼此不同的外形形状，但通过具有彼此相同的外形形状，可实现零件个数的削减。

第1凸轮131a例如被构成为，在外圈120向一个方向旋转时，与内圈110及外圈120摩擦卡合，在外圈120向另一个方向旋转时，则向从内圈110及外圈120脱离的方向倾倒。

因而，使第1凸轮131a表里反转来进行使用的第2凸轮131b被构成为，在外圈120向另一个方向旋转时，与内圈110及外圈120摩擦卡合，而在外圈120向一个方向旋转时，则向从内圈110及外圈120脱离的方向倾倒。

作为加力单元(未图示)，例如可使用环状的箍簧(garter spring)，且将箍簧设置成，将第1凸轮131a及第2凸轮131b的各个的保持槽132连通。

加力单元只要为向径向内方或径向外方中的任一方向对多个凸轮131各个进行加力的弹性体即可，此外，也可以使用多个板簧或扭力弹簧等。

本实施方式所涉及的凸轮离合器100具备动作模式切换机构，该动作模式切换机构可切换容许内圈110及外圈120的相对的旋转动作的空转状态和禁止内圈110及外圈120的相对的旋转动作的锁定状态。

本实施方式的动作模式切换机构140具备凸轮姿态变更部141，该凸轮姿态变更部141被设置成可独立于内圈110及外圈120的旋转动作而在轴向上移动，并对凸轮131的姿态进行限制。

如图2、4、6等所示，本实施方式的动作模式切换机构140具备：圆环板状的本体部142，被设置成与内圈110及外圈120可相对旋转；及凸轮姿态变更部141，在本体部142的凸轮131侧的侧方被设置为圆周状，以便在与凸轮131的卡合部136抵接时，在与卡合部136进行滑动的同时，限制卡合部136的半径方向位置。

凸轮姿态变更部141被构成为，通过使本体部142在轴向上移动，来切换凸轮131的姿态的固定、解除。

卡合部136被设置在，通过利用凸轮姿态变更部141改变半径方向位置，而成为凸轮131不会同时接触于内圈110及外圈120的状态的位置上，例如比凸轮131与内圈110的接触点的垂线及凸轮131更靠外周侧。

虽然在本实施方式中，将凸轮姿态变更部141构成为圆周状的槽状，但只要是能够实现凸轮131的姿态的固定、解除，则凸轮姿态变更部141也可以为仅内周侧的一条圆周上的突出部，且根据卡合部136的形状，也可以为任意形状。

此外，虽然在本实施方式中，本体部142为圆环板状，且一体形成有凸轮姿态变更部141，但只要能够使凸轮姿态变更部141在轴向上移动，则也可以为杆状等其他形状，且也可以与凸轮姿态变更部141相独立地分体构成。

并且，在内圈110和外圈120之间，除了第1凸轮131a及第2凸轮131b以外，也可以适当配置轴承滚子等。

以下，对上述第1实施方式所涉及的凸轮离合器100的动作进行说明。

首先，在凸轮姿态变更部141不与卡合部136接触，处于凸轮131的姿态不受限制的位置时，是处于禁止外圈120相对于内圈110的正转方向及反转方向的两个方向的相对旋转的锁定状态。即，凸轮离合器100作为双向离合器而发挥功能。

当通过手动或通过适当的驱动源使本体部142向凸轮131侧移动时，则凸轮姿态变更部141与卡合部136卡合，并限制凸轮131a、b双方的姿态，作为凸轮131a、b不会同时与内圈110及外圈120接触的状态，能够使凸轮离合器100作为容许两个方向的相对的旋转动作的空转状态而发挥功能。

以上，虽然使凸轮131a、b为相反方向的凸轮，但也可以构成为，通过仅使用凸轮131a、b中的任一，来切换单向离合器状态和空转状态。

此外，也可以构成为，仅在凸轮131a、b的任意一方上设置卡合部136，并通过利用本体部142的移动，使凸轮姿态变更部141仅与任意一方的卡合部136卡合，来切换锁定状态和单向离合器状态。

并且，如图7所示，也可以构成为，使凸轮姿态变更部141的槽加深，并使凸轮131a、b的一方的卡合部136加长且还能够在凸轮姿态变更部141的槽内在轴向上滑动，并通过在凸轮姿态变更部141的轴向移动的中间位置上能够形成仅与凸轮131a、b的长的一方的卡合部136卡合的状态，来切换锁定状态、单向离合器状态及空转状态这3种状态。

实施例2

图8是本发明的第2实施方式所涉及的凸轮离合器的构成的包含中心轴的面的剖视图。

该凸轮离合器200在轴向上并列配置有与第1实施方式所涉及的凸轮离合器100相同构成的凸轮机构，且在中央侧共用动作模式切换机构240的本体部242。

动作模式切换机构240具备：圆环板状的本体部242，被设置成与内圈210及2个外圈220可相对旋转；及凸轮姿态变更部241，与两侧方的凸轮231相对应地在本体部242的两侧方设置为圆周状。

在该凸轮离合器200上，动作模式切换机构240被设定成可切换3种位置，即，两侧方的凸轮姿态变更部241均不与两侧的凸轮231的卡合部236卡合的位置、一方的凸轮姿态变更部241与卡合部236卡合的位置、另一方的凸轮姿态变更部241与卡合部236卡合的位置。

由此，通过手动或通过适当的驱动源在轴向上驱动本体部242，能够切换到3种动作状态，即，使两侧的离合器机构成为锁定状态的中立位置、仅使一方成为容许两个方向的相对的旋转动作的空转状态并使另一方成为锁定状态的位置、其相反位置的3种动作状态。

另外，也可以省略中立位置来切换2个动作状态。

此外，动作模式切换机构240的两侧的凸轮机构可以分别具有第1实施方式中例示的任意的切换功能，也可以适当组合不同的切换功能。

例如，在两侧具备图7所示的方式的凸轮机构时，能够切换为5个动作状态。

此外，也可以改变本体部242的形状和结构，使两侧的凸轮姿态变更部241构成为分别独立进行轴向移动，并能够通过两侧的离合器机构同时使凸轮姿态变更部241与卡合部236卡合。

实施例3

图9是本发明的第3实施方式所涉及的凸轮离合器的构成的包含中心轴的面的剖视图。

该凸轮离合器300是使与第1实施方式所涉及的凸轮离合器100相同构成的凸轮机构成为双层结构，在内圈310和中圈350之间配置有内侧的离合器机构，在中圈350和外圈320之间配置有外侧的离合器机构。

中圈350在内侧的离合器机构上相当于外圈，在外侧的离合器机构上相当于内圈。

动作模式切换机构340具备：圆环板状的本体部342，被设置成与内圈310、中圈350及外圈320可相对旋转；双层凸轮姿态变更部341，与内外的凸轮331相对应，在本体部342的凸轮331侧的侧方被设置为圆周状。

在该凸轮离合器300上，动作模式切换机构340的内外的凸轮姿态变更部341与内外的凸轮331的卡合部336的关系分别与第1实施方式所涉及的凸轮离合器100相同。

双层凸轮机构可以分别具有第1实施方式中例示的任意的切换功能，只要适当组合不同的凸轮即可。

此外，也可以通过适当组合内外的凸轮姿态变更部341的槽的深度和内外的各个凸轮331的卡合部336的长度，来切换与轴向的移动位置相对应的多个状态。

并且，也可以改变本体部342的形状或结构，使内外的凸轮姿态变更部341构成为分别独立进行轴向移动，并能够独立控制内外的凸轮机构的状态。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了详述，但本发明局限于上述实施方式，在不脱离设计方案的范围所记述的本发明的前提下，可进行各种设计变更。