クラッチユニット
【課題】トルクリミッタ機構を設けることなく、ロック状態が急激に切り換わった際の衝撃を緩和することができるクラッチユニットを提供する。
【解決手段】固定部材３と入力ギヤ７との間にダンパー９を設け、このダンパー９を介してトルク伝達を行う。これにより、ロック状態が急激に切り換わった場合でもダンパー９で衝撃を吸収することができるため、モータに加わる衝撃を緩和することができる。
【解決手段】固定部材３と入力ギヤ７との間にダンパー９を設け、このダンパー９を介してトルク伝達を行う。これにより、ロック状態が急激に切り換わった場合でもダンパー９で衝撃を吸収することができるため、モータに加わる衝撃を緩和することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクラッチユニットに関し、特に、正回転ロック状態と逆回転ロック状態とを切り換え可能なクラッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１の図１〜４には、係合子と入力部及び出力部とをカム面を介して楔係合させて正回転ロック状態あるいは逆回転ロック状態でロックすることによりトルク伝達を行うクラッチユニットが示されている。尚、「正回転ロック状態」とは、入力部からの正回転方向の入力トルクを出力部に伝達可能な状態（すなわち、出力部からの逆回転方向の逆入力トルクを入力部に伝達可能な状態）である。一方、「逆回転ロック状態」とは、入力部からの逆回転方向の入力トルクを出力部に伝達可能な状態（すなわち、出力部からの正回転方向の逆入力トルクを入力部に伝達可能な状態）である（以下の説明においても同様）。
【０００３】
このようなクラッチユニットは、例えば電動補助自転車の回生発電システムに適用される。具体的には、自転車の通常運転時には、モータからの正回転方向の入力トルクを、正回転ロック状態のクラッチユニットを介して車輪の回転軸に伝達し、これにより運転者がペダルを踏み込む際の負荷を軽減する。一方、自転車の減速時には、車輪の回転軸からの正回転方向の逆入力トルクを、逆回転ロック状態のクラッチユニットを介してモータに伝達してモータを回転させ、これにより発電した電力がバッテリに蓄電される。
【０００４】
上記のようなクラッチユニットにおいて、正回転ロック状態から逆回転ロック状態に急激に切り換わると、ロック状態の切り換え時の衝撃がモータに伝わり、モータが損傷する恐れがある。かかる事態を回避するため、特許文献１の図７〜９には、逆回転ロック状態で大きなトルクが加わったときに、係合子と入力部とを滑らせて係合状態を解除するトルクリミッタ機構を備えたクラッチユニットが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようなトルクリミッタ機構を設けた場合、以下のような問題が生じる。第１に、係合子とカム面との間で滑りが生じるため、せん断や発熱によるカム面や係合子の劣化や損傷が懸念される。第２に、トルクリミッタ機構を設けるため、カム角度（係合子と入力部及び出力部との接触点における接線の交差角度）を大きくするストッパ部をカム面に設ける必要があり、カム面の形状が複雑となって製作コストがかかる。第３に、トルクリミッタ機構の設定トルク（滑りを生じさせるトルク値）は、カム面の形状や係合子の外径寸法に応じて設定されているため、組み立て時に各部品のマッチングが必要となり組み立て工数が増える。
【０００７】
本発明の解決すべき課題は、上記のようなトルクリミッタ機構を設けることなく、ロック状態が急激に切り換わった際の衝撃を緩和することができるクラッチユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、正回転方向のトルクが入力される入力部と、当該トルクが出力される出力部と、入力部と出力部との間に配置された複数の係合子と、複数の係合子を所定の間隔で保持する保持器と、入力部及び出力部を複数の係合子と楔係合させて正回転ロック状態あるいは逆回転ロック状態でロックする複数のカム面とを備えたクラッチユニットにおいて、入力部あるいは出力部の少なくとも一方が、ダンパーと、該ダンパーを介してトルク伝達可能に連結された複数の部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
このように、入力部又は出力部にダンパーを設け、このダンパーを介して複数の部材をトルク伝達可能に連結することにより、ロック状態が急激に切り換わった場合でもダンパーで衝撃を吸収することができるため、モータ等の回転駆動源に加わる衝撃を緩和することができる。
【００１０】
例えば、複数の部材の周方向間にダンパーを設けた場合、トルク伝達時に、複数の部材の相対回転によりダンパーは圧縮力あるいは引張力を受ける。これに対し、複数の部材の軸方向間にダンパーを設けた場合、トルク伝達時に、複数の部材の相対回転によりダンパーは周方向のせん断力を受ける。一般に、圧縮力や引張力よりもせん断力を受けた場合の方がダンパーの変形量が大きくなるため、後者のようにダンパーにせん断力が加わるようにすることで、より高い衝撃吸収能力が得られる。
【００１１】
この場合、ダンパーの軸方向中間部に凹部を設ければ、ダンパーの肉厚が局部的に薄くなるためせん断力によりダンパーが変形しやすくなり、衝撃吸収能力がより一層高められる。
【００１２】
複数の部材とダンパーとの固定部において、一方に軸方向に突出した突出部を設けると共に他方に突出部が嵌合する嵌合穴を設けることにより、両者を回転方向で係合させることができる。この場合、突出部あるいは嵌合穴が形成された部材は形状が複雑となるが、この部材を突出部あるいは嵌合穴を含めて樹脂で型成形すれば、製作を容易化できる。
【００１３】
ダンパーは、例えば入力部に設けることができる。この場合、入力部は、係合子と接触する内周面を有する外輪と、外輪の外周面に固定された固定部、及び、固定部から外径に延びた鍔部を有する固定部材と、鍔部と軸方向に対向する回転伝達部材とを備え、固定部材の鍔部と回転伝達部材との軸方向間にダンパーを設けた構成とすることができる。
【００１４】
このとき、ダンパーの変形により鍔部が軸方向に変形すると、入力部（鍔部やダンパー）と保持器とが干渉する恐れがある。従って、鍔部と保持器とを軸方向隙間を介して対向させ、トルク伝達時のダンパーの変形により保持器と入力部とが干渉しないように軸方向隙間を設定することが好ましい。
【００１５】
ダンパーは、弾性変形の許容幅の大きい材料で形成することが好ましく、例えばゴムで形成することができる。
【００１６】
正回転ロック状態から逆回転ロック状態への切り換えは、例えば保持器の回転を制動することにより行うことができる。
【００１７】
上記のようなクラッチユニットは、入力部に接続されるモータと、出力部に接続される負荷側とを有する回生発電システムに好適に組み込むことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明のクラッチユニットによれば、正回転ロック状態と逆回転ロック状態とが急激に切り換わった際の衝撃をダンパーで吸収することができるため、トルクリミッタ機構を設けることなくモータ等が損傷する恐れを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るクラッチユニットの軸方向の断面図である。
【図２】上記クラッチユニットの入力部、ダンパー、及び、入力ギヤの分解斜視図である。
【図３】正回転ロック状態の上記クラッチユニットの軸直交方向の断面図である。
【図４】逆回転ロック状態の上記クラッチユニットの軸直交方向の断面図である。
【図５】上記クラッチユニットを組み込んだ電動補助自転車の駆動部の構成例を示す図であり、（ａ）図はその側面図、（ｂ）図はその平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
本発明の一実施形態に係るクラッチユニット１は、図１に示すように、回転駆動源（図示省略）から正回転方向のトルクが入力される入力部Ａと、当該トルクを出力する出力部Ｂと、入力部Ａと出力部Ｂとの間に配置される係合子としての複数の円筒形のローラ４と、ローラ４を円周方向の複数箇所に等配する保持器５とを主に備える。入力部Ａあるいは出力部Ｂの少なくとも一方にはダンパーが設けられ、本実施形態では、入力部Ａにダンパー９が設けられる。
【００２２】
入力部Ａは、図２に示すように、外輪２と、固定部材３と、ダンパー９と、回転伝達部材としての入力ギヤ７とで構成される。出力部Ｂは、図１に示すように、内輪８と出力軸１１とで構成される。
【００２３】
外輪２は、例えば金属で形成され、円筒状内周面２ａを有する輪体を成す（図２参照）。外輪２の内周面２ａはローラ４と接触し、外輪２の外周面には雄スプライン２ｂが形成される。
【００２４】
固定部材３は、例えば金属のプレス成形品であり、外輪２の外周面に固定された円筒状の固定部３ａと、固定部３ａの軸方向一端から外径に延びた鍔部３ｂとを一体に有する断面Ｌ字形状を成す（図１参照）。固定部３ａの内周には、図２に示すように、外輪２の外周の雄スプライン２ｂと嵌合する雌スプライン３ａ１が形成される。鍔部３ｂは中空円盤状を成し、円周方向等間隔に複数の嵌合穴３ｂ１が形成される。嵌合穴３ｂ１は鍔部３ｂを貫通している。
【００２５】
入力ギヤ７は、外輪２及び固定部材３の外周に配された円筒部７ａと、円筒部７ａから内径に延びた延在部７ｂとを備える（図１参照）。円筒部７ａの外周には、図２に示すように全周にわたって歯面７ａ１が形成される（図２では歯面７ａ１の一部のみを示す。）。延在部７ｂのうち、固定部材３の鍔部３ｂと軸方向で対向する面には、複数の嵌合穴７ｂ１が円周方向等間隔に設けられる。入力ギヤ７は、嵌合穴７ｂ１を含め、樹脂で一体に型成形される。
【００２６】
ダンパー９は、弾性変形の許容幅の大きい材料で形成され、本実施形態ではゴムで形成される。ダンパー９は、図２に示すように輪体を成し、その軸方向両端面に、軸方向に突出した複数の突出部９ａ，９ｂが円周方向等間隔に設けられる。ダンパー９の軸方向中間部には凹部が形成され、図示例では、ダンパー９の外周面及び内周面の軸方向中間部に周方向に延びる環状溝９ｃ，９ｄが全周にわたって形成される。
【００２７】
このダンパー９を介して、入力部Ａを構成する複数の部材がトルク伝達可能に連結される。本実施形態では、固定部材３と入力ギヤ７とがダンパー９を介して連結され、ダンパー９の変形により互いの相対的な変位が許容される。固定部材３と入力ギヤ７とはダンパー９のみを介して連結されている。ダンパー９は、固定部材３の鍔部３ｂと入力ギヤ７との軸方向間に設けられる。具体的には、固定部材３の鍔部３ｂ及び入力ギヤ７の延在部７ｂに形成された嵌合穴３ｂ１，７ｂ１に、ダンパー９の突出部９ａ，９ｂが嵌り込む（図１参照）。これにより、嵌合穴３ｂ１，７ｂ１と突出部９ａ，９ｂとが正逆両回転方向で係合し、固定部材３と入力ギヤ７とがダンパー９を介してトルク伝達可能に連結される。
【００２８】
内輪８は、例えば金属で形成され、外輪２の内周に配置された輪体を成す。内輪８の内周面８ａには出力軸１１が圧入固定されている（図１参照）。内輪８の外周面８ｂには、図３に示すように、ローラ４と接触する複数のカム面１２が形成される。図示例では、内輪８の外周面８ｂが正多角形断面（正１２角形断面）に形成され、この正多角形断面の外周面８ｂを構成する各平面がカム面１２として機能する。各カム面１２には、ローラ４が一つずつ配される。カム面１２と外輪２の円筒状内周面２ａとの間には、正逆両回転方向で半径方向の幅を縮小させた楔隙間１３が形成される。
【００２９】
楔隙間１３の周方向中央部における半径方向幅は、ローラ４の直径よりも若干大きく設定される。これにより、楔隙間１３の周方向中央部に配されたローラ４は、自転可能となる。図３に示すように、ローラ４が内輪８に対して正回転方向（図中時計回り方向）に移動し、楔隙間１３の正回転方向側の幅狭部に押し込まれた状態で、外輪２に正回転方向の入力トルクが入力されると、ローラ４が内輪８の外周面８ｂ（カム面１２）及び外輪２の円筒状内周面２ａと楔係合し、外輪２と内輪８とがロックされる（正回転ロック状態）。一方、図４に示すように、ローラ４が内輪８に対して逆回転方向（図中反時計回り方向）に移動し、楔隙間１３の逆回転方向側の幅狭部に押し込まれた状態で、内輪８に正回転方向の逆入力トルクが入力されると、ローラが内輪８の外周面８ｂ（カム面１２）及び外輪２の円筒状内周面２ａと楔係合し、外輪２と内輪８とがロックされる（逆回転ロック状態）。
【００３０】
出力軸１１は、ローラ４を挟んで軸方向両側に配置した軸受（例えば玉軸受１０ａ，１０ｂ）によって回転自在に支持されている。出力軸１１の軸端には、出力側の伝動要素、例えばスプロケットとトルク伝達可能に結合するためのスプライン１１ａが形成されている。なお、必要に応じて内輪８と出力軸１１を一体にすることもできる。
【００３１】
保持器５は、図１に示すように、ローラ４を収容するためのポケット５ａと、後述するシュー１４と摺動する摺動面５ｂとを具備する。図示例の保持器５は、軸方向に延びる円筒状の保持部５１と、保持部５１の軸方向一端より外径方向に延びるフランジ部５２とを一体に備える。保持部５１には、円周方向の等配位置にポケット５ａが形成される（図１参照）。フランジ部５２の外周面には、摺動面５ｂが形成される（図１参照）。ポケット５ａとローラ４の外周面との間の隙間は、負隙間あるいはローラ直径の１／２０以下の正隙間に設定される。正隙間とする場合、保持部５１のポケット内面に円周方向に突出する突起を設け、ローラ４の脱落を防止するのが望ましい。
【００３２】
保持器５は、摺動面５ｂとシュー１４との接触時にも外輪２や内輪８に対する同軸度が確保されるよう、出力軸１１に対して滑り軸受１５で回転自在に支持される。この滑り軸受１５は、例えば出力軸１１の外周面に嵌合した輪体をなし、その外周面で保持器５の内周面５ｃを摺動支持する。出力軸１１の外周面に形成された環状溝１１ｂには、止め輪１６が装着される。この止め輪１６と内輪８とで滑り軸受１５が軸方向両側から挟持され、これにより滑り軸受１５が出力軸１１に対して軸方向で位置決めされる。
【００３３】
シュー１４は、保持器５の回転を制動するためのものであり、図示のように保持器５の摺動面５ｂと径方向で対峙して配置される。シュー１４は、径方向に移動可能に設けられ、常時は保持器５の摺動面５ｂと離隔し（図１参照）、この状態から内径向きに移動することにより摺動面５ｂと摺動する（図示省略）。
【００３４】
クラッチユニット１には、保持器５を外輪２に対して正回転方向に付勢する弾性部材６が設けられる。弾性部材６は、例えばリングばねで構成される。弾性部材６は、その一端を保持器５の保持部５１に固定し、他端を内輪８に固定することにより、内輪８と保持器５の間に介装される。この弾性部材６の弾性力によって、保持器５が内輪８に対して正回転方向に付勢され、保持器５に押されたローラ４が、楔隙間１３の正回転方向側に付勢される（図３参照）。
【００３５】
以下、上記構成からなるクラッチユニットの機能説明を図３および図４に基づいて行う。
【００３６】
入力部Ａ及び出力部Ｂが共に静止した状態では、保持器５及びローラ４は、弾性部材６の弾性力により楔隙間１３の正回転方向に変位している（図３参照）。この状態で、回転駆動源から正回転方向（図３の時計回り方向）の入力トルクを与えて外輪２を回転させると、ローラ４が外輪２および内輪８と楔係合してロックされる（正回転ロック状態）。これにより、外輪２（入力部Ａ）から内輪８（出力部Ｂ）に正回転方向の入力トルクが伝達され、出力軸１１が正回転方向に回転する。尚、図３に示す正回転ロック状態は、機構的には内輪８に逆回転方向（反時計回り方向）の逆入力トルクを与えて外輪２に伝達することもできる。一方、これ以外の方向の入力トルクあるいは逆入力トルクが負荷された場合、楔隙間でのローラ４と外輪２および内輪８との楔係合が解除されるため、トルク伝達は行われない。
【００３７】
トルクの入力を中止し、外輪２の回転を拘束すると、正回転方向の慣性回転力により内輪８が空転し、ローラ４と外輪２および内輪８との楔係合が解除される。この内輪８の空転状態で、保持器５の摺動面５ｂにシュー１４を押し当てて制動力を作用させると、保持器５に回転遅れが生じ、保持器５が内輪８に対して逆回転方向に相対回転する。その結果、ローラ４は、楔隙間１３の正回転方向側で楔係合した状態から離脱して、図４に示すように逆回転方向側に噛み込み、外輪２および内輪８と楔係合してロックされる（逆回転ロック状態）。これにより、内輪８から外輪２に正回転方向の逆入力トルクが伝達され、外輪２を含む入力部Ａが正回転方向に回転する。尚、図４に示す逆回転ロック状態は、機構的には外輪２からの逆回転方向の入力トルクを内輪８に伝達することもできる。一方、これ以外の方向の入力トルクおよび逆入力トルクに対しては楔係合状態が解除されるのでトルク伝達は行われない。
【００３８】
上記のクラッチユニット１において、正回転ロック状態と逆回転ロック状態とが急激に切り換わると、入力部Ａに接続された回転駆動源に大きな衝撃荷重が加わる恐れがある。本発明では、上記のようにクラッチユニット１にダンパー９を設けているため、ロック状態が切り換わる際の衝撃をダンパー９の変形で吸収することができ、回転駆動源の損傷を防止できる。特に、固定部材３の鍔部３ｂと入力ギヤ７の軸方向間にダンパー９を設けることで、トルク伝達時の固定部材３と入力ギヤ７との相対回転により、ダンパー９を回転方向にせん断変形させることができる。これにより、圧縮や引張と比べてダンパー９をより大きく変形させることができるため、衝撃吸収能力を高めることができる。さらに、ダンパー９の軸方向中間部に凹部（環状溝９ｃ，９ｄ）を設けることで、ダンパー９の変形を促進して衝撃吸収能力がさらに高められる。このとき、ダンパー９に形成される凹部の深さや幅、あるいは位置を変更することによって、ダンパー９の変形量を調整することができる。
【００３９】
トルク伝達時にダンパー９が変形すると、保持器５と軸方向で対向する入力部Ａ（ダンパー９あるいは固定部材３の鍔部３ｂ）が軸方向で変位して、保持器５と干渉する恐れがある。本実施形態では、保持器５と入力部Ａとの間に形成される軸方向隙間Ｓ（図１参照）を、トルク伝達時のダンパー９の変形により保持器５と入力部Ａとが干渉しないように設定している。このため、保持器５と入力部Ａとが干渉して相対回転が阻害される事態が回避され、ロック状態を円滑に切り換えることができる。
【００４０】
以上に説明したクラッチユニット１を、モータと負荷側との間のトルク伝達経路中に配置することにより、回生発電システムを構築することができる。
【００４１】
すなわち、入力ギヤ７にモータからの入力トルクを入力すると共に、出力軸１１を負荷側に連結すると、モータの駆動中は、図３に示す正回転ロック状態となるので、負荷側にモータの入力トルクを伝達して駆動対象を駆動することができる。そして、モータを停止させた後、シュー１４を摺動面５ｂに押し当てれば、図４に示す逆回転ロック状態となるので、慣性による負荷側の逆入力トルクを内輪８に入力することにより、この逆入力トルクをローラ４、さらには入力部Ａを通じてモータに入力し、モータを発電機として機能させることができる。この回生発電中は、モータの内部摩擦で制動力が作用するので、負荷側のブレーキ機構として使用することもできる。
【００４２】
回生発電システムの具体的用途として、例えば図５に示す電動補助自転車を挙げることができる。
【００４３】
この電動補助自転車には、ペダル１００に加えられた踏力を後車輪の車軸１０６に伝達する人力駆動系と、モータ１１４の出力を後車輪の車軸１０６に伝達するモータ駆動系とが設けられる。
【００４４】
詳細に説明すると、人力駆動系では、ペダル１００に作用する踏力がクランク１１７でクランク軸１０１の回転運動に変換され、そのトルクは第一の伝動手段１１５ａを介して後車輪の車軸１０６に伝達される。第一の伝動手段１１５ａは、クランク軸１０１に取り付けられたフロントスプロケット１０２と、後車輪の車軸１０６に取り付けられたリヤスプロケット１０４ａと、両スプロケット１０２，１０４ａに掛け渡されたチェーン１０３ａとで構成される。リヤスプロケット１０４ａと車軸１０６は、リヤスプロケット１０４ａからのトルクを車軸１０６に伝達する一方で、車軸１０６からの逆入力トルクをリヤスプロケット１０４ａに伝達しないよう、公知のワンウェイクラッチ１１９を介してフリーに連結されている。
【００４５】
モータ駆動系では、モータ１１４の出力が上記クラッチユニット１に入力され、さらにクラッチユニット１の出力が第二の伝動手段１１５ｂを介して後車輪の車軸１０６に伝達される。第二の伝動手段１１５ｂは、クラッチユニット１の出力軸１１に取り付けられたミドルスプロケット１１８と、後車輪の車軸１０６に取り付けられたリヤスプロケット１０４ｂと、両スプロケット１１８，１０４ｂに掛け渡されたチェーン１０３ｂとで構成される。リヤスプロケット１０４ｂと車軸１０６は、これら相互間で双方向のトルク伝達が可能となるようリジッドに連結されている。
【００４６】
なお、図中１２０は、緩み吸収用として人力駆動系のチェーン１０３ａに配置されたテンショナである。また、図１に示すシュー１４は、自転車のブレーキレバーにワイヤ等を介して機械的に連結する他、例えばブレーキレバーの操作状態を電気信号に変換し、この信号に基づいてソレノイドを励磁させる等の電気的手段でブレーキ操作と連動させることもできる。
【００４７】
クランク軸１０１には、その軸トルクを検出するトルク検出手段が配置されている。このトルク検出手段で検出したトルクが設定値を越えると、モータ１１４が起動して不足分に応じたトルクを補助動力として発生させる。このモータアシストによる走行中、クラッチユニット１は、図３に示す正回転ロック状態となる。従って、モータ１１４からの正回転方向の入力トルクは、入力ギヤ７→ダンパー９→固定部材３→外輪２→ローラ４→内輪８→出力軸１１という経路を経てリヤスプロケット１０４ｂに伝達される。このモータトルクが人力駆動系からの踏力トルクと車軸１０６で合成されるため、自転車を軽快に走行させることが可能となる。
【００４８】
乗員がブレーキ操作を行うと、これに連動してシュー１４が摺動面５ｂに押し付けられ、クラッチユニット１のロック方向が切り替わって、図４に示す逆回転ロック状態になる。この状態で、後車輪の回転トルクは、車軸１０６とリジッドに結合されたリヤスプロケット１０４ｂおよびチェーン１０３ｂを介してクラッチユニット１の出力軸１１に伝達される。この逆入力トルクに対しては、ローラ４が逆回転方向の楔隙間に噛み込むので、逆入力トルクは、出力軸１１→内輪８→ローラ４→外輪２→固定部材３→ダンパー９→入力ギヤ７という経路を経てモータ１１４に入力される。このトルクによりモータ１１４を駆動させて回生発電させることが可能となり、回生電流をバッテリに蓄電することができる。同時にモータ１１４を駆動させるための動力が制動力となり、ブレーキ操作のアシスト機能が得られる（ブレーキアシスト）。
【００４９】
ところで、一般にチェーン１０３ａ，１０３ｂの回転時には、チェーンの回転むらが避けられない。特にモータ駆動系のチェーン１０３ｂで回転むらが生じた場合には、正回転ロック状態のローラ４（図３）が突然逆回転ロック状態（図４）に移行し、モータアシスト状態からブレーキアシスト状態に切り替わって安定走行に支障を来たすおそれがある。このような場合でも、ロック状態の切り換えによる衝撃をダンパー９で吸収できるため、安定走行状態を維持することができる。
【００５０】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
上記の実施形態では、入力部Ａにダンパー９を設けた構成を示しているが、これに限らず、出力部Ｂにダンパーを設けてもよい（図示省略）。あるいは、入力部Ａ及び出力部Ｂの双方にダンパーを設けてもよい（図示省略）。
【００５２】
また、ダンパー９は、ダンパー９を介して連結される複数の部材（上記実施形態では固定部材３と入力ギヤ７）との間でトルク伝達が可能であり、且つ、ロック状態切り換え時の衝撃を吸収することができる構成であれば、上記の形状に限られない。例えば、上記の実施形態では、ダンパー９が輪体を成しているが、これに限らず、円周方向で複数に分割してもよい。また、ダンパー９に設けられる凹部（環状溝９ｃ，９ｄ）は、ダンパー９を変形しやすくすることができれば形状や形成箇所は限定されず、例えば、円周方向に離隔した複数箇所に凹部を設けても良い。あるいは、特に凹部が必要なければこれを省略しても良い。
【００５３】
また、上記実施形態では、ダンパー９に突出部９ａ，９ｂを設けると共に、固定部材３及び入力ギヤ７に嵌合穴を設けているが、これとは逆に、ダンパー９に嵌合穴を設け、固定部材３及び入力ギヤ７に突出部を設け、これらを嵌合させてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ クラッチユニット
２ 外輪
３ 固定部材
３ａ 固定部
３ｂ 鍔部
３ｂ１ 嵌合穴
４ ローラ
５ 保持器
６ 弾性部材
７ 入力ギヤ
７ｂ１ 嵌合穴
８ 内輪
９ ダンパー
９ａ，９ｂ 突出部
９ｃ，９ｄ 環状溝（凹部）
１１ 出力軸
１２ カム面
１３ 楔隙間
１４ シュー
１５ 滑り軸受
Ａ 入力部
Ｂ 出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明はクラッチユニットに関し、特に、正回転ロック状態と逆回転ロック状態とを切り換え可能なクラッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１の図１〜４には、係合子と入力部及び出力部とをカム面を介して楔係合させて正回転ロック状態あるいは逆回転ロック状態でロックすることによりトルク伝達を行うクラッチユニットが示されている。尚、「正回転ロック状態」とは、入力部からの正回転方向の入力トルクを出力部に伝達可能な状態（すなわち、出力部からの逆回転方向の逆入力トルクを入力部に伝達可能な状態）である。一方、「逆回転ロック状態」とは、入力部からの逆回転方向の入力トルクを出力部に伝達可能な状態（すなわち、出力部からの正回転方向の逆入力トルクを入力部に伝達可能な状態）である（以下の説明においても同様）。
【０００３】
このようなクラッチユニットは、例えば電動補助自転車の回生発電システムに適用される。具体的には、自転車の通常運転時には、モータからの正回転方向の入力トルクを、正回転ロック状態のクラッチユニットを介して車輪の回転軸に伝達し、これにより運転者がペダルを踏み込む際の負荷を軽減する。一方、自転車の減速時には、車輪の回転軸からの正回転方向の逆入力トルクを、逆回転ロック状態のクラッチユニットを介してモータに伝達してモータを回転させ、これにより発電した電力がバッテリに蓄電される。
【０００４】
上記のようなクラッチユニットにおいて、正回転ロック状態から逆回転ロック状態に急激に切り換わると、ロック状態の切り換え時の衝撃がモータに伝わり、モータが損傷する恐れがある。かかる事態を回避するため、特許文献１の図７〜９には、逆回転ロック状態で大きなトルクが加わったときに、係合子と入力部とを滑らせて係合状態を解除するトルクリミッタ機構を備えたクラッチユニットが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようなトルクリミッタ機構を設けた場合、以下のような問題が生じる。第１に、係合子とカム面との間で滑りが生じるため、せん断や発熱によるカム面や係合子の劣化や損傷が懸念される。第２に、トルクリミッタ機構を設けるため、カム角度（係合子と入力部及び出力部との接触点における接線の交差角度）を大きくするストッパ部をカム面に設ける必要があり、カム面の形状が複雑となって製作コストがかかる。第３に、トルクリミッタ機構の設定トルク（滑りを生じさせるトルク値）は、カム面の形状や係合子の外径寸法に応じて設定されているため、組み立て時に各部品のマッチングが必要となり組み立て工数が増える。
【０００７】
本発明の解決すべき課題は、上記のようなトルクリミッタ機構を設けることなく、ロック状態が急激に切り換わった際の衝撃を緩和することができるクラッチユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、正回転方向のトルクが入力される入力部と、当該トルクが出力される出力部と、入力部と出力部との間に配置された複数の係合子と、複数の係合子を所定の間隔で保持する保持器と、入力部及び出力部を複数の係合子と楔係合させて正回転ロック状態あるいは逆回転ロック状態でロックする複数のカム面とを備えたクラッチユニットにおいて、入力部あるいは出力部の少なくとも一方が、ダンパーと、該ダンパーを介してトルク伝達可能に連結された複数の部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
このように、入力部又は出力部にダンパーを設け、このダンパーを介して複数の部材をトルク伝達可能に連結することにより、ロック状態が急激に切り換わった場合でもダンパーで衝撃を吸収することができるため、モータ等の回転駆動源に加わる衝撃を緩和することができる。
【００１０】
例えば、複数の部材の周方向間にダンパーを設けた場合、トルク伝達時に、複数の部材の相対回転によりダンパーは圧縮力あるいは引張力を受ける。これに対し、複数の部材の軸方向間にダンパーを設けた場合、トルク伝達時に、複数の部材の相対回転によりダンパーは周方向のせん断力を受ける。一般に、圧縮力や引張力よりもせん断力を受けた場合の方がダンパーの変形量が大きくなるため、後者のようにダンパーにせん断力が加わるようにすることで、より高い衝撃吸収能力が得られる。
【００１１】
この場合、ダンパーの軸方向中間部に凹部を設ければ、ダンパーの肉厚が局部的に薄くなるためせん断力によりダンパーが変形しやすくなり、衝撃吸収能力がより一層高められる。
【００１２】
複数の部材とダンパーとの固定部において、一方に軸方向に突出した突出部を設けると共に他方に突出部が嵌合する嵌合穴を設けることにより、両者を回転方向で係合させることができる。この場合、突出部あるいは嵌合穴が形成された部材は形状が複雑となるが、この部材を突出部あるいは嵌合穴を含めて樹脂で型成形すれば、製作を容易化できる。
【００１３】
ダンパーは、例えば入力部に設けることができる。この場合、入力部は、係合子と接触する内周面を有する外輪と、外輪の外周面に固定された固定部、及び、固定部から外径に延びた鍔部を有する固定部材と、鍔部と軸方向に対向する回転伝達部材とを備え、固定部材の鍔部と回転伝達部材との軸方向間にダンパーを設けた構成とすることができる。
【００１４】
このとき、ダンパーの変形により鍔部が軸方向に変形すると、入力部（鍔部やダンパー）と保持器とが干渉する恐れがある。従って、鍔部と保持器とを軸方向隙間を介して対向させ、トルク伝達時のダンパーの変形により保持器と入力部とが干渉しないように軸方向隙間を設定することが好ましい。
【００１５】
ダンパーは、弾性変形の許容幅の大きい材料で形成することが好ましく、例えばゴムで形成することができる。
【００１６】
正回転ロック状態から逆回転ロック状態への切り換えは、例えば保持器の回転を制動することにより行うことができる。
【００１７】
上記のようなクラッチユニットは、入力部に接続されるモータと、出力部に接続される負荷側とを有する回生発電システムに好適に組み込むことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明のクラッチユニットによれば、正回転ロック状態と逆回転ロック状態とが急激に切り換わった際の衝撃をダンパーで吸収することができるため、トルクリミッタ機構を設けることなくモータ等が損傷する恐れを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るクラッチユニットの軸方向の断面図である。
【図２】上記クラッチユニットの入力部、ダンパー、及び、入力ギヤの分解斜視図である。
【図３】正回転ロック状態の上記クラッチユニットの軸直交方向の断面図である。
【図４】逆回転ロック状態の上記クラッチユニットの軸直交方向の断面図である。
【図５】上記クラッチユニットを組み込んだ電動補助自転車の駆動部の構成例を示す図であり、（ａ）図はその側面図、（ｂ）図はその平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
本発明の一実施形態に係るクラッチユニット１は、図１に示すように、回転駆動源（図示省略）から正回転方向のトルクが入力される入力部Ａと、当該トルクを出力する出力部Ｂと、入力部Ａと出力部Ｂとの間に配置される係合子としての複数の円筒形のローラ４と、ローラ４を円周方向の複数箇所に等配する保持器５とを主に備える。入力部Ａあるいは出力部Ｂの少なくとも一方にはダンパーが設けられ、本実施形態では、入力部Ａにダンパー９が設けられる。
【００２２】
入力部Ａは、図２に示すように、外輪２と、固定部材３と、ダンパー９と、回転伝達部材としての入力ギヤ７とで構成される。出力部Ｂは、図１に示すように、内輪８と出力軸１１とで構成される。
【００２３】
外輪２は、例えば金属で形成され、円筒状内周面２ａを有する輪体を成す（図２参照）。外輪２の内周面２ａはローラ４と接触し、外輪２の外周面には雄スプライン２ｂが形成される。
【００２４】
固定部材３は、例えば金属のプレス成形品であり、外輪２の外周面に固定された円筒状の固定部３ａと、固定部３ａの軸方向一端から外径に延びた鍔部３ｂとを一体に有する断面Ｌ字形状を成す（図１参照）。固定部３ａの内周には、図２に示すように、外輪２の外周の雄スプライン２ｂと嵌合する雌スプライン３ａ１が形成される。鍔部３ｂは中空円盤状を成し、円周方向等間隔に複数の嵌合穴３ｂ１が形成される。嵌合穴３ｂ１は鍔部３ｂを貫通している。
【００２５】
入力ギヤ７は、外輪２及び固定部材３の外周に配された円筒部７ａと、円筒部７ａから内径に延びた延在部７ｂとを備える（図１参照）。円筒部７ａの外周には、図２に示すように全周にわたって歯面７ａ１が形成される（図２では歯面７ａ１の一部のみを示す。）。延在部７ｂのうち、固定部材３の鍔部３ｂと軸方向で対向する面には、複数の嵌合穴７ｂ１が円周方向等間隔に設けられる。入力ギヤ７は、嵌合穴７ｂ１を含め、樹脂で一体に型成形される。
【００２６】
ダンパー９は、弾性変形の許容幅の大きい材料で形成され、本実施形態ではゴムで形成される。ダンパー９は、図２に示すように輪体を成し、その軸方向両端面に、軸方向に突出した複数の突出部９ａ，９ｂが円周方向等間隔に設けられる。ダンパー９の軸方向中間部には凹部が形成され、図示例では、ダンパー９の外周面及び内周面の軸方向中間部に周方向に延びる環状溝９ｃ，９ｄが全周にわたって形成される。
【００２７】
このダンパー９を介して、入力部Ａを構成する複数の部材がトルク伝達可能に連結される。本実施形態では、固定部材３と入力ギヤ７とがダンパー９を介して連結され、ダンパー９の変形により互いの相対的な変位が許容される。固定部材３と入力ギヤ７とはダンパー９のみを介して連結されている。ダンパー９は、固定部材３の鍔部３ｂと入力ギヤ７との軸方向間に設けられる。具体的には、固定部材３の鍔部３ｂ及び入力ギヤ７の延在部７ｂに形成された嵌合穴３ｂ１，７ｂ１に、ダンパー９の突出部９ａ，９ｂが嵌り込む（図１参照）。これにより、嵌合穴３ｂ１，７ｂ１と突出部９ａ，９ｂとが正逆両回転方向で係合し、固定部材３と入力ギヤ７とがダンパー９を介してトルク伝達可能に連結される。
【００２８】
内輪８は、例えば金属で形成され、外輪２の内周に配置された輪体を成す。内輪８の内周面８ａには出力軸１１が圧入固定されている（図１参照）。内輪８の外周面８ｂには、図３に示すように、ローラ４と接触する複数のカム面１２が形成される。図示例では、内輪８の外周面８ｂが正多角形断面（正１２角形断面）に形成され、この正多角形断面の外周面８ｂを構成する各平面がカム面１２として機能する。各カム面１２には、ローラ４が一つずつ配される。カム面１２と外輪２の円筒状内周面２ａとの間には、正逆両回転方向で半径方向の幅を縮小させた楔隙間１３が形成される。
【００２９】
楔隙間１３の周方向中央部における半径方向幅は、ローラ４の直径よりも若干大きく設定される。これにより、楔隙間１３の周方向中央部に配されたローラ４は、自転可能となる。図３に示すように、ローラ４が内輪８に対して正回転方向（図中時計回り方向）に移動し、楔隙間１３の正回転方向側の幅狭部に押し込まれた状態で、外輪２に正回転方向の入力トルクが入力されると、ローラ４が内輪８の外周面８ｂ（カム面１２）及び外輪２の円筒状内周面２ａと楔係合し、外輪２と内輪８とがロックされる（正回転ロック状態）。一方、図４に示すように、ローラ４が内輪８に対して逆回転方向（図中反時計回り方向）に移動し、楔隙間１３の逆回転方向側の幅狭部に押し込まれた状態で、内輪８に正回転方向の逆入力トルクが入力されると、ローラが内輪８の外周面８ｂ（カム面１２）及び外輪２の円筒状内周面２ａと楔係合し、外輪２と内輪８とがロックされる（逆回転ロック状態）。
【００３０】
出力軸１１は、ローラ４を挟んで軸方向両側に配置した軸受（例えば玉軸受１０ａ，１０ｂ）によって回転自在に支持されている。出力軸１１の軸端には、出力側の伝動要素、例えばスプロケットとトルク伝達可能に結合するためのスプライン１１ａが形成されている。なお、必要に応じて内輪８と出力軸１１を一体にすることもできる。
【００３１】
保持器５は、図１に示すように、ローラ４を収容するためのポケット５ａと、後述するシュー１４と摺動する摺動面５ｂとを具備する。図示例の保持器５は、軸方向に延びる円筒状の保持部５１と、保持部５１の軸方向一端より外径方向に延びるフランジ部５２とを一体に備える。保持部５１には、円周方向の等配位置にポケット５ａが形成される（図１参照）。フランジ部５２の外周面には、摺動面５ｂが形成される（図１参照）。ポケット５ａとローラ４の外周面との間の隙間は、負隙間あるいはローラ直径の１／２０以下の正隙間に設定される。正隙間とする場合、保持部５１のポケット内面に円周方向に突出する突起を設け、ローラ４の脱落を防止するのが望ましい。
【００３２】
保持器５は、摺動面５ｂとシュー１４との接触時にも外輪２や内輪８に対する同軸度が確保されるよう、出力軸１１に対して滑り軸受１５で回転自在に支持される。この滑り軸受１５は、例えば出力軸１１の外周面に嵌合した輪体をなし、その外周面で保持器５の内周面５ｃを摺動支持する。出力軸１１の外周面に形成された環状溝１１ｂには、止め輪１６が装着される。この止め輪１６と内輪８とで滑り軸受１５が軸方向両側から挟持され、これにより滑り軸受１５が出力軸１１に対して軸方向で位置決めされる。
【００３３】
シュー１４は、保持器５の回転を制動するためのものであり、図示のように保持器５の摺動面５ｂと径方向で対峙して配置される。シュー１４は、径方向に移動可能に設けられ、常時は保持器５の摺動面５ｂと離隔し（図１参照）、この状態から内径向きに移動することにより摺動面５ｂと摺動する（図示省略）。
【００３４】
クラッチユニット１には、保持器５を外輪２に対して正回転方向に付勢する弾性部材６が設けられる。弾性部材６は、例えばリングばねで構成される。弾性部材６は、その一端を保持器５の保持部５１に固定し、他端を内輪８に固定することにより、内輪８と保持器５の間に介装される。この弾性部材６の弾性力によって、保持器５が内輪８に対して正回転方向に付勢され、保持器５に押されたローラ４が、楔隙間１３の正回転方向側に付勢される（図３参照）。
【００３５】
以下、上記構成からなるクラッチユニットの機能説明を図３および図４に基づいて行う。
【００３６】
入力部Ａ及び出力部Ｂが共に静止した状態では、保持器５及びローラ４は、弾性部材６の弾性力により楔隙間１３の正回転方向に変位している（図３参照）。この状態で、回転駆動源から正回転方向（図３の時計回り方向）の入力トルクを与えて外輪２を回転させると、ローラ４が外輪２および内輪８と楔係合してロックされる（正回転ロック状態）。これにより、外輪２（入力部Ａ）から内輪８（出力部Ｂ）に正回転方向の入力トルクが伝達され、出力軸１１が正回転方向に回転する。尚、図３に示す正回転ロック状態は、機構的には内輪８に逆回転方向（反時計回り方向）の逆入力トルクを与えて外輪２に伝達することもできる。一方、これ以外の方向の入力トルクあるいは逆入力トルクが負荷された場合、楔隙間でのローラ４と外輪２および内輪８との楔係合が解除されるため、トルク伝達は行われない。
【００３７】
トルクの入力を中止し、外輪２の回転を拘束すると、正回転方向の慣性回転力により内輪８が空転し、ローラ４と外輪２および内輪８との楔係合が解除される。この内輪８の空転状態で、保持器５の摺動面５ｂにシュー１４を押し当てて制動力を作用させると、保持器５に回転遅れが生じ、保持器５が内輪８に対して逆回転方向に相対回転する。その結果、ローラ４は、楔隙間１３の正回転方向側で楔係合した状態から離脱して、図４に示すように逆回転方向側に噛み込み、外輪２および内輪８と楔係合してロックされる（逆回転ロック状態）。これにより、内輪８から外輪２に正回転方向の逆入力トルクが伝達され、外輪２を含む入力部Ａが正回転方向に回転する。尚、図４に示す逆回転ロック状態は、機構的には外輪２からの逆回転方向の入力トルクを内輪８に伝達することもできる。一方、これ以外の方向の入力トルクおよび逆入力トルクに対しては楔係合状態が解除されるのでトルク伝達は行われない。
【００３８】
上記のクラッチユニット１において、正回転ロック状態と逆回転ロック状態とが急激に切り換わると、入力部Ａに接続された回転駆動源に大きな衝撃荷重が加わる恐れがある。本発明では、上記のようにクラッチユニット１にダンパー９を設けているため、ロック状態が切り換わる際の衝撃をダンパー９の変形で吸収することができ、回転駆動源の損傷を防止できる。特に、固定部材３の鍔部３ｂと入力ギヤ７の軸方向間にダンパー９を設けることで、トルク伝達時の固定部材３と入力ギヤ７との相対回転により、ダンパー９を回転方向にせん断変形させることができる。これにより、圧縮や引張と比べてダンパー９をより大きく変形させることができるため、衝撃吸収能力を高めることができる。さらに、ダンパー９の軸方向中間部に凹部（環状溝９ｃ，９ｄ）を設けることで、ダンパー９の変形を促進して衝撃吸収能力がさらに高められる。このとき、ダンパー９に形成される凹部の深さや幅、あるいは位置を変更することによって、ダンパー９の変形量を調整することができる。
【００３９】
トルク伝達時にダンパー９が変形すると、保持器５と軸方向で対向する入力部Ａ（ダンパー９あるいは固定部材３の鍔部３ｂ）が軸方向で変位して、保持器５と干渉する恐れがある。本実施形態では、保持器５と入力部Ａとの間に形成される軸方向隙間Ｓ（図１参照）を、トルク伝達時のダンパー９の変形により保持器５と入力部Ａとが干渉しないように設定している。このため、保持器５と入力部Ａとが干渉して相対回転が阻害される事態が回避され、ロック状態を円滑に切り換えることができる。
【００４０】
以上に説明したクラッチユニット１を、モータと負荷側との間のトルク伝達経路中に配置することにより、回生発電システムを構築することができる。
【００４１】
すなわち、入力ギヤ７にモータからの入力トルクを入力すると共に、出力軸１１を負荷側に連結すると、モータの駆動中は、図３に示す正回転ロック状態となるので、負荷側にモータの入力トルクを伝達して駆動対象を駆動することができる。そして、モータを停止させた後、シュー１４を摺動面５ｂに押し当てれば、図４に示す逆回転ロック状態となるので、慣性による負荷側の逆入力トルクを内輪８に入力することにより、この逆入力トルクをローラ４、さらには入力部Ａを通じてモータに入力し、モータを発電機として機能させることができる。この回生発電中は、モータの内部摩擦で制動力が作用するので、負荷側のブレーキ機構として使用することもできる。
【００４２】
回生発電システムの具体的用途として、例えば図５に示す電動補助自転車を挙げることができる。
【００４３】
この電動補助自転車には、ペダル１００に加えられた踏力を後車輪の車軸１０６に伝達する人力駆動系と、モータ１１４の出力を後車輪の車軸１０６に伝達するモータ駆動系とが設けられる。
【００４４】
詳細に説明すると、人力駆動系では、ペダル１００に作用する踏力がクランク１１７でクランク軸１０１の回転運動に変換され、そのトルクは第一の伝動手段１１５ａを介して後車輪の車軸１０６に伝達される。第一の伝動手段１１５ａは、クランク軸１０１に取り付けられたフロントスプロケット１０２と、後車輪の車軸１０６に取り付けられたリヤスプロケット１０４ａと、両スプロケット１０２，１０４ａに掛け渡されたチェーン１０３ａとで構成される。リヤスプロケット１０４ａと車軸１０６は、リヤスプロケット１０４ａからのトルクを車軸１０６に伝達する一方で、車軸１０６からの逆入力トルクをリヤスプロケット１０４ａに伝達しないよう、公知のワンウェイクラッチ１１９を介してフリーに連結されている。
【００４５】
モータ駆動系では、モータ１１４の出力が上記クラッチユニット１に入力され、さらにクラッチユニット１の出力が第二の伝動手段１１５ｂを介して後車輪の車軸１０６に伝達される。第二の伝動手段１１５ｂは、クラッチユニット１の出力軸１１に取り付けられたミドルスプロケット１１８と、後車輪の車軸１０６に取り付けられたリヤスプロケット１０４ｂと、両スプロケット１１８，１０４ｂに掛け渡されたチェーン１０３ｂとで構成される。リヤスプロケット１０４ｂと車軸１０６は、これら相互間で双方向のトルク伝達が可能となるようリジッドに連結されている。
【００４６】
なお、図中１２０は、緩み吸収用として人力駆動系のチェーン１０３ａに配置されたテンショナである。また、図１に示すシュー１４は、自転車のブレーキレバーにワイヤ等を介して機械的に連結する他、例えばブレーキレバーの操作状態を電気信号に変換し、この信号に基づいてソレノイドを励磁させる等の電気的手段でブレーキ操作と連動させることもできる。
【００４７】
クランク軸１０１には、その軸トルクを検出するトルク検出手段が配置されている。このトルク検出手段で検出したトルクが設定値を越えると、モータ１１４が起動して不足分に応じたトルクを補助動力として発生させる。このモータアシストによる走行中、クラッチユニット１は、図３に示す正回転ロック状態となる。従って、モータ１１４からの正回転方向の入力トルクは、入力ギヤ７→ダンパー９→固定部材３→外輪２→ローラ４→内輪８→出力軸１１という経路を経てリヤスプロケット１０４ｂに伝達される。このモータトルクが人力駆動系からの踏力トルクと車軸１０６で合成されるため、自転車を軽快に走行させることが可能となる。
【００４８】
乗員がブレーキ操作を行うと、これに連動してシュー１４が摺動面５ｂに押し付けられ、クラッチユニット１のロック方向が切り替わって、図４に示す逆回転ロック状態になる。この状態で、後車輪の回転トルクは、車軸１０６とリジッドに結合されたリヤスプロケット１０４ｂおよびチェーン１０３ｂを介してクラッチユニット１の出力軸１１に伝達される。この逆入力トルクに対しては、ローラ４が逆回転方向の楔隙間に噛み込むので、逆入力トルクは、出力軸１１→内輪８→ローラ４→外輪２→固定部材３→ダンパー９→入力ギヤ７という経路を経てモータ１１４に入力される。このトルクによりモータ１１４を駆動させて回生発電させることが可能となり、回生電流をバッテリに蓄電することができる。同時にモータ１１４を駆動させるための動力が制動力となり、ブレーキ操作のアシスト機能が得られる（ブレーキアシスト）。
【００４９】
ところで、一般にチェーン１０３ａ，１０３ｂの回転時には、チェーンの回転むらが避けられない。特にモータ駆動系のチェーン１０３ｂで回転むらが生じた場合には、正回転ロック状態のローラ４（図３）が突然逆回転ロック状態（図４）に移行し、モータアシスト状態からブレーキアシスト状態に切り替わって安定走行に支障を来たすおそれがある。このような場合でも、ロック状態の切り換えによる衝撃をダンパー９で吸収できるため、安定走行状態を維持することができる。
【００５０】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
上記の実施形態では、入力部Ａにダンパー９を設けた構成を示しているが、これに限らず、出力部Ｂにダンパーを設けてもよい（図示省略）。あるいは、入力部Ａ及び出力部Ｂの双方にダンパーを設けてもよい（図示省略）。
【００５２】
また、ダンパー９は、ダンパー９を介して連結される複数の部材（上記実施形態では固定部材３と入力ギヤ７）との間でトルク伝達が可能であり、且つ、ロック状態切り換え時の衝撃を吸収することができる構成であれば、上記の形状に限られない。例えば、上記の実施形態では、ダンパー９が輪体を成しているが、これに限らず、円周方向で複数に分割してもよい。また、ダンパー９に設けられる凹部（環状溝９ｃ，９ｄ）は、ダンパー９を変形しやすくすることができれば形状や形成箇所は限定されず、例えば、円周方向に離隔した複数箇所に凹部を設けても良い。あるいは、特に凹部が必要なければこれを省略しても良い。
【００５３】
また、上記実施形態では、ダンパー９に突出部９ａ，９ｂを設けると共に、固定部材３及び入力ギヤ７に嵌合穴を設けているが、これとは逆に、ダンパー９に嵌合穴を設け、固定部材３及び入力ギヤ７に突出部を設け、これらを嵌合させてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ クラッチユニット
２ 外輪
３ 固定部材
３ａ 固定部
３ｂ 鍔部
３ｂ１ 嵌合穴
４ ローラ
５ 保持器
６ 弾性部材
７ 入力ギヤ
７ｂ１ 嵌合穴
８ 内輪
９ ダンパー
９ａ，９ｂ 突出部
９ｃ，９ｄ 環状溝（凹部）
１１ 出力軸
１２ カム面
１３ 楔隙間
１４ シュー
１５ 滑り軸受
Ａ 入力部
Ｂ 出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正回転方向のトルクが入力される入力部と、当該トルクが出力される出力部と、前記入力部と前記出力部との間に配置された複数の係合子と、前記複数の係合子を所定の間隔で保持する保持器と、前記入力部及び出力部を前記複数の係合子と楔係合させて正回転ロック状態あるいは逆回転ロック状態でロックする複数のカム面とを備えたクラッチユニットにおいて、
前記入力部あるいは前記出力部の少なくとも一方が、ダンパーと、該ダンパーを介してトルク伝達可能に連結された複数の部材とを有することを特徴とするクラッチユニット。
【請求項２】
前記複数の部材の軸方向間に前記ダンパーを設けた請求項１記載のクラッチユニット。
【請求項３】
前記ダンパーの軸方向中間部に凹部を設けた請求項２記載のクラッチユニット。
【請求項４】
前記複数の部材と前記ダンパーとの固定部において、一方に軸方向に突出した突出部を設けると共に、他方に前記突出部が嵌合する嵌合穴を設けた請求項２又は３に記載のクラッチユニット。
【請求項５】
前記突出部あるいは嵌合穴が形成される部材を樹脂で型成形した請求項４記載のクラッチユニット。
【請求項６】
前記入力部に前記ダンパーを設けた請求項１〜５の何れかに記載のクラッチユニット。
【請求項７】
前記入力部が、前記係合子と接触する内周面を有する外輪と、前記外輪の外周面に固定された固定部、及び、前記固定部から外径に延びた鍔部を有する固定部材と、前記鍔部と軸方向に対向する回転伝達部材とを備え、前記固定部材の鍔部と前記回転伝達部材との軸方向間に前記ダンパーを設けた請求項６記載のクラッチユニット。
【請求項８】
前記鍔部と前記保持器とを軸方向隙間を介して対向させ、トルク伝達時の前記ダンパーの変形により前記保持器と前記入力部とが干渉しないように前記軸方向隙間を設定した請求項７記載のクラッチユニット。
【請求項９】
前記ダンパーをゴムで形成した請求項１〜８の何れかに記載のクラッチユニット。
【請求項１０】
正回転ロック状態から逆回転ロック状態への切り換えが、前記保持器の回転を制動することにより行なわれる請求項１〜９の何れかに記載のクラッチユニット。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載のクラッチユニットと、前記入力部に接続されるモータと、前記出力部に接続される負荷側とを有する回生発電システム。
【請求項１】
正回転方向のトルクが入力される入力部と、当該トルクが出力される出力部と、前記入力部と前記出力部との間に配置された複数の係合子と、前記複数の係合子を所定の間隔で保持する保持器と、前記入力部及び出力部を前記複数の係合子と楔係合させて正回転ロック状態あるいは逆回転ロック状態でロックする複数のカム面とを備えたクラッチユニットにおいて、
前記入力部あるいは前記出力部の少なくとも一方が、ダンパーと、該ダンパーを介してトルク伝達可能に連結された複数の部材とを有することを特徴とするクラッチユニット。
【請求項２】
前記複数の部材の軸方向間に前記ダンパーを設けた請求項１記載のクラッチユニット。
【請求項３】
前記ダンパーの軸方向中間部に凹部を設けた請求項２記載のクラッチユニット。
【請求項４】
前記複数の部材と前記ダンパーとの固定部において、一方に軸方向に突出した突出部を設けると共に、他方に前記突出部が嵌合する嵌合穴を設けた請求項２又は３に記載のクラッチユニット。
【請求項５】
前記突出部あるいは嵌合穴が形成される部材を樹脂で型成形した請求項４記載のクラッチユニット。
【請求項６】
前記入力部に前記ダンパーを設けた請求項１〜５の何れかに記載のクラッチユニット。
【請求項７】
前記入力部が、前記係合子と接触する内周面を有する外輪と、前記外輪の外周面に固定された固定部、及び、前記固定部から外径に延びた鍔部を有する固定部材と、前記鍔部と軸方向に対向する回転伝達部材とを備え、前記固定部材の鍔部と前記回転伝達部材との軸方向間に前記ダンパーを設けた請求項６記載のクラッチユニット。
【請求項８】
前記鍔部と前記保持器とを軸方向隙間を介して対向させ、トルク伝達時の前記ダンパーの変形により前記保持器と前記入力部とが干渉しないように前記軸方向隙間を設定した請求項７記載のクラッチユニット。
【請求項９】
前記ダンパーをゴムで形成した請求項１〜８の何れかに記載のクラッチユニット。
【請求項１０】
正回転ロック状態から逆回転ロック状態への切り換えが、前記保持器の回転を制動することにより行なわれる請求項１〜９の何れかに記載のクラッチユニット。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載のクラッチユニットと、前記入力部に接続されるモータと、前記出力部に接続される負荷側とを有する回生発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５７７００（Ｐ２０１２−５７７００Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２００９５８（Ｐ２０１０−２００９５８）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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