JP2007187249A

JP2007187249A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP2007187249A
Application number: JP2006006198A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 光司佐藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】入力部材と出力部材とを結合および結合解除する２方向クラッチの係合および係合解除を電磁式のクラッチ制御装置により制御するようにした回転伝達装置のコストの低減を図ることである。
【解決手段】入力軸１と外輪２間に２方向クラッチ１０を組込み、その２方向クラッチ１０の軸方向一側に、２方向クラッチ１０の係合および係合解除を制御するクラッチ制御装置２０を設ける。２方向クラッチ１０として、入力軸１の外周に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたクラッチディスク１１の係合歯１２を外輪２の大径孔部５の閉塞端面に形成された係合凹部１３に対して係合および係合解除させるようにしたドグクラッチを採用して、入力軸１の外周および外輪２の内周に対する加工に精度の高い加工を不要とし、加工コストの低減を図る。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の動力伝達経路において、動力の伝達と遮断の切換えに用いられる回転伝達装置に関するものである。

この種の回転伝達装置として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。上記特許文献１に記載された回転伝達装置においては、トランスミッションの出力軸から回転トルクが伝達される入力軸にカムリングを設け、そのカムリングの外側に設けられた外輪を入力軸に対して相対的に回転自在に支持し、前記カムリングと外輪間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチのオン、オフを制御する電磁クラッチを上記２方向クラッチに並設している。

ここで、２方向クラッチは、カムリングの外周に外輪の内周に形成された円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間に組込まれたローラをカムリングと外輪間に組込まれた保持器で保持し、その保持器にカムリングの端面に支持されたスイッチばねのばね力を付与してローラが円筒面およびカム面に対して係合解除される中立位置に保持器を弾性保持している。

一方、電磁クラッチは、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、外輪の端部内に圧入されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータに対して軸方向に対向配置された電磁石と、前記アーマチュアをロータから離反させる離反ばねとから成り、前記ロータには前記アーマチュアと対向する吸着面に複数の環状に配置されたスリットを設けている。

上記の構成から成る回転伝達装置においては、入力軸の回転時に、電磁クラッチの電磁石に通電すると、ロータとアーマチュアの相互間に磁気回路が形成されてアーマチュアがロータに吸着され、その吸着面に作用する摩擦抵抗が保持器の回転抵抗となって入力軸と保持器が相対回転し、ローラが円筒面およびカム面に係合して入力軸の回転が外輪に伝達される。

また、電磁石に対する通電を遮断すると、スイッチばねのばね力により保持器が回転してローラが中立位置に戻され、入力軸のみが回転する。
特開平１０−２１１８２８号公報

ところで、上記回転伝達装置においては、２方向クラッチとしてローラクラッチを採用しているため、外輪の内周の円筒面およびカムリングの外周のカム面を研削加工により加工して高精度に仕上げる必要があるため、加工に時間を要し、コストが高いという問題がある。

この発明の課題は、入力部材と出力部材とを結合および結合解除する２方向クラッチを電磁式のクラッチ制御装置により制御するようにした回転伝達装置のコストの低減を図ることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、入力部材とその外側に設けられた出力部材を相対的に回転自在に支持し、その入力部材の外周と出力部材の大径孔部の内周間に形成されたクラッチ収納空間内に入力部材と出力部材を結合および結合解除する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチに併設されたクラッチ制御装置によって２方向クラッチの係合および係合解除を制御するようにした回転伝達装置において、前記２方向クラッチが、入力部材の外周に嵌合されて回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたクラッチディスクと、そのクラッチディスクを前記大径孔部の閉塞端面から離反する方向に付勢する弾性部材とを有し、前記クラッチディスクの片面外周部に形成された係合歯を大径孔部の閉塞端面に形成された係合凹部に対して係合、離脱させるドグクラッチからなり、前記クラッチ制御装置が、入力部材を中心として回転自在に支持されたアーマチュアと、出力部材に回り止めされてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によりアーマチュアに磁気吸引力を付与してロータに吸着させる電磁石と、前記アーマチュアとクラッチディスク間に設けられて入力部材に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持された加圧ディスクと、その加圧ディスクに対するアーマチュアの相対回転時に弾性変形し、その復元弾性によってアーマチュアを復帰回転させるスイッチばねと、加圧ディスクに対するアーマチュアの相対回転を加圧ディスクの軸方向の運動に変換するトルクカムと、前記加圧ディスクとクラッチディスクを離反する方向に付勢するスプリングとからなる構成を採用したのである。

上記のように、クラッチ制御装置によって係合および係合解除が制御される２方向クラッチとして、ドグクラッチを採用することによって、２方向ローラクラッチのように、入力部材の外周や出力部材の内周を研削加工によって高精度に仕上げる必要がなくなるため、加工が容易となり、コストの安い回転伝達装置を得ることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、回転伝達装置は、トランスミッションの出力軸に接続される入力部材としての入力軸１と、その入力軸１の外側に設けられた出力部材としての外輪２を有し、その入力軸１と外輪２は軸受３を介して相対的に回転自在に支持されている。

入力軸１にはカムリング４が設けられ、そのカムリング４の外周と外輪２の大径孔部５の内周間に形成されたクラッチ収納空間内に２方向クラッチ１０が組込まれている。

２方向クラッチ１０は、入力軸１の外周に嵌合されたクラッチディスク１１の片面外周部に複数の係合歯１２を等間隔に設け、その係合歯１２を大径孔部５の閉塞端面に形成された係合凹部１３に対して係合、離脱させるドグクラッチからなっている。

図１および図３に示すように、クラッチディスク１１は、内周にスプライン歯１４を有している。このスプライン歯１４は入力軸１の外周に形成された軸方向に延びるスプライン溝１５と係合し、その係合によってクラッチディスク１１は入力軸１に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動自在とされている。

また、クラッチディスク１１は、前記軸受３との間に組込まれた弾性部材１６によって、大径孔部５の閉塞端面から離反する方向に押圧されている。

図１に示すように、２方向クラッチ１０の軸方向一側には、その２方向クラッチ１０の係合および係合解除を制御するクラッチ制御装置２０が設けられている。

クラッチ制御装置２０は、電磁クラッチ部２１と、その電磁クラッチ部２１の結合状態で前記クラッチディスク１１の係合方向への軸力を負荷する軸力負荷部３１とからなっている。

電磁クラッチ部２１は、入力軸１の軸端部に嵌合された回転可能なアーマチュア２２と、そのアーマチュア２２と軸方向で対向するロータ２３と、そのロータ２３と軸方向で対向する電磁石２４とを有している。

ロータ２３は、磁性体から成る。このロータ２３は、外筒部２３ａおよび内筒部２３ｂを有し、上記外筒部２３ａは外輪２の開口端部に接続された非磁性体からなるロータガイド２５の端部内に嵌合されてそのロータガイド２５に回り止めされている。

ロータ２３の内筒部２３ｂ内には軸受２６が組込まれている。軸受２６はトランスミッションの出力軸とロータ２３とを相対的に回転自在に支持するようになっている。

上記ロータ２３にはアーマチュア２２に対向して円弧状のスリット２７が形成されている。このロータ２３とアーマチュア２２の対向面間には、アーマチュア２２をロータ２３から離反する方向に押圧する離反ばね２８が組込まれている。

電磁石２４は、ロータ２３の外筒部２３ａと内筒部２３ｂ間に組込まれている。この電磁石２４は、コア２４ａと、そのコア２４ａに支持された電磁コイル２４ｂを有し、上記コア２４ａがミッションケースの端壁Ａに支持されている。

上記の構成から成る電磁クラッチ部２１において、電磁石２４の電磁コイル２４ｂに通電すると、ロータ２３とアーマチュア２２間に磁気回路が形成されて、アーマチュア２２がロータ２３に吸着され、外輪２とアーマチュア２２が結合状態とされる。

軸力負荷部３１は、アーマチュア２２とクラッチディスク１１間に加圧ディスク３２を組込み、その加圧ディスク３２の内周に形成されたスプライン歯３３を入力軸１のスプライン溝１５に係合して、加圧ディスク３２を回り止めし、かつ軸方向に移動自在とし、その加圧ディスク３２とアーマチュア２２の対向面間にトルクカム３４を設け、上記加圧ディスク３２に対するアーマチュア２２の相対回転により、トルクカム３４で加圧ディスク３２をクラッチディスク１１に向けて移動させるようにしている。

ここで、トルクカム３４は、図５および図６に示すように、アーマチュア２２の加圧ディスク３２に対する対向面に複数の台形歯３５を設け、一方、加圧ディスク３２には上記台形歯３５が嵌合可能な台形凹部３６を形成し、加圧ディスク３２に対するアーマチュア２２の相対回転により、台形歯３５で加圧ディスク３２をクラッチディスク１１に向けて移動させるようにしている。

ここで、クラッチディスク１１と加圧ディスク３２との間にはスプリング３７が組込まれ、加圧ディスク３２のクラッチディスク１１への移動時に、このスプリング３７を介してクラッチディスク１１を係合歯１２が係合凹部１３と係合する方向に押圧するようにしている。上記スプリング３７の弾性力は、クラッチディスク１１を押圧する弾性部材１６の弾性力より弱くなっている。

図１および図２に示すように、入力軸１におけるカムリング４の端面には、ばね収容凹部３８が形成され、そのばね収容凹部３８内にＣ形スイッチばね３９が組込まれている。

スイッチばね３９は、両端に一対の外向きの係合片３９ａを有し、その係合片３９ａはカムリング４の端部外周に形成された切欠部４０からアーマチュア２２の台形歯３５に設けられた切欠き４１内に挿入されて、切欠部４０および切欠き４１の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧して、アーマチュア２２を台形歯３５が台形凹部３６に嵌合する中立状態に保持している。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、入力軸１には図示省略したトランスミッションの出力軸を接続し、外輪２には被駆動軸を接続する。その出力軸および被駆動軸の接続のため、入力軸１および外輪２の内周には、スプライン歯５０、５１が設けられている。

図１は、電磁石２４の電磁コイル２４ｂに対する通電の遮断状態を示し、トルクカム３４の台形歯３５は、図６(Ｉ)に示すように、台形凹部３６に嵌合している。また、クラッチディスク１１の係合歯１２は、図１に示すように、係合凹部１３に対して係合解除された状態にある。このため、入力軸１が回転しても、その回転は外輪２に伝達されない。

入力軸１の回転状態において、電磁石２４の電磁コイル２４ｂに通電すると、コア２４ａ、ロータ２３およびアーマチュア２２に磁束が流れて、ロータ２３とアーマチュア２２の相互間に磁気吸引力が作用し、その磁気吸引力により、アーマチュア２２がロータ２３に吸着され、外輪２とアーマチュア２２が結合状態とされる。

このため、入力軸１とアーマチュア２２は相対回転し、その相対回転により、トルクカム３４の台形歯３５と台形凹部３６は、図６(II)に示すように、周方向に位相がずれ、加圧ディスク３２は台形歯３５で押圧されてクラッチディスク１１に向けて移動する。

加圧ディスク３２の移動によって、クラッチディスク１１はスプリング３７を介して軸方向に押圧され、その押圧により、クラッチディスク１１が大径孔部５の閉塞端面に向けて移動して、図４に示すように、係合歯１２が係合凹部１３に係合する。

このため、入力軸１の回転はクラッチディスク１１を介して外輪２に伝達され、外輪２が入力軸１と同方向に回転する。

ここで、アーマチュア２２が加圧ディスク３２に対して相対回転するとき、図２に示すスイッチばね３９が弾性変形する。

このため、電磁コイル２４ｂに対する通電を解除すると、スイッチばね３９の復元弾性によってアーマチュア２２が復帰回転すると共に、離反ばね２８の押圧によりロータ２３から離反する方向に移動し、アーマチュア２２は、図６(Ｉ)に示すように、台形歯３５が台形凹部３６に嵌合する中立位置に戻される。

また、クラッチディスク１１は弾性部材１６の押圧により大径孔部５の閉塞端面から離反する方向に移動し、図１に示すように、係合歯１２は係合凹部１３から外れて、２方向クラッチ１０は係合解除状態となり、入力軸１から外輪２への回転伝達が遮断される。

実施の形態で示すように、入力軸１と外輪２とを結合および結合解除する２方向クラッチとして、入力軸１に回り止めされたクラッチディスク１１の係合歯１２を大径孔部５の閉塞端面に形成した係合凹部１３に対して係合および係合解除させるようにしたドグクラッチを採用したことによって、入力軸１の外周や外輪２の内周を高精度に仕上げる必要がなくなるため、加工が容易となり、コストの安い回転伝達装置を得ることができる。

この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断正面図図１のII−II線に沿った断面図図１のIII−III線に沿った断面図図１に示す２方向クラッチの係合状態を示す拡大断面図アーマチュアと加圧ディスクを示す分解斜視図 (Ｉ)は、軸力負荷部の台形歯と台形凹部の嵌合状態を示す平面図、(II)は、軸力負荷部の軸力発生状態を示す平面図

符号の説明

１入力軸（入力部材）
２外輪（出力部材）
５大径孔部
１０２方向クラッチ
１１クラッチディスク
１２係合歯
１３係合凹部
１６弾性部材
２０クラッチ制御装置
２２アーマチュア
２３ロータ
２４電磁石
３２加圧ディスク
３４トルクカム
３７スプリング
３９スイッチばね

Claims

入力部材とその外側に設けられた出力部材を相対的に回転自在に支持し、その入力部材の外周と出力部材の大径孔部の内周間に形成されたクラッチ収納空間内に入力部材と出力部材を結合および結合解除する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチに併設されたクラッチ制御装置によって２方向クラッチの係合および係合解除を制御するようにした回転伝達装置において、
前記２方向クラッチが、入力部材の外周に嵌合されて回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたクラッチディスクと、そのクラッチディスクを前記大径孔部の閉塞端面から離反する方向に付勢する弾性部材とを有し、前記クラッチディスクの片面外周部に形成された係合歯を大径孔部の閉塞端面に形成された係合凹部に対して係合、離脱させるドグクラッチからなり、
前記クラッチ制御装置が、入力部材を中心として回転自在に支持されたアーマチュアと、出力部材に回り止めされてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によりアーマチュアに磁気吸引力を付与してロータに吸着させる電磁石と、前記アーマチュアとクラッチディスク間に設けられて入力部材に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持された加圧ディスクと、その加圧ディスクに対するアーマチュアの相対回転時に弾性変形し、その復元弾性によってアーマチュアを復帰回転させるスイッチばねと、加圧ディスクに対するアーマチュアの相対回転を加圧ディスクの軸方向の運動に変換するトルクカムと、前記加圧ディスクとクラッチディスクを離反する方向に付勢するスプリングとからなることを特徴とする回転伝達装置。