JP3597383B2 - Rotation transmission device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の駆動経路上において、駆動力の伝達と遮断の切り換えに用いられる回転伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
前後輪を直結した4輪駆動車(以下4WD車という)が舗装路のタイトコーナを旋回すると、いわゆるタイトコーナブレーキング現象が発生し、運転者の意図するような旋回ができないという問題が生じる。
【0003】
また、4WD車の前後軸間にセンターデフや粘性流体を用いた形式もあるが、これらの4WD車は前輪と後輪を何かしら拘束し、動力循環を生じるため、前後輪の回転数差が生じにくく、ABS(アンチロックブレーキシステム)を装着しても前後輪の回転数差が検出しにくいため、制御性が悪いという問題があった。
【0004】
これらの問題を解決するため、本出願人は、ローラを係合子として利用した回転伝達装置を、例えば、特願平8−141749号等によって提案している。
【0005】
この回転伝達装置1は、図8に示すように、外輪2とそれに嵌合する入力軸3(カム軸)の間に、外輪2の内周面に設けた円筒面4と、この円筒面4とで楔空間を形成するよう入力軸3の外周面に設けたカム面5と、上記円筒面4とカム面5の対向面間に設けた保持器6と、この保持器6のポケット7で保持され、外輪2と入力軸3の相対回転によって上記円筒面4とカム面5の間に係合するローラ8とで形成した2ウエイクラッチ9を設け、前記保持器6の一方端部で入力軸3と保持器6の間に、図9の如く、ローラ8を係合させず中立位置に保持するためのスイッチばね10が組み込まれている。ローラ8が中立位置のとき、ローラ8と外輪2の間に隙間aが存在する。
【0006】
このスイッチばね10は、図10に示すように、入力軸3と保持器6に設けられた切り欠き部11、12の位相を合わすように、その両端が係止されている。なお、入力軸3の端部にスブラインを介して入力用リング13が取り付けられている。
【0007】
一方、保持器6の他方端部には、アマチュア14がセレーション等でスライド可能に嵌合されており、電磁石15を用いてアマチュア14を外輪2側に圧接するための電磁クラッチ16が形成されている。
【0008】
この回転伝達装置は、図13のように、FRベースの4WD車のフロントデフ17とトランスミッシヨン及びトランスファー18をつなぐフロントプロペラシャフト19の間、または、図14のFFベースの4WD車において、粘性流体式やギヤ式のセンターデフ20とリヤデフ21をつなぐリヤプロペラシャフト22の途中に組み込む。何れにおいても、4WD車はABS付とし、入力軸3の入力用リング13を入力側に直結し、外輪2を出力側に直結する。
【0009】
上記回転伝達装置1においては、電磁石15の電流を制御することで、自由に2ウエイクラッチ9の係合と遮断の切り換えを可能にすることができ、上記問題を解決することができるものであった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案の回転伝達装置においては、保持器6が入力軸3の外径面で支持案内されており、保持器6にはリング状のばねをスイッチばね10としてアーマチュア14係止端の反対側の切り欠き部12に、入力軸3に設けられた切り欠き部11と合致するよう係止されている。
【0011】
ローラ8が中立位置であれば、図11(A)、(B)の矢印のように、スイッチばね10のばね力Fは保持器6に対称に作用し、入力軸3との切り欠き部11と合致して中立を保持しており、問題はない。
【0012】
これに対し、電磁クラッチ16の作用により、アーマチュア14に摩擦力が作用して保持器6が中立位置から外れ、僅かでも回動した状態では、図12(A)、(B)のように、保持器6に対するスイッチばね10のばね力Fsは、保持器6の外周点に一方向に働く力として作用し、該保持器6の他端側にはアーマチュア14の力Fcが作用し、その結果、保持器6には、中心軸線まわりのモーメントM1 (意図するトルク)のほかに、中心軸に対し垂直軸まわりに意図しないモーメントMが働いてしまう。これでは保持器に対して軸回りに回転させるトルクとは別に、保持器に偏心や傾ける力が働いてしまい、その力は入力軸3との案内面で支持されるため、入力軸3と保持器6はその案内部の引きずり抵抗により、中心軸回りにも回り難くなってしまう。
【0013】
その結果、ローラ8が係合位置にスムーズに移動しなかったり、中立位置に復帰しなかったりする欠点があった。
【0014】
そこで、この発明の課題は、保持器の回転をスムーズかつ正確な動きとし、しかも、磁力の漏洩のない回転伝達装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、外輪とそれに嵌合する内方部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって上記円筒面とカム面の間に係合するローラを組み込み、前記保持器と外輪または内方部材との間に、ローラを係合させず中立位置に保持するためのスイッチばねを組み込み、上記保持器の端部にアーマチュアを保持器と回転不能かつ軸方向に移動可能に取り付け、前記外輪と内方部材の間に、内方部材または外輪に固定された摩擦部材と上記アーマチュアを吸着させるための電磁石を組み込んだ回転伝達装置において、前記保持器に対してスイッチばねの係止する位置を、保持器にアーマチュアを係合する端部と同端側に設定し、前記アーマチュアが、前記摩擦部材の摩擦面と摩擦部材に固定された非磁性体のフランジ面との間に、軸方向に隙間をもって挟み込まれ、前記摩擦部材の摩擦面とアーマチュアの対向面間に、アーマチュアをフランジ面に向けて付勢する波ばねを設け、このアーマチュアの保持器と対向する面に、保持器側に延びる一対の突部が設けられ、その突部が保持器の前記スイッチばねが係止されている切り欠き部に嵌め合わされ、上記アーマチュアが保持器に対して回転不能で軸方向の移動が可能になっている構成を採用したものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例とともに説明する。
図1乃至図4に示す第1の実施の形態において、回転伝達装置31は、従動部材となる外輪32の内部に軸受を介して入力軸33が回転自在に収納され、この外輪32と入力軸33の間に、2ウエイクラッチAと、該2ウエイクラッチAを係脱する電磁クラッチBとが設けられ、入力軸33の一方端部にスプラインを介して入力用リング34が取り付けられている。
【0020】
上記2ウエイクラッチAは、外輪32の内径面に円筒面35が形成され、これに対応するよう入力軸33に設けた大径部36の外径面に所定の間隔をおいて複数の平坦なカム面37が形成され、各カム面37は、外輪32の円筒面35との間で円周方向の両側が狭幅になる楔状空間を形成している。
【0021】
前記入力軸33の大径部36の外径面と外輪32の円筒面35の間に保持器38が外嵌挿入され、保持器38の両端はそれぞれプレート39、40を介して入力軸33に回転自在に支持されている。
【0022】
この保持器38には、図2のように、周方向にカム面37と同じ数のポケット41が形成され、その各ポケット41に係合子としてのローラ42が組み込まれている。ローラ42は、入力軸33の各カム面37に対してそれぞれ1個ずつ組み込まれており、保持器38によって周方向に所定量移動すると、カム面37と円筒面35の間に係合し、外輪32と入力軸33を一体化する。
【0023】
図3で示すように、保持器38と入力軸33の両者には、周方向の一部に切り欠き部43、44が設けられ、そこに弾性部材であるスイッチばね45を撓ませて両端をセットする。両者の切り欠き部43、44は、後述するアーマチュアに隣接する側面に設けられている。
【0024】
保持器38と入力軸33は、互いの切り欠き部43、44が合致しているときは、入力軸33のカム面37と保持器38のポケット41及びローラ42の位置関係は、図9で示したと同様の如く設定されており、ローラ42と外輪32の間に隙間が存在する。従って、スイッチばね45がセットされていると、入力軸33と外輪32は係合されず、空転が可能な状態となる。
【0025】
図1の示すように、入力軸33と外輪32の間に電磁クラッチBが組み込まれている。この電磁クラッチBは、外輪32の端部から一部が外側に突出する固定部47に電磁コイル48を収納するフィールドコア49が嵌合固定され、このフィールドコア49に回転可能となるよう外嵌するロータ50が、外輪32内に嵌挿したロータガイド51内に圧入固定されており、また、ロータガイド51はピン52によって外輪32と回転止めがなされている。
【0026】
従って、フィールドコア49は固定部材であり、また、外輪32、ロータガイド51、ロータ50はいかなるときも相対回転しないと共に、ロータ50が外輪32に固定された摩擦部材となる。
【0027】
前記ロータ50と、このロータ50に固定されたロータガイド51のフランジ51aとの対向面間には、電磁コイル48の磁力によって移動吸着されるアーマチュア53が、軸方向に隙間をもって挟み込まれており、アーマチュア53とロータ50の間に設けた波ばね54が、ロータガイド51のフランジ51aの面に向けてアーマチュア53を軽く付勢している。
【0028】
ここで、ロータガイド51は、アルミや銅等の非磁性材料からなっており、ロータ50の外周はもちろんのこと、アーマチュア53が外輪32へ接触して磁力が外輪32へ漏洩しないように設定している。何故ならば、外輪32へ磁力が逃げると、意図するアーマチュア53の吸着力が得られないばかりか、吸着できないこともあるからである。
【0029】
このように、非磁性体とロータ50の摩擦面との間にアーマチュア53を遊嵌することによって、これら2つの部品によってアーマチュア53の移動量を管理調節することができ、また、外輪32への磁力の漏洩を防止することができる。
【0030】
前記アーマチュア53には、図1に示すように、保持器38側に延びる一対の突部55が設けられ、その突部55が上記スイッチばね45が設置されている保持器38の切り欠き部44と同一の切り欠きに嵌め合わされ、保持器38に対して回転不能で軸方向の移動は可能となっている。
【0031】
すなわち、ロータ50は外輪32とつながっており、アーマチュア53は、保持器38、スイッチばね45を介して入力軸33とつながつているため、外輪32と入力軸33の相対回転が可能である。
【0032】
第1の実施の形態の回転伝達装置31は上記のような構成であり、電磁コイル48への電流が流れていないとき、2ウエイクラッチAは、スイッチばね45の作用により、上述のようにローラ42はカム面37に係合しない中立位置へ保持され、2ウエイクラッチAは外輪32と入力軸33の係合を解き、2駆走行の状態となる。
【0033】
一方、電磁コイル48に電流が流れると、電磁コイル48の磁力により、アーマチュア53とロータ50が圧接され、この状態で入力軸33と外輪32が相対空転しようとすると、アーマチュア53とロータ50間に発生した摩擦力によって、保持器38と外輪32を一体化させるため、ローラ42はカム面37の中立位置から楔空間の係合位置へ移動し、2ウエイクラッチAは外輪32と入力軸33(カム)を係合し、4駆走行の状態となる。
【0034】
したがって、電磁コイル48をONすると、外輪32と入力軸33をロックできるのである。このとき、ローラ42が係合位置に移動するが、図4に示すように、スイッチばね45が保持器38に作用する一方向の力Fsは、アーマチュア53から作用するモーメントFcに対して軸方向に隣接しており、保持器38には中心軸に垂直な軸まわりのモーメントは働かない。このため、保持器38は入力軸33に対してスムーズに回ることができ、特に軸受等を用いる必要がない。また、上記のように、スイッチばね45を係止する切り欠きとアーマチュア53の突部55が係合する切り欠きを共通で用いることにより、加工工数を減らし、コストダウンを図ることができる。
【0035】
図5乃至図7は、回転伝達装置31の第2の実施の形態を示している。この第2の実施の形態では、外輪32の内径面にカム面37が設けられ、入力軸33の大径部36の外径面が円筒面35になっている。
【0036】
この第2の実施の形態においても、スイッチばね45は保持器38のアーマチュア53側の端部に設けられており、外輪32と保持器38の切り欠き部43、44を合致させるように作用する。なお、弾性部材として上記切り欠き部43、44にリング状のスイッチばね45を用いているが、切り欠き部43、44にコイルばねや板ばね等の弾性部材を組み込み、両実施の形態と同様に、両切り欠き部43、44の位相を支持するようにしてもよい。
【0037】
また、両実施の形態で示した回転伝達装置31は、従来例で示した用途は言うまでもなく、他の、駆動力の伝達と遮断を切り換える用途に広く適用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、保持器に対してスイッチばねの係止する位置を、保持器にアーマチュアを係合する端部と同端側に設定し、かつ、摩擦部材の摩擦面とアーマチュアの対向面間に、アーマチュアを摩擦部材に固定された非磁性体のフランジ面に向けて付勢する波ばねを設け、アーマチュアの保持器と対向する面に、保持器側に延びる一対の突部を設け、その突部が保持器の前記スイッチばねが係止されている切り欠き部に嵌め合わせ、上記アーマチュアを保持器に対して回転不能で軸方向の移動を可能とすることにより、スイッチばねの作用する力は、保持器に対して中心軸まわりのモーメントとしてのみ作用し、意図しない引きずり力は発生しない。従って、保持器は特に軸受で支持しなくても、カムに対してスムーズに回ることができる。しかも、共通した同一の係止部を利用することによって、保持器の加工工数、組み立て工数を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。
【0039】
また、ロータに固定された非磁性体のロータガイドとロータ摩擦フランジ面との間に、アーマチュアを遊嵌することによって、ロータ及びアーマチュアから外部への磁力の漏洩防止ができ、アーマチュアの吸着力を強くすることができる。
【0040】
さらに、アーマチュアの移動量(隙間)をサブアッシーの段階で管理調節することができ、組み立て上好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図1】回転伝達装置の第1の実施の形態を示す縦断面図
【図2】図1の矢印II−II に沿う断面図
【図3】図1の矢印III−III に沿う断面図
【図4】(A)は保持器へのスイッチばねによるモーメントの作用を示す断面図、(B)は同斜視図
【図5】回転伝達装置の第2の実施の形態を示す縦断面図
【図6】図5の矢印VI−VI に沿う断面図
【図7】図5の矢印VII−VII に沿う断面図
【図8】従来の回転伝達装置を示す縦断面図
【図9】図8の矢印IX−IX に沿う拡大断面図
【図10】図8の矢印X−X に沿う断面図
【図11】(A)は従来の回転伝達装置における保持器へのスイッチばねによる2駆走行時のモーメントの作用を示す断面図、(B)は同斜視図
【図12】(A)は従来の回転伝達装置における保持器へのスイッチばねによる4駆走行時のモーメントの作用を示す断面図、(B)は同斜視図
【図13】回転伝達装置の装着例を示す平面図
【図14】回転伝達装置の装着例を示す他の平面図
【符号の説明】
31 回転伝達装置
32 外輪
33 入力軸
35 円筒面
37 カム面
38 保持器
42 ローラ
43、44 切り欠き部
45 スイッチばね
48 電磁コイル
50 ロータ
51 ロータガイド
53 アーマチュア
55 突部
A 2ウエイクラッチ
B 電磁クラッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation transmission device used for switching between transmission and interruption of a driving force on a driving path of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
When a four-wheel drive vehicle (hereinafter, referred to as a 4WD vehicle) that directly connects front and rear wheels turns around a tight corner on a pavement, a so-called tight corner braking phenomenon occurs, and a problem arises in that the driver cannot turn as intended.
[0003]
There is also a type that uses a center differential or viscous fluid between the front and rear shafts of 4WD vehicles. However, these 4WD vehicles restrain the front and rear wheels in some way and generate power circulation, resulting in a rotation speed difference between the front and rear wheels. It is difficult to detect the difference between the rotation speeds of the front and rear wheels even when an ABS (anti-lock brake system) is mounted, so that controllability is poor.
[0004]
In order to solve these problems, the present applicant has proposed a rotation transmission device using a roller as an engaging element, for example, in Japanese Patent Application No. 8-141747.
[0005]
As shown in FIG. 8, the rotation transmitting device 1 includes a cylindrical surface 4 provided on the inner peripheral surface of the
[0006]
As shown in FIG. 10, both ends of the
[0007]
On the other hand, an
[0008]
As shown in FIG. 13, the rotation transmitting device is provided between a
[0009]
In the rotation transmission device 1, by controlling the current of the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the rotation transmission device proposed above, the
[0011]
When the
[0012]
On the other hand, when the
[0013]
As a result, there are disadvantages in that the
[0014]
Therefore, an object of the present invention is to provide a rotation transmitting device that makes the rotation of a cage smooth and accurate, and that does not leak magnetic force.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a plurality of cam surfaces which form a cylindrical surface on one of the opposing surfaces of an outer ring and an inner member fitted thereto, and a wedge space between the cylindrical surface on the other. A roller engaged between the cylindrical surface and the cam surface by the relative rotation of the outer ring and the inner member is incorporated in a pocket of the retainer provided between the opposing surfaces of the outer ring and the inner member. Incorporates a switch spring between the container and the outer ring or inner member to hold the roller in the neutral position without engaging the roller.The armature at the end of the retainer cannot rotate with the retainer and can move in the axial direction. Attached to the outer ring and the inner member, a rotation transmitting device incorporating a friction member fixed to the inner member or the outer ring and an electromagnet for attracting the armature , the switch spring with respect to the retainer The locking position The armature is set at the same end as the end for engaging the armature with the retainer, and the armature has an axial gap between a friction surface of the friction member and a flange surface of a non-magnetic material fixed to the friction member. A wave spring for urging the armature toward the flange surface is provided between the friction surface of the friction member and the facing surface of the armature, and a pair of arms extending toward the cage is provided on the surface of the armature facing the cage. Is provided, and the protrusion is fitted into a notch portion of the retainer where the switch spring is locked, so that the armature cannot rotate with respect to the retainer and can move in the axial direction. it is obtained by employing the structure you are.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the
[0020]
In the two-way clutch A, a
[0021]
A
[0022]
As shown in FIG. 2, the
[0023]
As shown in FIG. 3, both the
[0024]
When the
[0025]
As shown in FIG. 1, an electromagnetic clutch B is incorporated between the
[0026]
Therefore, the
[0027]
Between the opposed surfaces of the
[0028]
Here, the
[0029]
As described above, by loosely fitting the
[0030]
As shown in FIG. 1, the
[0031]
That is, since the
[0032]
The
[0033]
On the other hand, when a current flows through the
[0034]
Therefore, when the
[0035]
5 to 7 show a second embodiment of the
[0036]
Also in the second embodiment, the
[0037]
Further, the
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the position at which the switch spring is locked with respect to the retainer is set to the same end as the end at which the armature is engaged with the retainer, and the friction surface of the friction member is A wave spring for urging the armature toward the flange surface of the non-magnetic material fixed to the friction member is provided between the facing surfaces of the armature, and a pair of protrusions extending toward the cage are provided on the surface of the armature facing the cage. A switch is provided by fitting a protrusion into a notch portion of the retainer where the switch spring is locked, and allowing the armature to move in the axial direction without rotating with respect to the retainer. The force acting on the spring acts only on the retainer as a moment about the central axis, and no unintended drag force is generated. Therefore, the retainer can smoothly rotate with respect to the cam without being particularly supported by the bearing. In addition, by using the same common locking portion, the number of steps for processing and assembling the cage can be reduced, and the cost can be reduced.
[0039]
Further, by loosely fitting the armature between the rotor guide of the non-magnetic material fixed to the rotor and the rotor friction flange surface, it is possible to prevent the magnetic force from leaking from the rotor and the armature to the outside, and to reduce the attraction force of the armature. Can be stronger.
[0040]
Further, the movement amount (gap) of the armature can be managed and adjusted at the sub-assembly stage, which is convenient for assembly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a rotation transmitting device. FIG. 2 is a sectional view taken along arrow II-II in FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view taken along arrow III-III in FIG. 4A is a cross-sectional view showing the action of a moment by a switch spring on a retainer, and FIG. 4B is a perspective view of the same. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a second embodiment of the rotation transmitting device. 6 is a sectional view taken along arrow VI-VI in FIG. 5 [FIG. 7] is a sectional view taken along arrow VII-VII in FIG. 5 [FIG. 8] A vertical sectional view showing a conventional rotation transmission device [FIG. 9] FIG. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view taken along an arrow XX of FIG. 8; FIG. 11A is a moment during two-wheel drive by a switch spring to a retainer in a conventional rotation transmission device; FIG. 12 (B) is a perspective view showing the operation of the conventional rotation transmitting device. FIG. 13B is a cross-sectional view showing the action of a moment during four-wheel drive by a switch spring, and FIG. 13B is a perspective view of the same. FIG. 13 is a plan view showing a mounting example of a rotation transmitting device. FIG. Other plan view shown [Description of reference numerals]
31
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