JP4289804B2 - 回転伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種機器や車両の駆動経路上において、駆動力の伝達と遮断の切り替えを行う回転伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の回転伝達装置の一例として、図５に示すものがある。
この回転伝達装置は、内方部材３１の内周に、入力軸３７をセレーション３８によって嵌合し、内方部材３１の外周に、複数のカム面３９を設け、この内方部材３１と同心状に固定された中空の外方部材３２の内周に円筒面４０を設け、内方部材３１のカム面３９と外方部材３２の円筒面４０とにより、環状の楔形空間を形成している。この楔形空間内には、保持器３５を設けており、保持器３５に形成した複数のポケットに係合子３６としてのローラを組み込み、ローラが円筒面４０とカム面３９に係合しない中立位置へ保持器３５を支持付勢するスイッチばね４１を設け、この保持器３５の位相を変えることにより、上記係合子３６を上記内方部材３１と外方部材３２との間に係合することで、上記内方部材３１と外方部材３２との係合、脱離を行うクラッチを構成している。
【０００３】
また、外方部材３２には、非磁性体材料によって形成した円筒状のロータ支持部を有し、このロータ支持部内に固定された断面コ字状のロータ４５が固定されている。上記ロータ４５に対し適当な隙間を介して、アマチュア４３が重ね合わされ、そのロータ４５とアマチュア４３を電磁力により圧接させるための電磁コイル４６が設けられている。
【０００４】
この回転伝達装置は、電流がＯＦＦの時、スイッチばね４１によって保持器３５及び係合子３６としてのローラは内方部材３１に設けたカム面３９の中立位置に付勢されており、内方部材１と外方部材２が空転する状態になる。そして、内方部材３１と外方部材３２を係合駆動させたいときは電磁コイル４６ヘ電流を流すことにより、アマチュア４３を、外方部材３２に固定されたロータ４５に電磁力でもって吸引圧接させる。圧接による摩擦トルクは、アマチュア４３、ロータ４５を介して保持器３５と外方部材３２間に作用し、内方部材３１と外方部材３２が相対回転すると、摩擦トルクがスイッチばね４１のトルクに打ち勝って、保持器３５、係合子３６としてのローラは外方部材３２と同回転する。その結果、係合子３６としてのローラはカム面３９の中立位置から楔係合位置に移動し、内方部材３１と外方部材３２が係合駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような回転伝達装置においては、ハウジング３４と外方部材３２の支持を、軸受３３を介して行ない、回転伝達装置内部への異物侵入をハウジング３４の両端に設けたシール装置５０、５１によって防止している。
【０００６】
ハウジング３４の開口側に設けるシール装置５０としては、例えば、スリンガ等のシール板とシールリップとを組み合わせたものが使用されている。
【０００７】
ところで、上記シール装置５０は、ハウジング３４の開口側の端面に圧入されている。
【０００８】
したがって、運転中に、ハウジング３４と外方部材３２とが軸方向にガタ等によって相対移動し、上記シール装置５０のシール板等がハウジング３４の開口から外側に飛び出した場合、異物が侵入し易くなり、シール性が劣化するおそれがあった。
【０００９】
また、飛び石等の多い使用条件下においては、シール装置５０が、ハウジング３４の開口側の端面に位置していると、飛び石がシール装置５０のシール板等に当たって、シール板等が変形し、シール性が劣化するというおそれもあった。
【００１０】
次に、上記の回転伝達装置においては、クラッチを構成する部分の外周に、外方部材３２とハウジング３４とを支持する軸受３３を設けている。この軸受３３は、内輪３３ａと外輪３３ｂと複数の転動体３３ｃとからなるが、クラッチが係合したときに、係合子３６が、外方部材３２と内方部材３１に噛み込むので、クラッチを構成する外方部材３２の外径が膨脹し、軸受３３の内輪３３ａと転動体３３ｃ間に働く荷重が大きくなり、外方部材３２と軸受３３との締め代が大きい場合には、軸受３３が損傷するおそれがある。
【００１１】
また、従来の回転伝達装置においては、上記軸受３３の内輪３３ａと外輪３３ｂの両側にそれぞれシール部材３３ｄを設けて、内部にグリースを封入しているが、軸受３３の潤滑と、クラッチ部分の潤滑とを別個に行うことは、コストアップになる問題があった。
【００１２】
そこで、この発明は、上記のような回転伝達装置におけるシ−ル性の劣化、軸受の損傷並びにコストアップという問題を解決しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、内方部材と、上記内方部材と同心状に固定された中空の外方部材と、上記内方部材または外方部材を、軸受を介して支持するハウジングと、この外方部材と内方部材との環状空間内に介在する保持器と、この保持器の周方向位置に形成したポケット内に収容される係合子とを有し、上記内方部材または外方部材に対して上記保持器の位相を変えることにより、上記係合子を上記内方部材と外方部材との係合、脱離を行うクラッチを構成した回転伝達装置において、ハウジングと上記内方部材または外方部材の少なくとも一方との間に設ける内部への異物の侵入を防止するシール装置を、ハウジング端面から内側奥に凹ませて配置することにより、シール性の劣化を防止したのである。
【００１４】
即ち、シール装置を、ハウジング端面から内側奥に凹ませて配置することにより、ハウジングと外方部材とが軸方向にガタ等によって相対移動した場合においても、上記シール装置のシール板等がハウジングの開口から外側に飛び出すことを防止することができるので、異物の侵入を効果的に防止でき、シール性が向上する。
【００１５】
また、シール装置を、ハウジング端面から内側奥に凹ませて配置することにより、飛び石がシール装置に当り難くなり、シール装置自体の損傷を少なくすることができる。
【００１６】
さらに、上記シール装置の外方側に、遮へい板を設けることにより、飛び石、泥、草等の異物からシール装置を保護することができる。
【００１７】
また、上記シール装置としては、円筒部と立板部とを備える断面Ｌ字状で互いに対向する第１および第２の環状のシール板と、シールリップとによって形成することができる。
【００１８】
上記軸受両端部のうち、ハウジング開口側に、軸受を密封する軸受シール部材を設け、ハウジング開口側と反対側に位置するシール部材を削除することにより、軸受シール部材自体のコストダウンと共に、軸受部分とクラッチ構成部分とが連通し、軸受部分のグリースとクラッチ構成部分のグリースの共用によるコストダウンが可能となる。
【００１９】
また、上記軸受を、外輪と内輪と複数の球状転動体とによって構成し、この軸受を、クラッチ構成部分である外方部材の外径側に配置する場合には、軸受と外方部材との締め代を、上記クラッチ構成部分に所定のトルクを負荷した時に、軸受の内輪と転動体の接触部中央における接触応力が、軸受設計を行う場合における標準的な数値である４２００ＭＰａ以下になるように規定することにより、軸受損傷を防止できる。
【００２０】
この発明の回転伝達装置においては、係合子として、ローラ、スプラグのいずれを使用してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る回転伝達装置の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
この回転伝達装置は、図１に示すように、内方部材１と、この内方部材１と同心状に固定された中空の外方部材２と、上記外方部材２を、軸受３を介して支持するハウジング４と、この外方部材２と内方部材１との環状空間内に介在する保持器５と、この保持器５の周方向位置に形成したポケット内に収容される係合子６としてのローラを有し、上記内方部材１または外方部材２に対して上記保持器５の位相を変えることにより、上記係合子６を上記内方部材１と外方部材２との間に係合することで、上記内方部材１と外方部材２との係合、脱離を行うクラッチを構成している。
【００２２】
この図１に示す回転伝達装置は、内方部材１の内周に、入力軸７をセレーション８によって嵌合し、内方部材１の外周に、複数のカム面９を設け、この内方部材１と同心状に固定された中空の外方部材２の内周に円筒面１０を設け、内方部材１のカム面９と外方部材２の円筒面１０とにより、環状の楔形空間を形成している。この楔形空間内には、保持器５を設けており、保持器５に形成した複数のポケットに係合子６としてのローラを組み込み、ローラが円筒面１０とカム面９に係合しない中立位置へ保持器５を支持付勢するスイッチばね１１を設け、この保持器５の位相を変えることにより、上記係合子６を上記内方部材１と外方部材２との間に係合することで、上記内方部材１と外方部材２との係合、脱離を行うクラッチを構成している。
【００２３】
即ち、保持器５は、支持プレート１２を介して両端で内方部材１に対し、回転方向には揺動可能で、軸方向にはスライド不能に支持されている。保持器５の一端には２つの切欠が設けられ、支持プレート１２に一体に形成された対称２つの爪部がその切欠に嵌合し、かつ支持プレート１２の爪部は、アマチュア１３の方に折れ曲がっている。折れ曲がった爪部の先端は、円盤状のアマチュア１３に設けられたスリットにルーズに嵌合されおり、アマチュア１３と支持プレート１２とは相対回転不可能かつ軸方向にはスライド可能になっている。
【００２４】
このアマチュア１３は、その内径面で内方部材１に一体に形成された円筒形の案内軸部１４に案内嵌合され、この内方部材１の案内軸部１４に対し、軸方向及び回転方向に移動可能になっている。
【００２５】
また、外方部材２には、非磁性体材料によって形成した円筒状のロータ支持部を有し、このロータ支持部内に固定された断面コ字状のロータ１５が固定されている。
【００２６】
上記ロータ１５には、適当な隙間を介してアマチュア１３が重ね合わされ、そのロータ１５とアマチュア１３を電磁力により圧接させるための電磁コイル１６が設けられている。
【００２７】
上記アマチュア１３とロータ１５の間には、電磁コイル１６の電流がＯＦＦの時にアマチュア１３とロータ１５の密着を離反させ、アマチュア１３とロータ１５間に隙間を設けるためのいわゆる波ばね１８が設けられている。
【００２８】
この回転伝達装置は、電流がＯＦＦの時、スイッチばね１１によって保持器５及び係合子６としてのローラは内方部材１に設けたカム面９の中立位置に付勢されており、内方部材１と外方部材２が空転する状態になる。そして、内方部材１と外方部材２を係合駆動させたいときは電磁コイル１６ヘ電流を流すことにより、保持器５に支持プレート１２を介して連結しているアマチュア１３を、外方部材２に固定されたロータ１５に電磁力でもって吸引圧接させる。圧接による摩擦トルクは、アマチュア１３、ロータ１５を介して保持器５と外方部材２間に作用し、内方部材１と外方部材２が相対回転すると、摩擦トルクがスイッチばね１１のトルクに打ち勝って、保持器５、係合子６としてのローラは外方部材２と同回転する。その結果、係合子６としてのローラはカム面９の中立位置から楔係合位置に移動し、内方部材１と外方部材２が係合駆動する。
【００２９】
また、内方部材１と外方部材２との間には、軸受１９が設けられている。
【００３０】
この実施形態の回転伝達装置においては、ハウジング４と外方部材２の支持を、軸受３を介して行ない、回転伝達装置内部への異物侵入をハウジング４の両端に設けたシール装置２０、２１によって防止している。
【００３１】
ハウジング４の開口側に設けるシール装置２０は、スリンガ等のシール板とシールリップとを組み合わせたものを使用している。
【００３２】
このシール装置２０は、図３に示すように、内周側のシール板２２と外周側のシール板２３とを有する。内周側のシール板２２は、外方部材２の外径面に圧入される円筒部２２ｂと立板部２２ａとからなる断面Ｌ字状に形成されている。また、外周側のシール板２３は、ハウジング４の開口側端部の内面に圧入される円筒部２３ｂと立板部２３ａとからなる断面Ｌ字状に形成されている。内周側のシール板２２の立板部２２ａと外周側のシール板２３の立板部２３ａとが互いに対向し、外周側のシール板２３に一体化させたゴム等の弾性体２４に、シールリップとしてサイドリップ２４ａと２枚のラジアルリップ２４ｂ、２４ｃとを設けている。サイドリップ２４ａおよびラジアルリップ２４ｂ、２４ｃは、内周側のシール板２２の立板部２２ａおよび円筒部２２ｂに各々摺接する。内周側のシール板２２の立板部２２ａは、外周側のシール板２３の円筒部２３ｂと僅かな径方向隙間をもって対峙し、ラビリンスシール２５を構成している。また、外周側のシール板２３に一体化させた上記弾性体２４が、円筒部２３ｂと立板部２３ａの先端を巻き込んでいる。
【００３３】
そして、このシール装置２０は、ハウジング４の端面から内側奥に、段差ａが生じるように凹ませている。
【００３４】
即ち、シール装置２０を、ハウジング端面から内側奥に凹ませて配置することにより、ハウジング４と外方部材２とが軸方向にガタ等によって移動した場合においても、上記シール装置２０のシール板２２がハウジング４の開口から外側に飛び出すことを防止することができるので、異物の侵入を効果的に防止でき、シール性が向上する。
【００３５】
また、シール装置２０を、ハウジング４の端面から内側奥に凹ませて配置することにより、飛び石がシール装置に当り難くなり、シール装置２０自体の損傷を少なくすることができる。
【００３６】
次に、この実施形態の回転伝達装置においては、クラッチを構成する部分の外周に、外方部材２とハウジング４とを支持する軸受３を設けている。この軸受３は、内輪３ａと外輪３ｂと複数の転動体３ｃとからなる。この軸受３と外方部材２との締め代は、上記クラッチ構成部分に所定のトルクを負荷した時に、軸受３の内輪３ａと転動体３ｃの接触部中央における接触応力が、軸受設計を行う場合における標準的な数値である４２００ＭＰａ以下になるように規定して、軸受損傷を防止している。
【００３７】
上記軸受３両端部のうち、ハウジング４の開口側にのみ、軸受３を密封する軸受シール部材３ｄを設けている。ハウジング４の開口側と反対側のシール部材を省略することにより、軸受シール部材自体のコストダウンと共に、軸受３の内部とクラッチ構成部分とが連通し、軸受３のグリースとクラッチ構成部分のグリースを共用することによるコストダウンを図っている。
【００３８】
次に、図４は、この発明に係る回転伝達装置の第２実施形態であり、この実施形態では、シール装置２０の外方側に、シール装置２０をカバーする遮へい板２６を、外方部材２の外径面に固定している。この遮へい板２６により、シール装置２０を飛び石、泥、草等の異物から保護することができる。
【００３９】
上記第１実施形態と第２実施形態では、係合子６としてローラを使用しているが、係合子としてスプラグを使用し、内方部材１の外径面と外方部材２の内径面を互いに対向する円筒面とし、両円筒面間に配置した固定と制御用の一対の保持器でスプラグを保持し、制御用保持器によりスプラグの角度を制御することで、正逆回転の切り換えを行うスプラグ式のクラッチ構造を採用してもよく、ローラ係合式の回転伝達装置と同様の効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、回転伝達装置におけるシ−ル性の劣化、軸受の損傷並びにコストアップという問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の全体断面図
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図
【図３】シール装置部分の拡大図
【図４】第２実施形態の全体断面図
【図５】従来例の全体断面図
【符号の説明】
１ 内方部材
２ 外方部材
３ 軸受
３ａ 内輪
３ｂ 外輪
３ｃ 転動体
３ｄ 軸受シール部材
４ ハウジング
５ 保持器
６ 係合子
７ 入力軸
８ セレーション
９ カム面
１０ 円筒面
１１ スイッチばね
１２ 支持プレート
１３ アマチュア
１４ 案内軸部
１５ ロータ
１６ 電磁コイル
１８ 波ばね
１９ 軸受
２０ シール装置
２１ シール装置
２２ シール板
２２ａ 立板部
２２ｂ 円筒部
２３ シール板
２３ａ 立板部
２３ｂ 円筒部
２４ 弾性体
２４ａ サイドリップ
２４ｂ、２４ｃ ラジアルリップ
２５ ラビリンスシール
２６ 遮へい板

Claims (6)

1. 内方部材１と、上記内方部材１と同心状に固定された中空の外方部材２と、内方部材１と外方部材２との間に設けた軸受１９と、上記内方部材１または外方部材２を、軸受３を介して支持するハウジング４と、この外方部材２と内方部材１との環状空間内に介在する保持器５と、この保持器５の周方向位置に形成したポケット内に収容される係合子６とを有し、電磁コイル１６の入り切りによりロータ１５に対して吸着と解除を行うアマチュア１３が上記保持器５に連結し、電磁コイル１６の入り切りにより上記内方部材１または外方部材２に対して上記保持器５の位相を変えることにより、上記係合子６を上記内方部材１と外方部材２との係合、脱離を行うクラッチを構成する回転伝達装置において、上記アマチュア１３とロータ１５の間に、電磁コイル１６がＯＦＦの時にアマチュア１３とロータ１５の密着を離反させ、アマチュア１３とロータ１５間に隙間を設けるための波ばね１８を設け、上記ハウジング４と、上記内方部材１または外方部材２の少なくとも一方との間に、内部への異物の侵入を防止するシール装置２０をハウジング端面から内側奥に、ハウジング４と外方部材２とが軸方向に移動した場合に、シール装置２０がハウジング４の開口から外側に飛び出すことを防止する段差ａが生じるように凹ませて配置し、上記このシール装置２０は、内周側のシール板２２と外周側のシール板２３とを有し、内周側のシール板２２は、外方部材２の外径面に圧入される円筒部２２ｂと立板部２２ａとからなる断面Ｌ字状に形成され、外周側のシール板２３は、ハウジング４の開口側端部の内面に圧入される円筒部２３ｂと立板部２３ａとからなる断面Ｌ字状に形成され、内周側のシール板２２の立板部２２ａと外周側のシール板２３の立板部２３ａとが互いに対向し、外周側のシール板２３に一体化させたゴム２４に、シールリップとしてサイドリップ２４ａと２枚のラジアルリップ２４ｂ、２４ｃとを設け、サイドリップ２４ａおよびラジアルリップ２４ｂ、２４ｃは、内周側のシール板２２の立板部２２ａおよび円筒部２２ｂに各々摺接し、内周側のシール板２２の立板部２２ａは、外周側のシール板２３の円筒部２３ｂと径方向隙間をもって対峙してラビリンスシール２５を構成し、外周側のシール板２３に一体化させた上記ゴム２４が、円筒部２３ｂと立板部２３ａの先端を巻き込んでいることを特徴とする回転伝達装置。
2. 上記シール装置２０の外方側に遮へい板２６を設けた請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 上記軸受３の両端部のうち、ハウジング開口側に軸受３を密封する軸受シール部材３ｄを設けた請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
4. 上記軸受３が上記外方部材２の外径側に配置された、外輪３ｂと内輪３ａと複数の球状転動体３ｃとからなり、この軸受３と外方部材２との締め代を、上記クラッチに所定のトルクを負荷した時に、軸受３の内輪３ａと転動体３ｃの接触部中央における接触応力が４２００ＭＰａ以下になるように規定した請求項１〜３のいずれかに記載の回転伝達装置。
5. 上記係合子６としてローラを使用する請求項１〜４のいずれかに記載の回転伝達装置。
6. 上記係合子６としてスプラグを使用する請求項１〜４のいずれかに記載の回転伝達装置。

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