JP4541178B2 - Rotation transmission device - Google Patents
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Description
この発明は、動力の伝達経路上において、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。 The present invention relates to a rotation transmission device used for switching between power transmission and cutoff on a power transmission path.
FRベースの4輪駆動車において、補助駆動輪としての前輪に駆動力の伝達と遮断とを行なう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。
In an FR-based four-wheel drive vehicle, a rotation transmission device described in
上記回転伝達装置は、プロペラシャフトに連結される外輪とディファレンシャルのピニオンシャフトに連結される内輪間に2方向クラッチを組込み、その2方向クラッチに並設した電磁クラッチによって2方向クラッチの係合および係合解除を制御し、上記2方向クラッチの係合により外輪と内輪とを結合して、外輪の回転を内輪に伝えるようにしている。 The above rotation transmission device incorporates a two-way clutch between an outer ring connected to a propeller shaft and an inner ring connected to a differential pinion shaft, and the engagement and engagement of the two-way clutch by an electromagnetic clutch arranged in parallel with the two-way clutch. The engagement / disengagement is controlled, and the outer ring and the inner ring are coupled by the engagement of the two-way clutch to transmit the rotation of the outer ring to the inner ring.
ここで、2方向クラッチは、外輪の内周に円筒面を設け、内輪の外周には上記円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび状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ローラを組込み、そのローラを保持する保持器と内輪の相対回転によりローラを円筒面およびカム面に係合させるようにしている。また、内輪と保持器との間にスイッチばねを組込み、そのスイッチばねによっ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。 Here, the two-way clutch is provided with a cylindrical surface on the inner periphery of the outer ring, and a cam surface is formed on the outer periphery of the inner ring so as to form a wedge-shaped space whose both ends in the circumferential direction are narrow with the cylindrical surface. A roller is incorporated between the surface and the cylindrical surface, and the roller is engaged with the cylindrical surface and the cam surface by the relative rotation of the cage that holds the roller and the inner ring. Further, a switch spring is incorporated between the inner ring and the cage, and the cage is elastically held at a neutral position where the roller is disengaged from the cylindrical surface and the cam surface by the switch spring.
一方、電磁クラッチは、保持器に回り止めされ、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、そのロータに対向配置された電磁石とを有し、上記電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着し、外輪と共に回転するアーマチュアと内輪の相対回転によりローラを円筒面およびカム面に係合させるようにしている。 On the other hand, the electromagnetic clutch is an armature that is supported by the cage and is supported so as to be movable in the axial direction, a rotor that is supported by the outer ring and that is opposed to the armature in the axial direction, and an electromagnet disposed opposite to the rotor. The armature is attracted to the rotor by energizing the electromagnetic coil of the electromagnet, and the roller is engaged with the cylindrical surface and the cam surface by the relative rotation of the armature and the inner ring rotating together with the outer ring.
電磁クラッチによって2方向クラッチを制御する上記のような回転伝達装置においては、ハウジングから成る静止部材に電磁石を取付けるようにしているが、各部品の加工精度によってその取付けが不安定になる可能性があり、上記電磁石が軸方向に移動し得る不安定な取付けになると、スイッチばねを撓ませる大きさのスイッチトルクを保持器に負荷することができず、2方向クラッチを確実に作動させることができない場合が生じる。 In the above-described rotation transmission device that controls a two-way clutch by an electromagnetic clutch, an electromagnet is attached to a stationary member made of a housing, but the attachment may become unstable depending on the processing accuracy of each part. Yes, if the electromagnet is unstablely mounted so that it can move in the axial direction, the cage cannot be loaded with a switch torque large enough to bend the switch spring, and the two-way clutch cannot be operated reliably. Cases arise.
また、車体の振動等によって電磁石がガタつき、異音を発生させるという不都合が発生する。 In addition, there is a disadvantage that the electromagnet rattles due to the vibration of the vehicle body and generates abnormal noise.
そのような不都合を解消するため、上記特許文献1に記載された回転伝達装置においては、電磁石の電磁コイルを支持するコアにフランジを設け、静止部材には上記フランジが嵌合される凹部を形成し、この凹部の内周に係合溝を設け、その係合溝に取付けた止め輪とフランジとの間に弾性部材を組込んでフランジを凹部の閉塞端面に圧接させるようにしている。
ところで、上記従来の回転伝達装置においては、上記のようにコアに設けられたフランジと止め輪との間に弾性部材を組込んで電磁石を軸方向に位置決めする構成であるため、弾性部材の設定荷重としては、電磁石の軸方向への振動Gと電磁石の自重Wの積(G×W)で得られる荷重F1と、電磁クラッチのオン時に電磁石がロータに引き付けられる荷重F2の総和(F1+F2)以上に設定する必要があるため、ばね荷重をある程度大きく設定する必要がある。このため、係合溝に対する止め輪の取付けに際し、弾性部材を比較的大きな力で弾性変形させる必要が生じ、止め輪の取付けに手間がかかると共に、弾性部材としては電磁石のコアの外径より大きい大径のものが必要となり、コストも高いという問題があった。 By the way, in the conventional rotation transmission device, since the elastic member is incorporated between the flange provided on the core and the retaining ring as described above, the electromagnet is positioned in the axial direction. As the load, the sum of the load F 1 obtained by the product (G × W) of the vibration G in the axial direction of the electromagnet and the own weight W of the electromagnet, and the load F 2 that attracts the electromagnet to the rotor when the electromagnetic clutch is on (F 1 + F 2 ) or more, it is necessary to set the spring load to some extent. For this reason, when attaching the retaining ring to the engaging groove, it is necessary to elastically deform the elastic member with a relatively large force, and it takes time to attach the retaining ring, and the elastic member is larger than the outer diameter of the core of the electromagnet. There was a problem that a large diameter was required and the cost was high.
この発明の課題は、電磁石を軸方向に位置決めする弾性部材のばね荷重を従来のものより低く設定できるようにして止め輪の取付けの容易化と、弾性部材のコストの低減化を図ることができるようにした回転伝達装置を提供することである。 The object of the present invention is to make it possible to set the spring load of the elastic member for positioning the electromagnet in the axial direction to be lower than that of the conventional one so that the retaining ring can be easily attached and the cost of the elastic member can be reduced. An object of the present invention is to provide a rotation transmission device.
上記の課題を解決するために、この発明においては、外輪とその内側に組込まれた内輪とを相対的に回転自在に支持し、外輪と内輪との間に、その両輪の対向面に対して係脱される係合子およびその係合子を保持する保持器を有する2方向クラッチを組込み、この2方向クラッチの係合および係合解除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、上記電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされたアーマチュアと、外輪に回り止めされて上記アーマチュアと軸方向で対向するロータと、ロータに軸方向で対向し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とから成り、上記電磁石と静止部材の相互間に電磁石を軸方向に位置決めする位置決め手段を設けた回転伝達装置において、前記位置決め手段が、電磁石のコアに設けられたフランジを有し、そのフランジを静止部材に形成された凹部内に嵌合し、上記凹部の内周に設けられた係合溝に止め輪を取付けてフランジを抜け止めし、上記凹部の閉塞部内に組込んだ弾性部材でフランジを止め輪に押し付けるようにした構成とされた回転伝達装置としている。 In order to solve the above problems, in the present invention, the outer ring and the inner ring incorporated in the inner ring are relatively rotatably supported, and the outer ring and the inner ring are opposed to the opposing surfaces of the two wheels. A two-way clutch having an engagement member to be engaged and disengaged and a retainer for holding the engagement member is incorporated, and an electromagnetic clutch for controlling engagement and disengagement of the two-way clutch is provided in parallel with the two-way clutch. An armature whose electromagnetic clutch is prevented from rotating with respect to the cage, a rotor that is prevented from rotating around the outer ring and faces the armature in the axial direction, and an electromagnet that faces the rotor in the axial direction and attracts the armature to the rotor when energized A rotation transmission device provided with positioning means for axially positioning the electromagnet between the electromagnet and the stationary member, wherein the positioning means is a core of the electromagnet Has a flange provided, fitted in a recess formed the flange to the stationary member, and retaining the flange is attached to the retaining ring in the engaging groove provided on the inner circumference of the recess, the recess that has a configuration in which as pressed against the snap ring flange by an elastic member incorporated in occlusion of the rotational transfer device.
上記のように、静止部材に形成された凹部の内周に係合溝を設け、その係合溝に止め輪を取付けて凹部内に嵌合されたコアのフランジを抜け止めし、そのフランジと凹部の閉塞端面間に弾性部材を組込んで止め輪にフランジを押し付けるようにしたので、電磁石を軸方向にガタのない安定した精度の高い取付けとすることができる。 As described above, an engagement groove is provided on the inner periphery of the recess formed in the stationary member, and a retaining ring is attached to the engagement groove to prevent the core flange fitted in the recess from coming off. Since the elastic member is incorporated between the closed end faces of the recesses and the flange is pressed against the retaining ring, the electromagnet can be mounted stably and accurately without any backlash in the axial direction.
また、電磁クラッチのオン時に、電磁石がロータに引き付けられる荷重が弾性部材に作用しないため、弾性部材の設定荷重としては、電磁石に作用する軸方向振動Gに打ち勝つばね設定荷重とすればよい。このため、弾性部材のばね荷重を従来のものより低く設定することができ、その結果、止め輪の取付けが容易となり、組立て性の向上を図ることができると共に、弾性部材として小径のコストの安いものを採用することができる。 Further, since the load attracted to the rotor by the electromagnet does not act on the elastic member when the electromagnetic clutch is turned on, the set load of the elastic member may be a spring set load that overcomes the axial vibration G acting on the electromagnet. For this reason, the spring load of the elastic member can be set lower than the conventional one. As a result, the retaining ring can be easily attached, the assemblability can be improved, and the cost of the small diameter of the elastic member can be reduced. Things can be adopted.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図示のように、外輪1の内側には内輪2が組込まれ、その外輪1と内輪2は軸受3によって相対的に回転自在に支持されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in the figure, an
外輪1と内輪2間には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、外輪1の内周に円筒面11を形成し、内輪2には上記円筒面11と対向する位置に大径部12を設け、その大径部12の外周に上記円筒面11との間で周方向の両端が狭小のくさび状空間を形成する複数のカム面13を形成し、各カム面13と円筒面11との間に係合子としてのローラ14を組込み、そのローラ14を保持器15で保持したローラタイプの2方向クラッチから成っている。
A two-
図2に示すように、内輪2の大径部12の端面にはばね収容凹部16が形成され、そのばね収容凹部16内にスイッチばね17が組込まれている。スイッチばね17はC形をなし、その両端には一対の押圧片17aが設けられている。一対の押圧片17aはばね収容凹部16の外周壁に形成された切欠部18から保持器15の端部に設けられた切欠き19内に挿入されて上記切欠部18および切欠き19の周方向で対向する側面を相反する方向に押圧し、その押圧によってローラ14が円筒面11およびカム面13に対して係合解除される中立位置に保持器15を弾性保持している。
As shown in FIG. 2, a spring
図1に示すように、外輪1と保持器15の相互間には2方向クラッチ10の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ20が上記2方向クラッチ10に並設する状態で設けられている。
As shown in FIG. 1, an
電磁クラッチ20は、保持器15の端面に対向配置されたアーマチュア21と、そのアーマチュア21に対向配置されたロータ22と、そのロータ22に対向配置された電磁石23とから成る。
The
アーマチュア21は保持器15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ている。そのアーマチュア21の支持に際し、ここでは、保持器15の端部内に連結プレート24を嵌合し、その連結プレート24の外周対向位置に形成されたL形の係合片25を保持器15に形成された切欠き19内に嵌合して連結プレート24を回り止めし、上記係合片25をアーマチュア21に設けられた係合孔26内に挿入して、アーマチュア21を回り止めし、かつ軸方向に移動自在としている。
The
アーマチュア21とロータ22の対向面間には離反ばね27が組込まれ、その離反ばね27はアーマチュア21をロータ22から離反する方向に向けて押圧している。
A
ロータ22は磁性体から成る。このロータ22は外周および内周に同一方向に向く円筒部22a、22bを有し、外側円筒部22aは外輪1の開口端部に接続された非磁性体から成るロータガイド28内に圧入されている。その圧入によってロータ22は外輪1と一体に回転するようになっている。一方、内側円筒部22bはその内部に組込まれた軸受29によって回転自在に支持されている。
The
電磁石23は、ロータ22の外側円筒部22aと内側円筒部22b間に組込まれている。この電磁石23は、電磁コイル23aと、その電磁コイル23aを支持する断面コの字形のコア23bとから成り、上記コア23bはその開口端がロータ22と対向する配置とされ、閉塞端部は静止部材30に形成された凹部31内に挿入され、位置決め手段32により軸方向に位置決めされている。
The
図3に示すように、位置決め手段32は、コア23bの閉塞端に上記凹部31内に嵌合されるフランジ33を設け、凹部31の内周には係合溝34を形成し、その係合溝34に止め輪35を取付けてフランジ33を抜け止めし、そのフランジ33と凹部31の閉塞端面間に弾性部材36を組込んでフランジ33を止め輪35に押し付けている。弾性部材36として皿ばねやウェーブばねを採用することができる。
As shown in FIG. 3, the positioning means 32 is provided with a
実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、外輪1には入力軸を接続し、一方、内輪2には出力軸を接続する。その入力軸および出力軸の接続のため、外輪1の内周および内輪2の内周にはスプライン歯40、41が設けられている。
The rotation transmission device shown in the embodiment has the above-described structure, and an input shaft is connected to the
図1および図2は、電磁石23の電磁コイル23aに対して通電を遮断した状態を示し、2方向クラッチ10のローラ14はスイッチばね17の弾性力により円筒面11およびカム面13に対して係合解除された中立位置に保持されている。
1 and 2 show a state in which the
このため、外輪1が回転しても、その回転は内輪2に伝達されず、外輪1のみがフリー回転する。
For this reason, even if the
外輪1の回転状態において、電磁石23の電磁コイル23aに通電すると、アーマチュア21がロータ22に吸着されてアーマチュア21が外輪1に結合される。このとき、アーマチュア21は保持器15に回り止めされているため、保持器15は外輪1と共に回転すると共に、内輪2に対して相対回転する。その相対回転によりローラ14が円筒面11およびカム面13に係合し、外輪1の回転はローラ14を介して内輪2に伝達される。
When the
保持器15が内輪2に対して相対回転するとき、スイッチばね17が弾性変形する。このため、電磁石23の電磁コイル23aに対する通電を遮断すると、スイッチばね17の復元弾性により保持器15が回動され、ローラ14は円筒面11およびカム面13に対して係合解除される中立位置に戻されて外輪1から内輪2への回転伝達が遮断される。
When the
電磁石23の電磁コイル23aに対する通電と遮断とによって2方向クラッチ10の係合および係合解除を制御する上記のような回転伝達装置において、電磁石23の軸方向の位置決めが不安定であると、スイッチばね17を弾性変形させることのできるスイッチトルクを保持器15に負荷することができず、また、振動等により電磁石23が軸方向にガタつき、異音を発生させることになる。
In the rotation transmission device as described above that controls the engagement and disengagement of the two-way clutch 10 by energization and interruption of the
実施の形態では、コア23bに設けたフランジ33を静止部材30に形成された凹部31内に嵌合し、その凹部31の内周に設けられた係合溝34に止め輪35を取付けてフランジ33を抜け止めし、そのフランジ33と凹部31の閉塞端面間に弾性部材36を組込み、その弾性部材36でフランジ33を止め輪35に押し付けるようにしているため、電磁石23が振動等で軸方向に動くことがない安定した取付け状態を得ることができる。
In the embodiment, the
また、弾性部材36をフランジ33と凹部31の閉塞端面間に組込むことによって、電磁クラッチ20のオン時に電磁石23がロータ22に引き付けられる荷重が弾性部材36に作用しない。このため、弾性部材36の設定荷重としては、電磁石23に作用する軸方向振動Gに打ち勝つばね設定荷重とすればよい。
Further, by incorporating the
したがって、弾性部材36のばね荷重を前述従来の弾性部材より低く設定することができ、止め輪35の取付けが容易であって組立て性の向上を図ることができる。また、弾性部材36として小径のコストの安いものを採用することができる。
Therefore, the spring load of the
実施の形態では、2方向クラッチ10としてローラタイプのものを示したが、2方向クラッチ10はこれに限定されるものではない。例えば、係合子としてスプラグを用いたスプラグタイプの2方向クラッチであってもよい。スプラグタイプの2方向クラッチの場合は、外輪の内周および内輪の外周に円筒面を形成し、その円筒面間にスプラグを組込み、このスプラグを径の異なる二つの保持器で保持し、その小径側の保持器を内輪に固定し、大径側保持器と内輪の相互間にスイッチばねを組込んでスプラグを円筒面に対して係合解除される中立位置に保持する。また、大径側保持器を電磁クラッチによって外輪に係合又は係合解除させるようにする。 In the embodiment, the two-way clutch 10 is a roller type, but the two-way clutch 10 is not limited to this. For example, a sprag type two-way clutch using a sprag as an engagement element may be used. In the case of a sprag type two-way clutch, a cylindrical surface is formed on the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the inner ring, a sprag is incorporated between the cylindrical surfaces, and the sprag is held by two cages having different diameters. The retainer on the side is fixed to the inner ring, and a switch spring is incorporated between the large-diameter side retainer and the inner ring to hold the sprag in a neutral position where it is disengaged from the cylindrical surface. Further, the large-diameter side cage is engaged with or disengaged from the outer ring by an electromagnetic clutch.
1 外輪
2 内輪
10 2方向クラッチ
14 ローラ(係合子)
15 保持器
20 電磁クラッチ
21 アーマチュア
22 ロータ
23 電磁石
23b コア
30 静止部材
31 凹部
32 位置決め手段
33 フランジ
34 係合溝
35 止め輪
36 弾性部材
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