JP4732200B2

JP4732200B2 - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP4732200B2
Application number: JP2006069482A
Authority: JP
Inventors: 光司佐藤
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: JP2007247713A

Description

この発明は、動力伝達経路における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。この回転伝達装置は、入力側部材としての内方部材の外側に出力側部材としての外方部材を設け、その内方部材と外方部材間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチのオン、オフを電磁クラッチにより制御するようにしている。

ここで、２方向クラッチは、内方部材の外周に外方部材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内方部材と外方部材間に組込まれた保持器で保持し、その保持器にスイッチばねのばね力を付与して、ローラがカム面および円筒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、電磁石の電磁コイルに対する通電により、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を外方部材に回り止めされたロータに吸着して、保持器を外方部材に結合するようにしている。

上記の構成から成る回転伝達装置において、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すると、その吸着面に作用する摩擦抵抗により、保持器が内方部材に対し相対回転し、ローラが円筒面およびカム面に係合して、内方部材の回転がローラを介して外方部材に伝達される。

また、電磁石の電磁コイルに対する通電を解除すると、スイッチばねのばね力により保持器が中立位置に戻されて、ローラの円筒面およびカム面に対する係合が解除され、内方部材が空転する。

ところで、上記従来の回転伝達装置においては、内方部材のみが高速で回転する空転時に、その内方部材と保持器に保持されたローラが共に回転し、ローラに作用する遠心力によりローラが半径方向外方に移動して外方部材の円筒面に接触し、その接触部に作用する引きずりトルクにより、内方部材と保持器が相対回転してローラがカム面および円筒面にミス係合するおそれがあり、改善すべき点が残されている。

また、内方部材が空転する状態で急激に加減速されると、内方部材と弾性的に結合されている保持器、アーマチュアおよびローラの慣性力により、内方部材と保持器、アーマチュアおよびローラとが相対回転してローラがカム面および円筒面にミス係合するおそれがある。

そのような不都合を解消するため、特許文献２に記載された回転伝達装置においては、電磁石に対する通電の遮断状態で、アーマチュアに設けられた円筒部をスイッチばねの内側に嵌合させてスイッチばねの縮径を防止し、２方向クラッチがミス係合するのを防止するようにしている。
特開２００３−０９０３５６号公報特開２００５−０８３５６０号公報

ところで、特許文献２に記載された回転伝達装置においては、アーマチュアに
円筒部を形成する必要が有るため、コストがかかるという問題がある。また、通常、アーマチュアの摩擦面は摩擦抵抗を増加させるために表面に特殊な研削加工を施しており、この加工を施すためには、アーマチュアが平板である必要があり、上記のように、円筒部を有するアーマチュアでは加工を施すことができず、摩擦面の面粗さが確保できないため、摩擦抵抗が減少してロータとアーマチュアの接触面で滑りが生じ、２方向クラッチを係合させることができない可能性があった。

この発明の課題は、２方向クラッチのミス係合を防止することができると共に、アーマチュアの摩擦面に所定の面粗さが確保できるようにした信頼性の高い回転伝達装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、入力側部材とその外側に設けられた出力側部材の相互間に、その両部材の相互間で回転トルクの伝達と遮断とを行なう２方向クラッチと、その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とを組込み、前記２方向クラッチが、入力側部材と出力側部材間に組込まれた保持器と、その保持器に保持され、前記入力側部材に対する保持器の相対回転により入力側部材と出力側部材の対向面間に噛み込んで両部材を結合する係合子と、入力側部材に対する保持器の相対回転により弾性変形し、その復元弾性によって係合子が係合解除される中立位置に保持器を復帰回転させるスイッチばねとからなり、前記電磁クラッチが、入力側部材の端部に形成された小径軸部にスライド自在に嵌合され、かつ保持器に対して回り止めされたアーマチュアと、出力側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、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石と、ロータから離反する方向にアーマチュアを押圧する離反ばねとから成る回転伝達装置において、前記入力側部材の小径軸部に係合溝と、軸部端面からその係合溝に至る軸方向溝とを形成し、前記係合溝に前記アーマチュアの離反量を制限する止め輪を嵌合し、その止め輪の内周に形成された係合片を前記軸方向溝に係合して止め輪を回り止めし、その止め輪の外周に、アーマチュアが止め輪に当接する離反状態でのみ、そのアーマチュアの内径面に形成された切欠部に嵌合して、アーマチュアを回り止めする回り止め片を設けた構成を採用したのである。

上記のように、アーマチュアの離反量を制限する止め輪に回り止め片を設け、アーマチュアには止め輪に当接する離反状態でその回り止め片が嵌合する切欠部を形成したことにより、入力側部材の空転状態で回り止め片が切欠部に嵌合してアーマチュアを回り止めするため、入力側部材と保持器が相対回転するようなことはなく、入力側部材の空転時に２方向クラッチがミス係合するのを防止することができる。

また、アーマチュアを平板とすることができるため、ロータに吸着される摩擦面に摩擦抵抗を増大させる特殊な研削加工を施すことが可能となり、上記摩擦面に所定の面粗さを確保することができる。このため、電磁石に対する通電状態でロータとそのロータに吸着されるアーマチュアの吸着面間に滑りが生じるという不都合の発生はなく、２方向クラッチを確実に係合状態に切り替えることができ、信頼性の高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、閉塞端を有するハウジング１内には入力側部材としての入力軸２が組込まれている。この入力軸２は、カムリング３を軸方向の中央部に有し、そのカムリング３両端に一対の小径軸部４，５を設けた構成とされている。

入力軸２の外側には出力側部材としての外輪６が設けられ、その外輪６と入力軸２は軸受７を介して相対的に回転自在に支持されている。また、外輪６はハウジング１内に組込まれた軸受８を介して回転自在に支持されている。

入力軸２と外輪６との間には２方向クラッチ１０が設けられ、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電磁クラッチ２０が上記２方向クラッチ１０に並設されている。

図４に示すように、２方向クラッチ１０は、外輪６の内周に円筒面１１を形成し、カムリング３の外周には上記円筒面１１との間でくさび形空間を形成する複数のカム面１２を周方向に間隔をおいて設け、各カム面１２と円筒面１１間に係合子としてのローラ１３を組込み、そのローラ１３を入力軸２と外輪６間に組込まれた保持器１４で保持した２方向ローラクラッチから成っている。

入力軸２と保持器１４の相互間には、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除される中立位置に保持器１４を弾性保持するスイッチばね１５が組込まれている。

スイッチばね１５は、Ｃ形リング部１５ａの両端に一対の押圧片１５ｂを外向きに形成した構成とされている。

図２および図４に示すように、スイッチばね１５は、カムリング３の端面に形成されたばね収納凹部１６内にリング部１５ａが嵌合される組付けとされ、一対の押圧片１５ｂはばね収納凹部１６の周壁に形成された切欠部１７から保持器１４の端面に設けられた切欠き１８内に挿入されて、切欠部１７および切欠き１８の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧し、その押圧によってローラ１３を中立位置に保持している。

図１に示すように、電磁クラッチ２０は、入力軸２の小径軸部５にスライド自在に嵌合されて保持器１４の端面と軸方向で対向するアーマチュア２１と、そのアーマチュア２１と軸方向で対向するロータ２２と、そのロータ２２と軸方向で対向する電磁石２３と、アーマチュア２１がロータ２２から離反する方向に押圧する離反ばね２４とから成る。

図２に示すように、アーマチュア２１には係合孔２５が形成され、その係合孔２５に保持器１４の端面に設けられた突片２６が挿入され、その突片２６と係合孔２５の係合によって、アーマチュア２１は保持器１４に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動可能とされている。

図１に示すように、ロータ２２は、内周および外周に円筒部２２ａ、２２ｂを有し、外周の円筒部２２ｂが外輪６の開口端部内に取付けられた非磁性体から成るロータガイド２７内に圧入されて外輪６に回り止めされている。

電磁石２３は、フィールドコア２３ａと、そのフィールドコア２３ａに支持された電磁コイル２３ｂから成る。この電磁石２３は、ロータ２２の内、外の円筒部２２ａ、２２ｂ間に配置され、フィールドコア２３ａがハウジング１の閉塞端に非回転に支持されている。

図２および図６に示すように、入力軸２の小径軸部５には、係合溝３０と、小径軸部５の端面から係合溝３０に至る軸方向溝３１とが形成され、上記係合溝３０にアーマチュア２１の離反量を制限する止め輪３２が嵌め込まれている。

止め輪３２の内周には係合片３３が設けられ、その係合片３３は小径軸部５に設けられた上記軸方向溝３１に係合し、その係合によって止め輪３２は回り止めされている。

また、止め輪３２の外周対向位置には、アーマチュア２１に向けて一対の回り止め片３４が形成され、各回り止め片３４はアーマチュア２１の内径面に形成された一対の切欠部３５に対して嵌合可能とされている。

回り止め片３４は、アーマチュア２１が止め輪３２に当接する位置まで離反したとき切欠部３５に嵌合し、その嵌合によってアーマチュア２１を回り止めするようになっており、上記アーマチュア２１がロータ２２に吸着される状態で切欠部３５から抜け出して、アーマチュア２１の回り止めを解除するようになっている。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石２３の電磁コイル２３ｂに対する通電の遮断状態では、スイッチばね１５のばね力によりローラ１３は中立状態に保持されるため、入力軸２の回転は外輪６に伝達されず、入力軸２が空転する。

入力軸２の回転状態において、電磁石２３の電磁コイル２３ｂに通電すると、アーマチュア２１に吸引力が付与され、アーマチュア２１は離反ばね２４の弾性に抗して移動して、図５に示すように、ロータ２２に吸着されると共に、回り止め片３４と切欠部３５の嵌合が解除される。

ロータ２２とアーマチュア２１の吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器１４の回転抵抗となり、その摩擦抵抗は、スイッチばね１５のばね力より予め大きな値に設定されているため、スイッチばね１５は弾性変形して、入力軸２と保持器１４とが相対回転する。その相対回転により、ローラ１３がくさび形空間の狭小部に押し込まれて円筒面１１およびカム面１２に係合し、入力軸２の回転はローラ１３を介して外輪６に伝達される。

入力軸２から外輪６へのトルク伝達状態において、電磁コイル２３ｂに対する通電を遮断すると、離反ばね２４の押圧により、アーマチュア２１はロータ２２から離反して、図２に示すように、止め輪３２に当接する位置まで移動する。このとき、止め輪３２に設けられた回り止め片３４が切欠部３５に嵌合して、アーマチュア２１を回り止めする。

また、アーマチュア２１がロータ２２から離反すると、スイッチばね１５のばね力により保持器１４が入力軸２に対して係合時の逆方向に回転され、ローラ１３は円筒面１１およびカム面１２から係合解除されて中立位置に戻される。このため、入力軸２から外輪６への回転伝達が遮断される。

入力軸２の空転状態では、その入力軸２と保持器１４がスイッチばね１５によって弾性的に連結されているため、入力軸２と保持器１４およびその保持器１４に保持されたローラ１３が共に回転する。

このため、入力軸２が空転すると、ローラ１３は遠心力により半径方向外方へ移動して円筒面１１に接触し、その接触部に作用する摩擦抵抗によって保持器１４に引きずりトルクが発生する。この引きずりトルクはスイッチばね１５の弾性保持力に抗して作用して、入力軸２に対して保持器１４を相対回転させようとする。

このとき、アーマチュア２１はその内径面に形成された切欠部３５と止め輪３２に設けられた回り止め片３４の嵌合によって回り止めされ、また、保持器１４とアーマチュア２１は係合孔２５に対する突片２６の係合により回り止めされているため、入力軸２に対して保持器１４が相対回転するようなことはなく、入力軸２の空転時に２方向クラッチ１０がミス係合するという不都合の発生はない。

また、アーマチュア２１は、その内径面に形成された切欠部３５と止め輪３２に設けられた回り止め片３４の嵌合によって回り止めされるため、アーマチュア２１を平板とすることができる。

このため、アーマチュア２１のロータ２２に吸着される摩擦面に摩擦抵抗を増大させる特殊な研削加工を施すことが可能となり、上記摩擦面に所定の面粗さを確保することができる。したがって、電磁石２３に対する通電状態でロータ２２とそのロータ２２に吸着されるアーマチュア２１の吸着面間に滑りが生じるという不都合の発生はなく、２方向クラッチ１０を確実に係合状態に切り替えることができ、信頼性の高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形態を示す縦断正面図図１のアーマチュアの組込み部を拡大して示す断面図図２のIII−III線に沿った断面図図２のIV−IV線に沿った断面図アーマチュアの吸着状態を示す断面図入力軸、アーマチュアおよび止め輪を示す分解斜視図

符号の説明

２入力軸（入力側部材）
５小径軸部
６外輪（出力側部材）
１０２方向クラッチ
１３ローラ（係合子）
１４保持器
１５スイッチばね
２０電磁クラッチ
２１アーマチュア
２２ロータ
２３電磁石
３２止め輪
３４回り止め片
３５切欠部

Claims

入力側部材とその外側に設けられた出力側部材の相互間に、その両部材の相互間で回転トルクの伝達と遮断とを行なう２方向クラッチと、その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とを組込み、前記２方向クラッチが、入力側部材と出力側部材間に組込まれた保持器と、その保持器に保持され、前記入力側部材に対する保持器の相対回転により入力側部材と出力側部材の対向面間に噛み込んで両部材を結合する係合子と、入力側部材に対する保持器の相対回転により弾性変形し、その復元弾性によって係合子が係合解除される中立位置に保持器を復帰回転させるスイッチばねとからなり、前記電磁クラッチが、入力側部材の端部に形成された小径軸部にスライド自在に嵌合され、かつ保持器に対して回り止めされたアーマチュアと、出力側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、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石と、ロータから離反する方向にアーマチュアを押圧する離反ばねとから成る回転伝達装置において、
前記入力側部材の小径軸部に係合溝と、軸部端面からその係合溝に至る軸方向溝とを形成し、前記係合溝に前記アーマチュアの離反量を制限する止め輪を嵌合し、その止め輪の内周に形成された係合片を前記軸方向溝に係合して止め輪を回り止めし、その止め輪の外周に、アーマチュアが止め輪に当接する離反状態でのみ、そのアーマチュアの内径面に形成された切欠部に嵌合して、アーマチュアを回り止めする回り止め片を設けたことを特徴とする回転伝達装置。