WO2015119074A1 - 回転伝達装置 - Google Patents

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holder
input shaft
transmission device
engagement
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直嗣 北山
慎太朗 石川
佐藤　光司
齋藤　隆英
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Ntn株式会社
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    • F16D27/108—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members
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    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms

Definitions

  • This invention relates to a rotation transmission device capable of switching between rotation transmission and cutoff.
  • a two-way clutch for coupling and releasing the input shaft and the output shaft is provided, and the engagement and release of the two-way clutch are electromagnetic clutches. What is controlled by this is conventionally known.
  • a control retainer and a rotation retainer are provided between an outer ring and an inner ring incorporated inside the outer ring, and column portions formed on each retainer are circumferentially arranged. Assembling them so as to be alternately arranged, incorporating a pair of opposed rollers in a pocket formed between adjacent column parts, and urging the pair of rollers away from each other by an elastic member incorporated between the opposed parts. Then, the cylindrical surface formed on the inner periphery of the outer ring and the cam surface formed on the outer periphery of the inner ring are put on standby, and the rotation of the inner ring in one direction causes one roller to move to the cylindrical surface and the cam surface. The rotation of the inner ring is transmitted to the outer ring.
  • an electromagnetic clutch is provided on the input shaft on which the inner ring is provided, and the control cage is moved in the axial direction by energizing the electromagnet of the electromagnetic clutch, and the flange of the control cage and the rotary cage are interlocked with the movement.
  • the control retainer and the rotational retainer are rotated relative to each other in the direction in which the circumferential width of the pocket is reduced by the action of a torque cam as a motion conversion mechanism provided between the opposing surfaces of the flange, and a pair of rollers is formed at the pillar portion of each retainer. Is moved to the disengagement position to block the rotation transmission from the inner ring to the outer ring.
  • the pair of rollers are engaged in relation to the movement of the control holder in the axial direction, and the control holder is in the axial direction in relation to the disengagement of the pair of rollers. Therefore, the axial force is applied from the column of the control cage to the roller in contact with the column, and the roller is displaced from the inner ring cam surface, making it impossible to function the two-way clutch reliably. There is sex.
  • a spring holder is fitted to the input shaft, the spring holder is prevented from rotating with respect to the input shaft, and the axial direction is set in the axial direction. Positioning is performed to prevent the roller from moving in the axial direction by a retaining piece provided on the outer periphery of the spring holder and a washer fitted to the shaft end of the input shaft.
  • a flat surface is formed at the outer peripheral facing position of the cylindrical holder fitting surface provided on the input shaft, and the engagement is formed on the flat surface at the inner peripheral facing position of the spring holder.
  • Engaging the mating surface prevents the spring holder from rotating and requires end milling to form the flat surface. Therefore, the processing cost is high, and there are still points to be improved in reducing the cost. It was.
  • a retaining ring groove is formed on the holder fitting surface, and the spring holder is positioned in the axial direction by a retaining ring attached to the retaining ring groove. Since the ring groove cannot be formed, the retaining ring is unstablely attached, and the retaining ring may come off when another part comes into contact with the separating end of the retaining ring during assembly.
  • An object of the present invention is to process a rotation transmission device having a two-way clutch for transmitting and interrupting rotation from an input shaft to an output shaft and controlling engagement and release of the two-way clutch by an electromagnetic clutch. This is to reduce the cost.
  • a two-way clutch that transmits and blocks rotation between an input shaft and an output shaft that is arranged coaxially with the input shaft, and the two-way clutch are provided.
  • An electromagnetic clutch for controlling engagement and disengagement wherein the two-way clutch is between the inner periphery of the outer ring provided at the shaft end of the output shaft and the outer periphery of the inner ring provided at the shaft end of the input shaft.
  • a plurality of pillar portions provided in each of the control retainer and the rotation retainer are assembled so as to be alternately arranged in the circumferential direction, and the outer ring is disposed in each of a plurality of pockets formed between adjacent pillar portions.
  • a spring holder that restricts the movement of the pair of rollers in the axial direction is fitted and locked in a state where it abuts against one of the end faces of the inner ring, and is positioned in the axial direction.
  • a plurality of spring holding pieces projecting on the elastic member are provided, and the control holder is moved in the axial direction by energizing the electromagnet provided in the electromagnetic clutch, and the control holder and the rotary holder are interlocked with the movement.
  • an engagement surface is formed on at least one of the plurality of spring holding pieces provided on the outer periphery of the spring holder, and the engagement surface is formed on a cam surface formed on the outer periphery of the inner ring.
  • a retaining ring groove is formed on the holder fitting surface and a retaining ring is attached to the retaining ring groove to position the spring holder in the axial direction, there is no flat surface on the holder fitting surface.
  • a plurality of extending arms extending in the axial direction along the outer peripheral surface of the inner ring are provided on the outer periphery of the spring holder, and the tip end portion of the extending arm is engaged with the other shaft end surface of the inner ring.
  • the engagement of the distal end portion of the extension arm with the other shaft end surface of the inner ring may be due to the engagement of an engagement claw portion provided at the distal end portion of the extension arm. It may be based on a snap fit of a bent portion provided in the. Alternatively, it may be a caulking piece formed by caulking the tip of the extending arm.
  • an engagement surface that engages the cam surface of the inner ring is formed on at least one of the plurality of spring holding pieces provided on the outer periphery of the spring holder.
  • FIG. 1 A longitudinal sectional view showing an embodiment of a rotation transmission device according to the present invention Sectional view along the line II-II in FIG. Sectional drawing which shows the engagement state of the roller of a two-way clutch Sectional view along line IV-IV in FIG. Sectional view along line VV in FIG. Sectional view along line VI-VI in Fig. 1
  • (A) is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6, and
  • (b) is a cross-sectional view showing a state before the operation of the torque cam.
  • Sectional drawing which shows the other example of a spring holder
  • the perspective view which shows the spring holder mounting part of the input shaft shown by FIG. (A), (b) is a perspective view which shows the other example of positioning of a spring holder.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a rotation transmission device according to the present invention.
  • the rotation transmission device includes an input shaft 1, an output shaft 2 arranged coaxially with the input shaft 1, a housing 3 that covers the shaft ends of both shafts, and the housing 3.
  • the two-way clutch 10 that transmits and shuts off the rotation from the input shaft 1 to the output shaft 2 and the electromagnetic clutch 60 that controls the engagement and release of the two-way clutch 10.
  • the two-way clutch 10 is provided with a cylindrical surface 12 on the inner periphery of the outer ring 11 provided at the shaft end portion of the output shaft 2 and provided at the shaft end portion of the input shaft 1.
  • a plurality of cam surfaces 14 are formed on the outer periphery of the inner ring 13 at equal intervals in the circumferential direction, and a pair of rollers 15 and an elastic member 20 are assembled between each of the plurality of cam surfaces 14 and the cylindrical surface 12.
  • the inner ring 13 is held in a cage 16, and one of the pair of rollers 15 is engaged with the cylindrical surface 12 and the cam surface 14 by rotating the inner ring 13 in one direction to transmit the rotation of the inner ring 13 to the outer ring 11.
  • the roller 13 rotates in the other direction
  • the other roller 15 is engaged with the cylindrical surface 12 and the cam surface 14 to transmit the rotation of the inner ring 13 to the outer ring 11.
  • the housing 3 has a cylindrical shape, and a small-diameter bearing cylinder 4 is provided at one end thereof.
  • a positioning ring 5 is provided on the inner periphery of the bearing cylinder 4, and a bearing 6 that rotatably supports the output shaft 2 is incorporated from the positioning ring 5 to the inner side, and an elastic member 7 is interposed between the bearing 6 and the positioning ring 5. Is incorporated.
  • the elastic member 7 includes a two-way clutch 10 and an electromagnetic clutch 60 that controls the engagement and release of the two-way clutch 10 on a retaining ring 8 formed of a retaining ring attached to the inner periphery of the other end opening of the housing 3.
  • the electromagnetic clutch 60 is pressed against the retaining ring 8 by energizing the retaining ring 8. For this reason, the built-in components including the two-way clutch 10 and the electromagnetic clutch 60 incorporated in the housing 3 are incorporated without rattling.
  • the outer ring 11 is formed with a small-diameter recess 18 on the inner surface side of the closed end, and a shaft 19 of the input shaft 1 is rotatably supported by a bearing 19 incorporated in the recess 18. Has been.
  • FIG. 1 shows an example in which the inner ring 13 is integrally provided at the shaft end of the input shaft 1, but the inner ring 13 is separated from the input shaft 1, and the shaft of the input shaft 1 is placed inside the inner ring 13.
  • the end portions may be fitted, and the inner ring 13 and the input shaft 1 may be connected and integrated by serration formed between the fitting surfaces.
  • the cam surface 14 formed on the outer periphery of the inner ring 13 has a pair of inclined surfaces 14a and 14b inclined in opposite directions and a flat surface formed between the pair of inclined surfaces 14a and 14b.
  • a narrow wedge-shaped space is formed at both ends in the circumferential direction between the spring support surface 14 c and the cylindrical surface 12 of the outer ring 11.
  • the spring support surface 14c faces the tangential direction of the inner ring 13, and the elastic member 20 is supported by the spring support surface 14c.
  • the elastic member 20 is incorporated between the pair of rollers 15 so as to be supported by the support surface 14c, and the pair of rollers 15 is urged by the elastic member 20 in a direction away from each other.
  • the cage 16 includes a control cage 16A and a rotary cage 16B.
  • the control retainer 16A is provided with the same number of column portions 23 as the cam surface 14 at equal intervals in the circumferential direction on one outer peripheral portion of the annular flange 22, and an arcuate long hole 24 is formed between the adjacent column portions 23.
  • the outer periphery has a configuration in which a cylindrical portion 25 is provided opposite to the column portion 23.
  • the rotary cage 16B is configured such that the same number of column portions 27 as the cam surface 14 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the annular flange 26.
  • the control holder 16A and the rotary holder 16B are formed by inserting the column portion 27 of the rotation holder 16B into the elongated hole 24 of the control holder 16A. Is a combination that is alternately arranged in the circumferential direction.
  • the tip portions of the column portions 23 and 27 are disposed between the outer ring 11 and the inner ring 13, and the flange 22 of the control holder 16 ⁇ / b> A and the flange 26 of the rotary holder 16 ⁇ / b> B are fitted to the outer periphery of the input shaft 1.
  • the support ring 29 and the outer ring 11 are integrated.
  • the pockets 28 are formed between the column portion 23 of the control holder 16A and the column portion 27 of the rotation holder 16B by incorporating the holders 16A and 16B as described above.
  • the pocket 28 is opposed to the cam surface 14 of the inner ring 13 in the radial direction, and a pair of opposed rollers 15 and an elastic member 20 are incorporated in each pocket 28.
  • the flange 22 of the control holder 16A is slidably supported along a cylindrical slide guide surface 30 formed on the outer periphery of the input shaft 1, and is input to the flange 26 of the rotary holder 16B.
  • a thrust bearing 31 is incorporated between the above-described support rings 29 fitted to the shaft 1.
  • the thrust bearing 31 rotatably supports the rotary cage 16B in a state that prevents the rotary cage 16B from moving to the electromagnetic clutch 60 side.
  • a torque cam 40 is provided as a motion converting mechanism that converts the relative rotational motion of the motor.
  • the torque cam 40 gradually becomes deeper at both ends in the center in the circumferential direction on the opposing surfaces of the flange 22 in the control holder 16A and the flange 26 in the rotary holder 16B.
  • a pair of opposing cam grooves 41, 42 that are shallower are provided, and a ball 43 is incorporated between the pair of opposing cam grooves 41, 42.
  • cam grooves 41 and 42 As the cam grooves 41 and 42, arc-shaped grooves are shown here, but V-grooves may be used.
  • the torque cam 40 When the control holder 16A moves in the axial direction in the direction in which the flange 22 of the control holder 16A approaches the flange 26 of the rotary holder 16B, the torque cam 40 has a ball 43 as shown in FIG. Is moved toward the deepest groove depth of the cam grooves 41, 42, and the control holder 16A and the rotary holder 16B are rotated relative to each other in the direction in which the circumferential width of the pocket 28 is reduced. .
  • a cylindrical holder fitting surface 45 having a diameter larger than that of the slide guide surface 30 is formed at the intersection of the one end surface in the axial direction of the inner ring 13 and the slide guide surface 30.
  • a spring holder 50 is fitted to the holder fitting surface 45.
  • a retaining ring groove 46 is formed on the holder fitting surface 45, and a spring holder 50 is formed by a retaining ring 47 attached to the retaining ring groove 46 and one axial end surface of the inner ring 13. Is positioned in the axial direction and is non-movable support in the axial direction.
  • the spring holder 50 is made of a metal plate press-molded product, and the outer periphery is provided with stopper pieces 51 corresponding to the plurality of rollers 15 of the two-way clutch 10, respectively.
  • Each of the plurality of rollers 15 is prevented from moving in the axial direction by a washer 48 fitted to the stopper piece 51 and the shaft end of the input shaft 1.
  • the plurality of stopper pieces 51 are a pair, and each of the pair of stopper pieces 51 forming the set is disposed between the column portion 23 of the control holder 16A and the column portion 27 of the rotation holder 16B, and is controlled.
  • the cage 16A and the rotary cage 16B are rotated relative to each other in the direction of reducing the circumferential width of the pocket 28, the column 23 of the control cage 16A and the column 27 of the rotary cage 16B are received by the outer edges.
  • the pair of opposed rollers 15 is held in a neutral position.
  • the stopper piece 51 is provided with a function of regulating the rotation angles of the control holder 16A and the rotation holder 16B, but a rotation angle restriction means may be provided separately.
  • spring holding pieces 52 are provided between the pair of stopper pieces 51 forming a set and project in the direction of the outer peripheral axis of the inner ring 13.
  • the spring holding piece 52 has a U shape that covers the outer periphery of the elastic member 20, and prevents the elastic member 20 from coming out radially outward from between the pair of rollers 15.
  • An engaging surface 53 is formed to engage with the aforementioned spring support surface 14c, which forms the cam surface 14 at the portion, and the spring holder 50 is attached to the input shaft 1 by the engagement of the engagement surface 53 and the spring support surface 14c. It has been stopped.
  • the electromagnetic clutch 60 includes an armature 61 that axially opposes the end face of the cylindrical portion 25 formed in the control retainer 16A, a rotor 62 that axially opposes the armature 61, and the rotor 62 and an electromagnet 63 opposed in the axial direction.
  • the armature 61 is fitted to the outer periphery of the support ring 29 and is rotatably and slidably supported.
  • the tube portion 25 of the control retainer 16A is provided in a connecting tube 64 provided on the outer periphery of the armature 61.
  • the control retainer 16A and the armature 61 are connected and integrated by press-fitting. With this connection, the armature 61 is slidably supported at two positions in the axial direction of the cylindrical outer diameter surface of the support ring 29 and the slide guide surface 30 on the outer periphery of the input shaft 1.
  • the rotor 62 is press-fitted into the input shaft 1, and is positioned by the above-described support ring 29 fitted to the input shaft 1 and a spacer 65 incorporated between the support ring 29.
  • the support ring 29 has a rectangular cross section, and is positioned in the axial direction by a step portion 32 formed on the other side of the slide guide surface 30 in the input shaft 1 in the axial direction.
  • the electromagnet 63 includes an electromagnetic coil 63a and a core 63b that supports the electromagnetic coil 63a.
  • a cylindrical portion 66 is formed on the outer end surface of the core 63b, and a bearing 67 incorporated in the cylindrical portion 66 includes: The retaining ring 68 attached to the inner periphery of the tubular portion 66 is prevented from coming out of the tubular portion 66.
  • the bearing 67 is positioned in the axial direction by a step portion 69 formed on the outer diameter surface of the input shaft 1 and the retaining ring 68, and the electromagnet 63 and the input shaft 1 are relatively rotatable by the bearing 67. ing.
  • the rotation transmission device shown in the embodiment has the above-described structure, and in the state where power to the electromagnetic coil 63a of the electromagnetic clutch 60 shown in FIG. 1 is cut off, the roller 15 of the two-way clutch 10 has an outer ring as shown in FIG. 11 is engaged with the cylindrical surface 12 and the cam surface 14 of the inner ring 13.
  • the control holder 16A is provided with its flange as the armature 61 moves in the axial direction. 22 moves in a direction approaching the flange 26 of the rotary cage 16B.
  • the ball 43 shown in FIG. 7B is directed to the deepest position of the cam grooves 41 and 42 as shown in FIG. 7A.
  • the control holder 16A and the rotary holder 16B rotate relative to each other in the direction in which the circumferential width of the pocket 28 is reduced.
  • the stopper piece 51 formed on the spring holder 50 is attached to the control holder 16A.
  • the control holder 16A and the rotation holder 16B rotate together with the input shaft 1.
  • the pair of opposed rollers 15 is held in the neutral position where the engagement is released, the rotation of the input shaft 1 is not transmitted to the outer ring 11 and the input shaft 1 rotates freely.
  • the column portion 23 of the control holder 16A and the column portion 27 of the rotary holder 16B are The amount of relative rotation is regulated by contacting the outer edge of the stopper piece 51.
  • the elastic member 20 does not shrink more than necessary, and even if it is repeatedly expanded and contracted, it will not be damaged by fatigue.
  • each of the plurality of spring holding pieces 52 provided on the outer periphery of the spring holder 50 is formed with an engagement surface 53 that engages with the spring support surface 14 c of the inner ring cam surface 14. If the holder fitting surface 45 to which the spring holder 50 is fitted does not need to be processed, a flat surface is formed on the holder fitting surface 45 to prevent the spring holder 50 from rotating. Compared with this, the processing cost can be reduced.
  • the retaining ring groove 46 formed on the holder fitting surface 45 is divided in the circumferential direction. Since the engaging surface 53 for preventing the spring holder 50 from rotating is formed on the 52, the holder fitting surface 45 can be a cylindrical one. For this reason, the retaining ring groove 46 formed in the holder fitting surface 45 can form an annular shape that is not divided in the circumferential direction, and can obtain a stable and strong attachment to the retaining ring 47. Can do.
  • the engaging surface 53 that prevents the spring holder 50 from rotating by engaging the cam surface 14 with the spring support surface 14c is formed at the base of the spring holding piece 52.
  • the engagement surface 54 which carries out surface engagement with the spring support surface 14c at the front-end
  • a plurality of extending arms 55 extending in the axial direction are provided on the outer periphery of the spring holder 50 along the outer periphery between the adjacent cam surfaces 14 on the outer periphery of the inner ring 13.
  • an inwardly bent portion 57 is provided at the distal end portion of the extending arm 55, and the bent portion 57 is used as the other shaft end surface of the inner ring 13.
  • the spring holder 50 may be positioned in the axial direction by being engaged with each other.
  • the distal end portion of the extension arm 55 is swaged inward and formed by swaged.
  • the spring holder 50 may be positioned in the axial direction by engaging the caulking piece 58 with the other shaft end surface of the inner ring 13.

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Abstract

　入力軸と出力軸の相互間において回転の伝達と遮断とを行う２方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチにより制御する回転伝達装置である。一対のローラ（１５）を入力軸（１）に嵌合されたばねホルダ（５０）によって軸方向にずれ動くのを防止する。ばねホルダ（５０）に設けられたばね保持片（５２）に内輪外周のカム面（１４）に面係合する係合面（５３）を設けてばねホルダ（５０）の回り止めとし、入力軸（１）にばねホルダ回り止めのための加工を不要としてコストの低減を図る。

Description

回転伝達装置
　この発明は、回転の伝達と遮断の切換えを行なうことができるようにした回転伝達装置に関する。
　入力軸から出力軸への回転の伝達と遮断とを行う回転伝達装置として、入力軸と出力軸とを結合および解除する２方向クラッチを有し、その２方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチにより制御するようにしたものが従来から知られている。
　下記特許文献１に記載された回転伝達装置においては、外輪とその内側に組み込まれた内輪との間に制御保持器と回転保持器とを、各保持器に形成された柱部が周方向で交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に対向一対のローラを組込み、その一対のローラを、その対向部間に組み込まれた弾性部材で離反する方向に付勢して、外輪の内周に形成された円筒面と内輪の外周に形成されたカム面に係合する位置にスタンバイさせ、上記内輪の一方向への回転により一方のローラを円筒面およびカム面に係合させ、内輪の回転を外輪に伝達するようにしている。
　また、内輪が設けられた入力軸上に電磁クラッチを設け、その電磁クラッチの電磁石に対する通電により制御保持器を軸方向に移動させ、その移動に連動して制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面間に設けられた運動変換機構としてのトルクカムの作用によりポケットの周方向幅が小さくなる方向に制御保持器と回転保持器を相対回転させ、各保持器の柱部で一対のローラを係合解除位置まで移動させて、内輪から外輪への回転伝達を遮断するようにしている。
　上記回転伝達装置においては、電磁クラッチの電磁コイルに対する通電を解除すると、対向一対のローラ間に組み込まれた弾性部材の押圧作用により制御保持器と回転保持器とがポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転して対向一対のローラが円筒面およびカム面に直ちに係合するため、回転方向ガタがきわめて小さく、応答性に優れているという特徴を有している。
特開２０１３－１９９９９３号公報
　ところで、上記回転伝達装置においては、制御保持器の軸方向への移動に関連して一対のローラが係合状態となり、また、一対のローラの係合解除に関連して制御保持器が軸方向に移動するため、制御保持器の柱部から、その柱部に接触するローラに軸方向力が負荷されて、内輪カム面上からずれ動き、２方向クラッチを確実に機能させることができなくなる可能性がある。
　ローラのずれ動きを防止するため、特許文献１に記載された回転伝達装置においては、入力軸にばねホルダを嵌合し、そのばねホルダを入力軸に対して回り止めし、かつ、軸方向に位置決めし、そのばねホルダの外周に設けられた抜止め片と入力軸の軸端部に嵌合されたワッシャとでローラが軸方向に移動するのを防止するようにしている。
　このとき、上記回転伝達装置においては、入力軸に設けられた円柱状のホルダ嵌合面の外周対向位置に平坦面を形成し、その平坦面にばねホルダの内周対向位置に形成された係合面を係合してばねホルダを回り止めしており、その平坦面の形成に際し、エンドミル加工を必要とするため、加工コストが高く、そのコストを低減する上において改善すべき点が残されていた。
　また、ホルダ嵌合面に止め輪溝を形成し、その止め輪溝に取り付けた止め輪によってばねホルダを軸方向に位置決めしているが、上記平坦面の存在により、その平坦面の位置で止め輪溝を形成することができないため、止め輪の取り付けが不安定となり、組立て時に止め輪の切り離し端部に他部品が当接すると、止め輪が外れる可能性がある。
　この発明の課題は、入力軸から出力軸への回転の伝達と遮断を行なう２方向クラッチを有し、その２方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチにより制御するようにした回転伝達装置の加工コストの低減化を図ることである。
　上記の課題を解決するため、この発明においては、入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸の相互間において回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチおよびその２方向クラッチの係合および解除を制御する電磁クラッチを有し、前記２方向クラッチが、前記出力軸の軸端部に設けられた外輪の内周と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周間に、制御保持器および回転保持器のそれぞれに設けられた複数の柱部が周方向に交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成された複数のポケットのそれぞれ内部に前記外輪の内周に形成された円筒面と内輪の外周に形成されたカム面に対して係合可能な一対のローラと、その一対のローラを離反する方向に付勢する弾性部材とを組込んだ構成とされ、前記入力軸に前記一対のローラの軸方向への移動を規制するばねホルダを嵌合して前記内輪の一方の軸端面に衝合する状態で回り止めし、かつ、軸方向に位置決めし、そのばねホルダの外周に前記弾性部材上に張り出す複数のばね保持片を設け、前記電磁クラッチに設けられた電磁石への通電により制御保持器を軸方向に移動させ、その移動に連動して制御保持器と回転保持器をポケットの周方向幅が小さくなる方向に相対回転させて一対のローラを外輪の内周および内輪の外周に対して係合解除させるようにした回転伝達装置において、前記複数のばね保持片の少なくとも一つのばね保持片に前記内輪のカム面に面係合する係合面を形成してばねホルダを回り止めした構成を採用したのである。
　上記のように、ばねホルダの外周に設けられた複数のばね保持片のうちの少なくとも一つのばね保持片に係合面を形成し、その係合面を内輪の外周に形成されたカム面に面係合させることにより、ばねホルダを回り止めすることができ、入力軸に設けられたホルダ嵌合面にばねホルダを回り止めするための平坦面の加工を不要とすることができる。
　また、ホルダ嵌合面に止め輪溝を形成し、その止め輪溝に止め輪を取り付けてばねホルダを軸方向に位置決めする場合において、ホルダ嵌合面に平坦面が存在しないため、止め輪溝として周方向に分断することのない円環状のものを形成することができ、止め輪に安定した強固な取り付けを得ることができる。
　ここで、ばねホルダの外周に、内輪の外周面に沿って軸方向に延びる複数の延出アームを設け、その延出アームの先端部を前記内輪の他方の軸端面に係合させてばねホルダの軸方向への移動を規制することにより、止め輪を不要とすることができると共に、止め輪溝の加工を不要とすることができるため、コストをより低減することができる。
　上記内輪の他方の軸端面に対する延出アームの先端部の係合は、延出アームの先端部に設けられた係合爪部の係合によるものであってもよく、延出アームの先端部に設けられた屈曲部のスナップフィットによるものであってもよい。あるいは、延出アームの先端部の加締めにより形成された加締め片によるものであってもよい。
　この発明においては、上記のように、ばねホルダの外周に設けられた複数のばね保持片のうちの少なくとも一つのばね保持片に内輪のカム面に面係合する係合面を形成してばねホルダを回り止めしたことにより、従来の入力軸に設けられたホルダ嵌合面にばねホルダを回り止めするための平坦面の加工を不要とすることができ、加工コストの低減を図ることができる。
この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断面図 図１のII－II線に沿った断面図 ２方向クラッチのローラの係合状態を示す断面図 図１のIV－IV線に沿った断面図 図４のV－V線に沿った断面図 図１のVI－VI線に沿った断面図 （ａ）は図６のVII－VII線に沿った断面図、（ｂ）はトルクカムの作動前の状態を示す断面図 ばねホルダの回り止めの他の例を示す断面図 ばねホルダの他の例を示す断面図 図９に示される入力軸のばねホルダ装着部位を示す斜視図 （ａ）、（ｂ）はばねホルダの位置決めの他の例を示す斜視図
　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は、この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す。図示のように、回転伝達装置は、入力軸１と、その入力軸１と同軸上に配置された出力軸２と、その両軸の軸端部を覆うハウジング３と、そのハウジング３内に組み込まれて入力軸１から出力軸２への回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチ１０およびその２方向クラッチ１０の係合、解除を制御する電磁クラッチ６０とからなる。
　図１乃至図３に示すように、２方向クラッチ１０は、出力軸２の軸端部に設けられた外輪１１の内周に円筒面１２を設け、入力軸１の軸端部に設けられた内輪１３の外周に複数のカム面１４を周方向に等間隔に形成し、その複数のカム面１４のそれぞれと円筒面１２間に一対のローラ１５と弾性部材２０とを組込み、そのローラ１５を保持器１６で保持し、上記内輪１３の一方向への回転により一対のローラ１５の一方を円筒面１２およびカム面１４に係合させて内輪１３の回転を外輪１１に伝達し、また、内輪１３の他方向への回転時に他方のローラ１５を円筒面１２およびカム面１４に係合させて内輪１３の回転を外輪１１に伝達するようにしている。
　ハウジング３は円筒状をなし、その一端部には小径の軸受筒４が設けられている。軸受筒４の内周には位置決めリング５が設けられ、その位置決めリング５からインナー側に出力軸２を回転自在に支持する軸受６が組み込まれ、その軸受６と位置決めリング５間に弾性部材７が組み込まれている。
　弾性部材７は、２方向クラッチ１０およびその２方向クラッチ１０の係合、解除を制御する電磁クラッチ６０をハウジング３の他端開口部の内周に取付けられた止め輪からなる抜止めリング８に向けて付勢して、電磁クラッチ６０を抜止めリング８に押し付けている。このため、ハウジング３内に組込まれた２方向クラッチ１０と電磁クラッチ６０からなる内蔵部品は、ガタツキのない組込みとされている。
　図１に示すように、外輪１１には、閉塞端部の内面側に小径の凹部１８が形成され、その凹部１８内に組み込まれた軸受１９によって入力軸１の軸端部が回転自在に支持されている。
　図１では、入力軸１の軸端部に内輪１３を一体に設けた例を示しているが、入力軸１に対して内輪１３を別体とし、その内輪１３の内側に入力軸１の軸端部を嵌合し、その嵌合面間に形成されたセレーションにより内輪１３と入力軸１とを連結一体化してもよい。
　図３に示すように、内輪１３の外周に形成されたカム面１４は、相反する方向に傾斜する一対の傾斜面１４ａ、１４ｂと、その一対の傾斜面１４ａ、１４ｂ間に形成された平坦なばね支持面１４ｃとで形成されて外輪１１の円筒面１２との間に周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成している。
　ばね支持面１４ｃは内輪１３の接線方向に向き、そのばね支持面１４ｃによって弾性部材２０が支持されている。
　弾性部材２０は、上記支持面１４ｃで支持されるようにして一対のローラ１５間に組込まれ、その弾性部材２０により一対のローラ１５は離反する方向に付勢されている。
　図１および図２に示すように、保持器１６は、制御保持器１６Ａと、回転保持器１６Ｂとからなる。制御保持器１６Ａは、環状のフランジ２２の片面外周部にカム面１４と同数の柱部２３を周方向に等間隔に設け、その隣接する柱部２３間に円弧状の長孔２４を形成し、外周には柱部２３と反対向きに筒部２５を設けた構成とされている。
　一方、回転保持器１６Ｂは、環状のフランジ２６の外周にカム面１４と同数の柱部２７を周方向に等間隔に設けた構成とされている。
　制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂは、図１および図２に示すように、制御保持器１６Ａの長孔２４内に回転保持器１６Ｂの柱部２７が挿入されて、その柱部２３、２７が周方向に交互に並ぶ組み合わせとされている。そして、その組み合わせ状態で柱部２３、２７の先端部が外輪１１と内輪１３間に配置され、制御保持器１６Ａのフランジ２２および回転保持器１６Ｂのフランジ２６が入力軸１の外周に嵌合された支持リング２９と外輪１１間に位置する組込みとされている。
　上記のような保持器１６Ａ、１６Ｂの組込みによって、図３に示すように、制御保持器１６Ａの柱部２３と回転保持器１６Ｂの柱部２７間にポケット２８が形成される。ポケット２８は内輪１３のカム面１４と径方向で対向し、それぞれのポケット２８内に対向一対のローラ１５および弾性部材２０が組込まれている。
　図１に示すように、制御保持器１６Ａのフランジ２２は入力軸１の外周に形成された円柱状のスライド案内面３０に沿ってスライド自在に支持され、上記回転保持器１６Ｂのフランジ２６と入力軸１に嵌合された上述の支持リング２９間にスラスト軸受３１が組み込まれている。
　スラスト軸受３１は、回転保持器１６Ｂが電磁クラッチ６０側に移動するのを防止する状態で、その回転保持器１６Ｂを回転自在に支持している。
　図２および図６に示すように、制御保持器１６Ａのフランジ２２と回転保持器１６Ｂのフランジ２６間には、制御保持器１６Ａの軸方向の移動を、その制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの相対的な回転運動に変換する運動変換機構としてのトルクカム４０が設けられている。
　図７（ａ）、（ｂ）に示すように、トルクカム４０は、制御保持器１６Ａにおけるフランジ２２と回転保持器１６Ｂにおけるフランジ２６の対向面それぞれに周方向の中央部で深く両端に至るに従って次第に浅くなる対向一対のカム溝４１、４２を設け、その対向一対のカム溝４１、４２間にボール４３を組み込んだ構成としている。
　カム溝４１、４２として、ここでは円弧状の溝を示したが、Ｖ溝であってもよい。
　上記トルクカム４０は、制御保持器１６Ａのフランジ２２が回転保持器１６Ｂのフランジ２６に接近する方向に制御保持器１６Ａが軸方向に移動した際に、図７（ａ）に示すように、ボール４３がカム溝４１、４２の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂをポケット２８の周方向幅が小さくなる方向に相対回転させるようになっている。
　図２および図５に示すように、内輪１３の軸方向一端面とスライド案内面３０の交差部には、そのスライド案内面３０より大径の円柱状のホルダ嵌合面４５が形成され、そのホルダ嵌合面４５にばねホルダ５０が嵌合されている。
　また、ホルダ嵌合面４５には、図５に示すように、止め輪溝４６が形成され、その止め輪溝４６に取り付けられた止め輪４７と内輪１３の軸方向一端面とでばねホルダ５０が軸方向に位置決めされて軸方向に非可動の支持とされている。
　図４および図５に示すように、ばねホルダ５０は、金属板のプレス成形品からなり、外周には２方向クラッチ１０の複数のローラ１５のそれぞれに対応してストッパ片５１が設けられ、そのストッパ片５１と入力軸１の軸端部に嵌合されたワッシャ４８によって複数のローラ１５のそれぞれは軸方向にずれ動くのが防止されている。
　複数のストッパ片５１は、一対を一組とし、その組を形成する一対のストッパ片５１のそれぞれは制御保持器１６Ａの柱部２３と回転保持器１６Ｂの柱部２７間に配置されて、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂとがポケット２８の周方向幅を縮小する方向に相対回転した際に、制御保持器１６Ａの柱部２３および回転保持器１６Ｂの柱部２７を外側縁で受け止めて対向一対のローラ１５を中立位置に保持するようになっている。
　実施の形態では、上記のように、ストッパ片５１に制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの回転角を規制する機能を付与しているが、回転角規制手段を別に設けるようにしてもよい。
　ばねホルダ５０の外周部には、組を形成する一対のストッパ片５１間のそれぞれに内輪１３の外周軸方向に張り出すばね保持片５２が設けられている。
　ばね保持片５２は、弾性部材２０の外周囲を覆うＵ字形とされて、弾性部材２０が一対のローラ１５間から径方向外方に抜け出るのを防止しており、そのばね保持片５２の付け根部にカム面１４を形成する前述のばね支持面１４ｃに面係合する係合面５３が形成され、その係合面５３とばね支持面１４ｃの係合によってばねホルダ５０が入力軸１に対して回り止めされている。
　図１に示すように、電磁クラッチ６０は、制御保持器１６Ａに形成された筒部２５の端面と軸方向で対向するアーマチュア６１と、そのアーマチュア６１と軸方向で対向するロータ６２と、そのロータ６２と軸方向で対向する電磁石６３とを有している。
　アーマチュア６１は、支持リング２９の外周に嵌合されて回転自在に、かつ、スライド自在に支持され、そのアーマチュア６１の外周部に設けられた連結筒６４内に制御保持器１６Ａの筒部２５が圧入されて制御保持器１６Ａとアーマチュア６１が連結一体化されている。その連結によってアーマチュア６１は、支持リング２９の円筒状外径面と入力軸１の外周のスライド案内面３０の軸方向の２箇所においてスライド自在に支持される。
　ロータ６２は、入力軸１に圧入され、その入力軸１に嵌合された前述の支持リング２９およびその支持リング２９との間に組み込まれた間座６５によって位置決めされている。
　ここで、支持リング２９は、断面が矩形とされ、入力軸１におけるスライド案内面３０の軸方向他側に形成された段部３２によって軸方向に位置決めされている。
　電磁石６３は、電磁コイル６３ａと、その電磁コイル６３ａを支持するコア６３ｂとからなり、上記コア６３ｂの外側端面には筒部６６が形成され、その筒部６６内に組み込まれた軸受６７は、筒部６６の内周に取付けられた止め輪６８によって筒部６６から抜け出るのが防止されている。
　また、軸受６７は、入力軸１の外径面に形成された段部６９と上記止め輪６８によって軸方向に位置決めされ、その軸受６７によって電磁石６３と入力軸１は相対的に回転自在とされている。
　実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造からなり、図１に示す電磁クラッチ６０の電磁コイル６３ａに対する通電の遮断状態で、２方向クラッチ１０のローラ１５は、図３に示すように、外輪１１の円筒面１２および内輪１３のカム面１４に係合する状態にある。
　このため、入力軸１が一方向に回転すると、その回転は内輪１３から対向一対のローラ１５の一方を介して外輪１１に伝達され、出力軸２が入力軸１と同方向に回転する。また、入力軸１が逆方向に回転すると、その回転は他方のローラ１５を介して出力軸２に伝達される。
　２方向クラッチ１０の係合状態で、電磁クラッチ６０の電磁コイル６３ａに通電すると、アーマチュア６１に吸引力が作用し、アーマチュア６１が軸方向に移動してロータ６２に吸着される。
　このとき、アーマチュア６１と制御保持器１６Ａは、連結筒６４と筒部２５の嵌合によって連結一体化されているため、アーマチュア６１の軸方向への移動に伴って制御保持器１６Ａは、そのフランジ２２が回転保持器１６Ｂのフランジ２６に接近する方向に移動する。
　制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの相対移動により、図７（ｂ）に示すボール４３が、図７(ａ)に示すように、カム溝４１、４２の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂはポケット２８の周方向幅が小さくなる方向に相対回転する。
　制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの相対回転により、図３に示す対向一対のローラ１５は制御保持器１６Ａの柱部２３と回転保持器１６Ｂの柱部２７で押されて互いに接近する方向に移動する。
　このため、ローラ１５は、図２に示すように、円筒面１２およびカム面１４に対して係合解除する中立位置に変位し、２方向クラッチ１０は係合解除状態とされる。
　２方向クラッチ１０の係合解除状態において、入力軸１に回転トルクを入力して、その入力軸１を一方向に回転させると、ばねホルダ５０に形成されたストッパ片５１が制御保持器１６Ａの柱部２３と回転保持器１６Ｂの柱部２７の一方を押圧するため、入力軸１と共に制御保持器１６Ａおよび回転保持器１６Ｂが回転する。このとき、対向一対のローラ１５は係合解除された中立位置に保持されているため、入力軸１の回転は外輪１１に伝達されず、入力軸１はフリー回転する。
　ここで、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂがポケット２８の周方向幅を小さくなる方向に相対回転すると、制御保持器１６Ａの柱部２３と回転保持器１６Ｂの柱部２７がばねホルダ５０のストッパ片５１の外側縁に当接して相対回転量が規制される。
　このため、弾性部材２０は必要以上に収縮することはなくなり、伸長と収縮が繰り返し行われても疲労によって破損するようなことはない。
　入力軸１のフリー回転状態において、電磁コイル６３ａに対する通電を解除すると、アーマチュア６１は吸着が解除されて回転可能な状態となる。その吸着解除により、弾性部材２０の押圧によって制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂがポケット２８の周方向幅が大きくなる方向に相対回転し、対向一対のローラ１５のそれぞれが、図３に示すように、円筒面１２およびカム面１４に係合するスタンバイ状態とされ、その対向一対のローラ１５の一方を介して入力軸１の回転が出力軸２に伝達される。
　ここで、入力軸１を停止して、その入力軸１の回転方向を切換えると、他方のローラ１５を介して入力軸１の回転が出力軸２に伝達される。
　このように、電磁コイル６３ａに対する通電の遮断により、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂがポケット２８の周方向幅が大きくなる方向に相対回転して、対向一対のローラ１５のそれぞれが円筒面１２およびカム面１４に直ちに噛み込むスタンバイ状態とされるため、回転方向ガタは小さく、内輪１３の回転を外輪１１に直ちに伝達することができる。
　また、入力軸１から出力軸２への回転トルクの伝達は、カム面１４と同数のローラ１５を介して行われるため、入力軸１から出力軸２に大きな回転トルクを伝達することができる。
　図５に示すように、ばねホルダ５０の外周に設けられた複数のばね保持片５２のそれぞれに内輪カム面１４のばね支持面１４ｃに面係合する係合面５３を形成してばねホルダ５０を回り止めすることにより、ばねホルダ５０が嵌合されるホルダ嵌合面４５には何も加工する必要がなくなり、ホルダ嵌合面４５に平坦面を形成してばねホルダ５０を回り止めする場合に比較して加工コストの低減を図ることができる。
　また、ホルダ嵌合面４５にばねホルダ５０を回り止めする平坦面を形成すると、そのホルダ嵌合面４５に形成される止め輪溝４６は周方向に分断されたものとなるが、ばね保持片５２にばねホルダ５０を回り止めする係合面５３を形成しているため、ホルダ嵌合面４５は円柱状のものとすることができる。このため、ホルダ嵌合面４５に形成される止め輪溝４６は、周方向に分断されることのない円環状のものを形成することができ、止め輪４７に安定した強固な取り付けを得ることができる。
　図５においては、ばね保持片５２の付け根部にカム面１４のばね支持面１４ｃに対する係合によってばねホルダ５０を回り止めする係合面５３を形成したが、図８に示すように、ばね保持片５２の先端部にばね支持面１４ｃに面係合してばねホルダ５０を回り止めする係合面５４を設けるようにしてもよい。
　図９および図１０に示すように、ばねホルダ５０の外周に、内輪１３外周の隣接するカム面１４間の外周に沿って軸方向に延びる複数の延出アーム５５を設け、その延出アーム５５の先端部に形成された係合爪部５６を内輪１３の他方の軸端面に係合させてばねホルダ５０の軸方向への移動を規制することにより、図５および図８に示す止め輪４７を不要とすることができると共に、止め輪溝４６の加工を不要とすることができるため、コストをより低減することができる。
　なお、係合爪部５６に代えて、図１１（ａ）に示すように、延出アーム５５の先端部に内向きの屈曲部５７を設け、その屈曲部５７を内輪１３の他方の軸端面に係合させてばねホルダ５０を軸方向に位置決めしてもよく、あるいは、図１１（ｂ）に示すように、延出アーム５５の先端部を内向きに加締め、その加締めによって形成された加締め片５８を内輪１３の他方の軸端面に係合させて、ばねホルダ５０を軸方向に位置決めしてもよい。
１　　　入力軸
２　　　出力軸
１０　　２方向クラッチ
１１　　外輪
１３　　内輪
１４　　カム面
１５　　ローラ
１６Ａ　制御保持器
１６Ｂ　回転保持器
２０　　弾性部材
２３　　柱部
２７　　柱部
２８　　ポケット
５０　　ばねホルダ
５２　　ばね保持片
５３　　係合面
５４　　係合面
５５　　延出アーム
５６　　係合爪部
５７　　屈曲部
５８　　加締め片
６０　　電磁クラッチ
６３　　電磁石

Claims (5)

  1. 　入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸の相互間において回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチおよびその２方向クラッチの係合および解除を制御する電磁クラッチを有し、
    　前記２方向クラッチが、前記出力軸の軸端部に設けられた外輪の内周と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周間に、制御保持器および回転保持器のそれぞれに設けられた複数の柱部が周方向に交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成された複数のポケットのそれぞれ内部に前記外輪の内周に形成された円筒面と内輪の外周に形成されたカム面に対して係合可能な一対のローラと、その一対のローラを離反する方向に付勢する弾性部材とを組込んだ構成とされ、
    　前記入力軸に前記一対のローラの軸方向への移動を規制するばねホルダを嵌合して前記内輪の一方の軸端面に衝合する状態で回り止めし、かつ、軸方向に位置決めし、そのばねホルダの外周に前記弾性部材上に張り出す複数のばね保持片を設け、
    　前記電磁クラッチに設けられた電磁石への通電により制御保持器を軸方向に移動させ、その移動に連動して制御保持器と回転保持器をポケットの周方向幅が小さくなる方向に相対回転させて一対のローラを外輪の内周および内輪の外周に対して係合解除させるようにした回転伝達装置において、
    　前記複数のばね保持片の少なくとも一つのばね保持片に前記内輪のカム面に面係合する係合面を形成してばねホルダを回り止めしたことを特徴とする回転伝達装置。
  2. 　前記ばねホルダの外周に、前記内輪の外周面に沿って軸方向に延びる複数の延出アームを設け、その延出アームの先端部を前記内輪の他方の軸端面に係合させてばねホルダの軸方向への移動を規制した請求項１に記載の回転伝達装置。
  3. 　前記延出アームの前記内輪の他方の軸端面に対する係合が、延出アームの先端部に設けられた係合爪部の係合による請求項２に記載の回転伝達装置。
  4. 　前記延出アームの前記内輪の他方の軸端面に対する係合が、延出アームの先端部に設けられた屈曲部のスナップフィットによる請求項２に記載の回転伝達装置。
  5. 　前記延出アームの前記内輪の他方の軸端面に対する係合が、延出アームの先端部の加締めにより形成された加締め片による請求項２に記載の回転伝達装置。
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