CN105829754B - 旋转传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转传递装置。在旋转传递装置的控制保持器(16A)的凸缘(21)与旋转保持器(16B)的凸缘(25)的对置面之间设置将控制保持器(16A)的轴向的移动变换成两保持器(16A、16B)的相对旋转运动的扭矩凸轮(40)。将扭矩凸轮(40)相对于控制保持器(16A)的柱部(22)以及旋转保持器(16B)的柱部(26)的各个沿周向错位地设置，仅对形成该扭矩凸轮(40)的一对凸轮槽(41、42)的与滚珠(43)接触的区域进行热处理来提高硬度，从而实现耐久性的提高。

Description

旋转传递装置

技术领域

本发明涉及用于旋转的传递与切断的切换的旋转传递装置。

背景技术

作为进行旋转从输入轴向输出轴的传递与切断的旋转传递装置，以往公知有具有将输入轴与输出轴结合以及解除的双向离合器，通过电磁离合器控制该双向离合器的卡合以及解除。

在下述专利文献1所记载的旋转传递装置中，在被设置于输出轴的轴端部的外圈与被设置于输入轴的轴端部并被组装于上述外圈的内侧的内圈之间以被形成于各保持器的柱部在周向交替地配置的方式组装有控制保持器与旋转保持器，在被形成于邻接的柱部之间的凹处内组装对置的一对辊，通过被组装于该对置部之间的弹性部件对该一对辊向背离的方向进行施力，使被形成于外圈的内周的圆筒面与被形成于内圈的外周的凸轮面在卡合的位置准备(stand by)，通过上述内圈向一方向的旋转，使一方的辊与圆筒面以及凸轮面卡合，而将内圈的旋转传递至外圈。

另外，在设置有内圈的输入轴上设置电磁离合器，通过该电磁离合器，使控制保持器向轴向移动，通过被设置于该控制保持器的凸缘与旋转保持器的凸缘的对置面之间的扭矩凸轮的作用，使控制保持器与旋转保持器向凹处的周向宽度变小的方向相对旋转，通过各保持器的柱部使一对辊移动至卡合解除位置，而切断从内圈向外圈的旋转传递。

在上述旋转传递装置中，若解除相对于电磁离合器的电磁线圈的通电，而使控制保持器向控制保持器的凸缘从旋转保持器的凸缘背离的方向移动，则控制保持器与旋转保持器通过被组装于对置的一对辊之间的弹性部件的按压作用向凹处的周向宽度增大的方向相对旋转，而使对置的一对辊与圆筒面以及凸轮面立即卡合，因此旋转方向松动非常小，从而具有响应性优越的特征。

专利文献1：日本特开2009-293679号公报

然而，在上述专利文献1所记载的旋转传递装置中，若对控制保持器以及旋转保持器的整体进行热处理来提高硬度，则韧性降低，从而在使辊向中立位置按压位移时，容易在柱部的根部集中应力而产生龟裂。因此，控制保持器以及旋转保持器在未进行热处理的未处理的状态下被使用。

在该情况下，供形成扭矩凸轮的凸轮槽的滚珠滚动移动的倾斜凸轮面的硬度较低，因此其表面容易因与滚珠的接触而磨损。另外，在与滚珠接触的部位产生凹陷，因滚珠相对于该凹陷的卡合而阻碍控制保持器与旋转保持器的相对旋转，从而对双向离合器的功能带来影响，进而在提高各个保持器的耐久性的方面存在有应该改善的地方。

发明内容

本发明的课题在于实现控制保持器以及旋转保持器的耐久性的提高。

为了解决上述的课题，在本发明中，旋转传递装置具有输入轴、在该输入轴与被同轴地配置的输出轴的相互之间进行旋转的传递与切断的双向离合器以及控制该双向离合器的卡合以及解除的电磁离合器，上述双向离合器形成如下结构：在被设置于输出轴的轴端部的外圈的内周与被设置于输入轴的轴端部的内圈的外周之间沿周向交替地配置被设置于控制保持器的凸缘的多个柱部与被设置于旋转保持器的凸缘的多个柱部，在被形成于该控制保持器的柱部与旋转保持器的柱部之间的凹处组装有卡合件与对该卡合件向背离的方向进行施力的弹性部件，在上述控制保持器与旋转保持器的相互之间设置有将控制保持器向轴向的移动变换成两保持器的相对旋转运动的多个扭矩凸轮，该扭矩凸轮构成为在被形成于控制保持器的凸缘与旋转保持器的凸缘的对置面的一对对置凸轮槽之间组装滚珠的结构，上述电磁离合器具有电磁铁，通过对该电磁铁的通电，使控制保持器向轴向移动，通过上述扭矩凸轮使控制保持器与旋转保持器向凹处的周向宽度变小的方向旋转，而使一对卡合件相对于外圈内周与内圈外周向卡合解除的位置移动，其中，在形成上述扭矩凸轮的一对对置凸轮槽的各个，仅对向相反的方向倾斜的一对倾斜凸轮面的与上述滚珠接触的区域进行热处理来提高硬度。

如上述那样，在扭矩凸轮的一对对置凸轮槽的各个，仅对向相反的方向倾斜的一对倾斜凸轮面的与滚珠接触的区域进行热处理，从而几乎不对柱部的根部给予影响，进而能够在确保该根部的韧性的状态下提高凸轮槽表面的硬度。因此，能够防止凸轮槽的表面的磨损、变形以及柱部的根部的损伤，从而获得耐久性优越的保持器。

此处，若将扭矩凸轮相对于控制保持器的柱部以及旋转保持器的柱部的各个沿周向错位地设置，则能够大致消除热处理对柱部的根部的影响，从而能够获得耐久性更加优越的保持器。

此处，将热处理深度被设为0.3～0.8mm的范围，从而能够有效地避免给予柱部的根部的影响。作为热处理，能够采用激光淬火、高频淬火。

在本发明中，如上述那样，使扭矩凸轮相对于控制保持器的柱部以及旋转保持器的柱部的各个沿周向错位，仅对形成该扭矩凸轮的对置的一对凸轮槽的、向相反的方向倾斜的一对倾斜凸轮面的与滚珠接触的区域进行热处理，从而能够在确保柱部的根部的韧性的状态下，仅使与滚珠接触的区域局部地固化，进而能够防止倾斜凸轮面的磨损、变形以及柱部的根部的损伤，获得耐久性优越的控制保持器以及旋转保持器。

附图说明

图1是表示本发明的旋转传递装置的实施方式的纵向剖视图。

图2是以放大的方式表示图1的双向离合器部的剖视图。

图3是以放大的方式表示图2的扭矩凸轮部的剖视图。

图4的(a)是沿着图1的IV-IV线的剖视图，图4的(b)是表示辊的卡合状态的剖视图。

图5是沿着图1的V-V线的剖视图。

图6是沿着图5的VI-VI线的剖视图。

图7是沿着图1的VII-VII线的剖视图。

图8是沿着图7的VIII-VIII线的剖视图。

图9是表示扭矩凸轮的动作前的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示本发明的旋转传递装置的实施方式。如图所示，旋转传递装置由输入轴1、与该输入轴1同轴配置的输出轴2、覆盖该两轴的轴端部的壳体3、被组装于该壳体3内并进行将旋转从输入轴1向输出轴2的传递与切断的双向离合器10以及控制该双向离合器10的卡合、解除的电磁离合器50构成。

壳体3呈圆筒状，在其一端部设置有小径的轴承筒4，通过被组装于该轴承筒4内的轴承5将输出轴2支承为能够自如旋转。

如图1、图2以及图4的(a)、图4的(b)所示，双向离合器10在被设置于输出轴2的轴端部的外圈11的内周设置圆筒面12，在被设置于输入轴1的轴端部的内圈13的外周沿周向等间隔地形成多个凸轮面14，在该多个凸轮面14的各个与圆筒面12之间组装有作为卡合件的一对辊15与弹性部件20，通过保持器16保持该辊15，通过上述内圈13向一方向的旋转，使一对辊15的一方与圆筒面12以及凸轮面14卡合，而将内圈13的旋转传递至外圈11，另外，在内圈13向另一方向旋转时，使另一方的辊15与圆筒面12以及凸轮面14卡合，而将内圈13的旋转传递至外圈11。

此处，在外圈11的关闭端部的内表面侧形成有小径的凹部17，通过被组装于该凹部17内的轴承18将输入轴1的轴端部支承为能够自如旋转。

内圈13被一体地形成于输入轴1。被形成于该内圈13的外周的凸轮面14由向相反的方向倾斜的一对倾斜面14a、14b形成，而在与外圈11的圆筒面12之间形成周向的两端狭小的楔子形空间，在上述一对倾斜面14a、14b之间设置有朝向内圈13的切线方向的平坦的弹簧支承面19，通过该弹簧支承面19支承弹性部件20。

弹性部件20由盘簧构成。该弹性部件20形成配置于一对辊15之间的结构，一对辊15被该弹性部件20向背离的方向施力，而被配置于与圆筒面12以及凸轮面14卡合的准备位置。

保持器16由控制保持器16A与旋转保持器16B构成。如图2以及图7所示，控制保持器16A形成如下结构：在环状的凸缘21的单面外周部沿周向等间隔地设置与凸轮面14数目相同的柱部22，在其邻接的柱部22之间形成圆弧状的长孔23，在外周与柱部22反向地设置筒部24。

另一方面，旋转保持器16B形成在环状的凸缘25的外周沿周向等间隔地设置与凸轮面14数目相同的柱部26的结构。

控制保持器16A与旋转保持器16B被形成在控制保持器16A的长孔23内插入有旋转保持器16B的柱部26，该柱部22、26沿周向交替地并排的组合。而且，在该组合状态下，柱部22、26的前端部被配置于外圈11与内圈13之间，从而形成控制保持器16A的凸缘21以及旋转保持器16B的凸缘25位于被嵌合于输入轴1的外周的支承环28与外圈11之间的结构。

通过上述的保持器16A、16B的组装，如图4的(a)、图4的(b)所示，在控制保持器16A的柱部22与旋转保持器16B的柱部26之间形成凹处27，该凹处27与内圈13的凸轮面14在径向对置，在各凹处27内组装有对置的一对辊15以及弹性部件20。

如图2所示，控制保持器16A的凸缘21沿着被形成于输入轴1的外周的滑动引导面29被支承为能够自如滑动。另一方面，旋转保持器16B被组装于凸缘25与被嵌合于输入轴1的上述的支承环28之间的推力轴承30支承为能够自如旋转。

推力轴承30在防止旋转保持器16B向电磁离合器50侧移动的状态下，将该旋转保持器16B支承为能够自如旋转。

如图2以及图7所示，在控制保持器16A的凸缘21与旋转保持器16B的凸缘25之间设置有扭矩凸轮40。如图8以及图9所示，扭矩凸轮40形成如下结构：在控制保持器16A的凸缘21与旋转保持器16B的凸缘25的对置面分别设置在周向的中央部较深且伴随着直至两端逐渐变浅的对置的一对凸轮槽41、42，在该对置的一对凸轮槽41、42之间组装有滚珠43。

此处，凸轮槽41由向相反的方向倾斜的一对倾斜凸轮面41a、41b形成，而形成剖面V字形。另一方面，凸轮槽42也与凸轮槽41相同地，由一对倾斜凸轮面42a、42b形成，而形成剖面V字形。

上述扭矩凸轮40在控制保持器16A向控制保持器16A的凸缘21接近旋转保持器16B的凸缘25的方向沿轴向移动时，如图8所示，滚珠43朝向凸轮槽41、42的槽深最深的位置滚动移动，从而使控制保持器16A与旋转保持器16B向凹处27的周向宽度变小的方向相对旋转。

如图2、图5以及图6所示，在内圈13的轴向一端面与滑动引导面29的交叉部形成有比该滑动引导面29大径的圆筒形的支架嵌合面44，在该支架嵌合面44嵌合有弹簧支架45。

弹簧支架45相对于支架嵌合面44被止转，并且形成沿轴向不可动的支承结构，在其外周形成有被配置于控制保持器16A的柱部22与旋转保持器16B的柱部26之间的多个止转片46。

多个止转片46在控制保持器16A与旋转保持器16B向凹处27的周向宽度缩小的方向相对旋转时，在两侧缘承受控制保持器16A的柱部22以及旋转保持器16B的柱部26而将对置的一对辊15保持于中立位置。

在弹簧支架45的外周部设置有供多个弹性部件20的各个向外径侧突出的弹簧保持片47，通过该弹簧保持片47，防止弹性部件20向比一对辊15之间更靠外径侧串动。

如图1所示，电磁离合器50具有与被形成于控制保持器16A的筒部24的端面在轴向对置的电枢51、与该电枢51在轴向对置的转子52以及与该转子52在轴向对置的电磁铁53。

如图2所示，电枢51被嵌合于支承环28的外周，而被支承为能够自如旋转，并且能够自如滑动，在被设置于该电枢51的外周部的连结筒55的内径面压入有控制保持器16A的筒部24，而将控制保持器16A与电枢51连结一体化。通过该连结，电枢51形成能够在支承环28的圆筒状外径面54与输入轴1的外周的滑动引导面29的轴向两处自如滑动的支承结构。

此处，支承环28被形成于输入轴1的滑动引导面29的轴向另一侧的阶部31沿轴向定位。

转子52被嵌合于输入轴1，并被组装于与上述支承环28之间的垫片56沿轴向定位，并且相对于输入轴1被止转。

如图1所示，电磁铁53由电磁线圈53a与对该电磁线圈53a进行支承的磁芯53b构成，上述磁芯53b被嵌合于壳体3的另一端开口内，通过被安装于该壳体3的另一端部开口内的挡圈6进行防脱。另外，磁芯53b能够经由被嵌合于输入轴1的轴承57与输入轴1相对地自如旋转。

实施方式所示的旋转传递装置由上述的构造构成，在相对于图1所示的电磁离合器50的电磁线圈53a的通电的切断状态下，双向离合器10的辊15如图4的(b)所示，处于卡合于外圈11的圆筒面12以及内圈13的凸轮面14的状态。

因此，若输入轴1向一方向旋转，则该旋转从内圈13经由对置的一对辊15的一方传递至外圈11，从而输出轴2与输入轴1向同方向旋转。另外，若输入轴1向相反方向旋转，则该旋转经由另一方的辊15传递至输出轴2。

在双向离合器10的卡合状态下，若向电磁离合器50的电磁线圈53a通电，则在电枢51作用有吸引力，从而电枢51向轴向移动而被吸附于转子52。

此时，电枢51与控制保持器16A通过连结筒55与筒部24的嵌合而被连结一体化，因此控制保持器16A伴随着电枢51向轴向的移动，而向其凸缘21接近旋转保持器16B的凸缘25的方向移动。

通过控制保持器16A与旋转保持器16B的相对移动，图9所示的滚珠43如图8所示，朝向凸轮槽41、42的槽深最深的位置滚动移动，从而控制保持器16A与旋转保持器16B向凹处27的周向宽度变小的方向相对旋转。

通过控制保持器16A与旋转保持器16B的相对旋转，图4的(b)所示的对置的一对辊15被控制保持器16A的柱部22与旋转保持器16B的柱部26按压而向相互接近的方向移动。

因此，辊15如图4的(a)所示，向相对于圆筒面12以及凸轮面14卡合解除的中立位置位移，从而双向离合器10形成卡合解除状态。

在双向离合器10的卡合解除状态下，若向输入轴1输入旋转扭矩，使该输入轴1向一方向旋转，则被形成于弹簧支架45的止转片46对控制保持器16A的柱部22与旋转保持器16B的柱部26的一方进行按压，因此控制保持器16A以及旋转保持器16B与输入轴1一同旋转。此时，对置的一对辊15被保持于卡合解除的中立位置，因此输入轴1的旋转未被传递至外圈11，从而输入轴1自由旋转。

此处，若控制保持器16A与旋转保持器16B向凹处27的周向宽度缩小的方向相对旋转，则控制保持器16A的柱部22与旋转保持器16B的柱部26同弹簧支架45的止转片46的两侧缘抵接而限制相对旋转量。

因此，弹性部件20不会收缩必要以上，即使反复进行伸长与收缩，也不会因疲劳而破损。

在输入轴1的自由旋转状态下，若解除相对于电磁线圈53a的通电，则电枢51的吸附被解除而能够自如旋转。通过该吸附解除，并通过弹性部件20的按压，使控制保持器16A与旋转保持器16B向凹处27的周向宽度增大的方向相对旋转，从而对置的一对辊15的各个如图4的(b)所示，形成与圆筒面12以及凸轮面14卡合的准备状态，经由该对置的一对辊15的一方将输入轴1的旋转传递至输出轴2。

此处，若使输入轴1停止来切换该输入轴1的旋转方向，则经由另一方的辊15将输入轴1的旋转传递至输出轴2。

如上，通过相对于电磁线圈53a的通电的切断，控制保持器16A与旋转保持器16B向凹处27的周向宽度增大的方向相对旋转，从而形成对置的一对辊15的各个立即啮入圆筒面12以及凸轮面14的准备状态，因此旋转方向松动较小，从而能够将内圈13的旋转立即传递至外圈11。

另外，旋转扭矩从输入轴1向输出轴2的传递经由与凸轮面14数目相同的辊15进行，因此能够从输入轴1向输出轴2传递较大的旋转扭矩。

此外，若控制保持器16A与旋转保持器16B向凹处27的周向宽度增大的方向相对旋转，则滚珠43朝向对置的一对凸轮槽41、42的浅槽部滚动移动，而成为图9所示的状态。

如上述那样，若通过相对于电磁铁53的通电的切断使电磁离合器50断开，则双向离合器10卡合，若通过相对于电磁铁53的通电使电磁离合器50接合，则双向离合器10卡合解除，因此在要求故障保护机构的用途中非常有效。

此处，在图8所示的扭矩凸轮40中，如上述那样，通过相对于电磁离合器50的电磁线圈53a的通电以及解除，滚珠43沿着凸轮槽41、42滚动移动，而使控制保持器16A与旋转保持器16B相对旋转，在其相对旋转时，滚珠43始终在负荷弹性部件20的弹力的状态下滚动移动，因此若凸轮槽41、42的倾斜凸轮面41a、42b的硬度较低，则存在倾斜凸轮面41a、42b磨损，或者变形的可能性。

此处，若凸轮槽41、42的倾斜凸轮面41a、42b变形，则阻碍控制保持器16A与旋转保持器16B的相对旋转，而无法使双向离合器10高精度地动作，为了使该双向离合器10高精度地发挥功能，需要考虑控制保持器16A与旋转保持器16B的耐久性。

为了提高耐久性，通常采用热处理的方法。但是，若对控制保持器16A以及旋转保持器16B的整体进行热处理，则韧性降低，从而在使辊15向中立位置按压位移时，容易在柱部22、26的根部集中应力而产生龟裂。

因此，在实施方式中，仅对凸轮槽41、42的一对倾斜凸轮面41a、41b、42a、42b的与滚珠43接触的区域进行热处理，如图3所示，在凸轮槽41、42的表层部形成固化层60。此时，若热处理深度δ增深必要以上，则对柱部22、26的根部带来影响，而使强度降低，因此该热处理深度δ形成在0.3～0.8mm的范围。

如上述那样，形成仅对凸轮槽41、42的一对倾斜凸轮面41a、41b、42a、42b的与滚珠43接触的区域进行热处理的局部的热处理，从而能够在确保柱部22、26的根部的韧性的状态下，仅使凸轮槽41、42的与滚珠43接触的表面局部地固化，从而防止凸轮槽41、42表面的磨损、变形以及柱部22、26的根部的损伤，进而能够提高控制保持器16A以及旋转保持器16B的耐久性。

此处，作为热处理，能够采用高频淬火、激光淬火。采用上述的淬火，因此控制保持器16A以及旋转保持器16B的各个由碳钢或者铁系烧结材料形成。作为碳钢，能够列举S35C、S45C、SCM、SUJ2等。

为了避免热处理对柱部22、26的影响，也可以以热处理范围不与柱部22、26重叠的方式使扭矩凸轮40相对于柱部22、26沿周向错位地设置。

具体而言，例如，在基于激光的淬火时，也可以考虑淬火影响范围，预先从柱部22、26的周向两端至倾斜凸轮面41a、42b的周向端隔开4mm以上的间隔。在考虑平衡的情况下，更加优选在成为一对的柱部22、26之间的两等分位置设置扭矩凸轮40。

扭矩凸轮40相对于柱部22、26沿周向错位地设置，在径向，从强度的观点来看，也可以设置于控制保持器16A以及旋转保持器16B的凸缘21、25的径向中央部。

附图标记说明

1…输入轴；2…输出轴；10…双向离合器；11…外圈；12…圆筒面；13…内圈；14…凸轮面；15…辊(卡合件)；16A…控制保持器；16B…旋转保持器；20…弹性部件；21…凸缘；22…柱部；25…凸缘；26…柱部；41…凸轮槽；41a…倾斜凸轮面；41b…倾斜凸轮面；42…凸轮槽；42a…倾斜凸轮面；42b…倾斜凸轮面；43…滚珠；50…电磁离合器；53…电磁铁。

Claims (3)

1.一种旋转传递装置，其具有输入轴、在该输入轴与被同轴地配置的输出轴的相互之间进行旋转的传递与切断的双向离合器以及控制该双向离合器的卡合以及解除的电磁离合器，

所述双向离合器形成如下结构：在被设置于输出轴的轴端部的外圈的内周与被设置于输入轴的轴端部的内圈的外周之间沿周向交替地配置被设置于控制保持器的凸缘的多个柱部与被设置于旋转保持器的凸缘的多个柱部，在被形成于该控制保持器的柱部与旋转保持器的柱部之间的凹处组装有卡合件与对该卡合件向背离的方向进行施力的弹性部件，

在所述控制保持器与旋转保持器的相互之间设置有将控制保持器向轴向的移动变换成两保持器的相对旋转运动的多个扭矩凸轮，该扭矩凸轮构成为在被形成于控制保持器的凸缘与旋转保持器的凸缘的对置面的一对对置凸轮槽之间组装滚珠的结构，

所述电磁离合器具有电磁铁，通过对该电磁铁的通电，使控制保持器向轴向移动，通过所述扭矩凸轮使控制保持器与旋转保持器向凹处的周向宽度变小的方向旋转，而使一对卡合件相对于外圈内周与内圈外周向卡合解除的位置移动，

所述旋转传递装置的特征在于，

在形成所述扭矩凸轮的一对对置凸轮槽的各个，仅对向相反的方向倾斜的一对倾斜凸轮面的与所述滚珠接触的区域进行热处理来提高硬度，

所述多个扭矩凸轮的各个相对于所述控制保持器的柱部以及旋转保持器的柱部的各个沿周向被错位地设置，从所述各柱部的周向两端至所述倾斜凸轮面的周向端隔开4mm以上的间隔。

2.根据权利要求1所述的旋转传递装置，其中，

所述热处理深度被设为0.3～0.8mm的范围。

3.根据权利要求1或2所述的旋转传递装置，其中，

所述热处理通过高频淬火或者激光淬火来进行。