CN116771816A - 凸轮离合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种构成简单，不需要高精度的控制，并且强制性改变凸轮的姿态时的驱动力较小，可提高离合器动作的稳定性，可得到高响应性，且模式切换的自由度较高的凸轮离合器。具体而言，凸轮离合器在内圈和外圈之间具备被隔环部件支撑并配置在周向上的多个凸轮，多个凸轮在旋转轴方向上被配置成多列，并具备选择器，该选择器可控制与固定有隔环部件的内圈或外圈相对的旋转角，并具有可接触与至少1列相对应的凸轮的凸轮面来改变姿态的凸轮姿态控制面，凸轮姿态控制面具有以比凸轮工作部更向半径方向凸轮侧突出的形状将凸轮改变成不工作的姿态的凸轮解除部。

Description

凸轮离合器

技术领域

本发明涉及一种构成为可切换容许外圈及内圈的相对的旋转动作的空转状态和禁止外圈及内圈的相对的旋转动作的锁定状态的凸轮离合器。

背景技术

作为对旋转力的传递和切断进行控制的离合器，公知有一种凸轮离合器，可强制性改变凸轮或楔块的姿态，来进行禁止内圈及外圈的相对的旋转动作的(传递旋转力)锁定状态和容许内圈及外圈的相对的旋转动作(切断旋转力)的空转状态的切换。

例如，在专利文献1中公开有一种凸轮离合器，具有凸轮姿态变更部，该凸轮姿态变更部具备多个销部件来作为使设置在内圈和外圈之间的周向上的多个凸轮强制性倾倒的单元，且通过使销部件相对地在周向上移动并在周向上按压凸轮的侧面，从而可强制性改变凸轮的姿态。

专利文献

专利文献1：日本专利第6882699号公报

发明内容

在这些凸轮离合器上，在从锁定状态切换到空转状态时，在残留有凸轮的卡合力的状态下，需要以较大的驱动力来改变凸轮的姿态，可能会导致无法顺利地进行内外圈的转矩传递中的状态下的切换。

此外，有可能会损伤内外圈轨道面，并需要用于使凸轮的姿态改变的机构，或是驱动器也需要根据驱动力而大型化。

虽然专利文献1中公知的凸轮离合器的响应性高，能够确保预期的转矩容量，且通过使销部件位于从销的倾动中心离开的位置上，可为了改变凸轮的姿态而产生某种程度较大的驱动力，但需要高精度地确保各销的相对位置，此外，在凸轮的姿态变更时，需要高精度控制凸轮姿态变更部的旋转角度。

本发明是解决这些问题的发明，所要解决的技术问题是提供一种构成简单，不需要高精度的控制，并且强制性改变凸轮的姿态时的驱动力较小，可提高离合器动作的稳定性，可得到高响应性，且模式切换的自由度较高的凸轮离合器。

本发明为一种凸轮离合器，具备：内圈及外圈，被设置成可在同轴上相对旋转；多个凸轮，在周向上被配置在所述内圈和所述外圈之间；及隔环部件，与所述外圈或内圈在旋转方向上固定，并支撑多个凸轮，其可通过下述内容来解决所述课题，即，具备选择器，该选择器可控制与在旋转方向上固定有所述隔环部件的所述外圈或内圈相对的旋转角，所述多个凸轮在旋转轴方向上被配置成多列，所述选择器具有可分别改变所述多个凸轮列的凸轮的姿态的多个姿态变更部，与至少1列凸轮相对应的所述姿态变更部具有与所述凸轮的凸轮面接触并且可改变所述凸轮的姿态的凸轮姿态控制面，所述凸轮姿态控制面具有：凸轮工作面部，用于所述凸轮正常动作；及凸轮解除面，以比所述凸轮工作面更向半径方向所述凸轮侧突出的形状，将所述凸轮改变成不工作的姿态。

根据本技术方案1所涉及的发明，由于将多个凸轮在旋转轴方向上配置成多列，且选择器具有可分别改变多个凸轮列的凸轮的姿态的多个姿态变更部，因此可构成为，可通过1个选择器的旋转来分别改变多列的凸轮的姿态，因而能够通过1个选择器的旋转角的控制来执行多个模式。

此外，由于相对于至少1列凸轮，凸轮姿态控制面与凸轮面接触可改变凸轮的姿态，且具有凸轮工作部和以比凸轮工作部更向半径方向凸轮侧突出的形状将凸轮改变成不工作的姿态的凸轮解除部，因此在凸轮解除部的任意位置上均可解除凸轮的动作，因而不需要使相对于多个凸轮的位置高精度一致，此外，也不需要高精度控制选择器的旋转角。

此外，在与凸轮姿态控制面对应的列上，强制性改变凸轮的姿态时的驱动力较小，因而能够将用于切换的零件或驱动器小型化并可廉价制作，并且，能够提高离合器动作的稳定性并能够得到高响应性，且因不会损伤内外圈轨道面而可提高耐久性。

此外，由于与凸轮姿态控制面对应的列的切换是在凸轮的端面上进行切换，因此可以较大地采用选择器的切换角且无需高精度控制，从而可实现切实的动作且不受各尺寸公差、控制误差所左右。

并且，在此，由于在与凸轮姿态控制面相对应的列上，在维持解除凸轮的动作的状态下，可进一步容许用于其他列的模式切换的选择器的旋转，因此可提高通过1个选择器的旋转而切换的多个模式的组合自由度。

根据本技术方案2所涉及的构成，由于在第1列凸轮为锁定状态的情况下，不需要用选择器来承接转矩，因此能够简化选择器的结构，进一步提高耐久性。

根据本技术方案3所涉及的发明，由于第1列凸轮、第2列凸轮均与凸轮姿态控制面相对应，因此在全部的模式下均不需要高精度控制选择器的旋转角。

根据本技术方案4所涉及的发明，对于独立的2个内圈，能够用1个选择器来进行模式切换。

根据本技术方案5所涉及的发明，由于包含不同种类的凸轮，因此即使在被选择器切换的每个模式上，在转矩传递特性或反应速度特性等不同时，也能够调整到最佳。

根据本技术方案6所涉及的构成，由于在至少1列的内圈和外圈之间具有被配置成可保持内圈的外周面及外圈的内周面的间隔的间隔保持部件，因此通过间隔保持部件而具有同心保持功能，由此能够省略其他轴承部件，能够在轴向上实现紧凑，并且由于内圈与外圈的轴心高精度一致，因此可降低多个凸轮的动作的不均，从而进一步提高离合器动作的稳定性。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的凸轮离合器的立体图。

图2是图1所示的凸轮离合器的分解立体图。

图3是图1所示的凸轮离合器的剖视图。

图4是图1所示的凸轮离合器的动作说明图。

图5是本发明的第2实施方式所涉及的凸轮离合器的动作说明图。

图6是本发明的第3实施方式所涉及的凸轮离合器的动作说明图。

图7是本发明的第4实施方式所涉及的凸轮离合器的动作说明图。

符号说明

100-凸轮离合器；110-内圈；112-第2内圈；120-外圈；122-第2外圈；140-凸轮；141-第1列凸轮；142-第2列凸轮；143-第3列凸轮；150-隔环部件；170-选择器；171-凸轮姿态控制面；172-凸轮工作部；173-凸轮解除部；175-凸轮按压部；176-选择器本体；180-驱动器。

具体实施方式

参照图1～图7对本发明的实施例进行说明。但是，本发明不局限于这些实施方式。

(实施例1)

如图1～图3所示，本发明的第1实施方式所涉及的凸轮离合器100具备：内圈110及外圈120，被设置成可在同轴上相对旋转；多个凸轮140，在内圈110和外圈120之间进行动力的传递及切断；隔环部件150，与外圈120在旋转方向上固定，并支多个凸轮140；及选择器170，可控制与外圈120相对的旋转角。

多个凸轮140在旋转轴方向上被配置成第1列凸轮141和第2列凸轮的2列，第1列凸轮和第2列凸轮被分别配置成，构成相反方向的单向离合器。

选择器170具有：按压部175，为可改变第1列凸轮141的姿态的姿态变更部；及凸轮姿态控制面171，为可改变第2列凸轮142的姿态的姿态变更部。

凸轮姿态控制面171具有：凸轮工作部172，用于第2列凸轮142正常动作；及凸轮解除部173，以比凸轮工作部172更向半径方向第2列凸轮142侧突出的形状，将第2列凸轮142改变成不工作的姿态。

在本实施方式中，第2列凸轮142的外圈120侧的凸轮面被构成为，仅与选择器的170的凸轮姿态控制面171接触，而不与外圈120的内周面接触，但也可以构成为，旋转轴方向的一部分与外圈120的内周面接触。

凸轮按压部175具有分别与第1列凸轮141对应的多个在轴向上延伸的销状部，且构成为，通过选择器170的旋转，在周向上按压第1列凸轮141的侧面，来改变第1列凸轮141的姿态。

在本实施方式中，凸轮按压部175是由与选择器本体176不同的零件构成，在使用时，凸轮按压部175和选择器本体176被构成为，作为一体旋转的选择器170而发挥功能。

第1列凸轮141的外圈120侧的凸轮面被构成为仅可与外圈120接触，内圈110侧的凸轮面被构成为仅可与内圈110接触，通过选择器170的旋转，凸轮按压部175会按压第1列凸轮141的侧面，由此可将第1列凸轮141改变成不工作的姿态。

选择器170通过驱动器180而与外圈120相对地被旋转驱动，且被构成为可控制与外圈120的相对的旋转角。

在本实施方式中，通过将外圈120和驱动器180固定到固定部上，可利用驱动器180来控制外圈120与选择器170的相对的旋转角。

如图4所示，通过选择器170的旋转角，本实施方式所涉及的凸轮离合器100可切换成：2way(双向)空转状态，内圈110相对于外圈120容许双方向的相对的旋转动作；1way(单向)锁定状态，容许单方向的旋转动作，且禁止相反方向的旋转动作；及2way锁定状态，禁止双方向的旋转动作。

在2way空转状态(图4的下层右侧：0°的位置)下，第2列凸轮142的外圈120侧的凸轮面与选择器170的凸轮姿态控制面171的凸轮解除部173相接触，第2列凸轮142作为单向离合器而被保持为不工作的姿态，且第1列凸轮141的内圈110侧的侧面被选择器170的凸轮按压部175按压，第1列凸轮141作为单向离合器而被保持为不工作的姿态。

在1way锁定状态(图4的下层中央：-α°的位置)下，第2列凸轮142的外圈120侧的凸轮面与选择器170的凸轮姿态控制面171的凸轮解除部173相接触，第2列凸轮142作为单向离合器而被保持为不工作的姿态，且选择器170的凸轮按压部175从第1列凸轮141的内圈110侧的侧面离开，第1列凸轮141作为单向离合器而成为工作的姿态。

在2way锁定状态(图4的下层左侧：-α-α°的位置)下，第2列凸轮142的外圈120侧的凸轮面与选择器170的凸轮姿态控制面171的凸轮工作部172相接触，第2列凸轮142作为单向离合器而成为工作的姿态，且选择器170的凸轮按压部175从第1列凸轮141的内圈110侧的侧面离开，第1列凸轮141作为单向离合器而成为工作的姿态。

(实施例2)

如图5所示，本发明的第2实施方式所涉及的凸轮离合器被构成为，第1列凸轮141和第2列凸轮142夹着选择器170而被配置在两侧，且第1列凸轮141的内圈110侧的凸轮面的一部分与选择器170的可改变第1列凸轮141的姿态的姿态变更部即凸轮姿态控制面171b相接触。

在2way空转状态(图5的下层右侧：0°的位置)下，第2列凸轮142的外圈120侧的凸轮面与选择器170的凸轮姿态控制面171的凸轮解除部173相接触，第2列凸轮142作为单向离合器而被保持为不工作的姿态，且第1列凸轮141的内圈110侧的凸轮面的一部分与选择器170的凸轮姿态控制面171b的凸轮解除部173b相接触，第1列凸轮141作为单向离合器而被保持为不工作的姿态。

在1way锁定状态(图5的下层中央：-α°的位置)下，第2列凸轮142的外圈120侧的凸轮面与选择器170的凸轮姿态控制面171的凸轮解除部173相接触，第2列凸轮142作为单向离合器而被保持为不工作的姿态，且第1列凸轮141的内圈110侧的凸轮面从选择器170的凸轮姿态控制面171b的凸轮解除部173b离开而可与内圈110侧的外周面相接触，第1列凸轮141作为单向离合器而成为工作的姿态。

在2way锁定状态(图5的下层左侧：-α-α°的位置)下，第2列凸轮142的外圈120侧的凸轮面与选择器170的凸轮姿态控制面171的凸轮工作部172相接触，第2列凸轮142作为单向离合器而成为工作的姿态，且第1列凸轮141的内圈110侧的凸轮面从选择器170的凸轮姿态控制面171b的凸轮解除部173b离开而可与内圈110侧的外周面相接触，第1列凸轮141作为单向离合器而成为工作的姿态。

另外，在本实施方式中，通过缩短凸轮解除部173相对于第2列凸轮142的圆周方向的长度，并加长凸轮解除部173b相对于第1列凸轮141的圆周方向的长度，也可以使阻止1way锁定状态的旋转的方向相反。

(实施例3)

如图6所示，本发明的第3实施方式所涉及的凸轮离合器将前述的第1实施方式的凸轮离合器100的选择器170设置在旋转轴方向的相反侧，设置有第2内圈112和第2外圈122，且在其间配置有第3列凸轮143。

第2外圈122与外圈120同样被固定在固定部上，第2内圈112被构成为可与内圈110独立而进行旋转。

而且，第3列凸轮143的第2内圈112侧的凸轮面的一部分被构成为，与选择器170的可改变第3列凸轮143的姿态的姿态变更部即凸轮姿态控制面171c相接触。

与前述的第1实施方式相同，内圈110的旋转可切换成2way空转状态(图6的下层右起第2个：0°的位置)、1way锁定状态(图6的下层左起第2个：-α°的位置)、2way锁定状态(图6的下层左侧：-α-α°的位置)。

在这些位置上，第3列凸轮143的第2内圈112侧的凸轮面的一部分与选择器170的凸轮姿态控制面171c的凸轮解除部173c接触，第3列凸轮143作为单向离合器而被保持为不工作的姿态，第2内圈112为可自由旋转的2way空转状态。

而且，从内圈110的旋转为2way空转状态且第2内圈112为2way空转状态(图6的下层右起第2个：0°的位置)起，当对选择器170进行相反旋转操作(图6的下层右：+α°的位置)时，则第3列凸轮143的第2内圈112侧的凸轮面从选择器170的凸轮姿态控制面171c的凸轮解除部173c离开，而可与第2内圈112侧的外周面接触，且第3列凸轮143作为单向离合器而成为工作的姿态。

此刻，在按压第1列凸轮141的侧面的凸轮按压部175按压至第1列凸轮141的姿态变更的界限以上时，如图6的箭头所示，凸轮按压部175被推回，优选设置不会将第1列凸轮141的侧面按压到必要以上的弹性机构等。

(实施例4)

如图7所示，本发明的第4实施方式所涉及的凸轮离合器将第2内圈112和第2外圈122设置在前述的第2实施方式的凸轮离合器的第2列凸轮142的进一步旋转轴方向的选择器170的相反侧，且在其间配置有第3列凸轮143。

第2外圈122与外圈120同样被固定在固定部上，第2内圈112被构成为可与内圈110独立而进行旋转。

而且，第3列凸轮143的第2外圈122侧的凸轮面的一部分被构成为，与选择器170的可改变第3列凸轮143的姿态的姿态变更部即凸轮姿态控制面171d相接触。

与前述的第2实施方式相同，内圈110的旋转可切换成2way空转状态(图7的下层右起第2个：0°的位置)、1way锁定状态(图7的下层左起第2个：-α°的位置)、2way锁定状态(图7的下层左侧：-α-α°的位置)。

在这些位置上，第3列凸轮143的第2外圈122侧的凸轮面的一部分与选择器170的凸轮姿态控制面171d的凸轮解除部173d接触，第3列凸轮143作为单向离合器而被保持为不工作的姿态，第2内圈112为可自由旋转的2way空转状态。

而且，从内圈110的旋转为2way空转状态且第2内圈112为2way空转状态(图7的下层右起第2个：0°的位置)起，当对选择器170进行相反旋转操作(图7的下层右：+α°的位置)时，则第3列凸轮143的第2外圈122侧的凸轮面从选择器170的凸轮姿态控制面171d的凸轮解除部173d离开而可与第2外圈122侧的内周面接触，且第3列凸轮143作为单向离合器而成为工作的姿态。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了详述，但本发明不局限于上述实施方式，在不脱离技术方案的范围中记述的本发明的前提下，可以进行各种各样的设计变更。

虽然在上述各实施方式中，将图示的驱动器180假想成与选择器170的外周啮合的带涡轮的马达，但只要相对于外圈120、第2外圈122可相对地旋转驱动选择器170，则也可以为任意构成。

此外，虽然在第3、第4实施方式中具有可独立旋转的第2内圈，但独立旋转的内圈也可以进一步为3个以上，且根据其数量，凸轮的列数也可以为4列以上。

此外，也可以在内圈和外圈之间，在与凸轮相同圆周上配置多个滚子来作为间隔保持部件，间隔保持部件也可以为，以与内圈的外周面及外圈的内周面进行滑动的方式配置的块部件，间隔保持部件也可以被固定在隔环部件150上，或者也可以与隔环部件150一体形成。

此外，各列的凸轮也可以根据其所要求的转矩耐性等而形成不同的形状。

并且，也可以构成为，将内圈固定到固定部上，且相对于内圈来控制选择器的旋转角。

Claims (6)

1.一种凸轮离合器，具备：内圈及外圈，被设置成可在同轴上相对旋转；多个凸轮，在周向上被配置在所述内圈和所述外圈之间；及隔环部件，与所述外圈或内圈在旋转方向上固定，并支撑多个凸轮，其特征在于，

具备选择器，该选择器可控制与在旋转方向上固定有所述隔环部件的所述外圈或内圈相对的旋转角，

所述多个凸轮在旋转轴方向上被配置成多列，

所述选择器具有可分别改变所述多个凸轮列的凸轮的姿态的多个姿态变更部，

与至少1列凸轮相对应的所述姿态变更部具有与所述凸轮的凸轮面接触并且可改变所述凸轮的姿态的凸轮姿态控制面，

所述凸轮姿态控制面具有：凸轮工作部，用于所述凸轮正常动作；及凸轮解除部，以比所述凸轮工作部更向半径方向所述凸轮侧突出的形状，将所述凸轮改变成不工作的姿态。

2.根据权利要求1所述的凸轮离合器，其特征在于，

所述多个凸轮在旋转轴方向上被至少配置成第1列和第2列的2列，

第1列凸轮的外周侧的凸轮面仅可与所述外圈接触，内周侧的凸轮面仅可与所述内圈接触，

第2列凸轮的外周侧或内周侧的凸轮面可与所述选择器的所述凸轮姿态控制面接触，

所述选择器具有由凸轮按压部构成的姿态变更部，所述凸轮按压部可在周向上按压所述第1列凸轮的侧面来改变所述第1列凸轮的姿态。

3.根据权利要求1所述的凸轮离合器，其特征在于，

所述多个凸轮在旋转轴方向上被至少配置成第1列和第2列的2列，

第1列凸轮的外周侧的凸轮面仅可与所述外圈接触，内周侧的凸轮面可与所述选择器的所述凸轮姿态控制面接触，

第2列凸轮的内周侧的凸轮面仅可与所述内圈接触，外周侧的凸轮面可与所述选择器的所述凸轮姿态控制面接触。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的凸轮离合器，其特征在于，

所述多个凸轮在旋转轴方向上被至少配置成第1列至第3列的3列，

所述内圈具有：第1内圈，可与第1列凸轮及第2列凸轮接触；及第2内圈，可与所述第1内圈独立而进行旋转，并可与第3列凸轮接触，

第3列凸轮的外周侧或内周侧的凸轮面可与所述选择器的所述凸轮姿态控制面接触。

5.根据权利要求1至权利要求4中的任一所述的凸轮离合器，其特征在于，

所述多个凸轮包含不同种类的凸轮。

6.根据权利要求1至权利要求5中的任一所述的凸轮离合器，其特征在于，

在至少1列的所述内圈和所述外圈之间具有间隔保持部件，该间隔保持部件被配置成，保持所述内圈的外周面和所述外圈的内周面的间隔。