JP2001263375A - 動力断続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチ機構の結合時に生じる衝撃を緩和
し、出力部材に対する動力の伝達が円滑に行える動力断
続装置を提供する。 【解決手段】 動力軸と接続された入力部材１２と、こ
の入力部材１２と同軸心状に配置された出力部材１４
と、上記両部材１２、１４間に設けられた２方向クラッ
チ１５とからなる動力断続装置において、出力部材１４
の途中に、ショックを和らげる抵抗手段１６を設け、２
方向クラッチ１５の結合時に生じる衝撃を抵抗手段１６
で緩和し、出力部材１４に対して動力の伝達を円滑に行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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り換えに用いられる
動力断続装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種機器や車両において、動力源の回転
を選択的に取り出して駆動する場合、動力の伝達経路上
に動力断続装置を組み込み使用する必要がある。

【０００３】このような動力断続装置においては、動力
源に連なる入力部材の回転を出力部材に伝達したり遮断
する機能を得るために、入力部材と出力部材の間に結合
と切り離しを行うクラッチ機構の採用が必要になる。

【０００４】従来、上記のような動力断続装置は、入力
部材と出力部材の間にクラッチ機構を組み込み、クラッ
チ機構の結合により入力部材と出力部材を直結する構造
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の動力断続装置は、回転の伝達時にクラッチ機構
が機械的に結合するため、この結合時に衝撃が発生し、
出力部材に衝撃トルクが加わるという問題がある。

【０００６】そこで、この発明の課題は、クラッチ機構
の結合時に生じる衝撃を緩和し、出力部材に対する回転
の伝達が円滑に行える動力断続装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項１の発明は、動力源からの動力を断続
させる装置であって、動力軸と接続された入力部材とそ
れに嵌合して同軸心状に配置された出力部材の対向面に
係合する係合子を組み込んで２方向クラッチを形成し、
この２方向クラッチのロックとフリーを各々の保持器を
制御手段で制御することによって行うようにした動力断
続装置において、前記出力部材の途中に、２方向クラッ
チの係合時に生じるショックを和らげる抵抗手段を設け
た構成を採用したものである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記出力部材が、２方向クラッチに連なる外側出力
部材と、この外側出力部材内に回転可能となるよう嵌め
合わせた内側出力部材に分断して形成され、上記外側出
力部材と内側出力部材の嵌合面間に抵抗手段を設けた構
成を採用したものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記出力部材が、２方向クラッチに連なる外輪に軸
を一体に回転するよう結合して形成され、この軸に対し
て嵌め合わせた固定部材と軸の嵌合面間に抵抗手段を設
けた構成を採用したものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明
において、前記抵抗手段が、多板クラッチである構成を
採用したものである。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１乃至４の発明
において、前記入力部材が、係合子がロックするクラッ
チ面を備えた別体の部材を有する構成を採用したもので
ある。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１乃至５の発明
において、前記係合子が、ローラである構成を採用した
ものである。

【００１３】請求項７の発明は、請求項１乃至５の発明
において、前記係合子が、スプラグである構成を採用し
たものである。

【００１４】請求項８の発明は、請求項１乃至７の発明
において、前記制御手段が、電磁石からなる構成を採用
したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１６】図１乃至図６に示す第１の実施の形態にお
いて、動力断続装置１１は、動力軸と接続されて回転可
能に配置された軸体である入力部材１２と、この入力部
材１２に外嵌して軸受１３で回転可能に支持され、該入
力部材１２と同軸心状に配置された円筒状の出力部材１
４と、上記入力部材１２と出力部材１４との間に設けら
れた２方向クラッチ１５とからなり、上記出力部材１４
の途中に、２方向クラッチ１５の結合時のショックを和
らげる抵抗手段１６が設けられ、動力の断続が２方向ク
ラッチ１５を制御手段である電磁クラッチ１７で制御す
ることによって行う構成になっている。

【００１７】上記２方向クラッチ１５は、図１と図３の
ように、出力部材１４の内径面に円筒面２１が形成さ
れ、これに対応するよう入力部材１２にスプライン２２
を介して別体のカム部材２３が一体に回転するよう固定
され、このカム部材２３の外径面に所定の間隔をおいて
複数の平坦なカム面（クラッチ面）２４が形成され、各
カム面２４は、出力部材１４の円筒面２１との間で円周
方向の両側が狭幅になる楔状空間を形成している。

【００１８】前記入力部材１２に固定したカム部材２３
の外径面と出力部材１４の円筒面２１の間に保持器２５
が外嵌挿入され、保持器２５の一端はプレート２６を介
してカム部材２３に回転自在に支持され、この保持器２
５には、図３のように、周方向にカム面２４と同じ数の
ポケット２５ａが形成され、その各ポケット２５ａに係
合子としてのローラ２７が組み込まれている。ローラ２
７は、カム部材２３の各カム面２４に対してそれぞれ１
個ずつ組み込まれており、保持器２５によって周方向の
何れかに所定量移動すると、カム面２４と円筒面２１の
間に係合し、入力部材１２と出力部材１４を一体化す
る。

【００１９】図４で示すように、保持器２５とカム部材
２３の両者には、周方向の一部に切り欠き部２８、２８
ａが設けられ、そこに弾性部材であるスイッチばね２９
を撓ませてその両端部２９ａをセットする。

【００２０】ここで、両者の切り欠き部２８、２８ａ
は、後述するアーマチュアに隣接する側面に設けられて
いる。

【００２１】保持器２５とカム部材２３は、互いの切り
欠き部２８、２８ａが合致しているときは、カム部材２
３のカム面２４と保持器２５のポケット２５ａ及びロー
ラ２７の位置関係は、図３で示した如くローラ２７が中
立位置になるよう設定されており、ローラ２７と円筒面
２１の間に隙間ａが存在する。従って、スイッチばね２
９がセットされていると、入力部材１２と出力部材１４
は係合されず、空転が可能な状態となる。

【００２２】図１で示すように、出力部材１４の一方端
部は一段大径になり、この大径部分の内側と入力部材１
２の間に電磁クラッチ１７が組み込まれている。

【００２３】この電磁クラッチ１７は、出力部材１４の
端部より外側に位置する固定部材３０に電磁コイル３１
を収納するフィールドコア３２が嵌合固定され、このフ
ィールドコア３２に回転可能となるよう外嵌するロータ
３３が、入力部材１２に嵌挿したロータガイド３４と出
力部材１４の内部に嵌挿したロータガイド３５との間に
組み込まれ、ロータ３３とロータガイド３５はピン３６
によって出力部材１４と結合され、このロータ３３と保
持器２５の間に、電磁コイル３１の磁力によって移動吸
着されるアーマチュア３７がロータ３３と対面するよう
配置されている。

【００２４】上記アーマチュア３７は、カム部材２３に
嵌挿した保持部材３８で、軸方向に移動可能で一体に回
転するよう支持され、この保持部材３８は保持器２５の
切り欠き部２８と係合し、該アーマチュア３７と保持器
２５は、保持部材３８を介して回転方向に一体化されて
いる。

【００２５】このアーマチュア３７は、スプリング３９
でロータ３３に対して常時離反する方向の弾性が軽く付
勢され、電磁コイル３１への通電による磁力によって移
動してロータ３３に吸着固定化され、また、電磁コイル
３１に通電がないときは、アーマチュア３７とロータ３
３の対向面間に隙間を形成し、ロータ３３とアーマチュ
ア３７の相対回転時における対向面の摩耗発生を防いで
いる。

【００２６】従って、フィールドコア３２は固定部材で
あり、また、出力部材１４、ロータガイド３５、ロータ
３３はピン３６の結合でいかなるときも相対回転しない
と共に、ロータ３３が出力部材１４に固定された摩擦部
材となる。

【００２７】すなわち、ロータ３３は出力部材１４とつ
ながっており、アーマチュア３７は、保持器２５、スイ
ッチばね２９、カム部材２３を介して入力部材１２とつ
ながっているため、出力部材１４と入力部材１２の相対
回転が可能である。

【００２８】図５と図６は、２方向クラッチ１５におい
て、ローラ２７を常に一方の係合位置に保持するように
した例を示している。この例では、保持部材３８、保持
器２５とカム部材２３に設けた切り欠き部２８、２８ａ
に対し、スイッチばね２９の一端２９ａをカム部材２３
の切り欠き部２８ａに係合させ、スイッチばね２９の他
端２９ａを保持器２５の切り欠き部２８に係合させるこ
とにより、カム部材２３に対して第１の保持器２５に一
方周方向への回転弾性を付勢し、ローラ２７を一方の係
合位置に保持している。

【００２９】このように、２方向クラッチ１５を常時一
方に係合状態とすれば、電磁クラッチ１７による一方へ
の係合のための制御が省けるという利点がある。

【００３０】図１に示す出力部材とこれに組み込む抵抗
手段１６の第１の構造は、出力部材１４を、２方向クラ
ッチ１５の外輪部分１４ａに連なる筒状の外側出力部材
１４ｂと、この外側出力部材１４ｂ内に軸受４０を介し
て回転可能となるよう嵌め合わせた軸状の内側出力軸１
４ｃに分断して形成し、この外側出力部材１４ｂと内側
出力部材１４ｃの嵌合面間に抵抗手段１６を設けたもの
である。

【００３１】上記抵抗手段１６は、多板クラッチを採用
し、内側出力軸１４ｃに対して回転不能で軸方向に可動
となる複数枚のインナープレート４１と、外側出力部材
１４ｂに対して回転不能で軸方向に可動となる複数枚の
アウタープレート４２を交互に重ね合わせ、各インナー
プレート４１とアウタープレート４２間に粘性流体を介
在させた状態で、これらを板ばね４３で軸方向に圧接さ
せた構造になっている。

【００３２】図２に示す出力部材１４とこれに組み込む
抵抗手段１６の第２の構造は、出力部材１４を、２方向
クラッチ１５の外輪部分１４ａと、入力部材１２と同軸
心状の配置となり、外輪部分１４ａとスプライン４４を
介して一体に回転するよう結合した出力軸１４ｃとで形
成し、この出力軸１４ｃに回転不能となる固定ハウジン
グ４５を軸受４６を介して嵌め合わせ、出力軸１４ｃと
固定ハウジング４５の嵌合面間に、図１と同様の多板ク
ラッチからなる抵抗手段１６を設けたものであり、イン
ナープレート４１が出力軸１４ｃに、アウタープレート
４２が固定ハウジング４５にそれぞれ回転不能で軸方向
に可動となり、粘性流体を介在させた状態でこれらを板
ばね４３で軸方向に圧接させている。

【００３３】上記のように、出力部材１４の途中に、シ
ョックを和らげる抵抗手段１６を設けることにより、２
方向クラッチ１５が係合した回転連結時に、出力部材１
４に生じる衝撃を、抵抗手段１６のスリップや抵抗によ
り吸収して緩和することができ、衝撃のない円滑な回転
伝達の切り換えが行える。

【００３４】この発明の動力断続装置１１は上記のよう
な構成であり、電磁コイル３１への電流が流れていない
とき、２方向クラッチ１５は、スイッチばね２９の作用
により、上述のようにローラ２７はカム面２４に係合し
ない中立位置へ保持され、２方向クラッチ１５は入力部
材１２と出力部材１４の係合を解き入力部材１２の回転
が出力部材１４に伝達されない。

【００３５】入力部材１２が回転する状態で、電磁クラ
ッチ１７の電磁コイル３１に電流が流れると、該電磁コ
イル３１の磁力により、アーマチュア３７とロータ３３
が圧接され、この状態で入力部材１２と出力部材１４が
相対空転しようとすると、アーマチュア３７とロータ３
３間に発生した摩擦力によって、保持器２５と出力部材
１４を一体化させるため、ローラ２７はカム面２４の中
立位置から楔空間の係合位置へ移動し、２方向クラッチ
１５は入力部材１２と出力部材１４を結合し、入力部材
１２の回転が出力部材１４に伝達される。

【００３６】入力部材１２の回転が出力部材１４に伝達
されるとき、図１において、分断した出力部材１４の間
に直列に組み込んだ抵抗手段１６が、２方向クラッチ１
５の係合時に生じる機械的な衝撃を摩擦力で吸収して緩
和し、図２においては、出力軸１４ｃに対して回転しな
い固定ハウジング４５と出力軸１４ｃの間に組み込んだ
抵抗手段１６が出力軸１４ｃに対して抵抗を与えること
で上記と同様に衝撃を吸収して緩和し、何れにおいて
も、出力軸１４ｃに取り出される回転に衝撃トルクが入
らないようにする。

【００３７】したがって、電磁クラッチ１７の電磁コイ
ル３１をＯＮすると、入力部材１２と出力部材１４をロ
ックできるのである。このとき、ローラ２７が係合位置
に移動するが、図４に示すように、スイッチばね２９が
保持器２５に作用する一方向の力は、アーマチュア３７
から作用するモーメントに対して軸方向に隣接してお
り、保持器２５には中心軸に垂直な軸まわりのモーメン
トは働かない。このため、保持器２５は入力部材１２に
対してスムーズに回ることができ、特に軸受等を用いる
必要がない。

【００３８】また、上記のように、スイッチばね２９を
係止する保持器２５の切り欠き部２８とアーマチュア３
７の保持部材３８が係合する切り欠きを共通で用いるこ
とにより、加工工数を減らし、コストダウンを図ること
ができる。

【００３９】このように、入力部材１２が回転する状態
で、電磁クラッチ１７をＯＮ、ＯＦＦ制御することによ
り、入力部材１２の回転を出力部材１４に対して伝達と
切り離しが行え、動力断続装置１１を駆動力の伝達と遮
断を切り換える用途に広く使用できる。

【００４０】図７と図８は、動力断続装置１１の第２の
実施の形態を示している。この第２の実施の形態では、
２方向クラッチ１５の係合子にスプラグを用いている。

【００４１】同図において、入力部材１２の外径面と出
力部材１４の対向する内径面に円筒形の係合面６１と６
２を設け、両係合面６１と６２間に径の異なる制御用保
持器６３と固定保持器６４が組み込まれ、両保持器６３
と６４にはそれぞれ複数のポケット６５、６６が周方向
に等間隔に形成され、その対向するポケット６５、６６
内に係合子としてのスプラグ６７が挿入され、このスプ
ラグ６７の両端は、周方向のどちらか一方に倒れたと
き、係合面６１と６２に係合して、入力部材１２と出力
部材１４を結合する円弧面６８、６８になっている。

【００４２】上記制御用保持器６３には、スプラグ６７
を両側から保持するためのスプリング６９が設けられ、
この制御用保持器６３は電磁クラッチ１７におけるアー
マチュア３７と、回転方向に一体で軸方向に移動可能と
なるよう結合され、固定保持器６４は入力部材１２に固
定され、制御用保持器６３と固定保持器６４に設けた切
り欠け部にスイッチばね７０の両端が係合し、制御用保
持器６３を介してスプラグ６７を中立の位置に保持する
ようになっている。

【００４３】この２方向クラッチ１５においては、電磁
クラッチ１７の通電をＯＮしたとき、アーマチュア３７
がロータ３３に吸着することにより、制御用保持器６３
と固定保持器６４に周方向への位相のずれが生じ、スプ
ラグ６７が傾斜することにより入力部材１２の回転が、
図１と図２のように、抵抗手段１６を介して出力軸１４
ｃに伝達されることになる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、動力
軸と接続された入力部材と、この入力部材と同軸心状に
配置された出力部材と、上記両部材間に設けられた２方
向クラッチとからなり、２方向クラッチを制御手段で制
御することによって回転の断続を行うようにした動力断
続装置において、出力部材の途中に、２方向クラッチの
係合時に生じるショックを和らげる抵抗手段を設けたの
で、２方向クラッチの係合による入力部材から出力部材
への回転伝達時に生じる２方向クラッチの機械的な衝撃
を、上記抵抗手段によって吸収緩和することができ、出
力部材に対してショックのない円滑な回転を伝達するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】動力断続装置の第１の実施の形態を示す縦断面
図

【図２】同上における出力部材とこれに組み込む抵抗手
段の第２の構造を示す縦断面図

【図３】２方向クラッチの要部を拡大した断面図

【図４】保持器とスイッチばねの関係構造を示す断面図

【図５】２方向クラッチの他の例を示す断面図

【図６】２方向クラッチの他の例とスイッチばねの関係
構造を示す断面図断面図

【図７】動力断続装置の第２の実施の形態を示し、
（Ａ）はスプラグを用いた２方向クラッチの縦断正面
図、（Ｂ）は同縦断側面図縦断面図

【図８】（Ａ）と（Ｂ）は同上のスプラグの作動を示す
拡大断面図

【符号の説明】

１１ 動力断続装置 １２ 入力部材 １４ 出力部材 １５ ２方向クラッチ １６ 抵抗手段 １７ 電磁クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野▲崎▼ 孝志 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 (72)発明者 安井 誠 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 (72)発明者 後藤 司郎 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力源からの動力を断続させる装置であ
   って、動力軸と接続された入力部材とそれに嵌合して同
   軸心状に配置された出力部材の対向面に係合する係合子
   を組み込んで２方向クラッチを形成し、この２方向クラ
   ッチのロックとフリーを各々の保持器を制御手段で制御
   することによって行うようにした動力断続装置におい
   て、前記出力部材の途中に、２方向クラッチの係合時に
   生じるショックを和らげる抵抗手段を設けたことを特徴
   とする動力断続装置。
2. 【請求項２】 前記出力部材が、２方向クラッチの外輪
   の延長となる外側出力部材と、この外側出力部材内に回
   転可能となるよう嵌め合わせた内側出力部材に分断して
   形成され、上記外側出力部材と内側出力部材の嵌合面間
   に抵抗手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   動力断続装置。
3. 【請求項３】 前記出力部材が、２方向クラッチに連な
   る外輪に軸を一体に回転するよう結合して形成され、こ
   の軸に対して嵌め合わせた固定部材と軸の嵌合面間に抵
   抗手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の動力
   断続装置。
4. 【請求項４】 前記抵抗手段が、多板クラッチであるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の動力断
   続装置。
5. 【請求項５】 前記入力部材が、係合子がロックするク
   ラッチ面を備えた別体の部材を有することを特徴とする
   請求項１乃至４の何れかに記載の動力断続装置。
6. 【請求項６】 前記係合子が、ローラであることを特徴
   とする請求項１乃至５の何れかに記載の動力断続装置。
7. 【請求項７】 前記係合子が、スプラグであることを特
   徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の動力断続装
   置。
8. 【請求項８】 前記制御手段が、電磁石からなることを
   特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の動力断続装
   置。