JP2005140219A

JP2005140219A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP2005140219A
Application number: JP2003376490A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 光司佐藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】入力軸と外輪間に２方向クラッチと、その２方向クラッチのオン、オフを制御する電磁クラッチを組込んだ回転伝達装置において、磁束の漏洩により２方向クラッチの保持器の回転を制御するアーマチュアの吸着力が低下するのを抑制することである。
【解決手段】入力軸１と外輪２間に、入力軸１に対する保持器９の相対回転により係合子８を入力軸１および外輪２に係合、離脱させる２方向クラッチ５と、電磁石１９に対する通電により保持器９に回り止めされて軸方向に移動可能なアーマチュア１７を外輪２の回り止めされたロータ１８に吸着させて保持器９に回転抵抗を付与する電磁クラッチ１６とを組込む。アーマチュア１７と保持器９の対向面間に磁気遮蔽材２４を取付けてロータ１８からアーマチュア１７に流れる磁束が保持器９側に漏洩するのを防止し、ロータ１８がアーマチュア１７を吸着する際の吸着力の低下を抑制する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の動力伝達経路において、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。上記特許文献１に記載された回転伝達装置は、図６乃至図８に記載した回転伝達装置と同一の構成とされている。すなわち、トランスミッションの出力軸Ａから回転トルクが伝達される入力軸４０にカムリング４１を設け、そのカムリング４１の外側に設けられた外輪４２を入力軸４０に対して相対的に回転自在に支持し、前記カムリング４１と外輪４２間に２方向クラッチ４３を組込み、その２方向クラッチ４３のオン、オフを制御する電磁クラッチ４４を上記２方向クラッチ４３に並設している。

ここで、２方向クラッチ４３は、カムリング４１の外周に外輪４２の内周に形成された円筒面４５との間でくさび形空間を形成するカム面４６を設け、そのカム面４６と円筒面４５との間に組込まれたローラ４７をカムリング４１と外輪４２間に組込まれた保持器４８で保持し、その保持器４８にカムリング４１の端面に支持されたスイッチばね４９のばね力を付与してローラ４７が円筒面４５およびカム面４６に対して係合解除される中立位置に保持器４８を弾性保持している。

一方、電磁クラッチ４４は、保持器４８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５０と、外輪４２の端部内に圧入されてアーマチュア５０と軸方向で対向するロータ５１と、そのロータ５１に対して軸方向に対向配置された電磁石５２と、前記アーマチュア５０をロータ５１から離反させる離反ばね５３とから成り、前記ロータ５１には前記アーマチュア５０と対向する吸着面に複数の環状に配置されたスリット５４を設けている。

ここで、前記アーマチュア５０を保持器４８に対して回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持するため、保持器４８の端部内にコネクティングプレート５５を嵌合し、そのコネクティングプレート５５の外周に設けられた係合片５６を保持器４８の端部に形成された切欠部５７およびアーマチュア５０に設けられた係合孔５８に係合させるようにしている。

上記の構成から成る回転伝達装置においては、入力軸４０の回転時に、電磁クラッチ４４の電磁石５２に通電すると、ロータ５１とアーマチュア５０の相互間に磁束が流れて図８に矢印で示す磁気回路Ｅが形成されるため、アーマチュア５０がロータ５１に吸着され、その吸着面に作用する摩擦抵抗が保持器４８の回転抵抗となって入力軸４０と保持器４８が相対回転し、ローラ４７が円筒面４５およびカム面４６に係合して入力軸４０の回転が外輪４２に伝達される。

また、電磁石５２に対する通電を遮断すると、スイッチばね４９のばね力により保持器４８が回転して係合子４７が中立位置に戻され、入力軸４０のみが回転する。

上記のような回転伝達装置において、ロータ５１とアーマチュア５０の吸着面に作用する摩擦抵抗がスイッチばね４９のばね力より小さい場合には、入力軸４０と保持器４８とを相対回転させることができず、ローラ４７を係合位置にスイッチさせることができなくなる。

このため、上記吸着面にはスイッチばね４９のばね力より大きい摩擦抵抗を付与させる必要があり、電磁クラッチ４４としては、保持器４８に負荷するスイッチトルクがスイッチばね４９から保持器４８に負荷されるトルクより大きい容量の大きな電磁クラッチ４４を用いる必要がある。しかし、組込みスペースが小さい等の理由で電磁クラッチ４４の容量が大きくできない場合は、アーマチュア５０の吸着力の低下を抑制するために、磁束の漏洩を可能な限り防止する必要が生じる。

ところで、上記回転伝達装置においては、２方向クラッチ４３のトルク容量を増大させようとした場合、ローラ４７のピッチ円直径が環状配置のスリット５４の径寸法に近づき、保持器４８とアーマチュア５０の接触部がスリット５４の近くに配置されることになる。このような部品配置となった場合、図８の矢印で示すように、スリット５４の位置でロータ５１からアーマチュア５０に流れ、そのアーマチュア５０からロータ５１に流れる磁束が保持器４７側に流れ易くなり、メタル接触するアーマチュア５０と保持器４８および保持器４８とメタル接触する入力軸４０間で磁気回路が形成され、ロータ５１がアーマチュア５０を吸着する吸着力が低下するという問題が発生する。

また、２方向クラッチ４３がオフとされた空転状態では、アーマチュア５０のバタツキにより、そのアーマチュア５０と保持器４８の接触部で微小すべりが生じてフレッティングが生じ、ロータ５１とアーマチュア５０間のギャップが大きくなってアーマチュア５０を吸着する吸着力が低下するという問題があった。

この発明の課題は、入力側部材と出力側部材との間に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って制御するようにした回転伝達装置において、磁気の漏洩およびアーマチュアと保持器の接触部の摩耗を防止することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、入力側部材と出力側部材とを同軸上に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力側部材と出力側部材の相互間に、係合子およびその係合子を保持する保持器を有し、前記入力側部材に対する保持器の相対回転により係合子を入力側部材および出力側部材に係合させる２方向クラッチを組込み、前記入力側部材と保持器の相互間には前記係合子を係合解除される中立位置に保持するスイッチばねを設け、前記２方向クラッチの保持器にスイッチトルクを負荷する電磁クラッチを２方向クラッチに並設し、その電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能なアーマチュアと、出力側部材に圧入されて前記アーマチュアと軸方向で対向し、その対向面に複数のスリットが形成されたロータと、そのロータに対して軸方向に対向配置され、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、前記アーマチュアをロータから離反させる方向に押圧してアーマチュアを保持器の端面に押し付ける離反ばねとから成る回転伝達装置において、前記保持器とアーマチュアの対向面における一方に弾性を有する磁気遮蔽材を設けた構成を採用したのである。

上記のように、保持器とアーマチュアの対向面間に弾性を有する磁気遮蔽材を設けることによって、電磁石に通電してロータにアーマチュアを吸着させるときに、ロータ内に流れる磁束が保持器側に漏洩するのを防止することができ、アーマチュアを吸着する吸着力の低下を防止することができる。

また、磁気遮蔽材は弾性を有するため、空転時のアーマチュアのバタツキを磁気遮蔽材で吸収することができる。このため、アーマチュアと保持器の接触部でフレッティングが発生するのを防止することができ、アーマチュアとロータ間のギャップを常に一定に保持することができるので、アーマチュアの吸収力の低下を抑制することができる。

以下、この発明の実施の形態を図１乃至図４に基づいて説明する。図１および図２に示すように、回転伝達装置は、先に述べた図６に示す回転伝達装置と同様に、トランスミッションの出力軸Ａに接続される入力側部材としての入力軸１と、その入力軸１の外側に設けられた出力側部材としての外輪２を有し、その入力軸１と外輪２は軸受３を介して相対的に回転自在に支持されている。

入力軸１にはカムリング４が設けられ、そのカムリング４と外輪２間に２方向クラッチ５が組込まれている。

図１および図２に示すように、２方向クラッチ５は、外輪２の内周に円筒面６を設け、カムリング４の外周には上記円筒面６との間でくさび形空間を形成する複数のカム面７を周方向に等間隔に設け、各カム面７と円筒面６間にローラから成る係合子８を組込み、その係合子８を入力軸１と外輪２間に組込まれた保持器９で保持し、上記入力軸１に対する保持器９の相対回転によって係合子８を円筒面６およびカム面７に係合させるようにしている。

カムリング４の端面にはばね収納凹部１０が形成され、そのばね収納凹部１０内にスイッチばね１１が組込まれている。スイッチばね１１はＣ形をなし、その両端に形成された一対の係合片１２はばね収納凹部１０の外周壁に形成された切欠部１３から保持器９の端面に設けられた切欠き１４内に挿入されて、上記切欠部１３および切欠き１４の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧しており、その押圧によって保持器９は係合子８が円筒面６およびカム面７に対して係合解除された中立位置に弾性保持されている。

外輪２の端部外周にはロータガイド１５の一端部が嵌合されている。ロータガイド１５は外輪２に対して回り止めされ、かつ軸方向に非可動とされている。このロータガイド１５の他端部内に前記２方向クラッチ５のオン、オフを制御する電磁クラッチ１６が組込まれている。

電磁クラッチ１６は、保持器９に対して軸方向で対向するアーマチュア１７と、ロータガイド１５の端部内に圧入されて上記アーマチュア１７と軸方向で対向するロータ１８と、そのロータ１８と軸方向で対向する電磁石１９を有している。

電磁石１９は、フィールドコア１９ａと、そのフィールドコア１９ａに巻付けられたコイル１９ｂとから成り、上記コア１９ａがトランスミッションのケースＢに支持されている。

アーマチュア１７は保持器９との間に組込まれたコネクティングプレート２０を介して保持器９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。すなわち、保持器９の端部内にコネクティングプレート２０を嵌合し、そのコネクティングプレート２０の外周に設けられた係合片２１を保持器９の端部に形成された切欠き１４からアーマチュア１７に設けられた係合孔２２に挿入して、アーマチュア１７を回り止めし、かつ軸方向に移動可能としている。

上記アーマチュア１７は、ロータ１８との間に組込まれた離反ばね２３によってロータ１８から離反する方向に押圧されて保持器９の端面に押し付けられている。ここで、保持器９の端面には、図３に示すように、弾性を有する磁気遮蔽材２４ａが取付けられている。

ロータ１８は磁性体から成る。このロータ１８はロータガイド１５に圧入されて回り止めされ、前記アーマチュア１７と対向する対向面には複数の円弧状のスリット２５が円形の配置でもって形成されている。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石１９のコイル１９ｂに対する通電の遮断時、２方向クラッチ５の係合子８はスイッチばね１１のばね力によって中立位置に保持されているため、入力軸１の回転は外輪２に伝達されず、入力軸１は空転する。

このとき、入力軸１の回転はスイッチばね１１を介して保持器９に伝達され、その保持器９にアーマチュア１７が回り止めされているため、入力軸１と共に、保持器９およびアーマチュア１７も回転する。

入力軸１の回転状態において、電磁石１９のコイル１９ｂに通電すると、アーマチュア１７がロータ１８に吸着され、その吸着面に作用する摩擦抵抗はアーマチュア１７と共に回転する保持器９の回転抵抗となるため、保持器９は入力軸１に遅れて回転し、その入力軸１と保持器９の相対回転により、係合子８が円筒面６およびカム面７に係合し、入力軸１の回転は係合子８を介して外輪２に伝達される。

電磁石１９のコイル１９ｂに対する通電時、ロータ１８を流れる磁束はスリット２５の位置においてアーマチュア１７に流れ、そのアーマチュア１７からロータ１８に戻ってロータ１８とアーマチュア１７間で磁気回路が形成され、ロータ１８とアーマチュア１７間に作用する磁力によってアーマチュア１７がロータ１８に吸着されることになる。

このとき、ロータ１８に形成されたスリット２５の位置が保持器９の端面に近接する配置であり、また、アーマチュア１７と保持器９とがメタル接触であると、ロータ１８からアーマチュア１７に流れた磁束が保持器９側に漏洩するおそれが生じるが、前記保持器９のアーマチュア１７と対向する端面には、図３に示すように、磁気遮蔽材２４ａが取付けられているため、その磁気遮蔽材２４ａによって保持器９側に磁束が漏洩するのを防止することができる。

このため、磁束漏洩によってアーマチュア１７を吸着する吸着力の低下を防止することができる。

また、磁気遮蔽材２４ａは弾性を有するため、２方向クラッチ５をオフとした回転伝達装置の空転時にアーマチュア１７にバタツキが生じると、そのバタツキを上記磁気遮蔽材２４ａで吸収することができる。

このため、アーマチュア１７と保持器９の接触部でフレッティングが発生するのを防止することができ、アーマチュア１７とロータ１８間に形成されるギャップを常に適正な状態に保持することができる。

図３に示す例では、保持器９の端面に磁気遮蔽材２４ａを取付けたが、図４に示すように、アーマチュア１７の保持器９と対向する対向面に磁気遮蔽材２４ｂを取付けるようにしてもよい。

図１に示す実施の形態では、２方向クラッチ５として係合子８がローラから成るローラタイプのものを示したが、２方向クラッチはこれに限定されず、例えば、図５（Ｉ）、（II）に示すように、係合子８がスプラグから成るスプラグタイプの２方向クラッチであってもよい。

スプラグタイプの２方向クラッチにおいては、入力軸１のカムリング４の外周に円筒面２６を形成し、その円筒面２６と外輪２の円筒面６間にスプラグ８を組込み、上記両円筒面６、２６間に組込まれた径の異なる二つの保持器２８、２９のそれぞれにスプラグ８を収納するポケット３０、３１を設け、小径側保持器２８のポケット３０内にスプラグ８を中立位置に保持する一対の弾性片３２を設けるようにする。

また、小径側保持器２８をカムリング４にピン３３を介して取付け、一方、大径側保持器２９にアーマチュア１７を回り止めし、かつ軸方向に移動可能に設け、そのアーマチュア１７がロータ１８に吸着されたとき、小径側保持器２８と大径側保持器２９とを相対的に回動させてスプラグ８を外輪２およびカムリング４の円筒面６、２６に係合させる。

さらに、カムリング４の端面に保持されたスイッチばね１１のばね力を大径側保持器２９に付与し、そのスイッチばね１１のばね力により大径側保持器２９に回転力を付与してスプラグ８を中立位置に戻すようにする。

この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断正面図図１のII−II線に沿った断面図図１に示す保持器とアーマチュアの接触部を示す拡大断面図保持器とアーマチュアの接触部の他の例を示す断面図（Ｉ）はこの発明に係る回転伝達装置の他の実施形態を示す断面図、（II）は（Ｉ）の縦断側面図従来の回転伝達装置を示す縦断正面図図６のVII−VII線に沿った断面図図６の保持器とアーマチュアの接触部を示す拡大断面図

符号の説明

１入力軸（入力側部材）
２外輪（出力側部材）
５２方向クラッチ
８係合子
９保持器
１１スイッチばね
１６電磁クラッチ
１７アーマチュア
１８ロータ
１９電磁石
２３離反ばね
２４ａ磁気遮蔽材
２４ｂ磁気遮蔽材

Claims

入力側部材と出力側部材とを同軸上に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力側部材と出力側部材の相互間に、係合子およびその係合子を保持する保持器を有し、前記入力側部材に対する保持器の相対回転により係合子を入力側部材および出力側部材に係合させる２方向クラッチを組込み、前記入力側部材と保持器の相互間には前記係合子を係合解除される中立位置に保持するスイッチばねを設け、前記２方向クラッチの保持器にスイッチトルクを負荷する電磁クラッチを２方向クラッチに並設し、その電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能なアーマチュアと、出力側部材に圧入されて前記アーマチュアと軸方向で対向し、その対向面に複数のスリットが形成されたロータと、そのロータに対して軸方向に対向配置され、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、前記アーマチュアをロータから離反させる方向に押圧してアーマチュアを保持器の端面に押し付ける離反ばねとから成る回転伝達装置において、前記保持器とアーマチュアの対向面における一方に弾性を有する磁気遮蔽材を設けたことを特徴とする回転伝達装置。