JP2005140294A

JP2005140294A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP2005140294A
Application number: JP2003379431A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Ando; 大介安藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】２方向クラッチを用いた動力伝達装置において、回転方向の切換え時に係合ショックが発生するのを抑制する。
【解決手段】外輪１に円筒形内面７を形成し、内輪３の外周にカム面８を設ける。環状部９の一側面に第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂を柱部１０間に他方の保持器の柱部１０が配置されるよう組合わせ、その両保持器を柱部１０が外輪１と内輪３間に配置される組込みとする。第１保持器の柱部１０と第２保持器の柱部１０間には前記カム面８と対応する位置にポケット１１を設け、そのポケット１１内に一対のローラ１２ａ、１２ｂと弾性部材１３とを組込む。運動変換機構２０により第１保持器Ａ₁と第２保持器Ａ₂を相対的に回転させて一対のローラ１２ａ、１２ｂを円筒形内面７およびカム面８に係合するスタンバイ位置に配置し、内輪３の回転方向に応じて一方のローラを直ちに係合させて内輪３の回転方向の切換え時に係合ショックの発生を防止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、２方向クラッチを用いて動力の伝達と遮断の切換えを行なうようにした動力伝達装置に関するものである。

２方向クラッチとして、図１２（Ｉ）、（II）に示したものが従来から知られている。この２方向クラッチは、出力側部材としての外輪３０の内側に入力側部材としての内輪３１を設け、その内輪３１の外周には外輪３０の円筒形内面３２との間でくさび形空間を形成するカム面３３を設け、このカム面３３と円筒形内面３２間にローラから成る係合子３４を組込み、その係合子３４を外輪３０と内輪３１間に組込まれた保持器３５で保持し、前記内輪３１に対する保持器３５の相対回転により、図１２（II）に示すように、係合子３４を円筒形内面３２およびカム面３３に係合させて内輪３１の回転を係合子３４を介して外輪３０に伝えるようにしている。

上記のような２方向クラッチを用いる動力伝達装置においては、内輪３１と保持器３５の相互間にスイッチばねを組込んで係合子３４が円筒形内面３２およびカム面３３に対して係合解除される中立位置に保持器３５を弾性保持し、その保持器３５に回転抵抗を付与する回転抵抗付与手段を設け、上記保持器３５に負荷される回転抵抗により内輪３１に対し保持器３５を回転遅れを生じさせて係合子３４を円筒形内面３２およびカム面３３に係合させるようにしている。

ところで、図１２（Ｉ）、（II）に示す２方向クラッチを用いた動力伝達装置において、内輪３１を例えば図１２（II）に示す左回転する状態から右回転する方向に回転方向を切換えると、係合子３４は同図の実線で示す位置から中立位置に戻されて鎖線で示す位置までスイッチし、そのスイッチ角θが大きいために係合ショックが発生し、２方向クラッチが破損する可能性がある。

この発明の課題は、回転方向の切換え時に２方向クラッチに係合ショックが発生するのを抑制することができるようにした動力伝達装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、円筒形内面を有する外輪と、前記円筒形内面との間でくさび形空間を形成するカム面が外周に設けられた内輪と、環状部の片面に複数の柱部が周方向に等間隔に設けられ、その柱部が前記外輪と内輪間に配置された第１保持器と、その第１保持器の柱部間に配置される複数の柱部を有し、その柱部と第１保持器の柱部間において前記カム面に対応してポケットを形成する第２保持器と、前記ポケット内に組込まれた一対のローラと、その一対のローラを離反する方向に押圧する弾性部材と、前記内輪の回転中心軸上に配置されて軸方向に移動可能なスライド軸と、このスライド軸を軸方向に移動させる移動手段と、前記スライド軸の軸方向の移動時に第１保持器と第２保持器が逆方向に同じ角度だけ相対回転するようスライド軸の軸方向の直線運動を第１保持器と第２保持器の回転運動に変換する運動変換機構とから成る構成を採用したのである。

ここで前記移動手段として、スライド軸と軸方向で対向する磁性体から成るロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によりロータにスライド軸を吸着させる電磁石とから成るものを採用することができる。

また、運動変換機構として、前記第１保持器および第２保持器のそれぞれに相反する方向に傾斜するガイド孔を形成し、内輪に形成されたガイド筒には第１保持器のガイド孔および第２保持器のガイド孔に対応して軸方向に延びる長孔を形成し、前記スライド軸には各長孔とその長孔に対応するガイド孔の交差部に挿入されるスイッチピンを設けた構成から成るものを採用することができる。

ここで、前記第１保持器および第２保持器に形成したガイド孔は、前記スライド軸のロータ側への移動によってポケットの周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器とが相対回転するよう傾斜させるようにしてもよい。

また、上記ガイド孔は、前記スライド軸のロータから離反する方向への移動によってポケットの周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器とが相対回転するよう傾斜させるようにしてもよい。この場合、スライド軸とロータとの間に弾性部材を組込んで、スライド軸をロータから離反する方向に付勢する。

上記のように構成すれば、移動手段によってスライド軸を軸方向に移動させることにより、第１保持器と第２保持器が相対的に逆方向に回動して第１保持器の柱部と第２保持器の柱部で形成されるポケットの周方向の幅寸法が変化し、そのポケットの幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器を相対回転させることにより、一対のローラは円筒形内面およびカム面に対して係合解除される中立位置に保持され、内輪から外輪への回転トルクの伝達を遮断することができる。

また、ポケットの幅寸法が大きくなる方向に第１保持器と第２保持器を相対回転させることにより、弾性部材の押圧により一対のローラが互に離反する方向に移動して円筒形内面およびカム面に係合するスタンバイ位置に配置され、その一対のローラを介して内輪の正逆両方向の回転を外輪に伝達することができると共に、内輪の回転方向が切換わると切換え前に係合状態にあった一方のローラが係合解除されて他方のローラが直ちに係合状態になるため、回転方向の切換え時に係合ショックが発生するのを防止することができる。

以下、この発明の実施形態を図１乃至図１１に基づいて説明する。図１乃至図８は、この発明に係る動力伝達装置の第１の実施形態を示す。図示のように、外輪１は閉塞端を有し、その閉塞端に出力軸２が設けられている。

外輪１の内側に設けられた内輪３には前記出力軸２と同軸上に入力軸４が設けられている。また、内輪３の一方の端部にはガイド筒５が設けられ、そのガイド筒５の開口端に外方に向くストッパとしてのフランジ６が設けられている。

図２に示すように、外輪１には円筒形内面７が形成され、一方、内輪３の外周には上記円筒形内面７との間でくさび形空間を形成する複数のカム面８が周方向に等間隔に設けられている。

図１および図２に示すように、内輪３の外側には第１保持器Ａ₁と第２保持器Ａ₂が設けられている。図５に示すように、第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂のそれぞれは、環状部９の片面内周部に複数の柱部１０を周方向に等間隔に形成した構成とされ、第１保持器Ａ₁における柱部１０の外接円径と第２保持器Ａ₂における柱部１０の外接円径は同一径とされている。

図１および図２に示すように、第１保持器Ａ₁と第２保持器Ａ₂は、第１保持器Ａ₁の柱部１０間に第２保持器Ａ₂の柱部１０が配置される円筒形の組合わせとされる。

また、第１保持器Ａ₁と第２保持器Ａ₂は、外輪１と内輪３間に柱部１０が配置される組込みとされ、外輪１の閉塞端と内輪３のフランジ６によって軸方向に移動するのが防止される。

第１保持器Ａ₁と第２保持器Ａ₂の柱部１０間には内輪３のカム面８と対応する位置にポケット１１が形成され、各ポケット１１内に一対のローラ１２ａ、１２ｂと、その一対のローラ１２ａ、１２ｂが離反する方向に押圧する弾性部材１３とが組込まれている。

内輪３のガイド筒５内にはスライド軸１４が組込まれている。スライド軸１４は軸方向に移動可能とされ、移動手段１５によって移動される。

移動手段１５は、スライド軸１４と軸方向で対向する磁性体から成るロータ１６と、そのロータ１６と軸方向で対向する電磁石１７とから成り、前記電磁石１７のコイル１７ａに対する通電によってロータ１６にスライド軸１４を吸着させるようにしている。

ここで、電磁石１７は静止部材１８に支持され、その電磁石１７の外側に設けられた軸受１９によってロータ１６が回転自在に支持されている。

スライド軸１４と第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂の相互間には、スライド軸１４の軸方向の直線運動を第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂の回転運動に変換する運動変換機構２０が設けられている。

図１および図３に示すように、運動変換機構２０は第１保持器Ａ₁の柱部１０および第２保持器Ａ₂の柱部１０に相反する方向に傾斜するガイド孔２１ａ、２１ｂを設け、内輪３のガイド筒５には各ガイド孔２１ａ、２１ｂに対応して軸方向に延びる長孔２２を形成し、スライド軸１４には各ガイド孔２１ａ、２１ｂと長孔２２の交差部に挿通されるスイッチピン２３を設け、前記スライド軸１４がロータ１６に吸着される方向の移動時に、第１保持器Ａ₁と第２保持器Ａ₂の柱部１０間に形成されたポケット１１の周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器Ａ₁と第２保持器Ａ₂とを同じ角度だけ相対回転させるようにしている。

第１の実施形態で示す動力伝達装置は上記の構造から成り、図１は、電磁石１７のコイル１７ａに通電して、ロータ１６にスライド軸１４を吸着した状態を示し、第１保持器Ａ₁と第２保持器Ａ₂の柱部１０間に形成されたポケット１１は図２に示すように周方向の幅寸法が最も小さい状態とされ、一対のローラ１２ａ、１２ｂは円筒形内面７およびカム面８に対して係合解除された中立位置に保持されている。

このため、内輪３が回転しても、その回転は外輪１に伝達されず、内輪３はフリー回転する。

電磁石１７のコイル１７ａに対する通電を遮断すると、一対のローラ１２ａ、１２ｂ間に組込まれた弾性部材１３により一対のローラ１２ａ、１２ｂは離反する方向に移動すると共に、そのローラ１２ａ、１２ｂを介して第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂の柱部１０が相反する方向に押圧され、第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂は柱部１０間に形成されたポケット１１の周方向の幅寸法が大きくなる方向に相対回転し、ポケット１１内に組込まれた一対のローラ１２ａ、１２ｂは図８に示すように、円筒形内面７およびカム面８に係合するスタンバイ位置まで移動する。

また、第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂の相対回転により、ガイド孔２１ａ、２１ｂの傾斜状の側面がスイッチピン２３を押圧するため、スイッチピン２３は長孔２２に沿って移動し、スライド軸１４はロータ１６から離反する方向に後退動する。

スイッチピン２３が図６および図７に示すように、長孔２２の端面に当接する位置まで移動すると、第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂が停止すると共に、スライド軸１４も停止する。

このとき、一対のローラ１２ａ、１２ｂは図８に示すように、円筒形内面７およびカム面８に係合するスタンバイ位置に配置されているため、内輪３が同図で示す矢印の方向に回転すると、ポケット１１内に組込まれた一対のローラ１２ａ、１２ｂのうち回転方向後行側のローラ１２ｂが円筒形内面７およびカム面８に直ちに係合し、内輪３の回転はローラ１２ｂを介して外輪１に伝達される。

内輪３の回転方向が切換わると、係合状態にあった一方のローラ１２ｂは係合解除されると共に、他方のローラ１２ａが円筒形内面７およびカム面８に直ちに係合し、内輪３の回転はローラ１２ａを介して外輪１に伝達される。

このように、内輪３の回転方向が切換わると、一方のローラ１２ｂが係合解除されて他方のローラ１２ａが直ちに係合状態になるため、内輪３の回転方向の切換え時に係合ショックを発生させることは殆どない。

図９乃至図１１は、この発明に係る動力伝達装置の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態で示す動力伝達装置と先に述べた第１の実施形態で示す動力伝達装置とは、第１保持器Ａ₁の柱部１０および第２保持器Ａ₂の柱部１０のそれぞれに形成したガイド孔２１ａ、２１ｂの傾斜方向を逆向とした点、およびスライド軸１４とロータ１６との間に皿ばねから成る弾性部材２４を組込んでスライド軸１４をロータ１６から離反させる方向に押圧している点で相違している。

このため、第１の実施形態で示す動力伝達装置と同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態で示す動力伝達装置においては、電磁石１７の電磁コイル１７ａに通電してロータ１６にスライド軸１４を吸着させると、第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂は柱部１０間に形成されたポケット１１の周方向の幅寸法が大きくなる方向に相対回転し、その相対回転により一対のローラ１２ａ、１２ｂが弾性部材１３で押圧されて離反する方向に移動し、円筒形内面７およびカム面８に係合するスタンバイ位置に配置される。

また、電磁石１７のコイル１７ａに対する通電を遮断すると、スライド軸１４とロータ１６間に組込まれた弾性部材２４の押圧によりスライド軸１４がロータ１６から離反する方向に後退動し、そのロータ１６の後退動によりスイッチピン２３がガイド孔２１ａ、２１ｂの傾斜側面を押圧するため、第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂が柱部１０間に形成されたポケット１１の幅寸法が小さくなる方向に相対回転し、その相対回転によって一対のローラ１２ａ、１２ｂは図１０に示すように、円筒形内面７およびカム面８に対して係合解除される中立位置に戻される。

第２の実施形態で示されるように、第１保持器Ａ₁および第２保持器Ａ₂の柱部１０に形成されたガイド孔２１ａ、２１ｂを第１の実施形態で示す場合と逆向きとすることにより、電磁石１７の電磁コイル１７ａに対する通電によって一対のローラ１２ａ、１２ｂを係合位置にスタンバイさせることができ、内輪３の回転方向の切換え時に、係合状態にあった一方のローラを係合解除させて他方のローラを直ちに係合させることができるので、係合ショックが発生するのを防止することができる。

また、スライド軸１４とロータ１６との間に弾性部材２４を組込むことによって電磁石１７のコイル１７ａに対する通電の遮断時に一対のローラ１２ａ、１２ｂを係合解除位置まで確実に戻すことができ、動力伝達装置を正確に作動させることができる。

この発明に係る動力伝達装置の第１の実施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のIII−III線に沿った断面図一部切欠正面図第１保持器と第２保持器を示す分解斜視図作動状態を示す断面図図６に示す第１保持器と第２保持器の一部分を示す平面図図６の縦断側面図この発明に係る動力伝達装置の第２の実施形態を示す縦断正面図図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図図９に示す第１保持器と第２保持器の一部分を示す平面図（Ｉ）は従来の２方向クラッチを示す縦断正面図、（II）は２方向クラッチの係合状態を示す断面図

符号の説明

１外輪
３内輪
５ガイド筒
６フランジ（ストッパ）
７円筒形内面
８カム面
Ａ₁ 第１保持器
Ａ₂ 第２保持器
９環状部
１０柱部
１１ポケット
１２ａ、１２ｂローラ
１３弾性部材
１４スライド軸
１５移動手段
１６ロータ
１７電磁石
２０運動変換機構
２１ａ、２１ｂガイド孔
２２長孔
２３スイッチピン
２４弾性部材

Claims

円筒形内面を有する外輪と、前記円筒形内面との間でくさび形空間を形成するカム面が外周に設けられた内輪と、環状部の片面に複数の柱部が周方向に等間隔に設けられ、その柱部が前記外輪と内輪間に配置された第１保持器と、その第１保持器の柱部間に配置される複数の柱部を有し、その柱部と第１保持器の柱部間において前記カム面に対応してポケットを形成する第２保持器と、前記ポケット内に組込まれた一対のローラと、その一対のローラを離反する方向に押圧する弾性部材と、前記内輪の回転中心軸上に配置されて軸方向に移動可能なスライド軸と、このスライド軸を軸方向に移動させる移動手段と、前記スライド軸の軸方向の移動時に第１保持器と第２保持器が逆方向に同じ角度だけ相対回転するようスライド軸の軸方向の直線運動を第１保持器と第２保持器の回転運動に変換する運動変換機構とから成る動力伝達装置。
前記移動手段が、スライド軸と軸方向で対向する磁性体から成るロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によりロータにスライド軸を吸着させる電磁石とから成る請求項１に記載の動力伝達装置。
前記運動変換機構が、前記第１保持器および第２保持器のそれぞれに相反する方向に傾斜するガイド孔を形成し、内輪に形成されたガイド筒には第１保持器のガイド孔および第２保持器のガイド孔に対応して軸方向に延びる長孔を形成し、前記スライド軸には各長孔とその長孔に対応するガイド孔の交差部に挿入されるスイッチピンを設けた構成から成る請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
前記第１保持器および第２保持器に形成したガイド孔を、前記スライド軸のロータ側への移動によってポケットの周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器とが相対回転するよう傾斜させた請求項３に記載の動力伝達装置。
前記第１保持器および第２保持器に形成したガイド孔を、前記スライド軸のロータから離反する方向への移動によってポケットの周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器とが相対回転するよう傾斜させ、前記スライド軸を弾性部材によってロータから離反する方向に付勢した請求項３に記載の動力伝達装置。