JP2007170536A - ２方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】保持器に回転抵抗を負荷してその保持器に保持された係合子を係合位置に変位させる２方向クラッチにおいて、保持器に対する回転抵抗の安定化と耐久性の向上を図ることである。
【解決手段】外輪２と第２軸４の対向面間に組込まれた保持器９のポケット１１内にローラ１２を組込む。前記保持器９と外輪２の相互間に回転方向すきまをもって係合する係合手段１４を設ける。保持器９の端部外周に嵌合されて回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたアーマチュア１８を保持器９の端部に取付けた抜止めリング２２で抜止めする。ハウジング１にアーマチュア１８と軸方向で対向する電磁石１９を取付け、その電磁石１９に対する通電によりアーマチュア１８に磁気吸引力を付与して抜止めリング２２にアーマチュア１８を圧接させ、アーマチュア１８の吸引状態で、電磁石１９とアーマチュア１８との間にギャップｇが形成されるようにして、アーマチュア１８を非接触で回転させ、上記アーマチュア１８が接触摩耗するのを防止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転トルクの伝達と遮断の切換えを行う２方向クラッチに関するものである。

入力部材と出力部材の相互間において回転トルクの伝達と遮断の切換えを行う２方向クラッチとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。

この特許文献１に記載された２方向クラッチにおいては、入力部材と出力部材とを同軸上に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材の対向面間に組込まれた保持器のポケット内に、係合子を組込み、前記保持器と静止部材の相互間に抵抗付与手段を設け、この抵抗付与手段により保持器に摩擦抵抗を負荷し、その摩擦抵抗により保持器を入力部材に対して相対回転させて前記係合子を係合状態とし、その係合子を介して入力部材と出力部材の相互間で回転トルクを伝達するようにしている。

ここで、抵抗付与手段は、静止部材の内側に嵌合されて回り止めされ、かつ軸方向に移動自在とされた摩擦板を保持器の端部外周に嵌合し、その摩擦板の一側に設けられた弾性部材によって、摩擦板を保持器の端部外周に形成されたフランジに圧接し、その圧接面に作用する摩擦抵抗により、入力部材に対して保持器を遅らせて回転させるようにしている。
特開平９−２５９４６号公報

ところで、上記従来の２方向クラッチにおいては、入力部材から出力部材への回転トルクの伝達時、摩擦板は保持器のフランジに対して常に接触回転するため、接触面が摩耗し易く、その摩耗により摩擦抵抗が変化して、２方向クラッチを確実に動作させることができなくなり、上記摩擦抵抗の安定化および耐久性の向上を図るうえにおいて改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、保持器に回転抵抗を負荷して係合子を係合位置に変位させる上記のような２方向クラッチにおいて、保持器に対する回転抵抗の安定化と、耐久性の向上を図ることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、入力部材と出力部材とを同軸上に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材の対向面間に組込まれた保持器のポケット内に、前記入力部材に対する保持器の相対回転によって入力部材と出力部材を結合する係合子を組込み、前記保持器と入力部材の相互間に回転方向すきまをもって係合する係合手段を設け、前記保持器と静止部材の相互間に、保持器に回転抵抗を付与して、その保持器を入力部材に対して相対回転させる抵抗付与手段を設けた２方向クラッチにおいて、前記抵抗付与手段が、保持器の端部外周に嵌合されて回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、そのアーマチュアが保持器の端部から抜け出るのを防止する抜止めリングと、静止部材に取付けられてアーマチュアと軸方向で対向し、通電によりアーマチュアに磁気吸引力を付与して抜止めリングにアーマチュアを圧接させる電磁石とからなり、前記アーマチュアの吸引状態で、電磁石とアーマチュアとの間にギャップが形成されるようにした構成を採用したのである。

上記の構成からなる２方向クラッチにおいて、電磁石に通電してアーマチュアに磁気吸引力を負荷すると、アーマチュアが抜止めリングに圧接し、そのアーマチュアに負荷される磁気吸引力が保持器の回転抵抗となるため、保持器は入力部材に対して遅れて回転する。その保持器と入力部材の相対回転により係合子が入力部材と出力部材の双方に係合し、その係合子を介して入力部材の回転が出力部材に伝達される。
このとき、入力部材と共に保持器が回転すると共に、その保持器と共にアーマチュアが一体となって回転し、そのアーマチュアと電磁石との間には所定のギャップが形成されているため、アーマチュアが摩耗するようなことはない。

この発明に係る２方向クラッチにおいて、係合子は、ローラであってもよく、あるいは、スプラグであってもよい。ローラを係合子として採用する場合は、入力部材と出力部材の対向面における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でくさび状空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込むようにする。

また、スプラグを係合子として採用する場合は、入力部材と出力部材の対向面のそれぞれを円筒面に形成し、保持器を大径側保持器と小径側保持器とに分割し、その大径側保持器と小径側保持器の相対回転によりスプラグを傾動させて係合状態とする。

上記のように、電磁石からアーマチュアに負荷される磁気吸引力を保持器の回転抵抗とし、そのアーマチュアの吸引時に、電磁石とアーマチュアとの間にギャップが形成されるようにしたので、係合子の係合による入力部材から出力部材への回転トルクの伝達時、アーマチュアは非接触状態で回転することになる。このため、アーマチュアが摩耗するという不都合の発生は皆無であり、保持器に対して一定した回転抵抗を常に負荷することができると共に、耐久性に優れた２方向クラッチを得ることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１に示すように、円筒形のハウジング１内には、入力部材としての外輪２が組込まれ、その外輪２の閉塞端部に第１軸３が一体に設けられている。

外輪２内には、出力部材としての第２軸４の端部が挿入されて上記第１軸３と同軸上の配置とされ、その第２軸４と外輪２は、第２軸４の軸端部に組込まれた軸受５によって相対的に回転自在とされている。

図２および図３に示すように、外輪２の内径面にはカムリング６が圧入され、そのカムリング６の内径面には、第２軸４の外周に形成された円筒面７との間で周方向の両端が狭小のくさび状空間を形成するカム面８が設けられている。

カムリング６と第２軸４との間には保持器９が組込まれている。保持器９の外輪２の開口端側に位置する一端部は、外輪２の開口端から外部に位置し、その一端部と第２軸４間に組込まれた軸受１０によって、保持器９と第２軸４は相対的に回転自在に支持されている。

保持器９には、複数のポケット１１が周方向に間隔をおいて形成され、各ポケット１１内に、係合子としてのローラ１２が組込まれている。ローラ１２は、その両側に組込まれた一対の弾性部材１３によって円筒面７およびカム面８に対して非係合の中立位置に保持されている。

図３に示すように、上記保持器９とカムリング６の相互間には、回転方向に結合する係合手段１４が設けられている。係合手段１４は、カムリング６に形成された係合孔１５と、保持器９に固定されて上記係合孔１５内に挿入された係合ピン１６とからなり、上記係合孔１５は周方向に長い長孔とされ、その係合孔１５と係合ピン１６との間に回転方向隙間δが設けられている。

上記係合手段１４の係合ピン１６は、外輪２に対する保持器９の相対回転によってローラ１２が円筒面７とカム面８に係合した後、係合孔１５の端部に係合するようになっている。

図１に示すように、ハウジング１と保持器９の相互間には、保持器９に回転抵抗を負荷して、その保持器９を外輪２に対して相対回転させる抵抗付与手段１７が設けられている。

抵抗付与手段１７は、保持器９の一端部外周に嵌合された磁性体からなるアーマチュア１８と、ハウジング１内に組込まれて上記アーマチュア１８と軸方向で対向する電磁石１９とを有している。

図２および図４に示すように、アーマチュア１８の内周には多数の係合歯２０が形成され、その係合歯２０は保持器９の一端部外周に設けられた係合溝２１に係合し、その係合によってアーマチュア１８は保持器９に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動自在とされている。

保持器９の一端部には、上記アーマチュア１８より外側に止め輪からなる抜止めリング２２が取付けられ、その抜止めリング２２によってアーマチュア１８は抜止めされている。

図１に示すように、電磁石１９は、コア１９ａと、そのコア１９ａに支持された電磁コイル１９ｂとからなる。この電磁石１９はハウジング１に対して軸方向に非可動に支持され、上記電磁コイル１９ｂに通電すると、アーマチュア１８に磁気吸引力が負荷されて、アーマチュア１８が抜止めリング２２に圧接する。その圧接状態において、図２に示すように、アーマチュア１８と電磁石１９との間にギャップｇが形成されるようになっている。

実施の形態で示す２方向クラッチは上記の構成からなり、電磁石１９の電磁コイル１９ｂに通電すると、アーマチュア１８に磁気吸引力が負荷され、その磁気吸引力により、アーマチュア１８が軸方向に移動して抜止めリング２２に圧接する。

その圧接状態において、外輪２が回転すると、その外輪２は、係合孔１５の端部が係合ピン１６に当接する範囲で保持器９に対して相対回転し、その相対回転により、ローラ１２が円筒面７およびカム面８に係合すると共に、係合孔１５の端部が係合ピン１６に係合する。

このため、外輪２の回転は、ローラ１２および係合ピン１６と係合孔１５の端部の係合部から第２軸４に伝達され、第２軸４が外輪２と共に回転する。また、保持器９およびその保持器９に回り止めされたアーマチュア１８も外輪２と共に回転する。

このとき、アーマチュア１８と電磁石１９のコア１９ａの対向面間には所要のギャップｇが形成されているため、アーマチュア１８はコア１９ａに対して非接触状態で回転することになる。

このため、アーマチュア１８が摩耗するという不都合の発生はない。したがって、アーマチュア１８に対して常に一定した磁気吸引力を負荷することができ、２方向クラッチを常に確実に作動させることができると共に、耐久性に優れた２方向クラッチを得ることができる。

外輪２から第２軸４への回転伝達状態において、第２軸４が外輪２の回転速度を上回ると、弾性部材１３の押圧力によってローラ１２は円筒面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、外輪２から第２軸４への回転伝達が遮断され、第２軸４が外輪２に対してフリー回転する。

図１に示す実施の形態では、外輪２内にカムリング６を圧入し、そのカムリング６の内周にカム面８を形成したが、上記カムリング６を省略し、外輪２の内周にカム面を直接形成するようにしてもよい。この場合、外輪２の内周に係合孔１５を設けるようにする。

また、図１では、外輪２を入力部材とし、第２軸４を出力部材としたが、第２軸４を入力部材とし、外輪２を出力部材としてもよい。この場合、第２軸４と保持器９の相互間に係合手段１４を設けるようにする。また、外輪２の内周に円筒面を形成し、第２軸４の外周にその円筒面との間でくさび状空間を形成するカム面を設けるようにする。

さらに、図１では、係合子としてローラ１２を採用したが、図５に示すように、スプラグ２３を係合子としてもよい。スプラグ２３を係合子とする場合は、保持器９を、大径側保持器９ａと小径側保持器９ｂに分割し、その大径側保持器９ａと小径側保持器９ｂのそれぞれに形成されたポケット１１ａ、１１ｂ内にスプラグ２３を収納し、小径側保持器９ｂのポケット１１ｂ内にそのスプラグ２３を中立状態に保持する一対の弾性部材２４を組込む。

そして、外輪２を入力部材とする場合は、大径側保持器９ａを外輪２に固定すると共に、小径側保持器９ｂを回転自在とし、その小径側保持器９ｂに固定した係合ピン１６を大径側保持器９ａに形成された係合孔１５内に挿入する。

また、小径側保持器９ｂの端部外周に図１に示すアーマチュア１８を嵌合して抜止めリング２２で抜止めし、電磁石１９の電磁コイル１９ｂに対する通電によりアーマチュア１８を抜止めリング２２に圧接し、電磁石１９とアーマチュア１８の相互間に作用する磁気吸引力をアーマチュア１８の回転抵抗として、大径側保持器９ａと小径側保持器９ｂを相対回転させ、スプラグ２３を外輪２の内周に形成された円筒面２５と第２軸４の外周に形成された円筒面７に係合させるようにする。

一方、第２軸４を入力部材とする場合は、小径側保持器９ｂを第２軸４に固定すると共に、大径側保持器９ａを回転自在とし、その大径側保持器９ａに固定した係合ピンを小径側保持器９ｂに形成された係合孔内に挿入する。

そして、大径側保持器９ａの端部外周に図１に示すアーマチュア１８を嵌合して抜止めリング２２で抜止めし、電磁石１９の電磁コイル１９ｂに対する通電によりアーマチュア１８を抜止めリング２２に圧接し、電磁石１９とアーマチュア１８の相互間に作用する磁気吸引力をアーマチュア１８の回転抵抗として、大径側保持器９ａと小径側保持器９ｂを相対回転させ、スプラグ２３を外輪２の内周に形成された円筒面２５と第２軸４の外周に形成された円筒面７に係合させるようにする。

図５に示す２方向クラッチにおいても、外輪２と第２軸４の相互間における回転トルクの伝達時、アーマチュア１８を電磁石１９に対して非接触の状態で回転させることができるため、アーマチュア１８が摩耗するという不都合の発生はなく、アーマチュア１８に対して常に一定した磁気吸引力を負荷することができる。したがって、２方向クラッチを常に確実に作動させることができると共に、耐久性に優れた２方向クラッチを得ることができる。

この発明に係る２方向クラッチの実施の形態を示す縦断正面図 図１の一部分を拡大して示す断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 図１のIV−IV線に沿った断面図 この発明に係る２方向クラッチの他の実施の形態を示す断面図

符号の説明

１ ハウジング(静止部材)
２ 外輪
４ 第２軸
９ 保持器
１１ ポケット
１２ ローラ(係合子)
１３ 弾性部材
１４ 係合手段
１７ 抵抗付与手段
１８ アーマチュア
１９ 電磁石
２２ 抜止めリング
２３ スプラグ(係合子)
２４ 弾性部材

Claims (3)

1. 入力部材と出力部材とを同軸上に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材の対向面間に組込まれた保持器のポケット内に、前記入力部材に対する保持器の相対回転によって入力部材と出力部材を結合する係合子を組込み、前記保持器と入力部材の相互間に回転方向すきまをもって係合する係合手段を設け、前記保持器と静止部材の相互間に、保持器に回転抵抗を付与して、その保持器を入力部材に対して相対回転させる抵抗付与手段を設けた２方向クラッチにおいて、
   前記抵抗付与手段が、保持器の端部外周に嵌合されて回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、そのアーマチュアが保持器の端部から抜け出るのを防止する抜止めリングと、静止部材に取付けられてアーマチュアと軸方向で対向し、通電によりアーマチュアに磁気吸引力を付与して抜止めリングにアーマチュアを圧接させる電磁石とからなり、前記アーマチュアの吸引状態で、電磁石とアーマチュアとの間にギャップが形成されるようにしたことを特徴とする２方向クラッチ。
2. 前記係合子が、ローラからなる請求項１に記載の２方向クラッチ。
3. 前記係合子が、スプラグからなる請求項１に記載の２方向クラッチ。

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