JP2008057625A

JP2008057625A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP2008057625A
Application number: JP2006234100A
Authority: JP
Inventors: Satoru Yamagata; 哲山形; Koji Sato; 光司佐藤; Masako Ashimori; 雅子芦森
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-03-13

Abstract

【課題】外輪とその内側に組込まれたカムリングとの間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチの係合および係合解除を電磁クラッチにより制御するようにした回転伝達装置において、部品点数の低減化を図ることである。
【解決手段】電磁クラッチ２０を、２方向クラッチ１０の保持器１４に回り止めされたアーマチュア２１と、そのアーマチュア２１に対向配置されたスイッチングプレート２２と、そのスイッチングプレート２２に対向配置された電磁石２３と、その電磁石２３から離反する方向にスイッチングプレート２２を付勢する離反ばね２４とで形成し、上記電磁石２３の電磁コイル２３ａに対する通電により、その電磁コイル２３ａを支持するコア２３ｂでスイッチングプレート２２を吸着するようにして、従来必要であったロータやそのロータを支持するロータガイドを不要として、部品点数の削減を図る。
【選択図】図１

Description

この発明は、駆動軸と被駆動軸の相互間において回転トルクの伝達と遮断とを行う回転伝達装置に関するものである。

ステアリングホイールの舵角に応じてコントローラにより制御される操舵アクチュエータを介してステアリングギヤの舵角を操作し、上記コントローラにより制御された操舵反力を反力シミュレータを介してステアリングホイールに伝達するステヤバイワイヤシステムにおいては、ステアリングホイールとステアリングギヤが機械的に連結されていないため、操舵アクチュエータや反力シミュレータ等が万一故障すると、操舵不能に陥る可能性がある。

そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載されたステヤバイワイヤシステムにおいては、ステアリングホイールの回転が伝達される第１軸とステアリングギヤに回転トルクを伝達する第２軸との間に、２方向クラッチおよびその２方向クラッチを制御する電磁クラッチを具備する回転伝達装置を設け、操舵アクチュエータや反力シミュレータ等が万一故障した際に、その回転伝達装置の２方向クラッチにより上記第１軸と第２軸とを結合して、ステアリングホイールで直接操舵できるようにしている。

ここで、２方向クラッチは、第２軸に接続される外輪の内周に円筒面を形成し、その外輪内に組み込まれて第１軸に接続されるカムリングの外周には上記円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間に係合子を組込み、その係合子を保持する保持器とカムリングの相対回転により係合子を円筒面およびカム面に係合させるようにしている。また、カムリングと保持器との間にスイッチばねを組込み、そのスイッチばねにより、係合子が円筒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器を弾性保持している。

一方、電磁クラッチは、外輪と同軸上に配置されたロータと、そのロータと保持器との間で軸方向に移動可能とされ、かつ、保持器に対して回り止めされたアーマチュアと、そのアーマチュアとロータとの間で軸方向に移動可能に支持されたスイッチングプレートと、そのスイッチングプレートをロータから離反する方向に付勢する離反ばねと、上記ロータに対向配置され、通電によってスイッチングプレートをロータに吸着させる電磁コイルとからなり、上記電磁コイルに対する通電の解除により、離反ばねの押圧力によってロータからスイッチングプレートを離反させて外輪の開口端部にアーマチュアを押し付け、そのアーマチュアが回り止めされた保持器とカムリングの相対回転により係合子を円筒面およびカム面に係合させて、外輪とカムリングを結合し、第１軸の回転を第２軸に伝えるようにしている。

特開２００５−２６２９６９号公報

ところで、上記特許文献１に記載された回転伝達装置においては、外輪の開口端部内にロータガイドを組込み、そのロータガイド内にロータを組み込んで回り止めした部品点数の多い構成であるため、組立てに手間がかかると共に、コストも高く、部品点数の低減化を図るうえにおいて改善すべき点が残されていた。

この発明の課題は、外輪とその内側に組込まれたカムリングとの間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチの係合および係合解除を電磁クラッチにより制御するようにした回転伝達装置において、部品点数の低減化を図ることである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、外輪とその内側に組込まれたカムリングとの間に、外輪とカムリングを結合および結合解除する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチを２方向クラッチに併設し、前記２方向クラッチが、外輪の内周に円筒面を形成し、カムリングの外周に前記円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成する複数のカム面を等間隔に設け、各カム面と円筒面間に係合子を組込み、その係合子を前記外輪とカムリング間に組込まれた保持器で保持し、その保持器とカムリングとの間に、係合子が円筒面およびカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組み込んだ構成とされた回転伝達装置において、前記電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動可能に支持されて外輪の開口端部に設けられた当接部と軸方向で対向するアーマチュアと、そのアーマチュアと軸方向で対向して軸方向に移動自在に支持されたスイッチングプレートと、静止部材に支持されてスイッチングプレートと軸方向で対向する電磁石と、その電磁石から離反する方向にスイッチングプレートを付勢する離反ばねとからなり、前記電磁石の電磁コイルに対する通電によってその電磁コイルを支持するコアにスイッチングプレートを吸着させるようにした構成を採用したのである。

ここで、コアのスイッチングプレートと対向する端部に、スイッチングプレートが衝合可能なフランジを設けることによって、コアのスイッチングプレートを吸着支持する吸着面の面積の増大を図ることができるため、電磁コイルに対する通電時に、上記コアによってスイッチングプレートを確実に吸着保持することができる。このため、アーマチュアの接触回転によるスイッチングプレートの連れ回りを防止することができ、２方向クラッチが誤作動するのを防止することができる。

上記のように、電磁石のコアによってスイッチングプレートを吸着支持することによって、特許文献１に記載されたロータガイドやロータを不要とすることができるため、部品点数を削減し、組立ての容易化とコストの低減を図ることができる。

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、ハウジング１は円筒状をなし、その一端には端板２が設けられ、他端が開口している。

ハウジング１の内部には、外輪３が組込まれ、その外輪３の内部にカムリング４が組込まれている。カムリング４には第１軸５が接続され、その第１軸５はハウジング１の端板２に貫通し、その貫通部に組込まれた軸受６によって回転自在に支持されている。

外輪３は、ハウジング１の開口端側に閉塞端を有し、その閉塞端に第２軸７が設けられている。この外輪３は、ハウジング１の開口端部内に組込まれた軸受８によって回転自在に支持されている。また、外輪３の内部にはカムリング４の端部を回転自在に支持する軸受９が組込まれている。

カムリング４と外輪３との間には、そのカムリング４と外輪３とを結合および結合解除する２方向クラッチ１０が組込まれている。

図１および図４に示すように、２方向クラッチ１０は、外輪３の内周に円筒面１１を形成し、カムリング４の外周には上記円筒面１１との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成する平坦なカム面１２を周方向に連続して設け、その各カム面１２と円筒面１１間に係合子としてのローラ１３を組込み、そのローラ１３を保持器１４に形成されたポケット１５によって保持している。

また、カムリング４の外輪開口側の端面に円筒部１６を形成し、その円筒部１６内に一部が切離されたスイッチばね１７を組込み、そのスイッチばね１７の両端に形成された一対の押圧片１７ａを円筒部１６に形成された切欠部１８から保持器１４の端部に設けられた切欠き１９内に嵌合して切欠部１８および切欠き１９の周方向で対向する一対の側面を相反する方向に押圧し、その押圧によって、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除された位置に保持器１４を弾性保持している。

図１に示すように、カムリング４に接続された第１軸５上には、上記２方向クラッチ１０に併設して、その２方向クラッチ１０の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０が設けられている。

図２に示すように、電磁クラッチ２０は、外輪３の開口端面に対向配置されたアーマチュア２１と、そのアーマチュア２１に対向配置されたスイッチングプレート２２と、そのスイッチングプレート２２に対向配置された電磁石２３と、その電磁石２３とスイッチングプレート２２の相互間に設けられた離反ばね２４とを有し、上記外輪３の開口端面はアーマチュア２１の当接部２５とされている。

アーマチュア２１は、カムリング４の端面に形成された円筒部１６の外周に嵌合されて軸方向に移動自在に支持されている。このアーマチュア２１には係合孔２６が形成され、その係合孔２６に保持器１４の開口端部に形成された係合片２７が係合し、その係合によってアーマチュア２１は保持器１４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。

スイッチングプレート２２は第１軸５に嵌合されて軸方向に移動自在とされている。

電磁石２３は、電磁コイル２３ａと、その電磁コイル２３ａを支持するコア２３ｂとからなり、上記コア２３ｂは、外筒部２３ｃおよび内筒部２３ｄを有し、その外筒部２３ｃと内筒部２３ｄ間に形成された環状空間の開口部がスイッチングプレート２２と対向する配置とされている。また、コア２３ｂは、図１に示すように、ハウジング１の端板２で支持されて軸方向に非可動の支持とされている。

コア２３ｂの外筒部２３ｃの端部外周には係合溝２９が形成され、その係合溝２９に取付けた止め輪２８とスイッチングプレート２２の片面外周部間に離反ばね２４が組み込まれている。この離反ばね２４は、コア２３ｂから離反する方向にスイッチングプレート２２を付勢している。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造からなり、その回転伝達装置を前述の特許文献１で示されるステアバイワイヤシステムに採用する場合は、ステアリングホイールの回転が第１軸５に伝達されるようにすると共に、第２軸７の回転がステアリングギヤに伝達されるようにする。そして、通常の運転時には、電磁石２３の電磁コイル２３ａに通電しておくと共に、電気系統の故障によって操舵不能になった際には、上記電磁コイル２３ａに対する通電を遮断する。

図２は電磁石２３の電磁コイル２３ａに対する通電状態を示し、その通電により、同図の鎖線イで示すように、コア２３ｂおよびスイッチングプレート２２に磁束が流れて、スイッチングプレート２２がコア２３ｂの外筒部２３ｃおよび内筒部２３ｄの端面に吸着され、外輪３に対するアーマチュア２１の結合が解除される。

このため、ステアリングホイールの操舵によって第１軸５と共にカムリング４が回転すると、その回転はスイッチばね１７を介して保持器１４に伝達されて、保持器１４がカムリング４と共に回転し、図５(Ｉ)に示すように、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除された中立位置に保持された状態で回転することになる。このため、第１軸５と共に回転するカムリング４の回転は外輪３に伝達されず、第１軸５とカムリング４がフリー回転する。

電磁コイル２３ａに対する通電を解除すると、離反ばね２４の復元弾性により、スイッチングプレート２２がコア２３ｂから離反する方向に移動し、その移動によって、図３に示すように、アーマチュア２１が外輪３の当接部２５に押付けられ外輪３に結合される。

このため、ステアリングホイールの操舵によって第１軸５と共にカムリング４が回転すると、そのカムリング４と保持器１４が相対回転し、その相対回転によって、図５(II)に示すように、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に係合し、２方向クラッチ１０がカムリング４と外輪３を結合する状態となる。

このため、ステアリングホイールによってステアリングギヤを手動によって操作し得るようになる。

なお、保持器１４とカムリング４が相対回転すると、スイッチばね１７が弾性変形する。このため、電気系統の故障の修理後に、電磁コイル２３ａに通電され、スイッチングプレート２２がコア２３ｂに吸着されると、スイッチばね１７の復元弾性により保持器１４が復帰回転し、図５(Ｉ)に示すように、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除される中立位置に戻される。

図１乃至図５に示す実施の形態のように、電磁石２３のコア２３ｂによってスイッチングプレート２２を吸着支持することによって、特許文献１に記載されたロータガイドやロータを不要とすることができる。このため、特許文献１に記載された回転伝達装置に比較して、部品点数が少なくなり、組立ての容易化とコストの低減を図ることができる。

図６は、この発明に係る回転伝達装置の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、第１軸５に大径のラジアル軸受面５ａを形成して、そのラジアル軸受面５ａでスイッチングプレート２２を軸方向に移動自在に支持している。

また、コア２３ｂに形成された外筒部２３ｃおよび内筒部２３ｄのスイッチングプレート２２側の端部に、そのスイッチングプレート２２が衝合可能なフランジ３０を設け、そのフランジ３０とスイッチングプレート２２間に離反ばね２４を組み込んで、図２に示す止め輪２８を省略している。

他の構成は、図１乃至図５に示す実施の形態と同一であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。

図６の実施の形態で示すように、コア２３ｂの外筒部２３ｃおよび内筒部２３ｄにフランジ３０を設けることによって、コア２３ｂのスイッチングプレート２２を吸着支持する吸着面の面積の増大を図ることができるため、電磁コイル２３ａに対する通電時に、上記コア２３ｂによってスイッチングプレート２２を確実に吸着保持することができる。このため、アーマチュア２１の接触回転によるスイッチングプレート２２の連れ回りを防止することができ、２方向クラッチ１０が誤作動するのを防止することができる。

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に示す２方向クラッチと電磁クラッチ部の一部を拡大して示す断面図電磁コイルに対する通電の遮断状態を示す断面図図１のIV−IV線に沿った断面図 (Ｉ)は、２方向クラッチの係合解除状態を示す断面図、(II)は、２方向クラッチの係合状態を示す断面図この発明に係る回転伝達装置の他の実施の形態を示す断面図

符号の説明

３外輪
４カムリング
１０２方向クラッチ
１１円筒面
１２カム面
１３ローラ(係合子)
１４保持器
１７スイッチばね
２０電磁クラッチ
２１アーマチュア
２２スイッチングプレート
２３電磁石
２３ａ電磁コイル
２３ｂコア
２４離反ばね
２５当接部
３０フランジ

Claims

外輪とその内側に組込まれたカムリングとの間に、外輪とカムリングを結合および結合解除する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチを２方向クラッチに併設し、前記２方向クラッチが、外輪の内周に円筒面を形成し、カムリングの外周に前記円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成する複数のカム面を等間隔に設け、各カム面と円筒面間に係合子を組込み、その係合子を前記外輪とカムリング間に組込まれた保持器で保持し、その保持器とカムリングとの間に、係合子が円筒面およびカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組み込んだ構成とされた回転伝達装置において、
前記電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動可能に支持されて外輪の開口端部に設けられた当接部と軸方向で対向するアーマチュアと、そのアーマチュアと軸方向で対向して軸方向に移動自在に支持されたスイッチングプレートと、静止部材に支持されてスイッチングプレートと軸方向で対向する電磁石と、その電磁石から離反する方向にスイッチングプレートを付勢する離反ばねとからなり、前記電磁石の電磁コイルに対する通電によってその電磁コイルを支持するコアにスイッチングプレートを吸着させるようにしたことを特徴とする回転伝達装置。
前記コアのスイッチングプレートと対向する端部に、スイッチングプレートが衝合可能なフランジを設けた請求項１に記載の回転伝達装置。