JP2008144850A - Rotation transmitting device - Google Patents
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Abstract
Description
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換えに用いられる回転伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a rotation transmission device used for switching between power transmission and cutoff on a power transmission path.
FRベースの4輪駆動車において、補助駆動輪としての前輪に駆動力の伝達と遮断とを行う回転伝達装置として、外輪とその内側に組込まれた内輪間に2方向クラッチを組込み、その2方向クラッチに併設した電磁クラッチによって2方向クラッチの係合および係合解除を制御し、上記2方向クラッチの係合により外輪と内輪を結合して、外輪と内輪の相互間でトルクの伝達を行うようにしたものが従来から知られている。 In a FR-based four-wheel drive vehicle, a two-way clutch is incorporated between the outer ring and the inner ring incorporated in the inner ring as a rotation transmission device for transmitting and interrupting the driving force to the front wheel as the auxiliary driving wheel. The electromagnetic clutch attached to the clutch controls the engagement and disengagement of the two-way clutch, the outer ring and the inner ring are coupled by the engagement of the two-way clutch, and torque is transmitted between the outer ring and the inner ring. What has been known is conventionally known.
ここで、2方向クラッチは、外輪の内周に円筒面を形成し、内輪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ローラを組込み、そのローラを保持する保持器と内輪の相対回転によりローラ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、内輪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、ローラ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。 Here, the two-way clutch is formed with a cylindrical surface on the inner periphery of the outer ring, and provided with a cam surface on the outer periphery of the inner ring that forms a wedge-shaped space in which both ends in the circumferential direction are narrow with the cylindrical surface. A roller is incorporated between the cam surface and the cylindrical surface, and the roller is engaged with the cylindrical surface and the cam surface by the relative rotation of the retainer that holds the roller and the inner ring. Further, a switch spring is incorporated between the inner ring and the cage, and the cage is elastically held at the neutral position where the roller is disengaged from the cylindrical surface and the cam surface by the switch spring.
一方、電磁クラッチは、保持器に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアに外輪に接続されたロータを対向すると共に、そのロータに電磁石を対向し、この電磁石に対する通電により、ロータにアーマチュアを吸着し、外輪に結合された保持器と内輪の相対回転によりローラを円筒面およびカム面に係合させるようにしている。 On the other hand, the electromagnetic clutch faces the rotor connected to the outer ring to the armature that is supported by the cage and is movably supported in the axial direction, and the electromagnet is opposed to the rotor. The armature is attracted to the rotor, and the roller is engaged with the cylindrical surface and the cam surface by the relative rotation of the cage and the inner ring coupled to the outer ring.
上記回転伝達装置においては、電磁石の電磁コイルに対する通電によって2方向クラッチを係合させる構成であり、その2方向クラッチの係合状態を維持するために、電磁コイルに比較的大きな電流を流し続ける必要があるため、経済性に問題がある。また、電磁コイルが断線すると、2方向クラッチを係合させることができなくなり、安全上問題となるおそれがある。 In the rotation transmission device, the two-way clutch is engaged by energizing the electromagnetic coil of the electromagnet, and it is necessary to keep a relatively large current flowing through the electromagnetic coil in order to maintain the engaged state of the two-way clutch. There is a problem with the economy. If the electromagnetic coil is disconnected, the two-way clutch cannot be engaged, which may cause a safety problem.
そのような不都合を解消するため、本件出願人は、特許文献1において、ロータにスリットを形成し、そのスリット内に永久磁石を組込み、その永久磁石によりアーマチュアを吸着状態に保持し、内輪と保持器の相対回転により2方向クラッチを係合せしめ、電磁コイルに対する通電によりロータからアーマチュアを離反させて、2方向クラッチを係合解除させるようにした回転伝達装置を提案している。
In order to eliminate such inconvenience, the applicant of the present invention in
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、ロータにアーマチュアを吸着させる永久磁石は温度の変化により磁力が変化し易い特性があるため、温度の上昇による磁力の低下によって2方向クラッチを係合状態に切換えることができなくなる可能性があり、信頼性を高める上において改善すべき点が残されている。
By the way, in the rotation transmission device described in
この発明の課題は、外輪と内輪間に組込まれた2方向クラッチの係合および係合解除を温度変化の影響を受けることなく確実に制御することができるようにした信頼性の高い回転伝達装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a highly reliable rotation transmission device capable of reliably controlling the engagement and disengagement of a two-way clutch incorporated between an outer ring and an inner ring without being affected by a temperature change. Is to provide.
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内輪の対向面間に、係合子およびその係合子を保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて両輪を結合する2方向クラッチを組込み、その2方向クラッチの保持器にスイッチばねの弾性力を付与して、係合子が外輪の内周と内輪の外周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、前記2方向クラッチの一側方に、保持器の回転を制御する回転制御手段を設けた回転伝達装置において、前記回転制御手段が、前記保持器に回り止めされ、外輪の端面に向けて移動可能なアーマチュアと、そのアーマチュアに対向配置された押圧プレートと、その押圧プレートに接続されたプランジャおよびそのプランジャの周囲に設けられたコイルを有し、そのコイルに対する通電によりプランジャを軸方向に移動させてアーマチュアから押圧プレートを離反させる複数の直動形ソレノイドと、前記押圧プレートをアーマチュアに向けて付勢してアーマチュアを外輪の端面に押付ける弾性部材からなる構成を採用したのである。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, an engaging element and a retainer that retains the engaging element are provided between opposing surfaces of the outer ring and the inner ring that is incorporated inside the outer ring, and rotation control of the retainer is performed. A two-way clutch that engages the inner ring with the inner ring of the outer ring and the outer ring of the inner ring to couple the two wheels is incorporated, and the elastic force of the switch spring is applied to the cage of the two-way clutch so In a rotation transmission device in which a cage is elastically held at a neutral position where the engagement is disengaged from the circumference and the outer circumference of the inner ring, and a rotation control means for controlling the rotation of the cage is provided on one side of the two-way clutch. The rotation control means is prevented from rotating by the retainer and is movable toward the end face of the outer ring, a pressing plate disposed opposite to the armature, a plunger connected to the pressing plate, and the plunger A plurality of direct acting solenoids that move the plunger in the axial direction by energizing the coil and move the plunger away from the armature, and urge the pressure plate toward the armature Thus, a configuration composed of an elastic member that presses the armature against the end face of the outer ring is adopted.
上記の構成からなる回転伝達装置において、複数のソレノイドのそれぞれのコイルに対する通電の遮断状態で、アーマチュアは弾性部材の弾性力によって外輪の端面に押付けられた状態とされている。 In the rotation transmission device having the above-described configuration, the armature is pressed against the end face of the outer ring by the elastic force of the elastic member in a state where the energization of each coil of the plurality of solenoids is interrupted.
このため、内輪が回転すると、外輪とアーマチュアの接触部に作用する摩擦抵抗はアーマチュアの回転抵抗となるため、内輪と保持器が相対回転する。その相対回転により、スイッチばねが弾性変形すると共に、係合子が外輪の内周と内輪の外周に噛み込んで、2方向クラッチは係合状態となり、内輪の回転が上記係合子を介して外輪に伝達される。 For this reason, when the inner ring rotates, the frictional resistance acting on the contact portion between the outer ring and the armature becomes the rotational resistance of the armature, so that the inner ring and the cage rotate relative to each other. Due to the relative rotation, the switch spring is elastically deformed, and the engaging element is engaged with the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the inner ring, the two-way clutch is engaged, and the rotation of the inner ring is transferred to the outer ring through the engaging element. Communicated.
内輪と外輪の相互間における回転トルクの伝達状態において、複数のソレノイドの各コイルに通電すると、プランジャが後退し、押圧プレートが弾性部材の弾性力に抗してアーマチュアから離反する。その離反によりアーマチュアは押圧が解除されるため、スイッチばねの復元弾性により保持器が回動されて係合子が係合解除する中立位置に戻され、内輪から外輪への回転伝達が遮断される。 In the state of transmission of rotational torque between the inner ring and the outer ring, when each coil of the plurality of solenoids is energized, the plunger moves backward, and the pressing plate separates from the armature against the elastic force of the elastic member. The release of the armature releases the armature, so that the retainer is rotated by the restoring elasticity of the switch spring to return to the neutral position where the engagement element is disengaged, and the rotation transmission from the inner ring to the outer ring is interrupted.
ここで、押圧プレートをアーマチュアに向けて付勢する弾性部材は、内輪の回転中心と同軸上に配置された単一のコイルばねからなるものであってもよく、あるいは、各ソレノイドのプランジャの外側に設けられたソレノイドと同数のコイルばねからなるものであってもよい。 Here, the elastic member that urges the pressing plate toward the armature may consist of a single coil spring arranged coaxially with the center of rotation of the inner ring, or outside the plunger of each solenoid. It may be composed of the same number of coil springs as the solenoids provided in.
この発明に係る回転伝達装置において、複数のソレノイドを同一円上に等間隔に配置し、その複数のソレノイドを、隣接するソレノイドが組み違いとなるよう数組にグループ分けし、各組のソレノイドにおけるコイルを直列に接続し、その直列に接続した各組を並列に接続することにより、並列に接続された1本の電線が切断して1組のソレノイドのコイルに通電することができなくなったとしても、残りの組のソレノイドに通電することができるため、2方向クラッチの係合解除方向への切換えが可能となり、信頼性をさらに高めることができる。 In the rotation transmission device according to the present invention, a plurality of solenoids are arranged at equal intervals on the same circle, and the plurality of solenoids are grouped into several groups so that adjacent solenoids are combined in different ways. By connecting the coils in series and connecting each series connected in parallel, one electric wire connected in parallel is cut and it becomes impossible to energize the coil of one set of solenoids. However, since the remaining solenoids can be energized, the two-way clutch can be switched to the disengagement direction, and the reliability can be further improved.
また、押圧プレートのアーマチュアと対向する面にスラスト軸受を設けると、内輪から外輪への回転トルクの伝達時に、押圧プレートとアーマチュアとをスムーズに相対回転させることができるため、トルク損出の低減を図ることができる。 In addition, if a thrust bearing is provided on the surface of the pressing plate facing the armature, the pressing plate and the armature can be smoothly rotated relative to each other when transmitting rotational torque from the inner ring to the outer ring, reducing torque loss. Can be planned.
上記のように、この発明においては、弾性部材の弾性力によりアーマチュアを外輪の端面に押付けて2方向クラッチを係合状態とし、複数のソレノイドの各コイルに対する通電によりアーマチュアの押圧を解除して2方向クラッチを係合解除させるようにしたので、電気系統の故障によって複数のソレノイドのコイルに通電することができなくなったとしても、2方向クラッチを係合させることができる。 As described above, according to the present invention, the armature is pressed against the end face of the outer ring by the elastic force of the elastic member to engage the two-way clutch, and the armature is released by energizing each coil of the plurality of solenoids. Since the directional clutch is disengaged, the two-way clutch can be engaged even if it becomes impossible to energize the coils of the plurality of solenoids due to a failure in the electrical system.
また、2方向クラッチの係合および係合解除が弾性部材の弾性力と複数のソレノイドの作動によるものであるため、温度の変化に影響を受けることなく2方向クラッチを確実に制御することができ、信頼性の高い回転伝達装置を得ることができる。 In addition, since the engagement and disengagement of the two-way clutch is due to the elastic force of the elastic member and the operation of a plurality of solenoids, the two-way clutch can be reliably controlled without being affected by temperature changes. A highly reliable rotation transmission device can be obtained.
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の内部は仕切り板2によって第1室3と第2室4に区画され、その第1室3内に組込まれた軸受5によって外輪10が回転自在に支持されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the interior of the
外輪10は閉塞端を有し、その閉塞端に出力軸11が一体に設けられている。外輪10の内部には内輪12が組込まれ、その内輪12と外輪10は外輪10の閉塞端部内に組込まれた軸受13によって相対的に回転自在に支持されている。
The
内輪12には入力軸14が接続されている。また、内輪12は大径部12aを有し、その大径部12aと外輪10の対向部間に、内輪12と外輪10とを結合および結合解除する2方向クラッチ20が組込まれている。
An
図1および図4に示すように、2方向クラッチ20は、外輪10の内周に円筒面21を形成し、内輪12の大径部12aの外周には上記円筒面21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22を周方向に設け、各カム面22と円筒面21間に係合子としてのローラ23を組込み、そのローラ23を保持器24により保持している。
As shown in FIGS. 1 and 4, the two-
内輪12の大径部12aの端面にはばね円筒部25が形成され、そのばね円筒部25内にスイッチばね26が組込まれている。スイッチばね26は周方向の一部が切離され、その切離し端から外向きに設けられた一対の押圧片26aはばね円筒部25に形成された切欠部27および保持器24の端部に設けられた切欠き28内に挿入されて切欠部27および切欠き28の周方向で対向する側面を相反する方向に押圧し、その押圧によって、各ローラ23が円筒面21およびカム面22と係合解除される中立位置に保持器24を弾性保持している。
A spring
図1に示すように、外輪10の開口端における軸方向の一側には、2方向クラッチ20の保持器24の回転制御によってローラ23の係合および係合解除を制御する回転制御手段30が設けられている。
As shown in FIG. 1, on one side in the axial direction at the open end of the
回転制御手段30は、外輪10の開口端面に対向配置されたアーマチュア31と、そのアーマチュア31と軸方向で対向する押圧プレート32と、その押圧プレート32をアーマチュア31から離反する方向に移動させる複数の直動形ソレノイド33と、上記押圧プレート32をアーマチュア31に向けて付勢する弾性部材34とからなる。
The rotation control means 30 includes an
アーマチュア31はリング状をなし、その内周に形成されたガイド筒35は内輪12の円筒部25に嵌合されてスライド自在に支持されている。また、アーマチュア31には保持器24の端面と対向する位置に係合孔36が形成され、その係合孔36に保持器24の端面に設けられた突片37が係合し、その係合によって、アーマチュア31は保持器24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。
The
押圧プレート32はリング状をなし、アーマチュア31と対向する面にはスラスト軸受38が設けられている。スラスト軸受38として、ここでは、針状ころを転動体とするスラスト針状ころ軸受が採用されている。
The
図6に示すように、ソレノイド33は、ソレノイド本体39と、そのソレノイド本体39の中心部に形成されたガイド孔40内にスライド自在に挿入されたプランジャ41と、プランジャ40の周囲に設けられたコイル42を有し、上記コイル42に対する通電によってプランジャ41がソレノイド本体39内に引き込まれる方向に移動するようになっている。
As shown in FIG. 6, the
図1および図2に示すように、複数のソレノイド33のそれぞれは第2室4内に組込まれ、入力軸14を中心とする同一円上に等間隔に配置されて仕切り板2に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, each of the plurality of
また、複数のソレノイド33の各プランジャ41の先端部は押圧プレート32に連結され、各ソレノイド33のコイル42に対する通電によりプランジャ41をソレノイド本体39内に引き込むことによってアーマチュア31から離反する方向に押圧プレート32を移動させるようにしている。
Further, the tip portions of the
押圧プレート32をアーマチュア31に向けて付勢する弾性部材34はコイルばねからなる。この弾性部材34は複数のソレノイド33の各プランジャ41の外側に設けられている。なお、弾性部材34として径の大きなコイルばねを採用し、そのコイルばねを入力軸と同軸上に配置して押圧プレート32をアーマチュア31に向けて付勢するようにしてもよい。
The
図8に示すように、複数のソレノイド33は、隣接するソレノイド33が組み違いとなるよう数組にグループ分けされている。実施の形態では、12個のソレノイド33を3個1組として4組にグループ分けし、各組のソレノイド33におけるコイル42を直列に接続し、その直列に接続した各組を並列に接続している。同図における50は、グループ分けされた各組のソレノイド33のコイル42を直列に接続する電線を示す。
As shown in FIG. 8, the plurality of
実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造からなり、図7は、複数のソレノイド33の各コイル42に対する通電の遮断状態を示し、弾性部材34が押圧プレート32を押圧する押圧力によってアーマチュア31は外輪10の開口端面に押付けられている。
The rotation transmission device shown in the embodiment has the above-described structure, and FIG. 7 shows a state where power to the
図7に示す状態から内輪12が回転すると、アーマチュア31と外輪10の開口端面間の摩擦抵抗は保持器24の回転抵抗となるため、内輪12と保持器24が相対回転する。その相対回転により、図5(b)に示すように、ローラ23が円筒面21およびカム面22に係合して2方向クラッチ20が係合状態となり、内輪12の回転がローラ23を介して外輪10に伝達される。また、内輪12と保持器24の相対回転により、スイッチばね26が弾性変形する。
When the
外輪10が内輪12とともに回転するとき、アーマチュア31も一体に回転し、そのアーマチュア31は押圧プレート32に対して相対回転する。このとき、アーマチュア31と押圧プレート32の対向面間にはスラスト軸受38が組込まれているため、アーマチュア31と押圧プレート32はスムーズに相対回転することになり、トルク損出は少ない。
When the
2方向クラッチ20の係合解除に際しては、複数のソレノイド33の各コイル42に通電する。その通電によって、複数のソレノイド33の各プランジャ41がソレノイド本体39内に引き込まれる方向に移動するため、押圧プレート32はアーマチュア31から離反する方向に移動し、図6に示すように、アーマチュア31の押圧が解除される。
When the two-way clutch 20 is disengaged, the
アーマチュア31の押圧の解除により、スイッチばね26の復元弾性によって保持器24が回転し、図5(a)に示すように、ローラ23は円筒面21およびカム面22に対して係合解除される中立位置に戻されて、2方向クラッチ20は係合解除状態となり、内輪12から外輪10への回転伝達が遮断され、内輪12がフリー回転する。
When the
ここで、2方向クラッチ20を係合解除方向に切換える複数のソレノイド33は、図8に示すように数組にグループ分けされ、各組のソレノイド33におけるコイル42は直列に接続され、その直列に接続された各組は並列に接続されているため、並列に接続された1本の電線が切断して1組のソレノイド33のコイル42に通電することができなくなったとしても、残りの組のソレノイド33に通電することができる。このため、2方向クラッチ20を係合解除状態に確実に切換えることができ、回転伝達装置の信頼性は極めて高い。
Here, the plurality of
実施の形態で示す回転伝達装置においては、弾性部材34の弾性力によりアーマチュア31を外輪10の端面に押付けて2方向クラッチ20を係合状態とし、複数のソレノイド33の各コイル42に対する通電によりアーマチュア31の押圧を解除して2方向クラッチ20を係合解除させる構成であるため、電気系統の故障によって複数のソレノイド33のコイル42に通電することができなくなったとしても、2方向クラッチ20を係合させることができる。
In the rotation transmission device shown in the embodiment, the
また、2方向クラッチ20の係合および係合解除が弾性部材34の弾性力と複数のソレノイド33の作動によるものであるため、温度の変化に影響を受けることなく2方向クラッチ20を確実に制御することができ、信頼性の高い回転伝達装置を得ることができる。
Further, since the engagement and disengagement of the two-way clutch 20 is due to the elastic force of the
10 外輪
12 内輪
20 2方向クラッチ
23 ローラ(係合子)
24 保持器
26 スイッチばね
30 回転制御手段
31 アーマチュア
32 押圧プレート
33 ソレノイド
34 弾性部材
38 スラスト軸受
41 プランジャ
42 コイル
10
24
Claims (4)
前記回転制御手段が、前記保持器に回り止めされ、外輪の端面に向けて移動可能なアーマチュアと、そのアーマチュアに対向配置された押圧プレートと、その押圧プレートに接続されたプランジャおよびそのプランジャの周囲に設けられたコイルを有し、そのコイルに対する通電によりプランジャを軸方向に移動させてアーマチュアから押圧プレートを離反させる複数の直動形ソレノイドと、前記押圧プレートをアーマチュアに向けて付勢してアーマチュアを外輪の端面に押付ける弾性部材からなることを特徴とする回転伝達装置。 An engaging element and a retainer for holding the engaging element are provided between opposing surfaces of the outer ring and the inner ring incorporated therein, and the engaging element is engaged with the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the inner ring by controlling the rotation of the retainer. A two-way clutch that combines the two wheels is assembled, and the elastic force of the switch spring is applied to the cage of the two-way clutch so that the engagement element is disengaged from the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the inner ring. In the rotation transmission device that elastically holds the cage in a neutral position and provided with a rotation control means for controlling the rotation of the cage on one side of the two-way clutch,
The rotation control means is prevented from rotating by the retainer and is movable toward the end face of the outer ring, a pressing plate disposed opposite to the armature, a plunger connected to the pressing plate, and the periphery of the plunger A plurality of direct acting solenoids that move the plunger in the axial direction by energizing the coil to move the pressing plate away from the armature, and urge the pressing plate toward the armature A rotation transmission device comprising an elastic member that presses against the end face of the outer ring.
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