JP2008202627A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁クラッチによって２方向クラッチを制御する回転伝達装置において、保持器の突片とアーマチュアの係合部の強度を高めて変形や破損を防止する。
【解決手段】外輪１と内輪２間に２方向クラッチ１０を組込み、その２方向クラッチ１０に併設して電磁クラッチ２０を設ける。電磁クラッチ２０を、保持器１４の端面に形成された突片２６が係合される係合孔２５を有し、その係合孔２５と突片２６の係合によって保持器１４に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在とされたアーマチュア２１と、アーマチュア２１と軸方向で対向するロータ２２と、通電によってロータ２２にアーマチュア２１を吸着させる電磁石２３とで形成する。保持器１４に形成された突片２６を保持器１４の肉厚より厚くして強度を高めると共に、その突片２６と係合孔２５の周方向の係合部での接触面積の増大により面圧を低下させて、係合部での変形や破損を防止する。
【選択図】図２

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。

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、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においては、入力側部材に形成された大径部とその外側に設けられた外輪間に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入力側部材と外輪を結合して、入力側部材と外輪の相互間で回転トルクの伝達を行うようにしている。

ここで、２方向クラッチは、外輪の内周に円筒面を形成し、入力側部材の大径部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からなる係合子を組込み、その係合子を保持する保持器と入力側部材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、入力側部材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、保持器の端面に形成された突片が挿入される係合孔を有し、その係合孔と上記突片の係合によって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と、外輪に接続されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向する電磁石と、上記アーマチュアをロータから離反する方向に付勢する離反ばねとからなり、上記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、外輪に結合されたアーマチュアと入力側部材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。

特開２００５−２４９００３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、保持器の端面に設けられた突片が上記保持器の厚みと同一厚みであって比較的厚みが薄く、上記突片と係合孔の周方向の係合部における接触面積が小さいため、以下のような問題を生じる可能性がある。

すなわち、２方向クラッチの係合解除によって内輪がフリー回転する際、その内輪の回転はスイッチばねを介して保持器に伝達され、また、保持器の回転は係合孔と突片の周方向の係合部からアーマチュアに伝達され、上記係合部に回転トルクが負荷されることになる。

また、アーマチュアの回転状態において、電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着し、そのアーマチュアを急激に停止させると、係合孔と突片の周方向の係合部に比較的大きな衝撃力が負荷されることになる。

このように、係合孔と突片の周方向の係合部には、トルク伝達による負荷や衝撃力が繰り返し負荷されることになる。このとき、係合部での接触面積が小さいため、面圧が高く、係合孔と突片の周方向の係合部が変形したり、突片が破損する可能性がある。

この発明の課題は、電磁クラッチによって２方向クラッチを制御する上記のような回転伝達装置において、保持器の端面に形成した突片とアーマチュアの係合孔の周方向の係合部の強度を高めて変形や破損を防止することである。

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内輪との間に、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と内輪の対向面に噛み込ませて外輪と内輪とを結合する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチに併設して、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設け、その電磁クラッチが、係合孔を有し、その係合孔と前記保持器の端面に形成された突片の係合により保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪の開口端部に接続されたロータガイド内に組込まれてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によってロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなる回転伝達装置において、前記突片を保持器の厚みより厚肉とし、前記アーマチュアに形成された係合孔をその突片がほぼぴったりと嵌り合う大きさとした構成を採用したのである。

上記のように、保持器の端面に形成した突片の厚みを保持器の肉厚より厚肉とすることにより、突片の強度が向上するだけでなく、上記突片とアーマチュアの係合孔の周方向の係合部での接触面積の増大によって面圧が低下するため、係合部での変形や破損の防止に効果を挙げることができる。

また、係合孔を突片がほぼぴったりと嵌り合う大きさとしたことによって、アーマチュアの径方向のガタツキを防止し、異音の発生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面に基いて説明する。図１に示すように、外輪１の内側には内輪２が組込まれ、その外輪１と内輪２は軸受３によって相対的に回転自在に支持されている。

内輪２の内側には入力軸４が挿入され、その入力軸４と内輪２はセレーション５により回り止めされて、入力軸４と内輪２が一体に回転するようになっている。

外輪１と内輪２に形成された大径部２ａとの間には２方向クラッチ１０が組込まれている。図１および図３に示すように、２方向クラッチ１０は、外輪１の内周に円筒面１１を形成し、内輪２の大径部２ａ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を周方向に間隔をおいて設け、その各カム面１２と円筒面１１間にローラからなる係合子１３を組込み、その係合子１３を保持器１４によって保持している。

また、内輪２の端部内に周方向の一部が切り離された円形のスイッチばね１５を組込み、そのスイッチばね１５の両端から外向きに形成された一対の押圧片１５ａを内輪２の端面に形成された切欠部１６から保持器１４の端部に設けられた切欠き１７内に挿入して切欠部１６および切欠き１７の周方向で対向する側面を相反する方向に押圧し、その押圧によって係合子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保持器１４を弾性保持している。

図１に示すように、外輪１と保持器１４の相互間には、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。

電磁クラッチ２０は、保持器１４の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と軸方向で対向するロータ２２と、そのロータ２２と軸方向で対向する電磁石２３と、上記ロータ２２から離反する方向にアーマチュア２１を付勢する離反ばね２４とからなる。

図４および図５に示すように、アーマチュア２１には一対の係合孔２５が周方向に１８０°の間隔を置いて形成され、各係合孔２５に保持器１４の端面に形成された突片２６が係合し、その突片２６と係合孔２５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。

ここで、突片２６は、保持器１４の肉厚より厚くなっており、一方、アーマチュア２１に形成された係合孔２５はその突片２６がほぼぴったりと嵌る大きさとされている。

ロータ２２は、ロータガイド２７を介して外輪１に接続される。図２に示すように、ロータガイド２７は、その一端部が外輪１の開口端部の外周に嵌合され、その内周には外輪１の開口端に連設された円筒部１ａの端面に対する当接によってロータガイド２７の嵌合量を規制する環状膨出部２８が形成されている。

また、ロータガイド２７には、環状膨出部２８の上記外輪１と対向する面に複数の回り止め片２９が形成され、各回り止め片２９と上記円筒部１ａの開口端面に設けられた切欠部３０の嵌合によってロータガイド２７は外輪１に対して回り止めされている。

円筒部１ａの内径面には上記切欠部３０を横切るようにして円周溝３１が形成され、一方、回り止め片２９の内径面にはその円周溝３１に連続する抜止め溝３２が設けられ、その抜止め溝３２と円周溝３１に跨るようにして取付けた止め輪３３によってロータガイド２７は外輪１に対して軸方向に非分離とされている。

図１に示すように、ロータ２２は、外周および内周に円筒部２２ａ，２２ｂを有し、外周円筒部２２ａがロータガイド２７の他端部内に嵌合され、その外周円筒部２２ａの開口端に形成された外向きの突片３５とロータガイド２７の他端部に形成された切欠き３６の係合によってロータ２２はロータガイド２７に対して回り止めされている。

また、ロータ２２は、ロータガイド２７の他端部内に取付けられた止め輪３７によってロータガイド２７の他端から抜け出るのが防止されている。

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、上記電磁コイル２３ａに通電すると、コア２３ｂ、ロータ２２およびアーマチュア２１に磁束が流れ、アーマチュア２１に吸引力が付与されるようになっている。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造からなり、図１および図２は、電磁石２３の電磁コイル２３ａに対する通電の遮断状態を示し、アーマチュア２１はロータ２２から離反して、そのロータ２２との間にエアギャップが形成されている。また、２方向クラッチ１０は係合解除状態とされている。このため、内輪２が回転してもその回転は外輪１に伝達されず、内輪２はフリー回転する。

内輪２の回転状態において、電磁石２３の電磁コイル２３ａに通電すると、コア２３ｂ、ロータ２２およびアーマチュア２１間に磁束が流れ、アーマチュア２１がロータ２２に吸着される。

アーマチュア２１の吸着により、その吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器１４の回転抵抗となるため、内輪２と保持器１４が相対回転する。その相対回転により、係合子１３が円筒面１１およびカム面１２に係合して、２方向クラッチ１０は係合状態となり、内輪２の回転が外輪１に伝達される。また、内輪２と保持器１４の相対回転により、スイッチばね１５が弾性変形する。

このため、電磁コイル２３ａに対する通電を遮断すると、離反ばね２４の押圧力によって、アーマチュア２１がロータ２２から離反すると共に、スイッチばね１５の復元弾性により、保持器１４が回転し、係合子１３は円筒面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、２方向クラッチ１０は係合解除状態とされて、内輪２から外輪１への回転伝達が遮断される。

２方向クラッチ１０の係合解除によって内輪２がフリー回転する時、その内輪２の回転はスイッチばね１５を介して保持器１４に伝達され、また、保持器１４の回転は係合孔２５と突片２６の周方向の係合部からアーマチュア２１に伝達され、上記係合孔２５と突片２６の係合部に回転トルクが負荷されることになる。

また、アーマチュア２１の回転状態において、電磁石２３の電磁コイル２３ａに対する通電によりロータ２２にアーマチュア２１を吸着し、そのアーマチュア２１を急激に停止させると、係合孔２５と突片２６の周方向の係合部に比較的大きな衝撃力が負荷されることになる。

このように、係合孔２５と突片２６の周方向の係合部には、トルク伝達による負荷や衝撃力が繰り返し負荷されることになる。このとき、突片２６は保持器１４の肉厚より厚肉とされているため、突片２６の強度は高く、また、突片２６とアーマチュア２１の係合孔２５の周方向の係合部での接触面積は保持器の肉厚と同一の厚みとされた突片に比較して広く、その接触面積が広くなった分、面圧が低下することになり、係合部で変形や破損を生じるようなことはない。

また、係合孔２５は突片２６がほぼぴったりと嵌り合う大きさとされているため、アーマチュア２１は径方向にガタついて異音を発生させるようなことはない。

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 外輪、ロータガイドおよびロータの接続部を示す拡大断面図 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 保持器とアーマチュアを示す分解斜視図

符号の説明

１ 外輪
２ 内輪
１０ ２方向クラッチ
１１ 円筒面
１２ カム面
１３ 係合子
１４ 保持器
２０ 電磁クラッチ
２１ アーマチュア
２２ ロータ
２３ 電磁石
２５ 係合孔
２６ 突片
２７ ロータガイド

Claims (1)

1. 外輪とその内側に組込まれた内輪との間に、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と内輪の対向面に噛み込ませて外輪と内輪とを結合する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチに併設して、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設け、その電磁クラッチが、係合孔を有し、その係合孔と前記保持器の端面に形成された突片の係合により保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪の開口端部に接続されたロータガイド内に組込まれてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によってロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなる回転伝達装置において、
   前記突片を保持器の厚みより厚肉とし、前記アーマチュアに形成された係合孔をその突片がほぼぴったりと嵌り合う大きさとしたことを特徴とする回転伝達装置。

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