JP2009144867A - Rotation transmitting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、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.
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カムリング間に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カムリングを結合して、外輪とカムリング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(特許文献1参照)。 In a FR-based four-wheel drive vehicle, a two-way clutch is incorporated between an outer ring and a cam ring incorporated inside the outer ring as a rotation transmission device that transmits and interrupts driving force to a front wheel as an auxiliary drive wheel. Engagement and disengagement of the two-way clutch are controlled by an electromagnetic clutch attached to the directional clutch, and the outer ring and the cam ring are coupled by the engagement of the two-way clutch, and torque is transmitted between the outer ring and the cam ring. Such an arrangement is conventionally known (see Patent Document 1).
ここで、2方向クラッチは、外輪の内周に円筒面を形成し、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ローラを組込み、そのローラを保持する保持器とカムリング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、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、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 forms a cylindrical surface on the inner periphery of the outer ring, and a cam surface is formed on the outer periphery of the cam ring. 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 cage that holds the roller and the cam ring. Further, a switch spring is incorporated between the cam ring and the cage, and the cage is elastically held by the switch spring at a neutral position where the roller is disengaged from the cylindrical surface and the cam surface.
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、その電磁石に対する通電と遮断とにより、ロータにアーマチュアを吸着し、または、吸着を解除し、その吸着状態において、外輪に結合されたアーマチュアとカムリング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。
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、カムリング
の内周に軸方向に延びるスプライン溝を周方向に等間隔に形成し、入力軸としてのトルク伝達軸の端部外周に形成されたスプライン歯を上記スプライン溝に嵌合して、トルク伝達軸にカムリングを取り付けるようにしているが、上記スプライン溝およびスプライン歯が軸心に平行するストレート状のものであるため、トルク伝達軸とカムリングの接続部に回転方向のガタが生じ易く、トルク伝達軸の回転方向の切換え時に、スプライン歯がスプライン溝の側面に衝突して、異音が発生するという問題があった。
By the way, in the rotation transmission device described in
この発明の課題は、トルク伝達軸とカムリングの接続部の回転方向のガタを低減することができるようにした回転伝達装置を提供することである。 The subject of this invention is providing the rotation transmission apparatus which enabled it to reduce the play of the rotation direction of the connection part of a torque transmission shaft and a cam ring.
上記の課題を解決するため、この発明においては、外輪の内側に組込まれたカムリングの内側にトルク伝達軸を嵌合し、そのトルク伝達軸とカムリングをスプラインによる結合として相対的に回り止めし、前記外輪の内周とカムリングの外周間に係合子と、その係合子を保持する保持器とを組込み、その保持器とカムリングの相対回転により係合子を外輪の内周とカムリングの外周に係合させて、外輪とカムリングの相互間で回転トルクを伝達するようにした回転伝達装置において、前記トルク伝達軸の外周に形成されたスプライン歯とカムリングの内周に形成されたスプライン溝の少なくとも一方に捩じれ角を設けた構成を採用したのである。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, a torque transmission shaft is fitted inside a cam ring incorporated inside the outer ring, and the torque transmission shaft and the cam ring are relatively prevented from rotating as a combination of splines, An engagement element and a retainer for holding the engagement element are incorporated between the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the cam ring, and the engagement element is engaged with the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the cam ring by relative rotation of the retainer and the cam ring. In the rotation transmission device configured to transmit the rotational torque between the outer ring and the cam ring, at least one of the spline teeth formed on the outer periphery of the torque transmission shaft and the spline groove formed on the inner periphery of the cam ring. A configuration with a twist angle was adopted.
ここで、スプライン歯の幅寸法を前記スプライン溝の幅寸法より小さくし、前記スプライン歯とスプライン溝の一方を軸心に平行なストレート形状とし、他方にスプライン溝にスプライン歯が圧入嵌合される捩じれ角を付与すると、スプライン溝に対するスプライン歯の初期のはめ合いをすきま嵌めのはめ合いとすることができるため、トルク伝達軸に対してカムリングを容易に圧入することができると共に、スプライン溝にスプライン歯を挿入すると、スプライン歯の挿入方向の先端部の一側面と後端部の他側面がスプライン溝の両側面に圧接するため、回転方向にガタのない接続状態を得ることができる。 Here, the width dimension of the spline teeth is made smaller than the width dimension of the spline groove, one of the spline teeth and the spline groove is formed in a straight shape parallel to the axis, and the spline teeth are press-fitted into the spline groove on the other side. When the twist angle is applied, the initial fit of the spline teeth to the spline groove can be a fit of the clearance fit, so that the cam ring can be easily press-fitted into the torque transmission shaft, and the spline groove can be inserted into the spline groove. When the teeth are inserted, one side surface of the front end portion in the insertion direction of the spline teeth and the other side surface of the rear end portion are in pressure contact with both side surfaces of the spline groove, so that a connection state free from backlash in the rotation direction can be obtained.
また、カムリングとトルク伝達軸の嵌合面間に抜止め手段を設けることにより、振動等によってカムリングとトルク伝達軸が軸方向に分離するのを防止することができる。 Further, by providing a retaining means between the fitting surfaces of the cam ring and the torque transmission shaft, it is possible to prevent the cam ring and the torque transmission shaft from separating in the axial direction due to vibration or the like.
上記抜止め手段として、嵌合面の一方に周方向に延びる係合溝を形成し、他方に周方向に延びるリング収容溝を設け、そのリング収容溝と係合溝に跨って径方向に弾性変形可能な止め輪を取付け、前記リング収容溝の溝深さを、弾性変形させた止め輪の全体を収容可能な深さとした構成からなるものを採用することにより、単一の止め輪による簡単な構成によってカムリングとトルク伝達軸とを軸方向に位置決めすることができる。 As the retaining means, an engagement groove extending in the circumferential direction is formed on one of the fitting surfaces, and a ring receiving groove extending in the circumferential direction is provided on the other, and elastic in the radial direction straddling the ring receiving groove and the engaging groove. By installing a deformable retaining ring and adopting a structure in which the depth of the ring receiving groove is set to a depth capable of accommodating the entire retaining ring elastically deformed, a single retaining ring can be used. With this configuration, the cam ring and the torque transmission shaft can be positioned in the axial direction.
上記止め輪を採用する軸方向の位置決めに際し、リング収容溝をカムリングの内周に形成し、係合溝をトルク伝達軸の外周に形成し、トルク伝達軸のカムリングに対する挿入方向の軸端部外周に止め輪拡径用のテーパ面を形成することにより、リング収容溝内に止め輪を組み込んだ状態で、カムリングの内周にトルク伝達軸を挿入すると、止め輪はテーパ面により拡径され、係合溝がその止め輪と対向する位置までトルク伝達軸が挿入されると、止め輪が自己の復元弾性で縮径して係合溝に係合するため、リング収容溝と係合溝に跨る位置に止め輪を簡単に取り付けることができる。 When positioning in the axial direction using the retaining ring, the ring receiving groove is formed on the inner periphery of the cam ring, the engaging groove is formed on the outer periphery of the torque transmission shaft, and the outer periphery of the shaft end in the insertion direction of the torque transmission shaft with respect to the cam ring When the torque transmission shaft is inserted into the inner periphery of the cam ring with the retaining ring incorporated in the ring receiving groove, the retaining ring is expanded in diameter by the tapered surface. When the torque transmission shaft is inserted to a position where the engagement groove faces the retaining ring, the retaining ring is reduced in diameter by its own restoring elasticity and engaged with the engagement groove. A retaining ring can be easily attached to the straddling position.
また、止め輪として、断面円形の線材からなるものを採用することにより、テーパ面によって止め輪を容易に拡径させることができる。 Further, by adopting a retaining ring made of a wire having a circular cross section, the retaining ring can be easily expanded in diameter by the tapered surface.
上記のように、この発明に係る回転伝達装置においては、トルク伝達軸の外周に形成されたスプライン歯とカムリングの内周に形成されたスプライン溝の少なくとも一方に捩じれ角を設けたことにより、トルク伝達軸とカムリングの嵌合部における回転方向のガタの低減化を図ることができる。 As described above, in the rotation transmission device according to the present invention, by providing a twist angle in at least one of the spline teeth formed on the outer periphery of the torque transmission shaft and the spline groove formed on the inner periphery of the cam ring, It is possible to reduce the play in the rotational direction at the fitting portion between the transmission shaft and the cam ring.
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の内側にはカムリング2が組込まれ、そのカムリング2の一端部に設けられた小径筒部2aの外側に外輪1とカムリング2を相対的に回転自在に支持する軸受3が組込まれている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a
カムリング2に形成された中心孔にはトルク伝達軸4の端部が嵌合され、その嵌合部に設けられたスプライン5により、カムリング2とトルク伝達軸4は相対的に回り止めされている。
An end portion of the
図4および図5に示すように、スプライン5は、トルク伝達軸4の軸端部の外周に等間隔に形成されたスプライン歯5aと、カムリング2の内周に等間隔に形成されたスプライン溝5bとからなり、上記スプライン歯5aは、軸心に対して捩じれ角θが付与されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図1および図6に示すように、カムリング2とトルク伝達軸4の嵌合部間には、カムリング2とトルク伝達軸4を軸方向に位置決めし、かつ、抜止めする抜止め手段10が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 6, a retaining means 10 for positioning the
抜止め手段10は、カムリング2の内周に周方向に延びる係合溝11を形成し、トルク伝達軸4の外周にはリング収容溝12を設け、そのリング収容溝12と係合溝11に跨るようにして径方向に弾性変形可能な止め輪13を取付けるようにしている。
The retaining means 10 forms an
ここで、止め輪13は断面が円形の線材からなっている。一方、係合溝11の溝深さは、その線材の外径より小さくなっている。また、リング収容溝12の溝深さは、縮径させた止め輪13の全体を収容可能な深さとされている。止め輪13の取付けに際しては、トルク伝達軸4の外周に止め輪13を嵌合し、その止め輪13をリング収容溝12の位置において縮径し、その全体がリング収容溝12内に収容される状態でカムリング2内にトルク伝達軸4を挿入し、係合溝11の位置で止め輪13を自己の復元弾性で拡径させて、係合溝11およびリング収容溝12の双方に係合させるようにする。
Here, the
図1および図2(I)に示すように、カムリング2と外輪1間に2方向クラッチ20が組込まれている。2方向クラッチ20は、外輪1の内周に円筒面21を形成し、カムリング2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によって保持している。
As shown in FIGS. 1 and 2 (I), a two-
図1および図3に示すように、カムリング2の他端面にはばね収容凹部25が形成され、そのばね収容凹部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C形をなし、その両端から外向きに設けられた一対の押圧片26aがばね収容凹部25の周壁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と係合解除された中立位置に保持される状態に保持器24を弾性保持している。
As shown in FIGS. 1 and 3, a spring
図1に示すように、外輪1と保持器24の相互間には、2方向クラッチ20の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ30が上記2方向クラッチ20に併設して設けられている。
As shown in FIG. 1, an
電磁クラッチ30は、保持器24の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ロータ32と、そのロータ32と軸方向で対向する電磁石33とからなる。
The
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34が形成され、その係合孔34に保持器24の端面に設けられた突片35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。
An engagement hole 34 is formed in the armature 31 at a position facing the end surface of the
ロータ32は、円板部32aの外周と内周に同方向に向く円筒部32b、32cを設けた断面コの字形をなし、外側円筒部32bは外輪1の開口端部内に接続された非磁性体からなるロータガイド36内に嵌合されて回り止めされている。
The rotor 32 has a U-shaped cross section provided with
ロータ32の円板部32aには、アーマチュア31と対向する面に環状溝37が形成され、その環状溝37内にアーマチュア31をロータ32から離反する方向に向けて付勢する離反ばね38が組込まれている。
An
また、環状溝37内の側面には複数の円弧状のスリット39が形成され、各スリット39内にアーマチュア31に吸引力を付与してロータ32にアーマチュア31を吸着させる永久磁石40が同じ磁極が同じ方向に向くようにして向きを揃えて組込まれている。
In addition, a plurality of arc-
電磁石33は、電磁コイル33aと、その電磁コイル33aを支持するコア33bとからなり、上記コア33bが静止部材に支持されている。ここで、電磁石33の電磁コイル33aに通電すると、永久磁石40の磁束が弱められ、アーマチュア31は離反ばね38の押圧により、ロータ32から離反する状態とされる。
The
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は電磁石33の電磁コイル33aに対する通電状態を示し、アーマチュア31は離反ばね38の押圧によりロータ32から離反している。また、ローラ23は、図2(I)に示すように、円筒面21およびカム面22に対して係合解除された中立位置に保持されている。
The rotation transmission device shown in the embodiment has the above-described structure. FIG. 1 shows a state in which the
このため、トルク伝達軸4に回転トルクが入力されてカムリング2が回転しても、その回転は外輪1に伝達されず、カムリング2はフリー回転する。
For this reason, even if rotational torque is input to the
カムリング2の回転状態において、電磁コイル33aに対する通電を遮断すると、永久磁石40からアーマチュア31に負荷される吸引力により、ロータ32にアーマチュア31が吸着され、その吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器24の回転抵抗となるため、カムリング2と保持器24が相対回転する。その相対回転により、図2(II)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、カムリング2の回転はローラ23を介して外輪1に伝達される。
When the energization of the
ここで、カムリング2と保持器24が相対回転すると、スイッチばね26が弾性変形する。このため、電磁コイル33aに通電し、離反ばね38の押圧によりアーマチュア31をロータ32から離反させると、スイッチばね26の復元弾性により、保持器24が回転され、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る。
Here, when the
実施の形態で示すように、トルク伝達軸4の外周に形成されたスプライン歯5aに捩じれ角θを設けることにより、トルク伝達軸4とカムリング2の嵌合部における回転方向のガタを小さくすることができる。このため、トルク伝達軸4の回転方向が切り換えられても異音が発生するようなことはない。
As shown in the embodiment, by providing a twist angle θ to the
なお、実施の形態では、電磁コイル33aに対する通電の解除により、永久磁石40の吸引力でロータ32にアーマチュア31を吸着させるようにしたが、永久磁石40を省略し、電磁コイル33aに対する通電により、ロータ32にアーマチュア31を吸着させるようにしてもよい。
In the embodiment, the armature 31 is attracted to the rotor 32 by the attractive force of the
図7乃至図9は、スプライン5の他の例を示す。なお、図7乃至図9はスプライン5の嵌合初期の状態を示している。この例においては、トルク伝達軸4の軸端部の外周に形成されたスプライン歯5aの幅寸法aをカムリング2の内周に設けられたスプライン溝5bの幅寸法bより小さくし、上記スプライン溝5bを軸心に平行なストレート形状とし、上記スプライン歯5aにスプライン溝5bに圧入嵌合される捩じれ角θを付与している。
7 to 9 show other examples of the
上記のように、スプライン歯5aの幅寸法aをスプライン溝5bの幅寸法bより小さくし、そのスプライン歯5aにストレート形状のスプライン溝5bに圧入嵌合される捩じれ角θを付与することにより、スプライン歯5aとスプライン溝5bの嵌合初期には、図9に示すように、スプライン歯5aとスプライン溝5bの対向側面間に隙間50が形成されることになる。
As described above, by making the width dimension a of the
このため、スプライン歯5aとスプライン溝5bの嵌合初期のはめ合いはすきま嵌めのはめ合いとなるため、スプライン溝5bにスプライン歯5aを容易に挿入することができる。また、スプライン溝5bにスプライン歯5aを挿入すると、その挿入途中においてスプライン歯5aの一側面先端部と他側面の後端部がスプライン溝5bの両側面に接触し初めて以後のはめ合いがしめしろをもつ圧入のはめ合いとなり、回転方向にガタのない接続状態を得ることができる。
For this reason, since the initial fitting of the
図10(I)は、抜止め手段10の他の例を示す。この例においては、カムリング2の内周にリング収容溝12を形成し、トルク伝達軸4の外周に係合溝11を形成し、その係合溝11とリング収容溝12に跨るようにして止め輪13を組込み、上記トルク伝達軸4のカムリング2に対する挿入方向の軸端部外周に止め輪拡径用のテーパ面6を形成している。
FIG. 10 (I) shows another example of the retaining means 10. In this example, a
ここで、リング収容溝12は、拡径状態の止め輪13の全体を収容可能な深さとされ、一方、係合溝11の溝深さは、止め輪13の線材径より小さくされている。
Here, the
上記の構成からなる抜止め手段10においては、リング収容溝12内に止め輪13を組み込んだ状態で、カムリング2の内周にトルク伝達軸4を挿入すると、図10(II)に示すように、テーパ面6の小径端が止め輪13内に侵入するため、そのテーパ面6によって止め輪13を拡径させることができる。そして、係合溝11がその止め輪13と対向する位置までトルク伝達軸4が挿入されると、止め輪13が自己の復元弾性で縮径して係合溝11に係合するため、リング収容溝12と係合溝11に跨る位置に止め輪13を簡単に取り付けることができる。
In the retaining means 10 configured as described above, when the
1 外輪
2 カムリング
4 トルク伝達軸
5 スプライン
5a スプライン歯
5b スプライン溝
6 テーパ面
10 抜止め手段
11 係合溝
12 リング収容溝
13 止め輪
23 ローラ(係合子)
24 保持器
θ 捩じれ角
a スプライン歯の幅寸法
b スプライン溝の幅寸法
DESCRIPTION OF
24 Cage θ Torsion angle a Spline tooth width dimension b Spline groove width dimension
Claims (6)
前記トルク伝達軸の外周に形成されたスプライン歯とカムリングの内周に形成されたスプライン溝の少なくとも一方に捩じれ角を設けたことを特徴とする回転伝達装置。 A torque transmission shaft is fitted inside the cam ring incorporated inside the outer ring, and the torque transmission shaft and the cam ring are relatively prevented from rotating as a combination of splines, and an engagement element is provided between the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the cam ring. And a retainer for holding the engagement element, and by engaging the engagement element with the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the cam ring by relative rotation of the retainer and the cam ring, rotational torque is generated between the outer ring and the cam ring. In the rotation transmission device designed to transmit,
A rotation transmission device, wherein a twist angle is provided in at least one of spline teeth formed on the outer periphery of the torque transmission shaft and spline grooves formed on the inner periphery of the cam ring.
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