JP2009156283A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法にバラツキのある２方向クラッチの外輪を軸方向ガタの無い状態に組込むことができるようにして、２方向クラッチを確実に作動させ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。
【解決手段】ハウジング１内に２方向クラッチ１０と、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４０を組込む。２方向クラッチ１０の外輪１１には、ハウジング１の端部内に固定された軸受５の内径面に嵌合される軸受嵌合面２５と、軸受５の内側面に当接される位置決め面２６とを形成する。軸受嵌合面２５と軸受５の相互間に、位置決め面２６が軸受５の内側面に圧接される方向に向けて外輪１１を付勢する付勢手段３０を設けて、外輪１１の支持を軸方向にガタの無い支持とする。
【選択図】図１

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。

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（特許文献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、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。

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。
特開２００４−１９０７３０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、２方向クラッチを構成する各部品に寸法のバラツキがあり、その部品寸法のバラツキの累積により軸方向長さも大きく異なるため、２方向クラッチをハウジング内に収容して製品とする場合、ハウジングには軸方向長さが最大となる２方向クラッチを収容可能とする軸方向スペースを確保しておく必要がある。

しかしながら、軸方向長さが最大の２方向クラッチより軸方向長さの小さい２方向クラッチが組込まれると、軸方向ガタが発生して、２方向クラッチの作動に悪影響を及ぼすという問題が発生することになる。

一般に、ハウジング内に対する２方向クラッチの組込みに際しては、２方向クラッチの外輪に形成された軸受嵌合面をハウジングの内部に固定された軸受に嵌合し、その軸受嵌合面の一端に形成された軸方向の位置決め面と、軸受嵌合面に取り付けられた止め輪とで軸受を両側から挟み込んで外輪を軸方向に位置決めするようにしているが、上記位置決め面と止め輪が取付けられる係合溝間の寸法にバラツキがあり、そのバラツキが外輪の軸方向のガタとなって２方向クラッチを確実に作動させることができなくなることが多い。

この発明の課題は、寸法にバラツキのある２方向クラッチの外輪を軸方向ガタの無い状態に組込むことができるようにして、２方向クラッチを確実に作動させ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。

上記の課題を解決するため、この発明においては、ハウジングの内部に、そのハウジングの端部内に固定された軸受の内径面に嵌合される軸受嵌合面および軸受の内側面に当接される位置決め面を端部外周に備える外輪、およびその外輪の内側に組込まれた内輪を有し、前記外輪と内輪間に組込まれた係合子を保持器で保持し、その保持器と内輪の相対回転により係合子を外輪と内輪の対向面に係合させて外輪と内輪の相互間で回転トルクを伝達する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチの軸方向一側に前記保持器の回転を制御して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た回転伝達装置において、前記外輪に形成された軸受嵌合面と前記軸受の相互間に、前記位置決め面が軸受の内側面に圧接される方向に向けて外輪を付勢する付勢手段を設けた構成を採用したのである。

この発明に係る回転伝達装置において、前記付勢手段として、下記の（ａ）乃至（ｄ）の構成からなるものを採用することができる。
（ａ）軸受嵌合面の前記軸受の外側面と対向する位置に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に止め輪の内周部を嵌合し、その止め輪と軸受の外側面間に波座金を軸方向に圧縮させた状態で組み込んだ構成からなるもの。
（ｂ）軸受嵌合面の前記軸受の外側面と対向する位置に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に一部が切り離されて径方向に弾性変形可能とされ、かつ、周方向に山と谷が交互に連続して軸方向にも弾性変形可能な波形止め輪を軸方向に圧縮させた状態で組み込んで、軸受の外側面と係合溝の一側面を相反する方向に押圧するようにした構成からなるもの。
（ｃ）軸受嵌合面に周方向の係合溝を、その対向する一対の側面が軸受の外側面を跨る位置に配置されるよう形成し、その係合溝内に径方向に弾性変形可能な止め輪を拡径させた状態で組込んで、その止め輪の外側面の内周部に形成されたテーパ面を係合溝の一側面のエッジに圧接係合させて、軸受の外側面と係合溝の一側面のエッジを相反する方向に押圧するようにした構成からなるもの。
（ｄ）軸受嵌合面の前記軸受の外側面と対向する位置に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に切り離し端を有し、その切り離し端部が互いに衝合された皿ばねを軸方向に圧縮変形させた状態で組み込んで、軸受の外側面と係合溝の一側面を相反する方向に押圧するようにした構成からなるもの。

ここで、テーパ面を有する止め輪の組込みによって外輪を軸方向に付勢する付勢手段の採用において、係合溝の一側面を止め輪のテーパ面と同方向に傾斜するテーパ面としておくことによって、係合溝のテーパ面と止め輪のテーパ面の接触によって外輪を位置決め面が軸受の内側面に衝合する方向にスムーズに付勢することができる。

上記のように、この発明においては、付勢手段によって外輪に形成された位置決め面が軸受の内側面に圧接される方向に向けて外輪を付勢したことにより、２方向クラッチの外輪に軸方向ガタの無い組付け状態を得ることができ、２方向クラッチを確実に作動させることができる。

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、筒体２と、その筒体２の両端開口部に取付けられた一対の蓋体３ａ、３ｂとからなり、上記筒体２の一端部は厚肉部２ａとされ、その厚肉部２ａの内周に軸受嵌合面４と、上記筒体２の開口端からその軸受嵌合面４に圧入される軸受５の位置決め用の肩６が形成されている。ここで、軸受５として、玉軸受が採用されている。

ハウジング１の内部には、２方向クラッチ１０と、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４０が収容されている。

図１および図２に示すように、２方向クラッチ１０は、外輪１１の内周に円筒面１２を形成し、その外輪１１の内側に組込まれた内輪１３の外周には上記円筒面１２との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成する複数のカム面１４を周方向に間隔をおいて設け、外輪１１と内輪１３との間に組込まれた保持器１５には各カム面１４と対向する位置にポケット１６を形成し、そのポケット１６内に係合子としてのローラ１７を組込み、上記内輪１３と保持器１５の相対回転によりローラ１７を円筒面１２およびカム面１４に係合させて、内輪１３と外輪１１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、内輪１３の一端部には小径筒部１３ａが設けられ、その小径筒部１３ａと外輪１１間に組込まれた軸受１８を介して、外輪１１と内輪１３は相対的に回転自在とされている。

また、内輪１３の他端面には、図１および図３に示すように、ばね収容凹部１９が形成され、そのばね収容凹部１９内にスイッチばね２０が組込まれている。スイッチばね２０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２０ａがばね収容凹部１９の周壁に形成された切欠部２１および保持器１５の端部に設けられた切欠き２２内に挿入されて切欠部２１および切欠き２２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１７が円筒面１２およびカム面１４と係合解除された中立位置に保持される状態に保持器１５を弾性保持している。

さらに、内輪１３には、図１に示すように、入力軸２３が接続され、その入力軸２３はハウジング１の一方の蓋体３ａを貫通し、その貫通部に組込まれた軸受７によって回転自在に支持されている。一方、外輪１１には出力軸２４が接続されている。

図１に示すように、外輪１１は、ハウジング１の厚肉部２ａに嵌合された前記軸受５によって回転自在に支持されている。このため、外輪１１には、上記軸受５の内径面に嵌合される軸受嵌合面２５が形成されている。その軸受嵌合面２５の一端には上記軸受５の内側面に当接される位置決め面２６が設けられている。

外輪１１と軸受５の相互間には、上記位置決め面２６が軸受５の内側面に圧接される方向に向けて外輪１１を付勢する付勢手段３０が設けられている。

図４に示すように、付勢手段３０は、外輪１１の軸受嵌合面２５に周方向の係合溝３１を形成し、その係合溝３１に止め輪３２の内周部を嵌合し、その止め輪３２と軸受５の外側面間に波座金３３を軸方向に圧縮させた状態で組み込んで、その波座金３３により止め輪３２を軸受５から離反する方向に押圧している。

図１に示すように、電磁クラッチ４０は、保持器１５の端面に対向配置されたアーマチュア４１と、そのアーマチュア４１と軸方向で対向するロータ４２と、そのロータ４２と軸方向で対向する電磁石４３とからなる。

アーマチュア４１には保持器１５の端面と対向する位置に係合孔４４が形成され、その係合孔４４に保持器１５の端面に設けられた突片４５が係合し、その係合によって、アーマチュア４１は保持器１５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。

ロータ４２は、円板部４２ａの外周と内周に同方向に向く円筒部４２ｂ、４２ｃを設けた断面コの字形をなし、外側円筒部４２ｂは外輪１１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４６内に嵌合されて回り止めされている。

ロータ４２の円板部４２ａには、アーマチュア４１と対向する面に環状溝４７が形成され、その環状溝４７内にアーマチュア４１をロータ４２から離反する方向に向けて付勢する離反ばね４８が組込まれている。また、環状溝４７内の側面には複数の円弧状のスリット４９が形成され、各スリット４９内に永久磁石５０が組込まれている。

ここで、永久磁石５０の磁力は離反ばね４８の弾性力より強くなっている。

電磁石４３は、電磁コイル４３ａと、その電磁コイル４３ａを支持するコア４３ｂとからなり、上記コア４３ｂは、ハウジング１の蓋体３ａに支持されている。

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は、電磁石４３の電磁コイル４３ａに対しての通電状態を示し、その通電によって永久磁石５０の磁力が弱められ、アーマチュア４１は離反ばね４８の押圧によりロータ４２から離反している。また、ローラ１７は、図２（I）に示すように、円筒面１２およびカム面１４に対して係合解除された中立位置に保持されている。

このため、入力軸２３に回転トルクが入力されて内輪１３が回転しても、その回転は外輪１１に伝達されず、内輪１３はフリー回転する。

内輪１３の回転状態において、電磁コイル４３ａに対する通電を遮断すると、永久磁石５０の磁力によってロータ４２にアーマチュア４１が吸着され、その吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器１５の回転抵抗となるため、内輪１３と保持器１５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１７が円筒面１２およびカム面１４に係合して２方向クラッチ１０が係合状態となり、内輪１３の回転はローラ１７を介して外輪１１に伝達される。

ここで、内輪１３と保持器１５が相対回転すると、スイッチばね２０が弾性変形する。このため、電磁コイル４３ａに通電して永久磁石５０の磁力を弱め、離反ばね４８の押圧によりアーマチュア４１をロータ４２から離反させると、スイッチばね２０の復元弾性により、保持器１５が回転され、図２（Ｉ）に示すように、ローラ１７は円筒面１２およびカム面１４に対して係合解除される中立位置に戻される。

上記のような回転伝達装置において、外輪１１に形成された位置決め面２６と係合溝３１間の寸法にバラツキがあると、そのバラツキが軸方向のガタとなり、２方向クラッチ１０を確実に作動させることができなくなる。

しかし、実施の形態では、図４に示すように、外輪１１の軸受嵌合面２５に形成された係合溝３１に止め輪３２を取付け、その止め輪３２と軸受５の外側面間に波座金３３を組み込んで、位置決め面２６が軸受５の内側面に圧接される方向に外輪１１を付勢しているため、外輪１１を軸方向にガタの無い状態に支持することができ、その結果、２方向クラッチ１０を確実に作動させることができる。

図４では、止め輪３２と波座金３３を用いて位置決め面２６が軸受５の内側面に圧接される方向に外輪１１を付勢したが、付勢手段３０はこれに限定されるものではない。図５乃至図７は付勢手段３０の他の例を示す。

図５（Ｉ）に示す付勢手段３０においては、軸受嵌合面２５に形成された係合溝３１に波形止め輪３４を組み込んで、位置決め面２６が軸受５の内側面に圧接される方向に外輪１１を付勢している。ここで、波形止め輪３４とは、周方向の一部が切り離されて径方向に弾性変形可能とされ、かつ、周方向に山と谷が交互に連続して形成されて軸方向にも弾性変形可能な止め輪をいう。

図６（Ｉ）に示す付勢手段３０においては、軸受嵌合面２５に形成された係合溝３１に径方向に弾性変形可能な止め輪３５を拡径させた状態で組込み、その止め輪３５の外側面の内周部に形成されたテーパ面３６を係合溝３１の一側面のエッジｅに圧接係合させ、上記テーパ面３６がエッジｅを押圧する作用によって外輪１１を軸方向に付勢している。図６（III）は係合溝３１に組込まれる上記止め輪３５を示す。

ここで、係合溝３１が軸受５の外側面より外側に設けられていると、外輪１１を軸方向に付勢することができなくなるため、係合溝３１は、対向する一対の側面３１ａ、３１ｂが軸受５の外側面を跨る位置に配置されるよう形成する。

図６（II）に示すように、係合溝３１の一側面３１ｂを止め輪３５のテーパ面３６と同方向に傾斜するテーパ面としておくと、係合溝３１のテーパ面３１ｂと止め輪３５のテーパ面３６の接触によって外輪１１を位置決め面２６が軸受５の内側面に衝合する方向にスムーズに付勢することができる。

図７（Ｉ）に示す付勢手段３０においては、軸受嵌合面２５に形成された係合溝３１に、図７（II）に示すように、切り離し端を有し、その切り離し端部を互い衝合させた皿ばね３７を軸方向に圧縮変形させた状態で組み込み、その皿ばね３７によって外輪１１を軸方向に付勢している。

図５乃至図７に示す付勢手段３０においては、単一の部品によって外輪１１を軸方向に付勢する構成であるため、構成の簡素化と、組込みの容易化を図ることができる。

図１に示す実施の形態では、永久磁石５０の磁力によってアーマチュア４１をロータ４２に吸着させ、電磁コイル４３ａに対する通電により永久磁石５０の磁力を弱め、離反ばね４８の押圧によりロータ４２からアーマチュア４１を離反させるようにした電磁クラッチ４０を示したが、電磁クラッチ４０はこれに限定されるものではない。

例えば、図１に示す永久磁石５０を省略し、電磁コイル４３ａに対する通電によりロータ４２にアーマチュア４１を吸着させ、その電磁コイル４３ａに対する通電の解除により、離反ばね４８でロータ４２からアーマチュア４１を離反させるようにした電磁クラッチであってもよい。

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 （I）は、図１のII−II線に沿った断面図、（II）は、２方向クラッチの係合状態を示す断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 外輪を軸方向に付勢する付勢手段部を拡大して示す断面図 （I）は、付勢手段の他の例を示す断面図、（II）は、波形止め輪を示す斜視図 （I）は、付勢手段の他の例を示す断面図、（II）は、付勢手段の他の例を示す断面図、（III）は、止め輪を示す斜視図 （I）は、付勢手段のさらに他の例を示す断面図、（II）は、皿ばねを示す斜視図

符号の説明

１ ハウジング
５ 軸受
１１ 外輪
１３ 内輪
１５ 保持器
１７ ローラ（係合子）
３０ 付勢手段
３１ 係合溝
３１ａ 側面
３１ｂ 側面
３２ 止め輪
３３ 波座金
３４ 波形止め輪
３５ 止め輪
３６ テーパ面
３７ 皿ばね

Claims (6)

1. ハウジングの内部に、そのハウジングの端部内に固定された軸受の内径面に嵌合される軸受嵌合面および軸受の内側面に当接される位置決め面を端部外周に備える外輪、およびその外輪の内側に組込まれた内輪を有し、前記外輪と内輪間に組込まれた係合子を保持器で保持し、その保持器と内輪の相対回転により係合子を外輪と内輪の対向面に係合させて外輪と内輪の相互間で回転トルクを伝達する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチの軸方向一側に前記保持器の回転を制御して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た回転伝達装置において、
   前記外輪に形成された軸受嵌合面と前記軸受の相互間に、前記位置決め面が軸受の内側面に圧接される方向に向けて外輪を付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする回転伝達装置。
2. 前記付勢手段が、前記軸受嵌合面の前記軸受の外側面と対向する位置に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に止め輪の内周部を嵌合し、その止め輪と軸受の外側面間に波座金を軸方向に圧縮させた状態で組み込んだ構成からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記付勢手段が、前記軸受嵌合面の前記軸受の外側面と対向する位置に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に一部が切り離されて径方向に弾性変形可能とされ、かつ、周方向に山と谷が交互に連続して軸方向にも弾性変形可能な波形止め輪を軸方向に圧縮させた状態で組み込んで、軸受の外側面と係合溝の一側面を相反する方向に押圧するようにした構成からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
4. 前記付勢手段が、前記軸受嵌合面に周方向の係合溝を、その対向する一対の側面が軸受の外側面を跨る位置に配置されるよう形成し、その係合溝内に径方向に弾性変形可能な止め輪を拡径させた状態で組込んで、その止め輪の外側面の内周部に形成されたテーパ面を係合溝の一側面のエッジに圧接係合させて、軸受の外側面と係合溝の一側面のエッジを相反する方向に押圧するようにした構成からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
5. 前記係合溝の一側面を止め輪のテーパ面と同方向に傾斜するテーパ面とした請求項４に記載の回転伝達装置。
6. 前記付勢手段が、前記軸受嵌合面の前記軸受の外側面と対向する位置に周方向の係合溝を形成し、その係合溝に切り離し端を有し、その切り離し端部が互いに衝合された皿ばねを軸方向に圧縮変形させた状態で組み込んで、軸受の外側面と係合溝の一側面を相反する方向に押圧するようにした構成からなる請求項１に記載の回転伝達装置。

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