JP2009156283A - 回転伝達装置 - Google Patents
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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
【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。
(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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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