JP2009216213A

JP2009216213A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP2009216213A
Application number: JP2008062403A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 光司佐藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: US20090229945A1; JP5065106B2; US8272487B2

Abstract

【課題】エネルギロスの少ないコストの安い回転伝達装置を提供する。
【解決手段】入力軸４のハウジング１端部に内輪５を設け、その外側に設けられた外輪７との間に２方向クラッチ２０を設け、併設して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を設ける。内輪５と外輪７の対向面間に組込まれて両輪を相対的に回転自在に支持する軸受９の潤滑用グリースを２方向クラッチ２０の潤滑用グリースと同一とし、その軸受９を片シール軸受として、グリースが軸受外部に漏洩するのを防止し、内輪５のフリー回転時の回転抵抗を低減し、コストの低減化を図る。また、ハウジング１と外輪７の対向面間に組込まれた軸受８を開放型軸受とし、その軸受８のハウジング開口端側の端面一側方にラビリンスを形成して、軸受潤滑用グリースの軸受外部への漏洩を防止し、外輪７の回転時の回転抵抗の低減化とコストの低減化を図る。
【選択図】図１

Description

この発明は、動力伝達経路における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。

この種の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。この回転伝達装置は、図５（I）に示すように、ハウジング５０の一方の端部に設けられた端板５１に軸挿入孔５２を形成し、その軸挿入孔５２に挿通されてハウジング５０の内部に位置する入力軸５３の端部に内輪５４を連結し、その内輪５４の外側に外輪５５を設け、その内輪５４と外輪５５の相互間に回転の伝達と遮断とを行なう２方向ローラクラッチ６０を組込み、その２方向ローラクラッチ６０の係合および係合解除を、その２方向ローラクラッチ６０に併設した電磁クラッチ７０により制御するようにしている。

ここで、２方向ローラクラッチ６０は、内輪５４の外周に外輪５５の内周に形成された円筒面６１との間でくさび形空間を形成するカム面６２を設け、そのカム面６２と円筒面６１との間に組込まれたローラ６３を内輪５４と外輪５５間に組込まれた保持器６４で保持し、その保持器６４にスイッチばね６５のばね力を付与して、ローラ６３がカム面６２および円筒面６１に対して係合解除される中立位置に保持器６４を弾性保持している。

一方、電磁クラッチ７０は、保持器６４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７１と、外輪５５に接続されたロータガイド７２内に組込まれてアーマチュア７１と軸方向で対向するロータ７３と、そのロータ７３と軸方向で対向する電磁石７４と、上記アーマチュア７１をロータ７３から離反する方向に付勢する離反ばね７５とからなり、上記電磁石７４に対する通電により、ロータ７３にアーマチュア７１を吸着し、外輪５５に結合されたアーマチュア７１と内輪５４の相対回転によりローラ６３を円筒面６１およびカム面６２に係合させるようにしている。

上記回転伝達装置においては、軸挿入孔５２の内径面に取付けたシール部材５６により、その軸挿入孔５２の内径面と入力軸５３外径面間を密封し、かつ、ハウジング５０の開口端部の内径面に取付けたシール部材５７により、その開口端部の内径面と外輪５５の外径面間を密封して、ハウジング５０の内部に異物が混入するのを防止している。

また、内輪５４のハウジング開口端側の端部外径面に嵌合した軸受５８によって内輪５４と外輪５５を相対的に回転自在に支持し、ハウジング５０の内径面に取付けた軸受５９により外輪５５を回転自在に支持している。

特開２００７−２４７７１３号公報

ところで、特許文献１に記載された回転伝達装置においては、内輪５４と外輪５５を相対的に回転自在に支持する軸受５８と２方向ローラクラッチ６０とを異なる種類のグリースで潤滑するようにしており、その異種の潤滑用グリースの混合を避け、かつ、軸受潤滑用グリースの外部への漏洩を避ける目的から、上記軸受５８として両シール付きの軸受を採用するようにしている。

また、ハウジング５０に対して外輪５５を回転自在に支持する外輪支持用の軸受５９は、図５（II）に示すように、ロータガイド７２に近接する組み込みであり、その軸受５９とロータガイド７２の端部間にラビリンス７６が形成され、そのラビリンス７６によって軸受潤滑用グリースが軸受５９のインナ側端部から軸受外部に漏洩するのを防止することができるものの、軸受５９のハウジング開口端側の端部からの外部漏洩を防止することができないため、軸受５９として片シール軸受を採用するようにしている。

このように、従来の回転伝達装置においては、軸受５８、５９のそれぞれにシール付き軸受を用いるようにしているため、回転抵抗が大きく、エネルギのロスが多く、また、コストも高いという不都合があり、改善すべき点が残されていた。

この発明の課題は、エネルギロスの少ないコストの安い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に、この発明においては、ハウジングの一端開口を閉塞する端板に軸挿入孔を形成し、その軸挿入孔に挿通されてハウジングの内部に位置するトルク伝達軸の端部に内輪を連結し、その内輪の外側に設けられた外輪をハウジングの内径面に嵌合された軸受で回転自在に支持し、かつ、内輪と外輪を、内輪のハウジング開口端側の端部外径面に嵌合された軸受によって相対的に回転自在に支持し、前記内輪と外輪の相互間に回転トルクの伝達と遮断とを行なう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、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、前記軸挿入孔の内径面とトルク伝達軸の外径面間、および、ハウジングの開口端部の内径面と外輪の外径面間のそれぞれをシール部材の取付けにより密封した回転伝達装置において、前記内輪と外輪を相対的に回転自在に支持する軸受の潤滑用グリースを２方向クラッチの潤滑用グリースと同一とし、その軸受を片シール軸受とし、その片シール軸受を開口端が２方向クラッチと対向する組込みとした構成を採用したのである。

上記のように、内輪と外輪を相対的に回転自在に支持する軸受の潤滑用グリースを２方向クラッチの潤滑用グリースと同一とすることにより、その軸受を片シール軸受とすることができ、内輪のフリー回転時における回転抵抗が小さく、エネルギロスの低減化とコストの低減化を図ることができる。

ここで、ハウジングの内径面に取付けられた外輪支持用の軸受のハウジング開口端側の端面一側方に、その端面に近接してラビリンスを設けると、そのラビリンスによって軸受潤滑用グリースが軸受のハウジング開口端側の端面から軸受外部に漏洩するのを防止することができるため、軸受として開放型軸受を採用することができ、内輪から外輪への回転伝達時において軸受が回転を阻害することが少なく、回転抵抗の低減化とコストの低減化により大きな効果を挙げることができる。

開放型軸受の採用において、ハウジングの内径面と外輪の外径面のそれぞれに開放型軸受を軸方向に位置決めする一対の径の異なる止め輪を径方向で対向するよう取付け、外側止め輪の内径を内側止め輪の外径よりやや大きくして、その一対の止め輪の対向間をラビリンスとすることにより、一対の止め輪を軸受の位置決め用とラビリンスの形成用に兼用することができるため、ラビリンス形成用部材の組込みを必要とせず、コストのより低減化を図ることができる。

この発明に係る回転伝達装置において、内輪と外輪を相対的に回転自在に支持する片シール軸受、および、外輪支持用の開放型軸受として深溝玉軸受を採用するとこにより、その深溝玉軸受は他のラジアル軸受に比較して回転抵抗が小さいため、回転抵抗のより低減化を図ることができる。

上記のように、この発明においては、内輪と外輪を相対的に回転自在に支持する軸受の潤滑用グリースを２方向クラッチ潤滑用グリースと同一としたことにより、その軸受を片シール軸受とすることができ、内輪のフリー回転時における回転抵抗が小さく、エネルギロスの少ないコストの安い回転伝達装置を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、円筒状のハウジング１の一方の端部は端板２によって閉塞され、その端板２に形成された軸挿入孔３にトルク伝達軸としての入力軸４が挿通されている。

入力軸４のハウジング１の内部に位置する端部には内輪５が嵌合されてセレーション６の嵌合により回り止めされ、その内輪５の外側に外輪７が設けられている。外輪７は、ハウジング１の内径面に嵌合された軸受８によって回転自在に支持されている。

内輪５は、両端に小径軸部５ａ、５ｂを有し、ハウジング開口端側の小径軸部５ａに嵌合された軸受９によって内輪５と外輪７は相対的に回転自在に支持されている。

ハウジング１の端板２に形成された軸挿入孔３の内径面と入力軸４の外径面間はシール部材１０の組込みによって密閉され、また、ハウジング１の開口端部の内径面と外輪７の外径面間はシール部材１１の組込みによって密封されている。

内輪５と外輪７との間には２方向クラッチ２０が設けられ、その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に併設されている。

図２および図４（I）に示すように、２方向クラッチ２０は、外輪７の内周に円筒面２１を形成し、内輪５の外周には上記円筒面２１との間でくさび形空間を形成する複数のカム面２２を周方向に間隔をおいて設け、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を内輪５と外輪７間に組込まれた保持器２４で保持した２方向ローラクラッチから成っている。

図２および図３に示すように、内輪５と保持器２４の相互間には、ローラ２３が円筒面２１およびカム面２２に対して係合解除される中立位置に保持器２４を弾性保持するスイッチばね２５が組込まれている。

スイッチばね２５は、Ｃ形リング部２５ａの両端に一対の押圧片２５ｂを外向きに形成した構成とされている。

スイッチばね２５は、内輪５の端面に形成されたばね収納凹部２６内にリング部２５ａが嵌合される組付けとされ、一対の押圧片２５ｂはばね収納凹部２６の周壁に形成された切欠部２７から保持器２４の端面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端面を相反する方向に押圧し、その押圧によってローラ２３を中立位置に保持している。

図１に示すように、電磁クラッチ３０は、内輪５の小径軸部５ｂにスライド自在に嵌合されて保持器２４の端面と軸方向で対向するアーマチュア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、アーマチュア３１がロータ３２から離反する方向に押圧する離反ばね３４とから成る。

図２に示すように、アーマチュア３１には係合孔３５が形成され、その係合孔３５に保持器２４の端面に設けられた突片３６が挿入され、その突片３６と係合孔３５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、軸方向に移動可能とされている。

図１に示すように、ロータ３２は、内周および外周に円筒部３２ａ、３２ｂを有し、外周の円筒部３２ｂが外輪７の開口端部内に取付けられた非磁性体から成るロータガイド３７内に圧入されて外輪７に回り止めされている。

電磁石３３は、コア３３ａと、そのコア３３ａに支持された電磁コイル３３ｂから成る。この電磁石３３は、ロータ３２の内、外の円筒部３２ａ、３２ｂ間に配置され、コア３３ａがハウジング１の閉塞端に非回転に支持されている。

図２に示すように、ハウジング１の内径面に嵌合されて外輪７を回転自在に支持する前述の軸受８は、開放型の深溝玉軸受からなる。この軸受８は、ハウジング１の内径面に形成された肩４０と、そのハウジング１の内径面および外輪７の外径面に取付けられた径の異なる一対の止め輪４１、４２によって軸方向に位置決めされている。

一対の止め輪４１、４２は径方向で対向し、その外側の止め輪４１の内径面と内側の止め輪４２の外径面間に、軸受８の内部に封入された潤滑用グリースが軸受外部に漏洩するのを防止するラビリンス４３が形成されている。

また、軸受８とロータガイド３７の対向部間にもラビリンス４４が形成され、そのラビリンス４４によって軸受８の内部に封入された潤滑用グリースが軸受外部に漏洩するのが防止されている。

内輪５の小径軸部５ａに嵌合されてその内輪５と外輪７を相対的に回転自在に支持する前述の軸受９は、内部に封入されたグリースによって潤滑され、その潤滑用グリースは２方向クラッチ２０を潤滑するグリースと同一とされている。

上記軸受９は一方の端部内にシール９ａが組込まれた片シール付き深溝玉軸受からなり、上記シール９ａがハウジング開口端側に位置する組付けとされ、外輪７の内径面に取付けた止め輪４５と内輪５の小径軸部５ａの外径面に取付けた止め輪４６によって軸方向に位置決めされている。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石３３の電磁コイル３３ｂに対する通電の遮断状態では、スイッチばね２５のばね力によりローラ２３は、図４（I）に示すように、中立状態に保持され、入力軸４が回転してもその回転は外輪７に伝達されず、入力軸４が空転する。

入力軸４の回転状態において、電磁石３３の電磁コイル３３ｂに通電すると、アーマチュア３１に吸引力が付与され、アーマチュア３１は離反ばね３４の弾性に抗して移動して、ロータ３２に吸着される。

ロータ３２とアーマチュア３１の吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器２４の回転抵抗となり、その摩擦抵抗は、スイッチばね２５のばね力より予め大きな値に設定されているため、スイッチばね２５は弾性変形して、入力軸４と保持器２４とが相対回転する。その相対回転により、図４（II）に示すように、ローラ２３がくさび形空間の狭小部に押し込まれて円筒面２１およびカム面２２に係合し、入力軸４の回転はローラ２３を介して外輪７に伝達される。

入力軸４から外輪７へのトルク伝達状態において、電磁コイル３３ｂに対する通電を遮断すると、離反ばね３４の押圧により、アーマチュア３１はロータ３２から離反する。

また、アーマチュア３１がロータ３２から離反すると、スイッチばね２５のばね力により保持器２４が入力軸４に対して係合時の逆方向に回転され、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て、図４（I）に示すように中立位置に戻される。このため、入力軸４から外輪７への回転伝達が遮断され、上記入力軸４および内輪５がフリー回転する。

内輪５のフリー回転時、その内輪５と外輪７とを相対的に回転自在に支持する軸受９は、片シール付きの深溝玉軸受であり、その片シール付き深溝玉軸受は両シール付き深溝玉軸受に比較して回転抵抗が小さいため、エネルギのロスが小さく、内輪５はスムーズに空転する。また、軸受９の潤滑用グリースはシール９ａによって軸受外部に漏洩するのが防止されるため、潤滑切れによる寿命の低下
はない。

また、内輪５の回転がローラ２３を介して外輪７に伝達されるトルク伝達時、その外輪７を支持する軸受８は、開放型の深溝玉軸受であり、その開放型深溝玉軸受はシール付き深溝玉軸受に比較して回転抵抗が小さいため、エネルギのロスが小さく、外輪７はスムーズに回転する。また、軸受８の潤滑用グリースは対向一対の止め輪４１、４２間に形成されたラビリンス４３およびロータガイド３７との対向端間に形成されたラビリンス４４によって軸受外部に漏洩するのが防止されるため、潤滑切れによる寿命の低下はない。

この発明に係る回転伝達装置の実施形態を示す縦断正面図図１の外輪組込み部を拡大して示す断面図図１のIII−III線に沿った断面図（I）は、図２のIV−IV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（I）は、従来の回転伝達装置を示す断面図、（II）は、（I）の外輪支持部を拡大して示す断面図

符号の説明

１ハウジング
２端板
３軸挿入孔
４入力軸（トルク伝達軸）
５内輪
７外輪
８軸受
９軸受
１０シール部材
１１シール部材
２０２方向クラッチ
３０電磁クラッチ

Claims

ハウジングの一端開口を閉塞する端板に軸挿入孔を形成し、その軸挿入孔に挿通されてハウジングの内部に位置するトルク伝達軸の端部に内輪を連結し、その内輪の外側に設けられた外輪をハウジングの内径面に嵌合された軸受で回転自在に支持し、かつ、内輪と外輪を、内輪のハウジング開口端側の端部外径面に嵌合された軸受によって相対的に回転自在に支持し、前記内輪と外輪の相互間に回転トルクの伝達と遮断とを行なう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、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、前記軸挿入孔の内径面とトルク伝達軸の外径面間、および、ハウジングの開口端部の内径面と外輪の外径面間のそれぞれをシール部材の取付けにより密封した回転伝達装置において、
前記内輪と外輪を相対的に回転自在に支持する軸受の潤滑用グリースを２方向クラッチの潤滑用グリースと同一とし、その軸受を片シール軸受とし、その片シール軸受を開口端が２方向クラッチと対向する組込みとしたことを特徴とする回転伝達装置。
前記内輪と外輪を相対的に回転自在に支持する片シール軸受が、深溝玉軸受からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
前記ハウジングの内径面に取付けられた外輪支持用の軸受を開放型軸受とし、その開放型軸受のハウジング開口端側の端面一側方に軸受潤滑用グリースの漏洩を防止するラビリンスを設けた請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
前記ハウジングの内径面と外輪の外径面のそれぞれに開放型軸受を軸方向に位置決めする一対の径の異なる止め輪を径方向で対向するよう取付け、その一対の止め輪間をラビリンスとした請求項３に記載の回転伝達装置。
前記外輪支持用の開放型軸受が、深溝玉軸受からなる請求項３又は４に記載の回転伝達装置。
前記２方向クラッチが、２方向ローラクラッチからなる請求項１乃至５のいずれかの項に記載の回転伝達装置。