JP2009250281A

JP2009250281A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP2009250281A
Application number: JP2008096129A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 光司佐藤; Takahide Saito; 隆英齋藤; Satoru Yamagata; 哲山形
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】外輪への磁気漏洩を防止しつつ２方向クラッチの潤滑用グリースの外部への漏洩を防止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。
【解決手段】外輪７と内輪５間に２方向クラッチ２０を組込み、その２方向クラッチ２０に併設して電磁クラッチ３０を設ける。電磁クラッチ２０を、２方向クラッチ２０の保持器２４に回り止めされて軸方向に移動可能なアーマチュア３１と、外輪７の開口端部に嵌合されたロータガイド３２と、そのロータガイド３２に嵌合されてアーマチュア３１と軸方向で対向するロータ３３と、そのロータ３３に対向配置され、通電によってロータ３３にアーマチュア３１を吸着させる電磁石３４とで形成する。ロータガイド３２に周方向に延びる複数のスリット３８を周方向に間隔をおいて形成して、電磁石３４の通電時に外輪７に磁気が漏洩するのを防止する。ロータガイド３２の内径面にスリーブ３９を嵌合して、２方向クラッチ２０の潤滑用グリースがスリット３８から外部に漏洩するのを防止する。
【選択図】図１

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、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、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と、外輪の開口端部に嵌合されて回り止めされた円筒状のロータガイドと、そのロータガイドの開口端部内に圧入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。

ここで、電磁石に対する通電時にロータとアーマチュア間に形成される磁気がロータガイドから外輪に漏洩すると、アーマチュアに対する磁気吸着力が低下し、アーマチュアの吸着が不完全になって、２方向クラッチを係合させることができなくなる。

また、ロータ及び外輪とロータガイドが線膨張係数の異なる材料で形成されていると、温度上昇による熱膨張によってロータ及び外輪とロータガイドの圧入部に締め代がなくなって圧入による固定を維持することができなくなる。

そのような不都合を解消するため、ロータガイドをロータ及び外輪と線膨張係数と同じか、又は略等しい材料で形成して、圧入による固定の維持を図り、また、ロータガイドのロータ圧入部位から外輪の開口端面側に片寄った位置に周方向に長く延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて形成して、外輪側に磁気が漏洩するのを防止するようにしている。

特開２００６−２２４９１０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、ロータガイドに磁気の漏洩を防止する複数のスリットが形成されているため、２方向クラッチを潤滑するグリースが遠心力によって外径側に移動した場合、上記スリットから外部に漏洩し、２方向クラッチが潤滑不良に陥り易くなり、改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、外輪への磁気漏洩を防止しつつ２方向クラッチの潤滑用グリースの外部への漏洩を防止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。

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、前記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嵌合されて回り止めされた円筒状のロータガイドと、その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、そのロータから離反する方向にアーマチュアを付勢する離反ばねと、前記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り、前記ロータガイドをロータの線膨張係数と同じか又は略等しい磁性材料で形成し、そのロータガイドのロータ嵌合部位より外輪端面側に片寄った位置に周方向に長く延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて形成した回転伝達装置において、前記ロータガイドのスリット形成部位における内径面に、そのスリットを閉塞する非磁性体からなるスリーブを嵌合した構成を採用したのである。

ここで、スリーブは、非磁性体鉄系材料からなるものであってもよく、あるいは、非磁性体非鉄系金属材料からなるものであってもよい。また、合成樹脂からなるものであってもよい。

この発明に係る回転伝達装置において、２方向クラッチの係合子は、ローラであってもよく、スプラグであってもよい。

上記のように、この発明においては、ロータガイドのスリット形成部位における内径面に非磁性体からなるスリーブを嵌合して、スリットを閉塞するようにしたため、外輪への磁気の漏洩を防止する状態において２方向クラッチを潤滑するグリースの外部への漏洩を防止することができ、２方向クラッチが潤滑不良になるの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、外輪７の開口端部に嵌合されて軸方向に位置決めされた円筒状のロータガイド３２と、そのロータガイド３２の開口端部内に圧入されてアーマチュア３１と軸方向で対向するロータ３３と、そのロータ３３と軸方向で対向する電磁石３４と、アーマチュア３１がロータ３３から離反する方向に押圧する離反ばね３５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３６が形成され、その係合孔３６に保持器２４の端面に設けられた突片３７が挿入され、その突片３７と係合孔３６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３３は、内周および外周に円筒部３３ａ、３３ｂを有し、外周の円筒部３３ｂがロータガイド３２内に圧入されている。

ロータガイド３２は、ロータ３３及び外輪７と線膨張係数が同じか又は略等しい磁性材料で形成されている。このロータガイド３２には、図２および図３に示すように、ロータ３３の嵌合部位より外輪７の開口端面側に片寄った位置に周方向に長く延びる複数のスリット３８が周方向に間隔をおいて形成されている。

ロータガイド３２のスリット形成部位における内径面には円筒状のスリーブ３９が嵌合され、そのスリーブ３９によってスリット３８は閉塞されている。スリーブ３９は、非磁性体鉄系材料や非磁性体非鉄系金属材料、合成樹脂等の非磁性体材料によって形成されている。

電磁石３４は、コア３４ａと、そのコア３４ａに支持された電磁コイル３４ｂから成る。この電磁石３４は、ロータ３３の内、外の円筒部３３ａ、３３ｂ間に配置され、コア３４ａがハウジング１の閉塞端に非回転に支持されている。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石３４の電磁コイル３４ｂ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３４の電磁コイル３４ｂに通電すると、アーマチュア３１に磁気吸引力が付与され、アーマチュア３１は離反ばね３５の弾性に抗して移動して、ロータ３３に吸着される。

上記のようなアーマチュア３１の吸着時、ロータ３３からロータガイド３２に磁気が流れるが、そのロータガイド３２には複数のスリット３８が周方向に間隔をおいて形成されているため、そのスリット３８によって磁気が外輪７側に漏洩するのが防止される。このため、アーマチュア３１に対する磁気吸引力の低下は極めて少なく、ロータ３３によって確実に吸着されることになる。

ロータ３３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。

内輪５と外輪７の相互間における回転トルクの伝達時、２方向クラッチ２０を潤滑するグリースは遠心力により外径方向に移動して外輪７の開口端から外側に流れ出し、外輪７の開口端面とアーマチュア３１の対向面間を外径側に向けて移動する。

このとき、ロータガイド３２の内径面にはスリーブ３９が嵌合され、そのスリーブ３９によってスリット３８が閉鎖されているため、外径方向に流動したグリースはスリット３８から外部に漏洩するのが防止され、上記スリーブ３９の内径面側において保持されることになる。

このように、２方向クラッチ２０の潤滑用グリースは、外部に漏洩することがないため、２方向クラッチ２０が潤滑不良になるようなことはない。

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３４ｂに対する通電を遮断すると、離反ばね３５の押圧により、アーマチュア３１はロータ３３から離反する。

また、アーマチュア３１がロータ３３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。

実施の形態では、２方向クラッチ２０としてローラタイプのものを示したが、２方向クラッチ２０はこれに限定されるものではない。例えば、係合子としてスプラグを用いた２方向クラッチであってもよい。スプラグタイプの２方向クラッチの場合、外輪の内周および内輪の外周に円筒面を形成し、その両円筒面間にスプラグを組込み、そのスプラグを径の異なる２つの保持器で保持し、その小径側の保持器を内輪に固定し、大径側保持器と内輪の相互間にスイッチばねを組込んでスプラグを両円筒面に対して係合解除される中立位置に保持する。また、大径側保持器を電磁クラッチ３０によって外輪に結合および結合解除する。

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のロータガイドの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

符号の説明

５内輪
７外輪
２０２方向クラッチ
２３ローラ（係合子）
２４保持器
３０電磁クラッチ
３１アーマチュア
３２ロータガイド
３３ロータ
３４電磁石
３８スリット
３９スリーブ

Claims

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、前記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嵌合されて回り止めされた円筒状のロータガイドと、その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、そのロータから離反する方向にアーマチュアを付勢する離反ばねと、前記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り、前記ロータガイドをロータの線膨張係数と同じか又は略等しい磁性材料で形成し、そのロータガイドのロータ嵌合部位より外輪端面側に片寄った位置に周方向に長く延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて形成した回転伝達装置において、
前記ロータガイドのスリット形成部位における内径面に、そのスリットを閉塞する非磁性体からなるスリーブを嵌合したことを特徴とする回転伝達装置。
前記スリーブが、非磁性体鉄系材料からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
前記スリーブが、非磁性体非鉄系金属材料からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
前記スリーブが、合成樹脂からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
前記係合子が、ローラからなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の回転伝達装置。
前記係合子が、スプラグからなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の回転伝達装置。