JP2013231503A - Rotation transmitting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転の伝達と遮断の切換えを行なうことができるようにした回転伝達装置に関する。 The present invention relates to a rotation transmission device capable of switching between rotation transmission and cutoff.
駆動軸から従動軸への回転の伝達と遮断とを行う回転伝達装置として、2方向クラッチを有し、その2方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチにより制御するようにしたものが従来から知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a rotation transmission device that transmits and blocks rotation from a drive shaft to a driven shaft has a two-way clutch, and the engagement and release of the two-way clutch are controlled by an electromagnetic clutch. It has been.
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み込まれた内輪との間に制御保持器と回転保持器とを、各保持器に形成された柱部が周方向で交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に対向一対のローラを組込み、その一対のローラをその対向部間に組み込まれた弾性部材で離反する方向に付勢して、外輪の内周に形成された円筒面と内輪の外周に形成されたカム面に係合する位置にスタンバイさせ、上記内輪の一方向への回転により一方のローラを円筒面およびカム面に係合させ、内輪の回転を外輪に伝達するようにしている。
In the rotation transmission device described in
また、内輪に接続された入力軸上に電磁クラッチを設け、その電磁クラッチの電磁コイルに対する通電により制御保持器を軸方向に移動させ、その制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面間に設けられたトルクカムの作用によりポケットの周方向幅が小さくなる方向に制御保持器と回転保持器とを相対回転させて、各保持器の柱部で一対のローラを係合解除位置まで移動させ、内輪から外輪への回転伝達を遮断するようにしている。 In addition, an electromagnetic clutch is provided on the input shaft connected to the inner ring, and the control cage is moved in the axial direction by energizing the electromagnetic coil of the electromagnetic clutch, and the opposing surfaces of the flange of the control cage and the flange of the rotary cage The control cage and the rotary cage are rotated relative to each other so that the circumferential width of the pocket is reduced by the action of the torque cam provided between them, and the pair of rollers are moved to the disengagement position at the pillar portion of each cage. The rotation transmission from the inner ring to the outer ring is cut off.
上記回転伝達装置においては、電磁クラッチの電磁コイルに対する通電を解除すると、対向一対のローラ間に組み込まれた弾性部材の押圧作用により制御保持器と回転保持器とがポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転して対向一対のローラが円筒面およびカム面に当接するスタンバイ状態に保持されるため、内輪の回転によりローラが円筒面およびカム面に直ちに係合することになり、回転方向ガタがきわめて小さく、応答性に優れているという特徴を有している。 In the above rotation transmission device, when energization of the electromagnetic coil of the electromagnetic clutch is released, the circumferential width of the pocket between the control holder and the rotation holder increases due to the pressing action of the elastic member incorporated between the pair of opposed rollers. Since the pair of opposed rollers are held in a standby state where they contact each other with the cylindrical surface and the cam surface, the roller immediately engages with the cylindrical surface and the cam surface due to the rotation of the inner ring. Is extremely small and has excellent responsiveness.
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、電磁クラッチの電磁コイルに対する通電の解除状態で、一対のローラは円筒面およびカム面に当接するスタンバイ状態に保持されて、外輪と内輪の相対回転によりローラが係合状態とされるが、そのスタンバイ状態や係合状態において、振動等の外乱が回転伝達装置に負荷されると、慣性モーメントによって外輪と制御保持器が相対的に回転する可能性がある。万一、相対回転すると、一方のローラが中立位置に変位して、内輪と外輪の相互間で回転トルクを伝達することができなくなり、回転伝達装置の信頼性を高める上において改善すべき点が残されている。
By the way, in the rotation transmission device described in
また、外輪内において制御保持器と回転保持器の全体を収容する構成であるため、軸方向長さの長い外輪を必要として重量も重くなり、その軽量化を図る上においても改善すべき点が残されている。 In addition, since the entire control cage and rotation cage are accommodated in the outer ring, the outer ring having a long axial length is required, which increases the weight, and there is a point that should be improved in order to reduce the weight. It is left.
この発明の課題は、2方向クラッチの係合状態でローラが外乱によって中立位置に変位されることのないようにして、回転伝達装置の信頼性を高めることである。 An object of the present invention is to improve the reliability of a rotation transmission device by preventing a roller from being displaced to a neutral position by a disturbance in an engaged state of a two-way clutch.
上記の課題を解決するため、この発明においては、入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸の相互間において回転の伝達と遮断とを行なう2方向クラッチおよびその2方向クラッチの係合および解除を制御する電磁クラッチを有し、前記2方向クラッチが、前記出力軸の軸端部に設けられた外輪の内周と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周間に、制御保持器および回転保持器のそれぞれに設けられた柱部が周方向に交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に前記外輪の内周および内輪の外周に対して係合可能な一対の係合子と、その一対の係合子を離反する方向に付勢する弾性部材とを組込んだ構成とされ、前記電磁クラッチが、前記制御保持器に連結されたアーマチュアと、その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し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなり、前記電磁石に対する通電によりアーマチュアと共に制御保持器をロータに向けて軸方向に移動させ、その軸方向への移動を運動変換機構により制御保持器と回転保持器をポケットの周方向幅が小さくなる方向の相対回転運動に変換して一対の係合子を係合解除させるようにした回転伝達装置において、前記外輪と制御保持器の相互間に、前記電磁石に対する通電の遮断によって2方向クラッチを係合させた状態で、その外輪と制御保持器とが相対的に回転するのを防止する回り止め手段を設けた構成を採用したのである。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a two-way clutch that transmits and blocks rotation between an input shaft and an output shaft that is arranged coaxially with the input shaft, and the two-way clutch are provided. An electromagnetic clutch for controlling engagement and disengagement, wherein the two-way clutch is between the inner periphery of the outer ring provided at the shaft end of the output shaft and the outer periphery of the inner ring provided at the shaft end of the input shaft. In addition, the pillars provided in the control cage and the rotary cage are assembled so that they are alternately arranged in the circumferential direction, and the inner circumference of the outer ring and the outer circumference of the inner ring are placed in pockets formed between adjacent pillar parts. A pair of engagement elements that can be engaged with each other, and an elastic member that urges the pair of engagement elements in a direction away from each other, and the electromagnetic clutch is coupled to the control retainer. Armature and its armature A rotor that is axially opposed to the rotor, and an electromagnet that is axially opposed to the rotor and attracts the armature to the rotor by energization, and the control retainer together with the armature toward the rotor is energized in the axial direction by energizing the electromagnet. The movement in the axial direction is converted by the motion conversion mechanism into the relative rotational motion in the direction in which the circumferential width of the pocket is reduced by the motion conversion mechanism, and the pair of engagement elements are disengaged. In the rotation transmission device, the outer ring and the control holder are relatively rotated with the two-way clutch engaged between the outer ring and the control holder by cutting off the energization of the electromagnet. The structure provided with the anti-rotation means to prevent was adopted.
上記のように、電磁クラッチの電磁コイルに対する通電の解除によって制御保持器のフランジが外輪の開口端面に接触される状態で、その外輪と制御保持器とが相対的に回転するのを防止する回り止め手段を設けることによって、ローラが円筒面およびカム面に当接するスタンバイ状態あるいは係合状態で制御保持器が外乱により外輪に対して相対回転するのを防止することができる。 As described above, in the state where the flange of the control cage is in contact with the opening end surface of the outer ring by releasing the energization to the electromagnetic coil of the electromagnetic clutch, the rotation of the outer ring and the control cage is prevented from rotating relatively. By providing the stopping means, it is possible to prevent the control cage from rotating relative to the outer ring due to disturbance in the standby state or the engaged state where the roller contacts the cylindrical surface and the cam surface.
このため、ローラが中立位置に変位されるということがなく、そのローラを介して内輪と外輪の相互間で確実に回転トルクを伝達することができ、信頼性を高めることができる。 For this reason, the roller is not displaced to the neutral position, and the rotational torque can be reliably transmitted between the inner ring and the outer ring via the roller, and the reliability can be improved.
この発明に係る回転伝達装置において、回り止め手段として下記の構成a乃至dからなるものを採用することができる。
構成a:外輪の開口端面と制御保持器に設けられたフランジの対向面における一方に凸部を設け、その凸部を他方に設けられ凹部内に挿入して、その凹部の周方向で対向する端面と凸部の係合により外輪に対して制御保持器を回り止めする構成としたもの。
構成b:外輪の開口端面と制御保持器のフランジの対向面における一方にピンを突設し、その他方にピン孔を設け、そのピン孔に対するピンの係合によって外輪に対して制御保持器を回り止めする構成としたもの。
構成c:外輪の開口端面と制御保持器のフランジの対向面それぞれに摩擦材を固着し、その摩擦材の摩擦接触によって外輪に対して制御保持器を回り止めする構成としたもの。
構成d:外輪の開口端面と制御保持器のフランジの対向面それぞれを粗面とし、その粗面の面接触によって外輪に対して制御保持器を回り止めする構成としたもの。
In the rotation transmission device according to the present invention, it is possible to employ a rotation stopper having the following configurations a to d.
Configuration a: A convex portion is provided on one of the opening end surface of the outer ring and the flange facing surface provided on the control cage, and the convex portion is provided on the other side and inserted into the concave portion, and is opposed in the circumferential direction of the concave portion. A structure in which the control retainer is prevented from rotating with respect to the outer ring by engagement between the end face and the convex portion.
Configuration b: A pin is provided on one of the opening end face of the outer ring and the opposite face of the flange of the control cage, a pin hole is provided on the other side, and the control cage is attached to the outer ring by engaging the pin with the pin hole. A structure that prevents rotation.
Configuration c: A configuration in which a friction material is fixed to each of the opening end face of the outer ring and the facing surface of the flange of the control cage, and the control cage is prevented from rotating with respect to the outer ring by frictional contact of the friction material.
Configuration d: A configuration in which the opening end face of the outer ring and the facing surface of the flange of the control cage are roughened, and the control cage is prevented from rotating with respect to the outer ring by surface contact of the rough surface.
回り止め手段として、上記構成aを採用する場合、凹部は凸部が周方向に余裕をもって挿入し得る大きさとする。この場合、凸部を突起状のものとし、凹部を周方向に長い円弧状のものとして、その凹部の数を凸部の数より多くなるよう凹部と凸部の数を相違させるようにしてもよい。 When the configuration a is employed as the rotation preventing means, the concave portion has a size that allows the convex portion to be inserted with sufficient margin in the circumferential direction. In this case, the convex portions are projection-shaped, the concave portions are arc-shaped long in the circumferential direction, and the number of the concave portions and the convex portions are made different so that the number of the concave portions is larger than the number of the convex portions. Good.
また、回り止め手段として、上記構成bを採用する場合、ピンおよびピン孔のそれぞれを複数として両者の数を同じとし、あるいは、ピン孔の数をピンの数の整数倍としてもよい。 Further, when the configuration b is employed as the rotation preventing means, a plurality of pins and pin holes may be provided, and the number of both may be the same, or the number of pin holes may be an integral multiple of the number of pins.
この発明に係る回転伝達装置において、制御保持器の軸方向の移動を、その制御保持器と回転保持器の相対回転運動に変換する運動変換機構として、制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面それぞれに、周方向の中央部で深く、両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを収容して、前記制御保持器の軸方向の移動により、ポケットの周方向幅が小さくなる方向に一対の保持器を相対回転させるトルクカムからなるものを採用することができる。 In the rotation transmission device according to the present invention, the flange of the control cage and the flange of the rotation cage are used as a motion conversion mechanism for converting the axial movement of the control cage into the relative rotational motion of the control cage and the rotation cage. Each of the opposing surfaces is provided with cam grooves that are deep at the center in the circumferential direction, and the groove depth gradually decreases toward both ends, and the balls are accommodated between the cam grooves to move the control cage in the axial direction. Thus, it is possible to employ a torque cam that relatively rotates the pair of cages in the direction in which the circumferential width of the pocket decreases.
ここで、上記トルクカムを採用し、かつ、回り止め手段として上記構成aを採用する場合において、回転保持器の柱部と接する係合子がトルク伝達する状態で電磁石に通電すると、回転保持器はトルク伝達する係合子に係合してポケットの周方向幅を小さくする方向に回転することはできない状態にあるため、制御保持器はトルクカムとの関係でポケットの周方向幅を小さくする方向に回転しながらロータ側に向けて移動しようとする。 Here, in the case where the torque cam is used and the configuration a is used as the detent means, when the electromagnet is energized in a state in which the engaging element in contact with the column portion of the rotary cage transmits torque, the rotary cage is torqued. The control cage rotates in the direction to reduce the circumferential width of the pocket in relation to the torque cam because it cannot be rotated in the direction of reducing the circumferential width of the pocket by engaging with the transmitting engagement element. While trying to move toward the rotor side.
このとき、凸部と凹部における端面との係合部における係合面がトルクカムにおけるカム溝の傾斜角度より大きい場合、上記係合面が制御保持器の回転を阻害して係合子を係合解除させることができなくなるおそれがある。 At this time, if the engaging surface of the engaging portion between the convex portion and the end surface of the concave portion is larger than the inclination angle of the cam groove in the torque cam, the engaging surface inhibits the rotation of the control cage and disengages the engaging element. There is a risk that it will not be possible.
そこで、回り止め手段における凸部の外輪順方向回転における後行側の端面およびその端面に対向する凹部の端面をテーパ面とし、そのテーパ面の外輪端面に対する傾斜角度をトルクカムにおけるカム溝の外輪端面に対する傾斜角度より小さくしておくと、電磁石に対する通電時、制御保持器のポケットの周方向幅が小さくなる方向への回転が阻害されるということがなくなり、2方向クラッチを確実に係合解除させることができる。 Therefore, the end surface on the rear side in the forward rotation of the convex portion of the convex portion in the rotation preventing means and the end surface of the concave portion facing the end surface are tapered surfaces, and the inclination angle of the tapered surface with respect to the outer ring end surface is the end surface of the outer ring of the cam groove in the torque cam. If the inclination angle is smaller than the rotation angle, the rotation of the pocket of the control cage in the direction in which the circumferential width of the pocket is reduced is not obstructed when the electromagnet is energized, and the two-way clutch is reliably disengaged. be able to.
ここで、順方向回転とは、外輪の開口端面を正視する状態での右方向回転をいう。 Here, forward rotation refers to rightward rotation in a state where the opening end surface of the outer ring is viewed from the front.
この発明に係る回転伝達装置において、制御保持器の外径面および側面のうちの少なくとも一方に孔または凹部からなる肉盗みを形成することにより、制御保持器の軽量化を図ることができ、電磁クラッチとして容量の小さな小型のものを採用することができる。 In the rotation transmission device according to the present invention, it is possible to reduce the weight of the control cage by forming a meat stealer including a hole or a recess on at least one of the outer diameter surface and the side surface of the control cage. A small clutch with a small capacity can be used.
また、制御保持器および回転保持器を、その柱部のみが外輪と内輪間に配置される組込みとすることによって、制御保持器および回転保持器の全体を外輪と内輪間に収容する組込みとする場合に比較して外輪の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。 In addition, the control retainer and the rotation retainer are incorporated so that only the column portion is disposed between the outer ring and the inner ring, thereby incorporating the entire control retainer and the rotation retainer between the outer ring and the inner ring. Compared to the case, the axial length of the outer ring can be made compact.
この発明においては、上記のように、電磁クラッチの電磁コイルに対する通電の解除によって制御保持器のフランジが外輪の開口端面に接触される状態で、外輪と制御保持器とが相対的に回転するのを防止する回り止め手段を設けたことにより、ローラが円筒面およびカム面に当接するスタンバイ状態や係合状態で外輪と制御保持器とが相対回転してローラが係合解除する中立位置に変位されるという不都合の発生を防止し、上記ローラを介して内輪と外輪の相互間で確実に回転トルクを伝達することができ、信頼性を高めることができる。 In the present invention, as described above, the outer ring and the control retainer are relatively rotated in a state where the flange of the control retainer is in contact with the opening end surface of the outer retainer by releasing the energization of the electromagnetic coil of the electromagnetic clutch. By providing anti-rotation means to prevent the roller from rotating, the outer ring and the control cage rotate relative to each other in a standby state where the roller abuts against the cylindrical surface and the cam surface, or to the neutral position where the roller is disengaged. Therefore, it is possible to reliably transmit the rotational torque between the inner ring and the outer ring via the roller, and to improve the reliability.
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は、この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す。図示のように、回転伝達装置は、入力軸S1と、その入力軸S1と同軸上に配置された出力軸S2と、その両軸の軸端部を覆うハウジング1と、そのハウジング1内に組み込まれて入力軸S1から出力軸S2への回転の伝達と遮断とを行なう2方向クラッチ10およびその2方向クラッチ10の係合、解除を制御する電磁クラッチ50とからなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a rotation transmission device according to the present invention. As shown in the figure, the rotation transmission device includes an input shaft S 1 , an output shaft S 2 arranged coaxially with the input shaft S 1 , a
ハウジング1は円筒状をなし、その一端部には小径の軸受筒2が設けられ、他端部内周には電磁クラッチ50を抜止めする止め輪3が取付けられている。
The
図1および図2に示すように、2方向クラッチ10は、出力軸S2の軸端部に設けられた外輪11の内周に円筒面12を設け、入力軸S1の軸端部に設けられた内輪13の外周に複数のカム面14を周方向に形成し、その複数のカム面14のそれぞれと円筒面12間に一対のローラ15と弾性部材21とを組込み、そのローラ15を保持器16で保持し、上記内輪13の一方向への回転により一対のローラ15の一方を円筒面12およびカム面14に係合させて内輪13の回転を外輪11に伝達し、また、内輪13の他方向への回転時に他方のローラ15を円筒面12およびカム面14に係合させて内輪13の回転を外輪11に伝達するようにしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, two-way clutch 10, a
ここで、外輪11の閉塞端部の内面側には小径の凹部18が形成され、その凹部18内に組み込まれた軸受19によって入力軸S1の軸端部が回転自在に支持されている。
Here, a small-diameter
内輪13は入力軸S1に一体に形成されている。その内輪13の外周に形成されたカム面14は、図2に示すように、相反する方向に傾斜する一対の傾斜面14a、14bから形成されて外輪11の円筒面12との間に周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成しており、上記一対の傾斜面14a、14b間には内輪13の接線方向に向く平坦なばね支持面20が設けられ、そのばね支持面20によって弾性部材21が支持されている。
The
弾性部材21はコイルばねからなる。この弾性部材21は一対のローラ15間に配置される組込みとされ、その弾性部材20で一対のローラ15は離反する方向に付勢されて、円筒面12およびカム面14に係合するスタンバイ位置に配置されている。
The
保持器16は、制御保持器16Aと、回転保持器16Bとからなる。図1および図5に示すように、制御保持器16Aは、環状のフランジ24の片面外周部にカム面14と同数の柱部25を周方向に等間隔に設け、その隣接する柱部25間に円弧状の長孔26を形成し、外周には柱部25と反対向きに筒部27を設けた構成とされている。
The
一方、回転保持器16Bは、環状のフランジ28の外周にカム面14と同数の柱部29を周方向に等間隔に設けた構成とされている。
On the other hand, the
制御保持器16Aと回転保持器16Bは、制御保持器16Aの長孔26内に回転保持器16Bの柱部29が挿入されて、その柱部25、29が周方向に交互に並ぶ組み合わせとされている。そして、その組み合わせ状態で柱部25、29の先端部が外輪11と内輪13間に配置され、制御保持器16Aのフランジ24および回転保持器16Bのフランジ28が入力軸S1の外周に嵌合された支持リング30と外輪11間に位置する組込みとされている。
The
上記のような保持器16A、16Bの組込みによって、図2に示すように、制御保持器16Aの柱部25と回転保持器16Bの柱部29間にポケット31が形成され、そのポケット31は内輪13のカム面14と径方向で対向し、各ポケット31内に対向一対のローラ15および弾性部材21が組込まれている。
By incorporating the
図9に示すように、制御保持器16Aのフランジ24および回転保持器16Bのフランジ28は入力軸S1の外周に形成されたスライド案内面32に沿ってスライド自在に支持され、上記回転保持器16Bのフランジ28と入力軸S1の支持リング30間にスラスト軸受33が組み込まれている。
As shown in FIG. 9, the
図5、図6および図9に示すように、制御保持器16Aのフランジ24と回転保持器16Bのフランジ28間には、運動変換手段としてのトルクカム40が設けられている。トルクカム40は、制御保持器16Aのフランジ24と回転保持器16Bのフランジ28の対向面それぞれに周方向の中央部で深く両端に至るに従って次第に浅くなる対向一対のカム溝41、42を設け、一方のカム溝41の一端部と他方のカム溝42の他端部間にボール43を組み込んだ構成としている。
As shown in FIGS. 5, 6 and 9, a
カム溝41、42として、ここでは円弧状の溝を示したが、V溝であってもよい。
The
上記トルクカム40は、制御保持器16Aのフランジ24が回転保持器16Bのフランジ28に接近する方向に制御保持器16Aが軸方向に移動した際に、図6(c)に示すように、ボール43がカム溝41、42の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器16Aと回転保持器16Bをポケット31の周方向幅が小さくなる方向に相対回転させるようになっている。
When the
図3および図4に示すように、内輪13の他側面には円筒面45が形成されている。円筒面45はスライド案内面32より大径とされ、その円筒面45に環状の保持プレート46が嵌合されて内輪13に固定されている。保持プレート46の外周面には制御保持器16Aの柱部25と回転保持器16Bの柱部29間の各ポケット31内に配置される複数の回り止め片47が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
複数の回り止め片47は、制御保持器16Aと回転保持器16Bとがポケット31の周方向幅を縮小する方向に相対回転した際に、制御保持器16Aの柱部25および回転保持器16Bの柱部29を両側縁で受け止めて対向一対のローラ15を中立位置に保持するようになっている。
When the
保持プレート46の外周部には複数の弾性部材21のそれぞれ外径側に張り出すばね押えアーム48が設けられ、そのばね押えアーム48によって弾性部材21は一対のローラ15間より外径側に逃げでるのが防止されている。
On the outer periphery of the holding
図1に示すように、電磁クラッチ50は、制御保持器16Aに形成された筒部27の端面と軸方向で対向するアーマチュア51と、そのアーマチュア51と軸方向で対向するロータ52と、そのロータ52と軸方向で対向する電磁石53とを有している。
As shown in FIG. 1, the
図9に示すように、アーマチュア51は、支持リング30の外周に嵌合されて回転自在に、かつ、スライド自在に支持され、そのアーマチュア51の外周部に設けられた連結筒55の内径面に制御保持器16Aの筒部27が圧入されて制御保持器16Aとアーマチュア51が連結一体化されている。その連結によってアーマチュア51は、支持リング30の円筒状外径面54と入力軸S1の外周のスライド案内面32の軸方向の2箇所においてスライド自在の支持とされている。
As shown in FIG. 9, the
ここで、支持リング30は、入力軸S1のスライド案内面32の軸方向他側に形成された段部34によって軸方向に位置決めされている。
Here, the
ロータ52は、入力軸S1に嵌合され、上記支持リング30との間に組み込まれたシム56によって軸方向に位置決めされ、かつ、入力軸S1に対して回り止めされている。
The
図1に示すように、電磁石53は、電磁コイル53aと、その電磁コイル53aを支持するコア53bとからなり、上記コア53bはハウジング1の他端開口内に嵌合され、ハウジング1の他端部開口内に取付けた止め輪3によって抜止めされている。また、コア53bは入力軸S1に嵌合された軸受57を介して入力軸S1と相対的に回転自在とされている。
As shown in FIG. 1, the
図10は、電磁クラッチ50の電磁コイル53aに対する通電の遮断状態(電磁クラッチ50のオフ状態)を示し、その遮断状態において、制御保持器16Aのフランジ24は、2方向クラッチ10における外輪11の開口端面に衝合する状態とされ、その衝合状態において、外輪11と制御保持器16Aとが相対的に回転するのを防止する回り止め手段60が外輪11と制御保持器16Aのフランジ24の相互間に設けられている。
FIG. 10 shows a cut-off state (energization of the electromagnetic clutch 50) with respect to the
図7乃至図9に示すように、回り止め手段60は、外輪11の開口端面に複数の凸部61を周方向に等間隔に形成し、一方、制御保持器16Aのフランジ24には、外輪11と対向する面に複数の凹部62を等間隔に設け、その凹部62の周方向の端面に凸部61を係合させて外輪11に対して制御保持器16Aが相対的に回転するのを防止している。
As shown in FIGS. 7 to 9, the rotation preventing means 60 has a plurality of
ここで、実施の形態では、外輪11の開口端面に形成される凸部61を突起状として、その数を5つとし、一方、フランジ24に設けられる凹部62を円弧状として、その数を9つとして、凸部61と凹部62の数を相違させており、また、隣接する凹部62間に凸部61とほぼ同一大きさの突出部63を形成している。
Here, in the embodiment, the number of
上記のように、凸部61を5つとし、凹部62を9つとすることによって、外輪11の開口端面に制御保持器16Aが衝合すると、図8に示すように、隣接する一対の凸部61の一方の凸部61aの一側面および他方の凸部61bの他側面に突出部63a、63bがそれぞれ係合し、その係合により、外輪11に対して制御保持器16Aが相対的に回転するのを防止することができる。
As described above, with the five
なお、外輪11の開口端面に凹部を形成し、制御保持器16Aのフランジ24に凸部を設けるようにしてもよい。また、凸部61と凹部62をほぼ同一の大きさとして、凸部61と凹部62の数を同数とし、または、凹部62を凸部61の数の整数倍としてもよい。
In addition, you may make it form a recessed part in the opening end surface of the outer ring |
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2(b)は、2方向クラッチ10のローラ15が係合している状態を示す。その2方向クラッチ10の係合状態で、電磁クラッチ50の電磁コイル53aに通電すると、アーマチュア51に吸引力が作用し、アーマチュア51が軸方向に移動してロータ52に吸着される。
The rotation transmission device shown in the embodiment has the above structure, and FIG. 2B shows a state where the
ここで、アーマチュア51は制御保持器16Aに連結一体化されているため、アーマチュア51の軸方向への移動に伴って制御保持器16Aは、そのフランジ24が回転保持器16Bのフランジ28に接近する方向に移動する。
Here, since the
このとき、図6(d)に示すボール43が図6(c)に示すように、カム溝41、42の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器16Aと回転保持器16Bはポケット31の周方向幅が小さくなる方向に相対回転し、図2(b)に示す対向一対のローラ15が制御保持器16Aの柱部25と回転保持器16Bの柱部29で押されて互いに接近する方向に移動する。
At this time, as shown in FIG. 6 (c), the
このため、ローラ15は、図2(a)に示すように、円筒面12およびカム面14に対して係合解除する中立位置に変位し、2方向クラッチ10は係合解除状態とされる。
For this reason, as shown in FIG. 2A, the
また、制御保持器16Aの軸方向への移動により、図9に示すように、凸部61と凹部62の係合が解除し、制御保持器16Aは外輪11に対して相対回転可能な状態とされる。
Further, as shown in FIG. 9, the engagement of the
2方向クラッチ10の係合解除状態において、入力軸S1に回転トルクを入力して内輪13を一方向に回転すると、保持プレート46に形成された回り止め片47が制御保持器16Aの柱部25と回転保持器16Bの柱部29の一方を押圧するため、内輪13と共に制御保持器16Aおよび回転保持器16Bが回転する。このとき、対向一対のローラ15は係合解除された中立位置に保持されているため、内輪13の回転は外輪11に伝達されず、内輪13はフリー回転する。
In the disengaged state of the two-way clutch 10, the pillar portion of the input shaft when rotating the
ここで、制御保持器16Aと回転保持器16Bがポケット31の周方向幅を小さくなる方向に相対回転すると、制御保持器16Aの柱部25と回転保持器16Bの柱部29が保持プレート46の回り止め片47の両側縁に当接して相対的な回転量が規制される。
Here, when the
このため、弾性部材21は必要以上に収縮することはなくなり、伸長と収縮が繰り返し行われても疲労によって破損するようなことはない。
For this reason, the
内輪13のフリー回転状態において、電磁コイル53aに対する通電を解除すると、アーマチュア51は吸着が解除されて回転自在となる。その吸着解除により、弾性部材21の押圧によって制御保持器16Aと回転保持器16Bがポケット31の周方向幅が大きくなる方向に相対回転し、対向一対のローラ15のそれぞれが、図2(b)に示すように、円筒面12およびカム面14に係合するスタンバイ状態とされ、その対向一対のローラ15の一方を介して内輪13と外輪11の相互間で一方向の回転トルクが伝達される。
When the energization of the
ここで、入力軸S1を停止して、その入力軸S1の回転方向を切換えると、他方のローラ15を介して内輪13の回転が外輪11に伝達される。
Here, when the input shaft S 1 is stopped and the rotation direction of the input shaft S 1 is switched, the rotation of the
このように、電磁コイル53aに対する通電の遮断により、制御保持器16Aと回転保持器16Bがポケット31の周方向幅が大きくなる方向に相対回転して、対向一対のローラ15のそれぞれが円筒面12およびカム面14に直ちに噛み込むスタンバイ状態とされるため、回転方向ガタは小さく、内輪13の回転を外輪11に直ちに伝達することができる。
As described above, when the energization of the
また、内輪13から外輪11への回転トルクの伝達は、カム面14と同数のローラ15を介して行われるため、内輪13から外輪11に大きな回転トルクを伝達することができる。
Further, since the rotational torque is transmitted from the
さらに、制御保持器16Aと回転保持器16Bがポケット31の周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると、制御保持器16Aは外輪11の開口端面に向けて移動し、図8に示すように、制御保持器16Aのフランジ24が外輪11の開口端面に衝合して、凸部61と凹部62の係合により、制御保持器16Aが外輪11に対して回り止めされる。
Further, when the
このため、回転伝達装置に振動等の外乱が負荷されても、制御保持器16Aは外輪11に対して相対回転することがなく、ローラ15は円筒面12およびカム面14に係合する状態に保持されて中立位置に変位するようなことがなく、上記ローラを介して内輪13と外輪11の相互間で確実に回転トルクを伝達することができ、信頼性を高めることができる。
Therefore, even when a disturbance such as vibration is applied to the rotation transmission device, the
なお、制御保持器16Aと回転保持器16Bがポケット31の周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると、ボール43は対向一対のカム溝41、42の浅溝部に向けて転がり移動して、図6(d)に示す状態となる。
When the
図1に示す実施の形態では、制御保持器16Aおよび回転保持器16Bを、その柱部25、29が外輪11と内輪13間に位置し、軸方向で対向するフランジ24,28が外輪11とアーマチュア51間に配置される組込みとしているため、外輪11の軸方向長さのコンパクト化と軽量化とを図ることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
ここで、図8に示す回り止め手段60において、外輪11に設けられた凸部61と制御保持器16Aのフランジ24に設けられた凹部62の周方向で対向する端面との係合部における係合面、すなわち、凸部61と隣接する凹部62間に設けられた突出部63とが互いに係合する係合面の外輪11開口端面に対する傾斜角度αが、図6に示すトルクカム40のカム溝41、42の傾斜角度より大きい場合、2方向クラッチ10を係合解除させることができなくなるおそれがある。
Here, in the rotation preventing means 60 shown in FIG. 8, the engagement at the engaging portion between the
すなわち、図12および図13に示す模式図のように、回転保持器16Bの柱部29と接するローラ15がトルク伝達する状態において、電磁石53の電磁コイル53aに通電すると、回転保持器16Bはトルク伝達するローラ15に係合してポケット31の周方向幅を小さくする方向に回転することはできない状態にあるため、制御保持器16Aはトルクカム40との関係でポケット31の周方向幅を小さくする方向に回転しながらロータ52側に向けて移動しようとする。
That is, as shown in the schematic diagrams of FIGS. 12 and 13, when the
このとき、凸部61と突出部63とが係合する係合面の外輪開口端面に対する傾斜角度αがトルクカム40におけるカム溝41、42の傾斜角度βより大きい場合(α>β)、上記係合面が制御保持器16Aの回転を阻害してローラ15を係合解除させることができなくなることが考えられる。
At this time, when the inclination angle α of the engagement surface with which the
そこで、図11乃至図13においては、凸部61の外輪順方向回転における後行側の端面61aおよびその端面に対向する突出部63の端面63aをテーパ面とし、そのテーパ面の外輪端面に対する傾斜角度αをトルクカム40におけるカム溝41、42の外輪端面に対する傾斜角度βより小さくしている。
Accordingly, in FIGS. 11 to 13, the
上記のように、凸部61の端面61aと突出部63の端面63aをテーパ面とし、そのテーパ面の傾斜角αをカム溝41、42の傾斜角度βより小さくすることにより、その角度差から制御保持器16Aの回転が阻害されることがなくなり、電磁石53の電磁コイル53aに対する通電により、制御保持器16Aは、図13に示す状態からポケット31の周方向幅が小さくなる回転しつつ軸方向に移動して図12に示す状態となる。その結果、2方向クラッチ10を確実に係合解除させることができる。
As described above, the
ここで、順方向回転とは、外輪11の開口端面を正視する状態での右方向回転をいう。
Here, forward rotation refers to rightward rotation in a state where the opening end surface of the
なお、制御保持器16Aの柱部25に接するローラ15がトルク伝達する状態では、回転保持器16Bの柱部29に接するローラ15が係合解除状態にあるため、回転保持器16Bはポケット31の周方向幅を小さく方向に向けて自由に回転することができる。このため、傾斜角度αが傾斜角度βより大きい場合でも電磁石53の電磁コイル53aに対する通電によって制御保持器16を回転しつつ軸方向に移動させることができる。したがって、凸部61および突出部63の残りの端面は図11乃至図13に示すように、外輪開口端面に直交する面とすることができる。
In the state where the
回り止め手段60における凸部61は電磁石53の電磁コイル53aに対する通電の遮断時、弾性部材21の弾性力により急激に戻されて突出部63に衝撃的に衝突し、強度が弱い場合、損傷することが考えられる。実施の形態では、外輪11と制御保持器16Aの対向端部に熱処理を施して、強度を高めるようにしている。
The
図7乃至図9に示す実施の形態においては、回り止め手段60を形成する凸部61と凹部62を外輪11の開口端面および制御保持器16Aのフランジ24に直接形成するようにしたが、図14に示すように、外輪11の開口端部の外周および制御保持器16Aのフランジ24の外周にそれぞれ形成された小径円筒面64、65にリング66、67を嵌合して、ピン68の差し込み等により固定し、そのリング66、67の対向面における一方に凸部61を設け、他方に凹部62を設けるようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 7 to 9, the
また、実施の形態では、回り止め手段60として、凸部61と凹部62からなるものを示したが、回り止め手段60はこれに限定されるものではない。図15乃至図17は、回り止め手段60の他の例を示す。
In the embodiment, the anti-rotation means 60 includes the
図15に示す回り止め手段60においては、外輪11の開口端面に複数のピン70を突設し、制御保持器16Aのフランジ24には複数のピン70のそれぞれに対向してピン孔71を形成し、そのピン70とピン孔71の係合によって外輪11に対して制御保持器16Aが相対回転するのを防止するようにしている。
In the anti-rotation means 60 shown in FIG. 15, a plurality of
なお、図15では、ピン70とピン孔71とを同数としているが、ピン孔71をピン70の数の整数倍として、ピン70とピン孔71の数を相違させるようにしてもよい。また、ピン70をフランジ24に突設し、ピン孔71を外輪11に形成してもよい。
In FIG. 15, the number of
図16に示す回り止め手段60においては、外輪11の開口端面および制御保持器16Aにおけるフランジ24の上記外輪11と対向する側面のそれぞれに摩擦係数の高い摩擦材72を固着して、その摩擦材72の面接触によって外輪11に対して制御保持器16Aが相対回転するのを防止するようにしている。
In the anti-rotation means 60 shown in FIG. 16, a
図17に示す回り止め手段60においては、外輪11の開口端面および制御保持器16Aにおけるフランジ24の上記外輪11と対向する側面のそれぞれを粗面73として摩擦係数を高め、その粗面73の面接触による摩擦係合によって外輪11に対して制御保持器16Aが相対回転するのを防止するようにしている。
In the anti-rotation means 60 shown in FIG. 17, the friction coefficient is increased by setting the opening end surface of the
図18は、制御保持器16Aの他の例を示す。この制御保持器16Aにおいては、フランジ24の外輪11と対向する側面に凹部からなる肉盗み35を形成し、かつ、筒部27に周方向に長い長孔からなる肉盗み35を形成している。
FIG. 18 shows another example of the
上記のように、制御保持器16Aに肉盗み35を形成することによって制御保持器16Aの軽量化を図ることができ、電磁クラッチ50として容量の小さな小型のものを採用することができる。
As described above, by forming the
図1乃至図3に示す実施の形態においては、2方向クラッチ10として、電磁石53に対する通電により制御保持器16Aを軸方向に移動させて、その制御保持器16Aと回転保持器16Bを相対回転させ、係合子としてのローラ15を外輪11の内周と内輪13の外周に係合させるようにしたローラタイプのものを示したが、2方向クラッチはこれに限定されるものではない。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, as the two-way clutch 10, the
例えば、図19に示すように、径の異なる一対の保持器C1、C2を内外に配置し、径の大きな外側保持器C2を、図1乃至図3に示す実施の形態と同様に、制御保持器16Aと回転保持器16Bとで形成し、上記制御保持器16Aの柱部25と回転保持器16Bの柱部29間に形成されたポケット31内に一対の係合子としてのスプラグ36と、その一対のスプラグ36間に弾性部材37とを組込み、上記一対のスプラグ36のそれぞれ内端部を小径側保持器C1に形成されたポケット38内に挿入して、その内端部を中心に揺動自在に支持したスプラグタイプのものであってもよい。
For example, as shown in FIG. 19, a pair of cages C 1 and C 2 having different diameters are arranged inside and outside, and an outside cage C 2 having a large diameter is formed in the same manner as in the embodiment shown in FIGS. The
上記スプラグタイプの2方向クラッチ10においては、電磁クラッチ50の電磁石53に対する通電を解除すると、一対のスプラグ36が弾性部材37の押圧により外端部が離反する方向に揺動して外輪11の内周円筒面12と内輪13の外周円筒面13aに係合し、また、電磁石53に通電し、制御保持器16Aの軸方向への移動により、その制御保持器16Aと回転保持器16Bを相対回転させると、一対のスプラグ36の外端部が各保持器の柱部25、29で押圧されて外端部が近接する方向に揺動し、外輪11の内周円筒面12および内輪13の外周円筒面13aに対して係合解除するようになっている。
In the sprag type two-way clutch 10, when energization of the
S1 入力軸
S2 出力軸
11 外輪
12 円筒面
13 内輪
14 カム面
15 ローラ(係合子)
16A 制御保持器
16B 回転保持器
21 弾性部材
24 フランジ
25 柱部
28 フランジ
29 柱部
31 ポケット
35 肉盗み
36 スプラグ(係合子)
37 弾性部材
40 トルクカム(運動変換手段)
50 電磁クラッチ
53 電磁石
60 回り止め手段
61 凸部
62 凹部
66 リング
67 リング
70 ピン
71 ピン孔
72 摩擦材
73 粗面
S 1 input shaft S 2 output shaft 11
37
50 Electromagnetic clutch 53
Claims (13)
前記2方向クラッチが、前記出力軸の軸端部に設けられた外輪の内周と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周間に、制御保持器および回転保持器のそれぞれに設けられた柱部が周方向に交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に前記外輪の内周および内輪の外周に対して係合可能な一対の係合子と、その一対の係合子を離反する方向に付勢する弾性部材とを組込んだ構成とされ、
前記電磁クラッチが、前記制御保持器に連結されたアーマチュアと、その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し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなり、
前記電磁石に対する通電によりアーマチュアと共に制御保持器をロータに向けて軸方向に移動させ、その軸方向への移動を運動変換機構により制御保持器と回転保持器をポケットの周方向幅が小さくなる方向の相対回転運動に変換して一対の係合子を係合解除させるようにした回転伝達装置において、
前記外輪と制御保持器の相互間に、前記電磁石に対する通電の遮断によって2方向クラッチを係合させた状態で、その外輪と制御保持器とが相対的に回転するのを防止する回り止め手段を設けたことを特徴とする回転伝達装置。 A two-way clutch that transmits and blocks rotation between the input shaft and an output shaft that is arranged coaxially with the input shaft, and an electromagnetic clutch that controls engagement and release of the two-way clutch;
The two-way clutch is provided in each of the control cage and the rotary cage between the inner circumference of the outer ring provided at the shaft end portion of the output shaft and the outer circumference of the inner ring provided at the shaft end portion of the input shaft. A pair of engaging elements that can be engaged with the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the inner ring in a pocket formed between adjacent column parts, so as to be alternately arranged in the circumferential direction. It is configured to incorporate an elastic member that urges the pair of engagement elements in the direction of separating,
The electromagnetic clutch comprises an armature connected to the control retainer, a rotor facing the armature in the axial direction, an electromagnet facing the rotor in the axial direction, and attracting the armature to the rotor by energization,
By energizing the electromagnet, the armature and the control cage are moved in the axial direction toward the rotor, and the movement in the axial direction is caused to move the control cage and the rotary cage in the direction in which the circumferential width of the pocket is reduced. In the rotation transmission device that converts the relative rotational motion to disengage the pair of engagement elements,
Anti-rotation means for preventing the outer ring and the control retainer from rotating relative to each other while the two-way clutch is engaged between the outer race and the control retainer by interrupting the energization of the electromagnet. A rotation transmission device characterized by being provided.
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