JP2014020439A - Rotation transmission apparatus - Google Patents

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幸治 秋吉
Takahide Saito
隆英 齋藤
Koji Sato
光司 佐藤
Naotsugu KITAYAMA
直嗣 北山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase transmission torque capacity of a rotation transmission apparatus for controlling a two-way clutch by an electromagnetic clutch.SOLUTION: A sprag type two-way clutch is adopted as a two-way clutch 10 which is configured so that a plurality of pillar parts 16b formed on a control holder 16 and a plurality of pillar parts 17b formed on a rotation holder 17 are integrated so as to be alternately arranged between a cylindrical surface 12 of an inner periphery of an outer ring 11 attached to a shaft end part of an output shaft and a cylindrical surface 14 of an outer periphery of an inner ring 13 attached to a shaft end part of an input shaft 1, pockets 19 are formed each between a pair of pillar parts adjacent to each other in a peripheral direction, and a pair of opposite sprags 15 to be oscillated around an inner end part and an elastic member 21 arranged between opposite parts of the sprags 15 are integrated in each of the pockets 19. The control holder 16 and the rotation holder 17 are relatively rotated by an electromagnetic clutch to engage/disengage the sprags 15.

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。   The present invention relates to a rotation transmission device used for switching between power transmission and cutoff.

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。   In an FR-based four-wheel drive vehicle, a rotation transmission device that transmits and interrupts driving force to a front wheel as an auxiliary drive wheel has been conventionally known.

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 Patent Document 1, the control cage and the rotation cage are provided between the outer ring and the inner ring incorporated therein, and the column portions formed on the cages in the circumferential direction. Assembling them alternately, install a pair of opposed rollers in a pocket formed between adjacent pillars, and urge the pair of rollers away from each other by an elastic member built in between the opposed parts Then, it is put on standby at a position where it engages with the cylindrical surface formed on the inner periphery of the outer ring and the cam surface formed on the outer periphery of the inner ring, and one roller is moved to the cylindrical surface and the cam surface by rotating the inner ring in one direction. The rotation of the inner ring is transmitted to the outer ring.

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、電磁クラッチにより制御保持器のフランジが回転保持器のフランジから離反する方向に制御保持器を移動させると、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直ちに係合するため、回転方向ガタがなく、応答性に優れているという特徴を有している。   In the rotation transmission device, when the control cage is moved in a direction in which the flange of the control cage is separated from the flange of the rotation cage by the electromagnetic clutch, the rotation is controlled by the pressing action of the elastic member incorporated between the pair of opposed rollers. The cage and the rotary cage rotate relative to each other in the direction in which the circumferential width of the pocket increases, and the pair of opposed rollers immediately engage the cylindrical surface and cam surface. It has the feature of being.

特開2009−293679号公報JP 2009-293679 A

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、電磁クラッチによって係合および解除が制御される2方向クラッチが、係合子をローラとするローラタイプのものであるため、伝達トルク容量が比較的小さく、回転伝達装置の使用に制限を受けることが多く、そのような不都合を解消する上において改善すべき点が残されていた。   By the way, in the rotation transmission device described in Patent Document 1, the two-way clutch whose engagement and release are controlled by the electromagnetic clutch is a roller type using an engagement element as a roller, so that the transmission torque capacity is small. Since it is relatively small and is often restricted by the use of the rotation transmission device, there are still points to be improved in order to eliminate such inconvenience.

この発明の課題は、2方向クラッチを電磁クラッチにより制御する回転伝達装置の伝達トルク容量の増大を図ることである。   An object of the present invention is to increase the transmission torque capacity of a rotation transmission device that controls a two-way clutch with an electromagnetic clutch.

上記の課題を解決するため、この発明においては、入力軸から、その入力軸と同軸上に配置された出力軸への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の円筒面と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周の円筒面間に、制御保持器に設けられた複数の柱部と回転保持器に設けられた複数の柱部とを周方向に交互に配置されるよう組み込んで、周方向で隣接する一対の柱部間にポケットを設け、そのポケット内のそれぞれに内端部を中心にして揺動可能な対向一対のスプラグを組込み、その対向一対のスプラグを、その対向部間に組み込まれた弾性部材によって外輪の円筒面と内輪の円筒面に係合する方向に付勢したスプラグタイプとされ、前記電磁クラッチが、入力軸の軸方向に移動自在に支持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、前記アーマチュアに前記制御保持器を連結し、その制御保持器と回転保持器の相互間に、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を設け、前記電磁石に対する通電により、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に相対回転させて対向一対のスプラグを係合解除させるようにし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 from an input shaft to an output shaft that is arranged coaxially with the input shaft, and engagement of the two-way clutch And an electromagnetic clutch for controlling release, wherein the two-way clutch has an inner peripheral cylindrical surface of the outer ring provided at the shaft end portion of the output shaft and an outer periphery of the inner ring provided at the shaft end portion of the input shaft. A plurality of column portions provided in the control cage and a plurality of column portions provided in the rotary cage are assembled so as to be alternately arranged in the circumferential direction between the cylindrical surfaces of A pocket is provided between the pillar portions, and a pair of opposed sprags that can swing around the inner end portion are incorporated in each of the pockets, and the opposed pair of sprags are assembled by an elastic member incorporated between the opposed portions. Cylindrical surface of outer ring and cylindrical surface of inner ring The sprag type is biased in the engaging direction, and the electromagnetic clutch is supported so as to be movable in the axial direction of the input shaft, the rotor facing the armature in the axial direction, and the rotor and the axial direction It consists of an electromagnet that is opposed and attracts the armature to the rotor by energization, and the control holder is connected to the armature, and the axial movement of the control holder is performed between the control holder and the rotary holder. A motion conversion mechanism that converts the control cage and the rotary cage into a relative rotational motion is provided. By energizing the electromagnet, the control cage and the rotary cage are rotated relative to each other in the direction in which the circumferential width of the pocket becomes smaller. A configuration in which the pair of sprags is disengaged is employed.

上記の構成からなる回転伝達装置において、電磁クラッチの電磁石に通電すると、アーマチュアがロータに吸着され、そのアーマチュアに連結された制御保持器が軸方向にする。その制御保持器の軸方向の移動は運動変換機構により、制御保持器と回転保持器の相対回転運動に変換される。この時、制御保持器と回転保持器はポケットの周方向幅が小さくなる方向に相対回転するため、対向一対のスプラグは両保持器の柱部で押圧されて係合解除状態とされ、入力軸の回転は出力軸に伝達されず、入力軸がフリー回転する。   In the rotation transmission device configured as described above, when the electromagnet of the electromagnetic clutch is energized, the armature is attracted to the rotor, and the control cage connected to the armature is set in the axial direction. The movement of the control holder in the axial direction is converted into a relative rotational movement between the control holder and the rotary holder by a motion conversion mechanism. At this time, since the control cage and the rotary cage rotate relative to each other in the direction in which the circumferential width of the pocket becomes smaller, the opposed pair of sprags are pressed by the pillars of both cages to be disengaged, and the input shaft Is not transmitted to the output shaft, and the input shaft rotates freely.

また、電磁クラッチの電磁石に対する通電を解除すると、弾性部材の押圧により対向一対のスプラグが離反する方向に押圧され、その押圧により制御保持器と回転保持器はポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転し、対向一対のスプラグは外輪および内輪の円筒面に係合する。このため、入力軸が回転すると、その回転はスプラグを介して出力軸に伝達されて、出力軸が入力軸と同方向に回転する。   Further, when energization of the electromagnet of the electromagnetic clutch is released, the pair of opposed sprags are pressed away from each other by the pressing of the elastic member, and the control retainer and the rotating retainer are moved in the direction in which the circumferential width of the pocket is increased by the pressing. The pair of sprags rotate relative to each other and engage the cylindrical surfaces of the outer ring and the inner ring. For this reason, when the input shaft rotates, the rotation is transmitted to the output shaft via the sprag, and the output shaft rotates in the same direction as the input shaft.

このように、電磁石に対する通電を解除すると、対向一対のスプラグは直ちに係合状態となるため、回転方向のガタがなく、入力軸の回転を出力軸に直ちに伝達することができ、応答性に優れている。また、2方向クラッチは、スプラグを係合子とするため、入力軸と出力軸の相互間において大きな回転トルクを伝達することができ、伝達トルク容量の大きな回転伝達装置を提供することができる。   In this way, when energization to the electromagnet is released, the pair of opposed sprags are immediately engaged, so there is no backlash in the rotational direction, the rotation of the input shaft can be immediately transmitted to the output shaft, and the response is excellent. ing. Further, since the two-way clutch uses the sprag as an engagement element, a large rotational torque can be transmitted between the input shaft and the output shaft, and a rotational transmission device having a large transmission torque capacity can be provided.

ここで、制御保持器と回転保持器の内側に内輪と一体に回転する内側保持器を設け、その内側保持器に形成されたポケットでスプラグの内端部を揺動自在に支持することにより、その内端部を中心にしてスプラグを円滑に揺動させることができる。   Here, an inner cage that rotates integrally with the inner ring is provided inside the control cage and the rotary cage, and the inner end of the sprag is supported in a swingable manner by a pocket formed in the inner cage, The sprag can be smoothly swung around its inner end.

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、制御保持器の複数の柱部の一端部を支持するフランジと回転保持器の複数の柱部の一端部を支持する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たトルクカムを採用することができる。   In the rotation transmission device according to the present invention, 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 rotary cage, one end portions of the plurality of column portions of the control cage A cam groove is provided on each of the opposing surfaces of the flange supporting the flange and one end of the plurality of column portions of the rotary cage, deeper in the center in the circumferential direction, and the groove depth gradually decreases toward both ends, A torque cam in which a ball is accommodated between the cam grooves can be employed.

この発明においては、上記のように、電磁クラッチによって係合および係合解除が制御される2方向クラッチとして、スプラグを係合子とするスプラグタイプのものを採用したことにより、使用に制限を受けることが少ない伝達トルク容量の大きな回転伝達装置を得ることができる。   In the present invention, as described above, the use of a sprag type clutch having a sprag as an engaging element is limited as a two-way clutch whose engagement and disengagement is controlled by an electromagnetic clutch. Therefore, a rotation transmission device with a small transmission torque capacity can be obtained.

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Longitudinal front view showing an embodiment of a rotation transmission device according to the present invention 図1の一部を拡大して示す断面図Sectional drawing which expands and shows a part of FIG. アーマチュアを移動自在に支持するスライド案内部の他の例を示す断面図Sectional drawing which shows the other example of the slide guide part which supports an armature movably アーマチュアを移動自在に支持するスライド案内部の他の例を示す断面図Sectional drawing which shows the other example of the slide guide part which supports an armature movably 図1のV−V線に沿った断面図Sectional view along line V-V in FIG. (a)は、2方向クラッチにおけるスプラグの係合状態を示す断面図、(b)は、スプラグの係合解除状態を示す断面図(A) is sectional drawing which shows the engagement state of the sprag in a two-way clutch, (b) is sectional drawing which shows the disengagement state of a sprag 図1のVII−VII線に沿った断面図Sectional view along line VII-VII in FIG. (c)は、図7のVIII−VIII線に沿った断面図、(d)は、弾性部材の他の例を示す断面図(c) is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7, and (d) is a cross-sectional view showing another example of an elastic member. 図1のIX−IX線に沿った断面図Sectional view along line IX-IX in FIG. (e)は、図9のX-X線に沿った断面図、(d)は、(e)の作動状態を示す断面図(E) is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 9, (d) is a cross-sectional view showing the operating state of (e). 図1のXI−XI線に沿った断面図Sectional view along the line XI-XI in FIG. 図11のXII−XII線に沿った断面図Sectional drawing along the XII-XII line of FIG.

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1と、その入力軸1と同軸上に配置された出力軸2と、その両軸の軸端部を覆うハウジング3と、そのハウジング3内に組み込まれて入力軸1から出力軸2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40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 1, an output shaft 2 arranged coaxially with the input shaft 1, a housing 3 that covers the shaft ends of both shafts, and the housing 3. The two-way clutch 10 that transmits and shuts off the rotation from the input shaft 1 to the output shaft 2 and the electromagnetic clutch 40 that controls the engagement and release of the two-way clutch 10.

ハウジング3は円筒状をなし、その一端部には小径の軸受筒4が設けられ、その軸受筒4内に組み込まれた軸受4aによって出力軸2が回転自在に支持されている。また、ハウジング3の他端には取付フランジ5が外向きに設けられている。   The housing 3 has a cylindrical shape, and a small-diameter bearing cylinder 4 is provided at one end thereof, and the output shaft 2 is rotatably supported by a bearing 4 a incorporated in the bearing cylinder 4. A mounting flange 5 is provided outwardly at the other end of the housing 3.

図2および図5に示すように、2方向クラッチ10は、出力軸2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1の軸端部に設けられた内輪13の外周に円筒面14を設け、その円筒面12、14に対して係合子としてのスプラグ15を係合および解除させるようにしたスプラグタイプのものからなっている。   As shown in FIGS. 2 and 5, the two-way clutch 10 is provided with a cylindrical surface 12 on the inner periphery of the outer ring 11 provided at the shaft end of the output shaft 2 and provided at the shaft end of the input shaft 1. A cylindrical surface 14 is provided on the outer periphery of the inner ring 13, and the cylindrical surface 12, 14 is made of a sprag type in which a sprag 15 as an engagement element is engaged and released.

ここで、スプラグ15は、その外端部が制御保持器16と回転保持器17により形成される後述のポケット内に収容され、また、内端部が内側保持器18に形成された後述のポケット内に収容されて揺動自在の支持とされる。   Here, the sprag 15 has an outer end housed in a pocket described later formed by the control retainer 16 and the rotation retainer 17, and a pocket described later formed in the inner retainer 18. It is accommodated in the inside and is used as a swingable support.

図1および図9に示すように、制御保持器16は、環状のフランジ16aの片面外周部に複数の円弧状配置の柱部16bと、隣接する柱部16b間に円弧状の長孔16cとを設けた構成とされている。一方、回転保持器17は、図2に示すように、環状のフランジ17aの外周部に複数の柱部17bを周方向に間隔をおいて設けた構成とされている。   As shown in FIGS. 1 and 9, the control retainer 16 includes a plurality of arcuately arranged columnar portions 16b on the outer peripheral portion of one surface of the annular flange 16a, and an arcuate long hole 16c between adjacent columnar portions 16b. It is set as the structure which provided. On the other hand, as shown in FIG. 2, the rotary cage 17 has a configuration in which a plurality of column portions 17 b are provided at intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of an annular flange 17 a.

図1に示すように、制御保持器16と回転保持器17は、制御保持器16の長孔16c内に回転保持器17の柱部17bが挿入されて、その柱部16b、17b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16b、17bの先端部が外輪11と内輪13間に配置され、制御保持器16のフランジ16aおよび回転保持器17のフランジ17aが入力軸1の外周に設けられたフランジ6と外輪11間に位置する組込みとされている。   As shown in FIG. 1, the control holder 16 and the rotary holder 17 are configured such that the column portion 17 b of the rotation holder 17 is inserted into the elongated hole 16 c of the control holder 16, and the column portions 16 b and 17 b are in the circumferential direction. It is a combination that is alternately arranged. In the combined state, the end portions of the column portions 16b and 17b are disposed between the outer ring 11 and the inner ring 13, and the flange 16a of the control holder 16 and the flange 17a of the rotary holder 17 are provided on the outer periphery of the input shaft 1. Incorporation is located between the flange 6 and the outer ring 11.

上記のような保持器16、17の組込みにより、図5および図6(a)に示すように、制御保持器16の柱部16bと回転保持器17の柱部17b間にポケット19が形成され、そのポケット19内に対向一対のスプラグ15の外端部が収容されている。また、スプラグ15の内端部は、内側保持器18に形成されたポケット20内に収容されて揺動自在の支持とされている。   By incorporating the cages 16 and 17 as described above, a pocket 19 is formed between the column portion 16b of the control cage 16 and the column portion 17b of the rotary cage 17 as shown in FIGS. In the pocket 19, the outer ends of the pair of opposed sprags 15 are accommodated. Further, the inner end portion of the sprag 15 is accommodated in a pocket 20 formed in the inner cage 18 and is supported to be swingable.

対向一対のスプラグ15は、その外端部の対向部間に組み込まれた弾性部材21により相反する方向に付勢されて、図6(a)に示すように、外輪11の円筒面12および内輪13の円筒面14に係合する係合状態にあり、その係合状態からポケット20内に収容された内端部を中心にして外端部が互いに接近する方向に揺動すると、図6(b)に示すように、円筒面12、14に対して係合解除するようになっている。   The pair of opposed sprags 15 are urged in opposite directions by the elastic member 21 incorporated between the opposed portions of the outer end portions thereof, and as shown in FIG. 13 is engaged with the cylindrical surface 14 and swings in the direction in which the outer end portions approach each other around the inner end portion accommodated in the pocket 20 from the engaged state. As shown in b), the engagement with the cylindrical surfaces 12 and 14 is released.

弾性部材21として、ここでは、円形のコイルばねを採用しているが、図8(c)に示すように断面が角形のコイルばねであってもよく、あるいは、図8(d)に示すように、断面が長円状のコイルばねであってもよい。   Here, a circular coil spring is adopted as the elastic member 21, but a coil spring having a square cross section may be used as shown in FIG. 8C, or as shown in FIG. 8D. Alternatively, a coil spring having an oval cross section may be used.

図6に示すように、内側保持器18は内輪13の外径面に対して圧入による取付けとされ、内輪13と一体に回転するようになっている。また、内輪13は、図2に示すように、入力軸1の軸端部にセレーション嵌合されて入力軸1と一体に回転し、外輪11の閉塞端部内に組み込まれた軸受22により回転自在に支持されているが、内輪13を入力軸1に一体に設けるようにしてもよい。   As shown in FIG. 6, the inner cage 18 is attached by press-fitting to the outer diameter surface of the inner ring 13 and rotates integrally with the inner ring 13. Further, as shown in FIG. 2, the inner ring 13 is serrated to the shaft end portion of the input shaft 1, rotates integrally with the input shaft 1, and is freely rotatable by a bearing 22 incorporated in the closed end portion of the outer ring 11. However, the inner ring 13 may be provided integrally with the input shaft 1.

図2に示すように、制御保持器16のフランジ16aおよび回転保持器17のフランジ17aは、入力軸1の外周に形成されたスライド案内面23に沿ってスライド自在に支持され、上記回転保持器17のフランジ17aと入力軸1のフランジ6間にスラスト軸受24が組み込まれている。   As shown in FIG. 2, the flange 16a of the control holder 16 and the flange 17a of the rotary holder 17 are slidably supported along a slide guide surface 23 formed on the outer periphery of the input shaft 1, and the rotary holder A thrust bearing 24 is incorporated between the 17 flanges 17 a and the flange 6 of the input shaft 1.

制御保持器16と回転保持器17の相互間には、制御保持器16の軸方向の移動を、その制御保持器16と回転保持器17の相対的な回転運動に変換する運動変換機構30が設けられている。運動変換機構30として、ここでは、トルクカムが示されている。   Between the control holder 16 and the rotary holder 17, there is a motion conversion mechanism 30 that converts the axial movement of the control holder 16 into a relative rotational movement of the control holder 16 and the rotary holder 17. Is provided. Here, a torque cam is shown as the motion conversion mechanism 30.

図2、図9および図10(e)に示すように、運動変換機構としてのトルクカム30は、制御保持器16のフランジ16aと回転保持器17のフランジ17a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31、32を設け、一方のカム溝31の一端部と他方のカム溝32の他端部間にボール33を組み込んだ構成としている。   As shown in FIG. 2, FIG. 9 and FIG. 10 (e), the torque cam 30 serving as a motion conversion mechanism has a circumferential central portion on each of the opposing surfaces of the flange 16a of the control holder 16 and the flange 17a of the rotary holder 17. A pair of opposed cam grooves 31 and 32 that gradually become shallower toward both ends are provided, and a ball 33 is incorporated between one end of one cam groove 31 and the other end of the other cam groove 32.

カム溝31、32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 cam grooves 31 and 32 are arc-shaped grooves here, but may be V-grooves.

上記トルクカム30は、制御保持器16のフランジ16aが回転保持器17のフランジ17aに接近する方向に制御保持器16が軸方向に移動した際に、図10(f)に示すように、ボール33がカム溝31、32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16と回転保持器17をポケット19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 control holder 16 moves in the axial direction in a direction in which the flange 16a of the control holder 16 approaches the flange 17a of the rotary holder 17, as shown in FIG. Rolls toward the deepest groove depth of the cam grooves 31 and 32, and the control holder 16 and the rotary holder 17 are rotated relative to each other in the direction in which the circumferential width of the pocket 19 is reduced. .

図2および図7に示すように、内輪13の軸方向の一側面には、内輪13に対して回り止めされた環状の保持プレート35が衝合されている。この保持プレート35の外周面には制御保持器16の柱部16bと回転保持器17の柱部17b間の各ポケット19内に配置される複数の回り止め片36が形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 7, an annular holding plate 35 that is prevented from rotating with respect to the inner ring 13 is abutted on one side surface in the axial direction of the inner ring 13. On the outer peripheral surface of the holding plate 35, a plurality of detent pieces 36 are formed which are arranged in the respective pockets 19 between the column portion 16b of the control holder 16 and the column portion 17b of the rotary holder 17.

複数の回り止め片36は、制御保持器16と回転保持器17とがポケット19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16の柱部16bおよび回転保持器17の柱部17bを両側縁で受け止めて対向一対のスプラグ15を係合解除する中立位置に保持するようになっている。   When the control retainer 16 and the rotation retainer 17 are relatively rotated in the direction of reducing the circumferential width of the pocket 19, the plurality of detent pieces 36 are formed on the column 16 b of the control retainer 16 and the rotation retainer 17. The column portion 17b is received at both side edges and held in a neutral position where the pair of opposing sprags 15 are disengaged.

図1に示すように、電磁クラッチ40は、制御保持器16のフランジ16aと軸方向で対向するアーマチュア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とを有している。   As shown in FIG. 1, the electromagnetic clutch 40 includes an armature 41 that faces the flange 16a of the control retainer 16 in the axial direction, a rotor 42 that faces the armature 41 in the axial direction, and a rotor 42 that faces the rotor 42 in the axial direction. And an electromagnet 43.

図2に示すように、アーマチュア41は、入力軸1のフランジ6の外周に形成されたスライド案内面6aに嵌合されて回転自在かつスライド自在に支持されており、そのアーマチュア41に制御保持器16が連結されている。その連結に際し、ここでは、アーマチュア41の外周に連結筒45を設け、制御保持器16のフランジ16aの外周に設けられた筒部16dをその連結筒45の内径面に圧入している。   As shown in FIG. 2, the armature 41 is fitted to a slide guide surface 6 a formed on the outer periphery of the flange 6 of the input shaft 1 and is rotatably and slidably supported. 16 are connected. In this connection, here, a connecting cylinder 45 is provided on the outer periphery of the armature 41, and a cylinder portion 16 d provided on the outer periphery of the flange 16 a of the control retainer 16 is press-fitted into the inner diameter surface of the connecting cylinder 45.

上記のように、アーマチュア41の外周に設けられた連結筒45内に制御保持器16のフランジ16a外周に設けられた筒部16dを圧入して、アーマチュア41と制御保持器16を連結することにより、アーマチュア41は、フランジ6の外周のスライド案内面6aと入力軸1の外周のスライド案内面23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 described above, the armature 41 and the control holder 16 are connected by press-fitting the cylinder portion 16d provided on the outer periphery of the flange 16a of the control holder 16 into the connecting cylinder 45 provided on the outer circumference of the armature 41. The armature 41 is slidably supported at two locations in the axial direction of the slide guide surface 6 a on the outer periphery of the flange 6 and the slide guide surface 23 on the outer periphery of the input shaft 1.

ロータ42は、入力軸1に嵌合され、そのロータ42と入力軸1の外周に設けられたフランジ6との間に位置決めリング46が設けられて軸方向に位置決めされ、かつ、入力軸1に対して回り止めされている。   The rotor 42 is fitted to the input shaft 1, a positioning ring 46 is provided between the rotor 42 and the flange 6 provided on the outer periphery of the input shaft 1, and the rotor 42 is positioned in the axial direction. On the other hand, it is prevented from rotating.

図1に示すように、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3の他端部開口内に嵌合され、ハウジング3の他端部開口内に取付けた止め輪47によって抜止めされている。また、コア43bは入力軸1に嵌合された軸受48を介して入力軸1と相対的に回転自在とされている。   As shown in FIG. 1, the electromagnet 43 includes an electromagnetic coil 43 a and a core 43 b that supports the electromagnetic coil 43 a, and the core 43 b is fitted into the opening of the other end of the housing 3. It is prevented from being pulled out by a retaining ring 47 attached in the end opening. The core 43 b is rotatable relative to the input shaft 1 via a bearing 48 fitted to the input shaft 1.

図11および図12に示すように、コア43bはハウジング3の開口部内にほぼぴったりと嵌まり込む嵌合とされてカバーを兼用している。また、コア43bの外周には突出部49が設けられ、その突出部49はハウジング3の他端開口部の内周に形成された回り止め溝50に嵌合し、その嵌合によりコア43bは回り止めされ、電磁コイル43aから引き出されたリード線(図示省略)に捩じれが生じて断線することのないようにされている。   As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the core 43 b is fitted so that it fits almost exactly in the opening of the housing 3, and also serves as a cover. Further, a protruding portion 49 is provided on the outer periphery of the core 43b, and the protruding portion 49 is fitted into a detent groove 50 formed on the inner periphery of the other end opening of the housing 3, and the core 43b is fitted by the fitting. The lead wire (not shown) that is prevented from rotating and pulled out from the electromagnetic coil 43a is twisted so as not to be disconnected.

図1に示すように、ハウジング3の軸受筒4から外側に位置する出力軸2の端部にはダストカバー51が嵌合されている。ダストカバー51は、出力軸2の外径面に嵌合される円筒部52の一端に軸受筒4の端面と軸方向で対向する円板部53を設け、その円板部53の外周に軸受筒4の端部外周を覆う筒部54を設けた構成とされて、軸受筒4内に異物が侵入するのを防止している。   As shown in FIG. 1, a dust cover 51 is fitted to the end portion of the output shaft 2 located outside the bearing tube 4 of the housing 3. The dust cover 51 is provided with a disk portion 53 that is axially opposed to the end surface of the bearing cylinder 4 at one end of a cylindrical portion 52 that is fitted to the outer diameter surface of the output shaft 2, and a bearing is provided on the outer periphery of the disk portion 53. The cylindrical portion 54 that covers the outer periphery of the end portion of the cylinder 4 is provided to prevent foreign matter from entering the bearing cylinder 4.

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に対する通電の遮断状態を示し、アーマチュア41はロータ42から離反する状態にある。また、2方向クラッチ10の対向一対のスプラグ15は、図6(a)に示すように、外輪11の円筒面12および内輪13の円筒面14に対して係合するスタンバイ位置に位置している。   The rotation transmission device shown in the embodiment has the above-described structure, and FIG. 1 shows a cut-off state of the electromagnet 43 with respect to the electromagnetic coil 43a, and the armature 41 is separated from the rotor 42. Further, as shown in FIG. 6A, the pair of opposed sprags 15 of the two-way clutch 10 are located at standby positions that engage with the cylindrical surface 12 of the outer ring 11 and the cylindrical surface 14 of the inner ring 13. .

2方向クラッチ10のスタンバイ状態において、電磁コイル43aに通電すると、アーマチュア41に吸引力が作用し、アーマチュア41が軸方向に移動してロータ42に吸着される。   When the electromagnetic coil 43 a is energized in the standby state of the two-way clutch 10, an attractive force acts on the armature 41, and the armature 41 moves in the axial direction and is attracted to the rotor 42.

ここで、アーマチュア41は制御保持器16に連結一体化されているため、アーマチュア41の軸方向への移動に伴って制御保持器16は、そのフランジ16aが回転保持器17のフランジ17aに接近する方向に移動する。   Here, since the armature 41 is connected and integrated with the control holder 16, the flange 16 a of the control holder 16 approaches the flange 17 a of the rotary holder 17 as the armature 41 moves in the axial direction. Move in the direction.

このとき、図10(e)に示すボール33が図10(f)に示すように、カム溝31、32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16と回転保持器17はポケット19の周方向幅が小さくなる方向に相対回転し、図6(a)に示す対向一対のスプラグ15が制御保持器16の柱部16bと回転保持器17の柱部17bで押されて互いに接近する方向に移動する。このため、スプラグ15は、図6(b)に示すように、外輪円筒面12および内輪円筒面14から係合解除して中立状態となり、2方向クラッチ10は係合解除状態とされる。   At this time, as shown in FIG. 10 (f), the ball 33 shown in FIG. 10 (e) rolls and moves toward the deepest groove depth of the cam grooves 31, 32, and rotates and holds the control holder 16 The container 17 relatively rotates in the direction in which the circumferential width of the pocket 19 decreases, and the pair of opposed sprags 15 shown in FIG. 6A are pushed by the column part 16b of the control holder 16 and the column part 17b of the rotation holder 17. And move toward each other. Therefore, as shown in FIG. 6B, the sprag 15 is disengaged from the outer ring cylindrical surface 12 and the inner ring cylindrical surface 14 to be in a neutral state, and the two-way clutch 10 is in a disengaged state.

2方向クラッチ10の係合解除状態において、入力軸1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35に形成された回り止め片36が制御保持器16の柱部16bと回転保持器17の柱部17bの一方を押圧するため、内輪13と共に制御保持器16および回転保持器17が回転する。このとき、対向一対のスプラグ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, when rotational torque is input to the input shaft 1 and the inner ring 13 is rotated in one direction, the detent piece 36 formed on the holding plate 35 is fixed to the column portion 16 b of the control cage 16. In order to press one of the column portions 17b of the rotary cage 17, the control cage 16 and the rotary cage 17 rotate together with the inner ring 13. At this time, since the pair of opposed sprags 15 are held in the neutral position where the engagement is released, the rotation of the inner ring 13 is not transmitted to the outer ring 11 and the inner ring 13 rotates freely.

ここで、制御保持器16と回転保持器17がポケット19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16の柱部16bと回転保持器17の柱部17bが保持プレート35の回り止め片36の両側縁に当接して相対回転量が規制される。   Here, when the control holder 16 and the rotary holder 17 are relatively rotated in the direction of decreasing the circumferential width of the pocket 19, the column portion 16 b of the control holder 16 and the column portion 17 b of the rotary holder 17 are The amount of relative rotation is regulated by coming into contact with both side edges of the anti-rotation piece 36.

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 elastic member 21 will not shrink more than necessary, and even if it is repeatedly expanded and contracted, it will not be damaged by fatigue.

内輪13のフリー回転状態において、電磁コイル43aに対する通電を解除すると、アーマチュア41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16と回転保持器17がポケット19の周方向幅が大きくなる方向に相対回転し、対向一対のスプラグ15のそれぞれが、図6(a)に示すように、外輪円筒面12および内輪円筒面14に係合するスタンバイ状態とされ、その対向一対のスプラグ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 electromagnetic coil 43a is canceled in the free rotation state of the inner ring 13, the armature 41 is released from the suction and becomes rotatable. By releasing the suction, the control holder 16 and the rotary holder 17 are relatively rotated by the pressing of the elastic member 21 in the direction in which the circumferential width of the pocket 19 is increased, and each of the pair of opposed sprags 15 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the standby state is engaged with the outer ring cylindrical surface 12 and the inner ring cylindrical surface 14, and a unidirectional rotational torque is transmitted between the inner ring 13 and the outer ring 11 through one of a pair of opposed sprags 15. Is done.

ここで、入力軸1を停止して、その入力軸1の回転方向を切換えると、他方のスプラグ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 1 is stopped and the rotation direction of the input shaft 1 is switched, the rotation of the inner ring 13 is transmitted to the outer ring 11 via the other sprag 15.

このように、電磁コイル43aに対する通電の遮断により、制御保持器16と回転保持器17がポケット19の周方向幅が大きくなる方向に相対回転して、対向一対のスプラグ15のそれぞれが外輪円筒面12および内輪円筒面14に直ちに噛み込むスタンバイ状態とされるため、回転方向ガタはなく、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 electromagnetic coil 43a is interrupted, the control retainer 16 and the rotation retainer 17 are relatively rotated in the direction in which the circumferential width of the pocket 19 is increased, and each of the pair of opposed sprags 15 is the outer ring cylindrical surface. 12 and the inner ring cylindrical surface 14 are immediately put into a standby state, so that there is no backlash in the rotation direction, and the rotation of the inner ring 13 can be immediately transmitted to the outer ring 11.

また、内輪13から外輪11への回転トルクの伝達は、複数のスプラグ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 transmission of the rotational torque from the inner ring 13 to the outer ring 11 is performed via the plurality of sprags 15, a large rotational torque can be transmitted from the inner ring 13 to the outer ring 11.

なお、制御保持器16と回転保持器17がポケット19の周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると、ボール33は対向一対のカム溝31、32の浅溝部に向けて転がり移動して、図10(e)に示す状態となる。   When the control retainer 16 and the rotation retainer 17 are relatively rotated in the direction in which the circumferential width of the pocket 19 is increased, the ball 33 rolls and moves toward the shallow groove portion of the pair of opposed cam grooves 31 and 32. 10 (e).

図1に示す実施の形態では、制御保持器16および回転保持器17を、その柱部16b、17b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16a,17aが外輪11とアーマチュア41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 control retainer 16 and the rotation retainer 17 are configured such that their column portions 16 b and 17 b are positioned between the outer ring 11 and the inner ring 13, and flanges 16 a and 17 a that are axially opposed to each other are Since it is incorporated between the armatures 41, the axial length of the outer ring 11 can be reduced in size and weight.

また、アーマチュア41に設けた連結筒45と制御保持器16のフランジ外周部に形成された筒部16dとを圧入による嵌合として一体化し、そのアーマチュア41の内径面を入力軸1のフランジ6外周面に形成されたスライド案内面6aでスライド自在に支持し、かつ、制御保持器16のフランジ16a内径面を入力軸1の外周に形成されたスライド案内面23で移動自在に支持したことによって、アーマチュア41をロータ42に対して常に平行状態に保持することができ、電磁石43への通電によってアーマチュア41をロータ42に確実に磁気吸引することができる。このため、スプラグ15の係合および係合解除を精度よく行うことができる。   Further, the connecting cylinder 45 provided on the armature 41 and the cylinder part 16 d formed on the outer peripheral part of the flange of the control retainer 16 are integrated as press-fitting, and the inner diameter surface of the armature 41 is integrated with the outer periphery of the flange 6 of the input shaft 1. By slidably supporting the slide guide surface 6a formed on the surface and supporting the inner diameter surface of the flange 16a of the control holder 16 movably by the slide guide surface 23 formed on the outer periphery of the input shaft 1, The armature 41 can always be held parallel to the rotor 42, and the armature 41 can be reliably magnetically attracted to the rotor 42 by energizing the electromagnet 43. For this reason, the sprag 15 can be engaged and disengaged with high accuracy.

ここで、入力軸1を非磁性金属により形成すると、アーマチュア41から入力軸1に磁束が漏れるのを防止するため、電磁石43として小型のものを採用することができる。   Here, when the input shaft 1 is formed of a nonmagnetic metal, a small electromagnet 43 can be employed to prevent magnetic flux from leaking from the armature 41 to the input shaft 1.

なお、入力軸1を磁性金属で形成し、その入力軸1に一体に設けられたフランジ6に代えて、図3に示すように、非磁性金属リング7を嵌合し、あるいは、図4に示すように、樹脂リング8を嵌合して磁束の漏洩を防止するようにしてもよい。   The input shaft 1 is made of magnetic metal, and instead of the flange 6 provided integrally with the input shaft 1, a non-magnetic metal ring 7 is fitted as shown in FIG. As shown, the resin ring 8 may be fitted to prevent leakage of magnetic flux.

樹脂リング8を採用する場合において、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の自己潤滑性樹脂を採用することにより、アーマチュア41の摺動抵抗を低減し、そのアーマチュア41を軸方向にスムーズに移動させることができることになる。   When the resin ring 8 is used, the sliding resistance of the armature 41 can be achieved by using a self-lubricating resin such as polyacetal (POM), polyamide (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyphenylene sulfide (PPS), etc. The armature 41 can be smoothly moved in the axial direction.

1 入力軸
2 出力軸
10 2方向クラッチ
11 外輪
12 円筒面
13 内輪
14 円筒面
15 スプラグ
16 制御保持器
16a フランジ
16b 柱部
17 回転保持器
17a フランジ
17b 柱部
18 内側保持器
19 ポケット
20 ポケット
30 トルクカム(運動変換機構)
31 カム溝
32 カム溝
33 ボール
40 電磁クラッチ
41 アーマチュア
42 ロータ
43 電磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input shaft 2 Output shaft 10 Two-way clutch 11 Outer ring 12 Cylindrical surface 13 Inner ring 14 Cylindrical surface 15 Sprag 16 Control retainer 16a Flange 16b Column 17 Rotating cage 17a Flange 17b Column 18 Inner cage 19 Pocket 20 Pocket 30 Torque cam (Motion conversion mechanism)
31 Cam groove 32 Cam groove 33 Ball 40 Electromagnetic clutch 41 Armature 42 Rotor 43 Electromagnet

Claims (4)

入力軸から、その入力軸と同軸上に配置された出力軸への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の円筒面と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周の円筒面間に、制御保持器に設けられた複数の柱部と回転保持器に設けられた複数の柱部とを周方向に交互に配置されるよう組み込んで、周方向で隣接する一対の柱部間にポケットを設け、そのポケット内のそれぞれに内端部を中心にして揺動可能な対向一対のスプラグを組込み、その対向一対のスプラグを、その対向部間に組み込まれた弾性部材によって外輪の円筒面と内輪の円筒面に係合する方向に付勢したスプラグタイプとされ、
前記電磁クラッチが、入力軸の軸方向に移動自在に支持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、
前記アーマチュアに前記制御保持器を連結し、その制御保持器と回転保持器の相互間に、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を設け、前記電磁石に対する通電により、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に相対回転させて対向一対のスプラグを係合解除させるようにした回転伝達装置。
A two-way clutch that transmits and blocks rotation from an input shaft to 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 a control holder between an inner peripheral cylindrical surface of the outer ring provided at the shaft end portion of the output shaft and an outer peripheral cylindrical surface of the inner ring provided at the shaft end portion of the input shaft. A plurality of pillars provided on the rotary cage and a plurality of pillars provided on the rotary cage are assembled so as to be alternately arranged in the circumferential direction, and a pocket is provided between a pair of pillars adjacent in the circumferential direction. A pair of opposed sprags that can swing around the inner end portion is incorporated in each of the two, and the pair of opposed sprags are engaged with the cylindrical surface of the outer ring and the cylindrical surface of the inner ring by elastic members incorporated between the opposed portions. It is a sprag type energized in the direction to join,
An armature in which the electromagnetic clutch is supported so as to be movable in the axial direction of the input shaft; a rotor that faces the armature in the axial direction; an electromagnet that faces the rotor in the axial direction and attracts the armature to the rotor by energization; Consists of
The control cage is connected to the armature, and the movement of the control cage in the axial direction is converted between the control cage and the rotary cage into the relative rotational motion of the control cage and the rotary cage. A rotation transmission device provided with a conversion mechanism, wherein when the electromagnet is energized, the control retainer and the rotation retainer are relatively rotated in a direction in which the circumferential width of the pocket is reduced to disengage the pair of opposed sprags.
前記制御保持器と回転保持器の内側に前記内輪と一体に回転する内側保持器を設け、その内側保持器に形成されたポケットでスプラグの内径側の端部を揺動自在に支持した請求項1に記載の回転伝達装置。   An inner retainer that rotates integrally with the inner ring is provided inside the control retainer and the rotation retainer, and the inner end of the sprag is supported in a swingable manner by a pocket formed in the inner retainer. The rotation transmission device according to 1. 前記内側保持器を前記内輪に圧入した請求項2に記載の回転伝達装置。   The rotation transmission device according to claim 2, wherein the inner cage is press-fitted into the inner ring. 前記運動変換機構が、制御保持器の複数の柱部の一端部を支持するフランジと回転保持器の複数の柱部の一端部を支持する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たトルクカムからなる請求項1乃至3のいずれか1項に記載の回転伝達装置。   The motion conversion mechanism is deep in the center in the circumferential direction on each of the opposing surfaces of the flange supporting one end of the plurality of pillars of the control cage and the flange supporting one end of the plurality of pillars of the rotary cage. The rotation transmission device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a cam cam provided with a cam groove in which the groove depth gradually decreases toward both ends, and a ball is accommodated between the cam grooves.
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