JP2015068384A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い回転伝達装置を提供する。【解決手段】電磁クラッチ５０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１０の保持器１６を制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂとで形成し、制御保持器と回転保持器をフランジ２４、２８の外周部に形成された柱部２５、２９が周方向に交互に並ぶ組み合わせとして、隣接する柱部間にポケット３１を形成し、ポケット内に組み込まれた一対のローラ１５が制御保持器と回転保持器の相対回転により柱部で押されて係合解除位置まで変位されるようにする。外輪１１と制御保持器の相互間に回り止め手段６０を設けて、ローラの係合時に制御保持器が外輪に対し相対回転してローラが中立位置に変位するのを防止して、信頼性を高める。回り止め手段は、外輪と制御保持器の軸方向の対向面のそれぞれに複数の突出部６１、６３を設けた構成とし、突出部のそれぞれを熱処理して硬度を高める。【選択図】図１

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００９−２９３６７９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、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。

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。

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、その回り止め手段が、前記外輪と前記制御保持器の軸方向の対向面のそれぞれにおいて周方向に等間隔に設けられ複数の突出部からなり、その複数の突出部の少なくとも一つが周方向で係合するよう外輪側の突出部と制御保持器側の突出部の数を相違させ、その突出部のそれぞれを熱処理した構成を採用したのである。

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する状態で、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、係合子が外輪の内周および内輪の外周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。

このため、係合子が中立位置に変位されるということがなく、その係合子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。

ここで、回り止め手段を形成する外輪側の突出部および制御保持器側の突出部のそれぞれは、電磁コイルに対する通電を解除すると、制御保持器は弾性部材の弾性力によってポケットの周方向幅が大きくなる方向に回転するため、その制御保持器に設けられた突出部が外輪に設けられた突出部に衝撃的に当接することになる。このとき、突出部のそれぞれは熱処理されて硬度が高められているため、損傷するという不都合の発生はなく、信頼性の高い回転伝達装置を得ることができる。

突出部の熱処理として、浸炭焼入れ、レーザ焼入れや高周波焼入れを採用することができる。その熱処理に際し、制御保持器の全体を熱処理して全体の硬度を高めると、靱性が低下し、係合子を中立位置に押圧変位させる際、柱部の付け根部分に応力が集中し易くなるため、柱部の設計に配慮が必要となる。このため、制御保持器においては、突出部のみを熱処理するのが好ましい。

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。

上記トルクカムの採用において、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。

このとき、外輪側の突出部と制御保持器側の突出部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。

そこで、回り止め手段における外輪側突出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制御保持器側突出部の端面のそれぞれをテーパ面とし、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。

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。

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する状態で、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。

また、回り止め手段を形成する外輪側の突出部および制御保持器側の突出部のそれぞれを熱処理して硬度を高めたことにより、弾性部材の弾性力により制御保持器がポケットの周方向幅が大きくなる方向に回転して、その制御保持器に設けられた突出部が外輪の突出部に衝撃的に当接しても、突出部が損傷するようなことはなく、信頼性の高い回転伝達装置を得ることができる。

この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断面図 （ａ）は、図１のII−II線に沿った断面図、（ｂ）は、ローラの係合状態を示す断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図１のV−V線に沿った断面図 （ｃ）は、図５のVI−VI線に沿った断面図、(ｄ)は、作動状態を示す断面図 図１のVII−VII線に沿った断面図 図１に示す外輪の開口端面と制御保持器のフランジの回り止め部の展開図 図１に示す電磁クラッチが制御保持器を吸着した状態の断面図 図１に示す電磁クラッチが制御保持器を吸着解除した状態の断面図 回り止め手段の他の例を示す分解斜視図 図１１に示す回り止め手段の回り止め解除状態を示す模式図 図１１に示す回り止め手段の回り止め状態を示す模式図 回り止め手段の突出部をリングに設けた例を示す断面図 ２方向クラッチの他の例を示す断面図

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５０とからなる。

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５によって出力軸２が回転自在に支持されている。

図１および図２に示すように、２方向クラッチ１０は、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間に一対の係合子としてのローラ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。

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１の軸端部が回転自在に支持されている。

内輪１３は入力軸１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。

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２１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。

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。

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。

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１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。

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。

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１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１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。

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、運動変換機構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。

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。

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。

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。

複数の回り止め片４７は、ポケット３１の周方向幅が小さくなる方向に制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂとが相対回転した際に、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。

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。

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。

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１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。

ここで、支持リング３０は、入力軸１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。

ロータ５２は、入力軸１に圧入され、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１に対して回り止めされている。

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は静止部材としてのハウジング３の他端開口内に嵌合され、そのハウジング３の他端部開口内に取り付けた止め輪６によって抜止めされている。また、コア５３ｂはハウジング３に対して固定され、そのコア５３ｂの内側に組み込まれた軸受５７は入力軸１を回転自在に支持している。

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)を示す。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。

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突出部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と軸方向で対向する面に複数の凹部６２を周方向に等間隔に設けて隣接する凹部６２間に突出部６３を設け、上記外輪１１側の突出部６１と制御保持器１６Ａ側の突出部６３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している。

ここで、実施の形態では、外輪１１に設けられた突出部６１の数を５つとし、一方、制御保持器１６Ａに設けられた突出部６３の数を９つとして、外輪１１側の突出部６１と制御保持器１６Ａ側の突出部６３の数を相違させている。また、突出部６１、６３はほぼ同一大きさとしている。

上記のように、外輪１１側の突出部６１を５つとし、制御保持器１６Ａ側の突出部６３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、外輪１１側の隣接する一対の突出部６１の一方の突出部６１ａの一側面および他方の突出部６１ｂの他側面に制御保持器１６Ａ側の突出部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が防止され、回転方向ガタのない回り止めとすることができる。

なお、制御保持器１６Ａにおいては、凹部６２の形成によって突出部６３を設けるようにしたが、フランジ２４の外輪１１と対向する面から軸方向に突出するようにして突出部６３を設けて凹部６２を省略してもよい。

また、外輪１１側の突出部６１の数および制御保持器１６Ａ側の突出部６３の数は図８のものに限定されない。例えば、図１１に示すように、外輪１１側に４つの突出部６１を周方向に等間隔に設け、制御保持器１６Ａ側に５つの突出部６３を周方向に等間隔に設けるようにしてもよい。

ここで、外輪１１は、高炭素鋼Ｓ４５Ｃ、ＳＣｒを素材とし、円筒面１２および突出部６１が熱処理されて硬度が高められている。一方、制御保持器１６Ａは、ＳＭＦを素材とし、熱処理によって突出部６３の硬度が高められ、それぞれの突出部６１、６３の硬度がＨＶ６００以上とされている。

制御保持器１６Ａに対する熱処理において、制御保持器１６Ａの全体を熱処理すると靱性が低下し、ローラ１５を中立位置に押圧変位させる際、柱部２５の付け根部分に応力が集中して亀裂が生じ易くなるため、制御保持器１６Ａにおいては、突出部６３のみを熱処理している。

外輪１１は浸炭焼入れやレーザ焼入れ、高周波焼入れを採用することができる。一方、制御保持器１６Ａはレーザ焼入れや高周波焼入れを採用することができる。レーザ焼入れの採用においては、焼入れに伴う変形を小さくすることができるため、ひずみが問題となる保持器には特に有効である。

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。

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。

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。

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。

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、外輪１１に設けられた突出部６１と制御保持器１６Ａに設けられた突出部６３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。

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。

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。

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。

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。

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、他方のローラ１５を介して内輪１３の回転が外輪１１に伝達される。

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。

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。

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、外輪１１の突出部６１と制御保持器１６Ａの突出部６３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。

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い。したがって、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１５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。

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。

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。

ここで、図８に示す回り止め手段６０において、外輪１１に設けられた突出部６１と制御保持器１６Ａのフランジ２４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。

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。

このとき、突出部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。

そこで、図１１乃至図１３においては、突出部６１の外輪順方向回転における後行側の端面６１ｃおよびその端面に対向する突出部６３の端面６３ｃ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。

上記のように、突出部６１の端面６１ｃと突出部６３の端面６３ｃ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方向に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。

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。

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する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１６Ａ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、突出部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。

回り止め手段６０における制御保持器１６Ａ側の突出部６３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外輪１１の突出部６１に衝撃的に衝突する。突出部６１、６３の強度が弱い場合、損傷することが考えられる。しかし、実施の形態では、外輪１１に設けられた突出部６１および制御保持器１６Ａに設けられた突出部６３のそれぞれに熱処理を施して強度を高めるようにしているため、損傷するようなことはない。

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を形成する突出部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突出部６１を設け、他方に凹部６２を設けるようにしてもよい。

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。

例えば、図１５に示すように、径の異なる一対の保持器Ｃ_１、Ｃ_２を内外に配置し、径の大きな外側保持器Ｃ_２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Ｃ_１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。

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。

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 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
３６ スプラグ（係合子）
３７ 弾性部材
４０ トルクカム(運動変換機構)
５０ 電磁クラッチ
５１ アーマチュア
５２ ロータ
５３ 電磁石
６０ 回り止め手段
６１ 突出部
６３ 突出部
６６ リング
６７ リング

Claims (5)

1. 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、その回り止め手段が、前記外輪と前記制御保持器の軸方向の対向面のそれぞれにおいて周方向に等間隔に設けられ複数の突出部からなり、その複数の突出部の少なくとも一つが周方向で係合するよう外輪側の突出部と制御保持器側の突出部の数を相違させ、その突出部のそれぞれを熱処理したことを特徴とする回転伝達装置。
2. 前記熱処理が、レーザ焼入れまたは高周波焼入れからなる請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記突出部が、前記外輪および制御保持器に直接形成された請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
4. 前記突出部が、前記外輪および制御保持器のそれぞれに嵌合固定されるリングに設けられた請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
5. 前記運動変換機構が、前記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り、前記回り止め手段における外輪側突出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制御保持器側突出部の端面のそれぞれをテーパ面とし、そのテーパ面の外輪端面に対する傾斜角度を前記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た請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転伝達装置。

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