JP2020003032A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転伝達装置の内方部材が高速回転する際にクラッチ機構のローラと外方部材間で引き摺りトルクが発生することを安価な弾性部材で防止しつつ、その弾性部材へのローラの引っ掛りを防止する。【解決手段】ローラ１７及び保持器１８を囲むように環状に配置された弾性部材２８を備える。ローラ１７は、この中心軸周りに連続するスリット部２７を有する。弾性部材２８は、スリット部２７内を通る押さえ部２９と、押さえ部２９に周方向に連続する引張部３０とを有する線ばねからなる。押さえ部２９は、円弧線状を成す非巻き線部からなり、引張部３０は、コイル状に巻かれた巻き線部からなる。引張部３０の弾性収縮力を押さえ部２９からローラ１７をカム面１６に向けて押すようにローラ１７に与える。【選択図】図１

Description

この発明は、動力伝達経路における動力の伝達と遮断の切り替えに用いられる回転伝達装置に関する。

従来、回転伝達装置として、内方部材と、この内方部材の外方に配置された内周部を有する外方部材と、それら内方部材と外方部材間で回転トルクの伝達と遮断を行うクラッチ機構とを備えるものが知られている。そのクラッチ機構は、外方部材の内周部に設けられた円筒面と、内方部材に設けられ前記円筒面との間にくさび空間を形成するカム面と、円筒面と前記カム面との間に配置されたローラと、ローラを保持する保持器とを有する。保持器は、周方向にローラと当接可能なポケット面を有する。ローラは、カム面に対する保持器の相対回転によって円筒面及びカム面に係合する係合位置と、当該係合を解除する中立位置との間を移動可能に配置されている。保持器とカム面間の相対回転を制御する手段として、電磁アクチュエータが利用されている。

例えば、特許文献１のような回転伝達装置は、スイッチばねと、電磁石と、ロータと、アーマチュアとを備える。スイッチばねは、内方部材に対する保持器の相対回転により弾性変形させられ、その復元弾性によりローラが中立位置に移動するように保持器を復帰回転させる。アーマチュアは、軸方向に移動可能に支持されると共に、保持器に対して回り止めされる。ロータは、外方部材に対して回り止めされている。アーマチュアが、電磁石への通電により、ロータに吸着されると、保持器が、アーマチュア、ロータを介して外方部材に接続され、その保持器と内方部材の相対回転により、ローラが外方部材の円筒面および内方部材のカム面に係合させられ、内方部材と外方部材間において回転トルクが伝達される。前述の通電を解除すると、スイッチばねの復元弾性により保持器が復帰回転させられ、この保持器のポケット面に周方向に押されるローラが中立位置に移動させられ、円筒面及びカム面に対するローラの係合が解除される。

上述のようなクラッチ機構においては、ローラが中立位置にある状態で内方部材が高速に回転すると、その内方部材のカム面と保持器のポケット面に保持されたローラが内方部材及び保持器と共に高速に回転する。このため、ローラに作用する遠心力によりローラが外方部材の円筒面に押し付けられることがある。このとき、内方部材と外方部材間の相対的な回転速度差が大きい場合、ローラが内方部材及び保持器と共に外方部材の円筒面に対して相対的に高速回転し、円筒面とローラの接触部で生じる引き摺りトルクが、ローラや円筒面の摩耗、ローラのミス係合（ローラが不正に係合位置へ移動させられる）、動力損失の原因になる。

高速回転時の引き摺りトルクを防止する対策として、特許文献１に開示された電磁式ローラクラッチでは、ローラの周方向の動きを規制する第一保持器と、ローラが内方部材に接触しながら移動する空間に干渉しない形状、かつ非係合時にローラと外方部材とが接触しない範囲に該ローラの径方向の動きを規制する形状の剛体の第二保持器とを備え、これらを径方向に二段に重ねる構造を採用している。

特許第３５５８５８３号公報

しかしながら、特許文献１の電磁式ローラクラッチでは、二つの保持器を径方向に重ねる複雑な構造であり、高速回転への対応性には優れるが、コストが掛かる。

一方、二段保持器の採用に代えて、ローラを内方部材のカム面に向けて押すようにガータスプリングを取り付けることにより、低コストに引き摺りトルクの発生を防止することが可能である。この場合、ガータスプリングは、ローラ及び保持器を囲むように環状に配置される。ローラは、ローラの中心軸周りにスリット部を有する。ガータスプリングは、そのスリット部に掛けられることにより、ローラの所定位置をカム面に向かって押すことができるように配置される。

しかしながら、ガータスプリングを採用する場合、コイル状の巻き線部の隙間にスリット部の縁が引っ掛り、ローラの移動が阻害される懸念がある。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、回転伝達装置の内方部材が高速回転する際にクラッチ機構のローラと外方部材間で引き摺りトルクが発生することを安価な弾性部材で防止しつつ、その弾性部材へのローラの引っ掛りを防止することである。

上記の課題を達成するため、この発明は、内方部材と、前記内方部材の外方に配置された内周部を有する外方部材と、前記内方部材と前記外方部材間で回転トルクの伝達と遮断を行うクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構が、前記外方部材の前記内周部に設けられた円筒面と、前記内方部材に設けられ前記円筒面との間にくさび空間を形成するカム面と、前記円筒面と前記カム面との間に配置されたローラと、前記ローラを保持する保持器とを有し、前記ローラが、前記保持器の相対回転によって前記円筒面及び前記カム面に係合する係合位置と、当該係合を解除する中立位置との間を移動可能に配置されている回転伝達装置において、前記ローラを囲むように環状に配置され、当該ローラを前記カム面に向けて押すように当該ローラに弾性力を与える弾性部材をさらに備え、前記ローラが、当該ローラの中心軸周りに連続するスリット部を有し、前記弾性部材が、前記スリット部内を通る押さえ部と、当該押さえ部に周方向に連続する引張部とを有する線ばねからなり、前記押さえ部が、円弧線状を成す非巻き線部からなり、前記引張部が、コイル状に巻かれた巻き線部からなる構成を採用したものである。

上記構成によれば、ローラが遠心力で外方へ変位する際に押さえ部がローラから外方へ強く押される程、その押さえ部側へ引っ張られるコイル状の引張部は、その弾性により、比較的大きな弾性収縮力を生じる。その弾性収縮力が、押さえ部からローラをカム面に向かって押す力として与えられるため、引き摺りトルクの発生が防止される。また、スリット部内を通る押さえ部が円弧線状を成す非巻き線部からなるため、スリット部の縁が押さえ部に食い込むことは起こらない。このため、弾性部材へのローラの引っ掛りが防止される。また、弾性部材は、線ばねからなるので、特許文献１のような二段重ねの保持器に比して安価なものとなる。

前記引張部の軸方向幅が、前記スリット部の幅よりも大きく設定されており、前記引張部の径方向幅が、前記スリット部の深さよりも大きく設定されているとよい。このようにすると、スリット部外に位置する引張部に強い弾性をもたせることができる。

前記弾性部材の前記引張部上での内径が、前記押さえ部上での内径よりも小さく設定されているとよい。このようにすると、スリット部の深さを抑えつつ、外方部材の円筒面と弾性部材の接触を回避し、しかも引張部の径方向幅を大きく取って弾性を強くもたせることができる。

前記スリット部が、前記ローラの中心軸方向の中央部のみに形成されているとよい。このようにすると、外方部材の円筒面及び内方部材のカム面に対する安定した係合を得ると共に、一本の弾性部材のみでローラと円筒面間の引き摺りトルクを防止することができる。

前記保持器が、周方向に並ぶ複数の柱部を有し、前記ローラが、周方向に隣り合う前記柱部間の各間に配置されており、前記押さえ部が、前記ローラごとに配置されており、前記引張部が、周方向に隣り合う前記ローラ間の各間に配置されているとよい。このようにすると、複数のローラによる回転トルクの伝達が可能なため、クラッチ機構の伝達容量を大きくすることができると共に、各ローラと外方部材の円筒面間の引き摺りトルクを弾性部材で防止することができる。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、回転伝達装置の内方部材が高速回転する際にクラッチ機構のローラと外方部材間で引き摺りトルクが発生することを安価な弾性部材で防止しつつ、その弾性部材へのローラの引っ掛りを防止することができる。

この発明の実施形態に係る回転伝達装置のローラ付近を示す断面図 図１の回転伝達装置の全体的な構造を示す断面図 図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図 図１のローラ及び弾性部材を示す部分斜視図 図３の一部分を示す拡大図 図１の弾性部材の連結構造を示す部分断面図 図６の連結前の状態を示す部分側面図 弾性部材の連結構造の変更例を示す部分断面図 図１に示すＩＸ−ＩＸ線の断面図

この発明の一例としての実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１、図２に示すように、実施形態に係る回転伝達装置は、内方部材１と、内方部材１と同軸上に配置された外方部材２と、内方部材１と外方部材２間で回転の伝達と遮断とを行なうクラッチ機構３とを備える。

以下、内方部材１と外方部材２の軸線（回転中心線）に沿った方向を「軸方向」という。また、その軸方向に直交する方向を「径方向」という。また、その軸線回りの円周方向を「周方向」という。

内方部材１と外方部材２の少なくとも一方は、クラッチ機構３に回転トルクを入力する部材となる。クラッチ機構３は、回転トルクを伝達する係合状態と、回転トルクの伝達を遮断する係合解除状態とを電磁的に切り替え可能なものである。クラッチ機構３は、筒状のハウジング４によって覆われている。

内方部材１は、動力伝達経路の構成要素となる軸である。内方部材１は、中空軸状に形成されている。図２に示すように、内方部材１の内周側には、外部から回転トルクを伝達する軸Ｓが連結されている。軸Ｓは、入力軸になっており、ハウジング４の軸方向一方側（図２において左側）の開口部５に挿通されている。ハウジング４の開口部５と軸Ｓとの間にシールないし軸受６が設けられている。シール６の場合、入力軸Ｓとハウジング４間を密封するためのものである。軸受６の場合、軸Ｓをハウジング４に対して回転自在に支持するためのものであり、シール付転がり軸受を採用してシールを兼ねてもよい。

外方部材２は、動力伝達経路の構成要素となる軸であって、クラッチ機構３から回転トルクを伝達される部材である。外方部材２は、内方部材１の外方に配置された内周部７と、ハウジング４の軸方向他方側（図２において右側）から外部へ延びる軸部８とを有する。外方部材２の外周とハウジング４の内周との間に軸受９が設けられている。軸受９は、外方部材２をハウジング４に対して回転自在かつ軸方向に非可動に支持するためのものである。軸部８は、動力伝達経路の他の構成要素に連結される。

なお、外方部材２として内周部７と軸部８とが一体の部材に形成された例を示したが、外方部材に軸部は必須でなく、他の軸部を外方部材に連結するようにしてもよい。また、内方部材１として軸Ｓに連結されるものを例示したが、内方部材に軸を一体に形成し、その軸を他の構成要素に連結するようにしてもよい。それらの連結手段は特に限定されず、例えば、セレーション嵌合、スプライン嵌合、キーによる連結等が挙げられる。また、軸Ｓを入力軸として内方部材１を入力側、外方部材２を出力側とする例を示したが、これとは逆に、軸Ｓを出力軸とし、外方部材２に入力軸を連結し、クラッチ機構３から内方部材１に回転トルクを伝達するようにしてもよい。

外方部材２の外周とハウジング４の軸方向他方側との間にシール１０が設けられている。シール１０は、外部からの異物侵入、ハウジング４内から外部への流動性潤滑剤の漏洩を防止するためのものである。

図１、図２に示すように、内方部材１は、内方部材１の軸方向中間位置で径方向に突き出たカムリング部１１と、カムリング部１１に対して軸方向一方側に位置する第一端部１２と、カムリング部１１に対して軸方向他方側に位置する第二端部１３とを有する。第二端部１３の外周と外方部材２の内周部７との間に軸受１４が設けられている。軸受１４は、内方部材１を外方部材２に対して回転自在に支持するためのものである。

クラッチ機構３は、図１〜図３に示すように、外方部材２の内周部７に設けられた円筒面１５と、内方部材１のカムリング部１１の外周に設けられたカム面１６と、円筒面１５とカム面１６との間に配置されたローラ１７と、ローラ１７を保持する保持器１８と、保持器１８の位相を弾性収縮力で保持するスイッチばね１９と、クラッチ機構３の係合、解除を制御する電磁アクチュエータ２０とを有する。

円筒面１５は、周方向全周に連続する。カム面１６は、円筒面１５との間にくさび空間を形成する。そのくさび空間は、カム面１６の周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となっている。すなわち、カム面１６と円筒面１５との間の径方向の距離は、カム面１６の周方向中央に位置する図３のローラ１７の位置から周方向の一方向（図３において左回り）に向かって次第に小さくなり、また、当該ローラ１７の位置から周方向の他方向（図３において右回り）に向かって次第に小さくなっている。なお、カム面１６を単一平面で構成した例を示したが、カム面を複数の面で構成してもよいし、単一の曲面で構成することも可能である。

内方部材１の外周には、周方向に間隔をおいて複数のカム面１６が形成されている。すなわち、複数のくさび空間が形成され、各くさび空間にローラ１７が配置されている。

ローラ１７は、カム面１６に対する保持器１８の相対回転によって円筒面１５及びカム面１６に係合する係合位置と、円筒面１５及びカム面１６との係合を解除する中立位置との間を移動可能に配置されている。ローラ１７は、内方部材１に対して保持器１８が相対回転した際、円筒面１５およびカム面１６に係合して、内方部材１と外方部材２間で回転トルクを伝達する。

保持器１８は、周方向に並ぶ複数の柱部２１と、これら柱部２１の軸方向一方側に連続する第一環部２２と、これら柱部２１の軸方向他方側に連続する第二環部２３とを有する。周方向に隣り合う柱部２１間の空間が、ローラ１７を収容する空間になっている。

柱部２１に径方向に外接する仮想円の直径（柱部２１の外径）は、ローラ１７の中心軸Ｏを通る仮想円の直径（ローラ１７のピッチ円直径）よりも大径に設定され、柱部２１に径方向に内接する仮想円の直径（柱部２１の内径）は、ローラ１７のピッチ円直径よりも小径に設定されている。柱部２１は、ローラ１７と周方向に当接可能なポケット面２４を有する（図５も参照のこと）。ポケット面２４は、周方向に隣り合う柱部２１間の空間を周方向に二等分する仮想アキシアル平面（前述の軸線を含む平面）に沿った平坦面になっている。ローラ１７は、周方向に対向するポケット面との当接により、カム面１６に対する周方向位置が制限され、また、保持器１８と共に強制的に回転させられる。

図１、図２に示すように、保持器１８の第二環部２３は、内向きのフランジを有する。第二環部２３は、そのフランジの内周において内方部材１の第二端部１３の外周に回転自在に嵌合されている。保持器１８は、第二環部２３のフランジにおいて、カムリング部１１と止め輪２５とにより、軸方向に位置決めされている。止め輪２５は、第二端部１３に形成された止め輪溝に取り付けられている。

保持器１８の全体的な形状は、例えば、金属板を素材としたプレス加工や、粉末冶金によって形成される。プレス加工で保持器１８を形成する場合、例えば、金属板として鋼板を用いることができる。

図１、図３〜図５に示すように、ローラ１７は、ローラ１７の中心軸Ｏを中心とした仮想円筒面に沿う係合面２６と、ローラ１７の中心軸Ｏ周りに連続するスリット部２７とを有する。ここで、ローラ径方向は、ローラ１７の中心軸Ｏに対して直角な方向のことをいう。以下、ローラ１７の回転中心である中心軸Ｏの直線方向のことを「中心軸方向」という。また、ローラ１７の中心軸Ｏ周りの円周方向のことを「ローラ周方向」という。

係合面２６は、係合位置において円筒面１５及びカム面１６に対して係合する。スリット部２７は、ローラ周方向に一周する溝状であり、その溝内面は、ローラ周方向に沿う。

スリット部２７は、ローラ１７の中心軸方向の中央部のみに形成されている。係合面２６は、ローラ１７を中心軸方向に二等分するスリット部２７を境とした両側において均等に形成されている。このため、係合面２６は、ローラ周方向のどの位置においても、円筒面１５、カム面１６に対し一定の接触長さで接触することができる。

図５に示すように、スリット部２７の深さＤは、ローラ周方向の全周で一定になっている。ここで、スリット部２７の深さＤは、係合面２６からスリット部２７の溝底までのローラ径方向の深さである。

また、図１に示すように、スリット部２７の幅Ｗ_１は、ローラ周方向の全周で一定になっている。ここで、スリット部２７の幅Ｗ_１は、中心軸方向に対向するスリット部２７の縁間の最大間隔である。スリット部２７の縁は、係合面２６に連続する辺縁である。

実施形態に係る回転伝達装置は、複数のローラ１７及び保持器１８を囲むように環状に配置された弾性部材２８をさらに備える。弾性部材２８は、ローラ１７をカム面１６に向けて押すように当該ローラ１７に弾性力を与えるものである。

図１、図３〜図５に示すように、弾性部材２８は、スリット部２７内を通る押さえ部２９と、押さえ部２９に周方向に連続する引張部３０，３１，３２とを有する線ばねからなる。

ここで、線ばねは、金属線材によって形成されたばねのことをいう。弾性部材２８は、一本の金属線材によって形成されている。その金属線材としては、例えば、日本工業規格で規定された冷間引抜炭素鋼線、オイルテンパー線等のばね用鋼線が挙げられる。金属線材製の弾性部材２８であれば、クラッチ機構３を潤滑する潤滑剤に含有された添加剤によって劣化させられることを避け、長寿命を期待することができる。

押さえ部２９は、円弧線状を成す非巻き線部からなる。ここで、円弧線状は、スリット部２７と径方向に接触できるように周方向に延びる線状のことをいう。押さえ部２９は、概ね円筒面１５に沿う単一の円弧線を描くように緩やかに曲がっている。押さえ部２９は、ローラ１７ごとに配置されている。

図１、図５に示すように、押さえ部２９の軸方向幅及び径方向幅は、それぞれ弾性部材２８の素材の線径と同等であり、スリット部２７の幅Ｗ_１及び深さＤよりも小さい。スリット部２７と押さえ部２９との間には、軸方向の隙間がある。この軸方向隙間は、ローラ１７や保持器１８が軸方向に変位した際、スリット部２７が押さえ部２９に強く擦れることを防止するためのものである。

引張部３０，３１，３２は、コイル状に巻かれた巻き線部からなる。ここで、コイル状は、周方向に進む弦巻状のことをいう。コイル状としては、円筒状巻き、円すい状巻き、樽形状巻き等が挙げられる。引張部３０，３２は、円筒状に巻かれている。引張部３１は、その巻き端から円すい状に巻かれ、残部で円筒状に巻かれている。周方向に隣り合うローラ１７間の各間に一つ以上の引張部３０，３１，３２が配置されている。

弾性部材２８を環状に連結する構造は、周方向の一箇所に存在する。その連結構造は、図５〜図７に示すように、周方向に隣接する二つの引張部３１，３２によって構成されている。弾性部材２８を一本の金属線材からなる線ばねとして安価に製造するため、連結構造も金属線材のみで形成することが好ましい。

前述の二つの引張部３１，３２は、図６、図７に示すように、それぞれ他の引張部３０に比して周方向に短く巻かれている。その第一の引張部３１は、その巻き端に向かって次第にコイル径を縮小させた巻き線部分ａ〜ｃを有する。その第二の引張部３２は、他の引張部３０と同じ一定のコイル径を有する。第一の引張部３１の巻き線部分ａ〜ｃが第二の引張部３２の内側に挿入されることにより、第一の引張部３１の巻き線部分ａ〜ｃが第二の引張部３２の内側に噛み合う状態となる。この多重噛み合いにより、弾性部材２８が環状に連結されている。

図１、図５に示すように、引張部３０，３１，３２の軸方向幅Ｗ_２及び径方向幅Ｗ_３は、それぞれコイル状の外径に相当する。従い、引張部３０，３１，３２の軸方向幅Ｗ_２は、押さえ部２９の軸方向幅よりも大きく設定され、引張部３０，３１，３２の径方向幅Ｗ_３は、押さえ部２９の径方向幅よりも大きく設定されている。

また、引張部３０，３１，３２の軸方向幅Ｗ_２は、スリット部２７の幅Ｗ_１よりも大きく設定され、引張部３０，３１，３２の径方向幅Ｗ_３は、スリット部２７の深さＤよりも大きく設定されている。これは、引張部３０，３１，３２のコイル状をなるべく大きくし、強い弾性を得るためである。

弾性部材２８の引張部３０，３１，３２上での内径ｄ_１は、押さえ部２９上での内径ｄ_２よりも小さく設定されている。ここで、引張部３０，３１，３２上での内径ｄ_１は、引張部３０，３１，３２に径方向に内接する仮想円の直径である。弾性部材２８の引張部３０，３１，３２上での内径ｄ_１を小さく設定する程、引張部３０，３１，３２の円筒面１５への接近を避けつつ、引張部３０，３１，３２の径方向幅Ｗ_３を大きく設定することができる。また、押さえ部２９上での内径ｄ_２を大きく設定する程、ローラ１７のスリット部２７上の直径を大きく設定することができる。

弾性部材２８の外周全周と円筒面１５との間に径方向の隙間が設定されている。この若干の径方向隙間は、弾性部材２８と円筒面１５間で引き摺りトルクが発生しないようにするためのものである。

また、弾性部材２８の引張部３０、３１、３２と保持器１８の外周との間にも径方向の隙間が設定されている。保持器１８の外周と引張部３０、３１、３２との間に径方向の隙間がない場合、引張部３０、３１、３２が周方向に縮んだとき、コイル径が拡大して押え部２９とローラ１７の間に径方向隙間が空いてしまい、その隙間分、ローラ１７が遠心力で外径側に移動する懸念がある。これを防止するため、予め引張部３０、３１、３２と保持器１８の外周との間に径方向隙間を設けておけば、押さえ部２９がローラ１７を確実にカム面１６に向かって押すことができる。

なお、引張部３１，３２同士で環状に連結する構造を例示したが、他の連結構造でもよい。例えば、図８に示すように、第一の引張部３３及び第二の引張部３４が、それぞれフック状に形成された終端部分３５，３６を有し、これらフック状の終端部分３５，３６同士を掛けることにより、第一の引張部３３と第二の引張部３４が連結されるようにしてもよい。

図１、図２、図９に示すように、スイッチばね１９は、内方部材１に対する保持器１８の相対回転により弾性変形し、その復元弾性によって当該保持器１８を復帰回転させる弾性部材からなり、ローラ１７が中立位置となるように保持器１８を弾性的に保持する。スイッチばね１９は、内方部材１の第一端部１２上に配置されている。クラッチ機構３は、スイッチばね１９を第一端部１２上に保つばね保持リング３７を有する。

スイッチばね１９は、Ｃ形のリング部の両端に一対の係合片３８を外向きに形成した金属ばねからなる。スイッチばね１９のリング部は、第一端部１２の外周に通され、内方部材１に形成された凹部３９内に嵌合されている。凹部３９は、カムリング部１１の端面において軸方向に一定の深さをもっている。スイッチばね１９の一対の係合片３８は、凹部３９の外側壁に形成された切欠部から、保持器１８の第一環部２２に形成された切欠部４０内に挿入されている。スイッチばね１９の一対の係合片３８は、凹部３９の切欠部、保持器１８の切欠部４０を周方向の相反する方向に向かって押圧する。その押圧によって、保持器１８は、ローラ１７が中立位置となる位相に保持される。

図１、図２に示すように、ばね保持リング３７は、内方部材１の第一端部１２の外周および保持器１８の第一環部２２の内周に嵌合されている。ばね保持リング３７は、保持器１８に対して相対回転不可な状態に配置されている。ばね保持リング３７は、第一端部１２の外周に取り付けられた止め輪４１により、軸方向一方側への移動が阻止されている。このため、凹部３９からのスイッチばね１９の脱出は、ばね保持リング３７によって防止される。

電磁アクチュエータ２０は、保持器１８の第一環部２２と軸方向に対向するアーマチュア４２と、アーマチュア４２と軸方向に対向するロータ４３と、ロータ４３と軸方向に対向する電磁石４４と、アーマチュア４２をロータ４３から離反する方向に押圧する離反ばね４５とを有する。

アーマチュア４２は、内方部材１の第一端部１２の外周にスライド自在に嵌合されている。アーマチュア４２は、保持器１８に対して回り止めされている。アーマチュア４２には、回り止め用の係合孔部４６が形成されている。ばね保持リング３７は、係合孔部４６内へ延びる突片部４７を有する。突片部４７は、アーマチュア４２のストロークの全範囲で係合孔部４６と周方向に係合可能である。その係合により、アーマチュア４２は、ばね保持リング３７を介して、保持器１８に対して軸方向に移動可能な状態で回り止めされている。なお、ばね保持リング３７に突片部４７を形成した例を示したが、保持器に突片部を形成し、保持器とアーマチュアを直接に回り止めしてもよい。

図２に示すように、ロータ４３は、内方円筒部と、この内方円筒部の外方に位置する外方円筒部とを有する。ロータ４３は、その外方円筒部の外周においてロータガイド４８内に圧入されている。ロータガイド４８は、外方部材２の外周端部に取り付けられている。ロータ４３は、ロータガイド４８を介して外方部材２に対して回り止めされている。このため、ロータ４３は、外方部材２と一体に回転することができる。なお、ロータガイド４８は、非磁性体によって形成されている。

ロータ４３の内方円筒部の内周と軸Ｓの外周との間に軸受４９が設けられている。軸受４９は、ロータ４３を軸Ｓに対して回転自在に支持するためのものである。

電磁石４４は、フィールドコア５０と、フィールドコア５０に支持された電磁コイル５１とからなる。電磁石４４ は、ロータ４３の内方円筒部と外方円筒部との間の空間に配置されている。フィールドコア５０は、ハウジング４の閉塞端に回転不可な状態に支持されている。

離反ばね４５は、アーマチュア４２とロータ４３の対向面間に介在している。アーマチュア４２がロータ４３から軸方向に離反する量は、止め輪４１により制限される。なお、止め輪４１は、ばね保持リング３７の規制用と兼用にしたが、別途に設けてもよい。

実施形態に係る回転伝達装置の動作について説明する（図１、図２、図５を適宜に参照）。先ず、電磁アクチュエータ２０の電磁コイル５１への通電が遮断されている状態では、ローラ１７が中立位置にあり、保持器１８は、スイッチばね１９のばね力により、カム面１６に対してローラ１７を中立位置に保つ位相に保持される。このため、内方部材１、外方部材２が図３、図９における左回り又は右回りのいずれに回転したとしても、その回転トルクは、ローラ１７を介して内方部材１と外方部材２間で伝達されず、内方部材１と外方部材２が相対的に空転（フリー回転）する。つまり、クラッチ機構３は、内方部材１と外方部材２間での回転トルクの伝達を遮断する係合解除状態にある。

この係合解除状態のとき、内方部材１の回転は、スイッチばね１９を介して保持器１８に伝達され、保持器１８と、その柱部２１のポケット面２４に押されるローラ１７とが共に回転する。また、アーマチュア４２は、保持器１８に回り止めされているため、アーマチュア４２も共に回転する。

内方部材１と外方部材２の少なくとも一方が回転し、これら両部材１，２が相対的に回転する状態において、電磁コイル５１に通電すると、アーマチュア４２に吸引力が付与される。このため、アーマチュア４２は、離反ばね４５の弾性に抗して移動し、ロータ４３に吸着される。

ロータ４３とアーマチュア４２の吸着面に作用する摩擦抵抗は、保持器１８の回転抵抗となる。その摩擦抵抗は、スイッチばね１９のばね力よりも予め大きな値に設定されている。このため、スイッチばね１９が弾性変形を生じて、保持器１８が内方部材１に対して相対回転する。その相対回転により、ローラ１７は、円筒面１５とカム面１６間のくさび空間の狭小部に押し込まれて円筒面１５及びカム面１６に係合する。このため、内方部材１又は外方部材２の入力側からの回転トルクは、ローラ１７を介して出力側に伝達される。つまり、クラッチ機構３は、内方部材１と外方部材２間で回転トルクを伝達する係合状態にある。

この係合状態において、電磁コイル５１ に対する通電を遮断すると、離反ばね４５の押圧により、アーマチュア４２はロータ４３から離反して、止め輪４１に当接する位置まで移動する。また、アーマチュア４２がロータ４３から離反すると、スイッチばね１９のばね力により、保持器１８が内方部材１に対して係合時の逆方向に回転し、柱部２１のポケット面２４に押されたローラ１７が中立位置に戻る。このため、クラッチ機構３は、係合解除状態に戻る。

内方部材１が高速に空転する場合、図１、図３、図５に示す中立位置のローラ１７は、遠心力により径方向外方へ移動しようとする。このとき、各押さえ部２９がローラ１７によって外方へ押される。その押さえ部２９の両隣に位置する引張部３０，３１，３２は、その押さえ部２９側へ引っ張られるため、弾性収縮力を生じる。その弾性収縮力は、その押さえ部２９からローラ１７をカム面１６に向かって押す力として与えられる。これにより、ローラ１７と円筒面１５の接触が防止されるので、ローラ１７と円筒面１５間での引き摺りトルクの発生が防止される。

また、スリット部２７内を通る押さえ部２９は、円弧線状を成す非巻き線部からなるため、スリット部２７の縁が食い込むような隙間が押さえ部２９において形成されていない。したがって、内方部材１が高速に空転する際、スリット部２７の縁が押さえ部２９に食い込むことは起こらず、これにより、弾性部材２８へのローラ１７の引っ掛りが防止される。

また、弾性部材２８は、コイル状に巻く線ばねからなるので、ガータスプリング程度の製造コストで形成することができ、特許文献１のような二段重ねの保持器に比して安価なものとなる。

このように、実施形態に係る回転伝達装置は、クラッチ機構３のローラ１７を囲むように環状に配置された弾性部材２８を備え、ローラ１７が、ローラの中心軸周りに連続するスリット部２７を有し、その弾性部材２８が、スリット部２７内を通る押さえ部２９と、押さえ部２９に周方向に連続する引張部３０，３１，３２とを有する線ばねからなり、押さえ部２９が円弧線状を成す非巻き線部からなり、引張部３０，３１，３２がコイル状に巻かれた巻き線部からなり、引張部３０，３１，３２の弾性収縮力を押さえ部２９からローラ１７をカム面１６に向けて押すようにローラ１７に与えるものなので、内方部材１が高速回転する際にローラ１７と外方部材２（円筒面１５）間で引き摺りトルクが発生することを安価な弾性部材２８で防止しつつ、弾性部材２８へのローラ１７の引っ掛りを防止することができる。

また、実施形態に係る回転伝達装置は、引張部３０，３１，３２の軸方向幅Ｗ_２がスリット部２７の幅Ｗ_１よりも大きく設定され、引張部３０，３１，３２の径方向幅Ｗ_３が、スリット部２７の深さＤよりも大きく設定されているため、スリット部２７外に位置する引張部３０，３１，３２に強い弾性をもたせることができる。

また、実施形態に係る回転伝達装置は、弾性部材２８の引張部３０，３１，３２上での内径ｄ_１が押さえ部２９上での内径ｄ_２よりも小さく設定されているため、スリット部２７の深さＤを抑えつつ、外方部材２の円筒面１５と弾性部材２８の接触を回避し、しかも引張部３０，３１，３２の径方向幅Ｗ_３を大きく取って弾性を強くもたせることができる。

また、実施形態に係る回転伝達装置は、スリット部２７がローラ１７の中心軸方向の中央部のみに形成されているため、ローラ１７の係合面２６を軸方向に均等に配置し、外方部材２の円筒面１５及び内方部材１のカム面１６に対する安定した係合を得ると共に、一本の弾性部材２８のみでローラ１７と円筒面１５間の引き摺りトルクを防止することができる。

また、実施形態に係る回転伝達装置は、保持器１８が周方向に並ぶ複数の柱部２１を有し、ローラ１７が周方向に隣り合う柱部２１間の各間に配置されており、押さえ部２９がローラ１７ごとに配置されており、引張部３０，３１，３２が、周方向に隣り合うローラ１７間の各間に配置されているため、複数のローラ１７による回転トルクの伝達を行い、クラッチ機構３の伝達容量を大きくすることができると共に、各ローラ１７と外方部材２の円筒面１５間の引き摺りトルクを弾性部材２８で防止することができる。

今回開示された各実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 内方部材
２ 外方部材
３ クラッチ機構
７ 内周部
１５ 円筒面
１６ カム面
１７ ローラ
１８ 保持器
２１ 柱部
２７ スリット部
２８ 弾性部材
２９ 押さえ部
３０，３１，３２，３３，３４ 引張部

Claims (5)

1. 内方部材（１）と、前記内方部材（１）の外方に配置された内周部（７）を有する外方部材（２）と、前記内方部材（１）と前記外方部材（２）間で回転トルクの伝達と遮断を行うクラッチ機構（３）とを備え、
   前記クラッチ機構（３）が、前記外方部材（２）の前記内周部（７）に設けられた円筒面（１５）と、前記内方部材（１）に設けられ前記円筒面（１５）との間にくさび空間を形成するカム面（１６）と、前記円筒面（１５）と前記カム面（１６）との間に配置されたローラ（１７）と、前記ローラ（１７）を保持する保持器（１８）とを有し、
   前記ローラ（１７）が、前記保持器（１８）の相対回転によって前記円筒面（１５）及び前記カム面（１６）に係合する係合位置と、当該係合を解除する中立位置との間を移動可能に配置されている回転伝達装置において、
   前記ローラ（１７）を囲むように環状に配置され、当該ローラ（１７）を前記カム面（１６）に向けて押すように当該ローラ（１７）に弾性力を与える弾性部材（２８）をさらに備え、
   前記ローラ（１７）が、当該ローラ（１７）の中心軸周りに連続するスリット部（２７）を有し、
   前記弾性部材（２８）が、前記スリット部（２７）内を通る押さえ部（２９）と、当該押さえ部（２９）に周方向に連続する引張部（３０，３１，３２，３３，３４）とを有する線ばねからなり、前記押さえ部（２９）が、円弧線状を成す非巻き線部からなり、前記引張部（３０，３１，３２，３３，３４）が、コイル状に巻かれた巻き線部からなることを特徴とする回転伝達装置。
2. 前記引張部（３０，３１，３２，３３，３４）の軸方向幅（Ｗ_２）が、前記スリット部（２７）の幅（Ｗ_１）よりも大きく設定されており、前記引張部（３０，３１，３２，３３，３４）の径方向幅（Ｗ_３）が、前記スリット部（２７）の深さ（Ｄ）よりも大きく設定されている請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記弾性部材（２８）の前記引張部（３０，３１，３２，３３，３４）上での内径（ｄ_１）が、前記押さえ部（２９）上での内径（ｄ_２）よりも小さく設定されている請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
4. 前記スリット部（２７）が、前記ローラ（１７）の中心軸方向の中央部のみに形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の回転伝達装置。
5. 前記保持器（１８）が、周方向に並ぶ複数の柱部（２１）を有し、前記ローラ（１７）が、周方向に隣り合う前記柱部（２１）間の各間に配置されており、前記押さえ部（２９）が、前記ローラ（１７）ごとに配置されており、前記引張部（３０，３１，３２，３３，３４）が、周方向に隣り合う前記ローラ（１７）間の各間に配置されている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転伝達装置。

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