JP2020051535A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転伝達装置が高速に空転する際に外輪と係合子間の摩擦発生を防止する。【解決手段】内輪１の内外に内方部材３と外輪２を同軸に配置する。内輪１と一体に回転しかつ中立位置と係合位置間を径方向移動可能な係合子４を配置する。係合子４は、中立位置で外輪２と接触できず、係合位置で外輪２の係合凹部２ａと周方向に係合する。内方部材３のカム面が、内輪１との相対回転を係合子４の径方向移動に変換する。弾性部材５で係合子４を中立位置へ付勢する。前述の相対回転によって弾性変形させられる中立ばね６と、内輪１と内方部材３の一方に対して回り止めされたアーマチュア７と、アーマチュア７に軸方向に対向する電磁石８と、外輪２に対して回り止めされかつアーマチュア７に軸方向に対向するように配置された摩擦面部９と、アーマチュア７を摩擦面部９から離反する方向に押圧する離反ばね１０とを備える。【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輪と、それら内方部材と外輪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、外輪の内周部と、内方部材との間に配置された係合子としてのローラと、係合子を保持する保持器とを有する。係合子は、内方部材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。保持器の相対回転を制御する手段として、中立ばねと、電磁石と、ロータと、アーマチュアとを備えるものがある（例えば、特許文献１）。

特許文献１の回転伝達装置では、中立ばねが、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、内輪は、係合子を中立位置に移動させるように復帰回転させられる。アーマチュアは、軸方向に移動可能に支持されており、また、保持器に対して回り止めされている。ロータは、外輪に対して回り止めされている。電磁石に対する通電により、アーマチュアがロータに吸着されると、保持器が、アーマチュア、ロータを介して外輪に接続され、その保持器と内方部材の相対回転により、係合子が外輪および内方部材に係合させられ、内方部材と外輪間において回転トルクが伝達される。前述の通電を遮断すると、中立ばねのばね力により保持器が復帰回転させられ、この保持器に周方向に押される係合子が中立位置に移動させられて、前述の係合が解除される。特許文献１のような回転伝達装置では、係合子の係合によって大きなトルク伝達容量を実現することができる。

特開２００５−９０６７８号公報

しかしながら、特許文献１のような回転伝達装置では、係合子としてのローラが中立位置にあり、かつ内方部材が外輪に対して高速に空転することがある。このとき、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は、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、ローラが外輪の円筒面に押し付けられることがある。ここで、内方部材と外輪間の相対的な回転速度差が大きい場合、ローラが外輪の円筒面に対して高速回転し、円筒面とローラの摺動部で生じる摩擦が引き摺りトルクとなり、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。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、回転伝達装置が高速に空転する際に外輪と係合子間の摩擦発生を防止することにある。

上記の課題を達成するため、この発明は、内輪と、前記内輪と同軸回りに回転可能かつ当該内輪に対して外方に配置された外輪と、前記内輪と同軸回りに回転可能かつ当該内輪に対して内方に配置された内方部材と、前記内輪と一体に回転するようにかつ当該内輪に対して径方向に移動可能に配置された係合子と、前記内輪に対して前記係合子を付勢する弾性部材と、前記内輪に対する前記内方部材の相対回転によって弾性変形させられる中立ばねと、前記内輪と前記内方部材のいずれか一方の部材に対して回り止めされたアーマチュアと、前記アーマチュアに軸方向に対向する電磁石と、前記電磁石への通電によって吸引される前記アーマチュアを受け止めて当該アーマチュアの回転に抵抗するように配置された摩擦面部と、前記アーマチュアを前記摩擦面部から離反する方向に押圧する離反ばねと、を備え、前記外輪が、前記係合子の外方端部に径方向に対向する係合凹部を有し、前記係合子が、前記外輪に接触不可な中立位置と、前記外輪の前記係合凹部に周方向に係合する係合位置との間を径方向に往復可能に配置されており、前記弾性部材が、前記係合子を前記中立位置に向けて付勢するように前記内輪と当該係合子との間に配置されており、前記内方部材が、前記内輪に対する当該内方部材の相対回転を前記係合子の前記中立位置と前記係合位置間の移動に変換するカム面を有する回転伝達装置に構成した。

上記構成によれば、外輪が入力側又は出力側となるとき、内輪と内方部材のうち、アーマチュアに対して回り止めされた一方の部材と反対の他方の部材が、外輪に対して出力側又は入力側となるように、回転伝達装置を使用することができる。外輪の係合凹部と係合子の外方端部が径方向に対向する状態で電磁石へ通電すると、アーマチュアが磁気的に吸引されて摩擦面部に受け止められる。その摩擦面部がアーマチュアの回転に抵抗するため、アーマチュアに対して回り止めされた一方の部材が、他方の部材に対して回転させられる。この回転が内方部材のカム面によって係合子の径方向移動に変換され、係合子が弾性部材に抗して中立位置から係合位置に移動させられる。このため、係合子の外方端部は、外輪の係合凹部に周方向に係合することができる。この係合により、外輪と他方の部材との間で係合子を介したトルク伝達が行われる。その通電を遮断すると、離反ばねの弾性復元により、アーマチュアが摩擦面部から離され、中立ばね、弾性部材の弾性復元により、係合子が中立位置へ復帰させられるまで一方の部材が他方の部材に対して回転させられる。電磁石への通電が遮断状態のとき、離反ばねにより、アーマチュアが摩擦面部から離れた状態に保たれ、中立ばねにより、係合子が外輪と接触不可な中立位置にあるように内輪と内方部材の位相が保たれる。このため、他方の部材は、外輪に対して空転することができる。このとき、弾性部材により、係合子が内輪に対して中立位置に向けて付勢されるため、係合子の係合位置への移動が防止される。このため、他方の部材が外輪に対して高速に空転しても、外輪と係合子間の摩擦発生が防止される。

具体的には、前記内方部材が、軸方向にアーマチュア側に向かって開放した内方凹部を有し、前記内輪が、前記係合子を径方向に案内する溝部と、前記内方凹部に径方向に連通する外方凹部とを有し、前記溝部及び前記外方凹部が、軸方向にアーマチュア側に向かって開放した形状であり、前記中立ばねが、前記内方凹部と前記外方凹部とに嵌っており、前記係合子及び前記中立ばねのアーマチュア側への軸方向移動を規制する押え部材をさらに備え、前記押え部材が、前記アーマチュアに周方向に係合する第一回り止め部と、前記一方の部材に周方向に係合する第二回り止め部とを有するとよい。このようにすると、係合子、中立ばねをそれぞれ対応の溝部、内方凹部、外方凹部に対して軸方向に挿入して所定の姿勢に配置し、それら係合子、中立ばねの対応の溝部、内方凹部、外方凹部からアーマチュア側への抜け出しを押え部材で規制し、係合子の径方向移動を溝部で安定させ、前述の通電遮断時に内方部材と内輪を中立ばねで連れ回し、前述の通電時に内方凹部と外方凹部で中立ばねを弾性変形させることができ、また、その押え部材を利用してアーマチュアと一方の部材間の回り止めを行うことができる。

一例として、前記内輪が、前記溝部から内方へ延びるフランジ部と、前記フランジ部から軸方向にアーマチュア側へ延びる第一軸部とを有し、前記一方の部材が前記内方部材であり、前記アーマチュア、前記内方部材及び前記押え部材が、前記第一軸部の外周に嵌合されており、前記内輪に対する前記内方部材の軸方向移動が、前記押え部材と前記フランジ部とによって規制されているとよい。このようにすると、前述の他方の部材である内輪の第一軸部でアーマチュア、内方部材、押え部材を内輪と同軸上で相対回転可能に支持することができる。また、内輪と押え部材を利用して、内方部材と内輪の相対的な軸方向のずれ合いを防止することができる。

ここで、前記内輪のうちの前記係合子と軸方向に対向する部位を軸方向に貫通するようにばね孔が形成されており、前記内輪が、前記フランジ部の前記ばね孔よりも内方の部位から軸方向に反アーマチュア側へ延びる第二軸部を有し、前記第二軸部の外周と前記外輪の内周との間に介在する軸受と、前記軸受と前記フランジ部との間に介在するように前記第二軸部の外周に嵌合された間座と、をさらに備え、前記係合子が、前記ばね孔に挿入された突部を有し、前記弾性部材が、前記ばね孔に挿入されており、前記係合子と前記間座とによって、前記弾性部材が前記突部の外方に保たれているとよい。このようにすると、軸受により、内輪と外輪とを同軸上で相対回転可能に支持することができる。また、ばね孔を深さ管理が不要な貫通孔としつつ、軸受と間座と係合子とを利用して弾性部材を突部上に適切に保ち、係合子を中立位置に向けて付勢することができる。

他の例として、前記内輪が、前記溝部から内方へ延びるフランジ部を有し、前記内方部材が、前記内方凹部から軸方向にアーマチュア側へ延びる第一軸部と、前記フランジ部よりも内方を通って軸方向に反アーマチュア側へ延びる第二軸部とを有し、前記第二軸部の外周と前記外輪の内周との間に介在する軸受と、前記軸受と前記フランジ部との間に介在するように前記第二軸部の外周に嵌合された間座と、をさらに備え、前記一方の部材が前記内輪であり、前記アーマチュア及び前記押え部材が、前記第一軸部の外周に嵌合されており、前記フランジ部が、前記第二軸部の外周に嵌合されており、前記内方部材に対する前記内輪の軸方向移動が、当該内方部材と前記間座とによって規制されているとよい。このようにすると、軸受により、内方部材と外輪とを同軸上で相対回転可能に支持することができる。前述の他方の部材である内方部材の第一軸部、第二軸部でアーマチュア、内輪、押え部材を内方部材と同軸上で相対回転可能に支持することができる。また、軸受と間座と内方部材とを利用して、内方部材と内輪の相対的な軸方向のずれ合いを防止することができる。

ここで、前記内輪のうちの前記係合子と軸方向に対向する部位を軸方向に貫通するようにばね孔が形成されており、前記係合子が、前記ばね孔に挿入された突部を有し、前記弾性部材が、前記ばね孔に挿入されており、前記係合子と前記間座とによって、前記弾性部材が前記突部の外方に保たれているとよい。このようにすると、ばね孔を深さ管理が不要な貫通孔としつつ、軸受と間座と係合子とを利用して弾性部材を突部上に適切に保ち、係合子を中立位置に向けて付勢することができる。

また、前記摩擦面部が、前記外輪に対して回り止めされかつ前記アーマチュアに軸方向に対向するように配置されているとよい。このようにすると、外輪が高速回転する場合に好適なものとなる。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、回転伝達装置が高速に空転する際に外輪と係合子間の摩擦発生を防止することができる。

この発明の第一実施形態に係る回転伝達装置を示す断面図 図１の回転伝達装置の要部の分解斜視図 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の切断面を示す断面図 図１のＩＶ−ＩＶ線の切断面を示す断面図 図１の回転伝達装置の動作を示す断面図 この発明の第二実施形態に係る回転伝達装置を示す断面図 図６の回転伝達装置の要部の分解斜視図 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の切断面を示す断面図 図６のＩＸ−ＩＸ線の切断面を示す断面図 図６の回転伝達装置の動作を示す断面図

この発明に係る一例としての第一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、第一実施形態の回転伝達装置を、例えば、自動車用トランスミッションの隔壁の一部である静止部材Ｗに取り付けた状態を示している。

この回転伝達装置は、内輪１と、内輪１と同軸回りに回転可能かつ内輪１に対して外方に配置された外輪２と、内輪１と同軸回りに回転可能かつ内輪１に対して内方に配置された内方部材３と、内方部材３と外輪２との間に配置された複数の係合子４と、内輪１に対して係合子４を付勢する弾性部材５と、内輪１に対して内方部材３を付勢する中立ばね６と、内輪１と内方部材３のいずれか一方の部材としての内方部材３に対して回り止めされたアーマチュア７と、アーマチュア７に軸方向に対向する電磁石８と、電磁石８への通電によって吸引されるアーマチュア７を受け止めて当該アーマチュア７の回転に抵抗するように配置された摩擦面部９と、アーマチュア７を付勢する離反ばね１０と、内方部材３と外輪２との間に配置された軸受１１と、軸受１１と内輪１との間に配置された間座１２と、係合子４等に対してアーマチュア７側に配置された押え部材１３とを備える。

以下、内輪と外輪と内方部材の同軸の軸線（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、その軸線回りに一周する円周方向を「周方向」という。

内輪１は、係合子４と弾性部材５を案内、支持するためのものであって、この例では、回転伝達経路を構成する回転軸（図示省略）に連結される伝達軸を兼ねている。一方、外輪２は、その回転伝達経路を構成する他の回転軸（図示省略）に連結される。内輪１と外輪２の一方が他方側へ回転トルクを伝達する入力軸となり、他方が一方側から伝達されたトルクで回転する出力軸となる。内輪１と外輪２のどちらが入力軸となるかは限定されない。

図１、図２に示すように、内輪１は、係合子４を径方向に案内する複数の溝部１ａと、溝部１ａから内方へ延びるフランジ部１ｂと、フランジ部１ｂから軸方向にアーマチュア７側（図１において左方向）へ延びる第一軸部１ｃと、フランジ部１ｂから軸方向に反アーマチュア７側（図１において右方向）へ延びる第二軸部１ｄとを有する。なお、図２では、第一軸部１ｃのアーマチュア７側、外輪２のアーマチュア７側をそれぞれ切欠き、軸受１１、間座１２の図示を省略している。

外輪２は、係合子４の外方端部４ａに径方向に対向する二箇所以上の係合凹部２ａと、これら係合凹部２ａに対してアーマチュア７側に位置する筒部２ｂと、それら係合凹部２ａに対して反アーマチュア７側に位置する軸受座部２ｃと、軸受座部２ｃから軸方向に延びる軸部２ｄとを有する。軸部２ｄは、前述の回転軸との連結に使用される。筒部２ｂに摩擦面部９が連結されている。

摩擦面部９は、外輪２に対して回り止めされかつアーマチュア７に軸方向に対向するように配置されている。摩擦面部９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、これら内方円筒部と外方円筒部間を径方向に繋ぐ側端部とを有するロータからなる。摩擦面部９は、その外方円筒部を外輪２の筒部２ｂに圧入することによって外輪２に固定されている。その固定により、摩擦面部９は、電磁石８に吸引されるアーマチュア７を摩擦面部９の側端部において軸方向に受け止めることができ、かつ摩擦面部９の外方円筒部において外輪２と同軸上で一体に回転することができるように連結されている。なお、摩擦面部９は、ロータガイドを介して外輪に固定してもよい。

内輪１の溝部１ａは、溝幅を二等分する径方向の仮想溝中心線に沿った方向に延びる平行溝状になっている。溝部１ａの数は、係合子４と同数である。内輪１のうち、周方向に隣り合う溝部１ａ同士の間は、周方向に連続する円弧状部になっている。それら複数の溝部１ａ及び円弧状部と第一軸部１ｃとの間は、円環状の空間になっている。溝部１ａは、その円環状の空間から内輪１の外周まで径方向に貫通している。

フランジ部１ｂは、複数の溝部１ａ及び円弧状部から第一軸部１ｃまで延びる円盤状になっている。フランジ部１ｂの両側面は、それぞれ径方向に沿っている。そのフランジ部１ｂのアーマチュア７側の側面は、内方部材３と軸方向に接触する。そのフランジ部１ｂの反アーマチュア側の側面は、間座１２と軸方向に接触する。フランジ部１ｂは、回転トルクに対する内輪１の剛性向上に寄与する。

内輪１のうち、係合子４と軸方向に対向する部位には、弾性部材５を収容するばね孔１ｅが形成されている。ばね孔１ｅは、溝部１ａの溝底の一部とフランジ部１ｂの一部を軸方向に貫通している。内輪１のうち、ばね孔１ｅを形成する孔内面は、弾性部材５を前述の仮想溝中心線に沿った方向に伸縮可能な姿勢に支持する形状になっている。その孔内面は、前述の仮想溝中心線を含む長手側孔軸線に沿った長手面部と、その長手側孔軸線に直角な短手側孔軸線に沿った短手面部と、これら長手面部と短手面部とを繋ぐ各隅面部とからなる。

第二軸部１ｄは、フランジ部１ｂのばね孔１ｅよりも内方の部位から軸方向に反アーマチュア７側へ延びている。フランジ部１ｂと第一軸部１ｃと第二軸部１ｄは、同軸に設けられている。第二軸部１ｄの外径は、第一軸部１ｃの外径よりも大きく設定されている。第一軸部１ｃは、前述の回転軸との連結に使用される。

軸受１１は、内輪１の第二軸部１ｄの外周に嵌合された内方軌道輪１１ａと、外輪２の軸受座部２ｃの内周に嵌合された外方軌道輪１１ｂとを有する転がり軸受からなる。軸受１１は、内輪１と外輪２とを同軸上で相対回転可能に支持する。軸受１１の反アーマチュア７側への軸方向移動は、外方軌道輪１１ｂと軸受座部２ｃとの突き合いによって規制されている。軸受１１のアーマチュア７側への軸方向移動は、外輪２の内周に取り付けられた止め輪１４によって規制されている。なお、軸受１１として、内方軌道輪１１ａの軌道と、外方軌道輪１１ｂの軌道間に介在する複数の転動体によって内外の軌道輪１１ａ，１１ｂを容易に分離できない非分離型の玉軸受を例示したが、これに限定されるものではない。

内輪１の第一軸部１ｃと摩擦面部９の内方円筒部との間に他の軸受１５が介在している。他の軸受１５は、内輪１と摩擦面部９とを同軸上で相対回転可能に支持する。

間座１２は、内輪１に対する軸受１１の軸方向位置を一定に定める環状のものである。間座１２は、第二軸部１ｄの外周に嵌合されている。間座１２の外径は、内輪１のフランジ部１ｂの外径と同等に設定されている。間座１２のアーマチュア７側の側面は、全てのばね孔１ｅを覆うようになっている。

なお、内輪１、外輪２の全体を一体に形成する必要なく、別体の軸部を内輪本体、外輪本体に連結するようにしてもよい。そ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、軸部を中実状にする必要はなく、中空軸状にしてもよい。また、内輪及び外輪を収容するハウジングを備え、そのハウジングに電磁石を取り付け、外輪の外周とハウジングの内周間に軸受を配置して外輪をハウジングに対して回転自在に支持し、そのハウジングを壁部等の他の静止部位に固定するようにしてもよい。

図２、図３に示すように、内方部材３は、内輪１に対して同軸回りに回転自在に配置されている。内方部材３は、第一軸部１ｃの外周に嵌合された内周部３ａと、内方部材３の外周に形成された複数のカム面３ｂとを有する。

内方部材３の内周部３ａは、円筒面状になっている。内周部３ａと第一軸部１ｃとの嵌め合いは、内方部材３の外周と内輪１の円弧状壁との間の径方向すきまよりも小さく設定されている。内方部材３が回転する際、内方部材３は、第一軸部１ｃによって径方向に案内される。

カム面３ｂは、周方向両側に向かって外方へ拡径する形状になっている。複数のカム面３ｂの周方向のピッチ角度と、複数の溝部１ａの周方向のピッチ角度とは、同じに設定されている。カム面３ｂは、カム面３ｂの軸方向幅の管理を不要にするため、内方部材３を軸方向に貫通する溝状になっている。内方部材３の外周のうち、周方向に隣り合うカム面３ｂ間は、円弧状になっている。

係合子４は、溝部１ａに対して径方向にスライド可能な平行キー状になっている。係合子４の外方端部４ａは、外輪２の係合凹部２ａの溝底面に径方向に対向する先端面と、係合凹部２ａの平行溝内面に周方向に係合可能な対向面とを有する。係合子４の内方端部４ｂは、常にカム面３ｂとの接触を維持可能な曲面状になっている。内輪１に対する係合子４の周方向移動は、溝部１ａによって規制されている。つまり、係合子４は、内輪１と一体に回転するようにかつ当該内輪１に対して径方向に移動可能に配置されている。係合子４の外方端部４ａは、外輪２と径方向に対向する先端面を有する。

係合子４は、図１、図４に示すように、内輪１のばね孔１ｅに挿入された突部４ｃを有する。弾性部材５は、係合子４を内輪１の溝部１ａと、内方部材３のカム面３ｂで支持する状態でばね孔１ｅに対して反アーマチュア７側から係合子４の突部４ｃの外方に挿入される。間座１２が内輪１の第二軸部１ｄの外周に対する嵌合によって取り付けられると、係合子４と間座１２とによって、ばね１ｅに挿入された弾性部材５が、突部４ｃの外方に保たれている。なお、図では弾性部材５として圧縮コイルばねを例示したが、これに限定されるものではない。

ここで、図１、図３、図４は、カム面３ｂの周方向中央と溝部１ａの周方向中央とが径方向に正対する内輪１と内方部材３の中立時位相を示している。その中立時位相のとき、係合子４の外方端部４ａが外輪２と接触不可な中立位置にあり、係合子４の内方端部４ｂがカム面３ｂの周方向両側に接触している。その中立時位相から内方部材３が内輪１に対して回転すると、図５に示すように、内輪１の溝部１ａによって周方向移動が規制された係合子４に対しても内方部材３が回転することになる。この回転中、内方部材３のカム面３ｂは、弾性部材５に抗して係合子４の内方端部４ｂに係合子４を外方へ押し出す径方向分力を与えつつ、当該内方端部４ｂに対して周方向に変位するように当該内方端部４ｂに摺接する。その摺接は、カム面３ｂによる前述の押し出しによって溝部１ａから外方へ突出する係合子４の外方端部４ａが外輪２の係合凹部２ａに周方向に係合する係合位置になるまで可能となっている。その回転後、内方部材３が内輪１に対して逆回転し、図３に示す中立時位相に復帰するとき、弾性部材５の弾性復元により、係合子４が内方へ押されて中立位置へ復帰させられる。

このように、係合子４は、外輪２に接触不可な中立位置と、外輪２の係合凹部２ａに周方向に係合する係合位置との間を径方向に往復可能に配置され、カム面３ｂは、内輪１に対する内方部材３の相対回転を係合子４の中立位置と係合位置間の移動に変換するように設けられている。

なお、図２に示すように、外輪２の係合凹部２ａの総数は、係合子４を係合凹部２ａに突入させることが可能な位相を増やすため、係合子４の総数の３倍とされている。この倍率は任意に変更すればよい。

図１〜図３に示すように、内方部材３は、中立ばね６の大部分を嵌め込み可能な内方凹部３ｃを有する。内輪１は、中立ばね６の残部を嵌め込み可能な外方凹部１ｆを有する。内方凹部３ｃおよび外方凹部１ｆは、軸方向にアーマチュア７側に向かって開放している。

中立ばね６は、内輪１に対する内方部材３の相対回転により弾性変形させられ、その復元弾性によって当該内輪１と内方部材３を相対的に復帰回転させる弾性部材からなる。中立ばね６は、内輪１と内方部材３を前述の中立時位相となるように弾性的に保持する。

中立ばね６は、Ｃ形のリング部６ａと、リング部６ａの両端から内輪１側に向けて形成された一対の係合片部６ｂとを有する金属ばねからなる。中立ばね６のうち、リング部６ａの外径側と、一対の係合片部６ｂのリング部６ａ側とが、内方部材３の内方凹部３ｃに嵌っている。中立ばね６のうち、一対の係合片部６ｂの突端側が、内輪１の外方凹部１ｆに嵌っている。

内方凹部３ｃは、リング部６ａを径方向に支持すると共に、一対の係合片部６ｂに周方向両側から当接し、かつ中立ばね６を軸方向にアーマチュア７側に向かって支持可能な凹形状になっている。

外方凹部１ｆは、内方凹部３ｃに径方向に連通し、かつ一対の係合片部６ｂに周方向両側から当接する溝状になっている。外方凹部１ｆは、周方向に隣り合う溝部１ａ間に連なる一箇所の円弧状壁に形成されている。外方凹部１ｆは、前述の円弧状壁の周方向中程の外周から前述の円環状の空間まで貫通している。

一対の係合片部６ｂは、内方凹部３ｃ、外方凹部１ｆ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、内輪１と内方部材３は、前述の中立時位相に弾性的に保持される。図５に例示するように、内輪１と内方部材３間の相対回転が起こると、その回転方向に応じた側の係合片部６ｂが内方凹部３ｃから周方向に押されて、一対の係合片部６ｂ間が狭くなり、その内方凹部３ｃから押されなくなると、一対の係合片部６ｂが図３の状態に弾性復元する。

図１、図２に示すように、押え部材１３は、内輪１の第一軸部１ｃの外周に嵌合された内周部１３ａと、アーマチュア７に周方向に係合する第一回り止め部１３ｂと、内方部材３（一方の部材）に周方向に係合する第二回り止め部１３ｃとを有する。

押え部材１３の内周部１３ａは、第一軸部１ｃと同軸上で相対回転可能な円筒面状になっている。

押え部材１３のアーマチュア７側への軸方向移動は、第一軸部１ｃに取り付けられた止め輪１６によって規制されている。押え部材１３は、全ての係合子４及び中立ばね６のアーマチュア７側への軸方向移動を規制する。その規制により、溝部１ａからアーマチュア７側への係合子４の脱出が防止され、内方凹部３ｃ及び外方凹部１ｆからアーマチュア７側への中立ばね６の脱出が防止されている。

また、内輪１に対する内方部材３のアーマチュア７側への軸方向移動は、押え部材１３によって規制されている。内輪１に対する内方部材３の反アーマチュア７側への軸方向移動は、フランジ部１ｂによって規制されている。これら規制により、内輪１の溝部１ａと、内方部材３のカム面３ｂとが、係合子４と実質的に同じ軸方向位置に維持される。

押え部材１３の第二回り止め部１３ｃは、図１、図３に示すように、内方部材３のスリット部３ｄに挿入された突片部からなる。スリット部３ｄは、軸方向にアーマチュア７側に向かって開放し、かつ径方向に延びる平行溝状になっている。スリット部３ｄは、第二回り止め部１３ｃと周方向に係合する。

図１に示すように、アーマチュア７は、内輪１の第一軸部１ｃの外周に嵌合されている。アーマチュア７は、摩擦面部９と止め輪１６との間で、第一軸部１ｃに対して軸方向にスライド可能かつ第一軸部１ｃに対して相対回転可能に配置されている。

押え部材１３の第一回り止め部１３ｂは、アーマチュア７の係合口７ａに挿入された突片部からなる。係合口７ａは、アーマチュア７のスライドストロークの全域で第一回り止め部１３ｂと周方向に係合する。

押え部材１３の第一回り止め部１３ｂとアーマチュア７の係合口７ａ間の周方向係合により、押え部材１３がアーマチュア７に対して回り止めされている。押え部材１３の第二回り止め部１３ｃと内方部材３のスリット部３ｄ間の周方向係合により、押え部材１３が内方部材３に対して回り止めされている。すなわち、アーマチュア７は、押え部材１３を介して内方部材３（一方の部材）に対して回り止めされている。

なお、図２では、一対の第一回り止め部１３ｂ、一対の第二回り止め部１３ｃを周方向の複数箇所に分散配置で形成し、対応のスリット部３ｄ、係合口７ａも同様に配置したが、それらの数、配置、形態は、中立ばねや係合子との干渉の懸念がない範囲で適宜に定めればよい。

電磁石８は、フィールドコア８ａと、フィールドコア８ａに支持された電磁コイル８ｂとからなる。フィールドコア８ａは、ヨークとして機能する強磁性材製のものである。フィールドコア８ａは、摩擦面部９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。電磁コイル８ｂは、フィールコア８ａ内の環状空間に配置されており、当該環状空間への樹脂充填、接着、フィールドコアへの巻き付け等の適宜の手段でフィールドコア８ａに固定されている。電磁石８は、そのフィールドコア８ａにおいて静止部材Ｗに固定されている。

離反ばね１０は、アーマチュア７を摩擦面部９から離反する方向に押圧する。離反ばね１０は、アーマチュア７とロータ３１の対向面間に介在している。離反ばね１０は、アーマチュア７を摩擦面部９から離反する方向に押圧する。離反ばね１０は、例えば、ウェーブワッシャ状又はコイル状の金属ばねである。離反ばね１０のばね力によってアーマチュア７が摩擦面部９から離反させられる際、止め輪１６に軸方向に当接することにより、摩擦面部９から離反する方向へのアーマチュア７の移動が停止させられる。

この回転伝達装置の動作について説明する（図１を適宜参照）。先ず、電磁石８の電磁コイル８ｂへの通電が遮断されている状態では、係合子４が中立位置にあり（図３参照）、内方部材３（一方の部材）と内輪１（他方の部材）は、中立ばね６のばね力により、カム面３ｂに対して係合子４を中立位置に保つ中立時位相に保持され、係合子４は、弾性部材５のばね力により中立位置に向けて付勢されている。このため、内輪１、外輪２が図３における左回り又は右回りのいずれに回転するとしても、その回転トルクは、係合子４を介して内輪１と外輪２間で伝達されず、内輪１と外輪２が相対的に空転（フリー回転）する状態にある。つまり、回転伝達装置は、内輪１と外輪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。

この係合解除状態において、内輪１が回転する場合、その回転は、中立ばね６を介して内方部材３に伝達され、内輪１及び溝部１ａに連れ回される係合子４と共に回転する。また、アーマチュア７は、押え部材１３を介して内方部材３に対して回り止めされているため、アーマチュア７、押え部材１３も共に回転する。この場合、係合子４には、内輪１の回転速度に応じた遠心力が作用するが、係合子４の突部４ｃに作用する弾性部材５のばね力により、係合子４の外方への移動、すなわち係合子４と外輪２の接触が防止される（図３、図４参照）。

係合子４の外方端部４ａを外輪２の係合凹部２ａに突入させることが可能な位相で内輪１と外輪２が同期回転している状態において、電磁石８の電磁コイル８ｂに通電すると、アーマチュア７が、離反ばね１０のばね力に抗して摩擦面部９に磁気的に吸着させられ、摩擦面部９とアーマチュア７の吸着面に作用する摩擦抵抗が内方部材３の回転抵抗となる。その摩擦抵抗は、中立ばね６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、中立ばね６が弾性変形を生じて、内方部材３が内輪１に対して相対回転する（図５参照）。その相対回転により、係合子４の内方端部４ｂが内方部材３のカム面３ｂによって外方へ押される。このとき、係合子４の内方端部４ｂに与えられる径方向外向きの推力は、弾性部材５のばね力よりも大きくなる。このため、弾性部材５が係合子４によって外方へ圧縮され、係合子４が内輪１の溝部１ａから外方へ突出させられ、係合子４の外方端部４ａが外輪２の係合凹部２ａに突入させられ、当該係合凹部２ａに周方向に係合する係合位置まで移動させられる。内輪１又は外輪２の入力側からの回転トルクは、係合凹部２ａに対して当該回転トルクに対応の周方向に係合する係合子４を介して、出力側に伝達される。つまり、回転伝達装置は、係合子４を介して内輪１と外輪２間で回転トルクを伝達する係合状態になる。

この係合状態において、電磁石８の電磁コイル８ｂに対する通電を遮断すると、弾性復元する離反ばね１０がアーマチュア７を押圧することにより、アーマチュア７が摩擦面部９から離反させられる。このアーマチュア７の軸方向移動は、止め輪１６によって規制される。また、アーマチュア７が摩擦面部９から離反すると、中立ばね６、弾性部材５のばね力により、内輪１と内方部材３が係合時の逆方向に相対回転させられ、係合子４が中立位置に戻される。このため、回転伝達装置は、係合解除状態になる。

上述のように、この回転伝達装置は、外輪２が入力側又は出力側となるとき、内輪１と内方部材３のうち、アーマチュア７に対して回り止めされた内方部材３（一方の部材）と反対の内輪１（他方の部材）が、外輪２に対して出力側又は入力側となるように使用することが可能であり、その電磁石８への通電が遮断状態のとき、弾性部材５により、係合子４が内輪１に対して外輪２に接触不可な中立位置に向けて付勢されるため、回転伝達装置が高速に空転する際（内輪１が外輪２に対して高速に空転する際）に外輪２と係合子４間の摩擦発生を防止することができる。

また、この回転伝達装置は、内方部材３が軸方向にアーマチュア７側に向かって開放した内方凹部３ｃを有し、内輪１が係合子４を径方向に案内する溝部１ａと、内方凹部３ｃに径方向に連通する外方凹部１ｆとを有し、溝部１ａ及び外方凹部１ｆが軸方向にアーマチュア７側に向かって開放した形状であり、中立ばね６が内方凹部３ｃと外方凹部１ｆとに嵌っており、係合子４及び中立ばね６のアーマチュア７側への軸方向移動を規制する押え部材１３をさらに備えるので、係合子４、中立ばね６をそれぞれ対応の溝部１ａ、内方凹部３ｃ、外方凹部１ｆに対して軸方向に挿入して所定の姿勢に配置し、それら係合子４、中立ばね６の対応の溝部１ａ、内方凹部３ｃ、外方凹部１ｆからアーマチュア７側への抜け出しを押え部材１３で規制し、係合子４の径方向移動を溝部１ａで安定させ、前述の通電遮断時に内方部材３と内輪１を内方凹部３ｃと外方凹部１ｆに嵌る中立ばね６で連れ回し、前述の通電時に内方凹部３ｃと外方凹部１ｆで中立ばね６を弾性変形させることができる。

また、この回転伝達装置は、その押え部材１３がアーマチュア７に周方向に係合する第一回り止め部１３ｂと、内方部材３（一方の部材）に周方向に係合する第二回り止め部１３ｃとを有するので、押え部材１３を利用してアーマチュア７と内方部材３（一方の部材）間の回り止めを行うことができる。

また、この回転伝達装置は、内輪１が溝部１ａから内方へ延びるフランジ部１ｂと、フランジ部１ｂから軸方向にアーマチュア７側へ延びる第一軸部１ｃとを有し、アーマチュア７、アーマチュア７に対して回り止めされた内方部材３（一方の部材）及び押え部材１３が第一軸部１ｃの外周に嵌合されており、内輪１に対する内方部材３の軸方向移動が押え部材１３とフランジ部１ｂとによって規制されているので、内輪１（他方の部材）の第一軸部１ｃでアーマチュア７、内方部材３、押え部材１３を内輪１と同軸上で相対回転可能に支持することができ、また、内輪１と押え部材１３を利用して、内方部材３と内輪１の相対的な軸方向のずれ合いを防止することができる。

また、この回転伝達装置は、内輪１がフランジ部１ｂのばね孔１ｅよりも内方の部位から軸方向に反アーマチュア７側へ延びる第二軸部１ｄを有し、第二軸部１ｄの外周と外輪２の内周との間に介在する軸受１１をさらに備えるので、軸受１１により、内輪１と外輪２とを同軸上で相対回転可能に支持することができる。

また、この回転伝達装置は、内輪１のうちの係合子４と軸方向に対向する部位を軸方向に貫通するようにばね孔１ｅが形成されており、軸受１１とフランジ部１ｂとの間に介在するように第二軸部１ｄの外周に嵌合された間座１２をさらに備え、係合子４がばね孔１ｅに挿入された突部４ｃを有し、弾性部材５がばね孔１ｅに挿入されており、係合子４と間座１２とによって弾性部材５が突部４ｃの外方に保たれているので、ばね孔１ｅを深さ管理が不要な貫通孔としつつ、軸受１１と間座１２と係合子４とを利用して弾性部材５を突部４ｃ上に適切に保ち、係合子４を中立位置に向けて付勢することができる。

また、この回転伝達装置は、摩擦面部９が外輪２に対して回り止めされかつアーマチュア７に軸方向に対向するように配置されているので、外輪２が高速回転する場合に好適なものとなる。すなわち、外輪２が高速回転する場合、係合子４が係合位置にあるとき、外輪２、摩擦面部９及びアーマチュア７が一体的に高速回転することになるので、摩擦面部９とアーマチュア７間の摩擦接触部の摩耗を防止することができる。

なお、外輪２が静止又は微動回転しかしない場合、この回転伝達装置は、内輪１（一方の部材）の回転を制動する装置として使用することができる。この場合、係合子４が係合位置にあるとき、静止する電磁石８に対して外輪２が回転しない又は微動回転しかしないため、ロータを省いて電磁石８のフィールドコアの一部を摩擦面部とすることも可能である。

第一実施形態では、内輪１を他の回転軸に連結するようにしたが、内方部材を他の回転軸に連結するように構成してもよい。その一例としての第二実施形態を図６〜図１０に基いて説明する。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

図６、図７に示すように、この回転伝達装置に係る内輪２１は、フランジ部２１ａから突出する第一軸部及び第二軸部をもたない環状のものとされている。内輪２１の内径は、フランジ部２１ａの内周縁で規定されている。

内方部材２２は、図６〜図８に示すように、内方凹部３ｃから軸方向にアーマチュア７側へ延びる第一軸部２２ａと、図６、図９に示すように、フランジ部２１ａよりも内方を通って軸方向に反アーマチュア７側へ延びる第二軸部２２ｂとを有する。第一軸部２２ａは、前述の他の回転軸に連結される。

図６に示すように、アーマチュア７及び押え部材２３は、第一軸部２２ａの外周に嵌合されている。押え部材２３は、内輪２１に周方向に係合する第二回り止め部２３ａを有する。内輪２１（一方の部材）は、第二回り止め部２３ａに周方向に係合するスリット部２１ｂを有する。すなわち、押え部材２３を利用して内輪２１とアーマチュア７間の回り止めが行われている。

内輪２１のフランジ部２１ａは、図６、図９に示すように、第二軸部２２ｂの外周に嵌合されている。フランジ部２１ａの内周縁は、円筒面状になっている。フランジ部２１ａの内周縁と第二軸部２２ｂとの嵌め合いは、内方部材２２の外周と内輪２１の円弧状壁との間の径方向すきまよりも小さく設定されている。内輪２１が回転する際、内輪２１は、第二軸部２２ｂによって径方向に案内される。

図１０に例示するように、内輪２１と内方部材２２間の相対回転が起こると、その回転方向に応じた側の係合片部６ｂが外方凹部１ｆから周方向に押されて、一対の係合片部６ｂ間が狭くなり、その外方凹部１ｆから押されなくなると、一対の係合片部６ｂが図８の状態に弾性復元する。

図６に示すように、軸受１１の内方軌道輪１１ａ、間座１２は、それぞれ第二軸部２２ｂの外周に嵌合されている。内方部材２２に対する内輪２１のアーマチュア７側への軸方向移動は、フランジ部２１ａに軸方向に対向する内方部材２２の側面部によって規制されている。内方部材２２に対する内輪２１の反アーマチュア７側への軸方向移動は、フランジ部２１ａに軸方向に対向する間座１２によって規制されている。これら規制により、内輪２１の溝部１ａと、内方部材２２のカム面３ｂとが、係合子４と実質的に同じ軸方向位置に維持される。

この回転伝達装置では、外輪２が入力側又は出力側となるとき、内輪２１と内方部材２２のうち、アーマチュア７に対して回り止めされた内輪２１（一方の部材）と反対の内方部材２２（他方の部材）が、外輪２に対して出力側又は入力側となる（以下、図６を適宜参照）。電磁石８への通電が遮断状態のとき、離反ばね１０により、アーマチュア７が摩擦面部９から離れた状態に保たれ、中立ばね６により、係合子４が外輪２と接触不可な中立位置にあるように内輪２１と内方部材２２の位相が保たれる（図８参照）。このため、内方部材２２は、外輪２に対して空転することができる。このとき、弾性部材５により、係合子４が内輪２１に対して中立位置に向けて付勢されるため、係合子４の係合位置への移動が防止される。このため、回転伝達装置が高速に空転する際（内方部材２２が外輪２に対して高速に空転する際）、外輪２と係合子４間の摩擦発生が防止される。外輪２と内方部材２２が同期回転する状態で電磁石８へ通電すると、アーマチュア７が摩擦面部９に磁気的に吸着させられ、アーマチュア７に対して回り止めされた内輪２１が、アーマチュア７と摩擦面部９間の摩擦により、図１０に示すように、内方部材２２に対して回転させられる。この回転が内方部材２２のカム面３ｂによって係合子４の径方向移動に変換され、係合子４が弾性部材５に抗して中立位置から係合位置に移動させられる。このため、係合子４の外方端部４ａは、外輪２の係合凹部２ａに周方向に係合することができる。この係合により、外輪２と内方部材２２との間で係合子４を介したトルク伝達が行われる。電磁石８の通電を遮断すると、離反ばね１０の弾性復元により、アーマチュア７が摩擦面部９から離され、中立ばね６、弾性部材５の弾性復元により、係合子４が中立位置へ復帰させられるまで内輪２１が内方部材２２に対して回転させられる。

また、この回転伝達装置は、内方部材２２が内方凹部３ｃから軸方向にアーマチュア７側へ延びる第一軸部２２ａと、フランジ部２１ａよりも内方を通って軸方向に反アーマチュア７側へ延びる第二軸部２２ｂとを有し、第二軸部２２ｂの外周と外輪２の内周との間に介在する軸受１１と、軸受１１とフランジ部２１ａとの間に介在するように第二軸部２２ｂの外周に嵌合された間座１２と、をさらに備え、内輪２１がアーマチュア７に対して回り止めされており、アーマチュア７及び押え部材２３が第一軸部２２ａの外周に嵌合されており、フランジ部２１ａが第二軸部２２ｂの外周に嵌合されており、内方部材２２に対する内輪２１の軸方向移動が間座１２と内方部材２２とによって規制されているので、軸受１１により、内方部材２２と外輪２とを同軸上で相対回転可能に支持することができ、内方部材２２の第一軸部２２ａ、第二軸部２２ｂでアーマチュア７、内輪２１、押え部材２３を内方部材２２と同軸上で相対回転可能に支持することができ、また、軸受１１と間座１２と内方部材２２とを利用して、内方部材２２と内輪２１の相対的な軸方向のずれ合いを防止することができる。

なお、この回転伝達装置においても、内方部材２２の第二軸部２２ｂの外周と外輪２の内周との間に介在する軸受１１と、間座１２と、係合子４とを利用して、貫通孔であるばね孔１ｅに挿入された弾性部材５を突部４ｃ上に適切に保ち、係合子４を中立位置に向けて付勢することができる。

今回開示された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。

１，２１ 内輪
１ａ 溝部
１ｂ，２１ａ フランジ部
１ｃ，２２ａ 第一軸部
１ｄ，２２ｂ 第二軸部
１ｅ ばね孔
１ｆ 外方凹部
２ 外輪
２ａ 係合凹部
３，２２ 内方部材
３ｂ カム面
３ｃ 内方凹部
４ 係合子
４ａ 外方端部
４ｂ 内方端部
４ｃ 突部
５ 弾性部材
６ 中立ばね
７ アーマチュア
８ 電磁石
９ 摩擦面部
１０ 離反ばね
１１ 軸受
１２ 間座
１３，２３ 押え部材
１３ｂ 第一回り止め部
１３ｃ，２３ａ 第二回り止め部

Claims (7)

1. 内輪と、
   前記内輪と同軸回りに回転可能かつ当該内輪に対して外方に配置された外輪と、
   前記内輪と同軸回りに回転可能かつ当該内輪に対して内方に配置された内方部材と、
   前記内輪と一体に回転するようにかつ当該内輪に対して径方向に移動可能に配置された係合子と、
   前記内輪に対して前記係合子を付勢する弾性部材と、
   前記内輪に対する前記内方部材の相対回転によって弾性変形させられる中立ばねと、
   前記内輪と前記内方部材のいずれか一方の部材に対して回り止めされたアーマチュアと、
   前記アーマチュアに軸方向に対向する電磁石と、
   前記電磁石への通電によって吸引される前記アーマチュアを受け止めて当該アーマチュアの回転に抵抗するように配置された摩擦面部と、
   前記アーマチュアを前記摩擦面部から離反する方向に押圧する離反ばねと、
   を備え、
   前記外輪が、前記係合子の外方端部に径方向に対向する係合凹部を有し、
   前記係合子が、前記外輪に接触不可な中立位置と、前記外輪の前記係合凹部に周方向に係合する係合位置との間を径方向に往復可能に配置されており、
   前記弾性部材が、前記係合子を前記中立位置に向けて付勢するように前記内輪と当該係合子との間に配置されており、
   前記内方部材が、前記内輪に対する当該内方部材の相対回転を前記係合子の前記中立位置と前記係合位置間の移動に変換するカム面を有する回転伝達装置。
2. 前記内方部材が、軸方向にアーマチュア側に向かって開放した内方凹部を有し、
   前記内輪が、前記係合子を径方向に案内する溝部と、前記内方凹部に径方向に連通する外方凹部とを有し、前記溝部及び前記外方凹部が、軸方向にアーマチュア側に向かって開放した形状であり、
   前記中立ばねが、前記内方凹部と前記外方凹部とに嵌っており、
   前記係合子及び前記中立ばねのアーマチュア側への軸方向移動を規制する押え部材をさらに備え、前記押え部材が、前記アーマチュアに周方向に係合する第一回り止め部と、前記一方の部材に周方向に係合する第二回り止め部とを有する請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記内輪が、前記溝部から内方へ延びるフランジ部と、前記フランジ部から軸方向にアーマチュア側へ延びる第一軸部とを有し、
   前記一方の部材が前記内方部材であり、前記アーマチュア、前記内方部材及び前記押え部材が、前記第一軸部の外周に嵌合されており、前記内輪に対する前記内方部材の軸方向移動が、前記押え部材と前記フランジ部とによって規制されている請求項２に記載の回転伝達装置。
4. 前記内輪のうちの前記係合子と軸方向に対向する部位を軸方向に貫通するようにばね孔が形成されており、前記内輪が、前記フランジ部の前記ばね孔よりも内方の部位から軸方向に反アーマチュア側へ延びる第二軸部を有し、
   前記第二軸部の外周と前記外輪の内周との間に介在する軸受と、前記軸受と前記フランジ部との間に介在するように前記第二軸部の外周に嵌合された間座と、をさらに備え、
   前記係合子が、前記ばね孔に挿入された突部を有し、前記弾性部材が、前記ばね孔に挿入されており、前記係合子と前記間座とによって、前記弾性部材が前記突部の外方に保たれている請求項３に記載の回転伝達装置。
5. 前記内輪が、前記溝部から内方へ延びるフランジ部を有し、
   前記内方部材が、前記内方凹部から軸方向にアーマチュア側へ延びる第一軸部と、前記フランジ部よりも内方を通って軸方向に反アーマチュア側へ延びる第二軸部とを有し、
   前記第二軸部の外周と前記外輪の内周との間に介在する軸受と、前記内方軌道輪と前記フランジ部との間に介在するように前記第二軸部の外周に嵌合された間座と、をさらに備え、
   前記一方の部材が前記内輪であり、前記押え部材が、前記第一軸部の外周に嵌合されており、前記フランジ部が、前記第二軸部の外周に嵌合されており、前記内方部材に対する前記内輪の軸方向移動が、当該内方部材と前記間座とによって規制されている請求項２に記載の回転伝達装置。
6. 前記内輪のうちの前記係合子と軸方向に対向する部位を軸方向に貫通するようにばね孔が形成されており、
   前記係合子が、前記ばね孔に挿入された突部を有し、前記弾性部材が、前記ばね孔に挿入されており、前記係合子と前記間座とによって、前記弾性部材が前記突部の外方に保たれている請求項５に記載の回転伝達装置。
7. 前記摩擦面部が、前記外輪に対して回り止めされかつ前記アーマチュアに軸方向に対向するように配置されている請求項１から６のいずれか１項に記載の回転伝達装置。

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