JP2020125811A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ機構のローラが中立位置にある状態で内方部材が外方部材に対して相対的に高速回転する際、クラッチ機構の円筒面とローラ間における引き摺りトルクの発生を防ぐ。【解決手段】クラッチ機構３は、内方部材１の円筒面１０と、外方部材２の内周部７のカム面１１と、円筒面１０とカム面１１によるくさび空間に配置されたローラ１２と、ローラ１２を保持する保持器１３とを有する。ローラ１２は、円筒面１０とカム面１１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１３とローラ１２との間に介在する弾性部材１９を備える。弾性部材１９により、中立位置のローラ１２を円筒面１０から浮いた状態に保つ。【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たカム面と、それら円筒面とカム面とで形成されたくさび空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に開示された回転伝達装置は、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、保持器に対して回り止めされた状態で軸方向に移動可能に支持されている。ロータは、外方部材と一体に回転可能に配置されている。アーマチュアが、電磁石に対する通電により、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、スイッチばねのばね力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。

特開２００７−２４７７１３号公報

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場合、その内方部材のカム面と共にローラが高速に回転する。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。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、クラッチ機構のローラが中立位置にある状態で内方部材が外方部材に対して相対的に高速回転する際、クラッチ機構の円筒面とローラ間における引き摺りトルクの発生を防ぐことである。

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、前記内方部材と前記外方部材の前記内周部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、前記内方部材と前記外方部材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、前記保持器と前記ローラとの間に介在する弾性部材をさらに備え、前記内方部材が、周方向に連続する円筒面を有し、前記外方部材の前記内周部が、前記円筒面との間に周方向に向かって狭小となるくさび空間を形成するカム面を有し、前記弾性部材が、前記中立位置の前記ローラを前記円筒面から浮いた状態に保つように配置されている構成を採用したものである。

上記構成によれば、中立位置のローラが弾性部材によって内方部材の円筒面から浮いた状態に保たれるため、クラッチ機構のローラが中立位置にある状態で内方部材が外方部材に対して相対的に高速回転しても、そのローラと円筒面間における引き摺りトルクの発生が防止される。

具体的には、前記保持器が、前記ローラに対して周方向両側の位置に当該ローラと周方向に接触可能なポケット面を有し、前記弾性部材が、前記中立位置の前記ローラを周方向一方側の前記ポケット面と前記カム面とに押し付けるように当該ローラに対して内方側かつ周方向他方側から当該ローラを外方側かつ周方向一方側に向けて押すばね片部を有するとよい。このようにすると、中立位置のローラを弾性部材のばね片部で円筒面から浮かせる状態のとき、そのローラをばね片部が押す方向とは反対側のポケット面とカム面で安定させることができる。

また、前記保持器が、周方向に隣り合う前記ローラ間に位置する複数の柱部を有し、前記ポケット面が、前記柱部の周方向両端にそれぞれ形成されており、前記柱部が、周方向一端側の前記ポケット面から周方向に凹んだ第一盗み部と、周方向他端側の前記ポケット面から周方向に凹んだ第二盗み部とを有し、前記弾性部材が、前記第一盗み部と前記第二盗み部を掴むフック部を有するとよい。このようにすると、弾性部材をフック部で盗み部に取り付けることができると共に、ローラとフック部の干渉を避けることができる。

また、前記外方部材が、外輪と、前記外輪の内側に圧入されたカムリングとを有し、前記外輪の内側に円筒面状の嵌め合い面が形成されており、前記カムリングの外周が、前記嵌め合い面に嵌め合う円筒面状であり、前記カム面が、前記カムリングの内周に形成されているとよい。このようにすると、カム面を含むカムリングを簡単に形成することができる。

また、前記クラッチ機構が、前記外方部材に対する前記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って前記保持器を復帰回転させるように配置されたスイッチばねと、前記保持器に対して回り止めされた状態で軸方向に移動可能に支持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ロータと、前記アーマチュアを前記ロータに磁気吸引する電磁石と、前記アーマチュアを前記ロータから離反する方向に押圧する離反ばねとを有するとよい。このようにすると、内方部材と外方部材間で相対回転する場合、電磁石への通電時、アーマチュアとロータ間の摩擦で保持器が外方部材に対して相対回転させられ、その保持器によって中立位置のローラが弾性部材に抗して係合位置まで移動させられるので、内方部材と外方部材間で回転トルクを伝達することができる。一方、その通電を遮断すると、アーマチュアが離反ばねによってロータから離され、スイッチばねにより保持器が復帰回転させられ、その保持器によってローラが中立位置に移動させられるので、弾性部材によってローラを内方部材の円筒面から浮いた状態に戻すことができる。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、クラッチ機構のローラが中立位置にある状態で内方部材が外方部材に対して相対的に高速回転する際、弾性部材でローラを内方部材の円筒面と非接触の状態に保ち、ローラと円筒面間における引き摺りトルクの発生を防ぐことができる。

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ＩＩ−ＩＩ線の切断面を示す断面図 図２のローラ付近の拡大図 図１の保持器の一部分を外方から示す部分斜視図 図３の弾性部材を示す斜視図 図１のＶＩ−ＶＩ線の切断面を示す断面図 図３のローラが係合位置へ移動した状態を示す部分断面図 この発明の第二実施形態に係る外方部材を図２と同じ切断面で示す断面図

この発明の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、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間で内方部材１から外方部材２への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、その軸線に直交する方向を「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。軸方向は、図１において左右方向に相当し、径方向は、図１において上下方向に相当する。また、「内方」は径方向内方を意味し、「外方」は径方向外方を意味する。

内方部材１と外方部材２は、それぞれ動力伝達経路の構成要素となる軸である。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。

内方部材１と外方部材２のそれぞれは、例えば、鍛造品からなる。

内方部材１は、軸方向一方側（図１において右方）の端部４と、端部４から拡径した中間部５と、中間部５から軸方向他方側（図１において左方）に延びる軸部６とを有する。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、内周部７から軸方向一方側に延びる軸部８とを有する。外方部材２の内周部７と、内方部材１の端部４との間に軸受９が設けられている。軸受９は、内方部材１を外方部材２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６，８は、それぞれ動力伝達経路の他の構成要素に連結される。例えば、外部からの回転トルクは、内方部材１の軸部６に伝達され、クラッチ機構３を介して外方部材２に伝達され、軸部８から出力される。

なお、内方部材や外方部材に軸部を一体に設けた例を示したが、軸部に代えて他の軸を内方部材、外方部材に連結してもよい。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。

クラッチ機構３は、内方部材１に設けられた円筒面１０と、外方部材２の内周部７に設けられた複数のカム面１１と、円筒面１０とカム面１１との間に配置されたローラ１２と、ローラ１２を保持する保持器１３と、保持器１３の位相をばね力で保持するスイッチばね１４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とを有する。

図２、図３に示すように、円筒面１０は、中間部５の外周において周方向全周に連続する。カム面１１は、円筒面１０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１１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る。すなわち、カム面１１と円筒面１０との間の径方向の距離は、カム面１１の周方向中央から周方向一方側（図２において左回り方向）に向かって次第に小さくなり、また、当該カム面１１の周方向中央から周方向他方側（図２において右回り方向）に向かって次第に小さくなっている。なお、カム面１１を複数の面で構成した例を示したが、カム面を単一平面で構成してもよいし、単一の曲面で構成してもよい。

図１、図２に示すように、外方部材２の内周部７には、周方向に間隔をおいて複数のカム面１１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１２が配置されている。

ローラ１２は、円筒ころ状に形成されている。ローラ１２は、カム面１１に対する保持器１３の相対回転によって、円筒面１０及びカム面１１に係合する係合位置と、円筒面１０及びカム面１１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。係合位置のローラ１２は、内方部材１と外方部材２間で回転トルクを伝達することができる。

図１、図２、図４に示すように、保持器１３は、周方向に隣り合うローラ１２間に位置する複数の柱部１５と、これら柱部１５の軸方向他方側に連続する第一環部１６と、これら柱部１５の軸方向一方側に連続する第二環部１７とを有する。周方向に隣り合う柱部１５間の空間が、ローラ１２を収容する空間になっている。

図３、図４に示すように、柱部１５の周方向両端には、それぞれポケット面１８が形成されている。ポケット面１８は、ローラ１２と周方向に接触可能な平坦面になっている。すなわち、保持器１３は、ローラ１２に対して周方向両側の位置に当該ローラ１２と周方向に接触可能なポケット面１８を有する。保持器１３がカム面１１に対して周方向一方又は他方に回転すると、ローラ１２は、第一、第二環状部１６、１７との当接により、円筒面１０とカム面１１の間に維持され、ポケット面１８との当接により、カム面１１に対する周方向位置が制限され、また、保持器１３と共に強制的に回転させられる。

図２、図３、図５に示すように、第一実施形態に係る回転伝達装置は、保持器１３とローラ１２との間に介在する弾性部材１９をさらに備える。弾性部材１９は、柱部１５を掴むフック部２０と、ローラ１２を押すばね片部２１とで構成されている。

弾性部材１９の全体は、一枚のばね鋼鋼材の板によって形成されている。

図３、図４に示すように、柱部１５は、周方向一端側のポケット面１８から周方向に凹んだ第一盗み部２２と、周方向他端側のポケット面１８から周方向に凹んだ第二盗み部２３とを有する。フック部２０は、柱部１５の内径面に重なる基板２４と、基板２４の周方向一端から外方へ延びる第一爪２５と、基板２４の周方向他端から外方へ延びる第二爪２６とで第一盗み部２２と第二盗み部２３を掴むように構成されている。

フック部２０の軸方向一方側への移動と軸方向他方側への移動は、第一爪２５と第一盗み部２２の当接、第二爪２６と第二盗み部２３の当接により規制される。フック部２０の周方向一端側への移動は、第二爪２６と第二盗み部２３の当接により規制され、フック部２０の周方向他端側への移動は、第一爪２５と第一盗み部２２の当接により規制される。フック部２０の外方への移動は、基板２４と柱部１５の内径面の当接により規制され、フック部２０の内方への移動は、第一爪２５、第二爪２６と柱部１５の外径面の当接により規制される。このように、弾性部材１９は、フック部２０が第一盗み部２２と第二盗み部２３を掴むことにより、柱部１５に取り付けられている。

フック部２０がポケット面１８から周方向に凹んだ第一盗み部２２、第二盗み部２３を掴むため、ローラ１２がポケット面１８に当接するとき、フック部２０とローラ１２との間に隙間が確保される。このため、フック部２０がローラ１２と干渉する懸念はない。また、ローラ１２が外方部材２と共に高速回転するような使用条件であっても、遠心力は、フック部２０の基板２４を柱部１５の内径面に押し付ける方向に作用するので、弾性部材１９が柱部１５から外れる懸念はない。

図３に示すように、中立位置のローラ１２に対して周方向他方側に位置する弾性部材１９のばね片部２１は、基板２４の周方向一端のうち、第一爪２５と連なる部分以外の残部から延びている。ばね片部２１は、ローラ１２と常に板面で接触し、内方側の端縁でローラ１２と接触できないように延びている。

ばね片部２１は、中立位置のローラ１２を当該ローラ１２に対して周方向一方（左回り方向）側に位置するポケット面１８と、カム面１１とに押し付け、かつ円筒面１０から浮かせるように当該ローラ１２に対して内方側かつ周方向他方（右回り方向）側から当該ローラ１２を外方側かつ周方向一方側に向けて押す。

中立位置のローラ１２は、ばね片部２１によって、円筒面１０から浮いた状態に保たれる。また、中立位置のローラ１２は、ばね片部２１によって、周方向一方側のポケット面１８とカム面１１とに押し付けられる。このため、中立位置のローラ１２の姿勢は、円筒面１０から浮いた状態であっても、周方向一方側のポケット面１８とカム面１１との接触により安定させられる。

ここで、カム面１１に接するローラ１２の中心Ｏを通る仮想円の直径をＰＣＤ_１とし、ばね片部２１のばね力Ｆが当該ローラ１２に作用する接触部を通る仮想円の直径をＰＣＤ_２とし、当該ローラ１２の直径をｄとする（ただし、いずれの仮想円の中心は前述の軸線上とする。）。図示例の弾性部材１９は、常に、ＰＣＤ_１＞ＰＣＤ_２かつ（ＰＣＤ_１−ＰＣＤ_２）＞ｄ／６を満足する位置で当該ローラ１２を押すように設けられている。このような位置関係は、一つの弾性部材１９で中立位置のローラ１２を周方向一方側のポケット面１８とカム面１１に押し付けつつ、円筒面１０から浮かせるのに好適である。

なお、ばね片部２１がローラ１２を押す力Ｆの方向及び強さは、中立位置でローラ１２を少なくとも円筒面１０から浮いた状態に保つことができるように適宜に設定すればよい。

また、弾性部材１９は、ばね片部２１でローラ１２の軸方向中央部を押すものを例示したが、ローラの軸方向両側を均等に押せるようにばね片部を軸方向に分散配置で設けてもよい。

また、ローラ１２を周方向他方側から周方向一方側にだけ押す例を示したが、ローラを周方向両側の弾性部材で押すことにより、中立位置でローラを円筒面から浮いた状態に保つことも可能である。ただし、この場合、比較的に、ローラの姿勢が周方向に関して不安定になり、また部品点数が多くなる点で第一実施形態に劣るが、両側の弾性部材のばね力の釣り合いを取って保持器の位相を保ち易い点で優れる。

図１、図６に示すスイッチばね１４は、外方部材２に対する保持器１３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１３を復帰回転させる。スイッチばね１４は、ローラ１２が中立位置となるように保持器１３を弾性的に保持する。

スイッチばね１４は、Ｃ形のリング部２７の両端に一対の係合片２８を内向きに形成した金属ばねからなる。リング部２７は、外方部材２に形成された凹部２９内に嵌合されている。凹部２９は、軸方向に一定の深さをもっており、外方部材２の軸方向他方側の開口に向かって開放しており、周方向に延びる溝と、その溝の内側壁を周方向の一部分で切り欠いたスリット部とを形成する。スイッチばね１４の凹部２９からの抜け出しを防止するため、外方部材２の内周部７の止め輪溝に止め輪３０が取り付けられている。

一対の係合片２８は、凹部２９のスリット部から、保持器１３の第一環部１６に形成された切欠部３１内へ挿入されている。一対の係合片２８は、凹部２９のスリット部、保持器１３の切欠部３１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１３は、ローラ１２が中立位置となる位相に弾性的に保持される。スイッチばね１４のばね力は、各弾性部材１９が中立位置のローラ１２をポケット面１８に押し付ける接触部に作用する周方向分力の総和に勝る強さである。

図１に示すように、前述の電磁アクチュエータは、保持器１３の第一環部１６に軸方向に対向するアーマチュア３２と、アーマチュア３２に軸方向に対向するロータ３３と、ロータ３３に軸方向に対向する電磁石３４と、アーマチュア３２をロータ３３から離反する方向に押圧する離反ばね３５とを有する。

アーマチュア３２は、電磁石３４への通電により、磁気吸引される可動部材からなる。アーマチュア３２は、外方部材２の内周部７に対して軸方向にスライド自在に嵌合されている。

また、アーマチュア３２には、回り止め用の係合穴部３６が形成されている。保持器１３は、第一環部１６から係合穴部３６内へ延びる突片部３７を有する。突片部３７は、アーマチュア３２のストロークの全範囲で係合穴部３６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３２は、保持器１３に対して回り止めされる。すなわち、アーマチュア３２は、保持器１３に対して回り止めされた状態で内方部材１及び外方部材２に対して軸方向に移動できるように外方部材２の内周部７に支持されている。なお、アーマチュアと保持器の回り止めは、スイッチばねを凹部に保持するためのばね保持リングを介在させる構造にしてもよい。

保持器１３の軸方向他方側の移動は、第一環状部１６とアーマチュア３２の当接によって規制される。また、保持器１３の軸方向一方側への移動は、第二環状部１７に形成された外向きフランジと、外方部材２の内周部７に形成された段部３８との当接によって規制される。

ロータ３３は、内方円外輪と、この内方円外輪の外方に位置する外方円外輪とを有する。ロータ３３は、その内方円外輪の内周において内方部材１の軸部６に圧入されている。このため、ロータ３３は、内方部材１と一体に回転することができる。なお、ロータ３３は、内方部材１が外方部材２に対して相対的に回転するとき、ロータ３３に吸着させられたアーマチュア３２の回転を制動することができるように配置すればよく、他部材を介して内方部材と一体に回転可能に連結してもよいし、外方部材２に対して静止する部材に連結してもよい。

ロータ３３の外方円外輪の外周と、外方部材２の内周部７との間に軸受３９が設けられている。軸受３９は、ロータ３３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。また、軸受３９よりも外部側には、シール４０が配置されている。シール４０は、クラッチ機構３への異物浸入を防止するためのものである。

電磁石３４は、フィールドコアと、フィールドコアに支持された電磁コイルとからなる。電磁石３４は、ロータ３３の内方円外輪と外方円外輪との間の空間に配置されている。電磁石３４は、そのフィールドコアにおいて静止部Ｗに固定されている。静止部Ｗは、例えば、トランスミッションのハウジングである。電磁石３４に通電すると、電磁石３４の磁気吸引によってアーマチュア３２がロータ３３に磁気吸着させられる。

離反ばね３５は、アーマチュア３２とロータ３３の対向面間に介在している。アーマチュア３２がロータ３３から軸方向に離反する量は、止め輪３０により制限される。なお、止め輪３０は、スイッチばね１４の規制用と兼用にしたが、別途に設けてもよい。

第一実施形態に係る回転伝達装置の動作について説明する（以下、図１を適宜、参照）。先ず、電磁石３４の電磁コイルへの通電が遮断されている状態では、図２、図３に示すように、保持器１３は、スイッチばね１４のばね力により、外方部材２のカム面１１に対してローラ１２を中立位置に保つ位相に保持され、ローラ１２が中立位置にある。このため、内方部材１、外方部材２が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１２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、中立位置のローラ１２は、弾性部材１９のばね片部２１から与えられるばね力Ｆにより、内方部材１の円筒面１０から浮いた状態に保たれる。したがって、内方部材１や外方部材２が高速に回転しても、ローラ１２が円筒面１０に接触する懸念はなく、ローラ１２と円筒面１０間の引き摺りトルクが発生しない。

また、この係合解除状態のとき、外方部材２が回転する場合、外方部材２と保持器１３がスイッチばね１４によって弾性的に連結されているため、外方部材２の回転トルクがスイッチばね１４を介して保持器１３に伝達される。したがって、保持器１３は、外方部材２及びスイッチばね１４と共に回転する。その保持器１３のポケット面１８に周方向に当接するローラ１２も保持器１３等と共に回転する。また、アーマチュア３２が保持器１３に回り止めされているため、アーマチュア３２も保持器１３等と共に回転する。

ここで、外方部材２が高速回転する場合、中立位置のローラ１２は、遠心力により外方へ移動しようとするだけである。したがって、ローラ１２が円筒面１０に接触する懸念はない。一方、内方部材１が高速回転する場合、その内方部材１の円筒面１０がローラ１２に対して高速回転する。その円筒面１０とローラ１２が周方向に隙間ｇ（図３参照）に向かって狭くなる空間を形成するため、その円筒面１０に連れ回される流体（潤滑剤、空気）の圧力を高めるくさび効果が生じる。すなわち、係合解除状態で内方部材１が高速回転する程、隙間ｇでの流体圧力が高くなり、ローラ１２が円筒面１０から浮き易くなる。したがって、ローラ１２が円筒面１０に接触する懸念はない。

係合解除状態で電磁石３４の電磁コイルに通電すると、アーマチュア３２に磁気吸引力が付与される。このため、アーマチュア３２は、離反ばね３５の弾性に抗して移動し、ロータ３３に磁気吸着される。このとき、内方部材１と外方部材２の少なくとも一方が回転し、内方部材１に対して外方部材２が相対的に回転する場合、そのロータ３３とアーマチュア３２の吸着面に作用する摩擦抵抗は、アーマチュア３２に対して回り止めされた保持器１３の回転抵抗となる。その摩擦抵抗は、スイッチばね１４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１４が弾性変形を生じて、保持器１３が外方部材２に対して相対回転する。その相対回転により、ローラ１２は、図７に示すように、弾性部材１９のばね片部２１に抗して、円筒面１０とカム面１１間のくさび空間の狭小部に押し込まれ、円筒面１０及びカム面１１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１２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。

ローラ１２が係合位置へ移動すると、弾性部材１９のばね片部２１は、ローラ１２がカム面１１に沿って内方へ少し移動するため、弾性部材１９のばね片部２１が若干の撓み変形を生じ、蓄勢することになる。

この係合状態において、電磁石３４の電磁コイルに対する通電を遮断すると、離反ばね３５の押圧により、アーマチュア３２がロータ３３から離反し、止め輪３０に当接する位置まで移動する。また、アーマチュア３２がロータ３３から離反すると、スイッチばね１４のばね力により、保持器１３が外方部材２に対して係合時の逆方向に復帰回転し、その柱部１５のポケット面１８に押されたローラ１２が図３の中立位置に戻る。これに伴い、弾性部材１９のばね片部２１は、弾性復元しつつローラ１２を円筒面１０から浮かせ、ポケット面１８及びカム面１１に押し付ける。このため、クラッチ機構３は、係合解除状態に戻り、弾性部材１９は、再び、中立位置のローラ１２を円筒面１０に接触不可な状態に規制する。

このように、第一実施形態に係る回転伝達装置は（図１、図３参照）、保持器１３とローラ１２との間に介在する弾性部材１９を備え、内方部材が、周方向に連続する円筒面１０を有し、外方部材２の内周部７が円筒面１０との間に周方向に向かって狭小となるくさび空間を形成するカム面１１を有し、弾性部材１９が中立位置のローラ１２を円筒面１０から浮いた状態に保つように配置されているので、クラッチ機構３のローラ１２が中立位置にある状態で内方部材１が外方部材２に対して相対的に高速回転する際、クラッチ機構３の円筒面１０とローラ１２間における引き摺りトルクの発生を防ぐことができる。その引き摺りトルクの発生防止により、ローラ１２や円筒面１０の摩耗が防止されるだけでなく、外方部材２に対する保持器１３の不正回転が防止され、クラッチ機構３のミス係合の発生も防止されることになる。

なお、クラッチ機構が係合解除状態のときに全てのローラと円筒面との間で引き摺りトルクの発生を防ぐ必要はなく、円筒面に接触できないローラの本数を多くする程、円筒面の摩耗やミス係合を防止する効果も向上する。このため、なるべく多くのローラを弾性部材で規制することが好ましく、全てのローラと円筒面の接触を不可とすることが理想的である。

また、第一実施形態に係る回転伝達装置は、保持器１３がローラ１２に対して周方向両側の位置に当該ローラ１２と周方向に接触可能なポケット面１８を有し、弾性部材１９が中立位置のローラ１２を周方向一方側のポケット面１８とカム面１１とに押し付けるように当該ローラ１２に対して内方側かつ周方向他方側から当該ローラ１２を外方側かつ周方向一方側に向けて押すばね片部２１を有するので、中立位置のローラ１２を弾性部材１９のばね片部２１で円筒面１０から浮かせる状態のとき、そのローラ１２をばね片部２１が押す方向とは反対側のポケット面１８とカム面１１で安定させることができる。

また、第一実施形態に係る回転伝達装置は、保持器１３が周方向に隣り合うローラ１２間に位置する複数の柱部１５を有し、ポケット面１８が柱部１５の周方向両端にそれぞれ形成されており、柱部１５が周方向一端側のポケット面１８から周方向に凹んだ第一盗み部２２と周方向他端側のポケット面１８から周方向に凹んだ第二盗み部２３とを有し、弾性部材１９が第一盗み部２２と第二盗み部２３を掴むフック部２０を有するので、弾性部材１９をフック部２０で盗み部２２，２３に取り付けることができると共に、ローラ１２とフック部２０の干渉を避けることができる。

また、第一実施形態に係る回転伝達装置は、クラッチ機構３が外方部材２に対する保持器１３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保持器１３を復帰回転させるように配置されたスイッチばね１４と、保持器１３に対して回り止めされた状態で軸方向に移動可能に支持されアーマチュア３２と、アーマチュア３２に軸方向に対向するロータ３３と、アーマチュア３２をロータ３３に磁気吸引する電磁石３４と、アーマチュア３２をロータ３３から離反する方向に押圧する離反ばね３５とを有するので、内方部材１と外方部材２間で相対回転する場合、電磁石３４への通電時、アーマチュア３２とロータ３３間の摩擦で保持器１３を外方部材２に対して相対回転させ、その保持器１３によって中立位置のローラ１２を弾性部材１９に抗して係合位置まで移動させて、内方部材１と外方部材２間で回転トルクを伝達することができる一方、その通電を遮断すると、アーマチュア３２を離反ばね３５によってロータ３３から離反させ、スイッチばね１４により保持器１３を復帰回転させ、その保持器１３によってローラ１２を中立位置に移動させ、弾性部材１９によってローラ１２を内方部材１の円筒面１０から浮いた状態に戻すことができる。

上述の第一実施形態では、外方部材２の全体を一部品で構成した例を示したが、カム面１１を別部品に形成してもよい。その一例としての第二実施形態を図８に示す。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。

第二実施形態に係る外方部材５０は、外輪５１と、外輪５１の内側に圧入されたカムリング５２とを有する。外輪５１の内側には、円筒面状の嵌め合い面５３が形成されている。カムリング５２の外周５４は、嵌め合い面５３に嵌め合う円筒面状である。外輪５１とカムリング５２は、その嵌め合い面５３と外周５４において圧入されている。カム面１１は、カムリング５２の内周に形成されている。外方部材５０の形状自体は、第一実施形態の外方部材と同等であるが、外輪５１とカムリング５２の二部品で構成された点でのみ第一実施形態と相違する。カムリング５２は、図示の断面形状をカムリング５２の軸方向全長に亘って有する筒体からなる。このため、カム面１１を含むカムリング５２の全体は、軸方向に可動する金型で簡単に形成することができる。

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
２，５０ 外方部材
３ クラッチ機構
７ 内周部
１０ 円筒面
１１ カム面
１２ ローラ
１３ 保持器
１４ スイッチばね
１５ 柱部
１８ ポケット面
１９ 弾性部材
２０ フック部
２１ ばね片部
２２ 第一盗み部
２３ 第二盗み部
３２ アーマチュア
３３ ロータ
３４ 電磁石
３５ 離反ばね
５１ 外輪
５２ カムリング
５３ 嵌め合い面
５４ 外周

Claims (5)

1. 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、前記内方部材と前記外方部材の前記内周部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、前記内方部材と前記外方部材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、
   前記保持器と前記ローラとの間に介在する弾性部材をさらに備え、
   前記内方部材が、周方向に連続する円筒面を有し、前記外方部材の前記内周部が、前記円筒面との間に周方向に向かって狭小となるくさび空間を形成するカム面を有し、
   前記弾性部材が、前記中立位置の前記ローラを前記円筒面から浮いた状態に保つように配置されていることを特徴とする回転伝達装置。
2. 前記保持器が、前記ローラに対して周方向両側の位置に当該ローラと周方向に接触可能なポケット面を有し、
   前記弾性部材が、前記中立位置の前記ローラを周方向一方側の前記ポケット面と前記カム面とに押し付けるように当該ローラに対して内方側かつ周方向他方側から当該ローラを外方側かつ周方向一方側に向けて押すばね片部を有する請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記保持器が、周方向に隣り合う前記ローラ間に位置する複数の柱部を有し、
   前記ポケット面が、前記柱部の周方向両端にそれぞれ形成されており、
   前記柱部が、周方向一端側の前記ポケット面から周方向に凹んだ第一盗み部と、周方向他端側の前記ポケット面から周方向に凹んだ第二盗み部とを有し、
   前記弾性部材が、前記第一盗み部と前記第二盗み部を掴むフック部を有する請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
4. 前記外方部材が、外輪と、前記外輪の内側に圧入されたカムリングとを有し、
   前記外輪の内側に円筒面状の嵌め合い面が形成されており、
   前記カムリングの外周が、前記嵌め合い面に嵌め合う円筒面状であり、
   前記カム面が、前記カムリングの内周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. 前記クラッチ機構が、前記外方部材に対する前記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って前記保持器を復帰回転させるように配置されたスイッチばねと、 前記保持器に対して回り止めされた状態で軸方向に移動可能に支持されアーマチュアと、 前記アーマチュアに軸方向に対向するロータと、前記アーマチュアを前記ロータに磁気吸引する電磁石と、前記アーマチュアを前記ロータから離反する方向に押圧する離反ばねとを有する請求項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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