JP2023156039A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁クラッチを非通電としたときにアーマチュアの吸着状態を速やかに解除すること、または、非通電時に入力軸を回転させる際に、摺動に伴う摩耗が生じるのを防止することが可能な回転伝達装置を提供する。【解決手段】２方向クラッチ２と、電磁クラッチ３と、を備えた回転伝達装置において、電磁クラッチ３が、内筒部２７と外筒部２８を備えたフィールドコア２９などを有する電磁石２３と、フィールドコア２９に吸着されるアーマチュア２４と、アーマチュア２４に対向して配置された摩擦板２５と、アーマチュア２４を摩擦板２５に向かって付勢する離反ばね２６と、を有し、内筒部２７または外筒部２８のうち一方の軸方向端部が、他方の軸方向端部よりも軸方向に突出している、または、アーマチュア２４と摩擦板２５の軸周りの相対回転を許容する軸受４３を有する構成とする。【選択図】図１

Description

この発明は、入力軸から出力軸への回転の伝達と遮断を切り替える回転伝達装置に関する。

入力軸から出力軸への回転の伝達と遮断を切り替える回転伝達装置として、例えば、特許文献１に示すように、ハウジング１内に収納された２方向クラッチ１０と電磁クラッチ２０を主要な構成要素としたものがある。

２方向クラッチ１０は、内周に円筒面１１が形成された外輪３と、外周に平坦なカム面１２が周方向に連続して形成され、円筒面１１との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成するカムリング４（本願の内輪に相当）とを有している。各カム面１２と円筒面１１との間には、係合子としてのローラ１３が組み込まれている。各ローラ１３は、保持器１４に形成されたポケット１５によって保持されている。カムリング４の端面には円筒部１６が形成されており、その円筒部１６に、一部が切り離されたスイッチばね１７が組み込まれている。スイッチばね１７の両端には、一対の押圧片１７ａが形成されている。この押圧片１７ａは、円筒部１６に形成された切欠部１８から保持器１４の端部に設けられた切欠き１９内に嵌合して、切欠部１８および切欠き１９の周方向に対向する一対の側面を相反する方向に押圧している。この押圧によって、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除された位置に保持器１４を弾性保持している。

電磁クラッチ２０は、外輪３の開口端面に対向配置されたアーマチュア２１（本願の摩擦板に相当）と、アーマチュア２１に対向配置されたスイッチングプレート２２（本願のアーマチュアに相当）と、スイッチングプレート２２に対向配置された電磁石２３と、電磁石２３とスイッチングプレート２２の間に設けられた離反ばね２４と、を有している。外輪３の開口端面は、アーマチュア２１の当接部となる。アーマチュア２１は、カムリング４によって軸方向に移動自在に支持されている。アーマチュア２１には係合孔２６が形成され、その係合孔２６に保持器１４の開口端部に形成された係合片２７が係合している。この係合によって、アーマチュア２１は、保持器１４に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動自在となっている。スイッチングプレート２２は、カムリング４に接続された第１軸５（本願の入力軸に相当）に嵌合されて、軸方向に移動自在となっている。

電磁石２３は、電磁コイル２３ａと、電磁コイル２３ａを支持するコア２３ｂを有している。コア２３ｂは、外筒部２３ｃと内筒部２３ｄを有し、外筒部２３ｃと内筒部２３ｄの間に形成された環状空間の開口部がスイッチングプレート２２に対向している。コア２３ｂの外筒部２３ｃの端部外周には、離反ばね２４が組み込まれている。この離反ばね２４によって、スイッチングプレート２２をコア２３ｂから離れる方向に付勢している。

電磁石２３の電磁コイル２３ａに通電すると、スイッチングプレート２２がコア２３ｂの外筒部２３ｃおよび内筒部２３ｄの端面に吸着され、外輪３に対するアーマチュア２１の結合が解除される。このため、ステアリングホイールの操舵によって第１軸５とともにカムリング４が回転すると、その回転がスイッチばね１７を介して保持器１４に伝達される。そして、保持器１４がカムリング４とともに回転し、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除された中立位置に保持された状態で回転する。このため、カムリング４の回転は外輪３に伝達されず、このカムリング４（第１軸５）はフリー回転する。

この一方で、電磁コイル２３ａを非通電とすると、離反ばね２４の復元弾性により、スイッチングプレート２２がコア２３ｂから離反する方向に移動する。すると、この移動によって、アーマチュア２１が外輪３の当接部２５に押し付けられ外輪３に結合される。このため、ステアリングホイールの操舵によって第１軸５とともにカムリング４が回転すると、カムリング４と保持器１４が相対回転し、その相対回転によって、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に係合し、２方向クラッチ１０がカムリング４と外輪３を結合した状態となる。このため、ステアリングホイールによってステアリングギアを手動で操作することができる（特許文献１の段落００１２～００２９、図１～５を参照）。

特開２００８－５７６２５号公報

特許文献１に係る回転伝達装置においては、コア２３ｂの外筒部２３ｃと内筒部２３ｄの軸方向端部の位置が揃っているため、スイッチングプレート２２が外筒部２３ｃおよび内筒部２３ｄに均等に吸着されている。この場合、電磁コイル２３ａを非通電に切り替えても逆起電圧によって吸着面での磁路が減少しにくく、スイッチングプレート２２の離反に遅れが生じる問題があった。また、ステアリングホイールの操作や、電磁クラッチの動作に伴って２方向クラッチ１０や電磁クラッチ２０などの内部部品が軸方向にガタつくのを抑えるため、多くの止め輪を設ける必要があるが、止め輪を係止するための周溝の加工費、部品代、作業費などのコストがかかるという問題もあった。

また、特許文献１に係る回転伝達装置においては、非通電時に第１軸５を回転させたときに、スイッチングプレート２２、コア２３ｂの外径部に設けられた止め輪、および、離反ばね２４との間で摺動が発生するため、その摺動部で摩耗が発生する問題があった。

そこで、この発明は、電磁クラッチを非通電としたときに吸着状態を速やかに解除するとともに、内部部品の軸方向へのガタツキを抑制しつつ低コスト化を図ることを第１の課題とし、非通電時に入力軸を回転させる際に、摺動に伴う摩耗が生じるのを防止することを第２の課題とする。

上記第１の課題を解決するために、この発明においては、
入力軸と出力軸との間の回転の伝達と遮断を切り替える２方向クラッチと、
前記２方向クラッチの切り替え操作を行う電磁クラッチと、
前記２方向クラッチおよび前記電磁クラッチを内部に収容するケースと、
を備える回転伝達装置において、
前記ケースに対し、前記２方向クラッチおよび前記電磁クラッチを軸方向に押圧する弾性部材を有し、
前記電磁クラッチが、
筒状の内筒部と前記内筒部よりも大径の外筒部を備えた周方向断面がＣ字形をなすフィールドコアと、前記フィールドコアの前記内筒部と前記外筒部との間に巻回されたソレノイドコイルと、を有する電磁石と、
前記フィールドコアの開口側端部に軸方向から臨むように配置され、前記電磁石の励磁時に前記フィールドコアに吸着されるアーマチュアと、
前記アーマチュアに対向して配置された摩擦板と、
前記アーマチュアを前記摩擦板に向かって付勢する離反ばねと、
を有し、
前記フィールドコアの前記内筒部または前記外筒部のうち一方の軸方向端部が、他方の軸方向端部よりも軸方向に突出していることを特徴とする回転伝達装置を構成した。

このようにすると、ソレノイドコイルへの通電に伴って軸方向への突出量が異なる内筒部と外筒部に不均等に吸着されたアーマチュアが弾性変形する。そして、ソレノイドコイルを非通電として内筒部および外筒部へのアーマチュアの吸着を解除すると、弾性変形していたアーマチュアが元の形状に戻り、その復元に伴う反発力によって内筒部および外筒部への吸着状態が速やかに解除される。また、弾性部材の押圧力で内部部品が軸方向に与圧されるため、ケース内における内部部品の軸方向のガタツキを防止するための止め輪の数を必要最小限に抑えることができる。

前記構成においては、前記外筒部の軸方向端部が、前記内筒部の軸方向端部よりも軸方向に突出している構成とするのが好ましい。

このようにすると、アーマチュアが、周方向長さが内筒部よりも長い外筒部によって密着状態で吸着されるため、その吸着をより安定的なものとすることができる。

前記各構成においては、前記内筒部の軸方向端部と前記外筒部の軸方向端部の軸方向への突出量の差が、０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である構成とするのが好ましい。

このようにすると、アーマチュアを安定的に吸着しつつ、弾性変形したアーマチュアの復元に伴う十分な反発力を生じさせることができる。

前記各構成においては、前記アーマチュアと前記摩擦板を軸周りに相対回転可能とする軸受を有する構成とするのが好ましい。

このようにすると、電磁石の非通電時に入力軸を回転させる際に、離反ばねとフィールドコアとの間の摺動に伴う摩耗が生じるのを防止することができる。

また、上記第２の課題を解決するために、この発明においては、
入力軸と出力軸との間の回転の伝達と遮断を切り替える２方向クラッチと、
前記２方向クラッチの切り替え操作を行う電磁クラッチと、
を備える回転伝達装置において、
前記電磁クラッチが、
筒状の内筒部と前記内筒部よりも大径の外筒部を備えた周方向断面がＣ字形をなすフィールドコアと、前記フィールドコアの前記内筒部と前記外筒部との間に巻回されたソレノイドコイルと、を有する電磁石と、
前記フィールドコアの開口側端部に軸方向から臨むように配置され、前記電磁石の励磁時に前記フィールドコアに吸着されるアーマチュアと、
前記アーマチュアに対向して配置された摩擦板と、
前記アーマチュアを前記摩擦板に向かって付勢する離反ばねと、
を有し、
前記アーマチュアと前記摩擦板の軸周りの相対回転を許容する軸受を有することを特徴とする回転伝達装置を構成した。

このようにすると、電磁石の非通電時に入力軸を回転させる際に、離反ばねとアーマチュアとの間の摺動に伴う摩耗が生じるのを防止することができる。

前記各構成においては、
前記２方向クラッチが、
前記入力軸または前記出力軸の一方の軸に設けられた内輪と、
前記入力軸または前記出力軸の前記内輪を設けた軸とは他方の軸に設けられた外輪と、
前記内輪の外周と前記外輪の内周との間に配置された係合子と、
前記係合子を保持して、前記内輪の外周と前記外輪の内周に前記係合子を係合させる係合位置と、当該係合を解除する解放位置との間を周方向に移動可能に配置された保持器と、
前記保持器を前記解放位置に弾性的に保持しかつ前記内輪と一体に回転するように前記内輪および前記保持器に回り止めされたセンタリングばねと、
を有するのが好ましい。

このようにすると、電磁クラッチの切り替え操作によって、内外輪間に係合子が係合して入出力軸間で回転伝達が可能な状態と、内外輪間の係合子の係合が解除して入出力軸が互いにフリーに回転できる状態を簡便に切り替えることができる。

前記各構成においては、前記入力軸または前記出力軸の一方と前記内輪が一体に構成されているのが好ましい。

このようにすると、内輪の回転に伴う入力軸または出力軸の周方向のガタツキを防止することができる。

前記各構成においては、ステアバイワイヤ装置のフェール時に入力軸側と出力軸側の両シャフトを連結するためのクラッチとして用いられる構成とするのが好ましい。

このようにすると、電磁石などのフェール時に速やかに手動操作に移行することができるため、操作性や安全性を確保することができる。

この発明に係る回転伝達装置は、電磁石のフィールドコアの内筒部と外筒部の軸方向への突出量を異ならせたので、ソレノイドコイルを非通電としたときに吸着状態を速やかに解除することができる。また、ケースの内部に、内部部品を軸方向に与圧する弾性部材を設けたため、ケースの内部における内部部品の軸方向のガタツキを防止するための止め輪の数を必要最小限に抑えることができる。また、この発明に係る回転伝達装置は、アーマチュアと摩擦板の軸周りの相対回転を許容する軸受を設けたので、非通電時に回転させる際に、摺動に伴う摩耗が生じるのを防止することができる。

この発明に係る回転伝達装置の第一実施形態を示す断面図 図１に示す回転伝達装置の要部の断面図 図１に示す回転伝達装置の要部の断面図 図１中のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図 アーマチュアの吸着状態を示す要部の断面図 図１に示す回転伝達装置を採用したステアバイワイヤ装置の構成図 図１に示す回転伝達装置の変形例の要部の断面図 この発明に係る回転伝達装置の第二実施形態を示す断面図 この発明に係る回転伝達装置の第三実施形態を示す断面図 図９に示す回転伝達装置の要部の断面図

この発明に係る回転伝達装置１の第一実施形態を図１から図５を用いて説明する。この回転伝達装置１は、図１に示すように、２方向クラッチ２と電磁クラッチ３を備えている。２方向クラッチ２などの内部部品は、ケース４の内部に収容されている。

２方向クラッチ２は、入力軸５と出力軸６との間の回転の伝達と遮断を切り替える機能を有している。この２方向クラッチ２は、ステアリングホイール７（図６を参照）などに接続された入力軸５の軸端部にこの入力軸５と一体に構成された内輪８と、出力軸６の軸端部にこの出力軸６と一体に構成された外輪９と、内輪８の外周と外輪９の内周との間に配置された係合子１０と、係合子１０を保持する保持器１１と、センタリングばね１２と、を有している。

図４に示すように、内輪８の外周面には、周方向等間隔に複数のカム面１３が形成されている。この実施形態では８か所にカム面１３が形成されているが、その数は適宜変更されることがある。外輪９の内周面には、円筒面１４が形成されている。内輪８と外輪９の間には、各カム面１３に臨むように係合子１０としてのローラ（以下、係合子１０と同じ符号を付する。）が配置されている。各ローラ１０は、保持器１１によって保持される。

保持器１１は、軸方向一端側に径方向内向きに延びるフランジ１５が形成された円筒状の部材である。その円筒面には、周方向等間隔にポケット１６が形成されており、各ローラ１０はポケット１６内で回転自在に保持されている。フランジ１５は、内輪８の段部に引っ掛けられた状態で止め輪１７が設けられており、保持器１１の軸方向移動を規制している。

各カム面１３と円筒面１４との間には、周方向の中央部と比較してその両側ほどカム面１３と円筒面１４との間の径方向隙間が狭くなる楔空間が形成されている。中央部における径方向隙間はローラ１０の直径よりも広く、中央部の両側では径方向隙間はローラ１０の直径よりも狭くなっている。保持器１１は、内輪８の外周に形成されたカム面１３と外輪９の内周に形成された円筒面１４にローラ１０が係合した係合位置と、この係合を解除する解放位置との間で周方向に移動可能となっている。

センタリングばね１２は、保持器１１を解放位置に弾性的に保持しかつ内輪８と一体に回転するように、内輪８および保持器１１に回り止めされた弾性部材である。このセンタリングばね１２は、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部１８と、Ｃ形環状部１８の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部１９とからなる。

内輪８の軸方向端面には、センタリングばね１２を保持するための凹部２０および径方向溝２１が形成されている。凹部２０は、周方向に沿って延びる円弧状の溝である。径方向溝２１は、凹部２０から内輪８の外周まで径方向外向きに貫通している。また、保持器１１の軸方向端部には、凹状の保持器溝２２が形成されている。径方向溝２１と保持器溝２２は、同じ周方向幅を有している。センタリングばね１２のＣ形環状部１８は、凹部２０に嵌め込まれている。また、一対の延出部１９は、内輪８に形成された径方向溝２１、および、保持器１１に形成された保持器溝２２に挿入されている。

延出部１９は、径方向溝２１の周方向両端の溝内面と、保持器溝２２の周方向両端の溝内面にそれぞれ接触している。これにより、センタリングばね１２は、内輪８と一体に回転するように内輪８に回り止めされるとともに、保持器１１に回り止めされ、その延出部１９と保持器溝２２との接触部分に作用する周方向の力によって、保持器１１を解放位置に弾性的に保持することができる。

電磁クラッチ３は、２方向クラッチ２を制動する機能を有し、電磁石２３と、アーマチュア２４と、摩擦板２５と、離反ばね２６と、を備えている。

電磁石２３は、筒状の内筒部２７と内筒部２７よりも大径の外筒部２８を備えた周方向断面がＣ字形をなすフィールドコア２９と、フィールドコア２９の内筒部２７と外筒部２８の間に巻回されたソレノイドコイル３０とを有している。フィールドコア２９の外筒部２８の軸方向長さＡは内筒部２７の軸方向長さＢよりも長く（図２を参照）、外筒部２８の軸方向端部は、内筒部２７の軸方向端部よりも軸方向にわずかに突出している。

この突出量は、電磁石２３による磁力の強さや、この電磁石２３によって吸着されるアーマチュア２４の形状（厚みなど）を考慮して適宜決めることができるが、例えば０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内、好ましくは０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内、さらに好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内とすることができる。突出量が０．０１ｍｍより小さいと、アーマチュア２４の吸着を速やかに解除するための十分な弾性変形（後述）をさせることができず、突出量が２ｍｍよりも大きいとアーマチュア２４に対する十分な吸着力を得ることが難しくなる可能性がある。

アーマチュア２４は、中央に貫通孔が形成された磁性体からなる円板状の部材である。アーマチュア２４は、フィールドコア２９の開口側端部に軸方向から臨むように配置される。アーマチュア２４の摩擦板２５に臨む面には、環状突起３１が形成されている。この環状突起３１によって、摩擦板２５の外周縁近傍を付勢するよう構成されている。この環状突起３１の径方向位置は、摩擦板２５と接触することによって摩擦抵抗を生じさせる、外輪９の軸方向端面に形成された摩擦面部３２の径方向位置に対応している。

摩擦板２５は、中央に貫通孔が形成された非磁性体からなる円板状の部材である。その板面には、周方向の２か所に摩擦板孔３３が形成されている。保持器１１の軸方向端部には、摩擦板孔３３に挿入される保持器突起３４が周方向の２か所に形成されている。摩擦板孔３３に軸方向から保持器突起３４を挿入することで、摩擦板２５は、保持器１１に対して回り止めされつつ軸方向に移動可能となる。また、摩擦板２５は、内輪８に形成された凹部２０を塞ぐように設けられており、この凹部２０に設けられたセンタリングばね１２の抜け止め部材としての機能も有している。摩擦板２５の内周縁には止め輪３５が設けられており、この摩擦板２５の内周縁の軸方向移動を規制している。

フィールドコア２９（内筒部２７）の端部とアーマチュア２４との間には、このアーマチュア２４を摩擦板２５に向かって付勢する離反ばね２６が設けられている。この離反ばね２６として、ウェーブワッシャなどの環状のばねを採用することができる。

ケース４は、非磁性体からなるカップ状の部材であって、その内部に２方向クラッチ２や電磁クラッチ３などの内部部品が収容されるとともに、その軸心に入力軸５と出力軸６が挿通される。このケース４の内部の出力軸６側には、２方向クラッチ２および電磁クラッチ３を軸方向に（この実施形態では入力軸５側に向かって）押圧する弾性部材３６が設けられている。この弾性部材３６として、ウェーブワッシャなどの環状のばねの他、周方向の複数箇所に設けられたコイルばねなどを採用することができる。

入力軸５（内輪８）とケース４の間、内輪８と外輪９の間、および、出力軸６（外輪９）とケース４の間には軸受３７、３８、３９がそれぞれ設けられており、それぞれの間で軸周りに相対回転可能となっている。ケース４の入力軸側の端部には、入力軸５とケース４との間に設けられた軸受３７とフィールドコア２９がケース４から抜け出すのを防止する止め輪４０、４１が設けられている。

この回転伝達装置１の動作について説明する。ソレノイドコイル３０に通電すると、図５に示すようにフィールドコア２９が励磁され（図５中の一点鎖線を参照）、離反ばね２６の付勢力に抗してアーマチュア２４がフィールドコア２９に吸着される。このフィールドコア２９の外筒部２８の軸方向端部は、内筒部２７の軸方向端部よりも軸方向に突出しているため、吸着されたアーマチュア２４はその中央部が内筒部２７に向かって凹むように弾性変形する。アーマチュア２４の吸着状態では、アーマチュア２４から摩擦板２５への押圧力が作用せず、摩擦面部３２が摩擦接触しないため、外輪９と保持器１１は軸周りに相対回転することができる。すると、保持器１１は、内輪８と一体に回転するセンタリングばね１２に連れ回され、センタリングばね１２の弾性復元力によって解放位置に保持される。このため、保持器１１に保持されたローラ１０が内輪８の外周のカム面１３と外輪９の内周の円筒面１４に係合せず、入力軸５（内輪８）が出力軸６（外輪９）に対し、正逆いずれの方向にも自由に回転することができる。

その一方で、ソレノイドコイル３０を非通電とすると、内筒部２７および外筒部２８へのアーマチュア２４の吸着が解除される。アーマチュア２４の非吸着状態では、離反ばね２６によって付勢されたアーマチュア２４が摩擦板２５を押圧し、摩擦板２５とこの摩擦板２５が押し付けられた外輪９の摩擦面部３２が摩擦接触状態となる。このとき、入力軸５（内輪８）が正逆いずれかの方向に回転すると、これと一体に回転するセンタリングばね１２から保持器１１に対し入力軸５（内輪８）の回転力が伝わる。しかし、保持器１１に回り止めされた摩擦板２５と摩擦面部３２との間の摩擦接触による制動力が摩擦板２５を介して保持器１１に作用するので、保持器１１に対して入力軸５（内輪８）が相対回転する。その結果、内輪８に対して周方向に移動する保持器１１は、保持器溝２２の溝内面でセンタリングばね１２の一対の延出部１９の一方を周方向に押して弾性的に撓ませるため、センタリングばね１２に抗して解放位置から係合位置に向かって周方向に移動する。この周方向移動が所定の角度量になると、保持器１１が係合位置に達し、入力軸５（内輪８）と出力軸６(外輪９)が一体に回転する。

この実施形態においては、外筒部２８の軸方向端部を内筒部２７の軸方向端部よりも軸方向に突出させたので、ソレノイドコイル３０に通電してアーマチュア２４をフィールドコア２９の内筒部２７および外筒部２８に吸着させたときに、このアーマチュア２４が弾性変形する。そして、ソレノイドコイル３０を非通電としてアーマチュア２４の吸着を解除すると、弾性変形していたアーマチュア２４が元の形状に戻るため、その復元に伴う反発力によってフィールドコア２９の内筒部２７および外筒部２８への吸着状態を速やかに解除することができる。

なお、この実施形態とは逆に、内筒部２７の軸方向端部を外筒部２８の軸方向端部よりも軸方向に突出させて、フィールドコア２９に吸着されたアーマチュア２４を弾性変形させたときでも、同様の効果を得ることができる可能性がある。

また、この実施形態においては、ケース４の内部に弾性部材３６を設けて、２方向クラッチ２や電磁クラッチ３などの内部部品を軸方向に与圧するようにしたので、内部部品の軸方向のガタツキを防止するための止め輪の数を必要最小限に抑えることができる。

また、この実施形態においては、入力軸５と内輪８を一体に構成したので、内輪８の回転に伴う入力軸５の周方向のガタツキを防止することができる。

また、この実施形態においては、ケース４と摩擦板２５を非磁性体で構成したので、電磁石２３の磁力がケース４の外部に漏洩しにくい。このため、電磁石２３によるアーマチュア２４の十分な吸着力を確保することができる。

なお、この実施形態においては、入力軸５と内輪８および出力軸６と外輪９を一体に構成したが、入力軸５と内輪８および出力軸６と外輪９をそれぞれ別部材で構成する場合もある。

また、この実施形態においては、離反ばね２６と弾性部材３６を別部材としたが、離反ばね２６が弾性部材３６の機能を兼ねるようにしてもよい。この場合、離反ばね２６は、電磁クラッチ３を入力軸５側に、２方向クラッチ２を出力軸６側にそれぞれ与圧するため、ケース４の内部部品の軸方向のガタツキを抑制することができる。また、独立した部品としての弾性部材３６が不要となるため、コストの削減を図ることができる。

この回転伝達装置１は、例えば図６に示すように、車両のステアバイワイヤ装置のクラッチとして使用することができる。通常時は電磁石２３を励磁状態として、ステアリングホイール７側（入力軸５側）と転舵装置４２側（出力軸６側）が機械的に直結されていない状態とする一方で、電磁石２３などのフェール時に入力軸５側と出力軸６側の両シャフトを連結することで、ステアリングホイール７によって機械的に転舵操作を行うことができる。このようにすると、フェール時に速やかに手動操作に移行することができるため、車両の操作性や安全性を確保することができる。

第一実施形態に係る回転伝達装置１の変形例を図７に示す。この変形例に係る回転伝達装置１の基本構成は上記と共通するが、弾性部材３６がフィールドコア２９とこのフィールドコア２９がケース４から抜け出すのを防止する止め輪４１との間に設けられている点で相違する。図７において、弾性部材３６は、２方向クラッチ２および電磁クラッチ３を出力軸６側に向かって与圧している。この構成でも上記と同様に、ケース４の内部部品の軸方向のガタツキを抑制することができる。

この発明に係る回転伝達装置１の第二実施形態を図８を用いて説明する。第二実施形態に係る回転伝達装置１は、２方向クラッチ２と電磁クラッチ３を備えている。２方向クラッチ２などの内部部品は、ケース４の内部に収容されている。２方向クラッチ２およびケース４の構成は第一実施形態と共通するので説明は省略する。

電磁クラッチ３は、２方向クラッチ２を制動する機能を有し、電磁石２３と、アーマチュア２４と、摩擦板２５と、離反ばね２６と、軸受４３と、を備えている。

電磁石２３は、筒状の内筒部２７と内筒部２７よりも大径の外筒部２８を備えた周方向断面がＣ字形をなすフィールドコア２９と、フィールドコア２９の内筒部２７と外筒部２８の間に巻回されたソレノイドコイル３０とを有している。フィールドコア２９の外筒部２８の軸方向端部は、内筒部２７の軸方向端部よりも軸方向にわずかに突出している。

この突出量は、電磁石２３による磁力の強さや、この電磁石２３によって吸着されるアーマチュア２４の形状（厚みなど）を考慮して適宜決めることができるが、例えば０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内、好ましくは０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内、さらに好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内とすることができる。突出量が０．０１ｍｍより小さいと、アーマチュア２４の吸着を速やかに解除するための十分な弾性変形（後述）をさせることができず、突出量が２ｍｍよりも大きいとアーマチュア２４に対する十分な吸着力を得ることが難しくなる。

アーマチュア２４は、中央に貫通孔が形成された磁性体からなる円板状の部材である。アーマチュア２４は、フィールドコア２９の開口側端部に軸方向から臨むように配置される。アーマチュア２４の摩擦板２５に臨む面には、環状突起３１が形成されている。この環状突起３１によって、摩擦板２５の外周縁近傍を付勢するよう構成されている。この環状突起３１の径方向位置は、摩擦板２５と接触することによって摩擦抵抗を生じさせる、外輪９の軸方向端面に形成された摩擦面部３２の径方向位置に対応している。

摩擦板２５は、中央に貫通孔が形成された非磁性体からなる円板状の部材である。その板面には、周方向の２か所に摩擦板孔３３が形成されている。保持器１１の軸方向端部には、摩擦板孔３３に挿入される保持器突起３４が周方向の２か所に形成されている。摩擦板孔３３に軸方向から保持器突起３４を挿入することで、摩擦板２５は、保持器１１に対して回り止めされつつ軸方向に移動可能となる。また、摩擦板２５は、内輪８に形成された凹部２０を塞ぐように設けられており、この凹部２０に設けられたセンタリングばね１２の抜け止め部材としての機能も有している。摩擦板２５の内周縁には止め輪３５が設けられており、この摩擦板２５の内周縁の軸方向移動を規制している。

フィールドコア２９（内筒部２７）の端部とアーマチュア２４との間には、このアーマチュア２４を摩擦板２５に向かって付勢する離反ばね２６が設けられている。この離反ばね２６として、ウェーブワッシャなどの環状のばねを採用することができる。

軸受４３は、保持器付きころからなるスラスト軸受であり、アーマチュア２４と摩擦板２５を軸周りに相対回転可能とする機能を有する。この軸受４３は、アーマチュア２４の摩擦板２５に臨む面側の外周に形成された周溝４４に収容されている。

ソレノイドコイル３０に通電すると、離反ばね２６の付勢力に抗してアーマチュア２４がフィールドコア２９に吸着される。このフィールドコア２９の外筒部２８の軸方向端部は、内筒部２７の軸方向端部よりも軸方向に突出しているため、吸着されたアーマチュア２４はその中央部が内筒部２７に向かって凹むように弾性変形する。アーマチュア２４の吸着状態では、アーマチュア２４から摩擦板２５への押圧力が作用せず、摩擦面部３２が摩擦接触しないため、外輪９と保持器１１は軸周りに相対回転することができる。すると、保持器１１は、内輪８と一体に回転するセンタリングばね１２に連れ回され、センタリングばね１２の弾性復元力によって解放位置に保持される。このため、保持器１１に保持されたローラ１０が内輪８の外周のカム面１３と外輪９の内周の円筒面１４に係合せず、入力軸５（内輪８）が出力軸６（外輪９）に対し、正逆いずれの方向にも自由に回転することができる。アーマチュア２４の吸着状態では、このアーマチュア２４と摩擦板２５との間の軸方向隙間が拡大するが、軸受４３は、アーマチュア２４に形成された周溝４４によって保持される。

その一方で、ソレノイドコイル３０を非通電とすると、内筒部２７および外筒部２８へのアーマチュア２４の吸着が解除される。アーマチュア２４の非吸着状態では、離反ばね２６によって付勢されたアーマチュア２４が軸受４３を介して摩擦板２５を押圧し、摩擦板２５とこの摩擦板が押し付けられた外輪９の摩擦面部３２が摩擦接触状態となる。このとき、入力軸５（内輪８）が正逆いずれかの方向に回転すると、これと一体に回転するセンタリングばね１２から保持器１１に対し入力軸５（内輪８）の回転力が伝わる。しかし、保持器１１に回り止めされた摩擦板２５と摩擦面部３２との間の摩擦接触による制動力が摩擦板２５を介して保持器１１に作用するので、保持器１１に対して入力軸５（内輪８）が相対回転する。その結果、内輪８に対して周方向に移動する保持器１１は、保持器溝２２の溝内面でセンタリングばね１２の一対の延出部１９の一方を周方向に押して弾性的に撓ませるため、センタリングばね１２に抗して解放位置から係合位置に向かって周方向に移動する。この周方向移動が所定の角度量になると、保持器１１が係合位置に達し、入力軸５（内輪８）と出力軸６(外輪９)が一体に回転する。

このとき、出力軸６（外輪９）とともに摩擦板２５も回転するが、アーマチュア２４と摩擦板２５の間には軸受４３が設けられているため、摩擦板２５の回転がアーマチュア２４には伝わらない。このため、電磁石２３の非通電時に入力軸５を回転させる際に、離反ばね２６とアーマチュア２４との間の摺動に伴う摩耗が生じるのを防止することができる。

また、離反ばね２６の接触部における摺動が発生せず、この接触部での摩耗が生じないため、離反ばね２６の荷重を高めに設定することが可能となる。これにより、軸方向への振動加速度に起因してケース４の内部部品が振動しないように離反ばね２６のばね荷重を設定して内部部品の軸方向移動を防止することができるため、いくつかの止め輪を廃止することが可能となる。

この発明に係る回転伝達装置１の第三実施形態を図９および図１０を用いて説明する。この回転伝達装置１は、２方向クラッチ２と電磁クラッチ３を備えている。２方向クラッチ２などの内部部品は、ケース４の内部に収容されている。２方向クラッチ２およびケース４の構成は第一実施形態と共通するので説明は省略する。

電磁クラッチ３は、２方向クラッチ２を制動する機能を有し、電磁石２３と、アーマチュア２４と、摩擦板２５と、離反ばね２６と、軸受４３と、を備えている。

電磁石２３は、筒状の内筒部２７と内筒部２７よりも大径の外筒部２８を備えた周方向断面がＣ字形をなすフィールドコア２９と、フィールドコア２９の内筒部２７と外筒部２８の間に巻回されたソレノイドコイル３０とを有している。

アーマチュア２４は、中央に貫通孔が形成された磁性体からなる円板状の部材である。アーマチュア２４は、フィールドコア２９の開口側端部に軸方向から臨むように配置される。アーマチュア２４の摩擦板２５に臨む面には、環状突起３１が形成されている。この環状突起３１によって、摩擦板２５の外周縁近傍を付勢するよう構成されている。この環状突起３１の径方向位置は、摩擦板２５と接触することによって摩擦抵抗を生じさせる、外輪９の軸方向端面に形成された摩擦面部３２の径方向位置に対応している。

摩擦板２５は、中央に貫通孔が形成された非磁性体からなる円板状の部材である。その板面には、周方向の２か所に摩擦板孔３３が形成されている。保持器１１の軸方向端部には、摩擦板孔３３に挿入される保持器突起３４が周方向の２か所に形成されている。摩擦板孔３３に軸方向から保持器突起３４を挿入することで、摩擦板２５は、保持器１１に対して回り止めされつつ軸方向に移動可能となる。また、摩擦板２５は、内輪８に形成された凹部２０を塞ぐように設けられており、この凹部２０に設けられたセンタリングばね１２の抜け止め部材としての機能も有している。摩擦板２５の内周縁には止め輪３５が設けられており、この摩擦板２５の内周縁の軸方向移動を規制している。

フィールドコア２９（内筒部２７）の端部とアーマチュア２４との間には、このアーマチュア２４を摩擦板２５に向かって付勢する離反ばね２６が設けられている。この離反ばね２６として、ウェーブワッシャなどの環状のばねを採用することができる。

軸受４３は、保持器付きころからなるスラスト軸受であり、アーマチュア２４と摩擦板２５を軸周りに相対回転可能とする機能を有する。この軸受４３は、アーマチュア２４の摩擦板２５に臨む面側の外周に形成された周溝４４の中で保持されている。

ソレノイドコイル３０に通電すると、離反ばね２６の付勢力に抗してアーマチュア２４がフィールドコア２９に吸着される。アーマチュア２４の吸着状態では、アーマチュア２４から摩擦板２５への押圧力が作用せず、摩擦面部３２が摩擦接触しないため、外輪９と保持器１１は軸周りに相対回転することができる。すると、保持器１１は、内輪８と一体に回転するセンタリングばね１２に連れ回され、センタリングばね１２の弾性復元力によって解放位置に保持される。このため、保持器１１に保持されたローラ１０が内輪８の外周のカム面１３と外輪９の内周の円筒面１４に係合せず、入力軸５（内輪８）が出力軸６（外輪９）に対し、正逆いずれの方向にも自由に回転することができる。アーマチュア２４の吸着状態では、このアーマチュア２４と摩擦板２５との間の軸方向隙間が拡大するが、軸受４３は、アーマチュア２４に形成された周溝４４によって保持される。

その一方で、ソレノイドコイル３０を非通電とすると、内筒部２７および外筒部２８へのアーマチュア２４の吸着が解除される。アーマチュア２４の非吸着状態では、離反ばね２６によって付勢されたアーマチュア２４が軸受４３を介して摩擦板２５を押圧し、摩擦板２５とこの摩擦板２５が押し付けられた外輪９の摩擦面部３２が摩擦接触状態となる。このとき、入力軸５（内輪８）が正逆いずれかの方向に回転すると、これと一体に回転するセンタリングばね１２から保持器１１に対し入力軸５（内輪８）の回転力が伝わる。しかし、保持器１１に回り止めされた摩擦板２５と摩擦面部３２との間の摩擦接触による制動力が摩擦板２５を介して保持器１１に作用するので、保持器１１に対して入力軸５（内輪８）が相対回転する。その結果、内輪８に対して周方向に移動する保持器１１は、保持器溝２２の溝内面でセンタリングばね１２の一対の延出部１９の一方を周方向に押して弾性的に撓ませるため、センタリングばね１２に抗して解放位置から係合位置に向かって周方向に移動する。この周方向移動が所定の角度量になると、保持器１１が係合位置に達し、入力軸５（内輪８）と出力軸６(外輪９)が一体に回転する。

このとき、出力軸６（外輪９）とともに摩擦板２５も回転するが、アーマチュア２４と摩擦板２５の間には軸受４３が設けられているため、摩擦板２５の回転がアーマチュア２４には伝わらない。このため、電磁石２３の非通電時に入力軸５を回転させる際に、離反ばね２６とアーマチュア２４との間の摺動に伴う摩耗が生じるのを防止することができる。

また、離反ばね２６の接触部における摺動が発生せず、この接触部での摩耗が生じないため、離反ばね２６の荷重を高めに設定することが可能となる。これにより、軸方向への振動加速度に起因してケース４の内部部品が振動しないように離反ばね２６のばね荷重を高めに設定して内部部品の軸方向移動を防止することができるため、いくつかの止め輪を廃止することが可能となる。

今回開示された実施の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。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。

２ ２方向クラッチ
３ 電磁クラッチ
４ ケース
５ 入力軸
６ 出力軸
８ 内輪
９ 外輪
１０ 係合子（ローラ）
１１ 保持器
１２ センタリングばね
２３ 電磁石
２４ アーマチュア
２５ 摩擦板
２６ 離反ばね
２７ 内筒部
２８ 外筒部
２９ フィールドコア
３０ ソレノイドコイル
３６ 弾性部材
４３ 軸受

Claims (8)

1. 入力軸（５）と出力軸（６）との間の回転の伝達と遮断を切り替える２方向クラッチ（２）と、
   前記２方向クラッチ（２）を制動する電磁クラッチ（３）と、
   前記２方向クラッチ（２）および前記電磁クラッチ（３）を内部に収容するケース（４）と、
   を備える回転伝達装置において、
   前記ケース（４）に対し、前記２方向クラッチ（２）および前記電磁クラッチ（３）を軸方向に押圧する弾性部材（３６）を有し、
   前記電磁クラッチ（３）が、
   筒状の内筒部（２７）と前記内筒部（２７）よりも大径の外筒部（２８）を備えた周方向断面がＣ字形をなすフィールドコア（２９）と、前記フィールドコア（２９）の前記内筒部（２７）と前記外筒部（２８）との間に巻回されたソレノイドコイル（３０）と、を有する電磁石（２３）と、
   前記フィールドコア（２９）の開口側端部に軸方向から臨むように配置され、前記電磁石（２３）の励磁時に前記フィールドコア（２９）に吸着されるアーマチュア（２４）と、
   前記アーマチュア（２４）に対向して配置された摩擦板（２５）と、
   前記アーマチュア（２４）を前記摩擦板（２５）に向かって付勢する離反ばね（２６）と、
   を有し、
   前記フィールドコア（２９）の前記内筒部（２７）または前記外筒部（２８）のうち一方の軸方向端部が、他方の軸方向端部よりも軸方向に突出していることを特徴とする回転伝達装置。
2. 前記外筒部（２８）の軸方向端部が、前記内筒部（２７）の軸方向端部よりも軸方向に突出している請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記内筒部（２７）の軸方向端部と前記外筒部（２８）の軸方向端部の軸方向への突出量の差が、０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である請求項１または２に記載の回転伝達装置。
4. 前記アーマチュア（２４）と前記摩擦板（２５）を軸周りに相対回転可能とする軸受（４３）を有する請求項１または２に記載の回転伝達装置。
5. 入力軸（５）と出力軸（６）との間の回転の伝達と遮断を切り替える２方向クラッチ（２）と、
   前記２方向クラッチ（２）を制動する電磁クラッチ（３）と、
   を備える回転伝達装置において、
   前記電磁クラッチ（３）が、
   筒状の内筒部（２７）と前記内筒部（２７）よりも大径の外筒部（２８）を備えた周方向断面がＣ字形をなすフィールドコア（２９）と、前記フィールドコア（２９）の前記内筒部（２７）と前記外筒部（２８）との間に巻回されたソレノイドコイル（３０）と、を有する電磁石（２３）と、
   前記フィールドコア（２９）の開口側端部に軸方向から臨むように配置され、前記電磁石（２３）の励磁時に前記フィールドコア（２９）に吸着されるアーマチュア（２４）と、
   前記アーマチュア（２４）に対向して配置された摩擦板（２５）と、
   前記アーマチュア（２４）を前記摩擦板（２５）に向かって付勢する離反ばね（２６）と、
   を有し、
   前記アーマチュア（２４）と前記摩擦板（２５）の軸周りの相対回転を許容する軸受（４３）を有することを特徴とする回転伝達装置。
6. 前記２方向クラッチ（２）が、
   前記入力軸（５）または前記出力軸（６）の一方の軸に設けられた内輪（８）と、
   前記入力軸（５）または前記出力軸（６）の前記内輪（８）を設けた軸とは他方の軸に設けられた外輪（９）と、
   前記内輪（８）の外周と前記外輪（９）の内周との間に配置された係合子（１０）と、
   前記係合子（１０）を保持して、前記内輪（８）の外周と前記外輪（９）の内周に前記係合子（１０）を係合させる係合位置と、当該係合を解除する解放位置との間を周方向に移動可能に配置された保持器（１１）と、
   前記保持器（１１）を前記解放位置に弾性的に保持しかつ前記内輪（８）と一体に回転するように前記内輪（８）および前記保持器（１１）に回り止めされたセンタリングばね（１２）と、
   を有する請求項１または５に記載の回転伝達装置。
7. 前記入力軸（５）または前記出力軸（６）の一方と前記内輪（８）が一体に構成されている請求項１または５に記載の回転伝達装置。
8. ステアバイワイヤ装置のフェール時に入力軸（５）側と出力軸（６）側の両シャフトを連結するためのクラッチとして用いられる請求項１または５に記載の回転伝達装置。

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