JP3862444B2 - 回転伝達装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力の伝達経路上において、動力の伝達と遮断の切り換えに用いられる回転伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種機器や車両において、動力源の回転を選択的に取り出して駆動する場合、動力の伝達経路上に回転伝達装置を組み込み使用する必要がある。
【0003】
このような回転伝達装置においては、動力源に連なる入力部材の回転を出力部材に伝達したり遮断する機能を得るために、入力部材と出力部材の間に結合と切り離しを行うクラッチ機構の採用が必要になる。
【0004】
従来、上記のような回転伝達装置は、入力部材と出力部材の間にクラッチ機構を組み込み、クラッチ機構の結合により入力部材と出力部材を直結する構造になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の回転伝達装置は、回転の伝達時にクラッチ機構が機械的に結合するため、この結合時に衝撃が発生し、出力部材に衝撃トルクが加わるという問題がある。
【0006】
そこで、この発明の課題は、クラッチ機構の結合時に生じる衝撃を緩和し、出力部材に対する回転の伝達が円滑に行える回転伝達装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、この発明は、動力源からの動力を断続させる装置であって、入力部材とそれに嵌合して同軸心状に配置された出力部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記入力部材と出力部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、入力部材と出力部材の相対回転によって上記円筒面とカム面に係合する係合子を組み込んで2方向クラッチを構成し、この2方向クラッチのロックとフリーを保持器を制御手段で制御することによって行うようにした回転伝達装置において、前記出力部材を第1の出力部材と第2の出力部材に分断し、前記第1の出力部材が筒状で第2の出力部材が軸状に形成されて同軸心に嵌合する配置となり、第1の出力部材の内周に内向きの突起と第2の出力部材の端部に軸方向の突起を回転方向に係合可能な配置条件で設け、前記第1の出力部材と第2の出力部材の回転伝達と回転方向の衝撃吸収を行う衝撃緩和手段である弾性部材が内向きの突起と軸方向の突起の間に挿入されている構成を採用したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0015】
図1乃至図6に示す第1の実施の形態において、回転伝達装置11は、動力軸と接続されて回転可能に配置された軸体である入力部材12と、この入力部材12に外嵌して軸受13で回転可能に支持され、該入力部材12と同軸心状に配置された出力部材14と、上記入力部材12と出力部材14との間に設けられた2方向クラッチ15とからなり、出力部材14に対する回転の断続を2方向クラッチ15を制御手段である電磁クラッチ16で制御することによって行う構成になっている。
【0016】
上記出力部材14は、入力部材12に軸受13を介して同軸心状に外嵌する円筒状の第1の出力部材14aと、この第1の出力部材14aの後端側に軸受17を介して同軸心状に嵌合する軸状の第2の出力部材14bに分断され、この分断部分に衝撃緩和手段としての弾性部材18を挿入し、両出力部材14aと14b間の回転伝達と回転方向の衝撃吸収とを行うようになっている。
【0017】
前記2方向クラッチ15は、図1と図3のように、円筒状の第1の出力部材14aの内径面に円筒面19が形成され、入力部材12の該円筒面19と対応する位置に大径カム部20が一体に設けられ、この大径カム部20の外径面に所定の間隔をおいて複数の平坦なカム面(クラッチ面)21が形成され、各カム面21は、第1の出力部材14aの円筒面19との間で円周方向の両側が狭幅になる楔状空間を形成している。
【0018】
前記入力部材12に固定した大径カム部20の外径面と出力部材14aの円筒面19の間に保持器22が外嵌挿入され、保持器22は大径カム部20に対して回転自在に外嵌し、この保持器22には、図3のように、周方向にカム面21と同じ数のポケット23が形成され、その各ポケット23に係合子としてのローラ24が組込まれている。
【0019】
ローラ24は、大径カム部20の各カム面21に対してそれぞれ1個ずつ組み込まれており、保持器22によって周方向の何れかに所定量移動すると、カム面21と円筒面19の間に係合し、入力部材12と第1の出力部材14aを一体化する。
【0020】
図4で示すように、保持器22と大径カム部20の両者には、周方向の一部に切り欠き部25、26が設けられ、そこに弾性部材であるスイッチばね27を撓ませてその両端部27aをセットする。
【0021】
保持器22と大径カム部20は、互いの切り欠き部25、26が合致しているときは、大径カム部20のカム面21と保持器22のポケット23及びローラ24の位置関係は、図3で示した如くローラ24が中立位置になるよう設定されており、ローラ24と円筒面19の間に隙間aが存在する。従って、スイッチばね27がセットされていると、入力部材12と第1の出力部材14aは係合されず、空転が可能な状態となる。
【0022】
図1で示すように、第1の出力部材14aの先端部は一段大径になり、この大径部分の内側と入力部材12の間に制御手段である電磁クラッチ16が組み込まれている。
【0023】
この電磁クラッチ16は、第1の出力部材14aの先端部より外側に位置する固定部材28に電磁コイル29を収納するフィールドコア30が嵌合固定され、このフィールドコア30に回転可能となるよう外嵌するロータ31が、第1の出力部材12の内周に嵌挿固定したロータガイド32の内部に組み込まれ、ロータ31とロータガイド32は図示省略したがピンによって第1の出力部材14aと結合され、このロータ31と保持器22の間に、電磁コイル29の磁力によって移動吸着されるアーマチュア33がロータ31と対面するよう配置されている。
【0024】
上記アーマチュア33は、ロータガイド32で回転と軸方向に移動可能に保持され、かつ、保持器22の切り欠き部26と係合し、該アーマチュア33と保持器22は、回転方向に一体化されている。
【0025】
このアーマチュア33は、電磁コイル29への通電による磁力によって移動してロータ31に吸着固定化され、また、電磁コイル29に通電がないときは、ロータ31との結合が解かれることになる。
【0026】
従って、フィールドコア30は固定部材であり、また、第1の出力部材14a、ロータガイド32、ロータ31はピンの結合でいかなるときも相対回転しないと共に、ロータ31が第1の出力部材14aに固定された摩擦部材となる。
【0027】
すなわち、ロータ31は第1の出力部材14aとつながっており、アーマチュア33は、保持器22、スイッチばね27、大径カム部20を介して入力部材12とつながつているため、出力部材14と入力部材12の相対回転が可能である。
【0028】
前記第1の出力部材14aの内周面で2方向クラッチ15を挟んで電磁クラッチ16と反対側の位置に、内向きに突出する複数の突起34が円周方向に一定の間隔で設けられ、この第1の出力部材14aの内側に嵌合する第2の出力部材14bの該突起34と対応する先端部に、各突起34間に納まる数と配置となる軸方向の突起35が、該突起34と回転方向に係合可能な条件で設けられ、弾性部材18が内向きの突起34と軸方向の突起35の間に挿入されている。
【0029】
上記内向きの突起34と軸方向の突起35は、図2に示すように、回転方向に対向する面を有する断面略三角形に形成され、弾性部材18はゴムや同効の弾性材料を用い、両突起34、35群の内径内に納まる円板18aの周囲に対向する突起34、35間に納まる腕板18bを放射状に突設して形成され、第1の出力部材14aから第2の出力部材14bへの回転が腕板18bを介して伝達されると共に、この腕板18bの弾性により、2方向クラッチ15の結合時に生じる衝撃を、第1の出力部材14aと第2の出力部材14bの間で緩和し、第2の出力部材14bに衝撃トルクが入らないようにする。
【0030】
第1の実施の形態の回転伝達装置11は上記のような構成であり、電磁コイル29への電流が流れていないとき、2方向クラッチ15は、スイッチばね27の作用により、上述のようにローラ24はカム面21に係合しない中立位置へ保持され、2方向クラッチ15は入力部材12と第1の出力部材14aの係合を解き、これにより、入力部材12の回転が第1の出力部材14aに伝達されない。
【0031】
入力部材12が回転する状態で、電磁クラッチ16の電磁コイル29に電流が流れると、該電磁コイル29の磁力により、アーマチュア33とロータ31が圧接され、この状態で入力部材12と第1の出力部材14aが相対空転しようとすると、アーマチュア33とロータ31間に発生した摩擦力によって、保持器22と第1の出力部材14aを一体化させるため、ローラ24はカム面21の中立位置から楔空間の係合位置へ移動し、2方向クラッチ15は入力部材12と第1の出力部材14aを結合し、入力部材12の回転が第1の出力部材14aに伝達される。
【0032】
したがって、電磁クラッチ16の電磁コイル29をONすると、入力部材12と第1の出力部材14aをロックできるのである。このとき、ローラ24が係合位置に移動するが、入力部材12と第1の出力部材14aには相対的な回転差があるため、ローラ24が入力部材12と第1の出力部材14aの間に係合すると、機械的な衝撃が発生する。
【0033】
入力部材12から第1の出力部材14aに伝わった回転は、直列に挿入した弾性部材18を介して第2の出力部材14bに伝達されるが、この回転伝達時に弾性部材18の腕板18bが圧縮を受けて撓むことにより、第1の出力部材14aに付加されている衝撃トルクを吸収し、これにより、第2の出力部材14bに衝撃トルクが緩和された状態で回転が伝達されることになり、入力部材12の回転が第2の出力部材14bに円滑に伝わる。
【0034】
また、電磁クラッチ16の電磁コイル29の電流をOFFにすると、保持器22と第1の出力部材14aの結合が解かれ、保持器22はスイッチばね27でローラ24がカム面21に係合しない中立位置へ戻り、入力部材12から出力部材14への回転伝達が解かれることになる。
【0035】
図5と図6は、2方向クラッチ15において、電磁クラッチ16の電磁コイル29に対する電流がOFFのときは、ローラ24を常に一方の係合位置に保持するようにした例を示している。この例では、保持器22と大径カム部20に設けた切り欠き部25、26に対し、スイッチばね27の一端を大径カム部20の切り欠き部26に係合させることにより、大径カム部20に対して保持器22に一方周方向への回転弾性を付勢し、ローラ24を一方の係合位置に保持している。
【0036】
このように、2方向クラッチ15を常時一方に係合状態とすれば、電磁クラッチ16による一方への係合のための制御が省けるという利点がある。電磁コイルへの電流がONのときは、両係合位置にローラがロックするが、そのときの衝撃吸収に関しては第1の実施の形態と同様である。
【0037】
図7と図8は、回転伝達装置11の第2の実施の形態を示している。この第2の実施の形態では、2方向クラッチ15の係合子にスプラグを用いている。
【0038】
入力部材12の外径面と第1の出力部材14aの対向する内径面に円筒形の係合面41と42を設け、両係合面41と42間に径の異なる制御用保持器43と固定保持器44が組み込まれ、両保持器43と44にはそれぞれ複数のポケット45、46が周方向に等間隔に形成され、その対向するポケット45、46内に係合子としてのスプラグ47が挿入され、このスプラグ47の両端は、周方向のどちらか一方に倒れたとき、係合面41と42に係合して、入力部材12と第1の出力部材14aを結合する円弧面48、48になっている。
【0039】
上記制御用保持器43には、スプラグ47を両側から保持するためのスプリング49が設けられ、この制御用保持器43は電磁クラッチ16におけるアーマチュア33と、回転方向に一体で軸方向に移動可能となるよう結合され、固定保持器44は入力部材12に固定され、制御用保持器43と固定保持器44に設けた切り欠き部にスイッチばね50の両端が係合し、制御用保持器43を介してスプラグ47を中立の位置に保持するようになっている。
【0040】
この2方向クラッチ15においては、電磁クラッチ16の電磁コイル29に電流をONしたとき、アーマチュア33がロータ31に吸着することにより、制御用保持器43と固定保持器44に周方向への位相のずれが生じ、スプラグ47が傾斜することにより入力部材12の回転が第1の出力部材14aに伝達されることになる。
【0041】
上記スプラグ47が入力部材12と第1の出力部材14aを係合すると、機械的な衝撃が発生するが、第1の実施の形態と同様、第1の出力部材14aと第2の出力部材14bの間に直列に接続した衝撃緩和手段である弾性部材18が衝撃トルクを吸収し、これにより、第2の出力部材14bに衝撃トルクが緩和された状態で回転が伝達されることになり、入力部材12の回転が第2の出力部材14bに円滑に伝わる。
【0042】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、動力軸と接続された入力部材と、この入力部材と同軸心状に配置された出力部材と、上記両部材間に設けられた2方向クラッチとからなり、2方向クラッチを制御手段で制御することによって回転の断続を行うようにした回転伝達装置において、出力部材に直列に衝撃緩和手段を挿入したので、2方向クラッチの係合による入力部材から出力部材への回転伝達時に生じる2方向クラッチの機械的な衝撃を、上記衝撃緩和手段によって吸収緩和することができ、出力部材に対してショックのない円滑な回転を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】回転伝達装置の第1の実施の形態を示す縦断面図
【図2】図1の矢印II−IIに沿う断面図
【図3】2方向クラッチの要部を拡大した断面図
【図4】保持器とスイッチばねの関係構造を示す断面図
【図5】2方向クラッチの他の例を示す断面図
【図6】2方向クラッチの他の例とスイッチばねの関係構造を示す断面図
【図7】回転伝達装置の第2の実施の形態を示し、(A)はスプラグを用いた2方向クラッチの縦断正面図、(B)は同縦断側面図
【図8】(A)と(B)は同上のスプラグの作動を示す拡大断面図
【符号の説明】
11 回転伝達装置
12 入力部材
14 出力部材
14a 第1の出力部材
14b 第2の出力部材
15 2方向クラッチ
16 電磁クラッチ
18 弾性部材
Claims (1)
- 動力源からの動力を断続させる装置であって、入力部材とそれに嵌合して同軸心状に配置された出力部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記入力部材と出力部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、入力部材と出力部材の相対回転によって上記円筒面とカム面に係合する係合子を組み込んで2方向クラッチを構成し、この2方向クラッチのロックとフリーを保持器を制御手段で制御することによって行うようにした回転伝達装置において、
前記出力部材を第1の出力部材と第2の出力部材に分断し、前記第1の出力部材が筒状で第2の出力部材が軸状に形成されて同軸心に嵌合する配置となり、第1の出力部材の内周に内向きの突起と第2の出力部材の端部に軸方向の突起を回転方向に係合可能な配置条件で設け、前記第1の出力部材と第2の出力部材の回転伝達と回転方向の衝撃吸収を行う衝撃緩和手段である弾性部材が内向きの突起と軸方向の突起の間に挿入されていることを特徴とする回転伝達装置。
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