JP4169669B2

JP4169669B2 - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP4169669B2
Application number: JP2003319741A
Authority: JP
Inventors: 隆英齋藤; 達也山崎
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-09-11
Also published as: JP2005083560A

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換えに用いられる回転伝達装置に関するものである。

この種の回転伝達装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この回転伝達装置は入力軸に回り止めされるカムリングの外側に外輪を設けて相対的に回転自在に支持し、カムリングの外周には外輪の内周に形成された円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間にローラから成る係合子を組込み、その係合子をカムリングと外輪間に組込まれた保持器で保持し、その保持器にスイッチばねのばね力を付与して、係合子がカム面および円筒面に対して係合解除される中立位置に保持器を弾性保持している。

また、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアに対して外輪に回り止めされたロータを対向し、そのロータに対向させた電磁石の電磁コイルに対する通電によりアーマチュアを吸引してロータに接触させ、その接触部に作用する摩擦力により、スイッチばねの弾性に抗してカムリングと保持器を相対的に回転させて係合子をカム面および円筒面に係合させ、カムリングの回転を外輪に伝達するようにしている。

上記のように、電磁石に対する通電によりアーマチュアをロータに接触させ、その接触部に作用する摩擦抵抗によりアーマチュアの回転を制御して、係合子をカム面と円筒面に係合させるようにした回転伝達装置においては、アーマチュアの外径面を外輪の内径面に嵌合したロータガイドの内径面で接触案内する支持構造であると、回転伝達装置の空転時に、アーマチュアとロータガイドの接触部に作用する摩擦抵抗によってアーマチュアの外径部にひきずりトルクが発生し、そのひきずりトルクがスイッチばねのばね力より大きくなった場合に係合子がカム面および円筒面にミス係合するという問題が発生する。

そのような問題点を解決するため、特許文献１に記載された回転伝達装置においては、アーマチュアの内径をカムリングに設けた円筒面に嵌合する支持構造を採用して、カムリングの外径面とロータガイドの内径面間に空間を確保するようにしている。
特開平１１−１０５５７６号公報

ところで、上記特許文献１に記載された従来の回転伝達装置においては、カムリングのみが高速で回転する空転時に、そのカムリングと保持器に保持された係合子が共に回転し、係合子に作用する遠心力により係合子が外輪の円筒面に接触して、その接触部に作用する引ずりトルクにより、カムリングと保持器が相対回転して係合子がカム面および円筒面にミス係合するおそれがあり、改善すべき点が残されている。

また、カムリングが急激な加減速を行ないつつ空転する場合、カムリングと弾性的に結合している保持器および係合子の慣性により、カムリングと保持器および係合子が相対回転して係合子がカム面および円筒面にミス係合するおそれもあった。

この発明の課題は、係合子に作用する遠心力もしくは保持器、係合子の慣性によってその係合子がミス係合するのを防止することができるようにした回転伝達装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、入力側部材とその外側に設けられた出力側部材とを相対的に回転自在に支持し、前記入力側部材の外周と出力側部材の内周における一方に円筒面を設け、他方にその円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を形成し、そのカム面と円筒面間に組込まれた係合子を入力側部材と出力側部材間に組込まれた保持器で保持し、Ｃ形のスイッチばねの両端から外向きに形成された一対の係合片を保持器に形成された切欠きおよび前記カム面を有する側の部材に形成された切欠部の周方向で対向する端面に押圧係合させて係合子が円筒面およびカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持し、その保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアに対して摩擦部材を軸方向で対向し、その摩擦部材を前記円筒面を有する側の部材に対して回り止めし、その摩擦部材から離反する方向にアーマチュアを押圧する弾性部材を設け、通電により前記アーマチュアを吸引して摩擦部材にアーマチュアを吸着させる電磁石を前記摩擦部材に対向配置した回転伝達装置において、前記スイッチばねとアーマチュアの相互間に、電磁石に対する通電の遮断状態でスイッチばねの縮径を防止する縮径防止手段を設けた構成を採用したのである。

ここで、前記縮径防止手段は、アーマチュアに設けられてスイッチばねの内側に嵌合される円筒部から成るものであってもよく、あるいは、アーマチュアに設けられてスイッチばねの一対の係合片間に配置される突起部から成るものであってもよい。

上記のように、電磁石に対して通電を遮断する回転伝達装置の空転状態でスイッチばねの縮径を防止する縮径防止手段を設けたことにより、回転伝達装置の空転時、スイッチばねは縮径されるのが防止されるため、係合子に作用する遠心力によりその係合子が出力側部材の内周に接触してアーマチュアに引きずりトルクが作用しても、保持器はカム面を有する側の部材に対して相対回転することはなく、係合子がミス係合するのを防止することができる。

また、保持器および係合子の慣性により、カムリングの急加減速回転に追従できず、カムリングと保持器および係合子が相対回転することも併せて防止できる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図５はこの発明に係る回転伝達装置の第１の実施形態を示す。図１乃至図３に示すように、入力側部材としてのカムリング１は軸受２によって回転自在に支持される図示省略の入力軸に嵌合されて内周に形成されたセレーション３により入力軸に回り止めされる。

カムリング１の外側には出力側部材としての外輪４が設けられ、その外輪４とカムリング１は軸受５を介して相対的に回転自在に支持されている。

カムリング１の外周には外輪４の内周に形成された円筒面６との間でくさび形空間を形成する複数のカム面７が周方向に設けられ、カム面７と円筒面６との間にローラから成る係合子８が組込まれている。係合子８はカムリング１と外輪４との間に組込まれた保持器９によって保持されている。

カムリング１は筒部１０を端部に有し、その筒部１０内にスイッチばね１１が組込まれている。スイッチばね１１はＣ形をなし、その両端に外径方向に向く一対の係合片１２が設けられ、各係合片１２は上記筒部１０に形成された切欠部１３から保持器９の端部に設けられた切欠き１４内に挿入されて、切欠部１３および切欠き１４の周方向で対向する端面を押圧し、その押圧によって保持器９は係合子８が円筒面６およびカム面７に対して係合解除された中立位置に弾性保持されている。

外輪４の内側には保持器９の端面に対して軸方向に対向するアーマチュア１５を組込まれている。アーマチュア１５には係合孔１６が形成され、一方、保持器９の端面には上記係合孔１６に係合される突片１７が設けられ、その突片１７と係合孔１６の係合によってアーマチュア１５は保持器９に対して回り止めされ、かつ軸方向へ移動自在とされている。

外輪４の端部内には非磁性体から成る円筒状のロータガイド１８が嵌合されている。そのロータガイド１８内に前記アーマチュア１５と軸方向で対向する摩擦部材としてのロータ１９が嵌合されている。ロータ１９は外輪４に対して回り止めされている。

ロータ１９は磁性体から成る。このロータ１９は外輪４に対して回り止めされ、その内径側に組込まれた軸受３１によって入力軸（図示省略）に取付けられるスリーブ３２に対して相対的に回転自在に支持されている。

ロータ１９は断面コの字形とされ、そのロータ１９とアーマチュア１５との間に組込まれた弾性部材２０はロータ１９から離反する方向にアーマチュア１５を押圧している。

また、ロータ１９内には径の異なる円筒部間に電磁石２１が組込まれている。電磁石２１は電磁コイル２２を有し、その電磁コイル２２に対する通電によりアーマチュア１５に吸引力が付与されてロータ１９に吸着保持されるようになっている。

アーマチュア１５とスイッチばね１１の相互間には、電磁石２１の電磁コイル２２に対する通電の遮断状態でスイッチばね１１の縮径を防止する縮径防止手段２３が設けられている。

縮径防止手段２３はアーマチュア１５のスイッチばね１１に対する対向面に設けられて前記スイッチばね１１の内側に極くわずかなすきまをもって嵌合された円筒部２４から成る。円筒部２４の外周先端部にはテーパ面２５が設けられ、そのテーパ面２５はロータ１９にアーマチュア１５が吸着された状態でスイッチばね１１と径方向で対向するようになっており、その対向状態においてスイッチばね１１は縮径し得るようになっている。

上記のように、円筒部２４の先端部外周にテーパ面２５を形成しておくと、スイッチばね１１の内側に円筒部２４をスムーズに嵌合させることができる。

なお、ロータ１９にアーマチュア１５が吸着された状態において、円筒部２４がスイッチばね１１の内側から抜け出すように円筒部２４の長さを規制しておくことにより、テーパ面２５を省略することができる。

第１の実施形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、カムリング１が図３の矢印で示す方向に回転される状態で電磁石２１の電磁コイル２２に通電すると、アーマチュア１５に吸引力が付与されて、アーマチュア１５が弾性部材２０の弾性に抗してロータ１９側に移動し、アーマチュア１５は図４に示すようにロータ１９に吸着されて接触状態に保持され、その接触部に作用する摩擦抵抗によってアーマチュア１５に回転抵抗が負荷される。

このとき、アーマチュア１５は保持器９に対して回り止めされているため、保持器９にも回転抵抗が負荷され、その回転抵抗はスイッチばね１１のばね力より大きな値に予め設定されているため、カムリング１と保持器９はスイッチばね１１の弾性に抗して相対回転し、その相対回転によって係合子８が円筒面６およびカム面７に係合する。

このため、カムリング１の回転は係合子８を介して外輪４に伝達され、外輪４がカムリング１と共に回転する。

ここで、カムリング１と保持器９が相対回転するとき、スイッチばね１１の両端に形成された一対の係合片１２は互に接近する方向に押圧される。このとき、アーマチュア１５に設けられた円筒部２４はテーパ面２５がスイッチばね１１に径方向で対向する状態にあるため、一対の係合片１２が互に接近させる方向に押圧されることによってスイッチばね１１は縮径し、その縮径によってカムリング１と保持器９の相対回転が阻害されることはなく、カムリング１と保持器９は円滑に相対回転する。

電磁石２１の電磁コイル２２への通電を遮断すると、弾性部材２０の弾性によってアーマチュア１５はロータ１９から離反する方向に移動すると共に、スイッチばね１１のばね力によって保持器９は係合子８が円筒面６およびカム面７に対して係合解除される中立位置に戻され、カムリング１から外輪４への回転伝達が遮断され、回転伝達装置はカムリング１のみが回転する空転状態となる。

ここで、弾性部材２０の押圧によってアーマチュア１５がロータ１９から離反する方向に移動すると、そのアーマチュア１５に設けられた円筒部２４が図２に示すように、スイッチばね１１の内側に侵入してスイッチばね１１の縮径を防止する。

このため、回転伝達装置の空転時、カムリング１が高速で回転され、そのカムリング１と共に回転する係合子８が遠心力により外輪４の円筒面６と接触し、その接触部に作用する引きずりトルクによって保持器９にスイッチばね１１のばね力を超える回転抵抗が負荷されても、保持器９はカムリング１に対して相対回転することはなく、係合子８のミス係合を防止することができる。

また、カムリング１と弾性的に結合している保持器９および係合子８の慣性により、カムリング１の急加減速回転に追従できず、カムリング１と保持器９および係合子８が相対回転することも併せて防止できる。

図６乃至図８は、この発明に係る回転伝達装置の第２の実施形態を示す。この実施形態で示す回転伝達装置と第１の実施形態で示す回転伝達装置とは縮径防止手段２３の構成のみが相違する。

このため、第１の実施形態で示す回転伝達装置と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態で示す縮径防止手段２３は、アーマチュア１５のスイッチばね１１と対向する対向面に突起部２６を設け、その突起部２６をスイッチばね１１の両端に設けられた一対の係合片１２間に位置させてスイッチばね１１の縮径を防止するようにしている。

上記突起部２６はロータ１９にアーマチュア１５が吸着される状態で図８に示すように一対の係合片１２から抜け出してスイッチばね１１の縮径を阻害することのないようにその高さが規制されている。

第２の実施形態においても、回転伝達装置の空転時に突起部２６が一対の係合片１２間に侵入してスイッチばね１１の縮径を防止するため、空転時の係合子８のミス係合を防止することができる。

図９および図１０はこの発明に係る回転伝達装置の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態では、カムリング１の外周に円筒面２７を形成し、外輪４の内周にカム面２８を設け、アーマチュア１５とロータ１９間に組込んだ円板状の摩擦部材２９をカムリング１に回り止めしている。

また、保持器９の内径面側にスイッチばね１１を組込み、そのスイッチばね１１の両端に設けた一対の係合片１２を保持器９の端面に形成された切欠き１４から外輪４の内周に形成された切欠部３０内に挿入して、切欠き１４および切欠部３０の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧し、そのスイッチばね１１によって保持器９を係合子８が円筒面２７およびカム面２８に対して係合解除された中立位置に保持するようにしている。

他の構成は第１の実施形態で示す回転伝達装置と同一であるため、同一部品には同一符号を付して説明を省略する。

第３の実施形態に示す回転伝達装置においては、電磁石２１の電磁コイル２２に通電すると、アーマチュア１５に吸引力が付与されて摩擦部材２９にアーマチュア１５が吸着され、そのアーマチュア１５と摩擦部材２９の接触部に作用する摩擦抵抗によって保持器９がカムリング１に回り止めされる。このため、カムリング１と共に保持器９が回転すると、その保持器９はスイッチばね１１の弾性に抗して外輪４に対して相対回転し、その相対回転によって係合子８が円筒面２７およびカム面２８に係合し、カムリング１の回転が外輪４に伝達される。

また、電磁コイル２２に対しての通電を遮断すると、弾性部材２０の押圧によってアーマチュア１５がロータ１９および摩擦部材２９から離反し、スイッチばね１１のばね力によって保持器９は係合子８が円筒面２７およびカム面２８に対して係合解除される中立位置に戻される。

また、アーマチュア１５に設けられた円筒部２４がスイッチばね１１の内側に侵入してスイッチばね１１の縮径を防止する。

この発明に係る回転伝達装置の第１の実施形態を示す縦断正面図図１の要部を拡大して示す断面図図１のIII −III 線に沿った断面図アーマチュアの吸着状態を示す断面図図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図この発明に係る回転伝達装置の第２の実施形態を示す断面図図６のVII−VII線に沿った断面図図６に示すアーマチュアの吸着状態を示す断面図この発明に係る回転伝達装置の第３の実施形態を示す断面図図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図

符号の説明

１カムリング（入力側部材）
４外輪（出力側部材）
６円筒面
７カム面
８係合子
９保持器
１１スイッチばね
１２係合片
１３切欠部
１４切欠き
１５アーマチュア
１９ロータ（摩擦部材）
２０弾性部材
２１電磁石
２３縮径防止手段
２４円筒部
２６突起部
２７円筒面
２８カム面
２９摩擦部材

Claims

入力側部材とその外側に設けられた出力側部材とを相対的に回転自在に支持し、前記入力側部材の外周と出力側部材の内周における一方に円筒面を設け、他方にその円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を形成し、そのカム面と円筒面間に組込まれた係合子を入力側部材と出力側部材間に組込まれた保持器で保持し、Ｃ形のスイッチばねの両端から外向きに形成された一対の係合片を保持器に形成された切欠きおよび前記カム面を有する側の部材に形成された切欠部の周方向で対向する端面に押圧係合させて係合子が円筒面およびカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持し、その保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアに対して摩擦部材を軸方向で対向し、その摩擦部材を前記円筒面を有する側の部材に対して回り止めし、その摩擦部材から離反する方向にアーマチュアを押圧する弾性部材を設け、通電により前記アーマチュアを吸引して摩擦部材にアーマチュアを吸着させる電磁石を前記摩擦部材に対向配置した回転伝達装置において、前記スイッチばねとアーマチュアの相互間に、電磁石に対する通電の遮断状態でスイッチばねの縮径を防止する縮径防止手段を設けたことを特徴とする回転伝達装置。
前記縮径防止手段が、アーマチュアに設けられてスイッチばねの内側に嵌合させる円筒部から成る請求項１に記載の回転伝達装置。
前記縮径防止手段が、アーマチュアに設けられてスイッチばねの一対の係合片間に配置される突起部から成る請求項１に記載の回転伝達装置。