JP4289804B2 - 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、各種機器や車両の駆動経路上において、駆動力の伝達と遮断の切り替えを行う回転伝達装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の回転伝達装置の一例として、図5に示すものがある。
この回転伝達装置は、内方部材31の内周に、入力軸37をセレーション38によって嵌合し、内方部材31の外周に、複数のカム面39を設け、この内方部材31と同心状に固定された中空の外方部材32の内周に円筒面40を設け、内方部材31のカム面39と外方部材32の円筒面40とにより、環状の楔形空間を形成している。この楔形空間内には、保持器35を設けており、保持器35に形成した複数のポケットに係合子36としてのローラを組み込み、ローラが円筒面40とカム面39に係合しない中立位置へ保持器35を支持付勢するスイッチばね41を設け、この保持器35の位相を変えることにより、上記係合子36を上記内方部材31と外方部材32との間に係合することで、上記内方部材31と外方部材32との係合、脱離を行うクラッチを構成している。
【0003】
また、外方部材32には、非磁性体材料によって形成した円筒状のロータ支持部を有し、このロータ支持部内に固定された断面コ字状のロータ45が固定されている。上記ロータ45に対し適当な隙間を介して、アマチュア43が重ね合わされ、そのロータ45とアマチュア43を電磁力により圧接させるための電磁コイル46が設けられている。
【0004】
この回転伝達装置は、電流がOFFの時、スイッチばね41によって保持器35及び係合子36としてのローラは内方部材31に設けたカム面39の中立位置に付勢されており、内方部材1と外方部材2が空転する状態になる。そして、内方部材31と外方部材32を係合駆動させたいときは電磁コイル46ヘ電流を流すことにより、アマチュア43を、外方部材32に固定されたロータ45に電磁力でもって吸引圧接させる。圧接による摩擦トルクは、アマチュア43、ロータ45を介して保持器35と外方部材32間に作用し、内方部材31と外方部材32が相対回転すると、摩擦トルクがスイッチばね41のトルクに打ち勝って、保持器35、係合子36としてのローラは外方部材32と同回転する。その結果、係合子36としてのローラはカム面39の中立位置から楔係合位置に移動し、内方部材31と外方部材32が係合駆動する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような回転伝達装置においては、ハウジング34と外方部材32の支持を、軸受33を介して行ない、回転伝達装置内部への異物侵入をハウジング34の両端に設けたシール装置50、51によって防止している。
【0006】
ハウジング34の開口側に設けるシール装置50としては、例えば、スリンガ等のシール板とシールリップとを組み合わせたものが使用されている。
【0007】
ところで、上記シール装置50は、ハウジング34の開口側の端面に圧入されている。
【0008】
したがって、運転中に、ハウジング34と外方部材32とが軸方向にガタ等によって相対移動し、上記シール装置50のシール板等がハウジング34の開口から外側に飛び出した場合、異物が侵入し易くなり、シール性が劣化するおそれがあった。
【0009】
また、飛び石等の多い使用条件下においては、シール装置50が、ハウジング34の開口側の端面に位置していると、飛び石がシール装置50のシール板等に当たって、シール板等が変形し、シール性が劣化するというおそれもあった。
【0010】
次に、上記の回転伝達装置においては、クラッチを構成する部分の外周に、外方部材32とハウジング34とを支持する軸受33を設けている。この軸受33は、内輪33aと外輪33bと複数の転動体33cとからなるが、クラッチが係合したときに、係合子36が、外方部材32と内方部材31に噛み込むので、クラッチを構成する外方部材32の外径が膨脹し、軸受33の内輪33aと転動体33c間に働く荷重が大きくなり、外方部材32と軸受33との締め代が大きい場合には、軸受33が損傷するおそれがある。
【0011】
また、従来の回転伝達装置においては、上記軸受33の内輪33aと外輪33bの両側にそれぞれシール部材33dを設けて、内部にグリースを封入しているが、軸受33の潤滑と、クラッチ部分の潤滑とを別個に行うことは、コストアップになる問題があった。
【0012】
そこで、この発明は、上記のような回転伝達装置におけるシ−ル性の劣化、軸受の損傷並びにコストアップという問題を解決しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明は、内方部材と、上記内方部材と同心状に固定された中空の外方部材と、上記内方部材または外方部材を、軸受を介して支持するハウジングと、この外方部材と内方部材との環状空間内に介在する保持器と、この保持器の周方向位置に形成したポケット内に収容される係合子とを有し、上記内方部材または外方部材に対して上記保持器の位相を変えることにより、上記係合子を上記内方部材と外方部材との係合、脱離を行うクラッチを構成した回転伝達装置において、ハウジングと上記内方部材または外方部材の少なくとも一方との間に設ける内部への異物の侵入を防止するシール装置を、ハウジング端面から内側奥に凹ませて配置することにより、シール性の劣化を防止したのである。
【0014】
即ち、シール装置を、ハウジング端面から内側奥に凹ませて配置することにより、ハウジングと外方部材とが軸方向にガタ等によって相対移動した場合においても、上記シール装置のシール板等がハウジングの開口から外側に飛び出すことを防止することができるので、異物の侵入を効果的に防止でき、シール性が向上する。
【0015】
また、シール装置を、ハウジング端面から内側奥に凹ませて配置することにより、飛び石がシール装置に当り難くなり、シール装置自体の損傷を少なくすることができる。
【0016】
さらに、上記シール装置の外方側に、遮へい板を設けることにより、飛び石、泥、草等の異物からシール装置を保護することができる。
【0017】
また、上記シール装置としては、円筒部と立板部とを備える断面L字状で互いに対向する第1および第2の環状のシール板と、シールリップとによって形成することができる。
【0018】
上記軸受両端部のうち、ハウジング開口側に、軸受を密封する軸受シール部材を設け、ハウジング開口側と反対側に位置するシール部材を削除することにより、軸受シール部材自体のコストダウンと共に、軸受部分とクラッチ構成部分とが連通し、軸受部分のグリースとクラッチ構成部分のグリースの共用によるコストダウンが可能となる。
【0019】
また、上記軸受を、外輪と内輪と複数の球状転動体とによって構成し、この軸受を、クラッチ構成部分である外方部材の外径側に配置する場合には、軸受と外方部材との締め代を、上記クラッチ構成部分に所定のトルクを負荷した時に、軸受の内輪と転動体の接触部中央における接触応力が、軸受設計を行う場合における標準的な数値である4200MPa以下になるように規定することにより、軸受損傷を防止できる。
【0020】
この発明の回転伝達装置においては、係合子として、ローラ、スプラグのいずれを使用してもよい。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る回転伝達装置の実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
この回転伝達装置は、図1に示すように、内方部材1と、この内方部材1と同心状に固定された中空の外方部材2と、上記外方部材2を、軸受3を介して支持するハウジング4と、この外方部材2と内方部材1との環状空間内に介在する保持器5と、この保持器5の周方向位置に形成したポケット内に収容される係合子6としてのローラを有し、上記内方部材1または外方部材2に対して上記保持器5の位相を変えることにより、上記係合子6を上記内方部材1と外方部材2との間に係合することで、上記内方部材1と外方部材2との係合、脱離を行うクラッチを構成している。
【0022】
この図1に示す回転伝達装置は、内方部材1の内周に、入力軸7をセレーション8によって嵌合し、内方部材1の外周に、複数のカム面9を設け、この内方部材1と同心状に固定された中空の外方部材2の内周に円筒面10を設け、内方部材1のカム面9と外方部材2の円筒面10とにより、環状の楔形空間を形成している。この楔形空間内には、保持器5を設けており、保持器5に形成した複数のポケットに係合子6としてのローラを組み込み、ローラが円筒面10とカム面9に係合しない中立位置へ保持器5を支持付勢するスイッチばね11を設け、この保持器5の位相を変えることにより、上記係合子6を上記内方部材1と外方部材2との間に係合することで、上記内方部材1と外方部材2との係合、脱離を行うクラッチを構成している。
【0023】
即ち、保持器5は、支持プレート12を介して両端で内方部材1に対し、回転方向には揺動可能で、軸方向にはスライド不能に支持されている。保持器5の一端には2つの切欠が設けられ、支持プレート12に一体に形成された対称2つの爪部がその切欠に嵌合し、かつ支持プレート12の爪部は、アマチュア13の方に折れ曲がっている。折れ曲がった爪部の先端は、円盤状のアマチュア13に設けられたスリットにルーズに嵌合されおり、アマチュア13と支持プレート12とは相対回転不可能かつ軸方向にはスライド可能になっている。
【0024】
このアマチュア13は、その内径面で内方部材1に一体に形成された円筒形の案内軸部14に案内嵌合され、この内方部材1の案内軸部14に対し、軸方向及び回転方向に移動可能になっている。
【0025】
また、外方部材2には、非磁性体材料によって形成した円筒状のロータ支持部を有し、このロータ支持部内に固定された断面コ字状のロータ15が固定されている。
【0026】
上記ロータ15には、適当な隙間を介してアマチュア13が重ね合わされ、そのロータ15とアマチュア13を電磁力により圧接させるための電磁コイル16が設けられている。
【0027】
上記アマチュア13とロータ15の間には、電磁コイル16の電流がOFFの時にアマチュア13とロータ15の密着を離反させ、アマチュア13とロータ15間に隙間を設けるためのいわゆる波ばね18が設けられている。
【0028】
この回転伝達装置は、電流がOFFの時、スイッチばね11によって保持器5及び係合子6としてのローラは内方部材1に設けたカム面9の中立位置に付勢されており、内方部材1と外方部材2が空転する状態になる。そして、内方部材1と外方部材2を係合駆動させたいときは電磁コイル16ヘ電流を流すことにより、保持器5に支持プレート12を介して連結しているアマチュア13を、外方部材2に固定されたロータ15に電磁力でもって吸引圧接させる。圧接による摩擦トルクは、アマチュア13、ロータ15を介して保持器5と外方部材2間に作用し、内方部材1と外方部材2が相対回転すると、摩擦トルクがスイッチばね11のトルクに打ち勝って、保持器5、係合子6としてのローラは外方部材2と同回転する。その結果、係合子6としてのローラはカム面9の中立位置から楔係合位置に移動し、内方部材1と外方部材2が係合駆動する。
【0029】
また、内方部材1と外方部材2との間には、軸受19が設けられている。
【0030】
この実施形態の回転伝達装置においては、ハウジング4と外方部材2の支持を、軸受3を介して行ない、回転伝達装置内部への異物侵入をハウジング4の両端に設けたシール装置20、21によって防止している。
【0031】
ハウジング4の開口側に設けるシール装置20は、スリンガ等のシール板とシールリップとを組み合わせたものを使用している。
【0032】
このシール装置20は、図3に示すように、内周側のシール板22と外周側のシール板23とを有する。内周側のシール板22は、外方部材2の外径面に圧入される円筒部22bと立板部22aとからなる断面L字状に形成されている。また、外周側のシール板23は、ハウジング4の開口側端部の内面に圧入される円筒部23bと立板部23aとからなる断面L字状に形成されている。内周側のシール板22の立板部22aと外周側のシール板23の立板部23aとが互いに対向し、外周側のシール板23に一体化させたゴム等の弾性体24に、シールリップとしてサイドリップ24aと2枚のラジアルリップ24b、24cとを設けている。サイドリップ24aおよびラジアルリップ24b、24cは、内周側のシール板22の立板部22aおよび円筒部22bに各々摺接する。内周側のシール板22の立板部22aは、外周側のシール板23の円筒部23bと僅かな径方向隙間をもって対峙し、ラビリンスシール25を構成している。また、外周側のシール板23に一体化させた上記弾性体24が、円筒部23bと立板部23aの先端を巻き込んでいる。
【0033】
そして、このシール装置20は、ハウジング4の端面から内側奥に、段差aが生じるように凹ませている。
【0034】
即ち、シール装置20を、ハウジング端面から内側奥に凹ませて配置することにより、ハウジング4と外方部材2とが軸方向にガタ等によって移動した場合においても、上記シール装置20のシール板22がハウジング4の開口から外側に飛び出すことを防止することができるので、異物の侵入を効果的に防止でき、シール性が向上する。
【0035】
また、シール装置20を、ハウジング4の端面から内側奥に凹ませて配置することにより、飛び石がシール装置に当り難くなり、シール装置20自体の損傷を少なくすることができる。
【0036】
次に、この実施形態の回転伝達装置においては、クラッチを構成する部分の外周に、外方部材2とハウジング4とを支持する軸受3を設けている。この軸受3は、内輪3aと外輪3bと複数の転動体3cとからなる。この軸受3と外方部材2との締め代は、上記クラッチ構成部分に所定のトルクを負荷した時に、軸受3の内輪3aと転動体3cの接触部中央における接触応力が、軸受設計を行う場合における標準的な数値である4200MPa以下になるように規定して、軸受損傷を防止している。
【0037】
上記軸受3両端部のうち、ハウジング4の開口側にのみ、軸受3を密封する軸受シール部材3dを設けている。ハウジング4の開口側と反対側のシール部材を省略することにより、軸受シール部材自体のコストダウンと共に、軸受3の内部とクラッチ構成部分とが連通し、軸受3のグリースとクラッチ構成部分のグリースを共用することによるコストダウンを図っている。
【0038】
次に、図4は、この発明に係る回転伝達装置の第2実施形態であり、この実施形態では、シール装置20の外方側に、シール装置20をカバーする遮へい板26を、外方部材2の外径面に固定している。この遮へい板26により、シール装置20を飛び石、泥、草等の異物から保護することができる。
【0039】
上記第1実施形態と第2実施形態では、係合子6としてローラを使用しているが、係合子としてスプラグを使用し、内方部材1の外径面と外方部材2の内径面を互いに対向する円筒面とし、両円筒面間に配置した固定と制御用の一対の保持器でスプラグを保持し、制御用保持器によりスプラグの角度を制御することで、正逆回転の切り換えを行うスプラグ式のクラッチ構造を採用してもよく、ローラ係合式の回転伝達装置と同様の効果が得られる。
【0040】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、回転伝達装置におけるシ−ル性の劣化、軸受の損傷並びにコストアップという問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の全体断面図
【図2】図1のA−A線の断面図
【図3】シール装置部分の拡大図
【図4】第2実施形態の全体断面図
【図5】従来例の全体断面図
【符号の説明】
1 内方部材
2 外方部材
3 軸受
3a 内輪
3b 外輪
3c 転動体
3d 軸受シール部材
4 ハウジング
5 保持器
6 係合子
7 入力軸
8 セレーション
9 カム面
10 円筒面
11 スイッチばね
12 支持プレート
13 アマチュア
14 案内軸部
15 ロータ
16 電磁コイル
18 波ばね
19 軸受
20 シール装置
21 シール装置
22 シール板
22a 立板部
22b 円筒部
23 シール板
23a 立板部
23b 円筒部
24 弾性体
24a サイドリップ
24b、24c ラジアルリップ
25 ラビリンスシール
26 遮へい板
Claims (6)
- 内方部材1と、上記内方部材1と同心状に固定された中空の外方部材2と、内方部材1と外方部材2との間に設けた軸受19と、上記内方部材1または外方部材2を、軸受3を介して支持するハウジング4と、この外方部材2と内方部材1との環状空間内に介在する保持器5と、この保持器5の周方向位置に形成したポケット内に収容される係合子6とを有し、電磁コイル16の入り切りによりロータ15に対して吸着と解除を行うアマチュア13が上記保持器5に連結し、電磁コイル16の入り切りにより上記内方部材1または外方部材2に対して上記保持器5の位相を変えることにより、上記係合子6を上記内方部材1と外方部材2との係合、脱離を行うクラッチを構成する回転伝達装置において、上記アマチュア13とロータ15の間に、電磁コイル16がOFFの時にアマチュア13とロータ15の密着を離反させ、アマチュア13とロータ15間に隙間を設けるための波ばね18を設け、上記ハウジング4と、上記内方部材1または外方部材2の少なくとも一方との間に、内部への異物の侵入を防止するシール装置20をハウジング端面から内側奥に、ハウジング4と外方部材2とが軸方向に移動した場合に、シール装置20がハウジング4の開口から外側に飛び出すことを防止する段差aが生じるように凹ませて配置し、上記このシール装置20は、内周側のシール板22と外周側のシール板23とを有し、内周側のシール板22は、外方部材2の外径面に圧入される円筒部22bと立板部22aとからなる断面L字状に形成され、外周側のシール板23は、ハウジング4の開口側端部の内面に圧入される円筒部23bと立板部23aとからなる断面L字状に形成され、内周側のシール板22の立板部22aと外周側のシール板23の立板部23aとが互いに対向し、外周側のシール板23に一体化させたゴム24に、シールリップとしてサイドリップ24aと2枚のラジアルリップ24b、24cとを設け、サイドリップ24aおよびラジアルリップ24b、24cは、内周側のシール板22の立板部22aおよび円筒部22bに各々摺接し、内周側のシール板22の立板部22aは、外周側のシール板23の円筒部23bと径方向隙間をもって対峙してラビリンスシール25を構成し、外周側のシール板23に一体化させた上記ゴム24が、円筒部23bと立板部23aの先端を巻き込んでいることを特徴とする回転伝達装置。
- 上記シール装置20の外方側に遮へい板26を設けた請求項1に記載の回転伝達装置。
- 上記軸受3の両端部のうち、ハウジング開口側に軸受3を密封する軸受シール部材3dを設けた請求項1又は2に記載の回転伝達装置。
- 上記軸受3が上記外方部材2の外径側に配置された、外輪3bと内輪3aと複数の球状転動体3cとからなり、この軸受3と外方部材2との締め代を、上記クラッチに所定のトルクを負荷した時に、軸受3の内輪3aと転動体3cの接触部中央における接触応力が4200MPa以下になるように規定した請求項1〜3のいずれかに記載の回転伝達装置。
- 上記係合子6としてローラを使用する請求項1〜4のいずれかに記載の回転伝達装置。
- 上記係合子6としてスプラグを使用する請求項1〜4のいずれかに記載の回転伝達装置。
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