JP4907301B2 - 回転伝達装置 - Google Patents

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、入力側部材の外側に出力側部材を設け、その入力側部材と出力側部材間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチのオン、オフを電磁クラッチにより制御するようにしている。

ここで、２方向クラッチは、入力側部材の外周に出力側部材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組込まれたローラ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、その保持器にスイッチばねのばね力を付与して、ローラ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。

一方、電磁クラッチは、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と、出力側部材に回り止めされてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータに対向配置された電磁石と、ロータから離反する方向にアーマチュアを押圧する離反ばねを有し、上記電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着して、保持器を出力側部材に結合するようにしている。

上記の構成から成る回転伝達装置において、電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着すると、その吸着面に作用する摩擦抵抗により、保持器が入力側部材に対し相対回転し、ローラが円筒面およびカム面に係合して、入力側部材の回転がローラを介して出力側部材に伝達される。

また、電磁石の電磁コイルに対する通電を解除すると、スイッチばねのばね力により保持器が中立位置に戻されて、ローラの円筒面およびカム面に対する係合が解除され、入力側部材が空転する。

上記のように、回転伝達装置においては、電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着して保持器にスイッチトルクを負荷する必要があるため、出力側部材に対してロータを回り止めする必要がある。出力側部材にロータを直接回り止めすると、電磁コイルに対する通電時、磁気がロータから出力側部材に漏洩し、磁気効率が低下してアーマチュアを吸着状態に保持することができず、保持器に対してスイッチばねのばね力を超えるスイッチトルクを負荷することができなくなる。

そこで、従来の回転伝達装置においては、出力側部材の開口端部にアルミ二ウム等の非磁性体からなるロータガイドを嵌合して回り止めし、そのロータガイドにロータを嵌合して回り止めするようにしている。
特開２００５−２４９００３号公報

ところで、上記従来の回転伝達装置においては、出力側部材の開口端に連設した円筒部内にロータガイドの一端部を嵌合し、そのロータガイドの一端面に２つの凸部を対向位置に設け、各凸部を円筒部の内周に形成された凹部に嵌合してロータガイドを回り止めする構成であるため、出力側部材とロータガイドに曲げモーメントが負荷されると、凸部と凹部からなる２つの回り止め部を結ぶ直線を中心にしてロータガイドに傾きを生じる可能性がある。

ここで、ロータガイドに傾きが生じると、アーマチュアとロータの相対的な位置関係にずれが生じて、アーマチュアの吸着が不完全になり、２方向クラッチを係合状態にスイッチさせることができず、信頼性の低下を抑制するうえにおいて改善すべき点が残されている。

また、出力側部材の開口端にロータガイドの嵌合用の円筒部を設けているため、出力側部材の軸方向の長さが長く、回転伝達装置が大型化し、その軸方向長さのコンパクト化を図るうえにおいても改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、曲げモーメントに対して強い構造の信頼性の高い軸方向長さのコンパクトな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の相互間に、その両部材の相互間で回転トルクの伝達と遮断とを行なう２方向クラッチと、その２方向クラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチとを組込み、前記２方向クラッチが、入力側部材と出力側部材間に組込まれた保持器と、その保持器に保持され、前記入力側部材に対する保持器の相対回転により入力側部材と出力側部材の対向面間に噛み込んで両部材を結合する係合子と、入力側部材に対する保持器の相対回転により弾性変形し、その復元弾性によって係合子が係合解除される中立位置に保持器を復帰回転させるスイッチばねとからなり、前記電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能なアーマチュアと、出力側部材の端部に一端部が嵌合された非磁性体からなるロータガイドと、そのロータガイドの他端部内周に嵌合されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石と、ロータから離反する方向にアーマチュアを押圧する離反ばねとから成る回転伝達装置において、前記ロータガイドを出力側部材の端部外周に嵌合し、そのロータガイドの内径面に前記出力側部材の開口端面に対する当接によってロータガイドの嵌合量を規制する環状突出部を形成し、前記出力側部材の開口端面とその開口端面に対する環状突出部の対向面における一方に３つ以上の凹部を等角度位置に設け、他方にその凹部のそれぞれに嵌合される凹部と同数の凸部を設けて、その凸部と凹部の嵌合によりロータガイドを回り止めし、前記ロータガイドの他端部に３つ以上の凹部を等角度位置に設け、前記ロータにはその凹部のそれぞれに嵌合される凹部と同数の凸部を設け、その凸部と凹部の嵌合によりロータガイドとロータを相対的に回り止めした構成を採用したのである。

ここで、出力側部材とロータガイドの嵌合およびロータガイドとロータの嵌合を圧入による嵌合とすることにより、出力側部材とロータガイドに曲げモーメントが負荷された場合、その曲げモーメントを出力側部材とロータガイドの嵌合部およびロータガイドとロータの嵌合部で受けることができるため、ロータガイドの傾き防止に極めて大きな効果を挙げることができ、信頼性をより向上させることができる。

上記のように、ロータガイドと出力側部材、およびロータガイドとロータのそれぞれを、凹部と凸部の嵌め合いによって回り止めし、その凹部と凸部による回り止め部を３つ以上として周方向の等角度位置に設けたことによって、出力側部材とロータガイドの接続を曲げモーメントに対して強い接続とすることができ、負荷される曲げモーメントによってロータガイドに傾きが生じるという不都合の発生はなく、ロータとアーマチュアの相対位置関係を常に一定に保つことができる。その結果、信頼性の高い回転伝達装置を得ることができる。

また、出力側部材の端部外周にロータガイドの一端部を嵌合したことにより、出力側部材の軸方向長さを従来のものより短くすることができ、軸方向長さのコンパクトな回転伝達装置を得ることができる。

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に示すように、
入力側部材のカムリング１は、入力軸２の外側に嵌合され、そのカムリング１と入力軸２とはスプライン嵌合されて一体に回転するようになっている。

カムリング１の外側には出力側部材としての外輪３が設けられ、その外輪３とカムリング１は軸受４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と外輪３との間には２方向クラッチ１０が設けられ、その２方向クラッチ１０の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０が上記２方向クラッチ１０に並設されている。

図２に示すように、２方向クラッチ１０は、外輪３の内周に円筒面１１を形成し、カムリング１の外周には上記円筒面１１との間でくさび形空間を形成する複数のカム面１２を周方向に間隔をおいて設け、各カム面１２と円筒面１１間に係合子としてのローラ１３を組込み、そのローラ１３をカムリング１と外輪３間に組込まれた保持器１４で保持した２方向ローラクラッチから成っている。

カムリング１と保持器１４の相互間には、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る中立位置に保持器１４を弾性保持するスイッチばね１５が組込まれている。

スイッチばね１５は、Ｃ形リング部１５ａの両端に一対の押圧片１５ｂを外向きに形成した構成とされている。

スイッチばね１５は、カムリング１の端面に形成されたばね収納凹部１６内にリング部１５ａが嵌合される組付けとされ、一対の押圧片１５ｂはばね収納凹部１６の周壁に形成された切欠部１７から保持器１４の端面に設けられた切欠き１８内に挿入されて、切欠部１７および切欠き１８の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧し、その押圧によってローラ１３を中立位置に保持している。

図１に示すように、電磁クラッチ２０は、保持器１４の端面と軸方向で対向するアーマチュア２１と、外輪３の開口端部に接続されて上記アーマチュア２１を覆うロータガイド２２と、そのロータガイド２２内に組込まれてアーマチュア２１と軸方向で対向するロータ２３と、そのロータ２３と軸方向で対向する電磁石２４と、アーマチュア２１がロータ２３から離反する方向に押圧する離反ばね２５とから成る。

図３および図４に示すように、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の端面に設けられた突片２７が挿入され、その突片２７と係合孔２６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、軸方向に移動可能とされている。

図３に示すように、ロータガイド２２は、アルミ二ウム等の非磁性体から形成されている。このロータガイド２２は外輪３の開口端部の外周に圧入され、その内径面には外輪３の開口端面に対する当接によってロータガイド２２の圧入量を規制する環状突出部２８が形成されている。

環状突出部２８の外輪３に対する対向面には４つの凹部２９が周方向の等角度位置に形成され、一方、外輪３の開口端面には各凹部２９に嵌合する凸部３０が設けられ、その凸部３０と凹部２９の嵌合によってロータガイド２２は外輪３に対して回り止めされている。

凹部２９に嵌合された凸部３０の内径面および環状突出部２８の内径面にはリング溝３１が形成され、そのリング溝３１に取付けた止め輪３２によって凸部３０は抜止めされている。

なお、凹部２９と凸部３０から成る回り止め部は、外輪３とロータガイド２２に負荷される回転モーメントによってロータガイド２２に傾きが生じないようにするため、少なくとも３つ以上あればよい。また、実施の形態とは逆に、外輪３に凹部を形成し、ロータガイド２２に凸部を設けるようにしてもよい。

図１に示すように、ロータ２３は、内周および外周に円筒部２３ａ、２３ｂを有し、外周の円筒部２３ｂが上記ロータガイド２２内に圧入されている。

ロータ２３の円筒部２３ｂの開口端には、径方向外方に向く４つの凸部３３が周方向の等角度位置に設けられ、一方、ロータガイド２２の他端には各凸部３３が嵌合する凹部３４が形成され、その凹部３４と凸部３３の嵌合によってロータ２３はロータガイド２２に対して回り止めされている。また、ロータ２３は、ロータガイド２２の他端部内周に取付けた止め輪３５によって抜止めされている。

なお、凸部３３と凹部３４とから成る回り止めは、少なくとも３つ以上あればよい。

電磁石２４は、フィールドコア２４ａと、そのフィールドコア２４ａに支持された電磁コイル２４ｂから成る。電磁石２４は、ロータ２３の内、外の円筒部２３ａ、２３ｂ間に配置され、フィールドコア２４ａが図示省略した静止部材に非回転に支持される。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石２４の電磁コイル２４ｂに対する通電の遮断状態では、図２に示すように、ローラ１３は中立状態に保持されるため、入力軸２と共に回転するカムリング１の回転は外輪３に伝達されず、カムリング１および入力軸２が空転する。

カムリング１および入力軸２の回転状態において、電磁石２４の電磁コイル２４ｂに通電すると、アーマチュア２１に吸引力が付与され、アーマチュア２１は離反ばね２５の弾性に抗して移動して、図５に示すように、ロータ２３に吸着される。

ロータ２３とアーマチュア２１の吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器１４の回転抵抗となり、その摩擦抵抗は、スイッチばね１５のばね力より予め大きな値に設定されているため、スイッチばね１５が弾性変形して、カムリング１と保持器１４とが相対回転する。その相対回転により、ローラ１３がくさび形空間の狭小部に押し込まれて円筒面１１およびカム面１２に係合し、カムリング１の回転はローラ１３を介して外輪３に伝達される。

カムリング１から外輪３へのトルク伝達状態において、電磁コイル２４ｂに対する通電を遮断すると、離反ばね２５の押圧により、アーマチュア２１はロータ２３から離反する。その離反後、スイッチばね１５のばね力により保持器１４がカムリング１に対して係合時の逆方向に回転され、ローラ１３は円筒面１１およびカム面１２から係合解除されて中立位置に戻される。このため、入力軸２から外輪３への回転伝達が遮断される。

回転伝達装置においては、上記のように、ロータ２３にアーマチュア２１を吸着させて２方向クラッチ１０を係合状態にスイッチさせるため、ロータ２３とアーマチュア２１の相対的な位置関係にずれが生じると、アーマチュア２１の吸着時に、吸着力が不足して２方向クラッチ１０を係合状態にスイッチさせることができなくなる。

しかし、実施の形態で示す回転伝達装置では、ロータ２３を支持するロータガイド２２を外輪３の開口端部の外周に圧入すると共に、そのロータガイド２２の他端部内にロータ２３を圧入し、また、外輪３の開口端に設けられた凸部３０をロータガイド２２の環状突出部２８に形成された凹部２９に嵌合し、その凸部３０と環状突出部２８の内径面に形成されたリング溝３１に止め輪３２を取付けて凸部３０と凹部２９を嵌合状態に保持しているため、ロータガイド２２が軸方向にずれ動くようなことはない。

このため、ロータ２３とアーマチュア２１の軸方向の相対的な位置関係は常に一定に保持されることになる。また、外輪３とロータガイド２２を凹部２９と凸部３０の嵌め合いにより回り止めし、その回り止め部を３つ以上として周方向の等角度位置に設けるようにしているため、外輪３とロータガイド２２に入力軸２を中心とする回転モーメントが負荷されたとしても、その回転モーメントは凹部２９と凸部３０の嵌合部および外輪３とロータガイド２２の圧入部で受けられることになり、ロータガイド２２に傾きが生じるようなことはない。

このため、ロータ２３とアーマチュア２１の相対的な位置関係は常に一定し、電磁コイル２４ｂに対する通電によってロータ２３にアーマチュア２１を確実に吸着させることができ、極めて信頼性の高い回転伝達装置を得ることができる。

この発明に係る回転伝達装置の実施形態を示す縦断正面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のアーマチュアの組込み部を拡大して示す断面図 図１のIV−IV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

符号の説明

１ カムリング（入力側部材）
３ 外輪
１０ ２方向クラッチ
１３ ローラ（係合子）
１４ 保持器
１５ スイッチばね
２０ 電磁クラッチ
２１ アーマチュア
２２ ロータガイド
２３ ロータ
２４ 電磁石
２９ 凹部
３０ 凸部
３３ 凸部
３４ 凹部

Claims (2)

1. 入力側部材とその外側に設けられた出力側部材の相互間に、その両部材の相互間で回転トルクの伝達と遮断とを行なう２方向クラッチと、その２方向クラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチとを組込み、
   前記２方向クラッチが、入力側部材と出力側部材間に組込まれた保持器と、その保持器に保持され、前記入力側部材に対する保持器の相対回転により入力側部材と出力側部材の対向面間に噛み込んで両部材を結合する係合子と、入力側部材に対する保持器の相対回転により弾性変形し、その復元弾性によって係合子が係合解除される中立位置に保持器を復帰回転させるスイッチばねとからなり、
   前記電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能なアーマチュアと、出力側部材の端部に一端部が嵌合された非磁性体からなるロータガイドと、そのロータガイドの他端部内周に嵌合されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石と、ロータから離反する方向にアーマチュアを押圧する離反ばねとから成る回転伝達装置において、
   前記ロータガイドを出力側部材の端部外周に嵌合し、そのロータガイドの内径面に前記出力側部材の開口端面に対する当接によってロータガイドの嵌合量を規制する環状突出部を形成し、前記出力側部材の開口端面とその開口端面に対する環状突出部の対向面における一方に３つ以上の凹部を等角度位置に設け、他方にその凹部のそれぞれに嵌合される凹部と同数の凸部を設けて、その凸部と凹部の嵌合によりロータガイドを回り止めし、前記ロータガイドの他端部に３つ以上の凹部を等角度位置に設け、前記ロータにはその凹部のそれぞれに嵌合される凹部と同数の凸部を設け、その凸部と凹部の嵌合によりロータガイドとロータを相対的に回り止めしたことを特徴とする回転伝達装置。
2. 前記出力側部材とロータガイドの嵌合およびロータガイドとロータの嵌合を圧入による嵌合とした請求項１に記載の回転伝達装置。

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