JP5179953B2 - 回転伝達装置 - Google Patents

Description

この発明は、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。

ＦＲベースの４輪駆動車において、補助駆動輪としての前輪に駆動力の伝達と遮断とを行う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。

上記特許文献１に記載された回転伝達装置においては、入力側部材に形成された大径部とその外側に設けられた外輪間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチに併設した電磁クラッチによって２方向クラッチの係合および係合解除を制御し、上記２方向クラッチの係合により入力側部材と外輪を結合して、入力側部材と外輪の相互間で回転トルクの伝達を行うようにしている。

ここで、２方向クラッチは、外輪の内周に円筒面を形成し、入力側部材の大径部の外周には上記円筒面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面を設け、そのカム面と円筒面との間にローラからなる係合子を組込み、その係合子を保持する保持器と入力側部材の相対回転により係合子を円筒面およびカム面に係合させるようにしている。また、入力側部材と保持器との間にスイッチばねを組込み、そのスイッチばねにより、係合子が円筒面およびカム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、保持器に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、外輪に接続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する電磁石と、上記アーマチュアをロータから離反する方向に付勢する離反ばねとからなり、上記電磁石に対する通電により、ロータにアーマチュアを吸着し、外輪に結合されたアーマチュアと入力側部材の相対回転により係合子を円筒面およびカム面に係合させるようにしている。

特開２００５−２４９００３号公報

ところで、上記特許文献１に記載された回転伝達装置においては、電磁石に通電してアーマチュアをロータに吸着する電磁クラッチの作動時、アーマチュアはロータに衝撃的に当接して吸着状態とされる。このとき、アーマチュアとロータの双方は金属からなるため、吸着時に金属音が生じ、不快感を与えるという不都合がある。

この発明の課題は、２方向ローラクラッチのロックおよびロック解除を電磁クラッチによって制御するようにした回転伝達装置において、その電磁クラッチの作動時に発生する異音の低減を図ることである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、外輪とその内側に組込まれた内輪の径方向の対向面間に周方向の両端に向けて狭小となる複数のくさび空間を周方向に間隔をおいて設け、各くさび空間内に組込まれたローラを外輪と内輪間に組込まれた保持器により保持し、その保持器の回転制御によりローラをくさび空間の狭小部に噛み込ませて外輪と内輪の相互間で回転トルクの伝達を行うようにした２方向ローラクラッチと、その２方向ローラクラッチの保持器の回転を制御する電磁クラッチとからなり、前記電磁クラッチが、２方向ローラクラッチの保持器端部に連結されたアーマチュアと、そのアーマチュアと軸方向で対向するロータと、静止部材に支持されてロータと軸方向で対向する電磁石とからなり、前記電磁石に対する通電により、ロータにアーマチュアを吸着して、そのアーマチュアに連結された保持器の回転を制御する構成とされた回転伝達装置において、前記ロータのアーマチュアと対向する吸着面の外周部に環状の凹段部を形成し、その凹段部の側面に制音材を固着して、その一側面を前記吸着面より突出させた構成を採用したのである。

上記のように、アーマチュアとロータの少なくとも一方に制音材を固着することにより、ロータにアーマチュアが吸着される時に生じる衝突音（異音）を上記制音材によって吸収することができる。

また、ロータのアーマチュアと対向する吸着面の外周部に環状の凹段部を形成し、その凹段部の側面に制音材を固着して、その一側面を前記吸着面より突出させることにより、電磁石への通電によるアーマチュアの吸着時、そのアーマチュアは制音材に当接して吸着状態に保持されるため、異音の低減により大きな効果を挙げることができる。

上記のように、この発明においては、アーマチュアとロータの少なくとも一方に制音材を固着したことにより、アーマチュアの吸着時に発生する異音はその制音材で吸収されることになり、異音の低減を図ることができる。

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は、この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す。図示のように、回転伝達装置は、２方向ローラクラッチ１０と、そのローラクラッチ１０のロックおよびロック解除を制御する電磁クラッチ４０とからなる。

２方向ローラクラッチ１０は、外輪１１と、その外輪１１の内側に組込まれた内輪１２とを有し、上記内輪１２の一端部にはボス部１２ａが形成され、そのボス部１２ａの端部に嵌合された軸受１３を介して外輪１１と内輪１２は相対的に回転自在とされている。

外輪１１の閉塞端には出力軸１４が設けられている。一方、内輪１２にはトルク伝達軸としての入力軸１５の端部が挿入され、その挿入部間に形成されたセレーション１６によって内輪１２と入力軸１５は相対的に回り止めされている。

図２に示すように、外輪１１の内周には円筒面１７が形成され、一方、内輪１２の外周には、その円筒面１７との間で周方向の両端に向けて狭小となるくさび空間を形成する複数の平坦なカム面１８が周方向に等間隔に設けられている。

外輪１１と内輪１２との間には、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂが組込まれている。図１および図３に示すように、制御保持器１９Ａは、フランジ２０の外周にカム面１８と同数の柱部２１を周方向に等間隔に設けた構成とされている。一方、回転保持器１９Ｂも上記制御保持器１９Ａと同様に、フランジ２２の外周にカム面１８と同数の柱部２３を周方向に等間隔に設けた構成とされている。

回転保持器１９Ｂは、内輪１２のボス部１２ａにフランジ２２が嵌合され、かつ、柱部２３が円筒面１７とカム面１８間に位置する組込みとされて、上記フランジ２２が内輪１２の一側面と対向する組込みとされている。

一方、制御保持器１９Ａも、内輪１２のボス部１２ａにフランジ２０が嵌合されて、そのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２と軸方向で対向する組込みとされ、かつ、柱部２１が回転保持器１９Ｂの柱部２３間に位置する組込みとされている。

上記のような保持器１９Ａ、１９Ｂの組込みにより、図２（I）および図３に示すように、制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３間にポケット２４が形成され、そのポケット２４は内輪１２のカム面１８と径方向で対向し、各ポケット２４内に対向一対のローラ２５と、その一対のローラ２５を内輪１２のカム面１８に押し付けつつ相反する方向に向けて付勢する押しばね２６が組込まれている。

図１に示すように、回転保持器１９Ｂは、内輪１２のボス部１２ａを中心にして回転自在とされ、その回転保持器１９Ｂのフランジ２２と内輪１２の一側面間にスラストニードル軸受２７が組込まれている。

一方、制御保持器１９Ａは、内輪１２のボス部１２ａを中心に回転自在とされ、かつ、軸方向に移動自在とされている。

図５（I）に示すように、制御保持器１９Ａのフランジ２０と回転保持器１９Ｂのフランジ２２間には、トルクカム３０が設けられている。トルクカム３０は、制御保持器１９Ａのフランジ２０と回転保持器１９Ｂのフランジ２２の対向面それぞれに周方向の中央部で深く両端に至るに従って次第に浅くなる対向一対のカム溝３１、３２を設け、一方のカム溝３１の一端部と他方のカム溝３２の他端部間にボール３３を組み込んだ構成としている。

カム溝３１、３２として、ここでは円弧状の溝を示したが、Ｖ溝であってもよい。

上記トルクカム３０は、制御保持器１９Ａのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２に接近する方向に制御保持器１９Ａが軸方向に移動した際に、図５（II）に示すように、ボール３３がカム溝３１、３２の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂをポケット２４の周方向幅が小さくなる方向に相対回転させるようになっている。

図１、図３および図４に示すように、内輪１２の他側面には保持プレート３５が固定されている。保持プレート３５は環状板からなり、その外周面には制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３間の各ポケット２４内に配置される複数の回り止め片３６が形成されている。

複数の回り止め片３６は、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂとがポケット２４の周方向幅を縮小する方向に相対回転した際に、制御保持器１９Ａの柱部２１および回転保持器１９Ｂの柱部２３を両側縁で受け止めて対向一対のローラ２５を中立位置に保持するようになっている。

図３および図４に示すように、回り止め片３６には、ポケット２４内に配置される支持片３７が形成され、その支持片３７によって押しばね２６が支持されている。

図１に示すように、電磁クラッチ４０は、制御保持器１９Ａにおける柱部２１の端面と軸方向で対向するアーマチュア４１と、そのアーマチュア４１と軸方向で対向するロータ４２と、そのロータ４２と軸方向で対向する電磁石４３とを有している。

アーマチュア４１は、入力軸１５に嵌合されて回転自在に支持され、そのアーマチュア４１と制御保持器１９Ａの柱部２１は、その柱部２１の端面にねじ込まれるボルト４４の締め付けによって連結一体化されている。

ロータ４２は、入力軸１５に嵌合され、その入力軸１５の外周に設けられた肩１５ａと入力軸１５の外周に取付けられた止め輪４５によって軸方向に位置決めされ、かつ、入力軸１５に対して回り止めされている。このロータ４２の電磁石４３と対向する側面にはシート状の制音材５０が接着による手段を介して固着されている。

ここで、制音材５０は、ゴムからなるものであってもよく、フェルトや発泡樹脂からなるものであってもよい。また、制音材５０は円環状のものであってもよく、あるいは、円弧状のものであってもよい。円弧状の制音材５０を採用する場合、周方向に間隔をおいて円状の配置とする。

電磁石４３は、電磁コイル４３ａと、その電磁コイル４３ａを支持するコア４３ｂとからなり、上記コア４３ｂは図示省略した静止部材に支持されている。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造からなり、図１は、電磁石４３の電磁コイル４３ａに対する通電の遮断状態を示し、アーマチュア４１はロータ４２から離反する状態にある。また、２方向ローラクラッチ１０の対向一対のローラ２５は、図２（I）に示すように、外輪１１の円筒面１７および内輪１２のカム面１８に係合し、２方向ローラクラッチ１０は係合状態とされている。

２方向ローラクラッチ１０の係合状態において、電磁コイル４３ａに通電すると、アーマチュア４１に吸引力が作用し、アーマチュア４１が軸方向に移動してロータ４２に吸着される。

ここで、アーマチュア４１は制御保持器１９Ａの柱部２１に連結一体化されているため、アーマチュア４１の軸方向への移動に伴って制御保持器１９Ａは、そのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２に接近する方向に移動する。

このとき、図５（II）に示すように、ボール３３がカム溝３１、３２の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂはポケット２４の周方向幅が小さくなる方向に相対回転し、図３に示す対向一対のローラ２５が制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３で押されて、図２（II）に示すように、係合解除し、２方向ローラクラッチ１０は係合解除状態とされる。

２方向ローラクラッチ１０の係合解除状態において、入力軸１５に回転トルクを入力して内輪１２を一方向に回転すると、保持プレート３５に形成された回り止め片３６が制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３の一方を押圧するため、内輪１２と共に制御保持器１９Ａおよび回転保持器１９Ｂが回転する。このとき、対向一対のローラ２５は係合解除された中立位置に保持されているため、内輪１２の回転は外輪１１に伝達されず、内輪１２はフリー回転する。

このように、制御保持器１９Ａのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２に接近する方向に制御保持器１９Ａが移動すると、対向一対のローラ２５が制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂの柱部２１、２３で押されて係合解除状態とされ、その係合解除状態で対向一対のローラ２５は制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂの柱部２１、２３によってくさび空間の狭小部に向けて移動するのが防止され、ローラ２５がミス係合するという不都合の発生はない。

ここで、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅を小さくなる方向に相対回転すると、制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３が保持プレート３５の回り止め片３６の両側縁に当接して相対回転量が規制される。

このため、押しばね２６は必要以上に収縮することはなくなり、伸長と収縮が繰り返し行われても疲労によって破損するようなことはない。

電磁コイル４３ａへの通電によるアーマチュア４１の吸着時、そのアーマチュア４１はロータ４２に衝突して吸着状態とされるため、その衝突時に衝突音が発生することになるが、ロータ４２には制音材５０が固着されているため、上記衝突音はその制音材５０により吸収されて低減され、不快感を与えるようなことはない。

内輪１２のフリー回転状態において、電磁コイル４３ａに対する通電を解除すると、アーマチュア４１は吸着が解除されて回転自在となる。その吸着解除により、押しばねの押圧によって制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅が大きくなる方向に相対回転し、対向一対のローラ２５のそれぞれが、図２（Ｉ）に示すように、くさび空間の狭小部に直ちに噛み込み、その対向一対のローラ２５の一方を介して内輪１２と外輪１１の相互間で一方向の回転トルクが伝達される。

ここで、入力軸１５を停止して、その入力軸１５の回転方向を切換えると、他方のローラ２５を介して内輪１２の回転が外輪１１に伝達される。

このように、電磁コイル４３ａに対する通電の遮断により、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅が大きくなる方向に相対回転して、対向一対のローラ２５のそれぞれがくさび空間の両端の狭小部に直ちに噛み込むため、回転方向ガタは小さく、内輪１２の回転を外輪１１に直ちに伝達することができる。

また、内輪１２から外輪１１への回転トルクの伝達は、カム面１８と同数のローラ２５を介して行われるため、内輪１２から外輪１１に大きな回転トルクを伝達することができる。

なお、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると、ボール３３は図５（Ｉ）に示すように、対向一対のカム溝３１、３２の浅溝部に向けて転がり移動して、図５（Ｉ）に示す状態となる。

図１では、ロータ４２の電磁石４３と対向する側面に制音材５０を固着したが、制音材５０の取付け位置は図１に限定されるものではない。

例えば、図６に示すように、アーマチュア４１の制御保持器１９Ａの柱部２１に連結される側面の内周部に凹段部５１を形成し、その凹段部５１の側面に制音材５０を固着してもよい。

また、図７に示すように、ロータ４２のアーマチュア４１と対向する吸着面の外周部に環状の凹段部５２を形成し、その凹段部５２の側面に制音材５０を固着してもよい。

さらに、図８に示すように、アーマチュア４１のロータ４２と対向する側面に環状溝５３を形成し、その環状溝５３の側面に制音材５０を固着してもよい。

図７に示すような制音材５０の取付けにおいて、その制音材５０を一側面を吸着面より突出させ、あるいは、図８に示すような制音材５０の取付けにおいて、その制音材５０の一側面をアーマチュア４１の側面より突出させておくと、電磁石４３への通電によるアーマチュア４１の吸着時、そのアーマチュア４１は制音材５０に当接して吸着状態に保持されるため、異音の低減により大きな効果を挙げることができる。

図１に示す実施の形態においては、制御保持器１９Ａの軸方向への移動により、その制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂを内輪１２に対して相対回転させて対向一対のローラ２５を係合および係合解除させるようにした２方向ローラクラッチ１０を示したが、２方向ローラクラッチ１０はこれに限定されるものではない。

例えば、前述の特許文献１に記載された２方向ローラクラッチのように、ローラを保持する保持器が単一とされ、その保持器と内輪の相互間にスイッチばねを組込んでローラが中立位置に保持される状態に保持器を弾性保持し、上記保持器を内輪に対して相対回転させて、ローラを係合および係合解除させるようにした２方向ローラクラッチであってもよい。

上記２方向ローラクラッチの採用においては、電磁クラッチのアーマチュアを保持器に対して回り止めし、かつ、軸方向に移動可能な連結とする。

この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断正面図 （Ｉ）は、図１のII−II線に沿った断面図、（II）は、ローラの係合解除状態を示す断面図 ２方向ローラクラッチの保持器の一部分を示す平面図 図１のIV−IV線に沿った断面図 トルクカムを示し、（Ｉ）は、作動前の状態を示す平面図、（II）は、作動状態を示す平面図 電磁クラッチの他の例を示す断面図 電磁クラッチのさらに他の例を示す断面図 電磁クラッチのさらに他の例を示す断面図

符号の説明

１０ ２方向ローラクラッチ
１１ 外輪
１２ 内輪
１９Ａ 制御保持器
１９Ｂ 回転保持器
２５ ローラ
４０ 電磁クラッチ
４１ アーマチュア
４２ ロータ
４３ 電磁石
５０ 制音材
５１ 凹段部
５２ 凹段部
５３ 環状溝

Claims (3)

1. 外輪とその内側に組込まれた内輪の径方向の対向面間に周方向の両端に向けて狭小となる複数のくさび空間を周方向に間隔をおいて設け、各くさび空間内に組込まれたローラを外輪と内輪間に組込まれた保持器により保持し、その保持器の回転制御によりローラをくさび空間の狭小部に噛み込ませて外輪と内輪の相互間で回転トルクの伝達を行うようにした２方向ローラクラッチと、その２方向ローラクラッチの保持器の回転を制御する電磁クラッチとからなり、前記電磁クラッチが、２方向ローラクラッチの保持器端部に連結されたアーマチュアと、そのアーマチュアと軸方向で対向するロータと、静止部材に支持されてロータと軸方向で対向する電磁石とからなり、前記電磁石に対する通電により、ロータにアーマチュアを吸着して、そのアーマチュアに連結された保持器の回転を制御する構成とされた回転伝達装置において、
   前記ロータのアーマチュアと対向する吸着面の外周部に環状の凹段部を形成し、その凹段部の側面に制音材を固着して、その一側面を前記吸着面より突出させたことを特徴とする回転伝達装置。
2. 前記制音材が、周方向に連続する環状体からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記制音材が、周方向に間隔をおいて円形に配置された複数の円弧状片からなる請求項１に記載の回転伝達装置。

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