JP6453014B2 - Rotation transmission device and steer-by-wire vehicle steering device - Google Patents
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Description
この発明は、回転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。 The present invention relates to a rotation transmission device used for switching rotation transmission and switching.
入力軸から出力軸に回転が伝達する状態と、その回転の伝達を遮断する状態とを切り換えるために用いられる回転伝達装置として、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。
As a rotation transmission device used for switching between a state in which rotation is transmitted from an input shaft to an output shaft and a state in which transmission of the rotation is cut off, for example, the one described in
特許文献1に記載の回転伝達装置は、外部から回転が入力される入力軸と、その入力軸と一体に回転するように入力軸に接続された内輪と、その内輪に対して相対回転可能に支持された外輪と、その外輪と一体に回転するように外輪に接続された出力軸とを有する。
The rotation transmission device described in
外輪の内周に設けられた円筒面と、内輪の外周に設けられたカム面との間には、周方向に対向する一対のローラと、その一対のローラ間の距離を広げる方向にローラを付勢するローラ離反ばねとが組み込まれている。 Between the cylindrical surface provided on the inner periphery of the outer ring and the cam surface provided on the outer periphery of the inner ring, a pair of rollers opposed in the circumferential direction and a roller in a direction to increase the distance between the pair of rollers. An urging roller separating spring is incorporated.
また、上記回転伝達装置は、一対のローラのうち一方のローラの位置を前記ローラ離反ばねの付勢力に抗して保持する第1ローラ保持器と、一対のローラのうち他方のローラの位置を前記ローラ離反ばねの付勢力に抗して保持する第2ローラ保持器と、この第1ローラ保持器および第2ローラ保持器を相対移動させる保持器アクチュエータとを有する。 The rotation transmission device includes: a first roller holder that holds a position of one of the pair of rollers against a biasing force of the roller separating spring; and a position of the other roller of the pair of rollers. A second roller holder that holds the roller separating spring against an urging force; and a cage actuator that relatively moves the first roller holder and the second roller holder.
保持器アクチュエータは、第1ローラ保持器と第2ローラ保持器が軸方向に相対移動したときにその軸方向の相対移動を第1ローラ保持器と第2ローラ保持器の相対回転に変換する運動変換機構と、第1ローラ保持器と第2ローラ保持器のうちの一方と軸方向に一体に移動するように連結されたアーマチュアと、アーマチュアと軸方向に対向して配置されたロータと、通電によりアーマチュアをロータに吸着させる電磁石とからなる。 The cage actuator is a motion that converts relative movement in the axial direction into relative rotation of the first roller cage and the second roller cage when the first roller cage and the second roller cage are relatively moved in the axial direction. A conversion mechanism, an armature coupled to one of the first roller retainer and the second roller retainer so as to move integrally in the axial direction, a rotor disposed opposite to the armature in the axial direction, and energization And an electromagnet for attracting the armature to the rotor.
そして、この保持器アクチュエータの電磁石への通電を停止しているときは、一対のローラ間の距離が広がる方向に各ローラを付勢するローラ離反ばねの付勢力によって、一対のローラが円筒面とカム面との間に係合し、内輪と外輪の間で回転が伝達する締結状態となる。 When the energization of the electromagnet of the cage actuator is stopped, the pair of rollers are brought into contact with the cylindrical surface by the biasing force of the roller separation spring that biases each roller in the direction in which the distance between the pair of rollers is increased. Engagement with the cam surface results in a fastening state in which rotation is transmitted between the inner ring and the outer ring.
一方、保持器アクチュエータの電磁石に通電しているときは、第1ローラ保持器と第2ローラ保持器とが相対移動することで、ローラ間の距離が狭まる方向に各ローラが移動し、円筒面とカム面の間への各ローラの係合が解除され、内輪と外輪の間での回転の伝達が遮断された空転状態となる。 On the other hand, when the electromagnet of the retainer actuator is energized, the first roller retainer and the second roller retainer move relative to each other so that each roller moves in the direction in which the distance between the rollers is narrowed. Each roller is disengaged from the cam surface and the rotation of the rotation between the inner ring and the outer ring is cut off.
上記回転伝達装置では、内輪と外輪の間での回転の伝達を遮断するとき、一対のローラ間の距離が狭まる方向に各ローラを移動させ、その各ローラが外輪の内周の円筒面から離れることで、空転状態となる。 In the rotation transmission device, when the transmission of rotation between the inner ring and the outer ring is interrupted, each roller is moved in a direction in which the distance between the pair of rollers is narrowed, and each roller is separated from the inner peripheral cylindrical surface of the outer ring. As a result, it becomes idle.
しかしながら、上記回転伝達装置では、空転状態のときに、上記回転伝達装置に振動が加わると、その振動によってローラが外径側に移動して外輪の内周の円筒面に接触するおそれがあった。また、空転状態のときに、ローラが遠心力によって外径側に移動し、外輪の内周の円筒面に接触するおそれもあった。ローラが外輪の内周の円筒面に接触すると、ローラが円筒面とカム面の間に噛み込んでミス係合する問題が生じる。 However, in the rotation transmission device, when vibration is applied to the rotation transmission device in the idling state, the vibration may cause the roller to move to the outer diameter side and come into contact with the inner cylindrical surface of the outer ring. . Further, in the idling state, the roller may move to the outer diameter side by centrifugal force and may come into contact with the inner cylindrical surface of the outer ring. When the roller contacts the cylindrical surface on the inner periphery of the outer ring, there arises a problem that the roller is caught between the cylindrical surface and the cam surface and misengaged.
この発明が解決しようとする課題は、係合解除位置にあるローラがミス係合を生じにくい回転伝達装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a rotation transmission device in which a roller in the disengagement position is less likely to cause misengagement.
上記の課題を解決するため、この発明においては、以下の構成を回転伝達装置に採用した。
外部から回転が入力される入力軸と、
その入力軸と一体に回転するように入力軸に接続された内輪と、
その内輪に対して相対回転可能に支持された外輪と、
その外輪と一体に回転するように外輪に接続された出力軸と、
前記外輪の内周に設けられた円筒面と、
その円筒面との間に周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間を形成するように前記内輪の外周に設けられたカム面と、
前記円筒面とカム面との間に周方向に対向して組み込まれた一対のローラと、
その一対のローラ間の距離を広げる方向にローラを付勢するローラ離反ばねと、
前記一対のローラの間に配置され、前記ローラ離反ばねを保持するばね保持部と、
前記一対のローラのうち一方のローラの位置を前記ローラ離反ばねの付勢力に抗して保持する第1ローラ保持器と、
前記一対のローラのうち他方のローラの位置を前記ローラ離反ばねの付勢力に抗して保持する第2ローラ保持器と、
前記一対のローラが前記円筒面と前記カム面の間に係合する係合位置と、前記一対のローラが前記円筒面と前記カム面の間への係合を解除する係合解除位置との間で前記一対のローラが移動するように前記第1ローラ保持器および第2ローラ保持器を相対移動させる保持器アクチュエータとを有する回転伝達装置において、
前記ばね保持部が、前記一対のローラが前記係合位置にある状態ではその各ローラとは非接触であり、前記一対のローラが前記係合解除位置にある状態ではその各ローラと接触することで各ローラの外径側への移動を規制するローラストッパ部を有することを特徴とする回転伝達装置。
In order to solve the above problems, in the present invention, the following configuration is employed in the rotation transmission device.
An input shaft to which rotation is input from the outside,
An inner ring connected to the input shaft so as to rotate integrally with the input shaft;
An outer ring supported to be rotatable relative to the inner ring;
An output shaft connected to the outer ring so as to rotate integrally with the outer ring;
A cylindrical surface provided on the inner periphery of the outer ring;
A cam surface provided on the outer periphery of the inner ring so as to form a wedge space gradually narrowing from the circumferential center to both ends in the circumferential direction between the cylindrical surface,
A pair of rollers assembled in a circumferential direction between the cylindrical surface and the cam surface;
A roller separation spring that urges the roller in a direction to increase the distance between the pair of rollers;
A spring holding portion disposed between the pair of rollers and holding the roller separating spring;
A first roller holder that holds the position of one of the pair of rollers against the biasing force of the roller separating spring;
A second roller holder that holds the position of the other roller of the pair of rollers against the urging force of the roller separating spring;
An engagement position where the pair of rollers engages between the cylindrical surface and the cam surface, and an engagement release position where the pair of rollers releases engagement between the cylindrical surface and the cam surface. A rotation transmission device having a retainer actuator for relatively moving the first roller retainer and the second roller retainer so that the pair of rollers move between them;
The spring holding portion is not in contact with each roller when the pair of rollers are in the engagement position, and is in contact with each roller when the pair of rollers is in the disengagement position. And a roller stopper portion for restricting the movement of each roller to the outer diameter side.
このようにすると、一対のローラ間の距離が狭まる方向に各ローラを移動させ、円筒面とカム面の間への各ローラの係合を解除したときに、その各ローラが、一対のローラの間のばね保持部に設けられたローラストッパ部に接触し、外径側への移動が規制された状態となる。そのため、ローラが係合解除位置にある状態で振動や遠心力がローラに作用してもローラが外径側に移動せず、ローラのミス係合を防止することができる。 In this way, when each roller is moved in the direction in which the distance between the pair of rollers is reduced and the engagement of each roller between the cylindrical surface and the cam surface is released, each roller is It comes into contact with the roller stopper provided in the spring holding portion between them, and the movement to the outer diameter side is restricted. Therefore, even if vibration or centrifugal force acts on the roller in a state where the roller is in the disengagement position, the roller does not move to the outer diameter side, and misengagement of the roller can be prevented.
前記ローラストッパ部は、前記内輪を中心として前記一対のローラの中心同士を結ぶ基準円よりも外径側で各ローラと接触するように設けると好ましい。 The roller stopper portion is preferably provided so as to contact each roller on the outer diameter side with respect to a reference circle connecting the centers of the pair of rollers with the inner ring as a center.
このようにすると、ローラストッパ部が、ローラの幅が最大となる径方向位置(すなわち内輪を中心として一対のローラの中心同士を結ぶ基準円上の位置)よりも外径側でローラと接触するので、ローラの外径側への移動を効果的に防止することが可能となる。 In this case, the roller stopper portion comes into contact with the roller on the outer diameter side from the radial position where the width of the roller is maximum (that is, the position on the reference circle connecting the centers of the pair of rollers with the inner ring as the center). Therefore, it is possible to effectively prevent the roller from moving to the outer diameter side.
また、前記ローラストッパ部は、前記各ローラとの接触部分がローラの外周に沿う断面凹円弧状に形成すると好ましい。 Further, it is preferable that the roller stopper portion is formed in a concave arc shape in cross section along the outer periphery of the roller at a contact portion with each of the rollers.
このようにすると、ローラがローラストッパ部に接触したときに、断面凹円弧状のローラストッパ部とローラの外周の一部とが嵌合するので、ローラストッパ部に接触した状態にあるローラの位置が安定したものとなり、振動や遠心力によるローラの径方向移動を効果的に防止することが可能となる。 In this way, when the roller contacts the roller stopper portion, the roller stopper portion having a concave arc shape in section and a part of the outer periphery of the roller are fitted, so the position of the roller in contact with the roller stopper portion Becomes stable, and the radial movement of the roller due to vibration or centrifugal force can be effectively prevented.
前記第1ローラ保持器および第2ローラ保持器は、前記一対のローラを間に挟んで周方向に対向する第1柱部および第2柱部を有するものを採用することができる。このとき、その第1柱部および第2柱部は、前記内輪を中心として前記一対のローラの中心同士を結ぶ基準円よりも外径側に各ローラとの接触部分を有するように形成すると好ましい。 As the first roller holder and the second roller holder, one having a first pillar portion and a second pillar portion facing each other in the circumferential direction with the pair of rollers interposed therebetween can be adopted. At this time, it is preferable that the first pillar part and the second pillar part are formed so as to have a contact portion with each roller on the outer diameter side of a reference circle connecting the centers of the pair of rollers with the inner ring as a center. .
このようにすると、第1柱部および第2柱部が、ローラの幅が最大となる径方向位置(すなわち内輪を中心として一対のローラの中心同士を結ぶ基準円上の位置)よりも外径側でローラと接触するので、ローラの外径側への移動を効果的に防止することが可能となる。 In this case, the first pillar part and the second pillar part have an outer diameter that is greater than the radial position where the width of the roller is maximum (that is, the position on the reference circle connecting the centers of the pair of rollers with the inner ring as the center). Since it contacts the roller on the side, it is possible to effectively prevent the roller from moving to the outer diameter side.
前記第1柱部および第2柱部は、前記各ローラとの接触部分がローラの外周に沿う断面凹円弧状に形成すると好ましい。 It is preferable that the first column portion and the second column portion are formed in a concave arc shape in cross section along the outer periphery of the roller at a contact portion with each roller.
このようにすると、第1柱部および第2柱部の断面凹円弧状の部分とローラの外周の一部とが嵌合するので、ローラの位置が安定したものとなり、振動や遠心力によるローラの径方向移動を効果的に防止することが可能となる。 By doing so, the concave circular arc sections of the first pillar part and the second pillar part are fitted to a part of the outer periphery of the roller, so that the position of the roller becomes stable, and the roller caused by vibration or centrifugal force It is possible to effectively prevent the movement in the radial direction.
前記保持器アクチュエータとしては、
前記第1ローラ保持器と第2ローラ保持器が軸方向に相対移動したときにその軸方向の相対移動を前記第1ローラ保持器と第2ローラ保持器の相対回転に変換する運動変換機構と、
前記第1ローラ保持器と前記第2ローラ保持器のうちの一方と軸方向に一体に移動するように連結されたアーマチュアと、
前記アーマチュアと軸方向に対向して配置されたロータと、
通電によりアーマチュアをロータに吸着させる電磁石とからなるものを採用することができる。
As the cage actuator,
A motion conversion mechanism for converting the relative movement in the axial direction into relative rotation of the first roller holder and the second roller holder when the first roller holder and the second roller holder are relatively moved in the axial direction; ,
An armature connected to one of the first roller holder and the second roller holder so as to move integrally in the axial direction;
A rotor disposed axially opposite the armature;
It is possible to employ an electromagnet that attracts the armature to the rotor by energization.
また、この発明では、上記の回転伝達装置を用いた車両用操舵装置として、以下の構成のものを提供する。
ステアリングホイールと、
そのステアリングホイールの操舵角に応じて左右一対の車輪の向きが変わるように前記一対の車輪を動かす転舵アクチュエータと、
正常時は前記ステアリングホイールと前記転舵アクチュエータの間で回転の伝達を遮断し、異常時は前記ステアリングホイールと前記転舵アクチュエータの間で回転を伝達する上記回転伝達装置とを有するステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置。
Moreover, in this invention, the thing of the following structures is provided as a vehicle steering device using said rotation transmission device.
A steering wheel,
A steering actuator that moves the pair of wheels so that the directions of the pair of left and right wheels change according to the steering angle of the steering wheel;
A steer-by-wire system having the rotation transmission device that interrupts transmission of rotation between the steering wheel and the steering actuator when normal, and transmits rotation between the steering wheel and the steering actuator when abnormal. Vehicle steering system.
この発明の回転伝達装置は、一対のローラ間の距離が狭まる方向に各ローラを移動させ、円筒面とカム面の間への各ローラの係合を解除したときに、その各ローラが、一対のローラの間のばね保持部に設けられたローラストッパ部に接触し、外径側への移動が規制された状態となる。そのため、ローラが係合解除位置にある状態で振動や遠心力がローラに作用してもローラが外径側に移動せず、ローラのミス係合を防止することができる。 In the rotation transmission device according to the present invention, when each roller is moved in the direction in which the distance between the pair of rollers is narrowed and the engagement of each roller between the cylindrical surface and the cam surface is released, It comes into contact with the roller stopper provided in the spring holding part between the rollers, and the movement to the outer diameter side is restricted. Therefore, even if vibration or centrifugal force acts on the roller in a state where the roller is in the disengagement position, the roller does not move to the outer diameter side, and misengagement of the roller can be prevented.
図1に、この発明の実施形態にかかる回転伝達装置1を示す。この回転伝達装置1は、外輪2と、外輪2の内側に配置された内輪3と、外輪2の内周と内輪3の外周との間に組み込まれた複数のローラ4a,4bと、これらのローラ4a,4bをそれぞれ保持する第1ローラ保持器5aおよび第2ローラ保持器5bと、この第1ローラ保持器5aおよび第2ローラ保持器5bを相対移動させる保持器アクチュエータ6とを有する。内輪3には入力軸7が接続され、外輪2には出力軸8が接続されている。入力軸7と出力軸8は同軸上に配置されている。
FIG. 1 shows a
入力軸7は、外部から回転が入力される軸である。入力軸7と内輪3は、両者が一体に回転するように継ぎ目のない一体の部材として形成されている。入力軸7と内輪3は、別部材として形成し、その両者をセレーション嵌合等で接続してもよい。
The
出力軸8と外輪2も、両者が一体に回転するように継ぎ目のない一体の部材として形成されている。出力軸8と外輪2は、別部材として形成し、その両者をセレーション嵌合等で接続してもよい。外輪2と内輪3の間には、外輪2を内輪3に対して相対回転可能に支持する転がり軸受9が組み込まれている。回転伝達装置1の構成部材を収容する筒状のハウジング10の出力軸8側の端部には、出力軸8を回転可能に支持する転がり軸受11が組み込まれている。
The
図2、図3に示すように、内輪3の外周には、周方向に間隔をおいて複数のカム面12が設けられている。各カム面12は、前方カム面12aと、前方カム面12aに対して内輪3の正転方向後方に配置された後方カム面12bとからなる。外輪2の内周には、カム面12と半径方向に対向する円筒面13が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of cam surfaces 12 are provided on the outer periphery of the
図4に示すように、カム面12と円筒面13の間には、ローラ離反ばね14を間に挟んで周方向に対向する一対のローラ4a,4bが組み込まれている。この一対のローラ4a,4bのうち正転方向の前側のローラ4aは前方カム面12aと円筒面13の間に組み込まれ、正転方向の後側のローラ4bは後方カム面12bと円筒面13の間に組み込まれている。各ローラ4a,4bは、一対のローラ4a,4b間の距離が広がる方向にローラ離反ばね14で付勢されている。
As shown in FIG. 4, between the
カム面12と円筒面13の間には、周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間が形成されている。すなわち、前方カム面12aは、円筒面13との間の径方向の距離が、ローラ4aの位置から正転方向前方に向かって次第に小さくなるように形成されている。後方カム面12bは、円筒面13との間の径方向の距離が、ローラ4bの位置から正転方向後方に向かって次第に小さくなるように形成されている。図では、前方カム面12aと後方カム面12bを、相反する方向に傾斜した別々の平面となるように形成しているが、前方カム面12aと後方カム面12bは、単一平面の正転方向の前側部分が前方カム面12a、後側部分が後方カム面12bとなるように、同一平面上に形成することも可能である。また、前方カム面12aと後方カム面12bは、曲面とすることも可能であるが、図のように平面とすると加工コストを低減することができる。
Between the
各ローラ4a,4bは、図3に示すように、円筒面13とカム面12の間に係合する係合位置と、図4に示すように、円筒面13とカム面12の間への係合を解除する係合解除位置との間で周方向に移動可能とされている。
As shown in FIG. 3, each
第1ローラ保持器5aは、ローラ離反ばね14を間にして周方向に対向する一対のローラ4a,4bのうち一方のローラ4aの位置をローラ離反ばね14の付勢力に抗して保持し、第2ローラ保持器5bは、ローラ離反ばね14を間にして周方向に対向する一対のローラ4a,4bのうち他方のローラ4bの位置をローラ離反ばね14の付勢力に抗して保持している。
The
図2、図3に示すように、第1ローラ保持器5aは、周方向に間隔をおいて配置された複数の第1柱部15aと、これらの第1柱部15aの端部同士を連結する環状の第1フランジ部16aとを有する。同様に、第2ローラ保持器5bも、周方向に間隔をおいて配置された複数の第2柱部15bと、これらの第2柱部15bの端部同士を連結する環状の第2フランジ部16bとを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4に示すように、第1柱部15aと第2柱部15bは、一対のローラ4a,4bを間に挟んで周方向に対向している。すなわち、第1柱部15aと第2柱部15bは、ローラ離反ばね14を間にして周方向に対向する一対のローラ4a,4bを周方向の両側から挟み込むように、外輪2の内周と内輪3の外周の間に挿入されている。
As shown in FIG. 4, the
図2に示すように、第1フランジ部16aと第2フランジ部16bは、第2フランジ部16bが第1フランジ部16aよりも内輪3に近い側となる向きで、軸方向に対向して配置されている。そして、第2フランジ部16bには、第1ローラ保持器5aの第1柱部15aとの干渉を避けるための切欠き17が周方向に間隔をおいて複数設けられている(図7参照)。
As shown in FIG. 2, the
第1フランジ部16aの内周と第2フランジ部16bの内周は、入力軸7の外周に設けられた円筒面18でそれぞれ回転可能に支持されている。第1フランジ部16aは、スラスト軸受19を介して、入力軸7の外周に固定された環状の支持部材20で軸方向に支持され、これにより軸方向の移動が規制されている。内輪3の側面には、ばねホルダ21が固定されている。
The inner periphery of the
図5、図6に示すように、ばねホルダ21は、ローラ離反ばね14を保持するばね保持部22を周方向に間隔をおいて複数有する。各ばね保持部22は、ローラ離反ばね14を間にして周方向に対向する一対のローラ4a,4bの間に配置されている。ばね保持部22は、内輪3に対する相対位置が変化しないように内輪3に取り付けられている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図4、図6に示すように、ばね保持部22は、内輪3の外周の前方カム面12aと後方カム面12bとの間に形成されたばね支持面23に対して半径方向に対向するように形成されている。ばね保持部22のばね支持面23に対する対向面には、ローラ離反ばね14を収容する凹部24が形成されている。ローラ離反ばね14は圧縮コイルばねである。このばね保持部22は、ローラ離反ばね14の移動を凹部24で規制することにより、ローラ離反ばね14が外輪2の内周と内輪3の外周との間から軸方向に脱落するのを防止している。ばね保持部22は、この実施形態のように内輪3とは別体のばねホルダ21に設けると、ばね保持部22の加工が容易であり低コストであるが、ばね保持部22を内輪3の外周に一体に形成することも可能である。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
図4に示すように、ばね保持部22は、内輪3を中心として一対のローラ4a,4bの中心同士を結ぶ基準円D上の位置から外径側に向かって周方向の幅寸法が拡大する形状とされている。ばね保持部22は、一対のローラ4a,4b間の距離が狭まる方向に各ローラ4a,4bが移動したときに各ローラ4a,4bを受け止めるローラストッパ部25を周方向両端に有する。ローラストッパ部25は、図3に示すように、一対のローラ4a,4bが係合位置にある状態では各ローラ4a,4bと非接触となり、図4に示すように、一対のローラ4a,4bが係合解除位置にある状態では各ローラ4a,4bと接触することで各ローラ4a,4bの外径側への移動を規制するように形成されている。そのようなローラストッパ部25として、ばね保持部22の基準円D上に位置する部分よりも外径側に形成された周方向への突出部分を採用することができる。このようにすると、ローラストッパ部25が基準円Dよりも外径側で各ローラ4a,4bと接触するので、各ローラ4a,4bの外径側への移動を効果的に規制することができる。また、図9に示すように、ローラストッパ部25は、一対のローラ4a,4bとの接触部分がローラ4a,4bの外周に沿う断面凹円弧状に形成されている。ローラストッパ部25は、図10に示すように、断面矩形状に形成することも可能である。
As shown in FIG. 4, the circumferential width dimension of the
図1に示すように、保持器アクチュエータ6は、第1ローラ保持器5aと第2ローラ保持器5bが軸方向に相対移動したときにその軸方向の相対移動を第1ローラ保持器5aと第2ローラ保持器5bの相対回転に変換する運動変換機構26と、第2ローラ保持器5bに連結されたアーマチュア27と、アーマチュア27と軸方向に対向して配置されたロータ28と、通電によりアーマチュア27をロータ28に吸着させる電磁石29とを有する。
As shown in FIG. 1, when the
図2に示すように、アーマチュア27は、環状の円盤部30と、円盤部30の外周から軸方向に延びるように一体に形成された円筒部31とを有する。アーマチュア27の円筒部31は、第2ローラ保持器5bの外側連結環の外周に締め代をもって嵌合しており、この嵌合によってアーマチュア27は、第2ローラ保持器5bと軸方向に一体に移動するように第2ローラ保持器5bに連結されている。また、アーマチュア27は、入力軸7の外周で回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されている。ここで、アーマチュア27は、軸方向に離れた2箇所(すなわちアーマチュア27の内周と、第2ローラ保持器5bの内周)で支持することにより、アーマチュア27の姿勢が軸直角方向に対して傾くのが防止されている。
As shown in FIG. 2, the
ロータ28は、アーマチュア27と電磁石29の間に配置されている。また、ロータ28は、締め代をもって入力軸7の外周に嵌合することにより、軸方向と周方向のいずれにも相対移動しないように入力軸7の外周で支持されている。ロータ28およびアーマチュア27は強磁性を有する金属で形成されている。
The
図1に示すように、電磁石29は、フィールドコア32と、フィールドコア32に巻回されたソレノイドコイル33とを有する。フィールドコア32は、ハウジング10の入力軸7側の端部に挿入されて、止め輪34で抜け止めされている。フィールドコア32には、入力軸7を回転可能に支持する転がり軸受35が取り付けられている。この電磁石29は、ソレノイドコイル33に通電することにより、フィールドコア32とロータ28とアーマチュア27を通る磁路を形成し、アーマチュア27をロータ28に吸着させる。
As shown in FIG. 1, the
図7および図8(a)、(b)に示すように、運動変換機構26は、第1フランジ部16aの第2フランジ部16bに対する対向面に設けられた第1カム溝36aと、第2フランジ部16bの第1フランジ部16aに対する対向面に設けられた第2カム溝36bと、第1カム溝36aと第2カム溝36bの間に組み込まれたボール37とからなる。第1カム溝36aと第2カム溝36bは、それぞれ周方向に延びるように形成されている。また、第1カム溝36aは、ボール37との接触位置から周方向の一方向に向かって次第に深くなるように傾斜した溝底をもつ形状とされ、第2カム溝36bも、ボール37との接触位置から周方向の他方向に向かって次第に深くなるように傾斜した溝底をもつ形状とされている。ボール37は第1カム溝36aの溝底と第2カム溝36bの溝底との間に挟まれるように配置されている。
As shown in FIGS. 7 and 8 (a) and 8 (b), the
この運動変換機構26は、第2フランジ部16bが第1フランジ部16aに向かって軸方向に移動したときに、ボール37が各カム溝36a,36bに沿って転がることにより、第1ローラ保持器5aと第2ローラ保持器5bが相対回転し、その結果、第1柱部15aと第2柱部15bとが一対のローラ4a,4b間の距離を狭める方向に移動するように動作する。
When the
上記の回転伝達装置1の動作例を説明する。
An operation example of the
図1に示すように、電磁石29への通電を停止しているとき、この回転伝達装置1は、外輪2と内輪3の間で回転が伝達する締結状態となる。すなわち、電磁石29への通電を停止しているとき、アーマチュア27は、ローラ離反ばね14の力によってロータ28から離反した状態となっている。また、このとき、一対のローラ4a,4b間の距離が広がる方向に各ローラ4a,4bを押圧するローラ離反ばね14の力によって、正転方向の前側のローラ4aは、外輪2の内周の円筒面13と内輪3の外周の前方カム面12aとの間に係合待機し、かつ、正転方向の後側のローラ4bは、外輪2の内周の円筒面13と内輪3の外周の後方カム面12bとの間に係合待機した状態となっている。この状態で、内輪3が正転方向に回転すると、正転方向の後側のローラ4bが円筒面13と後方カム面12bの間に係合し、そのローラ4bを介して内輪3から外輪2に回転が伝達する。また、内輪3が逆転方向に回転すると、正転方向の前側のローラ4aが円筒面13と前方カム面12aの間に係合し、そのローラ4aを介して内輪3から外輪2に回転が伝達する。
As shown in FIG. 1, when energization to the
一方、電磁石29に通電しているとき、この回転伝達装置1は、外輪2と内輪3の間での回転の伝達が遮断される空転状態となる。すなわち、電磁石29に通電すると、アーマチュア27はロータ28に吸着され、このアーマチュア27の動作に連動して、第2フランジ部16bが第1フランジ部16aに向かって軸方向に移動する。このとき、運動変換機構26のボール37がカム溝36a,36bに沿って転がることにより、第1ローラ保持器5aと第2ローラ保持器5bとが相対回転する。そして、この第1ローラ保持器5aと第2ローラ保持器5bの相対回転により、図4に示すように、第1柱部15aと第2柱部15bとが一対のローラ4a,4b間の距離が狭まる方向に各ローラ4a,4bを押圧し、その結果、正転方向の前側のローラ4aの係合待機状態(正転方向の前側のローラ4aと円筒面13の間に微小隙間があるが、内輪3が逆転方向に回転するとローラ4aが直ちに円筒面13と前方カム面12aの間に係合する状態)が解除されるとともに、正転方向の後側のローラ4bの係合待機状態(正転方向の後側のローラ4bと円筒面13の間に微小隙間があるが、内輪3が正転方向に回転するとローラ4bが直ちに円筒面13と後方カム面12bの間に係合する状態)も解除された状態となる。この状態で、内輪3に回転が入力されても、その回転は内輪3から外輪2に伝達せず、内輪3は空転する。
On the other hand, when the
ところで、図4に示す空転状態において、回転伝達装置1に振動が加わると、その振動によってローラ4a,4bが外径側に移動して外輪2の内周の円筒面13に接触したり、ローラ4a,4bに作用する遠心力によってローラ4a,4bが外径側に移動して外輪2の内周の円筒面13に接触したりする可能性がある。そして、ローラ4a,4bが外輪2の内周の円筒面13に接触すると、ローラ4a,4bが円筒面13とカム面12の間に噛み込んでミス係合する問題が生じる。
By the way, in the idling state shown in FIG. 4, when vibration is applied to the
このような問題に対応して、この回転伝達装置1では、ばねホルダ21の周方向両端にローラ4a,4bの外径側への移動を規制するローラストッパ部25を設けている。これにより、円筒面13とカム面12の間への各ローラ4a,4bの係合を解除したときに、その各ローラ4a,4bがローラストッパ部25に接触し、外径側への移動が規制された状態となる。そのため、ローラ4a,4bが係合解除位置にある状態で振動や遠心力がローラ4a,4bに作用してもローラ4a,4bが外径側に移動せず、ローラ4a,4bのミス係合を防止することができる。
In response to such a problem, in the
また、この回転伝達装置1は、ローラストッパ部25が、ローラ4a,4bの幅が最大となる径方向位置(すなわち基準円D上の位置)よりも外径側でローラ4a,4bと接触するので、ローラ4a,4bの外径側への移動を効果的に防止することが可能となっている。
Further, in this
また、この回転伝達装置1は、ローラ4a,4bがローラストッパ部25に接触したときに、断面凹円弧状のローラストッパ部25とローラ4a,4bの外周の一部とが嵌合するので、ローラストッパ部25に接触した状態にあるローラ4a,4bの位置が安定したものとなり、振動や遠心力によるローラ4a,4bの径方向移動を効果的に防止することが可能である。
Further, in the
図4に示すように、第1柱部15aおよび第2柱部15bは、基準円Dよりも外径側に各ローラ4a,4bとの接触部分を有するように形成すると好ましい。このようにすると、第1柱部15aおよび第2柱部15bが、ローラ4a,4bの幅が最大となる径方向位置(すなわち基準円D上の位置)よりも外径側でローラ4a,4bと接触するので、ローラ4a,4bの外径側への移動を効果的に防止することが可能となる。
As shown in FIG. 4, it is preferable to form the
図11および図12に示すように、第1柱部15aおよび第2柱部15bは、各ローラ4a,4bとの接触部分48をローラ4a,4bの外周に沿う断面凹円弧状に形成することができる。このようにすると、第1柱部15aおよび第2柱部15bの断面凹円弧状の部分48とローラ4a,4bの外周の一部とが嵌合するので、ローラ4a,4bの位置が安定したものとなり、振動や遠心力によるローラ4a,4bの径方向移動を効果的に防止することが可能となる。
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the
上述の回転伝達装置1は、例えば、図13に示す車両用操舵装置に使用される。この車両用操舵装置は、運転者によるステアリングホイール40の操舵角を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて左右の車輪41を転舵するステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置である。
The above-described
この車両用操舵装置は、ステアリングホイール40と、そのステアリングホイール40の操舵角に応じて左右一対の車輪41の向きが変わるように一対の車輪41を動かす転舵アクチュエータ42と、ステアリングホイール40と転舵アクチュエータ42の間の回転伝達経路の途中に組み込まれた回転伝達装置1とを有する。回転伝達装置1は、正常時はステアリングホイール40と転舵アクチュエータ42の間で回転の伝達を遮断し、電源喪失時などの異常時は、ステアリングホイール40と転舵アクチュエータ42の間で回転を伝達するバックアップクラッチとして機能する。ステアリングホイール40には、車両の挙動に応じてステアリングホイール40に操舵反力を与える反力アクチュエータ43が接続されている。
The vehicle steering apparatus includes a
回転伝達装置1は、入力軸7が軸継手44を介してステアリングホイール40側のシャフト45に接続されるとともに、出力軸8が軸継手46を介して転舵アクチュエータ42側のシャフト47に接続されている。
In the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 回転伝達装置
2 外輪
3 内輪
4a,4b ローラ
5a 第1ローラ保持器
5b 第2ローラ保持器
6 保持器アクチュエータ
7 入力軸
8 出力軸
12 カム面
13 円筒面
14 ローラ離反ばね
15a 第1柱部
15b 第2柱部
22 ばね保持部
25 ローラストッパ部
26 運動変換機構
27 アーマチュア
28 ロータ
29 電磁石
40 ステアリングホイール
41 車輪
42 転舵アクチュエータ
D 基準円
DESCRIPTION OF
Claims (7)
その入力軸(7)と一体に回転するように入力軸(7)に接続された内輪(3)と、
その内輪(3)に対して相対回転可能に支持された外輪(2)と、
その外輪(2)と一体に回転するように外輪(2)に接続された出力軸(8)と、
前記外輪(2)の内周に設けられた円筒面(13)と、
その円筒面(13)との間に周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間を形成するように前記内輪(3)の外周に設けられたカム面(12)と、
前記円筒面(13)とカム面(12)との間に周方向に対向して組み込まれた一対のローラ(4a,4b)と、
その一対のローラ(4a,4b)間の距離を広げる方向にローラ(4a,4b)を付勢するローラ離反ばね(14)と、
前記一対のローラ(4a,4b)の間に配置され、前記ローラ離反ばね(14)を保持するばね保持部(22)と、
前記一対のローラ(4a,4b)のうち一方のローラ(4a)の位置を前記ローラ離反ばね(14)の付勢力に抗して保持する第1ローラ保持器(5a)と、
前記一対のローラ(4a,4b)のうち他方のローラ(4b)の位置を前記ローラ離反ばね(14)の付勢力に抗して保持する第2ローラ保持器(5b)と、
前記一対のローラ(4a,4b)が前記円筒面(13)と前記カム面(12)の間に係合する係合位置と、前記一対のローラ(4a,4b)が前記円筒面(13)と前記カム面(12)の間への係合を解除する係合解除位置との間で前記一対のローラ(4a,4b)が移動するように前記第1ローラ保持器(5a)および第2ローラ保持器(5b)を相対移動させる保持器アクチュエータ(6)とを有する回転伝達装置において、
前記ばね保持部(22)は前記内輪(3)と相対位置の変化不可に固定され、前記ばね保持部(22)は前記一対のローラ(4a,4b)が前記係合位置にある状態ではその各ローラ(4a,4b)とは非接触であり、前記ばね保持部(22)は前記一対のローラ(4a,4b)が前記係合解除位置にある状態ではその各ローラ(4a,4b)と接触することで各ローラ(4a,4b)の外径側への移動を規制するローラストッパ部(25)を有することを特徴とする回転伝達装置。 An input shaft (7) to which rotation is input from the outside;
An inner ring (3) connected to the input shaft (7) so as to rotate integrally with the input shaft (7);
An outer ring (2) supported so as to be rotatable relative to the inner ring (3);
An output shaft (8) connected to the outer ring (2) so as to rotate integrally with the outer ring (2);
A cylindrical surface (13) provided on the inner periphery of the outer ring (2);
A cam surface (12) provided on the outer periphery of the inner ring (3) so as to form a wedge space gradually narrowing from the circumferential center to both ends in the circumferential direction between the cylindrical surface (13) and
A pair of rollers (4a, 4b) incorporated in the circumferential direction between the cylindrical surface (13) and the cam surface (12);
A roller separation spring (14) for urging the rollers (4a, 4b) in a direction to increase the distance between the pair of rollers (4a, 4b);
A spring holding part (22) disposed between the pair of rollers (4a, 4b) and holding the roller separating spring (14);
A first roller holder (5a) for holding the position of one roller (4a) of the pair of rollers (4a, 4b) against the urging force of the roller separating spring (14);
A second roller holder (5b) that holds the position of the other roller (4b) of the pair of rollers (4a, 4b) against the urging force of the roller separating spring (14);
An engagement position where the pair of rollers (4a, 4b) engage between the cylindrical surface (13) and the cam surface (12), and the pair of rollers (4a, 4b) include the cylindrical surface (13). And the first roller retainer (5a) and the second roller so that the pair of rollers (4a, 4b) move between the engagement position and the disengagement position for releasing the engagement between the cam surface (12). In the rotation transmission device having the cage actuator (6) for relatively moving the roller cage (5b),
The spring holding portion (22) is fixed to the inner ring (3) so that its relative position cannot be changed, and the spring holding portion (22) is in the state where the pair of rollers (4a, 4b) are in the engagement position. The rollers (4a, 4b) are not in contact with each other, and the spring holding portion (22) is in contact with the rollers (4a, 4b) when the pair of rollers (4a, 4b) are in the disengaged position. A rotation transmission device comprising a roller stopper portion (25) for restricting movement of each roller (4a, 4b) to the outer diameter side by contact.
その第1柱部(15a)および第2柱部(15b)は、前記内輪(3)を中心として前記一対のローラ(4a,4b)の中心同士を結ぶ基準円(D)よりも外径側に各ローラ(4a,4b)との接触部分を有するように形成されている請求項1から3のいずれかに記載の回転伝達装置。 The first roller holder (5a) and the second roller holder (5b) include a first column portion (15a) and a second column that are opposed to each other in the circumferential direction with the pair of rollers (4a, 4b) interposed therebetween. Part (15b),
The first pillar portion (15a) and the second pillar portion (15b) are on the outer diameter side from a reference circle (D) connecting the centers of the pair of rollers (4a, 4b) with the inner ring (3) as a center. The rotation transmission device according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotation transmission device is formed so as to have a contact portion with each roller (4a, 4b).
前記第1ローラ保持器(5a)と第2ローラ保持器(5b)が軸方向に相対移動したときにその軸方向の相対移動を前記第1ローラ保持器(5a)と第2ローラ保持器(5b)の相対回転に変換する運動変換機構(26)と、
前記第1ローラ保持器(5a)と前記第2ローラ保持器(5b)のうちの一方と軸方向に一体に移動するように連結されたアーマチュア(27)と、
前記アーマチュア(27)と軸方向に対向して配置されたロータ(28)と、
通電によりアーマチュア(27)をロータ(28)に吸着させる電磁石(29)とからなる請求項1から5のいずれかに記載の回転伝達装置。 The cage actuator (6)
When the first roller holder (5a) and the second roller holder (5b) move relative to each other in the axial direction, the relative movement in the axial direction is changed to the first roller holder (5a) and the second roller holder ( A motion conversion mechanism (26) that converts the relative rotation of 5b);
An armature (27) connected to one of the first roller holder (5a) and the second roller holder (5b) so as to move integrally in the axial direction;
A rotor (28) disposed axially opposite the armature (27);
The rotation transmission device according to any one of claims 1 to 5, comprising an electromagnet (29) for attracting the armature (27) to the rotor (28) by energization.
そのステアリングホイール(40)の操舵角に応じて左右一対の車輪(41)の向きが変わるように前記一対の車輪(41)を動かす転舵アクチュエータ(42)と、
正常時は前記ステアリングホイール(40)と前記転舵アクチュエータ(42)の間で回転の伝達を遮断し、異常時は前記ステアリングホイール(40)と前記転舵アクチュエータ(42)の間で回転を伝達する回転伝達装置(1)とを有するステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置において、
前記回転伝達装置(1)として請求項1から6のいずれかに記載の回転伝達装置を用いたことを特徴とするステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置。 A steering wheel (40);
A steering actuator (42) for moving the pair of wheels (41) so that the directions of the pair of left and right wheels (41) change according to the steering angle of the steering wheel (40);
When normal, the transmission of rotation between the steering wheel (40) and the steering actuator (42) is cut off, and when abnormal, the rotation is transmitted between the steering wheel (40) and the steering actuator (42). In a steer-by-wire vehicle steering apparatus having a rotation transmission device (1) that
A steer-by-wire vehicle steering device using the rotation transmission device according to any one of claims 1 to 6 as the rotation transmission device (1).
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