JP6970537B2 - 回転伝達装置 - Google Patents

Description

この発明は、回転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。

駆動軸から従動軸への回転の伝達と遮断とを行う回転伝達装置として、２方向クラッチを有し、その２方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチにより制御するようにしたものが従来から知られている。

特許文献１に記載された回転伝達装置においては、外輪とその内側に組み込まれたカムリングとの間に制御保持器と回転保持器とを、各保持器に形成された柱部が周方向で交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に対向一対のローラを組込み、その一対のローラを、その対向部間に組み込まれた弾性部材で離反する方向に付勢して、外輪の内周に形成された円筒面とカムリングの外周に形成されたカム面に係合する位置にスタンバイさせ、上記カムリングの一方向への回転により一方のローラを円筒面およびカム面に係合させ、カムリングの回転を外輪に伝達するようにしている。

また、カムリングが設けられた入力軸上に電磁クラッチを設け、その電磁クラッチにより制御保持器を軸方向に移動させ、その制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面間に設けられたトルクカムの作用によりポケットの周方向幅が小さくなる方向に制御保持器と回転保持器とを相対回転させて、各保持器の柱部で一対のローラを係合解除位置まで移動させ、カムリングから外輪への回転伝達を遮断するようにしている。

上記回転伝達装置においては、電磁クラッチにより制御保持器のフランジが回転保持器のフランジから離反する方向に制御保持器を移動させると、対向一対のローラ間に組み込まれた弾性部材の押圧作用により制御保持器と回転保持器とがポケット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が円筒面およびカム面に直ちに係合するため、回転方向ガタがきわめて小さく、応答性に優れているという特徴を有している。

特開２０１３−９２１９１号公報

上記特許文献１に記載された回転伝達装置では、２方向クラッチの外輪は、その軸方向一端が閉塞端となっており、その閉塞端に出力軸が突出して設けられている。出力軸は、ハウジングの軸受筒内に挿通されて突出した端部が外部に臨んでいる。そして、軸受筒内には、軸受筒に対して出力軸を回転自在に支持する第一の軸受部と、軸受筒に対して第一の軸受部を軸方向他端側へ押圧する弾性部材が組み込まれている。

また、２方向クラッチの内輪として機能する入力軸の一端には、その入力軸を外輪に対して回転自在に支持する第二の軸受部が設けられている。その第二の軸受部の軸方向他端側の端面と、内輪の軸方向一端側の端面との間に、スペーサとして機能するワッシャが組み込まれている。

弾性部材は、第一の軸受部を介して２方向クラッチの外輪を、第二の軸受部及びスペーサを介して内輪を、さらに、内輪と一体の入力軸を介して２方向クラッチの係合、解除を制御する電磁クラッチを、それぞれ、ハウジングの他端側の開口内周に取付けられた止め輪に向けて、すなわち、軸方向他端側に向けて付勢して、電磁クラッチを止め輪に押し付けている。これにより、ハウジング内に組込まれた２方向クラッチや電磁クラッチ等の内蔵部品の、軸方向及び回転方向（周方向）へのガタツキが防止されている。

しかし、回転伝達装置においては、その用途によっては、入力軸と出力軸との間に想定される荷重を上回るような大きなアキシアル荷重が負荷される場合がある。このような大きなアキシアル荷重が弾性部材の許容荷重を上回った場合、ガタツキの防止機能が阻害される恐れがある。

そこで、この発明の課題は、大きなアキシアル荷重が負荷された場合でも、ハウジング内に組込まれた内蔵部品のガタツキを防止することである。

上記の課題を解決するため、この発明は、入力軸と、前記入力軸の軸方向一端側に同軸上に配置された出力軸と、前記入力軸から前記出力軸への回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチと、前記２方向クラッチの係合及び係合解除を制御するため前記２方向クラッチの軸方向他端側に配置された電磁クラッチと、前記２方向クラッチ及び前記電磁クラッチを覆うハウジングとを有し、前記２方向クラッチは、前記出力軸及び前記入力軸の一方に設けられた円筒面と他方に設けられ周方向に沿って複数のカム面が形成されたカムリングと、前記円筒面と前記カムリングとの間で形成され周方向の端部が狭小となるくさび形空間と、前記くさび形空間のそれぞれに配置されるローラと、前記ローラを周方向に付勢する弾性部材と、前記ローラを保持し前記電磁クラッチへの通電により周方向へ動作して前記弾性部材の付勢力に抗して前記ローラを前記くさび形空間への係合方向又は係合解除方向へ移動させる保持器とを有し、前記ハウジングの軸方向一端に設けられた軸受筒の内面と前記出力軸の外面との間に、外輪及び内輪と、前記外輪及び前記内輪との間に配置されたボールとを有し、前記ボールと前記外輪及び内輪との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して傾斜する玉軸受を含む第一の軸受部を配置した回転伝達装置を採用した。

ここで、前記第一の軸受部は、単列の玉軸受、複列の玉軸受、又は複数の玉軸受の組合わせで構成され、前記第一の軸受部に、前記ボールと前記外輪及び内輪との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して一方向に傾斜する第一の接触ラインと他方向に傾斜する第二の接触ラインが設定されている構成を採用することができる。

また、前記第一の軸受部は、前記第一の接触ラインと前記第二の接触ラインとが内径方向へ向かうにつれて軸方向へ遠ざかる複列アンギュラ玉軸受又は背面組合わせアンギュラ玉軸受を含んで構成されていることが好ましい。

あるいは、前記第一の軸受部は、単列の４点接触玉軸受で構成されていることが好ましい。

これらの各態様において、前記出力軸又は前記軸受筒に係合して前記第一の軸受部の軸方向一端側への移動を規制する止め輪を配置し、前記止め輪と前記出力軸又は前記止め輪と前記軸受筒との係合部を軸方向に対して傾斜するテーパ面とした構成を採用することができる。

これらの各態様において、前記電磁クラッチよりも軸方向他端側に前記ハウジングに対して前記電磁クラッチ及び前記入力軸を軸方向他端側へ押圧する予圧付与用弾性部材を配置し、前記予圧付与用弾性部材は、前記ハウジングの軸方向他端に設けられた固定手段によって軸方向他端側への移動が規制されている構成を採用することができる。

この発明は、ハウジングの軸方向一端に設けられた軸受筒の内面と出力軸の外面との間に、ボールと外輪及び内輪との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して成す接触角を０度より大きく設定した玉軸受を含む第一の軸受部を配置したので、第一の軸受部は、アキシアル荷重支持用の軸受として機能する。このため、大きなアキシアル荷重が負荷された場合でも、ハウジング内に組込まれた内蔵部品のガタツキを防止することができる。

この発明に係る回転伝達装置の使用例を示す装置の略図 この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断面図 （ａ）は図２のIII−III線に沿った断面図、（ｂ）はローラの係合状態を示す断面図 図２のIV−IV線に沿った断面図 図４のV−V線に沿った断面図 図２のVI−VI線に沿った断面図 （ａ）は図６のVII−VII線に沿った断面図、(ｂ)は（ａ）の作動状態を示す断面図 図２のVIII−VIII線に沿った断面図 回転伝達装置の軸方向一端の第一の軸受部付近の拡大図 回転伝達装置の軸方向他端の予圧付与用弾性部材付近の拡大図 第一の軸受部の他の実施形態を示す拡大図

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の回転伝達装置８０は、例えば、図１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８８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８７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。

この車両用操舵装置は、ステアリングホイール８８と、そのステアリングホイール８８の操舵角に応じて左右一対の車輪８７の向きが変わるように一対の車輪８７を動かす転舵ユニット８５と、ステアリングホイール８８と転舵ユニット８５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８０を有する。回転伝達装置８０は、正常時はステアリングホイール８８と転舵ユニット８５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８８と転舵ユニット８５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。

回転伝達装置８０は、入力軸１が軸継手を介してステアリングホイール８８側のシャフト８１に接続されるとともに、出力軸２が軸継手を介して転舵ユニット８５側のシャフト８２に接続されている。転舵ユニット８５内の構造としては、ラック、ピニオン等の周知の伝達機構を採用できる。図１に示す転舵ユニット８５の例では、シャフト８２とともに回転する第一部材８３の回転が、左右一対の車輪８７間を結ぶ第二部材８４の左右方向への動きに変換される。第二部材８４の左右方向への動きによって、車両のフレームに支持されたアーム（タイロッド）８６を介して、左右一対の車輪８７を同時に同方向へ転舵させる。

図２に、回転伝達装置８０の詳細を示す。回転伝達装置８０は、入力軸１と、その入力軸１の軸方向一端側に同軸上に配置された出力軸２と、入力軸１から出力軸２への回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチ１０と、２方向クラッチ１０の係合及び係合解除を制御するため前記２方向クラッチ１０の軸方向他端側に配置された電磁クラッチ６０と、２方向クラッチ１０及び電磁クラッチ６０を覆うハウジング３とを有している。

ハウジング３は円筒状を成し、その軸方向一端側の端部には、その内面がやや小径となった軸受筒４が設けられている。軸受筒４内に組み込まれた第一の軸受部７０によって、ハウジング３に対して出力軸２が回転自在に支持されている。

図１から図３に示すように、２方向クラッチ１０は、出力軸２の軸方向他端側の端部に設けられたクラッチ外輪１１の内周に円筒面１２が設けられ、入力軸１の軸方向一端側の端部に設けられたカムリング１３の外周に複数のカム面１４が周方向に沿って形成されている。

複数のカム面１４のそれぞれと円筒面１２間に、周方向に対向する一対のローラ１５と弾性部材２０とが組み込まれている。その対向一対のローラ１５を保持器１６で保持し、カムリング１３の軸回り一方向への回転により、一対のローラ１５の一方を円筒面１２及びカム面１４に係合させてカムリング１３の回転を外輪１１に伝達し、また、カムリング１３の他方向への回転時に他方のローラ１５を円筒面１２およびカム面１４に係合させてカムリング１３の回転を外輪１１に伝達するようにしている。

ここで、クラッチ外輪１１の閉塞端部の内面側には、小径の凹部１７が形成されている。凹部１７内に組み込まれた第二の軸受部１８によって、入力軸１の軸方向一端側の端部が、クラッチ外輪１１及び出力軸２に対して回転自在に支持されている。この実施形態では、第二の軸受部１８として、深溝玉軸受が採用されている。

カムリング１３は入力軸１に一体に形成されている。そのカムリング１３の外周に形成されたカム面１４は、周方向に沿って相反する方向に傾斜する一対の傾斜面１４ａ、１４ｂから形成されて、クラッチ外輪１１の円筒面１２との間に、周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成している（図３参照）。一対の傾斜面１４ａ、１４ｂ間には、カムリング１３の接線方向に向く平坦なばね支持面１９が設けられ、そのばね支持面１９によって弾性部材２０が支持されている。

この実施形態の弾性部材２０は、コイルばねからなる。弾性部材２０は、一対のローラ１５間に配置され、その弾性部材２０で一対のローラ１５を周方向に沿う方向へ付勢する。ここでは、弾性部材２０は、周方向に対向する一対のローラ１５を、周方向に沿って互いに離反する方向に付勢し、その一対のローラ１５を、円筒面１２及びカム面１４に係合するスタンバイ位置に配置している。

保持器１６は、ローラ１５を周方向に沿って保持している。電磁クラッチ６０への通電により、保持器１６が周方向へ回転動作することにより、弾性部材２０の付勢力に抗してローラ１６をくさび形空間内の係合解除方向へ移動させる。

この実施形態の保持器１６は、制御保持器１６Ａと、回転保持器１６Ｂとからなる。図１、図３及び図４に示すように、制御保持器１６Ａは、環状のフランジ２１の片面外周部にカム面１４と同数の柱部２２を、周方向に沿って等間隔に有している。その隣接する柱部２２間に円弧状の長孔２３が形成され、外周には柱部２２と反対向きに筒部２４を設けた構成とされている。

回転保持器１６Ｂは、環状のフランジ２５の外周に、カム面１４と同数の柱部２６を、周方向に沿って等間隔に有している。

制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂは、制御保持器１６Ａに設けた長孔２３内に回転保持器１６Ｂの柱部２６が挿入されて、制御保持器１６Ａの柱部２２と回転保持器１６Ｂの柱部２６が、周方向に交互に並ぶ組み合わせとされている。そして、その組み合わせ状態で、両方の柱部２２、２６の先端部が、クラッチ外輪１１とカムリング１３間に配置されている。また、制御保持器１６Ａのフランジ２１、及び、回転保持器１６Ｂのフランジ２５が、入力軸１の外周に嵌合された支持リング２８とクラッチ外輪１１との間に位置するように組込まれている。

上記のような制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの組込みによって、図３に示すように、制御保持器１６Ａの柱部２２と回転保持器１６Ｂの柱部２６間に、ポケット２７が形成される。ポケット２７の内面は、カムリング１３のカム面１４と径方向で対向し、各ポケット２７内に、対向一対のローラ１５及び弾性部材２０が組込まれている。

また、図２に示すように、制御保持器１６Ａのフランジ２１、及び、回転保持器１６Ｂのフランジ２５は、入力軸１の外周に形成されたスライド案内面２９に沿ってスライド自在に支持されている。回転保持器１６Ｂのフランジ２５と、入力軸１に嵌合された支持リング２８との間には、スラスト軸受３０が組み込まれている。

スラスト軸受３０は、回転保持器１６Ｂが電磁クラッチ６０側に移動するのを防止する状態で、その回転保持器１６Ｂを入力軸１に対して回転自在に支持している。

図２及び図６に示すように、制御保持器１６Ａのフランジ２１と回転保持器１６Ｂのフランジ２５との間には、トルクカム５０が設けられている。図７（ａ）（ｂ）に示すように、トルクカム５０は、制御保持器１６Ａにおけるフランジ２１と回転保持器１６Ｂにおけるフランジ２５の対向面のそれぞれに、周方向の中央部で深く両端に至るにしたがって次第に浅くなる対向一対のカム溝５１、５２が設けられている。一方のカム溝５１と、他方のカム溝５２との間には、ボール５３が組み込まれている。

カム溝５１、５２として、ここでは、その底面が周方向に沿って円弧状に湾曲する溝を示したが、これ以外にも、カム溝５１、５２として、例えば、その底面が周方向に沿ってＶ字状に屈曲するＶ溝等であってもよい。

トルクカム５０は、制御保持器１６Ａのフランジ２１が回転保持器１６Ｂのフランジ２５に接近する方向に制御保持器１６Ａが軸方向へ移動した際に、図７（ａ）に示すように、ボール５３がカム溝５１、５２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１６Ａと回転保持器１６Ｂをポケット２７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２、図４及び図５に示すように、カムリング１３の軸方向一端面とスライド案内面２９の交差部には、スライド案内面２９より大径の円筒形のホルダ嵌合面５４が形成され、そのホルダ嵌合面５４に、ばねホルダ５５が嵌合されている。

ばねホルダ５５は、その内周の対向位置に形成された係合面５６とホルダ嵌合面５４に設けられた平坦面５７との係合によって回り止めされ、かつ、軸方向に非可動の支持とされている。ばねホルダ５５の外周には、ローラ１５が軸方向に脱落するのを防止する抜止め片５８が設けられている。また、抜止め片５８には、弾性部材２０の径方向外方への移動および軸方向への移動を防止するばね保持片５９が設けられている。

図２に示すように、電磁クラッチ６０は、制御保持器１６Ａに形成された筒部２４の端面と軸方向で対向するアーマチュア６１と、そのアーマチュア６１と軸方向で対向するロータ６２と、そのロータ６２と軸方向で対向する電磁石６３とを有している。

図２に示すように、アーマチュア６１は、支持リング２８の外周に嵌合されて回転自在に、且つ、スライド自在に支持されている。アーマチュア６１の外周部に設けられた連結筒６５の内径面に、制御保持器１６Ａの筒部２４が圧入されて、制御保持器１６Ａとアーマチュア６１が連結一体化されている。その連結によってアーマチュア６１は、支持リング２８の円筒状外径面６４と、入力軸１の外周のスライド案内面２９の軸方向の２箇所において、スライド自在に支持されている。

また、支持リング２８は、入力軸１のスライド案内面２９の軸方向他端側に形成された段部によって、軸方向に位置決めされている。

ロータ６２は、入力軸１の外周に嵌合され、支持リング２８との間に組み込まれたシムによって軸方向に位置決めされ、且つ、入力軸１に対して回り止めされている。

電磁石６３は、電磁コイル６３ａと、その電磁コイル６３ａを支持するコア６３ｂとからなる。コア６３ｂは、ハウジング３の軸方向他端側の開口内に嵌合されている。また、コア６３ｂは、入力軸１の外周に嵌合された第三の軸受部６７を介して、入力軸１に対して相対回転自在に支持されている。この実施形態では、第三の軸受部６７として、深溝玉軸受が採用されている。

第三の軸受部６７は、コア６３ｂの軸方向他端側の内径面に取付けた止め輪によって、軸方向他端側へ抜止めされている。

図２に示す電磁クラッチ６０の電磁コイル６３ａに対する通電の遮断状態では、２方向クラッチ１０のローラ１５は、図３（ｂ）に示すように、クラッチ外輪１１の円筒面１２及びカムリング１３のカム面１４との間のくさび形空間に係合する状態にある。

このため、入力軸１が軸回り一方向に回転すると、その回転は、カムリング１３から対向一対のローラ１５の一方を介してクラッチ外輪１１に伝達される。これにより、出力軸２が入力軸１と軸回り同方向に回転する。また、入力軸１が軸回り他方向に回転すると、その回転は他方のローラ１５を介して出力軸２に伝達される。これにより、出力軸２が入力軸１と軸回り同方向に回転する。

２方向クラッチ１０の係合状態で、電磁クラッチ６０の電磁コイル６３ａに通電すると、アーマチュア６１に吸引力が作用し、アーマチュア６１が軸方向に移動してロータ６２に吸着される。

このとき、アーマチュア６１と制御保持器１６Ａとは、連結筒６５と筒部２４の嵌合によって連結一体化されているため、アーマチュア６１の軸方向への移動に伴って制御保持器１６Ａは、そのフランジ２１が回転保持器１６Ｂのフランジ２５に接近する方向に移動する。すなわち、電磁クラッチ６０に対する通電により、制御保持器１６Ａは、フランジ２１，２５間の間隔が狭くなる方向へ移動する。

この制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの相対移動により、図７（ｂ）に示すボール５３が、図７(ａ)に示すように、カム溝５１、５２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１６Ａと回転保持器１６Ｂは、ポケット２７の周方向幅が小さくなる方向に相対回転する。

制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの相対回転により、図３(ｂ)に示す係合状態にある対向一対のローラ１５は、制御保持器１６Ａの柱部２２と回転保持器１６Ｂの柱部２６に押されて、互いに中立位置に向けて移動する。これにより、対向一対のローラ１５は、図３(ａ)に示すように、係合解除状態に移行してその位置に保持される。

この状態で、入力軸１が軸回り回転しても、その回転は出力軸２に伝達されず、入力軸１がフリー回転する。

ここで、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂとの相対回転の際に、制御保持器１６Ａ及び回転保持器１６Ｂのそれぞれを、ローラ１５の中立位置に対応する位置で停止させる回転角規制手段を備えていてもよい。

ところで、回転伝達装置８０の入力軸１や出力軸２には、入力軸１と出力軸２とを軸方向に離反させる方向のアキシアル荷重や、入力軸１と出力軸２とを軸方向に接近させる方向のアキシアル荷重が作用することがある。

例えば、図１に示すような回転伝達装置８０の使用例においては、ハウジング３が車両のフレームに固定されている状況で、回転伝達装置８０の出力軸２側（シャフト８２側）から、その出力軸２を回転伝達装置８０内へ押し込む方向へ、又は、その出力軸２を回転伝達装置８０外へ引き出す方向へ、大きなアキシアル荷重が負荷される場合がある。また、場合によっては、回転伝達装置８０の入力軸１側（シャフト８１側）から、その入力軸１を回転伝達装置８０内へ押し込む方向へ、又は、その入力軸１を回転伝達装置８０外へ引き出す方向へ、大きなアキシアル荷重が負荷される場合がある。特に、転舵ユニット８５として、ラック、ピニオン機構等を採用する場合は、このようなアキシアル荷重が作用する。

このような大きなアキシアル荷重に対応するため、ハウジング３と出力軸２とを回転自在に支持する第一の軸受部７０として、以下の構成を採用している。

第一の軸受部７０は、ハウジング３の軸方向一端に設けられた軸受筒４の内面と、出力軸２の外面との間に、外輪７１及び内輪７２と、外輪７１及び内輪７２との間に配置された転動体としてのボール７３とを有する玉軸受で構成される。ボール７３は、保持器７４によって、外輪７１と内輪７２との間の環状空間内において、周方向に沿って保持されている。

この実施形態の第一の軸受部７０は、単列の４点接触玉軸受で構成されている。４点接触玉軸受は、図９に示すように、外輪７１の軌道面が、その軌道面の軸方向中心を挟んで軸方向一端側の軌道面７１ｂと軸方向他端側の軌道面７１ａとが折れ点で接続されている断面Ｖ字状である。また、同じく、内輪７２の軌道面が、その軌道面の軸方向中心を挟んで軸方向一端側の軌道面７２ｂと軸方向他端側の軌道面７２ａとが折れ点で接続されている断面Ｖ字状である。

また、この実施形態の内輪７２は、断面Ｖ字状の軌道面の軸方向中心に位置する折れ点を挟んで、軸方向一端側の軌道輪と軸方向他端側の軌道輪とが別部材で構成されている。

４点接触玉軸受において、図９に示すように、ボール７３と外輪７１及び内輪７２との接触点を結ぶ直線は、ラジアル方向に対して傾斜している。すなわち、接触点間を結ぶ直線は、ラジアル方向に対して成す接触角が０度より大きく、また、９０度よりも小さく設定され、さらに、その接触点間を結ぶ直線は、ラジアル方向に対して一方向に傾斜する第一の接触ラインと、他方向に傾斜する第二の接触ラインの２本が設定されている。

これにより、第一の軸受部７０は、作用するアキシアル荷重が大きい条件下であっても、２点接触状態で使用されることとなる。このため、回転伝達装置８０に対して入力軸１や出力軸２から負荷されるアキシアル荷重に対して、回転伝達装置８０のハウジング３に対する出力軸２や入力軸１の変位量を抑制することができる。したがって、大きなアキシアル荷重が負荷された場合でも、ハウジング内に組込まれた内蔵部品のガタツキを防止することができる。

なお、この４点接触玉軸受において、接触角は、０度より大きく９０度未満である必要があるが、特に、入力軸１や出力軸２から負荷される大きなアキシアル荷重に対抗するためには、接触角は、０度より大きく４５度未満であることが望ましい。

また、図９に示すように、第一の軸受部７０の外輪７１及び内輪７２の軸方向他端側の端面は、出力軸２や軸受筒４に設けた段部に当接して、第一の軸受部７０の軸方向他端側への移動は規制されている。そこで、出力軸２の外面及び軸受筒４の内面に、周方向に沿って係合溝２ａ，４ａを全周に形成し、その係合溝２ａ，４ａに、第一の軸受部７０の軸方向一端側への移動を規制する止め輪７５，７６を配置している。これにより、出力軸２や軸受筒４に対して、第一の軸受部７０の軸方向両方向への移動が規制される。

以下、出力軸２の外面に係合する止め輪７５を内径側止め輪７５、軸受筒４の内面に係合する止め輪７６を外径側止め輪７６と称する。この実施形態では、図８に示すように、内径側止め輪７５と外径側止め輪７６を別部材としているが、これらを一体の部材としてもよい。また、第一の軸受部７０の軸方向への移動が規制できるものであれば、内径側止め輪７５と外径側止め輪７６のいずれか一方のみであってもよい。

図９に示すように、内径側止め輪７５と外径側止め輪７６は、それぞれ環状を成す部材の１箇所が開口したＣ字状を成す形態である。開口部分の円周方向への隙間が拡縮することによって、環状を成す部材の外径が増減する。

ここで、内径側止め輪７５と出力軸２の外周に設けた係合溝２ａ、外径側止め輪７６と軸受筒４の内周に設けた係合溝４ａとの間のそれぞれの係合部は、軸方向に対して傾斜するテーパ面となっている。内径側止め輪７５に設けられたテーパ面７５ａが、係合溝２ａの内面に設けられたテーパ面２ｂに当接し、外径側止め輪７６に設けられたテーパ面７６ａが、係合溝４ａの内面に設けられたテーパ面４ｂに当接している。

また、内径側止め輪７５と出力軸２の係合溝２ａの底面との間には径方向への隙間ｗ２が設定され、内径側止め輪７５の軸方向他端側の端面と係合溝２ａの軸方向他端側の端面との間には、軸方向への隙間ｗ１が設定されている。さらに、外径側止め輪７６と軸受筒４の係合溝４ａの底面との間には径方向への隙間ｗ４が設定され、外径側止め輪７６の軸方向他端側の端面と係合溝４ａの軸方向他端側の端面との間には、軸方向への隙間ｗ３が設定されている。これにより、内径側止め輪７５と外径側止め輪７６の外径がそれぞれ増減することで、第一の軸受部７０と出力軸２との軸方向相対移動（ガタツキ）を、より確実に抑制できる。

さらに、回転伝達装置８０は、図２に示すように、電磁クラッチ６０よりも軸方向他端側に、ハウジング３に対して電磁クラッチ６０及び入力軸１を軸方向他端側へ押圧する予圧付与用弾性部材８を備えている。この実施形態では、予圧付与用弾性部材８としてウェーブバネを採用しているが、ウェーブバネ以外にも、皿バネ、コイルバネ等の他の形態からなる弾性部材を用いてもよい。

予圧付与用弾性部材８は、ハウジング３の軸方向他端に設けられた固定手段６によって軸方向他端側への移動が規制されている。固定手段６は、ハウジング３の内面に嵌って固定される筒状の挿入部６ａと、その挿入部６ａの軸方向他端において、外径方向に突出するフランジ部６ｂとを有するキャップとなっている。挿入部６ａの外周には、Ｏリング７が収容される周溝６ｃが全周に形成されている。周溝６ｃに収容されたＯリング７がハウジング３の内面に当接して、シールが成されている。なお、挿入部６ａの中心は、入力軸１が通過する貫通孔６ｄとなっている。

予圧付与用弾性部材８は、ハウジング３に嵌合固定された固定手段６の軸方向一端側の端面６ｅと、電磁クラッチ６０のコア６３ｂの軸方向一端側の端面（背面）との間で突っ張って、固定手段６に反力を取りながら電磁クラッチ６０を軸方向一端側に付勢する。この付勢力は、電磁クラッチ６０、入力軸１、第二の軸受部１８、出力軸２を通じて、第一の軸受部７０に伝達される。第一の軸受部７０に伝達された付勢力は、外径側止め輪７６によってハウジング３の軸受筒４に伝達される。これにより、ハウジング３内に組込まれた２方向クラッチ１０や電磁クラッチ６０等の内蔵部品に対して予圧が付与され、軸方向へのガタツキ防止の効果がさらに高められている。

また、ハウジング３は、軸方向一端側の軸受筒４付近は、出力軸２を支持するためにその内面がやや小径となっているので、予圧付与用弾性部材８の配置場所を電磁クラッチ６０よりも軸方向他端側とすることで、より大きな配置スペースを確保できる。これにより、より大径でより大きな弾性力を有する予圧付与用弾性部材８を採用することができる。

他の実施形態を図１１に示す。この実施形態は、第一の軸受部７０として、背面組合わせアンギュラ玉軸受を採用したものである。背面組合わせアンギュラ玉軸受は、組み合わせた二つのアンギュラ玉軸受のボール７３と外輪７１及び内輪７２との接触点を結ぶ直線が、第一の接触ラインと第二の接触ラインの２方向の直線で構成され、さらに、その２方向の直線は、内径方向へ向かうにつれて互いに軸方向へ遠ざかる向きとなっている。ここで、背面組合わせアンギュラ玉軸受に代えて、第一の軸受部７０として、第一の接触ラインと第二の接触ラインの２方向の直線が、内径方向へ向かうにつれて互いに軸方向へ遠ざかる複列アンギュラ玉軸受を採用してもよい。

第一の軸受部７０として、接触点間を結ぶ第一の接触ラインと第二の接触ラインの２方向の直線が、内径方向へ向かうにつれて互いに軸方向へ遠ざかる背面組合わせアンギュラ玉軸受又は複列アンギュラ玉軸受であれば、入力軸１や出力軸２から負荷されるアキシアル荷重に対して、その荷重を、外径側のハウジング３から内径側へ近づくにつれて、徐々に拡がる方向に負担することができる。外径側のハウジング３から内径側への荷重の作用方向が末拡がり状であれば、より安定的な支持が実現できる。

第一の軸受部７０としては、上記の実施形態で示した以外にも、単列のアンギュラ玉軸受、複列のアンギュラ玉軸受、又は、複数のアンギュラ玉軸受の組合わせ等の種々の構成を採用することができる。

ただし、いずれの実施形態においても、アキシアル荷重に対して強固に対抗するためには、第一の軸受部７０を構成する玉軸受又は玉軸受群に、ボール７３と外輪７１及び内輪７２との接触点を結ぶ直線が、ラジアル方向に対して一方向に傾斜する第一の接触ラインと他方向に傾斜する第二の接触ラインが設定されていることが望ましい。また、その第一の接触ラインと第二の接触ラインの方向は、内径方向へ向かうにつれて互いに軸方向へ近づく方向でもよいが、より大きなアキシアル荷重に対抗するためには、第一の接触ラインと第二の接触ラインの方向は、内径方向へ向かうにつれて互いに軸方向へ遠ざかる方向であることがより望ましい。

上記の実施形態はすべての点で例示であって、この発明は、これらの実施形態には限定されない。例えば、２方向クラッチ１０や電磁クラッチ６０、トルクカム５０等の形態は、上記の実施形態には限定されず、他の形態であってもよい。

また、上記の実施形態では、回転伝達装置８０を車両用操舵装置に用いた例について説明したが、この発明の回転伝達装置８０は、車両用操舵装置以外にも種々の用途に使用可能である。

１ 入力軸
２ 出力軸
６ 固定手段
８ 予圧付与用弾性部材
１０ ２方向クラッチ
１１ クラッチ外輪
１２ 円筒面
１３ カムリング
１４ カム面
１５ ローラ
１６ 保持器
１６Ａ 制御保持器
１６Ｂ 回転保持器
２０ 弾性部材
２１ フランジ
２２ 柱部
２５ フランジ
２６ 柱部
２７ ポケット
５０ トルクカム
５５ ばねホルダ
６０ 電磁クラッチ
７０ 第一の軸受部
７１ 外輪
７２ 内輪
７３ ボール（転動体）
７４ 軸受保持器
７５，７６ 止め輪
８０ 回転伝達装置

Claims (5)

1. 入力軸（１）と、前記入力軸（１）の軸方向一端側に同軸上に配置された出力軸（２）と、前記入力軸（１）から前記出力軸（２）への回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチ（１０）と、前記２方向クラッチ（１０）の係合及び係合解除を制御するため前記２方向クラッチ（１０）の軸方向他端側に配置された電磁クラッチ（６０）と、前記２方向クラッチ（１０）及び前記電磁クラッチ（６０）を覆うハウジング（３）と、を有し、
   前記２方向クラッチ（１０）は、前記出力軸（２）及び前記入力軸（１）の一方に設けられた円筒面（１２）と他方に設けられ周方向に沿って複数のカム面（１４）が形成されたカムリング（１３）と、前記円筒面（１２）と前記カムリング（１３）との間で形成され周方向の端部が狭小となるくさび形空間と、前記くさび形空間のそれぞれに配置されるローラ（１５）と、前記ローラ（１５）を周方向に付勢する弾性部材（２０）と、前記ローラ（１５）を保持し前記電磁クラッチ（６０）への通電により周方向へ動作して前記弾性部材（２０）の付勢力に抗して前記ローラ（１５）を前記くさび形空間への係合方向又は係合解除方向へ移動させる保持器（１６）と、を有し、
   前記ハウジング（３）の軸方向一端に設けられた軸受筒（４）の内面と前記出力軸（２）の外面との間に、外輪（７１）及び内輪（７２）と、前記外輪（７１）及び前記内輪（７２）との間に配置されたボール（７３）と、を有し、前記ボール（７３）と前記外輪（７１）及び内輪（７２）との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して傾斜する玉軸受を含む第一の軸受部（７０）を配置し、
   前記電磁クラッチ（６０）よりも軸方向他端側の前記軸受筒（４）よりも大径の部分に前記ハウジング（３）に対して前記電磁クラッチ（６０）及び前記入力軸（１）を軸方向一端側へ押圧する予圧付与用弾性部材（８）を配置し、
   前記予圧付与用弾性部材（８）は、前記ハウジング（３）の軸方向他端に設けられた固定手段（６）によって軸方向他端側への移動が規制され、前記固定手段（６）は、前記ハウジング（３）の内面に嵌って固定される筒状の挿入部（６ａ）と、その挿入部（６ａ）の軸方向他端において、外径方向に突出するフランジ部（６ｂ）とを有し、前記予圧付与用弾性部材８は、その軸方向他端側が前記挿入部（６ａ）の端面（６ｅ）によって支持されて前記電磁クラッチ（６０）及び前記入力軸（１）を軸方向一端側へ押圧している回転伝達装置。
2. 前記第一の軸受部（７０）は、単列の玉軸受、複列の玉軸受、又は複数の玉軸受の組合わせで構成され、前記第一の軸受部（７０）に、前記ボール（７３）と前記外輪（７１）及び内輪（７２）との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して一方向に傾斜する第一の接触ラインと他方向に傾斜する第二の接触ラインが設定されている
   請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記第一の軸受部（７０）は、前記第一の接触ラインと前記第二の接触ラインとが内径方向へ向かうにつれて軸方向へ遠ざかる複列アンギュラ玉軸受又は背面組合わせアンギュラ玉軸受を含んで構成される
   請求項２に記載の回転伝達装置。
4. 前記第一の軸受部（７０）は、単列の４点接触玉軸受で構成される
   請求項２に記載の回転伝達装置。
5. 前記出力軸（２）又は前記軸受筒（４）に係合して前記第一の軸受部（７０）の軸方向一端側への移動を規制する止め輪（７５，７６）を配置し、
   前記止め輪（７５）と前記出力軸（２）又は前記止め輪（７６）と前記軸受筒（４）との係合部を軸方向に対して傾斜するテーパ面とした
   請求項１から４のいずれか一つに記載の回転伝達装置。

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