JP7359434B2 - electromagnetic clutch - Google Patents

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Description

本発明は、電磁機構によりカム機構を働かせてクラッチ部を摩擦係合させる電磁クラッチに関する。 The present invention relates to an electromagnetic clutch that uses an electromagnetic mechanism to operate a cam mechanism to frictionally engage a clutch portion.

従来、電磁クラッチとして特許文献1に記載のトルク伝達機構がある。 Conventionally, there is a torque transmission mechanism described in Patent Document 1 as an electromagnetic clutch.

このトルク伝達機構は、電磁石によって作動するパイロットクラッチと、パイロットクラッチを介しトルクを受けて作動するカム機構と、カム機構のスラスト力によって締結されるメインクラッチとを備えている。 This torque transmission mechanism includes a pilot clutch operated by an electromagnet, a cam mechanism operated by receiving torque via the pilot clutch, and a main clutch that is engaged by the thrust force of the cam mechanism.

従って、電磁石の磁力によりパイロットクラッチを作動させるとカム機構が働き、メインクラッチを締結制御させることができる。 Therefore, when the pilot clutch is actuated by the magnetic force of the electromagnet, the cam mechanism is activated and the main clutch can be controlled to be engaged.

しかし、かかるトルク伝達機構は、自動車の動力伝達装置としては問題が無いものの、カム機構の他にパイロット用の多板のクラッチ板及びアーマチャを必要とし、構造が複雑となり、小型化が困難であるため、汎用のトルク伝達機構としては無理が有った。 However, although such a torque transmission mechanism poses no problems as a power transmission device for an automobile, it requires a multi-plate clutch plate and an armature for the pilot in addition to the cam mechanism, making the structure complicated and making it difficult to downsize. Therefore, it was impossible to use as a general-purpose torque transmission mechanism.

これに対し、本出願人は、パイロット用の多板のクラッチ板等を省いた小型で構造が簡単な電磁クラッチを既に提案している。 In response, the present applicant has already proposed an electromagnetic clutch that is small and simple in structure, omitting a multi-plate clutch plate for the pilot.

特開2005-344920号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-344920

解決しようとする問題点は、従来のトルク伝達機構は、自動車の動力伝達装置としては問題が無いものの、パイロット用の多板のクラッチ板を必要とし、構造が複雑となり、小型化が困難であるため、汎用のトルク伝達機構としては無理が有った点である。 The problem that we are trying to solve is that although conventional torque transmission mechanisms have no problems as power transmission devices for automobiles, they require multiple clutch plates for the pilot, making the structure complex and making it difficult to downsize. Therefore, it was difficult to use as a general-purpose torque transmission mechanism.

本願発明の電磁クラッチは、構造が簡単で、小型化を可能とし、セルフロックを抑制しながら、より大きなトルク伝達を可能とするために、相対回転可能な一対の部材の一方に支持された電磁機構と、前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されたアーマチャと、一対のカム部材の相対回転により両カム部材間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うカム機構と、前記一対のカム部材の一方が前記一対のカム部材の他方に対し軸方向で離間方向へ移動することを規制する受け部と、前記一対のカム部材の一方を前記アーマチャに対し相対回転不能且つ軸方向相対移動可能に噛み合い結合する第1の結合部と、前記一対のカム部材の他方を前記一対の部材の他方に対し一体回転可能且つ軸方向相対移動可能に結合する第2の結合部と、前記一対のカム部材の他方と前記一対の部材の一方との間に形成され前記スラスト力を受けて前記一対のカム部材の他方を前記一対の部材の一方に摩擦係合させるクラッチ部とを備えたことを特徴とする。 The electromagnetic clutch of the present invention has a simple structure, enables miniaturization, suppresses self-locking, and enables larger torque transmission. a mechanism, an armature disposed to be able to rotate relative to the electromagnetic mechanism and to be able to be attracted to the electromagnetic mechanism, a cam mechanism that exerts a thrust force between the pair of cam members and transmits torque by relative rotation of the pair of cam members; a receiving portion that restricts one of the pair of cam members from moving away from the other of the pair of cam members in the axial direction; a first coupling part that engages and couples the pair of cam members so as to be relatively movable; a second coupling part that couples the other of the pair of cam members to the other of the pair of members so as to be integrally rotatable and relatively movable in the axial direction; a clutch portion formed between the other of the pair of cam members and one of the pair of members, and receiving the thrust force to frictionally engage the other of the pair of cam members with one of the pair of members. It is characterized by

本願発明の電磁クラッチは、上記構成であり、一対の部材の一方に支持された電磁機構がアーマチャを吸引して第1の結合部及びカム機構を介し一対の部材間の電磁力に応じたトルク伝達を可能とする。同時に第1の結合部と一対の部材の他方との間でカム機構が働きそのスラスト力を受けて一対のカム部材の他方が一対の部材の一方にクラッチ部により摩擦係合し、スラスト力に応じたトルク伝達を可能とする。 The electromagnetic clutch of the present invention has the above-mentioned configuration, in which the electromagnetic mechanism supported by one of the pair of members attracts the armature and generates a torque according to the electromagnetic force between the pair of members via the first coupling portion and the cam mechanism. enable transmission. At the same time, a cam mechanism operates between the first coupling part and the other of the pair of members, and in response to the thrust force, the other of the pair of cam members is frictionally engaged with one of the members by the clutch part, and in response to the thrust force. This enables torque transmission according to the requirements.

このため、構造が簡単で部品点数を少なくし、小型化が可能としながら大きなトルク伝達が可能となり、汎用のトルク伝達機構として無理なく適用することができる。 Therefore, the structure is simple, the number of parts is reduced, and it is possible to reduce the size while transmitting a large torque, and it can be easily applied as a general-purpose torque transmission mechanism.

しかも、カム機構によるカムスラスト力がアーマチュアに直接入力されることはないので、カムスラスト力がアーマチャを電磁機構側へ押し付け且つクラッチ部を締結することに起因するいわゆるセルフロックを抑制することができる。 Furthermore, since the cam thrust force from the cam mechanism is not directly input to the armature, so-called self-locking caused by the cam thrust force pressing the armature toward the electromagnetic mechanism and engaging the clutch portion can be suppressed.

電磁クラッチの断面図である。(実施例1)It is a sectional view of an electromagnetic clutch. (Example 1) トルク・ダンパー外径特性を示すグラフである。(実施例1)It is a graph showing torque damper outer diameter characteristics. (Example 1) 電磁クラッチの断面図である。(実施例2)It is a sectional view of an electromagnetic clutch. (Example 2) 電磁クラッチの断面図である。(実施例3)It is a sectional view of an electromagnetic clutch. (Example 3)

本発明は、構造が簡単で、小型化を可能とし、セルフロックを抑制しながら、より大きなトルク伝達を可能にするという目的を、以下のように実現した。 The present invention has achieved the following objectives: to have a simple structure, to enable miniaturization, and to enable larger torque transmission while suppressing self-locking.

図1のように、相対回転可能な一対の部材の一方であるハウジング17に支持された電磁機構3と、電磁機構3に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されたアーマチャ5と、一対のカム部材75、77の相対回転により両カム部材間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うカム機構7と、カム部材75がカム部材77に対し軸方向で離間方向へ移動することを規制する受け部9と、カム部材75をアーマチャ5に対し一体回転可能且つ軸方向相対移動可能に結合する第1の結合部8と、カム部材77をシャフト15に対し一体回転可能且つ軸方向相対移動可能に結合する第2の結合部11と、カム部材77とハウジング17との間に形成されスラスト力に起因する反力を受けてカム部材77をハウジング17に摩擦係合させるクラッチ部13とを備えた。 As shown in FIG. 1, an electromagnetic mechanism 3 supported by a housing 17 which is one of a pair of relatively rotatable members, an armature 5 disposed to be relatively rotatable and adsorbable to the electromagnetic mechanism 3, and a pair of The cam mechanism 7 exerts a thrust force between the cam members and transmits torque by relative rotation of the cam members 75 and 77, and restricts the cam member 75 from moving away from the cam member 77 in the axial direction. A receiving portion 9, a first coupling portion 8 that couples the cam member 75 to the armature 5 so as to be integrally rotatable and relatively movable in the axial direction, and a cam member 77 to be integrally rotatable and movable relative to the shaft 15 in the axial direction. and a clutch portion 13 that is formed between the cam member 77 and the housing 17 and frictionally engages the cam member 77 with the housing 17 in response to a reaction force caused by the thrust force. Ta.

前記第1の結合部8は、アーマチャ5及びカム部材75の双方が噛み合う連係部として回転部材10を備え、受け部9は、回転部材10に形成されたストッパー97及び回転部材10の軸方向移動を電磁機構3側に対して受けるスラスト軸受99である。 The first coupling portion 8 includes a rotating member 10 as a linking portion in which both the armature 5 and the cam member 75 engage, and the receiving portion 9 includes a stopper 97 formed on the rotating member 10 and an axial movement of the rotating member 10. This is a thrust bearing 99 that receives the electromagnetic mechanism 3 side.

前記電磁機構3及びアーマチャ5間に、回転部材10とハウジング17とに噛み合う多板クラッチ101を備えた。 A multi-plate clutch 101 that engages with the rotating member 10 and the housing 17 is provided between the electromagnetic mechanism 3 and the armature 5.

前記一対の部材は、シャフト15及びハウジング17であり、回転部材10は、シャフト15に嵌合配置された。 The pair of members are a shaft 15 and a housing 17, and the rotating member 10 is fitted into the shaft 15.

図4のように、コア41に支持された電磁機構3と、電磁機構3に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されたアーマチャ5と、カム部材83、85の相対回転により両カム部材83、85間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うカム機構7と、相対回転可能な押圧部材109、111を備えた押圧部9と、押圧部材109とカム部材83とが軸方向で離間方向へ相対移動することを規制する受け部129と、カム部材83をアーマチャ5に結合して一体的に回転可能に結合する第1の結合部13と、カム部材85と押圧部材111とをシャフト23に結合して一体的に回転可能に結合し少なくとも一方の軸方向相対移動を許容する第2、第3の結合部15、17と、カム部材85及び押圧部材111とハウジング25との間に形成されスラスト力を受けてカム部材85及び押圧部材111をハウジング25に摩擦係合させる第1、第2のクラッチ部19、21とを備えた。 As shown in FIG. 4, the electromagnetic mechanism 3 supported by the core 41, the armature 5 arranged to be able to rotate relative to the electromagnetic mechanism 3 and to be attracted to it, and the cam members 83 and 85 are rotated relative to each other. , 85, a cam mechanism 7 that exerts a thrust force and transmits torque, a pressing section 9 that includes relatively rotatable pressing members 109 and 111, and a pressing member 109 and a cam member 83 that are separated in the axial direction. a receiving portion 129 that restricts relative movement to the armature 5; a first connecting portion 13 that connects the cam member 83 to the armature 5 so as to be integrally rotatable; Formed between the cam member 85, the pressing member 111, and the housing 25, second and third connecting portions 15, 17 that are integrally and rotatably connected to each other and allow relative movement in the axial direction of at least one of them. It includes first and second clutch parts 19 and 21 that frictionally engage the cam member 85 and the pressing member 111 with the housing 25 in response to thrust force.

前記カム部材83は、軸方向に延びてアーマチャ5に係合により結合を行わせる連係部93を備え、押圧部材109は、連係部93に嵌合配置され、受け部11は、連係部93に設けられたストッパーであり、連係部93は、カム部材85及び押圧部材111に形成した足部105、125を径方向に挿通させる挿通部97を備えた。 The cam member 83 includes a linking part 93 that extends in the axial direction and connects the armature 5 by engagement, the pressing member 109 is fitted into the linking part 93, and the receiving part 11 is fitted into the linking part 93. The connecting portion 93 is a stopper provided, and includes an insertion portion 97 through which the leg portions 105 and 125 formed on the cam member 85 and the pressing member 111 are inserted in the radial direction.

前記一対の部材は、シャフト23及びハウジング25であり、カム部材85及び押圧部材111は、シャフト23にスプライン係合により結合を行わせた。 The pair of members are the shaft 23 and the housing 25, and the cam member 85 and the pressing member 111 are connected to the shaft 23 by spline engagement.

前記カム機構7は、一対のカム部材83、85に形成したカム溝87、89にカムボール91を介在させて構成し、押圧部9は、一対の押圧部材109、111間に押圧ボール117を介在させて構成した。 The cam mechanism 7 has a cam ball 91 interposed in cam grooves 87 and 89 formed in a pair of cam members 83 and 85, and the pressing part 9 has a pressing ball 117 interposed between a pair of pressing members 109 and 111. I configured it.

図1は、電磁クラッチの断面図である。 FIG. 1 is a sectional view of an electromagnetic clutch.

電磁クラッチ1は、電磁機構3と、アーマチャ5と、カム機構7と、第1の結合部8と、第2の結合部11と、受け部9と、クラッチ部13とを備えている。 The electromagnetic clutch 1 includes an electromagnetic mechanism 3, an armature 5, a cam mechanism 7, a first coupling part 8, a second coupling part 11, a receiving part 9, and a clutch part 13.

[電磁機構]
前記電磁機構3は、相対回転可能な一対の部材の一方に支持されている。一対の部材は、特に限定はされないが、実施例ではシャフト15とハウジング17とで構成している。シャフト15が一対の部材の他方を構成し、ハウジング17が一対の部材の一方を構成する。但し、一対の部材の一方、他方は、一対の部材間の相対的な関係であり、シャフト15が一対の部材の一方を構成し、ハウジング17が一対の部材の他方を構成してもよい。シャフト15及びハウジング17の相対回転は、固定配置されたハウジング17側に対するシャフト15の回転である。但し、一対の部材の双方が回転することにより相対回転させることもできる。
[Electromagnetic mechanism]
The electromagnetic mechanism 3 is supported by one of a pair of relatively rotatable members. Although not particularly limited, the pair of members includes a shaft 15 and a housing 17 in the embodiment. The shaft 15 constitutes the other of the pair of members, and the housing 17 constitutes one of the pair of members. However, one and the other of the pair of members is a relative relationship between the pair of members, and the shaft 15 may constitute one of the pair of members, and the housing 17 may constitute the other of the pair of members. The relative rotation between the shaft 15 and the housing 17 is the rotation of the shaft 15 with respect to the housing 17 which is fixedly arranged. However, relative rotation can also be achieved by rotating both of the pair of members.

前記シャフト15は、一般部19と基部21とフランジ部23とで段付き状に形成されている。フランジ部23の外周には、噛み合い歯25が形成されている。 The shaft 15 is formed into a stepped shape including a general portion 19, a base portion 21, and a flange portion 23. Engaging teeth 25 are formed on the outer periphery of the flange portion 23 .

前記ハウジング17は、アルミ合金等により一端が開口された有底円筒状に形成され、僅かに段付き状に形成されている。ハウジング17は、開口周壁部27と中間周壁部29と基部周壁部31と側壁部33とを備えている。前記開口周壁部27は、相対的に大径に形成され、内周に雌ねじ部35を備えている。基部周壁部31の内周面37は、コーン面として形成されている。 The housing 17 is formed of aluminum alloy or the like into a cylindrical shape with an open end and a slightly stepped shape. The housing 17 includes an opening peripheral wall part 27, an intermediate peripheral wall part 29, a base peripheral wall part 31, and a side wall part 33. The opening peripheral wall portion 27 is formed to have a relatively large diameter, and is provided with a female screw portion 35 on the inner periphery. The inner peripheral surface 37 of the base peripheral wall portion 31 is formed as a cone surface.

前記ハウジング17の内周と後述のカム部材77の外周とで構成されるコーン面(摩擦トルク発生箇所)は、少なくとも摩擦に耐えうる材料(例えば、黄銅、りん青銅等)で形成されている。前記コーン面がアルミ合金等の場合はコーン面の間に摩擦材を挟みこむ必要がある。 前記電磁機構3は、電磁コイル39と磁性体製のコア41とを備えている。電磁コイル39は、コア41の凹部43に樹脂45を介して位置決められている。電磁コイル39のリード線(図示せず。)は外部に引き出され、コントローラを介してバッテリに接続されている。コントローラは、電磁コイル39の励磁、PWM制御による励磁電流の制御、励磁停止などを行う。 A cone surface (friction torque generation location) constituted by the inner periphery of the housing 17 and the outer periphery of the cam member 77, which will be described later, is made of a material that can at least withstand friction (for example, brass, phosphor bronze, etc.). If the cone surface is made of aluminum alloy or the like, it is necessary to insert a friction material between the cone surfaces. The electromagnetic mechanism 3 includes an electromagnetic coil 39 and a core 41 made of a magnetic material. The electromagnetic coil 39 is positioned in the recess 43 of the core 41 via a resin 45. A lead wire (not shown) of the electromagnetic coil 39 is drawn out to the outside and connected to the battery via the controller. The controller excites the electromagnetic coil 39, controls the excitation current by PWM control, stops excitation, and the like.

前記コア41の外周には雄ねじ部47が形成されている。コア41の内端部48は、相対的に縮径形成されている。コア41の内周には、シール支持凹部49の軸方向両側にラジアル軸受嵌合凹部51、53が形成されている。コア41の軸方向内端部内周には、スラスト軸受嵌合凹部55がラジアル軸受嵌合凹部53に隣接して段付き状に形成されている。コア41の軸方向外端面には、ラジアル軸受嵌合凹部51の外周側に凸部57が周回状に形成されている。凸部57の外周側でコア41の外端面には、外部取り付け用の雌ねじ穴59が形成されている。 A male threaded portion 47 is formed on the outer periphery of the core 41 . The inner end portion 48 of the core 41 is formed with a relatively reduced diameter. Radial bearing fitting recesses 51 and 53 are formed on the inner periphery of the core 41 on both sides of the seal support recess 49 in the axial direction. A thrust bearing fitting recess 55 is formed in a stepped shape adjacent to the radial bearing fitting recess 53 on the inner periphery of the axially inner end of the core 41 . On the outer end surface of the core 41 in the axial direction, a protrusion 57 is formed in a circumferential manner on the outer peripheral side of the radial bearing fitting recess 51 . A female threaded hole 59 for external attachment is formed on the outer end surface of the core 41 on the outer peripheral side of the convex portion 57 .

前記コア41は、前記ハウジング17の開口内に嵌合されている。コア41の雄ねじ部47は、ハウジング17の雌ねじ部35に螺合結合されている。この状態でコア41の内端部48は、ハウジング17の中間周壁部29に嵌合している。コア41の内端部48には、オーリング61が支持され、ハウジング17の中間周壁部29に密接している。コア41の雄ねじ部47には、ハウジング17外で止めナット63が螺合され、ハウジング17の外端に対して締結されている。コア41は、ハウジング17と一体的に結合され、ハウジング17側の部材としても機能している。 The core 41 is fitted into the opening of the housing 17. The male threaded portion 47 of the core 41 is threadedly coupled to the female threaded portion 35 of the housing 17 . In this state, the inner end portion 48 of the core 41 is fitted into the intermediate peripheral wall portion 29 of the housing 17. An O-ring 61 is supported on the inner end 48 of the core 41 and is in close contact with the intermediate peripheral wall 29 of the housing 17 . A locking nut 63 is screwed onto the male threaded portion 47 of the core 41 outside the housing 17 and fastened to the outer end of the housing 17 . The core 41 is integrally coupled with the housing 17 and also functions as a member on the housing 17 side.

前記ナット63を使用するメリットとして、「ゆるみ止め」と「縦方向のガタ調整」とが挙げられる。「縦方向のガタ調整」をすることによりバックラッシを小さくすることができ、トルク伝達の応答性を向上することができる。 Advantages of using the nut 63 include "loosening prevention" and "vertical play adjustment". By performing "vertical play adjustment", backlash can be reduced and torque transmission responsiveness can be improved.

前記コア41の内周は、前記シャフト15の一般部19外周に嵌合されている。コア41のシール支持凹部49にシール部材65が支持され、シャフト15の一般部19外周面に密接している。コア41のラジアル軸受嵌合凹部51、53には、ラジアル軸受67、69がそれぞれ支持され、シャフト15の一般部19外周を嵌合支持している。ラジアル軸受67のインナーレースは、シャフト15の一般部19外周に嵌合支持されたストッパーリング70により位置決められている。ラジアル軸受69のインナーレースは、シャフト15の一般部19と基部21との間の段付き部端面に突き当てられている。 The inner periphery of the core 41 is fitted to the outer periphery of the general portion 19 of the shaft 15. A seal member 65 is supported in the seal support recess 49 of the core 41 and is in close contact with the outer peripheral surface of the general portion 19 of the shaft 15. Radial bearings 67 and 69 are supported in the radial bearing fitting recesses 51 and 53 of the core 41, respectively, and fit and support the outer periphery of the general portion 19 of the shaft 15. The inner race of the radial bearing 67 is positioned by a stopper ring 70 that is fitted and supported on the outer periphery of the general portion 19 of the shaft 15. The inner race of the radial bearing 69 abuts against the end surface of the stepped portion between the general portion 19 and the base portion 21 of the shaft 15.

[アーマチャ]
前記アーマチャ5は、前記電磁機構3に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されている。アーマチャ5は、リング状に形成され、ハウジング17の中間周壁部29の内周に嵌合配置され、電磁機構3のコア41に吸着移動可能に対向している。アーマチャ5の内周には、インナースプライン71が形成されている。アーマチャ5の背面73は、テーパー状に形成されている。
[Armacha]
The armature 5 is arranged so as to be able to rotate relative to the electromagnetic mechanism 3 and to be able to attract it. The armature 5 is formed into a ring shape, is disposed to fit on the inner periphery of the intermediate peripheral wall portion 29 of the housing 17, and faces the core 41 of the electromagnetic mechanism 3 so as to be movable by attraction. An inner spline 71 is formed on the inner periphery of the armature 5. The back surface 73 of the armature 5 is formed into a tapered shape.

[カム機構]
前記カム機構7は、一対のカム部材75、77の相対回転により両カム部材75,77間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うトルクカムを構成する。カム部材75,77には、対向面にそれぞれカム溝79,81が形成されている。カム溝79、81間には、カムボール83が嵌合配置されている。
[Cam mechanism]
The cam mechanism 7 constitutes a torque cam that exerts a thrust force between the pair of cam members 75 and 77 by relative rotation of the two cam members 75 and 77, and also transmits torque. Cam members 75 and 77 have cam grooves 79 and 81 formed on opposing surfaces, respectively. A cam ball 83 is fitted between the cam grooves 79 and 81.

前記カム部材75、77の一方であるカム部材75は、同他方であるカム部材77よりも小径に形成されている。カム部材75のアーマチャ5側の面85は、アーマチャ5の背面73に対向する凹状のテーパー面に形成されている。カム部材75の内周には、インナースプライン87が形成されている。 The cam member 75, which is one of the cam members 75 and 77, is formed to have a smaller diameter than the cam member 77, which is the other cam member. A surface 85 of the cam member 75 on the armature 5 side is formed into a concave tapered surface facing the back surface 73 of the armature 5. An inner spline 87 is formed on the inner periphery of the cam member 75.

前記カム部材77は、外周部89が一方のカム部材75の外周囲に突出するように形成され、外周部89が相対的に幅広に形成されている。カム部材77の外周部89の外周面91は、コーン面に形成されている。カム部材77の内周には、噛み合い歯93が形成され、シャフト15のフランジ部23の噛み合い歯25に噛合っている。 The cam member 77 is formed such that an outer peripheral portion 89 protrudes from the outer periphery of one of the cam members 75, and the outer peripheral portion 89 is formed relatively wide. The outer circumferential surface 91 of the outer circumferential portion 89 of the cam member 77 is formed into a cone surface. Meshing teeth 93 are formed on the inner periphery of the cam member 77 and mesh with the meshing teeth 25 of the flange portion 23 of the shaft 15 .

なお、カム機構7は、カム溝間にローラーを介設したローラーカムで構成することもできる。 Note that the cam mechanism 7 can also be configured with a roller cam with a roller interposed between cam grooves.

[受け部]
前記受け部9は、前記カム部材の一方であるカム部材75が一対のカム部材の他方であるカム部材77に対し軸方向で離間方向へ移動することを規制し、前記アーマチャ5側へ移動して当接することを規制するものである。本実施例の受け部9は、回転部材10に形成されたストッパー97及び前記回転部材10の軸方向移動を前記電磁機構3側に対して受けるスラスト軸受99である。
[Receiving part]
The receiving portion 9 prevents the cam member 75, which is one of the cam members, from moving away from the cam member 77, which is the other of the pair of cam members, in the axial direction, and prevents the cam member 75 from moving toward the armature 5. This restricts contact between the two parts. The receiving portion 9 of this embodiment is a stopper 97 formed on the rotating member 10 and a thrust bearing 99 that receives the axial movement of the rotating member 10 toward the electromagnetic mechanism 3 side.

前記ストッパー97は、回転部材10のスプライン95周面の凹部に嵌合するストッパーリングである。ストッパー97は、カム機構7のスラスト力によりカム部材75がアーマチャ5側へ移動しようとするとき、カム部材75から回転部材10にスラスト力を伝達する。スラスト軸受99は、コア41のスラスト軸受嵌合凹部55に嵌合支持されている。このスラスト軸受99に回転部材10の端面が軸方向に突き当てられている。カム部材75から回転部材10に入力されたスラスト力がスラスト軸受99を介してコア41に入力され、カム部材75がアーマチャ5側へ移動してアーマチャ5に当接することが規制される。 The stopper 97 is a stopper ring that fits into a recess on the circumferential surface of the spline 95 of the rotating member 10. The stopper 97 transmits thrust force from the cam member 75 to the rotating member 10 when the cam member 75 attempts to move toward the armature 5 due to the thrust force of the cam mechanism 7 . The thrust bearing 99 is fitted and supported in the thrust bearing fitting recess 55 of the core 41 . The end surface of the rotating member 10 abuts against this thrust bearing 99 in the axial direction. The thrust force input from the cam member 75 to the rotating member 10 is input to the core 41 via the thrust bearing 99, and the cam member 75 is restricted from moving toward the armature 5 and coming into contact with the armature 5.

[第1の結合部]
前記第1の結合部8は、一対のカム部材75、77の一方であるカム部材75をアーマチャ5に対し一体回転可能且つ軸方向相対移動可能に結合するものである。第1の結合部8は、アーマチャ5及びカム部材75の双方が噛み合う連係部として回転部材10を備えている。
[First joint part]
The first coupling portion 8 couples the cam member 75, which is one of the pair of cam members 75 and 77, to the armature 5 such that it can rotate integrally with the armature 5 and can move relative to it in the axial direction. The first coupling portion 8 includes a rotating member 10 as a linking portion in which both the armature 5 and the cam member 75 engage.

前記回転部材10は、前記アーマチャ5及びカム部材75の双方が噛み合う構成となっている。回転部材10は、円筒状に形成され、シャフト15の基部21外周に相対回転可能に嵌合配置されている。回転部材10の外周面には、スプライン95が形成されている。スプライン95に、前記アーマチャ5及びカム部材75の双方のインナースプライン71、87が噛み合っている。スプライン95、インナースプライン71、87は、回転部材10と共に第1の結合部8を構成する。 The rotating member 10 is configured such that both the armature 5 and the cam member 75 mesh with each other. The rotating member 10 is formed in a cylindrical shape and is fitted onto the outer periphery of the base 21 of the shaft 15 so as to be relatively rotatable. A spline 95 is formed on the outer peripheral surface of the rotating member 10. Inner splines 71 and 87 of both the armature 5 and the cam member 75 are engaged with the spline 95. The spline 95 and the inner splines 71 and 87 constitute the first coupling portion 8 together with the rotating member 10 .

なお、前記第1の結合部8の回転部材10は、前記アーマチャ5が噛み合い前記一対のカム部材の一方であるカム部材75が一体的に結合された構成にすることもできる。 Note that the rotating member 10 of the first coupling portion 8 may have a structure in which the armature 5 engages with the cam member 75, which is one of the pair of cam members, and is integrally coupled.

[第2の結合部]
前記第2の結合部11は、一対のカム部材の他方であるカム部材77を前記一対の部材の他方であるシャフト15に結合して一体的に回転可能とするものである。本実施例の第2の結合部11は、前記噛み合い歯25、93が構成する。また、第2の結合部11は、前記カム部材77がスラスト方向に動くことを許容する。これにより、アーマチャ5が電磁力に応じてコア41に引き付けられ摩擦面の押付けが変動してトルクが変化するとき、シャフト15に対してカム部材77がスラスト方向への動き、ハウジング17の内周と後述のカム部材77の外周とで構成されるコーン面が変化するトルクに応じて押し付けられる。
[Second joint]
The second coupling portion 11 couples the cam member 77, which is the other of the pair of cam members, to the shaft 15, which is the other of the pair of members, so that they can rotate together. The second coupling portion 11 of this embodiment is constituted by the meshing teeth 25 and 93. Further, the second coupling portion 11 allows the cam member 77 to move in the thrust direction. As a result, when the armature 5 is attracted to the core 41 according to the electromagnetic force and the pressure of the friction surface changes and the torque changes, the cam member 77 moves in the thrust direction with respect to the shaft 15, and the inner periphery of the housing 17 moves. A cone surface constituted by the cam member 77 and the outer periphery of a cam member 77, which will be described later, is pressed in accordance with the varying torque.

[クラッチ部]
前記クラッチ部13は、前記一対のカム部材の他方であるカム部材77と前記一対の部材の一方であるハウジング17との間に形成され前記スラスト力に起因する反力を受けて前記一対のカム部材の他方であるカム部材77を前記一対の部材の一方であるハウジング17に摩擦係合させるものである。
[Clutch part]
The clutch portion 13 is formed between the cam member 77, which is the other one of the pair of cam members, and the housing 17, which is one of the pair of members, and receives the reaction force caused by the thrust force to move the pair of cams. The cam member 77, which is the other member, is frictionally engaged with the housing 17, which is one of the pair of members.

前記クラッチ部13は、前記カム部材77の外周面91と前記ハウジング17の内周面37とにより構成されている。カム部材75、77間にカムスラスト力が働くと、カム部材75が軸方向移動してストッパー97を介し回転部材10がコア41側へ移動する。この移動で回転部材10がスラスト軸受99に当接し、スラスト力がコア41に入力される。他方でカム部材77が軸方向移動しクラッチ部13を介してスラスト力がハウジング17に入力される。従って、コア41側からの反力とハウジング17からの反力とがクラッチ部13に入力され、クラッチ部13がカムスラスト力に応じて摩擦係合する。 The clutch portion 13 is constituted by an outer circumferential surface 91 of the cam member 77 and an inner circumferential surface 37 of the housing 17. When a cam thrust force acts between the cam members 75 and 77, the cam member 75 moves in the axial direction, and the rotating member 10 moves toward the core 41 via the stopper 97. With this movement, the rotating member 10 comes into contact with the thrust bearing 99, and thrust force is input to the core 41. On the other hand, the cam member 77 moves in the axial direction, and thrust force is input to the housing 17 via the clutch portion 13. Therefore, the reaction force from the core 41 side and the reaction force from the housing 17 are input to the clutch portion 13, and the clutch portion 13 is frictionally engaged according to the cam thrust force.

なお、クラッチ部13は、ハウジング17の側壁部33に形成した軸方向に向いた摩擦面とカム部材77に形成した軸方向に向いた摩擦面とで構成することもできる。摩擦面間に多板クラッチを介設することもできる。 Note that the clutch portion 13 may also be configured with an axially oriented friction surface formed on the side wall portion 33 of the housing 17 and an axially oriented friction surface formed on the cam member 77. A multi-disc clutch can also be interposed between the friction surfaces.

[制動]
かかる構成の電磁クラッチ1は、例えばハウジング17側のコア41が固定側に取り付けられ、シャフト15が、制動対象に結合される。但し、電磁クラッチ1は、車両のトルク伝達装置などとしても用いることができる。
[braking]
In the electromagnetic clutch 1 having such a configuration, for example, the core 41 on the housing 17 side is attached to the fixed side, and the shaft 15 is coupled to the object to be braked. However, the electromagnetic clutch 1 can also be used as a torque transmission device for a vehicle.

電磁コイル39への通電がオフのとき、制動対象からシャフト15に回転入力が有っても、シャフト15と共にカム機構7、回転部材10、及びアーマチャ5がハウジング17及びコア41に対して相対回転するから、シャフト15の自由な回転が許容される。 When the electromagnetic coil 39 is de-energized, even if there is a rotational input to the shaft 15 from the object to be braked, the cam mechanism 7, rotating member 10, and armature 5 together with the shaft 15 will not rotate relative to the housing 17 and the core 41. Therefore, free rotation of the shaft 15 is allowed.

電磁コイル39が通電制御されるとアーマチャ5が電磁力に応じてコア41に引き付けられる。この引き付けによりコア41に対してアーマチャ5が磁力に応じた回転抵抗を受けながら摺動回転する。この摺動回転により回転部材10を介してカム機構7のカム部材75が回転抵抗を受ける。他方、シャフト15の回転によりカム機構7のカム部材77が回転力を受ける。 When the electromagnetic coil 39 is energized, the armature 5 is attracted to the core 41 according to the electromagnetic force. Due to this attraction, the armature 5 slides and rotates with respect to the core 41 while receiving rotational resistance according to the magnetic force. Due to this sliding rotation, the cam member 75 of the cam mechanism 7 is subjected to rotational resistance via the rotating member 10. On the other hand, due to the rotation of the shaft 15, the cam member 77 of the cam mechanism 7 receives rotational force.

カム部材75に働く電磁機構3側による回転抵抗とカム部材77に働くシャフト15側の回転力とによりカムボール83及びカム溝79,81間でカムスラスト力が発生する。 A cam thrust force is generated between the cam ball 83 and the cam grooves 79 and 81 due to the rotational resistance from the electromagnetic mechanism 3 side acting on the cam member 75 and the rotational force from the shaft 15 side acting on the cam member 77 .

このカムスラスト力により前記のようにクラッチ部13がカムスラスト力に応じて摩擦係合しカム部材77を介して制動力がシャフト15に働く。 Due to this cam thrust force, the clutch portion 13 is frictionally engaged in accordance with the cam thrust force as described above, and a braking force is applied to the shaft 15 via the cam member 77.

また、電磁機構3によるアーマチャ5の回転抵抗は、カム機構7を介してシャフト15に働く。 Furthermore, the rotational resistance of the armature 5 caused by the electromagnetic mechanism 3 acts on the shaft 15 via the cam mechanism 7.

従って、シャフト15は、電磁コイル39への通電のオンによりカムスラスト力に応じた制動力と電磁力に応じたアーマチャ5の回転抵抗とにより制動力を受け、対象を制動することができる。 Therefore, when the electromagnetic coil 39 is energized, the shaft 15 receives a braking force due to the braking force according to the cam thrust force and the rotational resistance of the armature 5 according to the electromagnetic force, and can brake the object.

コントローラにより電磁コイル39の励磁電流を制御すると、アーマチャ5の引き付け力が変化してアーマチャ5によるシャフト15に対する回転抵抗及びカム機構7のカムスラスト力が変わり、シャフト15に対する制動力の大きさを調整することができる。 When the excitation current of the electromagnetic coil 39 is controlled by the controller, the attractive force of the armature 5 changes, the rotational resistance of the armature 5 to the shaft 15 and the cam thrust force of the cam mechanism 7 change, and the magnitude of the braking force to the shaft 15 is adjusted. be able to.

このとき、カム機構7のスラスト力は、カム部材75からストッパー97、回転部材10、スラスト軸受99を介してコア41に入力されるからカム部材75からアーマチャ5にカムスラスト力が入力されることは無い。 At this time, the thrust force of the cam mechanism 7 is input from the cam member 75 to the core 41 via the stopper 97, the rotating member 10, and the thrust bearing 99, so the cam thrust force is not input from the cam member 75 to the armature 5. None.

[作用効果]
本発明実施例の電磁クラッチ1は、相対回転可能な一対の部材の一方であるハウジング17に支持された電磁機構3と、電磁機構3に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されたアーマチャ5と、一対のカム部材75、77の相対回転により両カム部材75、77間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うカム機構7と、アーマチャ5及び一対のカム部材の一方であるカム部材75が噛み合う回転部材10と、カム部材75がアーマチャ5側へ移動して当接することを規制する受け部9としてのストッパー97及びスラスト軸受99と、カム部材77をシャフト15に結合して一体的に回転可能とする第2の結合部11としての噛合い部25、93と、カム部材77とハウジング17との間に形成され前記スラスト力に起因するコア41及びハウジング17での反力を受けてカム部材77をハウジング17に摩擦係合させるクラッチ部13とを備えた。
[Effect]
The electromagnetic clutch 1 according to the embodiment of the present invention includes an electromagnetic mechanism 3 supported by a housing 17, which is one of a pair of relatively rotatable members, and an armature 5 arranged to be relatively rotatable and adsorbable to the electromagnetic mechanism 3. , a cam mechanism 7 that exerts a thrust force between the cam members 75 and 77 and transmits torque by relative rotation of the pair of cam members 75 and 77, and a cam member 75 that is one of the armature 5 and the pair of cam members. The rotating member 10 that engages with the rotating member 10, the stopper 97 as the receiving portion 9 that restricts the cam member 75 from moving toward the armature 5 side and the thrust bearing 99, and the cam member 77 are integrally coupled to the shaft 15. It is formed between the meshing parts 25 and 93 as the second coupling part 11 that is rotatable, the cam member 77 and the housing 17, and receives the reaction force in the core 41 and the housing 17 caused by the thrust force. A clutch portion 13 that frictionally engages the cam member 77 with the housing 17 is provided.

このため、ハウジング17に支持された電磁機構3がアーマチャ5を吸引して回転部材10及びカム機構7を介しハウジング17に対しシャフト15に電磁力に応じた制動力を付与することができる。 Therefore, the electromagnetic mechanism 3 supported by the housing 17 can attract the armature 5 and apply a braking force to the shaft 15 according to the electromagnetic force to the housing 17 via the rotating member 10 and the cam mechanism 7.

同時に回転部材10とシャフト15との間でカム機構7が働きそのスラスト力に起因するコア41側及びハウジング17側の反力を受けてカム部材77がハウジング17にクラッチ部13により摩擦係合する。従って、カム部材77のカムスラスト力に応じたハウジング17への摩擦係合によりカム部材77を介しシャフト15に制動力を付与することができる。 At the same time, the cam mechanism 7 operates between the rotating member 10 and the shaft 15, and the cam member 77 receives reaction forces from the core 41 side and the housing 17 side caused by the thrust force, and the cam member 77 is frictionally engaged with the housing 17 by the clutch portion 13. . Therefore, a braking force can be applied to the shaft 15 via the cam member 77 due to the frictional engagement of the cam member 77 with the housing 17 in accordance with the cam thrust force.

かかる制動力付与により、カムスラスト力がアーマチャ5をコア41に押し付け且つクラッチ部13を締結することに起因するいわゆるセルフロックを抑制することができる。 By applying such a braking force, so-called self-locking caused by the cam thrust force pressing the armature 5 against the core 41 and engaging the clutch portion 13 can be suppressed.

こうして、実施例1の電磁クラッチ1は、パイロットとしての多板のクラッチ板を不要とし、小型で大きなトルクを得ることができる。 In this way, the electromagnetic clutch 1 of the first embodiment does not require a multi-plate clutch plate as a pilot, and can obtain large torque with a small size.

しかも、電磁機構3が働くとき、電磁力に応じて働くカム機構7のカムスラスト力によるクラッチ部13の摩擦係合力と電磁力に応じたアーマチャ5の回転抵抗とがシャフト15に入力されるため、かかる点においても小型で大きなトルクを得ることができる。 Furthermore, when the electromagnetic mechanism 3 operates, the frictional engagement force of the clutch portion 13 due to the cam thrust force of the cam mechanism 7 that operates in response to the electromagnetic force and the rotational resistance of the armature 5 in response to the electromagnetic force are input to the shaft 15. In this respect as well, large torque can be obtained with a small size.

前記回転部材10は、アーマチャ5及びカム部材75が噛み合い、受け部9は、回転部材10に形成されたストッパー97及び回転部材10の軸方向移動を電磁機構3側に対して受けるスラスト軸受99である。 In the rotating member 10, the armature 5 and the cam member 75 are engaged, and the receiving portion 9 is a stopper 97 formed on the rotating member 10 and a thrust bearing 99 that receives the axial movement of the rotating member 10 toward the electromagnetic mechanism 3 side. be.

このため、カム部材75から回転部材10に入力されるカムすらスト力が電磁機構3側に確実に入力され、電磁力に応じた制動力の付与とカムスラスト力に応じた摩擦係合による制動力の付与とを各別に的確に行わせることができ、セルフロックを確実に抑制することができる。 Therefore, even the cam thrust force input from the cam member 75 to the rotating member 10 is reliably input to the electromagnetic mechanism 3 side, and a braking force is applied according to the electromagnetic force and a braking force due to frictional engagement according to the cam thrust force. It is possible to accurately apply each component separately, and self-lock can be reliably suppressed.

前記一対の部材は、シャフト15及びハウジング17であり、回転部材10は、シャフト15に嵌合配置された。 The pair of members are a shaft 15 and a housing 17, and the rotating member 10 is fitted into the shaft 15.

このため、回転部材10の支持を確実に行わせることができ、電磁力に応じて働くカム機構7のカムスラスト力と電磁力に応じたアーマチャ5の回転抵抗とを回転部材10を介して確実に伝達することができる。 Therefore, the rotating member 10 can be reliably supported, and the cam thrust force of the cam mechanism 7 acting in response to the electromagnetic force and the rotational resistance of the armature 5 in response to the electromagnetic force can be reliably transmitted through the rotating member 10. can be transmitted.

図2は、トルク・ダンパー外径特性を示すグラフである。図2の横軸は、回転ダンパーの外径[mm]である。図2の縦軸は、トルク[N・m]である。 FIG. 2 is a graph showing torque damper outer diameter characteristics. The horizontal axis in FIG. 2 is the outer diameter [mm] of the rotary damper. The vertical axis in FIG. 2 is torque [N·m].

本発明実施例の電磁クラッチ1のトルク特性と比較例のトルク特性とを外径を同一にして比較した。比較対象は、ドグクラッチタイプの一例と摩擦クラッチタイプの二例とした。 The torque characteristics of the electromagnetic clutch 1 according to the example of the present invention and the torque characteristics of a comparative example were compared with the same outer diameter. The comparison targets were one example of a dog clutch type and two examples of a friction clutch type.

本発明実施例の電磁クラッチ1のトルク特性Aに対し、ドグクラッチタイプのトルク特性B、摩擦クラッチタイプのトルク特性C、Dを得た。 For the torque characteristic A of the electromagnetic clutch 1 of the embodiment of the present invention, the torque characteristic B of the dog clutch type and the torque characteristics C and D of the friction clutch type were obtained.

ダンパー外径70mmで比較すると明らかなように、実施例のトルク特性Aでは、40[N・m]であったのに対し、比較例のトルク特性Bでは、約7.5[N・m]、同トルク特性Cでは、5[N・m]弱、同トルク特性Dでは、3[N・m]に過ぎなかった。 As is clear from a comparison with a damper outer diameter of 70 mm, the torque characteristic A of the example was 40 [N・m], whereas the torque characteristic B of the comparative example was approximately 7.5 [N・m]. , with the same torque characteristic C, it was a little less than 5 [N·m], and with the same torque characteristic D, it was only 3 [N·m].

このため、構造が簡単で部品点数を少なくし、小型化が可能としながら大きなトルク伝達が可能となり、セルフロックを抑制した汎用の回転ダンパー装置として無理なく適用することができる。 Therefore, the structure is simple, the number of parts is reduced, and it is possible to reduce the size while transmitting a large torque, and it can be easily applied as a general-purpose rotary damper device that suppresses self-locking.

図3は、実施例2に係る電磁クラッチの断面図である。 FIG. 3 is a sectional view of the electromagnetic clutch according to the second embodiment.

図3のように、本実施例2の電磁クラッチ1は、前記電磁機構3及び前記アーマチャ5間に、前記回転部材10と前記一対の部材の一方であるハウジング17とに噛み合う多板クラッチ101を備えた。 As shown in FIG. 3, the electromagnetic clutch 1 of the second embodiment includes a multi-disc clutch 101 between the electromagnetic mechanism 3 and the armature 5 that engages with the rotating member 10 and the housing 17, which is one of the pair of members. Prepared.

前記多板クラッチ101は、インナープレート103及びアウタープレート105からなっている。インナープレート103及びアウタープレート105は、磁路を迂回させる窓を備えている。インナープレート103は、回転部材10のスプライン95に係合している。アウタープレート105は、後述のようにハウジング17側に係合している。 The multi-plate clutch 101 includes an inner plate 103 and an outer plate 105. Inner plate 103 and outer plate 105 are provided with windows that detour the magnetic path. Inner plate 103 engages splines 95 of rotating member 10 . The outer plate 105 engages with the housing 17 as described later.

前記コア41の内端部には、クラッチ支持筒部106が軸方向に延長形成されている。クラッチ支持筒部106は、コア41の径方向に段付き状に形成されている。クラッチ支持筒部106を含めたコア41はハウジング17と一体的に結合され、ハウジング17側の部材としても機能している。 A clutch support cylindrical portion 106 is formed at the inner end of the core 41 and extends in the axial direction. The clutch support cylinder portion 106 is formed in a stepped shape in the radial direction of the core 41. The core 41 including the clutch support cylinder portion 106 is integrally connected to the housing 17 and also functions as a member on the housing 17 side.

前記クラッチ支持筒部106は、ハウジング17の中間周壁部29及び基部周壁部31に渡って嵌合し、ハウジング17を一体的に補強している。クラッチ支持筒部106は、ハウジング17の奥壁部33の外周側に突き当てられている。コア41には、嵌合突条部109が形成されている。ハウジング17は、開口周壁部27が嵌合突条部109に嵌合されている。ハウジング17の開口縁は嵌合突条部109にカシメ結合されている。 The clutch support cylindrical portion 106 is fitted over the intermediate circumferential wall portion 29 and the base circumferential wall portion 31 of the housing 17, and integrally reinforces the housing 17. The clutch support cylinder portion 106 is abutted against the outer circumferential side of the back wall portion 33 of the housing 17. A fitting protrusion 109 is formed on the core 41 . In the housing 17, the opening peripheral wall portion 27 is fitted into the fitting protrusion portion 109. The opening edge of the housing 17 is caulked to the fitting protrusion 109.

前記クラッチ支持筒部106は、スリット107を備えている。スリット107は、スプライン係合用として機能する。このスリット107に前記多板クラッチ101のアウタープレート105のスプラインが係合している。 The clutch support cylinder portion 106 includes a slit 107. The slit 107 functions for spline engagement. A spline of an outer plate 105 of the multi-plate clutch 101 is engaged with this slit 107.

本実施例のクラッチ部13を構成するコーン面の内周面37は、クラッチリング111に形成されている。クラッチリング111は、ハウジング17に対して別部材で構成され、基部周壁部31側でスリット107の内周に嵌合配置されている。クラッチリング111の外周面には、キー溝113が形成されている。キー溝113には、キー115が嵌め込まれ、キー115は、スリット107に係合されている。クラッチリング111は、キー115によりハウジング17と一体回転するように構成されている。クラッチリング111の背面は、ストッパー117に係合している。ストッパー117は、スリット107の溝に係合配置されている。ストッパー117は、クラッチリング111の軸方向移動を規制し、カムスラスト力をハウジング17側に入力する。 The inner circumferential surface 37 of the cone surface constituting the clutch portion 13 of this embodiment is formed on the clutch ring 111 . The clutch ring 111 is formed as a separate member from the housing 17, and is disposed to fit into the inner periphery of the slit 107 on the base peripheral wall portion 31 side. A keyway 113 is formed on the outer peripheral surface of the clutch ring 111. A key 115 is fitted into the key groove 113, and the key 115 is engaged with the slit 107. The clutch ring 111 is configured to rotate together with the housing 17 by a key 115. The back surface of the clutch ring 111 is engaged with a stopper 117. The stopper 117 is arranged to engage with the groove of the slit 107. The stopper 117 restricts the axial movement of the clutch ring 111 and inputs the cam thrust force to the housing 17 side.

従って、本実施例2では、電磁コイル39が通電制御されるとアーマチャ5がインナープレート103及びアウタープレート105の窓を迂回して磁力線が通り、アーマチャ5が電磁力に応じてコア41側に引き付けられる。この引き付けによりコア41に対してアーマチャ5が磁力に応じて多板クラッチ101を締結結合する。 Therefore, in the second embodiment, when the electromagnetic coil 39 is controlled to be energized, the armature 5 bypasses the windows of the inner plate 103 and the outer plate 105 and the lines of magnetic force pass through the armature 5, and the armature 5 is attracted to the core 41 side according to the electromagnetic force. It will be done. Due to this attraction, the armature 5 engages and connects the multi-disc clutch 101 to the core 41 according to the magnetic force.

アーマチャ5は、電磁力に応じてアウタープレート105に対し回転抵抗を受ける。この場合のシャフト15側への制動機能は実施例1と同様である。 The armature 5 receives rotational resistance from the outer plate 105 depending on the electromagnetic force. The braking function on the shaft 15 side in this case is the same as in the first embodiment.

クラッチ部13は、電磁力に応じたカムスラスト力に起因して実施例1と同様に締結制御される。カムリング11は、キー115を介してハウジング17と共に回転するからクラッチ部13のシャフト15側への制動機能は実施例1と同様である。 The clutch portion 13 is engaged and controlled in the same manner as in the first embodiment due to the cam thrust force corresponding to the electromagnetic force. Since the cam ring 11 rotates together with the housing 17 via the key 115, the braking function of the clutch portion 13 toward the shaft 15 side is the same as in the first embodiment.

従って、本実施例2では、電磁力に応じた多板クラッチ101の制動力がシャフト15側に追加され、より的確な制動力の付与を行わせることができる。 Therefore, in the second embodiment, the braking force of the multi-disc clutch 101 according to the electromagnetic force is added to the shaft 15 side, and more accurate braking force can be applied.

図4は、実施例3に係る電磁クラッチの断面図である。なお、符号は上記実施例に対し同一構成部分に同符号を付す場合と、同一符合でも異なる構成部分を指す場合とがある。同一符合でも異なる構成部分は、上記実施例の構成部分とは関係しない。 FIG. 4 is a sectional view of the electromagnetic clutch according to the third embodiment. Note that the same reference numerals may be attached to the same constituent parts as in the above embodiment, and the same reference numerals may refer to different constituent parts. Components having the same reference numerals but different from each other are not related to the components of the above embodiments.

本実施例3は、小型化を可能とし、セルフロックを抑制しながら、より大きなトルク伝達を可能にするという目的に加え、シンクロナイザーとしても効果的に機能させ得る構造とした。 The third embodiment has a structure that enables miniaturization, suppresses self-locking, and enables larger torque transmission, and also functions effectively as a synchronizer.

本実施例の電磁クラッチ1は、電磁機構3と、アーマチャ5と、カム機構7と、押圧部9と、受け部11と、第1、第2、第3の結合部13、15、17と、第1、第2のクラッチ部19、21とを備えている。 The electromagnetic clutch 1 of this embodiment includes an electromagnetic mechanism 3, an armature 5, a cam mechanism 7, a pressing part 9, a receiving part 11, and first, second, and third coupling parts 13, 15, and 17. , first and second clutch parts 19 and 21.

[電磁機構]
前記電磁機構3は、相対回転可能な一対の部材の一方に支持されている。一対の部材は、特に限定はされないが、実施例ではシャフト23とハウジング25とで構成している。シャフト23が一対の部材の他方を構成し、ハウジング25が一対の部材の一方を構成する。但し、一対の部材の一方、他方は、一対の部材及び他部材間の相対的な関係であり、シャフト23が一対の部材の一方を構成し、ハウジング25が一対の部材の他方を構成してもよい。シャフト23及びハウジング25の相対回転は、回転支持されたハウジング25側に対するシャフト23の回転である。但し、一対の部材の一方が固定支持されることにより相対回転させることもできる。
[Electromagnetic mechanism]
The electromagnetic mechanism 3 is supported by one of a pair of relatively rotatable members. Although not particularly limited, the pair of members includes a shaft 23 and a housing 25 in the embodiment. The shaft 23 constitutes the other of the pair of members, and the housing 25 constitutes one of the pair of members. However, one and the other of the pair of members is a relative relationship between the pair of members and the other member, and the shaft 23 constitutes one of the pair of members, and the housing 25 constitutes the other of the pair of members. Good too. The relative rotation between the shaft 23 and the housing 25 is the rotation of the shaft 23 with respect to the rotationally supported housing 25 side. However, it is also possible to relatively rotate one of the pair of members by being fixedly supported.

前記シャフト23は、一般部27と基部29とスリーブ部31とで段付き状に形成されている。スリーブ部31の外周には、スプライン33が形成されている。 The shaft 23 is formed into a stepped shape including a general portion 27, a base portion 29, and a sleeve portion 31. A spline 33 is formed on the outer periphery of the sleeve portion 31 .

前記ハウジング25は、アルミ合金等により一端が開口された有底円筒状に形成され、有底側端部が段付き状に形成されている。ハウジング25は、周壁部35と側壁部37とを備えている。前記周壁部35は、開口部内周に雌ねじ部39を備えている。 The housing 25 is formed of aluminum alloy or the like into a bottomed cylindrical shape with one end opened, and the bottomed side end is formed in a stepped shape. The housing 25 includes a peripheral wall portion 35 and a side wall portion 37. The peripheral wall portion 35 includes a female screw portion 39 on the inner periphery of the opening.

前記電磁機構3は、電磁コイル40と磁性体製のコア41とを備えている。電磁コイル40は、コア41の凹部43に樹脂45を介して位置決められている。電磁コイル40のリード線(図示せず。)は外部に引き出され、コントローラを介してバッテリに接続されている。コントローラは、電磁コイル40の励磁、PWM制御による励磁電流の制御、励磁停止などを行う。 The electromagnetic mechanism 3 includes an electromagnetic coil 40 and a core 41 made of a magnetic material. The electromagnetic coil 40 is positioned in the recess 43 of the core 41 via a resin 45. A lead wire (not shown) of the electromagnetic coil 40 is drawn out to the outside and connected to a battery via a controller. The controller excites the electromagnetic coil 40, controls the excitation current by PWM control, stops excitation, and the like.

前記コア41の外周には雄ねじ部47が形成されている。コア41の内端部には、クラッチ支持筒部49が軸方向に延長形成されている。クラッチ支持筒部49の内面は段付き状に形成され、外面側の先端角部は面取りが施されている。クラッチ支持筒部49を含めたコア41は、ハウジング25の構成とする。クラッチ支持筒部49には、一対のクラッチリング51、53が隣接して一体的に固定されている。クラッチリング51、53の内周面55、57は、テーパー面としている。一対のクラッチリング51、53のクラッチ支持筒部49への一体的な固定は、キーなどの周り止め部材をクラッチ支持筒部49と一対のクラッチリング51、53とに噛み合わせるなどして行うことができる。或いは、クラッチ支持筒部49の内周面に軸方向の溝又は突条を形成し、クラッチリング51、53の外周面に軸方向の突条又は溝を形成し、クラッチリング51、53の突条又は溝をクラッチ支持筒部49の溝又は突条に挿入させることでも行うことができる。 A male threaded portion 47 is formed on the outer periphery of the core 41 . A clutch support cylinder portion 49 is formed at the inner end of the core 41 and extends in the axial direction. The inner surface of the clutch support cylinder portion 49 is formed in a stepped shape, and the tip corner portion on the outer surface side is chamfered. The core 41 including the clutch support cylinder portion 49 is configured as a housing 25. A pair of clutch rings 51 and 53 are integrally fixed to the clutch support cylinder portion 49 adjacent to each other. Inner peripheral surfaces 55 and 57 of the clutch rings 51 and 53 are tapered surfaces. The pair of clutch rings 51 and 53 can be integrally fixed to the clutch support tube 49 by engaging a rotation preventing member such as a key between the clutch support tube 49 and the pair of clutch rings 51 and 53. I can do it. Alternatively, axial grooves or protrusions may be formed on the inner circumferential surface of the clutch support cylinder 49, axial protrusions or grooves may be formed on the outer circumferential surfaces of the clutch rings 51, 53, and the protrusions of the clutch rings 51, 53 may be formed. This can also be done by inserting a strip or groove into a groove or protrusion of the clutch support cylinder portion 49.

前記コア41の内周には、シール支持凹部59の軸方向両側にラジアル軸受嵌合凹部61、63が形成されている。コア41の軸方向外端面には、ラジアル軸受嵌合凹部61の外周側に凸部65が周回状に形成されている。凸部65の外周側でコア41の外端面には、外部取り付け用の雌ねじ穴67が形成されている。 Radial bearing fitting recesses 61 and 63 are formed on the inner periphery of the core 41 on both sides of the seal support recess 59 in the axial direction. On the outer end surface of the core 41 in the axial direction, a protrusion 65 is formed in a circumferential manner on the outer peripheral side of the radial bearing fitting recess 61. A female threaded hole 67 for external attachment is formed on the outer end surface of the core 41 on the outer peripheral side of the convex portion 65 .

前記コア41は、前記ハウジング25の開口内に嵌合されている。コア41の雄ねじ部47は、ハウジング25の雌ねじ部39に螺合結合されている。この状態でコア41側のクラッチ支持筒部49は、ハウジング25の周壁部35に嵌合し、ハウジングを兼ね補強している。また、クラッチ支持筒部49は、ハウジング25の周壁部35奥側の段部に突き当てられるようにして前記螺合結合により締結されている。クラッチ支持筒部49の基部側外周には、オーリング69が支持され、ハウジング25の周壁部35に密接している。 The core 41 is fitted into the opening of the housing 25. The male threaded portion 47 of the core 41 is threadedly coupled to the female threaded portion 39 of the housing 25 . In this state, the clutch support cylinder part 49 on the core 41 side is fitted into the peripheral wall part 35 of the housing 25, and serves as a housing as well as reinforcement. Further, the clutch support cylinder portion 49 is fastened by the screw connection so as to abut against a stepped portion on the back side of the peripheral wall portion 35 of the housing 25. An O-ring 69 is supported on the outer periphery of the base side of the clutch support cylinder portion 49 and is in close contact with the peripheral wall portion 35 of the housing 25 .

前記コア41の内周は、前記シャフト23の一般部27外周に嵌合されている。コア41のシール支持凹部59にシール部材73が支持され、シャフト23の一般部27外周面に密接している。コア41のラジアル軸受嵌合凹部61、63には、ラジアル軸受75、77がそれぞれ支持され、シャフト23の一般部27外周を嵌合支持している。ラジアル軸受75のインナーレースは、ストッパーリング79により位置決められている。ストッパーリング79は、シャフト23の一般部27外周に嵌合支持されている。ストッパーリング79によりラジアル軸受75のインナーレースがシャフト23に位置決められる。ラジアル軸受77のインナーレースは、シャフト23の一般部27と基部29との間の段付き部端面に突き当てられている。 The inner periphery of the core 41 is fitted to the outer periphery of the general portion 27 of the shaft 23. A seal member 73 is supported in the seal support recess 59 of the core 41 and is in close contact with the outer peripheral surface of the general portion 27 of the shaft 23 . Radial bearings 75 and 77 are supported in the radial bearing fitting recesses 61 and 63 of the core 41, respectively, and fit and support the outer periphery of the general portion 27 of the shaft 23. The inner race of the radial bearing 75 is positioned by a stopper ring 79. The stopper ring 79 is fitted and supported on the outer periphery of the general portion 27 of the shaft 23. The inner race of the radial bearing 75 is positioned on the shaft 23 by the stopper ring 79 . The inner race of the radial bearing 77 is abutted against the end surface of the stepped portion between the general portion 27 and the base portion 29 of the shaft 23.

[アーマチャ]
前記アーマチャ5は、前記電磁機構3に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されている。アーマチャ5は、リング状に形成され、コア41のクラッチ支持筒部49の基部側内周に嵌合配置されている。こnアーマチャ5は、電磁機構3のコア41に吸着移動可能に対向している。アーマチャ5の背面には、噛み合い歯81が形成されている。噛み合い歯81の先端は、軸方向に突出する台形状に形成されている。
[Armacha]
The armature 5 is arranged so as to be able to rotate relative to the electromagnetic mechanism 3 and to be able to attract it. The armature 5 is formed into a ring shape, and is fitted into the inner periphery of the clutch support cylindrical portion 49 of the core 41 on the base side. The armature 5 faces the core 41 of the electromagnetic mechanism 3 so as to be able to attract and move. Engaging teeth 81 are formed on the back surface of the armature 5. The ends of the meshing teeth 81 are formed into a trapezoidal shape that protrudes in the axial direction.

[カム機構及び押圧部]
前記カム機構7及び押圧部9は、軸方向に隣接配置されている。
[Cam mechanism and pressing part]
The cam mechanism 7 and the pressing portion 9 are arranged adjacent to each other in the axial direction.

前記カム機構7は、一対のカム部材83、85の相対回転により両カム部材83、85間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うトルクカムを構成する。カム部材83、85には、対向面にそれぞれカム溝87、89が形成されている。カム溝87、89間には、カムボール91が嵌合配置されている。つまり、カム機構7は、一対のカム部材83、85のカム溝87、89間にカムボール91を介在させてトルクカムが構成されている。 The cam mechanism 7 constitutes a torque cam that exerts a thrust force between the pair of cam members 83 and 85 by relative rotation of the two cam members 83 and 85, and also transmits torque. Cam grooves 87 and 89 are formed on opposing surfaces of the cam members 83 and 85, respectively. A cam ball 91 is fitted between the cam grooves 87 and 89. That is, the cam mechanism 7 has a cam ball 91 interposed between the cam grooves 87 and 89 of the pair of cam members 83 and 85 to form a torque cam.

前記カム部材83、85の一方であるカム部材83は、同他方であるカム部材85よりも小径に形成されている。カム部材83の内周部は、軸方向に延びた連係部93を備えている。連係部93は、軸方向の先端部に噛み合い歯95を備えている。この連係部93は、アーマチャ5に噛み合い歯81、95により前記結合を行わせている。連係部93は、軸方向の中間部に挿通部97を備えている。挿通部97は、周方向の3箇所程度の貫通孔で形成されている。 The cam member 83, which is one of the cam members 83 and 85, is formed to have a smaller diameter than the cam member 85, which is the other cam member. The inner peripheral portion of the cam member 83 is provided with a linking portion 93 extending in the axial direction. The linking portion 93 includes meshing teeth 95 at the tip in the axial direction. This linking portion 93 allows the armature 5 to perform the above-mentioned connection through meshing teeth 81 and 95. The linking portion 93 includes an insertion portion 97 at an axially intermediate portion. The insertion portion 97 is formed of through holes at approximately three locations in the circumferential direction.

前記カム部材85は、外周部119が一方のカム部材83の外周囲に突出するように形成され、外周部119が相対的に幅広に形成されている。カム部材85の外周部119の外周面103は、コーン面に形成されている。カム部材85の内周側は、足部105として形成されている。足部105は、前記挿通部97に応じて形成され、本実施例では周方向に3本備えられて挿通部97に径方向に挿通されている。足部105の径方向内端には、前記インナースプライン99が形成されている。 The cam member 85 is formed such that an outer peripheral portion 119 protrudes from the outer periphery of one of the cam members 83, and the outer peripheral portion 119 is formed relatively wide. The outer circumferential surface 103 of the outer circumferential portion 119 of the cam member 85 is formed into a cone surface. The inner peripheral side of the cam member 85 is formed as a leg portion 105. The foot portions 105 are formed in accordance with the insertion portion 97, and in this embodiment, three foot portions 105 are provided in the circumferential direction and are inserted into the insertion portion 97 in the radial direction. The inner spline 99 is formed at the radially inner end of the leg portion 105 .

前記押圧部9は、相対回転可能な一対の押圧部材109、111を備えている。押圧部材109、111には、対向面にボール支持溝113、115が周回状に形成されている。ボール支持溝113、115間には、複数の押圧ボール117がボールリテーナー119に支持され嵌合配置されている。つまり、押圧部9は、一対の押圧部材109、111間に押圧ボール117を介在させて構成されている。 The pressing section 9 includes a pair of pressing members 109 and 111 that are relatively rotatable. Ball support grooves 113 and 115 are formed in a circumferential manner on opposing surfaces of the pressing members 109 and 111. A plurality of press balls 117 are supported by a ball retainer 119 and fitted between the ball support grooves 113 and 115. That is, the pressing portion 9 is configured with a pressing ball 117 interposed between a pair of pressing members 109 and 111.

前記押圧部材109、111の一方である押圧部材109は、相対的に小径に形成されている。押圧部材109は、連係部93のアーマチャ5側外周に嵌合配置されている。押圧部材109は、連係部93に対して遊嵌し、軸方向相対移動可能である。押圧部材109の背面120は、アーマチャ5の噛み合い歯81の台形状に対応して台形状の凹面に形成されている。 The pressing member 109, which is one of the pressing members 109 and 111, is formed to have a relatively small diameter. The pressing member 109 is fitted onto the outer periphery of the linking portion 93 on the armature 5 side. The pressing member 109 loosely fits into the linking portion 93 and is movable relative to it in the axial direction. The back surface 120 of the pressing member 109 is formed into a trapezoidal concave surface corresponding to the trapezoidal shape of the meshing teeth 81 of the armature 5 .

前記一対の押圧部材109、111の他方である押圧部材111は、外周部121が一方の押圧部材109の外周囲に突出するように形成され、外周部121が相対的に幅広に形成されている。押圧部材111の外周部121の外周面123は、コーン面に形成されている。押圧部材111の内周側は、足部125として形成されている。足部125は、前記挿通部97に応じて形成されている。本実施例では、足部125は周方向に3本備えられて挿通部97に径方向に挿通されている。足部125の径方向内端には、インナースプライン127が形成されている。インナースプライン127は、シャフト23のスリーブ部31のスプライン33に係合している。 The pressing member 111, which is the other of the pair of pressing members 109 and 111, is formed such that an outer circumferential portion 121 protrudes from the outer periphery of one of the pressing members 109, and the outer circumferential portion 121 is formed to be relatively wide. . The outer circumferential surface 123 of the outer circumferential portion 121 of the pressing member 111 is formed into a cone surface. The inner peripheral side of the pressing member 111 is formed as a foot portion 125. The foot portion 125 is formed in accordance with the insertion portion 97. In this embodiment, three leg portions 125 are provided in the circumferential direction and are inserted into the insertion portion 97 in the radial direction. An inner spline 127 is formed at the radially inner end of the leg portion 125 . The inner spline 127 engages with the spline 33 of the sleeve portion 31 of the shaft 23.

[受け部]
前記受け部9は、前記一対の押圧部材109、111の一方である押圧部材109と前記一対のカム部材83、85の一方であるカム部材83とが軸方向で離間方向へ相対移動することを規制するものである。本実施例の受け部9は、連係部93に設けられたストッパー129である。前記ストッパー129は、連係部93の先端側の周面の凹部に嵌合するストッパーリングである。ストッパー129は、カム機構7のスラスト力によりカム部材83が押圧部材109から離間する方向へ移動しようとするとき、連係部93からストッパー129を介して押圧部材109にスラスト力を伝達する。
[Receiving part]
The receiving portion 9 prevents the pressing member 109, which is one of the pair of pressing members 109 and 111, and the cam member 83, which is one of the pair of cam members 83 and 85, from moving relative to each other in the axial direction. It is something that is regulated. The receiving portion 9 of this embodiment is a stopper 129 provided on the linking portion 93. The stopper 129 is a stopper ring that fits into a recess on the peripheral surface of the linking portion 93 on the distal end side. The stopper 129 transmits the thrust force from the linking portion 93 to the pressing member 109 via the stopper 129 when the cam member 83 attempts to move in the direction away from the pressing member 109 due to the thrust force of the cam mechanism 7 .

なお、受け部9は、押圧部材109を連係部93に圧入する構成、同螺合結合する構成、同接着する構成、一体形成する構成等、種々適用することができる。 The receiving part 9 can be formed in various ways, such as a structure in which the pressing member 109 is press-fitted into the linking part 93, a structure in which the pressure member 109 is screwed together, a structure in which the pressure member 109 is bonded together, a structure in which it is integrally formed.

[第1、第2、第3の結合部]
前記第1の結合部13は、前記カム部材83、85の一方であるカム部材83を前記アーマチャ5に一体回転可能且つ軸方向移動可能に結合するものである。本実施例では、前記連係部93の噛み合い歯95をアーマチャ5の噛み合い歯81に噛み合わせて構成している。
[First, second, and third joints]
The first coupling portion 13 couples the cam member 83, which is one of the cam members 83 and 85, to the armature 5 so as to be integrally rotatable and movable in the axial direction. In this embodiment, the meshing teeth 95 of the linking portion 93 are configured to mesh with the meshing teeth 81 of the armature 5.

なお、第1の結合部13は、単なる溝と突部との係合等にすることもできる。 Note that the first coupling portion 13 can also be simply an engagement between a groove and a protrusion.

前記第2、第3の結合部15、17は、前記一対のカム部材83、85の他方であるカム部材85と前記一対の押圧部材109、111の他方である押圧部材111とを前記一対の部材の他方であるシャフト23に一体回転可能且つ軸方向移動可能に結合するものである。つまり、第2、第3の結合部15、17は、シャフト23のスプライン33とカム部材85のインナースプライン99及び押圧部材111のインナースプライン127とが構成する。 The second and third coupling portions 15 and 17 connect the cam member 85, which is the other of the pair of cam members 83 and 85, and the pressing member 111, which is the other of the pair of pressing members 109 and 111, to each other. It is coupled to the other member, the shaft 23, so that it can rotate integrally and move in the axial direction. That is, the second and third coupling portions 15 and 17 are constituted by the spline 33 of the shaft 23, the inner spline 99 of the cam member 85, and the inner spline 127 of the pressing member 111.

[第1、第2のクラッチ部]
前記第1、第2のクラッチ部19、21は、前記一対のカム部材83、85の他方であるカム部材85及び前記一対の押圧部材109、111の他方である押圧部材111とクラッチリング51、53との間に形成されている。この第1、第2のクラッチ部19、21は、カム機構7のカムスラスト力に起因する循環力を受けてカム部材85及び押圧部材111をハウジング25側のクラッチ支持筒部49に摩擦係合させるものである。
[First and second clutch parts]
The first and second clutch parts 19 and 21 include a cam member 85 which is the other of the pair of cam members 83 and 85, a pressing member 111 which is the other of the pair of pressing members 109 and 111, and a clutch ring 51. 53. The first and second clutch parts 19 and 21 receive a circulating force caused by the cam thrust force of the cam mechanism 7 to frictionally engage the cam member 85 and the pressing member 111 with the clutch support cylinder part 49 on the housing 25 side. It is something.

前記第1、第2のクラッチ部19、21は、本実施例において、クラッチリング51、53の内周面57、59とカム部材85の外周面103及び押圧部材111の外周面123が構成する。この第1、第2のクラッチ部19、21は、対称的に形成されている。 In this embodiment, the first and second clutch parts 19 and 21 are constituted by the inner peripheral surfaces 57 and 59 of the clutch rings 51 and 53, the outer peripheral surface 103 of the cam member 85, and the outer peripheral surface 123 of the pressing member 111. . The first and second clutch parts 19 and 21 are symmetrically formed.

前記カム部材83、85間にカムスラスト力が働くとカム部材83が軸方向移動して連係部93のストッパー129を介し押圧部材109がカム機構7側へ押圧移動する。この押圧移動で押圧部材109から押圧ボール117を介して押圧部材111を押圧する。 When a cam thrust force is applied between the cam members 83 and 85, the cam member 83 moves in the axial direction, and the pressing member 109 presses toward the cam mechanism 7 via the stopper 129 of the linking portion 93. This pressing movement causes the pressing member 109 to press the pressing member 111 via the pressing ball 117.

この押圧で押圧部材111の外周面123がクラッチリング53の内周面59に当接して第2のクラッチ部21の締結動作が行われると共に軸方向の反力を発生する。押圧部材111に働く軸方向の反力は、押圧ボール117、押圧部材109、ストッパー129、連係部93を介してカム部材83に至る。カム部材83は、押圧部材111から伝達される反力を受けて押圧部9から離間する方向への軸方向移動が阻止される。このため、カムボール91を介してカム部材85にカムスラスト力が働く。このカムスラスト力でカム部材85の外周面103がクラッチリング51の内周面57に当接して第1のクラッチ部19の締結動作が行われると共に軸方向の反力を発生する。 This pressing causes the outer circumferential surface 123 of the pressing member 111 to come into contact with the inner circumferential surface 59 of the clutch ring 53 to engage the second clutch portion 21 and generate an axial reaction force. The axial reaction force acting on the pressing member 111 reaches the cam member 83 via the pressing ball 117, the pressing member 109, the stopper 129, and the linking portion 93. The cam member 83 receives the reaction force transmitted from the pressing member 111 and is prevented from moving in the axial direction in the direction away from the pressing portion 9 . Therefore, a cam thrust force acts on the cam member 85 via the cam ball 91. This cam thrust force causes the outer circumferential surface 103 of the cam member 85 to come into contact with the inner circumferential surface 57 of the clutch ring 51 to engage the first clutch portion 19 and generate an axial reaction force.

この反力がカム部材85からカムボール91、カム部材83、連係部93、ストッパー129、押圧部材109、押圧ボール117、押圧部材111へと循環し、第2のクラッチ部21の締結動作が行われると共に軸方向の反力を発生する。以後同様にして第1、第2のクラッチ部19、21の締結動作が行われる。 This reaction force circulates from the cam member 85 to the cam ball 91, cam member 83, linking portion 93, stopper 129, pressing member 109, pressing ball 117, and pressing member 111, and the second clutch portion 21 is engaged. It also generates an axial reaction force. Thereafter, the first and second clutch sections 19 and 21 are engaged in the same manner.

なお、第1、第2のクラッチ部19、21は、軸方向に向いた摩擦面とで構成することもできる。摩擦面間に多板クラッチを介設することもできる。 Note that the first and second clutch parts 19 and 21 can also be configured with friction surfaces facing in the axial direction. A multi-disc clutch can also be interposed between the friction surfaces.

[制動、シンクロナイズ]
かかる構成の電磁クラッチ1は、例えばハウジング25側のコア41が一方の回転体側に取り付けられ、シャフト23が、他方の回転体側に結合される。この結合では、電磁クラッチをシンクロ機構として利用できる。但し、電磁クラッチ1は、固定側に対する回転側の制動機構、或いは車両のトルク伝達装置などとしても用いることができる。
[Braking, synchronization]
In the electromagnetic clutch 1 having such a configuration, for example, the core 41 on the housing 25 side is attached to one rotating body side, and the shaft 23 is coupled to the other rotating body side. In this connection, the electromagnetic clutch can be used as a synchronizing mechanism. However, the electromagnetic clutch 1 can also be used as a braking mechanism on the rotating side relative to the fixed side, or as a torque transmission device for a vehicle.

電磁コイル40への通電がオフのとき、制動対象からシャフト23に回転入力が有っても、シャフト23と共にカム機構7、押圧部9、及びアーマチャ5がハウジング25及びコア41に対して相対回転するから、シャフト23の自由な回転が許容される。 When the electromagnetic coil 40 is de-energized, even if there is a rotational input to the shaft 23 from the object to be braked, the cam mechanism 7, the pressing part 9, and the armature 5 together with the shaft 23 rotate relative to the housing 25 and the core 41. Therefore, free rotation of the shaft 23 is allowed.

電磁コイル40が通電制御されるとアーマチャ5が電磁力に応じてコア41に引き付けられる。この引き付けによりコア41に対してアーマチャ5が磁力に応じた回転抵抗を受けながら摺動回転する。この摺動回転により連係部93を介してカム機構7のカム部材83が回転抵抗を受ける。他方、シャフト23の回転によりカム機構7のカム部材85が回転力を受ける。 When the electromagnetic coil 40 is energized, the armature 5 is attracted to the core 41 according to the electromagnetic force. Due to this attraction, the armature 5 slides and rotates with respect to the core 41 while receiving rotational resistance according to the magnetic force. Due to this sliding rotation, the cam member 83 of the cam mechanism 7 is subjected to rotational resistance via the linking portion 93. On the other hand, the cam member 85 of the cam mechanism 7 receives rotational force due to the rotation of the shaft 23.

カム部材83に働く電磁機構3側による回転抵抗とカム部材85に働くシャフト23側の回転力とによりカムボール91及びカム溝87、89間でカムスラスト力が発生する。 A cam thrust force is generated between the cam ball 91 and the cam grooves 87 and 89 due to the rotational resistance of the electromagnetic mechanism 3 acting on the cam member 83 and the rotational force of the shaft 23 acting on the cam member 85 .

このカムスラスト力により前記のように第1のクラッチ部19がカムスラスト力に応じて摩擦係合する。同時に軸方向の反力の循環により第1、第2のクラッチ部19、21が前記のように締結される。この第1、第2のクラッチ部19、21の締結によりカム部材85及び押圧部材111を介して制動力がシャフト23に働く。 This cam thrust force brings the first clutch portion 19 into frictional engagement according to the cam thrust force as described above. At the same time, the circulation of the reaction force in the axial direction causes the first and second clutch parts 19 and 21 to be engaged as described above. By engaging the first and second clutch parts 19 and 21, a braking force is applied to the shaft 23 via the cam member 85 and the pressing member 111.

従って、シャフト23は、電磁コイル40への通電のオンによりカムスラスト力に応じた制動力と電磁力に応じたアーマチャ5の回転抵抗とにより制動力を受け、第1、第2クラッチ部19、21によってシャフト23側とハウジング25側とのシンクロナイズを行わせることができる。 Therefore, when the electromagnetic coil 40 is energized, the shaft 23 receives a braking force due to the braking force according to the cam thrust force and the rotational resistance of the armature 5 according to the electromagnetic force, This allows the shaft 23 side and the housing 25 side to be synchronized.

コントローラにより電磁コイル40の励磁電流を制御すると、アーマチャ5の引き付け力が変化してアーマチャ5によるシャフト23に対する回転抵抗及びカム機構7のカムスラスト力が変わり、シャフト23に対する制動力の大きさを調整することができる。 When the excitation current of the electromagnetic coil 40 is controlled by the controller, the attractive force of the armature 5 changes, the rotational resistance of the armature 5 to the shaft 23 and the cam thrust force of the cam mechanism 7 change, and the magnitude of the braking force to the shaft 23 is adjusted. be able to.

このため、シンクロナイズ機能を効率よく正確に発揮することができる。 Therefore, the synchronization function can be efficiently and accurately performed.

このとき、カム機構7のスラスト力は、第1、第2のクラッチ部19、21に入力され、連係部93とアーマチャ5との間は、噛み合い歯81、95により軸方向へ相対移動できるからアーマチャ5にカムスラスト力が直接的に入力されることは無い。 At this time, the thrust force of the cam mechanism 7 is input to the first and second clutch parts 19 and 21, and the interlocking part 93 and the armature 5 can be moved relative to each other in the axial direction by the meshing teeth 81 and 95. Cam thrust force is not directly input to the armature 5.

[作用効果]
本発明実施例の電磁クラッチ1は、ハウジング25に支持された電磁機構3と、電磁機構3に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されたアーマチャ5と、一対のカム部材83、85の相対回転により両カム部材83、85間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うカム機構7と、相対回転可能な一対の押圧部材109、111を備えた押圧部9と、押圧部材109とカム部材83とが軸方向で離間方向へ相対移動することを規制する受け部11としてのストッパー129と、カム部材83をアーマチャ5に軸方向移動可能に噛み合わせて一体的に回転可能とする第1の結合部13としての噛み合い歯81、95と、カム部材83と押圧部材111とを一対の部材の他方であるシャフト23に結合して一体的に回転可能とし軸方向相対移動を許容する第2、第3の結合部25、27としてのスプライン33及びインナースプライン99、107と、カム部材85及び押圧部材111とハウジング25との間に形成されスラスト力を受けてカム部材85及び押圧部材111をハウジング25に摩擦係合させる第1、第2のクラッチ部19、21とを備えた。
[Effect]
The electromagnetic clutch 1 according to the embodiment of the present invention includes an electromagnetic mechanism 3 supported by a housing 25, an armature 5 arranged to be rotatable and adsorbable relative to the electromagnetic mechanism 3, and a pair of cam members 83 and 85. A cam mechanism 7 that exerts a thrust force and transmits torque between both cam members 83 and 85 by rotation, a pressing section 9 that includes a pair of pressing members 109 and 111 that are relatively rotatable, and the pressing member 109 and the cam member. 83 and a stopper 129 serving as a receiving portion 11 that restricts relative movement of the cam member 83 in the axial direction away from the armature 5. The meshing teeth 81 and 95 as the coupling part 13, and the second part, which couples the cam member 83 and the pressing member 111 to the shaft 23, which is the other member of the pair, so that they can rotate integrally and allow relative movement in the axial direction. The splines 33 and inner splines 99 and 107 as the third coupling parts 25 and 27 are formed between the cam member 85 and the pressing member 111, and the housing 25, and the cam member 85 and the pressing member 111 are moved into the housing by receiving thrust force. The first and second clutch parts 19 and 21 are frictionally engaged with the clutch 25.

このため、ハウジング25に支持された電磁機構3がアーマチャ5を吸引するとカム機構7のカム部材83がアーマチャ5と共に一体回転することができる。このカム部材83の回転によりカム機構7を介しシャフト23とハウジング25との間の電磁力に応じたトルク伝達を可能とする。 Therefore, when the electromagnetic mechanism 3 supported by the housing 25 attracts the armature 5, the cam member 83 of the cam mechanism 7 can rotate together with the armature 5. This rotation of the cam member 83 enables torque transmission in accordance with the electromagnetic force between the shaft 23 and the housing 25 via the cam mechanism 7.

同時にアーマチャ5とシャフト23との間でカム機構7が働きそのカムスラスト力を受けてカム部材85がハウジング25に第1のクラッチ部19により摩擦係合する。また、押圧部材111がハウジング25に第2のクラッチ部21により摩擦係合し、カムスラスト力に応じてシャフト23及びハウジング25間のトルク伝達を可能とする。 At the same time, the cam mechanism 7 operates between the armature 5 and the shaft 23 and receives the cam thrust force, so that the cam member 85 is frictionally engaged with the housing 25 by the first clutch portion 19. Further, the pressing member 111 is frictionally engaged with the housing 25 by the second clutch portion 21, thereby enabling torque transmission between the shaft 23 and the housing 25 in accordance with the cam thrust force.

このため、構造が簡単で部品点数を少なくし、小型化を可能としてシャフト23及びハウジング25間の回転を合せるシンクロナイズ機構等として無理なく適用することができる。 Therefore, the structure is simple, the number of parts is reduced, and miniaturization is possible, so that it can be easily applied as a synchronizing mechanism or the like that synchronizes the rotations between the shaft 23 and the housing 25.

しかも、カム機構7によるカムスラスト力がアーマチュア5に直接には入力されないので、カムスラスト力がアーマチャ5を電磁機構7側へ押し付け且つ第1、第2のクラッチ部19、21を締結することに起因するいわゆるセルフロックを抑制することができる。 Furthermore, since the cam thrust force from the cam mechanism 7 is not directly input to the armature 5, the cam thrust force presses the armature 5 toward the electromagnetic mechanism 7 and causes the first and second clutch sections 19 and 21 to be engaged. So-called self-lock can be suppressed.

こうして、実施例1の電磁クラッチ1は、パイロットとしての多板のクラッチ板を不要とし、小型で確実なシンクロナイズ機能を発揮させることができる。 In this way, the electromagnetic clutch 1 of the first embodiment does not require a multi-plate clutch plate as a pilot, and can exhibit a compact and reliable synchronizing function.

前記カム部材83は、軸方向に延びてアーマチャ5に係合により結合を行わせる連係部を93備え、押圧部材109は、連係部93に嵌合配置され、受け部11は、連係部93に設けられたストッパー129であり、連係部93は、カム部材85及び押圧部材111に形成した足部105、125を径方向に挿通させる挿通部を97備えた。 The cam member 83 includes a linking part 93 that extends in the axial direction and connects the armature 5 by engagement. A stopper 129 is provided, and the linking portion 93 includes an insertion portion 97 through which the leg portions 105 and 125 formed on the cam member 85 and the pressing member 111 are inserted in the radial direction.

このため、連係部93を介してカム機構7を確実に働かせることができる。このカム機構7の働きで挿通部97を通した足部105、125により第2、第3の結合部25、27、第1、第2のクラッチ部19、21をシャフト23及びハウジング25間で働かせ、第1、第2のクラッチ部19、21の対称的な摩擦作用によりシンクロナイズ機能を確実に作用させることができる。 Therefore, the cam mechanism 7 can be operated reliably via the linking portion 93. Through the action of this cam mechanism 7, the legs 105 and 125 that have passed through the insertion portion 97 connect the second and third coupling portions 25 and 27 and the first and second clutch portions 19 and 21 between the shaft 23 and the housing 25. The synchronizing function can be reliably activated by the symmetrical frictional action of the first and second clutch parts 19 and 21.

前記カム部材85及び前記押圧部材111は、シャフト23にスプライン係合により結合を行わせた。 The cam member 85 and the pressing member 111 are coupled to the shaft 23 by spline engagement.

このため、カム部材85及び押圧部材111の円滑な軸方向動作により一対の第1、第2のクラッチ部19、21を的確に動作させ、的確なシンクロを行わせることができる。 Therefore, the pair of first and second clutch parts 19 and 21 can be operated accurately by smooth axial movement of the cam member 85 and the pressing member 111, and accurate synchronization can be performed.

前記カム機構7は、一対のカム部材83、85に形成したカム溝87、89にカムボール91を介在させて構成し、押圧部9は、押圧部材109、111間に押圧ボール117を介在させて構成した。 The cam mechanism 7 has a cam ball 91 interposed in cam grooves 87 and 89 formed in a pair of cam members 83 and 85, and the pressing portion 9 has a pressing ball 117 interposed between pressing members 109 and 111. Configured.

このため、カム溝87、89及びカムボール91によるカムスラスト力を押圧部材109、111及び押圧ボール117を介して第1、第2のクラッチ部19、21に的確に伝達することができ、的確なシンクロナイズを行わせることができる。 Therefore, the cam thrust force generated by the cam grooves 87, 89 and the cam ball 91 can be accurately transmitted to the first and second clutch parts 19, 21 via the pressing members 109, 111 and the pressing ball 117, resulting in accurate synchronization. can be made to do so.

1 電磁クラッチ(実施例1、2、3)
3 電磁機構(実施例1、2、3)
5 アーマチャ(実施例1、2、3)
7 カム機構(実施例1、2、3)
8 第1の結合部(実施例1、2)
9 受け部(実施例1、2)、押圧部(実施例3)
10 回転部材(連係部)(実施例1、2)
11 第2の結合部(実施例1、2)、受け部(実施例3)
13 クラッチ部(実施例1、2)、第1の結合部(実施例3)
15 シャフト(一対の部材の他方)(実施例1、2)、第2の結合部(実施例3)
17 ハウジング(一対の部材の一方)(実施例1、2)、第3の結合部(実施例3)
19 第1のクラッチ部(実施例3)
21 第2のクラッチ部(実施例3)
23 シャフト(一対の部材の他方)(実施例3)
25 ハウジング(一対の部材の一方)(実施例3)
37 内周面(クラッチ部)(実施例1、2)
91 外周面(クラッチ部)(実施例1、2)
97 ストッパー(受け部)(実施例1、2)
99 スラスト軸受(受け部)(実施例1、2)
101 多板クラッチ(実施例2)
129 ストッパー(受け部)(実施例3)
1 Electromagnetic clutch (Examples 1, 2, 3)
3 Electromagnetic mechanism (Examples 1, 2, 3)
5 Armature (Examples 1, 2, 3)
7 Cam mechanism (Examples 1, 2, 3)
8 First joint part (Examples 1 and 2)
9 Receiving part (Examples 1 and 2), Pressing part (Example 3)
10 Rotating member (linkage part) (Examples 1 and 2)
11 Second coupling part (Examples 1 and 2), receiving part (Example 3)
13 Clutch part (Examples 1 and 2), first coupling part (Example 3)
15 Shaft (other of the pair of members) (Examples 1 and 2), second joint (Example 3)
17 Housing (one of a pair of members) (Examples 1 and 2), third coupling part (Example 3)
19 First clutch section (Example 3)
21 Second clutch section (Example 3)
23 Shaft (other of a pair of members) (Example 3)
25 Housing (one of a pair of members) (Example 3)
37 Inner peripheral surface (clutch part) (Examples 1 and 2)
91 Outer peripheral surface (clutch part) (Examples 1 and 2)
97 Stopper (receiving part) (Examples 1 and 2)
99 Thrust bearing (receiving part) (Examples 1 and 2)
101 Multi-plate clutch (Example 2)
129 Stopper (receiving part) (Example 3)

Claims (8)

相対回転可能な一対の部材の一方に支持された電磁機構と、
前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されたアーマチャと、
一対のカム部材の相対回転により両カム部材間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うカム機構と、
前記一対のカム部材の一方が前記一対のカム部材の他方に対し軸方向で離間方向へ移動することを規制する受け部と、
前記一対のカム部材の一方を前記アーマチャに対し相対回転不能且つ軸方向相対移動可能に噛み合い結合する第1の結合部と、
前記一対のカム部材の他方を前記一対の部材の他方に対し一体回転可能且つ軸方向相対移動可能に結合する第2の結合部と、
前記一対のカム部材の他方と前記一対の部材の一方との間に形成され前記スラスト力を受けて前記一対のカム部材の他方を前記一対の部材の一方に摩擦係合させるクラッチ部と、
を備えたことを特徴とする電磁クラッチ。
an electromagnetic mechanism supported by one of a pair of relatively rotatable members;
an armature arranged to be rotatable relative to the electromagnetic mechanism and capable of adsorption;
a cam mechanism that exerts a thrust force between the pair of cam members and transmits torque through relative rotation of the two cam members;
a receiving portion that restricts one of the pair of cam members from moving away from the other of the pair of cam members in the axial direction;
a first coupling portion that meshes and couples one of the pair of cam members with respect to the armature so as to be non-rotatable and relatively movable in the axial direction;
a second coupling portion that couples the other of the pair of cam members to the other of the pair of members so as to be integrally rotatable and relatively movable in the axial direction;
a clutch portion formed between the other of the pair of cam members and one of the pair of members and receiving the thrust force to frictionally engage the other of the pair of cam members with one of the pair of members;
An electromagnetic clutch characterized by being equipped with.
請求項1記載の電磁クラッチであって、
前記第1の結合部は、前記アーマチャ及び前記一対のカム部材の一方の双方が噛み合う又は前記アーマチャが噛み合い前記一対のカム部材の一方が一体的に結合された連係部を備え、
前記受け部は、前記連係部に形成されたストッパー及び前記連係部の軸方向移動を前記電磁機構側に対して受けるスラスト軸受である、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
The electromagnetic clutch according to claim 1,
The first coupling portion includes a linking portion in which both the armature and one of the pair of cam members engage, or the armature engages and one of the pair of cam members is integrally coupled;
The receiving part is a thrust bearing that receives the stopper formed in the linking part and the axial movement of the linking part with respect to the electromagnetic mechanism side.
An electromagnetic clutch characterized by:
請求項2記載の電磁クラッチであって、
前記電磁機構及び前記アーマチャ間に、前記連係部と前記一対の部材の一方とに噛み合う多板クラッチを備えた、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
The electromagnetic clutch according to claim 2,
A multi-disc clutch is provided between the electromagnetic mechanism and the armature and engages with the linking portion and one of the pair of members.
An electromagnetic clutch characterized by:
請求項2又は3に記載の電磁クラッチであって、
前記一対の部材は、シャフト及びハウジングであり、
前記連係部は、前記シャフトに嵌合配置された回転部材である、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
The electromagnetic clutch according to claim 2 or 3,
The pair of members are a shaft and a housing,
The linking portion is a rotating member that is disposed to fit into the shaft.
An electromagnetic clutch characterized by:
相対回転可能な一対の部材の一方に支持された電磁機構と、
前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸着可能に配置されたアーマチャと、
一対のカム部材の相対回転により両カム部材間にスラスト力を発揮すると共にトルク伝達を行うカム機構と、
相対回転可能な一対の押圧部材を備えた押圧部と、
前記一対の押圧部材の一方と前記一対のカム部材の一方とが軸方向で離間方向へ相対移動することを規制する受け部と、
前記一対のカム部材の一方を前記アーマチャに対して一体回転可能且つ軸方向移動可能に結合する第1の結合部と、
前記一対のカム部材の他方と前記一対の押圧部材の他方とを前記一対の部材の他方に一体回転可能且つ軸方向移動可能に結合する第2、第3の結合部と、
前記一対のカム部材の他方と前記一対の部材の一方との間に形成され前記スラスト力を受けて前記一対のカム部材の他方を前記一対の部材の一方に摩擦係合させる第1のクラッチ部と、
前記一対の押圧部材の他方と前記一対の部材の一方との間に形成され前記一対のカム部材の一方から前記受け部を介して伝達された前記スラスト力を受けて前記一対の押圧部材の一方が軸方向に押圧移動したことにより前記一対の押圧部材の一方が前記一対の押圧部材の他方を押圧して前記一対の押圧部材の他方を前記一対の部材の一方に摩擦係合させる第2のクラッチ部と、
を備えたことを特徴とする電磁クラッチ。
an electromagnetic mechanism supported by one of a pair of relatively rotatable members;
an armature arranged to be rotatable relative to the electromagnetic mechanism and capable of adsorption;
a cam mechanism that exerts a thrust force between the pair of cam members and transmits torque through relative rotation of the two cam members;
a pressing section including a pair of pressing members that are relatively rotatable;
a receiving portion that restricts relative movement of one of the pair of pressing members and one of the pair of cam members in the axial direction in a separating direction;
a first coupling portion that couples one of the pair of cam members to the armature so as to be integrally rotatable and movable in the axial direction;
second and third coupling portions that couple the other of the pair of cam members and the other of the pair of pressing members to the other of the pair of members so as to be integrally rotatable and movable in the axial direction;
a first clutch portion formed between the other of the pair of cam members and one of the pair of members and receiving the thrust force to frictionally engage the other of the pair of cam members with one of the pair of members; and,
One of the pair of pressing members receives the thrust force formed between the other of the pair of pressing members and one of the pair of members and transmitted from one of the pair of cam members via the receiving portion. is pressed in the axial direction, so that one of the pair of pressing members presses the other of the pair of pressing members, and the other of the pair of pressing members is frictionally engaged with one of the pair of members. a clutch part;
An electromagnetic clutch characterized by being equipped with.
請求項5記載の電磁クラッチであって、
前記一対のカム部材の一方は、軸方向に延びて前記アーマチャに係合により前記第1の結合部の結合を行わせる連係部を備え、
前記一対の押圧部材の一方は、前記連係部に嵌合配置され、
前記受け部は、前記連係部に設けられたストッパーであり、
前記連係部は、前記一対のカム部材の他方及び前記一対の押圧部材の他方に形成した足部を径方向に挿通させる挿通部を備えた、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
The electromagnetic clutch according to claim 5,
One of the pair of cam members includes a linking portion that extends in the axial direction and engages the armature to connect the first connecting portion ,
One of the pair of pressing members is arranged to fit into the linking part,
The receiving part is a stopper provided on the linking part,
The linking portion includes an insertion portion through which a foot portion formed on the other of the pair of cam members and the other of the pair of pressing members is inserted in a radial direction.
An electromagnetic clutch characterized by:
請求項5又は6記載の電磁クラッチであって、
前記一対の部材は、シャフト及びハウジングであり、
前記一対のカム部材の他方は、前記シャフトにスプライン係合により前記第2の結合部の結合を行わせ、
前記一対の押圧部材の他方は、前記シャフトにスプライン係合により前記第3の結合部の結合を行わせた、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
The electromagnetic clutch according to claim 5 or 6,
The pair of members are a shaft and a housing,
The other of the pair of cam members connects the second connecting portion to the shaft by spline engagement,
The other of the pair of pressing members connects the third connecting portion to the shaft by spline engagement.
An electromagnetic clutch characterized by:
請求項5~7の何れか1項記載の電磁クラッチであって、
前記カム機構は、前記一対のカム部材に形成したカム溝にカムボールを介在させて構成し、
前記押圧部は、前記一対の押圧部材間に押圧ボールを介在させて構成した、
ことを特徴とする電磁クラッチ。
The electromagnetic clutch according to any one of claims 5 to 7,
The cam mechanism is configured by interposing a cam ball in a cam groove formed in the pair of cam members,
The pressing part is configured by interposing a pressing ball between the pair of pressing members,
An electromagnetic clutch characterized by:
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