WO2005083287A1 - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

　ローラクラッチ部を電磁力で制御してクラッチの係合、遮断をする回転伝達装置の電磁コイルへの通電を回転軸の回転数の増減を加味して制御し、従来よりさらなる電力の省力化及び電磁コイルのコンパクト化を図ることができる回転伝達装置を得る。 　ローラ１３を介して回転軸上の内方部材１１と外輪１４との間の係合、遮断をするローラクラッチ部１０と、ローラ１３による係合、遮断を電磁力で制御する電磁クラッチ部２０とを有する回転伝達装置Ｃ1 において、通電による係合までの電流を回転数の変化に応じた最大電流を必要とする状態に適合するように設定し、回転軸の回転数の変化に応じて必要な電流値に変化させてさらなる省電力化と電磁コイル２１のコンパクト化を図ることができる回転伝達装置としたものである。

Description

明 細 書

回転伝達装置

技術分野

[0001] この発明は、車両の動力伝達経路等の回転軸上で回転駆動力の伝達と遮断の切 換えを行う回転伝達装置に関する。

背景技術

[0002] 車両の動力伝達経路等の回転軸上で回転駆動力の伝達と遮断を行う際に、電磁 クラッチを含み、かつ内方部材と外輪の間にローラを組込み、電磁クラッチへの通電 、遮断により内方部材と外輪との間で回転の伝達と遮断を行うツーウェイクラッチ方式 の回転伝達装置が知られている。この回転伝達装置の電磁クラッチへの通電は、省 電力化を図り、かつ発熱を抑制し得るようにするのが好ましい。又、低温時にはヒータ としての作用をすることができるように抑制することを必要とする場合もあり、これらの 要求に対して種々の試みがなされている。その一例として特許文献 1による「回転伝 達装置の制御方法」の発明が公知である。

[0003] この制御方法では、モード切換えスィッチを直結 4WD走行モードに切換えてツー ウェイクラッチのロックを行う際に、電磁コイルへ通電する電流を間歇的に流すことに より消費電力を少なくして発熱を抑制する制御方法を提案して 、る。電磁コイルへの 通電は、パルス幅変調制御（PWM制御）で行なわれる。なお、上記特許文献 1によ る回転伝達装置の制御方法は、具体例としては FRベースの 4WD車のトランスファ装 置内で動力の伝達と遮断を行うツーウェイクラッチに適用されている力 ツーウェイク ラッチ自体は種々の装置に適用される。

[0004] 上記特許文献 1と同じ構成の回転伝達装置を装着した 4WD車両の制御方法が特 許文献 2により開示されている。この制御方法ではトランスファ内の油温が低い低温 始動時に 2WDモードを選択するとローラが異常ロック (係合)され、ツーゥヱイクラツチ 力 Sロック (係合)とフリー (遮断)を繰返すことにより発生する振動を防止する制御方法 について提案している。この場合、トランスファ内の油温を温度センサにより検出し、 検出された温度が設定温度以下の時はハブクラッチ又は前輪車軸係合離脱手段を 係合させるようにしている。

[0005] ところで、上記特許文献 1による回転伝達装置において、ツーウェイクラッチをロック 状態、即ち電磁クラッチへ通電してローラクラッチを係合させる場合、パルス幅変調 制御を前提として、（a)ロックへ移行する過程では比較的大きな電流、つまりロックの 応答性を向上させるために可能な限り大きな電流を流し、（b)ロックを保持する間は 比較的小さな電流、つまり電磁クラッチでスィッチばねの弾性力を僅かに上回る吸引 力が発生する程度の電流を電磁コイルに印加している。そして、それぞれの場合の 電流値は、ロック時の回転数に言及することなぐ従ってクラッチの形式毎に必要な 最大値に設定されていた。

[0006] そこで、電磁クラッチへ印加する電流について種々研究の結果、電磁クラッチの口 ック作用に対してはロック時の回転数をカ卩味した電流値を電磁コイルに印加する方が 、さらに省電力化を図ることができることを見出した。しかし、従来の回転伝達装置に おいては、ロック時の回転数による影響を考慮して電磁コイルへの印加電流を設定 することにつ 、て提案した例はな 、。

[0007] 一方、特許文献 2の制御方法では、低温時には電磁コイルに電流を流し、回転伝 達装置の内部温度を上昇させるように電磁コイルをヒータとして使用することについ ても開示している。電磁コイルをヒータとすることは車両の走行中、停車時のいずれで あれ、電磁コイルに通電すればヒータとなり、必要熱量を発生させて低温時の潤滑油 粘性抵抗を瞬時に低減することができる。しかし、通電と同時に電磁石による吸引力 も発生しており、必要熱量が大きい場合、クラッチの係合を意図しない場合でもァー マチュアを吸引し、誤係合を誘発する虞れがあった。従って、電磁コイルへの印加電 流を最適に設定すると共に、低温時に電磁クラッチの不要な誤係合することに対する 制約なく必要な熱量を発生するヒータとしても使用し得る電磁コイルとするのが望まし い。

[0008] さらに、冒頭で説明した 2方向クラッチと電磁クラッチを有する従来の回転伝達装置 においては、出力側部材の内側に 2方向ローラクラッチと、その 2方向ローラクラッチ に並設された電磁クラッチを組込んだ構成であるため、出力側部材の軸方向長さが 長ぐし力も出力側部材の内側に非磁性体力 成るロータガイドを嵌合して回り止め し、そのロータガイド内にロータを嵌合してロータの内部に流れる磁束の外部への漏 洩を防止する構成であるため、出力側部材の外径も大きぐ回転伝達装置の重量が 重いという問題がある。

[0009] そのような問題点を解決するため、特許文献 3に記載された回転伝達装置におい ては、出力側部材を外輪と外方部材とに分割し、その外方部材を合成樹脂等の非磁 性体により形成し、その外方部材を外輪に対して回転不能に連結すると共に、前記 外輪と入力側部材の相互間に 2方向ローラクラッチを設け、前記外方部材によって電 磁クラッチのロータを支持するようにしている。上記のように、出力側部材を外輪と外 方部材とに分割し、その外方部材を非磁性体によって形成することにより、回転伝達 装置の軽量ィ匕を図ることができる。

[0010] しかし、特許文献 3に記載された回転伝達装置においては、外輪と外方部材の連 結に、外輪と外方部材とを半径方向に延びるピンによって回転不能に、かつ軸方向 に非分離に連結する連結手段や、外輪と外方部材の嵌合面に平坦面を形成して外 方部材を回り止めし、外輪の外周に形成されたリング溝に止め輪を取付けて外方部 材の軸方向への移動を防止するようにした連結手段が示されている力 ピンや止め 輪を用いる連結においては、外輪が高速回転した場合に、遠心力によってピンや止 め輪が外れるおそれがあり、連結の信頼性を高めるうえにおいて改善すべき点が残 されている。なお、ピンをねじに置き換えたり、ピンが挿入されるピン挿入孔の開口端 縁に加締めを施してピンを抜け止めすることも考えられる力 この場合、コストを高め るという問題が発生する。

特許文献 1：特開平 11-159545号公報

特許文献 2：特開平 11-157355号公報

特許文献 3：特開 2001—311438号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] この発明は、上記の問題に留意して、ローラクラッチ部を電磁力で制御してクラッチ の係合、遮断をする回転伝達装置の電磁コイルへの通電に対し、電磁コイルへの通 電を可変印加し得る制御システムを提供することを課題とする。又、上記の制御シス テムに対し、回転軸の回転数の増減を加味してさらなる電力の省力化かつ電磁コィ ルのコンパクトィ匕を図ることができる回転伝達装置を提供することをもう 1つの課題と する。

[0012] さらに、上記の回転伝達装置において、出力側部材を外輪と非磁性体から成る力 バーとに分割し、外輪と入力側部材の相互間に 2方向ローラクラッチを組込み、カバ 一と入力側部材の相互間に上記 2方向ローラクラッチを制御する電磁クラッチを組込 んだ回転伝達装置にお!、て、外輪に対するカバーの連結の信頼性を高めることをさ らにもう 1つの課題とする。

課題を解決するための手段

[0013] この発明は、上記の課題を解決する手段として、内方部材と外輪の間に係合子で あるローラを組込んで回転軸の回転の伝達と遮断を行うローラクラッチ部、及びこの口 ーラクラッチ部の係合、遮断を電磁コイルの電磁力により制御する電磁クラッチを有 する回転伝達装置と、クラッチの係合過程では内方部材と外輪の相対速度及び回転 軸の絶対速度の大きさに応じて電磁コイルへの通電を可変印加する可変設定部と、 この可変設定部を制御する制御部とを備えた回転伝達装置の制御システムとしたの である。

[0014] そして、上記回転伝達装置制御システムに用いられる回転伝達装置として、内方部 材と外輪の間に係合子であるローラを組込んで回転軸の回転の伝達と遮断を行う口 ーラクラッチ部と、このローラクラッチ部の係合、遮断を電磁コイルの電磁力により制 御する電磁クラッチ部とを備え、電磁コイルを使用頻度が最大又はその所定範囲内 の回転軸の回転を定格回転数とし、これに対応する定格電流を係合時に印加し得る ように設け、係合時に内方部材と外輪の相対速度及び回転軸の絶対速度の大きさに 応じて電磁コイルへの通電を可変印加し、回転速度に適合する印加電流により係合 し得るように構成した回転伝達装置を採用することができる。

[0015] 上記の構成とした回転伝達装置では、電磁コイルへの電流の通電を可変印加する ことにより回転速度 (相対速度）に適合した印加電流を加えることができ、さらなる電 力の省力化、電磁コイルのコンパクトィ匕が実現できる。このような印加電流を流すため 、電磁コイルは使用頻度が最大となる回転速度での回転数又はその一定範囲内を 定格回転数とし、これに対応する定格電流に適合するサイズに設定される。実際の 使用時には定格回転数力 増、減いずれにも回転速度は種々変化する力 増、減い ずれかの状態に変化した回転速度において係合 (ロック)動作が開始されると、その ときの回転速度に応じて必要な印加電流を増、減設定して印加する。但し、ローラク ラッチ部が内輪カム構造タイプと外輪カム構造タイプとでは印加電流の増、減の方向 が互いに反対となる。

[0016] このような電磁コイルへの印加電流の可変設定をする場合、電磁クラッチによる吸 引力はクラッチの中立位置に保持する力をわずかに上回る力であればよいが、電磁 クラッチへの通電の省力化と共にクラッチ応答性を速くするためには、係合 (ロック） 過程に必要な電流は、係合 (ロック)後に係合保持するのに必要な電流より大きくする のが好ましぐ係合保持に必要な電流を基準電流とすれば、係合過程ではその 11倍（ η> 1)の印加電流を必要とする。従って、その n倍の印加電流を印加する際に上述し た回転数、及び内輪カム又は外輪カム構造タイプかに応じて増、減された n倍の印 加電流を係合起動（開始)時力 係合完了まで印加し、その後基準電流に減少させ ることとなる。この場合、基準電流も回転数と内、外輪カム構造タイプのいずれかによ つて異なる値に設定される。

[0017] 以上の印加電流の制御は、回転伝達装置の制御システムの可変設定部に対し制 御部から制御信号を送ることにより行なわれる。このような回転数に応じた印加電流 の可変制御をするために、入出力軸には回転センサを設けるが、他の目的で設けら れて 、る回転センサがあればその測定信号を利用して制御部へ送り、回転速度を検 出する。そして検出された回転速度の検出信号に基づいて上述した電磁コイルへの 電流を可変印加するように制御信号を可変設定部へ送る。

[0018] 可変設定部では、予め回転伝達装置が内、外輪カム構造タイプのいずれであるか によって係合過程での印加電流を回転数の増大と共に、例えば内輪カム構造タイプ では減少させ、外輪カム構造タイプでは増大させるというように印加する。従って、可 変設定部では基本的に回転数の増、減に応じて印加電流を増、減するように設定す るが、このとき同時に電磁クラッチの係合時のクラッチ応答性を向上させるには上述 した基準の印加電流の n倍とする設定も可変設定部で行えばよい。 [0019] このクラッチ応答性向上の制御は、回転伝達装置を使用する対象物の目的、用途 に応じてクラッチ応答速度の程度が異なる。従って、応答速度を高くすることを要求さ れればその要求の度合 、に応じて n ( > 1)の値を大きく設定することとなる。その後、 係合保持の状態になると基準の印加電流に戻すが、この場合も回転数と内、外輪力 ム構造タイプの種類に応じて適切な電流値に設定する。

[0020] 上記もう 1つの課題としての回転伝達装置として、前記ローラクラッチ部の内方部材 の大径部の外周に外輪の内周に転走面として形成された円筒面との間でくさび形空 間を形成するカム面を設け、電磁クラッチ部のロータを連結するためのロータガイドを ローラクラッチ部の外輪に非磁性体のカバーとして外輪とは分割して取付け、上記外 輪とカバーの対向端面における一方に切欠部を形成し、他方にその切欠部内に嵌 合される突出部を設け、その突出部と切欠部の嵌合部における内径側にカバーを軸 方向に非分離とする連結手段を設けた構成とすることができる。

[0021] また、前記連結手段として、外輪の開口端部の内周と突出部の内周にリング溝を形 成し、このリング溝に半径方向に弾性変形可能な止め輪を係合させた構成カゝら成る ものとすることができる。さらに、切欠部と突出部の軸方向で対向する端面間に潤滑 油の排出孔を形成すると、後加工による排油通路の形成を不要とすることができるた め、コストの低減を図ることができる。

[0022] また、前記ロータのァーマチュアと対向する吸着面に複数の円弧状のスリットを同 一円周上に形成し、各スリット内に非磁性体力も成る弾性部材を取付けて、一部を前 記吸着面より突出させると、スリットから内部に異物が侵入するのを防止することがで きると共に、ロータ力 ァーマチュアを離反させる離反ばねの組込みを不要とすること ができるため、回転伝達装置の組立ての容易化を図ることができる。

[0023] ここで、電磁クラッチのロータをカバーの内周に嵌合して回り止めする回転伝達装 置において、ロータの内径側から内部に異物が侵入し、その異物がァーマチュアと口 ータ間に侵入すると、ァーマチュアの吸着が不能となり、 2方向ローラクラッチを係合 させることができなくなるおそれが生じる。そこで、ロータの内径側に密封手段を設け て異物の侵入を防止するのが好まし 、。

[0024] また、係合子を保持する保持器を、入力側部材の外周に嵌合され、止め輪の取付 けによつて軸方向に移動するのが防止されたプレートで回転自在に支持する構成で あると、入力側部材の高速回転時に、遠心力によって止め輪が外れてプレートを軸 方向に保持することができなくなる。そこで、入力側部材の外周にリング溝を形成し、 そのリング溝に取付けた止め輪によって保持器の端部内周を支持することにより、遠 心力によって止め輪が外れるのを防止することができ、その止め輪によって保持器を 安定よく支持することができる。

[0025] また、入力側部材の大径部の外周にカム面を設けた回転伝達装置にぉ 、ては、上 記大径部の端面に凹部を形成し、その凹部内にスィッチばねを組込むようにする。こ の場合、スィッチばねが凹部から抜け出ると、スィッチばねの機能を発揮させることが できなくなるため、上記凹部の外周壁における内周にリング溝を形成し、このリング溝 内にスィッチばねを組込んでスィッチばねを軸方向に規制するのが好ましい。

[0026] さらに、出力側部材である外輪の内周に円筒面を形成し、入力側部材の外周に力 ム面を形成した回転伝達装置において、外輪の内周に、その外輪を入力側部材に 対して回転自在に支持する軸受の軸受嵌合面を形成し、その軸受嵌合面と前記円 筒面とを同一径とすると、外輪の内周の加工が容易となり、コストの低減を図ることが できる。

発明の効果

[0027] ローラによる回転の伝達、遮断を行うローラクラッチ部と、電磁コイルの電磁力により ローラクラッチ部の制御をする電磁クラッチ部とを有する回転伝達装置に対し電磁コ ィルへの通電を可変印加する可変設定部と、この可変設定部を制御する制御部とを 備えた制御システムでは、制御部力 の制御信号を可変設定部へ送ることにより回 転軸の回転速度の大きさに応じた可変印加電流を電磁コイルへ通電でき、回転伝達 装置の電力の省力化及び印加電流の可変設定が可能となる。

[0028] この発明の回転伝達装置は、ローラによる回転の伝達、遮断を行うローラクラッチ部 と、電磁コイルの電磁力によりローラクラッチ部の制御をする電磁クラッチ部とを有し、 使用頻度に対応する定格回転数に応じた定格電流を印加し得るように電磁コイルを 設け、回転軸の回転速度の大きさに応じて電磁コイルへの通電を可変印加するよう にしたから、回転速度に応じた最適の印加電流に設定することにより従来よりさらなる 省力化及び電磁コイルのコンパクトィ匕が可能となるという利点が得られる。

[0029] 第 2の発明の回転伝達装置においては、外輪とカバーの対向面における一方に切 欠部を形成し、他方に突出部を形成し、この突出部を切欠部に嵌合したので、外輪 に対してカバーを回り止めすることができる。

[0030] また、突出部の内周と外輪の開口端部の内周にリング溝を形成し、そのリング溝に 止め輪を係合させたことにより、高速回転時の遠心力によって止め輪がリング溝から 外れるという不都合の発生はなぐ外輪とカバーとを確実に連結状態に保持すること ができ、信頼性の高い連結状態を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]第 1実施形態の内輪カム構造タイプの回転伝達装置の主要断面図

[図 2]図 1の（a)矢視 Ila— Ilaの断面図、（b)矢視 lib— libの断面図

[図 3]第 2実施形態の外輪カム構造タイプの回転伝達装置の主要断面図

[図 4]図 3の矢視 IV— IVの断面図

[図 5]回転伝達装置の制御回路の概略ブロック図

[図 6A]第 1実施形態の回転伝達装置の制御方法による作用の説明図（内輪カム構 造タイプのカムリング回転数と電磁コイルへの印加電流値の変化）

[図 6B]第 1実施形態の回転伝達装置の制御方法による作用（内輪カム構造タイプの カムリング回転数 N 、 N 、 N をパラメータとするロータ、ァーマチュア間クリアランス

X Y Z

とクラッチ係合に必要な吸引力の変化)の説明図

[図 7A]第 2実施形態の回転伝達装置の制御方法による作用（外輪カム構造タイプの 外輪の回転数と電磁コイルへの印加電流値の変化)の説明図

[図 7B]第 2実施形態の回転伝達装置の制御方法による作用（外輪カム構造タイプの 外輪の回転数 N 、 N 、 N をパラメータとするロータ、ァーマチュア間クリアランスとク

X Y Z

ラッチ係合に必要な吸引力の変化)の説明図

[図 8A]第 2実施形態の回転伝達装置の制御方法による作用（外輪カム構造タイプの 外輪の回転数 Nと電流と時間の変化)の説明図

[図 8B]図 8Aの定格回転数 N での制御方法による作用（外輪カム構造タイプの外輪

0

の回転数 Nと電流と時間の変化)の説明図 圆 9]クラッチ使用頻度と回転数の変化の説明図

圆 10]電磁コイルのモード切換回路の模式図

[図 11]第 3実施形態の回転伝達装置の縦断正面図

[図 12]図 11の II II線に沿った断面図

[図 13]図 1の III III線に沿った断面図

[図 14]図 11に示す電磁クラッチ部の拡大断面図

[図 15]電磁クラッチの他の例を示す断面図

[図 16]図 11に示す回転伝達装置の出力側部材とカバーとを示す分解斜視図 圆 17]図 11に示す回転伝達装置の排出孔の他の例を示す断面図 圆 18]図 11に示す回転伝達装置の排出孔のさらに他の例を示す断面図 符号の説明

lx 入力軸

2、 3、 4 軸受

5x 出力軸

10 ローラクラッチ部

11 内方部材

12 保持器

13 ローラ

14 外輪

15 カム面

16 ¾5走面

17 ポケット

18 スィッチばね

20 電磁クラッチ部

21 電磁コイル

22 ロータ

23 ァーマチュア

24 離反ばね 30 制御部

31 入力スィッチ

32 可変設定部

33 PWM変調部

34a、 34b 回転センサ

発明を実施するための最良の形態

[0033] 以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図 1は第 1実施形 態の回転伝達装置の主要断面図を示す。又、この実施形態は、内輪の外周面に力 ム面を有する内輪カム構造の例である。図示のように、回転伝達装置 C

1は、入力軸 1

Xの端部の内方部材 11から保持器 12のポケット 17に所定の間隔で周方向に配置さ れた係合子としてのローラ 13を介して外輪 14へ回転を伝達するローラクラッチ部 10 ( 2方向クラッチ）と、このクラッチ部 10のローラ 13による係合、遮断を電磁力により制 御する電磁制御手段としての電磁クラッチ部 20とを備えて 、る。電磁クラッチ部 20は 、後述するように、ァーマチュア 23を電磁コイル 21の電磁力によりロータ 22と摩擦接 触又は遮断して保持器 12を内方部材 11に対し回転させ、上記ローラ 13を介して回 転の伝達を行えるように設けられて 、る。

[0034] ローラクラッチ部 10は、図 1に示すように、入力軸 lxの端の内方部材 11を外輪 14 の内径内に同軸状に配置し、入力軸 lxと出力軸 5xを含む各部材を軸受 2、 3、 4に より相対回転自在に支持し、内方部材 11の外周面にカム面 15を、外輪 14の内径に 転走面 16を形成し、その間に保持器 12を配置して形成されている。保持器 12のポ ケット 17にはカム面 15と同数の複数個、所定の等間隔でローラ 13を配置し、カム面 15と転走面 16とで形成される楔空間にローラ 13を押込むことによりクラッチが係合さ れる。なお、保持器 12は、内方部材 11に対しローラ 13をカム面 15のほぼ中央の中 立位置に保持するようにスィッチばね 18を介し回転方向に弹性的に保持されて ヽる

[0035] 電磁クラッチ部 20は、ローラクラッチ部 10の外輪 14の外側で、かつ互いに隣接し て入力軸 lx上に設けられており、電磁コイル 21をヨーク 21aで囲み、図 1に示す適宜 支持部材 Spにより所定の位置に固定、支持し、この電磁コイル 21を囲んでロータ 22 及びロータガイド 22gが設けられ、ロータ 22のフランジ面 22aを挟んで一方に電磁コ ィル 21、他方にァーマチュア 23が配置されて構成されている。ロータ 22とロータガイ ド 22gは、外輪 14に対しその端面に一体となるよう固定され、ロータ 22は断面視略コ 字状で、その中央ボス部 22bを軸受 3で入力軸 lxに対し相対回転自在に嵌合、支 持されている。なお、 Lcは電磁コイルへの給電ラインである。

[0036] ァーマチュア 23は、入力軸 lxの軸方向に移動自在で、かつァーマチュア 23に複 数箇所に設けられた図示しない穴に保持器 12の端面に設けた突起部が嵌合し、こ のため回転に対しては保持器 12と一体に回転するように設けられている。又、このァ 一マチュア 23と内方部材 11の端面との間には前述したスィッチばね 18がローラ 13 を中央位置へ戻す中立保持部材として設けられて!/ヽる。スィッチばね 18はリング状 の弾性部材が用いられ、内方部材 11の異径段部に設けた溝 1 la内に収納されてお り、この溝 11aの一部（図 2 (b)では上方）に設けた切欠き 11c及び保持器に位相を 一致させて設けた切欠き 12cのそれぞれの両端間にスィッチばね 18の両端の角（ッ ノ） 18a、 18aが揷置されている。

[0037] 入力軸 lxの回転により内方部材 11が回転している際に、ァーマチュア 23が電磁コ ィル 21への通電による吸引力でロータ 22のフランジ面 22aに摩擦係合すると、ァー マチュア 23が外輪 14と一体となり、一方では内方部材 11の端の溝 11a内のスィッチ ばね 18の一方の角 18aを内方部材 11の回転により切欠き 11cの端で押しながら内 方部材 11のカム面 15のみが保持器 12に対して移動するため、ローラ 13はカム面 1 5と転走面 16との成す内方部材 11の回転に対し遅れ側となる楔空間の方へ押し込 まれ、これにより内方部材 11の回転がローラ 13を介して外輪 14へ伝達され、出力軸 5xに回転が伝達される。

[0038] 電磁コイル 21への通電を遮断すると弾性部材である離反ばね 24のばね力でァー マチュア 23がロータ 22から引き離されて摩擦係合が遮断される。このため、ァーマチ ユア 23はロータ 22から離れて保持器 12と一緒に回転する力 スィッチばね 18の弹 性により保持器 12をローラ 13がカム面の中央となる元の位相位置へ引き戻し、これ によってローラ 13から外輪 14への係合が遮断される。

[0039] 図 3、図 4に第 2実施形態の回転伝達装置を示す。この回転伝達装置 Cは、外輪 の内周にカム面を有する外輪カム構造の例である。第 1実施形態と基本構造は同様 であり、従って同じ機能部材には同じ符号を付し、異なる構成について主として説明 する。図示のように、この回転伝達装置 Cは、第 1実施形態と同じくローラクラッチ部

2

10と、電磁クラッチ部 20とを備え、電磁クラッチ部 20はローラクラッチ部 10の外輪の 外側で互いに隣接して設けられている。ローラクラッチ部 10は、入力軸 lx上の異径 段部の最大径部を内方部材 11として有し、その外周面が転走面 15aとなり、その外 側に同軸かつ相対回転可能に外輪 14が配置され、この外輪 14の内周面にカム面 1 6aが形成されている。

[0040] そして、内方部材 11と外輪 14との間に保持器 12が配置され、保持器 12のポケット 17にはローラ 13がカム面 16aと同数の複数個、所定の等間隔で挿置され、カム面 1 6aと転走面 15aとで形成される楔空間の周方向いずれかの側の狭空間にローラ 13 を押込むことでクラッチをロックするように構成されている。なお、この例では保持器 1 2は外輪 14に対し、ローラ 13を互いに隣接するカム面 16a、 16aで形成される凹部の ほぼ中央の中立位置に保持して、ローラ 13による内方部材 11と外輪 14との係合を 解除する中立保持部材としてのスィッチばね 18を介し回転方向に弾性的に保持され ている。

[0041] 保持器 12は、この例では、図 3に示すように保持器 12の電磁クラッチ部側寄りの端 部位置付近で、保持器 12の内周面に沿ってリング状のスィッチばね 18が設けられ、 このリング両端に形成された角 18a、 18aは、位相を一致させて保持器 12と外輪 14 に設けられた切欠き 12c、 14cのそれぞれの端に沿って揷置されている。又、外輪 14 は延長部 5を電磁クラッチ部 20と反対側寄りの端に一体に有し、この延長部 5の内周 で、内方部材 11の転走面 15aに隣接する異径段部との間に設けた軸受 2により入力 軸 lxに対し相対回転自在に保持されて!、る。 6は外輪 14からの回転を出力する歯 車、 7は入力軸 lxへ回転を入力する歯車である。

[0042] 電磁クラッチ部 20は、入力軸 lxに対してスリーブ 19及びロータ 22を一体に嵌合し 、ロータ 22のフランジ面 22aを挟むように一方に電磁コイル 21、他方にァーマチュア 23が配置されて構成されている。ァーマチュア 23はスリーブ 19に対し摩擦低減部材 19aを介して相対回転自在に、かつ軸方向への所定の距離範囲内で移動自在に設 けられ、その適宜位置に複数箇所設けられた係合穴に保持器 12の端面に設けた突 起が挿入されて保持器と一体に回転する。又、ァーマチュア 23は、外輪 14の外周に 設けた弾性部材である離反ばね 24のばね力で常にローラクラッチ部 10側へ引き付 けられている。

[0043] 電磁コイル 21に通電すると、ァーマチュア 23は保持器 12に対し軸方向のみ可動 に嵌合しているため、ロータ 22のフランジ面 22aと摩擦接触する。ロータ 22は入力軸 lxと一体に嵌合しており、一方ァーマチュア 23は保持器 12に対し回転不能に嵌合 しているため、入力軸 lxの回転により保持器 12は外輪 14に対するスィッチばね 18 の弾性保持力に杭してローラ 13を楔空間のいずれかの狭空間に押込むように作動 し、その結果内方部材 11の回転力が外輪 14へ伝達される。電磁コイル 21への通電 が遮断されるとァーマチュア 23のロータ 22への係合が解かれ、スィッチばね 18の弹 性力で保持器 12を中立位置へ戻し、ローラ 13による内方部材 11と外輪 14との係合 が解除される。

[0044] 以上で内輪カム構造と外輪カム構造の回転伝達装置 (以下それぞれを内輪カム構 造タイプ、外輪カム構造タイプと略称する）の基本構成及び作用につ ヽて説明したが 、ローラ 13によるクラッチの切替 (係合)作用においてローラ 13が受ける力の方向が 内輪カム構造タイプと外輪カム構造タイプとでは互いに反対方向となる。そこで、それ ぞれの場合の電流値を最適に可変設定可能とすることにより従来の PWM制御によ る電力の省力化よりさらなる省力化を図り、かつクラッチ応答性の向上を図ることがで きる回転伝達装置の制御回路を図 5に示す。

[0045] 図示のように、回転伝達装置用の制御回路は、マイクロコンピュータを用いた制御 部（ECU) 30へ入力軸 lx、出力軸 5xに取付けた回転センサ 34a、 34bからそれぞれ の回転数を表わす測定信号が送られ、制御部 30内で検出された回転数の検出信号 に基づく制御信号により、車両のノ ッテリ電源 30 から電磁コイル 21へ通電する状態

B

を、可変設定部 32、あるいは PWM変調部 33を介して制御するように構成されてい る。上記制御信号は可変設定部 32、あるいは PWM変調部 33へ送られ、可変設定 部 32は後述するように入力軸 lx、出力軸 5xの回転数の大、小に応じて係合過程に おける電流値を最適に設定して電磁コイル 21へ通電し、 PWM変調部 33は電磁クラ ツチ部 20が係合した後、その係合を保持する際に電磁コイル 21への電流を PWM制 御により間欠的に流して通電するように設けられている。 SW31は後述するモード切 換スィッチ 35のオン、オフを指示する入力スィッチである。

[0046] 上記の構成とした制御回路により電磁クラッチ 20の係合過程における係合制御が 回転伝達装置の各タイプ毎に次のように行なわれる。まず、図 1の内輪カム構造タイ プでは、カム面 15の回転数が大きい場合、ローラ 13が遠心力により半径方向の外側 に押し出され、外輪 14の転走面 16と接触する。そして、その遠心力が比較的大きい と、接触面間の摩擦抵抗によりローラ 13がカム面 15に対して回転方向に位相遅れを 生じる方向に力を受ける。即ち、クラッチの切替え (係合)を補助 (又は助勢)する方 向に力が作用する。

[0047] 一方、図 3の外輪カム構造タイプでは、カム面 16aを有する外輪 14の回転数が大き い場合、ローラ 13が遠心力により半径方向外側に押出されるのは内輪カム構造と同 様であるが、隣接するカム面 16a、 16aで形成される凹部にローラ 13が嵌まり込む状 態となる。その状態からローラ 13をカム面 16aと内方部材 11の転走面 15aとの間に 形成される楔空間のいずれかの狭空間に押込むためには、遠心力及びカム面 16a の摩擦抵抗に抗してローラ 13がカム面 16aに対して回転方向に位相ずれを生じる方 向に力を与えなければならない。即ち、クラッチの切替え (係合)を阻害する方向に力 が作用する。

[0048] 以上のように、内輪カム構造タイプと外輪カム構造タイプとでは、内方部材 11又は 外輪 14の回転数が大きくなると、ローラを介するクラッチ切替え (係合）に対する作用 が相違する。そこで、まず内輪カム構造タイプの場合に、可変設定部 32を介して可 変設定される内方部材 11の回転数 Nと電磁コイル 21への印加電流 Iの関係を図 6A に、このように可変設定される印加電流 Iに基づくロータ 22とァーマチュア 23間のタリ ァランス δとクラッチ切替え (係合）に必要な電磁石の吸引力 Fとの関係を、回転数 Ν 、 Ν 、 Νをパラメータとして図 6Βにそれぞれ示す。但し、カム面を有する内方部材

X Υ Ζ

11は図中ではカムリングと!/、う用語で示しており、以下でもカムリングと!/、う用語で説 明する。又、図 6Αにおける回転数 Ν、印加電流 Iは定格状態での値を示しており、

0 0

これについては後で説明する。 [0049] 図 6Aに示すように、内輪カム構造タイプではクラッチ係合時の電磁コイル 21への 印加電流 Iは、ローラ 13と外輪 14との摩擦抵抗による補助作用があるため、カムリン グの回転数 Nが高くなるに従って、クラッチ切替え (係合)のための電磁石の吸引力 F の大きさに対する電磁コイル 21への印加電流を小さくすることができる。又、図 6Bに 示すように、クリアランス δが比較的大きいときは、ロータ 22とァーマチュア 23とを離 反する離反ばね 24の弾性力以上に電磁石吸引力 Fを発生しなければならないのは どの回転数域にあっても同様である力 クリアランス δ =0、即ちロータ 22とァーマチ ユア 23とが吸着したときは、カムリングの回転数が Ν→Ν →Ν と変化した場合 (Ν

Ζ Υ X X

>Ν >Ν )、図示のように、回転数 Νが大きい領域ほど必要な吸引力 Fは小さくてよ

Y Z

いから、印加電流 Iも小さくてよいこととなる。従って、電磁クラッチ 20が係合した後の 係合保持状態では、回転数 Nが大きい領域ほど保持のための電流は小さく設定され る。

[0050] 次に、外輪カム構造タイプの場合の図 6A、図 6Bに相当する図を図 7A、図 7Bに示 す。但し、図 7Aでは横軸をカムリングに代えて外輪の回転数 Nとしている。図 7Bに 示すように、外輪 14の回転数が高くなるに従って、ローラ 13に負荷される遠心力が 大きくなり、クラッチ係合前には隣接するカム面 16aで形成される凹部へローラ 13が 嵌まり込んだ状態となるため、クラッチ係合のための吸引力、即ち電磁コイル 21への 印加電流 Iは大きくなる。又、図 7Bに示すように、クリアランス δが比較的大きいときは 、ロータ 22とァーマチュア 23とを離反する離反ばね 24 (この例では引きばね）の弾性 力以上に吸引力を発生しなければならな 、のはどの回転数域でも同様であるが、タリ ァランス δ =0、即ちロータ 22とァーマチュア 23とが吸着したときには外輪 14の回転 数 Νが大きい領域ほど必要な吸引力 Fは大きくなり、印加電流 Iも大きくなる。

[0051] 以上のように、内輪カム構造タイプ、外輪カム構造タイプのいずれの場合であれ、 それぞれの場合の電磁コイル 21への印加電流 Iを可変設定部 32を介して回転領域 に応じて必要な最小限の値に可変設定すれば、最適な電流制御が可能となる。この 場合、特許文献 1による従来の PWM制御では、回転数とは無関係にァーマチュア 摩擦トルクがクラッチの中立位置を保持するトルクを上回るように電磁コイルへの印加 電流を PWM制御することを示して ヽる。従って回転数 Νが内方部材又は外輪の予 想される最大回転数を基準としてその最大電流値で PWM制御をしていることとなる

[0052] これに対して、上述したこの実施形態では内輪カム構造タイプ、外輪カム構造タイ プの形式に応じてそれぞれの回転数 Nに対応して電磁コイル 21への印加電流 Iを可 変制御するようにしたから、運転条件によって従来は過剰となって!、た回転領域での 電流を最適化でき、従つて従来の制御に比してさらなる省力化及び電磁コイル 21の コンパクトィ匕を図ることができることとなる。なお、回転数 Nに応じて電流制御をするた め、入力軸 lx、出力軸 5x上に設けた回転センサ 34a、 34bからの信号をそれぞれ制 御部 30へ入力して回転領域を検知し、その情報に基づ!/ヽて上述した電流制御が行 なわれる。

[0053] 上記いずれのタイプの場合であれ、上述したクラッチ係合を制御する方法は、同時 にクラッチ応答性向上の制御方法となるのが好ましい。クラッチ応答性向上のために は、まずクラッチが係合 (ロック）に移行する過程として（1)電磁コイル 21へ電流を印 加し、（2)相対的にクリアランス δを有しているロータ 22とァーマチュア 23とが引き付 けられ、（3)両者が接触することによりローラ 13を内方部材 11と外輪 14の間で楔空 間のいずれかの狭空間に押し込むための回転トルクが得られる力 この過程におい て応答性向上のためには（1)一 (3)の各過程の所要時間を短縮する必要がある。

[0054] そこで、図 8Α、図 8Βに（1)、 (2)項の時間短縮を行う制御方法をグラフで示す。図 8Αでは、印加電流 Iと回転数 Νと時間 tの関係を 3次元的に表示し、図 8Bは図 8Aの 任意の回転数のうち、例えば定格回転数 Nで見た印加電流 Iと時間 tの関係を 2

0 0 0

次元的に表示したグラフである。但し、図示の例は外輪カム構造タイプの場合を示す

[0055] 又、図示のクラッチ応答性向上のための制御は、上述したクラッチ係合 (ロック）時 の印加電流の可変制御を前提として行なわれる。このクラッチ応答性向上制御は、 例えば軸の回転数 Nが現在定格回転数 Nで回転しているとすると、電磁コイル 21へ

0

の通電開始から係合 (ロック）するまでの時間 tの間に定格回転数 N に対応して必

0 0

要とされる基準電流 I の n倍、但し η> 1、大きい電流 nlを可変設定部 32により電磁

0 0

コイル 21へ流し、係合 (ロック）の後（t以後）は基準電流 I に減少させるように制御し 、回転数 Nが定格回転数 N以外の任意の回転数 Nの場合も同じ関係となるように行

0

なわれる制御である。図 8Aは、上記制御状態を任意の回転数 Nの領域に広げた状 態を示している。

[0056] なお、電磁クラッチ 20が係合（ロック）完了したかについては、回転センサ 34a、 34b の検出信号を制御部 30において比較し、両方の信号が一致又はほぼ一致 (所定範 囲内）すれば係合完了したものとして印加電流 nlを可変設定部 32により I に減少さ

0 0 せればよい。又、印加電流を I に減少させた後は PWM変調部 33により PWM制御と

0

し、電流を間欠的に流すようにしてもよい。

[0057] ところで、上記定格回転数 Nは、次のような状態を考慮して決定され、かっこの定

0

格状態に対する電流値 I に適合するように電磁コイル 21のサイズが決定され、これ

0

により電磁コイル 21のコンパクトィ匕が可能となる。図 9に示すように、例えば回転伝達 装置として外輪カム構造タイプのクラッチを車両の動力伝達経路上に設けた場合、そ の回転数 Nとクラッチとしての使用頻度 (オン、オフの繰返し回数）との関係は統計的 な使用回転数の範囲内で最大値を有すが、同図は車速の最高速度と最低速度の中 間より少し低速側に寄った速度での所定の回転数 Nで使用頻度が最大となる状態

0

を例示したものである。そこで、図中の使用頻度が最大となる回転数 N、又はその

0 一 定範囲内の回転数を定格状態とし、この定格状態で電磁コイルのサイズを決定する

[0058] 製品の適用箇所は、低回転領域もあれば高回転領域もある。従って、それぞれの 製品の適用箇所に応じて最適な定格状態を設定して電流コイルのサイズは決定され る。しかし、実際の使用状態では、図 8Aに示すように、定格回転数 Nより低い又は

0

高い領域でもクラッチ係合が行なわれる。従って、定格回転数 N以上では比較的大

0

きな電流が通電されることとなるが、使用頻度が低くなる、あるいは極端に低くなる場 合もあり、電磁コイルの寿命、耐久性に影響を及ぼすことはないと考えられる。即ち、 使用頻度を加味した上でのサイズ決定に基づ 、て 、るため、適切な使用方法となる

[0059] 上記定格状態の設定、電磁コイルのサイズ決定を前提として行なわれるクラッチ応 答性向上を含む制御では、完全係合となる時間 tまでの電流値は、係合した後に必 要な保持電流 Iの n倍大き 、電流を電磁コイル 21に通電するように制御が行なわれ

0

る。但し、 η> 1である。この場合、保持電流 Iはクラッチ係合をする瞬間のそれぞれ

0

の内方部材 11、又は外輪 14の回転数 Nにおける係合後の保持電流であり、実際の 回転数 Nの変化に応じて変化する。

[0060] 図 10に給電ライン Lcに電磁コイル 21のモード切換スィッチ 35を設けたモード切換 回路の模式図を示す。このモード切換回路は、前述したように、低温時の係合におけ る誤係合の可能性に対する制約なく必要な熱量を発生するヒータとしても使用できる ようにするためのものである。（a)図はヒータモード、（b)図は駆動モードでの電磁コィ ル 21の使用状態を示す。このモード切換回路は、電磁コイル 21を、そのコイル中央 位置に中央接続ライン Lcnを設けて 21 と 21 の 2つに分割し、モード切換スィッチ 3

X Y

5によりヒータモードと駆動モードを切換え自在とし、かつ誤係合の可能性が生じない ようにしている。

[0061] モード切換スィッチ 35は、給電ライン Lcの +側及び中央位置に接続される接続ラ イン Lc+、 Lcnに対し連動式の 2つのスィッチ 35a、 35bを有する。接続ライン Lc+は 2 つのスィッチ 35a、 35bの!ヽずれかに接続し得るように 2つに分岐して設けられて!/、る 。 Lc-は接続ラインのアース側である。なお、 2つのスィッチ 35a、 35bは少なくとも可 変設定部 32の下流に設け、図示省略しているが、 PWM変調部 33を設ける場合は、 さらにその下流側となる位置に設けるのが好ましい。又、 2つのスィッチ 35a、 35bは、 図示省略している力 制御部 30から制御信号を送り必要に応じてモード切換えがで きるようになつている。 30 は車両用バッテリ電源である。

B

[0062] このようなモード切換回路に対し、車両の低温始動時等に（a)図のヒータモードを 選択したとすると、電源 30 力もの電流は、モード切換スィッチ 35のスィッチ 35aが L

B

c+、 35b力Lcnに接続されているため、 2つのコイル 21 と 21 に 2分されて流れ、この

X Y

ため各コイル 21 、21 で発生する磁束 φ 、 φ は互いに逆向きとなり、互いに打消

X Y X Y

し合うように発生する。従って、電磁コイル 21に吸引力は発生しない。しかし、各コィ ル 21 、 21 には通電されるから各コイルは発熱しヒータとして作用する。一方、（b)

X Y

図の駆動モードを選択すると、スィッチ 35aは接続ライン Lc+力ゝら切離され、スィッチ 3 5bが接続ライン Lc+に接続され（中央接続ライン Lcnは切離し）、 2つの電磁コイル 21 、 21 は 1つの電磁コイル 21として作動し、磁束 φが発生する。この磁束 φにより吸

X Y

引力が発生する。

[0063] 以上のようなモード切換回路を電磁コイル 21への給電ライン Lc上に設けることにより 低温始動時に、ヒータモードと駆動モードを切換え、低温時の粘性抵抗を瞬時に低 減して電磁クラッチ部 20を正常に作動させることが可能となる。

[0064] 図 11に第 3実施形態の内輪構造タイプの回転伝達装置の主要断面図を示す。こ の実施形態の回転伝達装置は、図 1の例と同じ構成であるが、図 1の回転伝達装置 では詳細構造の図示及び説明は省略しており、以下ではその細部構造を改良した 例について説明する。なお、この細部構造の改良は、後述するように、出力側部材を 外輪と非磁性体のカバーとに分離して設け、回転伝達装置の軽量化と外輪に対する カバーの連結の信頼性を高めることにある。又、この例では図 1と同一部材に対して 異なる名称を用いて説明する力 同一又は対応する部材には同一符号にダッシュを 付して表示し、カツコ書きで対応部材を示す (但し、対応部材の無いものもある）。

[0065] 図 11に示すように、入力側部材 1 ' (入力軸 lx)は大径部 11a' (内方部材 11)を有 し、その大径部 11a'の先端部に段付きの突軸部 l ib 'が設けられている。大径部 11 a'の外側には出力側部材 5 ' (出力軸 5x)が設けられている。出力側部材 5 'は図 11 および図 16に示すように、外輪 14' (外輪 14)とカバー 22g' (ロータガイド 22g)とに 分割されている。外輪 14'は金属から成る。この外輪 14'は軸受嵌合面 16a'を内周 に有し、その軸受嵌合面 16a'と前記突軸部 l ib '間に組込まれた軸受 4' (軸受 4)に よって入力側部材 1 'と外輪 14'は相対的に回転自在とされている。

[0066] 図 14に示すように、外輪 14'の開口端部には第 1円筒部 14a'と、第 2円筒部 14b' が軸方向に位置をずらして設けられ、第 1円筒部 14a'の内径は第 2円筒部 14b'の 内径より大径とされ、その第 2円筒部 14b'内に前記カバー 22g'が嵌合されている。 カバー 22g，は合成樹脂等の非磁性体力も成り、そのカバー 22g，の外径は第 2円筒 部 14b'の内径とほぼ同一径とされている。カバー 22g'の外輪 14'に対する対向端 面には複数の突出部 28 'が周方向に等間隔に形成され、各突出部 28 'は第 1円筒 部 14a'および第 2円筒部 14b'に形成された切欠部 29 'に嵌合されている。その嵌 合によってカバー 22g'は外輪 14'に回り止めされている。 [0067] ここで、突出部 28'の軸方向長さは第 2円筒部 14b'の軸方向長さより短ぐ突出部 28'と切欠部 29'の対向端面間に潤滑油の排出孔 27'が形成されている。複数の突 出部 28'の内周と第 2円筒部 14b'の内周にはリング溝 26a'が形成され、そのリング 溝 26a'に取付けた止め輪 26'によってカバー 22g'は外輪 14'に対して軸方向に非 分離とされている。図 11に示すように、入力側部材 1'と外輪 14'の相互間には、その 両部材 1'、 14'を結合および結合解除する 2方向ローラクラッチ 10'が組込まれてい る。

[0068] 図 11および図 12に示すように、 2方向ローラクラッチ 10'は、外輪 14'の内周に前 記軸受嵌合面 16a'と同一径の円筒面 16' (転送面 16)を形成し、入力側部材 1'に おける大径部 11a'の外周には上記円筒面 16'との間でくさび形空間を形成する複 数のカム面 15，（カム面 15)を設け、各カム面 15，と円筒面 16，との間にローラ力も成 る係合子 13' (ローラ 13)を組込み、各係合子 13'を大径部 11a'と外輪 14'間に組 込まれた保持器 12' (保持器 12)で保持し、前記入力側部材 1'に対する保持器 12' の相対回転によって係合子 13'を円筒面 16'およびカム面 15'に対して係合および 係合解除させるようにして 、る。

[0069] また、図 12および図 14に示すように、大径部 11a'の端面に凹部 liar'を設け、そ の凹部 liar，の外周壁の内径面にリング溝 1 lag' (溝 11a)を形成し、そのリング溝 1 lag'内に C形のスィッチばね 18' (スィッチばね 18)を嵌合し、そのスィッチばね 18' の両端力も外向きに形成された一対の押圧片 18a' (角 18a)を上記凹部 liar'の外 周壁に形成された切欠部 11c' (切欠き 11c)カゝら保持器 12'の端面に設けられた切 欠き 12c' (切欠き 12c)内に挿入して、切欠部 11c'および切欠き 12c'の周方向で対 向する端面を相反する方向に押圧し、その押圧によって係合子 13'が円筒面 16'お よびカム面 15 'に対して係合解除される中立位置に保持器 12，を弾性保持して!/、る

[0070] ここで、保持器 12'は、図 11に示すように、その他端部から内向き延びるフランジ 1 2a'を有し、そのフランジ 12a'の内周面が段付き突軸部 1 lb'の大径部 11c'によつ て回転自在に支持されている。一方、大径部 11a'の外周には図 14に示すように、リ ング溝 llbg，が形成され、そのリング溝 llbg，に取付けた止め輪 llr，によって保持 器 12 'の一端部内周が回転自在に支持されている。また、スィッチばね 18 'が取付け られたリング溝 l lag'は、そのスィッチばね 18 'が最も縮径した状態でスィッチばね 1 8 'を保持し得る深さとされて!/ヽる。

[0071] 図 11に示すように、入力側部材 1 'とカバー 22g'の相互間には、上記 2方向ローラ クラッチ 10'の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ 20' (電磁クラッチ 20)が 設けられている。図 14に示すように、電磁クラッチ 20'は、保持器 12'と軸方向で対 向するァーマチュア 23 ' (ァーマチュア 23)と、そのァーマチュア 23 'と軸方向で対向 するロータ 22' (ロータ 22)と、そのロータ 22'と軸方向で対向する電磁石 21 ，および ァーマチュア 23 'をロータ 22'から離反させる離反ばね 24' (離反ばね 24)とから成る 。ァーマチュア 23 'は複数の係合孔 23a'を有し、その係合孔 23a'に保持器 12'の 一端面に形成された突片 23b 'が係合し、その係合により保持器 12'に対してァーマ チユア 23，が回り止めされ、かつ軸方向に移動可能とされて!/、る。

[0072] ロータ 22'は、外周および内周に円筒部 22a'、 22b'を有し、外側円筒部 22a'が カバー 22g，の内径面に圧入されてカバー 22g，に回り止めされ、かつ、カバー 22g， の開口端部の内周に取付けた止め輪 22c'によって軸方向に非可動とされている。 一方、内側円筒部 22b'の内径面には非磁性体力も成るスリーブ 3a'が圧入され、そ のスリーブ 3a'と入力側部材 1 'との間に組込まれた軸受 3 ' (軸受 3)によってロータ 2 2'は入力側部材 1 'に対して回転自在とされている。また、スリーブ 3a'と入力側部材 1 'の対向面間には異物の侵入を防止するシール部材 3s'が組込まれている。

[0073] また、ロータ 22'には、図 13に示すように、ァーマチュア 23 'に対する対向面に複 数の円弧状のスリット 23s 'が同一円上に形成され、各スリット 23s '内に弾性部材 23e ，が取付けられている。この弾性部材 23e'は非磁性体力も成り、各スリット 23s 'から 内部に異物が侵入するのを防止している。ここで、図 15に示すように、弾性部材 23e 'をロータ 22'のァーマチュア 23 'に対する対向面（吸着面)より外方に突出させてお くと、離反ばね 24'を省略することができる。

[0074] 電磁石 21 'は、ロータ 22'に設けられた円筒部 22a'、 22b '内に位置するように組 込まれている。この電磁石 21 ，は電磁コイル 21，（電磁コイル 21)を有し、その電磁 コイル 21 'に対する通電によってァーマチュア 23 'がロータ 22'に吸着されるようにな つている。電磁石 21 ，は支持プレート Spにより支持されている。一方、支持プレート

Spは入力側部材 1 'を回転自在に支持する軸受 2'の外輪 2a'に支持されている。こ のように、軸受 2'の外輪 2a'によって電磁石 21 'を支持することによって、入力側部 材 1 'と同軸上に電磁石 21 'を精度よく支持することができる。

M

[0075] 図 11に示すように、支持プレート Spはアーム Spaを外周に有し、そのアーム Spaの 先端部が静止部材 Bにねじ止めされて!、る。アーム Spaは細長!/、スリット Spbを有し、 そのスリット Spbに電磁コイル 21，のリード線 Lcが嵌合され、固着されている。固着に 際しては、接着による手段、合成樹脂によってモールドする手段等を採用することが できる。

[0076] 図 11に示すように、入力側部材 1 'には給油通路 60が形成されている。給油通路 6 0は入力側部材 1 'の端面に入口 60aを有し、その入口 60aから給油通路 60に供給 される潤滑油はスリーブ 3a 'を支持する軸受 3 '内に流れてその軸受 3 'を潤滑すると 共に、スリーブ 3a'と入力側部材 1 'の対向面間より内部に流入して、ァーマチュア 23 'とロータ 22'の対向面間および 2方向ローラクラッチ 10'を潤滑するようになっており 、上記入口 60a内にはフィルタ 61が組込まれ、そのフィルタ 61によって潤滑油に含ま れる異物が捕捉されるようになって 、る。

[0077] 実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石 21 ，の電磁コィ ル 21 'に対する通電の遮断時、 2方向ローラクラッチ 10'の係合子 13 'は、図 12に示 すように、円筒面 16 'およびカム面 15 'に対して係合解除された中立位置に保持さ れている。このため、入力側部材 1 'が回転しても、その回転は出力側部材 5 'に伝達 されずに入力側部材 1 'が空転する。このとき、入力側部材 1 'と保持器 12'の相互間 にはスィッチばね 18 'が組込まれているため、保持器 12'および係合子 13 'も入力側 部材 1 'と共に回転する。

[0078] 入力側部材 1 'の回転状態において、電磁コイル 21 'に通電すると、ロータ 22'とァ 一マチュア 23，の相互間に磁気吸弓 I力が作用してァーマチュア 23，が離反ばね 24， の弾性に抗してロータ 22'側に移動し、上記ロータ 22'にァーマチュア 23 'が吸着さ れる。その吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器 12'の回転抵抗となるため、入力側 部材 1 'と保持器 12'とが相対回転し、その相対回転により係合子 13 'が円筒面 16 ' およびカム面 15'に係合する。このため、入力側部材 1'の回転は係合子 13'を介し て出力側部材 5'に伝達される。

[0079] また、入力側部材 1'と保持器 12'の相対回転により、スィッチばね 18'が弾性変形 する。このとき、スィッチばね 18'は縮径する力 リング溝 llag'の深さは、スィッチば ね 18'が最も縮径する状態でも、そのスィッチばね 18'を保持することができる深さと されているため、スィッチばね 18がリング溝 llag'から外れることが防止される。電磁 コイル 21'に対する通電を遮断すると、スィッチばね 18'の弾性により保持器 12'が 回転し、係合子 13'は円筒面 16'およびカム面 15'に対して係合解除される中立位 置に戻される。

[0080] この実施の形態における回転伝達装置においては、外輪 14'の開口端部に連結し たカバー 22g，によってロータ 22，を支持し、そのカバー 22g，を非磁性体によって形 成しているため、外輪 14'は 2方向ローラクラッチ 10'を覆うことができる程度の軸方 向長さの短いものでよいため、回転伝達装置の軽量ィ匕を図ることができる。また、外 輪 14'に設けられた第 1円筒部 14a'および第 2円筒部 14b'に切欠部 29'を設け、そ の切欠部 29'にカバー 22g'の端面に形成された突出部 28'を嵌合してカバー 22g' を回り止めし、その突出部 28'と第 2円筒部 14b'を軸方向に連結する止め輪 26'を 第 2円筒部 14b'の内径側に設けたことによって、出力側部材 5'が高速回転しても止 め輪 26'が外れるという不都合の発生はなぐ信頼性の高い連結状態を得ることがで きる。

[0081] さらに、突出部 28'と切欠部 29'の対向端面間に潤滑油の排出孔 27'を形成する ことにより、後加工によって排出孔を形成する必要がなくなり、外輪 14'又はカバー 2 2g'の加工コストの低減を図ることができる。なお、図 17および図 18に示すように、外 輪 14'に後加工によって排出孔 62を形成する場合は、外輪 14'の回転による遠心力 によって排出孔 62を開放する弁体 63を組込んで、出力側部材 5'の回転停止時、弁 体 63で排出孔 62を閉鎖して、排出孔 62から内部に異物が侵入するのを防止するの が好ましい。

[0082] ここで、図 17においては、排出孔 62の外径側端部に円錐形のシート面 64を形成し 、そのシート面 64に対して接離可能な球形の弁体 63を引張りばね 65によってシート 面 64に接触させるようにしている。一方、図 18において、排出孔 62内に 2枚の弾性 体 63a、 63bから成る弁体 63を組込み、その弾性体 63a、 63bの弾性接触によって 異物の侵入を防止し、回転時の遠心力や内部圧力の上昇により弾性体 63a、 63bの 接触部を開放させて、その開放部力 外部に潤滑油を流出させるようにしている。

[0083] 図 15に示すように、ロータ 22'に形成されたスリット 23s '内に弾性部材 23e'を組込 み、その弾性部材 23e'をロータ 22'のァーマチュア 23 'に対する対向面より突出さ せることによって、その弾性部材 23e 'はァーマチュア 23 'をロータ 22'から離反させ るばねの機能を有するため、図 14に示す離反ばね 24'の組込みを不要とすることが でき、コストの低減を図ることができる。また、図 14に示すように、ロータ 22'の内径面 にスリーブ 3a'を圧入し、そのスリーブ 3a'の内側に密封手段としてのシール部材 3s' を組込むことによって、スリーブ 3a'と入力側部材 1 '間を密封することができるため外 部からの異物の侵入を防止することができる。

[0084] さらに、図 11に示すように、大径部 11a'の外周にリング溝 l lbg'を形成し、そのリ ング溝 l lbg'に装着した止め輪 l lrによって保持器 12'の内径面を支持することによ り、入力側部材 1 'が高速回転しても止め輪 l lrが外れるという不都合の発生はなぐ 保持器 12 'を常に安定よく支持することができる。また、図 11に示すように、外輪 14' の内周に形成された軸受嵌合面 16 'と 2方向ローラクラッチ 10 'を形成する円筒面 1 6 'の内径を同一径とすることにより、外輪 14'の内周の加工が容易となり、カロェコスト の低減を図ることができる。

[0085] 上記実施の形態では、外輪 14'の内周に円筒面 16 'を形成し、大径部 11a'の外 周にカム面 15 'を設けた力 外輪 14'の内周にカム面を設け、大径部 11a'の外周に 円筒面を形成してもよい。この場合、外輪 14'と保持器 12'の相互間に係合子 13 'を 中立位置に保持するスィッチばねを組込むと共に、電磁クラッチ 20のロータ 22'を入 力側部材 1 'に嵌合して回り止めする。

産業上の利用可能性

[0086] この発明の回転伝達装置は、係合時の電力のさらなる省力化を図り、又軽量化する ことができるため、ローラクラッチの係合、遮断を電磁力で制御する形式の回転伝達 装置に広く利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 内方部材と外輪の間に係合子であるローラを組込んで回転軸の回転の伝達と遮断 を行うローラクラッチ部、及びこのローラクラッチ部の係合、遮断を電磁コイルの電磁 力により制御する電磁クラッチ部を有する回転伝達装置と、クラッチの係合過程では 内方部材と外輪の相対速度の大きさに応じて電磁コイルへの通電を可変印加する可 変設定部と、この可変設定部を制御する制御部とを備えた回転伝達装置の制御シス テム。

[2] 前記クラッチの係合過程ではロック後の係合保持に必要な電流の基準値の n倍大 きい電流、但し η> 1、を電磁コイルに印加し、ロック後は基準電流値に設定し、上記 基準値及びその n倍の電流を相対速度の大きさに応じて可変設定する可変設定部 を備えたことを特徴とする請求項 1に記載の回転伝達装置の制御システム。

[3] 前記電磁クラッチの係合の後に、電磁コイルへの電流を相対速度の大きさに応じて 間歇的に流すようにしたことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の回転伝達装置の制 御システム。

[4] 前記電磁コイルをコイル中央位置に接続ラインを接続して分割し、可変設定部の下 流側に切換スィッチを設け、給電ライン力もの通電により電磁コイルを駆動モードと、 接続ライン力 の通電により 2つのコイル中に逆向きの電流を印加して磁束を互いに 打消し合うように発生させるヒータモードとを選択自在に構成したことを特徴とする請 求項 1又は 2に記載の回転伝達装置の制御システム。

[5] 内方部材と外輪の間に係合子であるローラを組込んで回転軸の回転の伝達と遮断 を行うローラクラッチ部と、このローラクラッチ部の係合、遮断を電磁コイルの電磁力 により制御する電磁クラッチ部とを備え、電磁コイルを使用頻度が最大又はその所定 範囲内の回転軸の回転を定格回転数とし、これに対応する定格電流を係合時に印 加し得るように設け、係合時に内方部材と外輪の相対速度の大きさに応じて電磁コィ ルへの通電を可変印加し、回転速度に適合する印加電流により係合し得るように構 成した回転伝達装置。

[6] 前記ローラクラッチ部が、回転軸上の内方部材と、その外周に同軸状に相対回転 自在に嵌合、配置した外輪と、内方部材の外周面又は外輪の内周面のいずれかに 複数のカム面を、他方に転走面を形成し、両周面間に保持器を配置して保持器の周 面に形成したポケットにカム面と同数のローラを備え、電磁クラッチ部が転送面を形 成した部材に取付けたロータと、このロータを挟んで一方に電磁コイル、他方にァー マチュアとを有し、ァーマチュアはロータとの両部材を離反する弾性部材を介在させ 、かつ保持器に対し回転方向に一体に、軸方向に移動自在に設けられ、保持器と力 ム面を形成した部材との間にはローラによるクラッチの係合を解除し中立位置を保持 する中立保持部材を連結したことを特徴とする請求項 5に記載の回転伝達装置。

[7] 前記電磁コイルをコイル中央位置に接続ラインを接続して 2分割し、コイル両端に 給電して電磁コイルが吸引力を発生する駆動状態と、コイル中央の接続ラインから給 電することにより 2つのコイル中に逆向きの電流を印加して発生する磁束が互いに打 消し合うヒータモードのいずれかに切換え自在に形成したことを特徴とする請求項 5 又は 6に記載の回転伝達装置。

[8] 前記ローラクラッチ部の内方部材の大径部の外周に外輪の内周に転走面として形 成された円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を設け、電磁クラッチ部の口 ータを連結するためのロータガイドをローラクラッチ部の外輪に非磁性体のカバーと して外輪とは分割して取付け、上記外輪とカバーの対向端面における一方に切欠部 を形成し、他方にその切欠部内に嵌合される突出部を設け、その突出部と切欠部の 嵌合部における内径側にカバーを軸方向に非分離とする連結手段を設けたことを特 徴とする請求項 6に記載の回転伝達装置。

[9] 前記連結手段が、外輪の開口端部の内周と突出部の内周にリング溝を形成し、こ のリング溝に半径方向に弾性変形可能な止め輪を係合させた構成カゝら成る請求項 8 に記載の回転伝達装置。

[10] 前記切欠部と突出部の軸方向で対向する端面間に潤滑油の排出孔を形成した請 求項 8又は 9に記載の回転伝達装置。

[11] 前記ロータのァーマチュアと対向する吸着面に複数の円弧状のスリットを同一円周 上に形成し、各スリット内に非磁性体力も成る弾性部材を取付けて、一部を前記吸着 面より突出させた請求項 8乃至 10の 、ずれかに記載の回転伝達装置。

[12] 前記ロータの内径側に密封手段を設けた請求項 8乃至 11のいずれかに記載の回 転伝達装置。

[13] 前記入力側部材の外周にリング溝を形成し、そのリング溝に取付けた止め輪の外 周によって保持器の端部内周を支持した請求項 8乃至 12のいずれかに記載の回転 伝達装置。

[14] 前記入力側部材における大径部の端面に凹部を形成し、その凹部の外周壁にお ける内径面にリング溝を設け、そのリング溝内にスィッチばねを取付けた請求項 8乃 至 13のいずれか〖こ記載の回転伝達装置。

[15] 前記外輪の内周に、その外輪を入力側部材に対して回転自在に支持する軸受の 軸受嵌合面を形成し、その軸受嵌合面と前記円筒面とを同一径とした請求項 8乃至

14のいずれかに記載の回転伝達装置。