WO2009148014A1 - 回転伝達装置 - Google Patents

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WO2009148014A1
WO2009148014A1 PCT/JP2009/059975 JP2009059975W WO2009148014A1 WO 2009148014 A1 WO2009148014 A1 WO 2009148014A1 JP 2009059975 W JP2009059975 W JP 2009059975W WO 2009148014 A1 WO2009148014 A1 WO 2009148014A1
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WO
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rotation
inner ring
transmission device
pair
roller
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PCT/JP2009/059975
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Inventor
敬延 佐藤
幸治 秋吉
隆英 齋藤
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Ntn株式会社
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Priority claimed from JP2008150192A external-priority patent/JP2009293759A/ja
Priority claimed from JP2008156623A external-priority patent/JP2009299829A/ja
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    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/086—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate members being of circular cross-section and wedging by rolling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2027/008—Details relating to the magnetic circuit, or to the shape of the clutch parts to achieve a certain magnetic path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2300/18—Sensors; Details or arrangements thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/004—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with permanent magnets combined with electromagnets

Definitions

  • This invention relates to a rotation transmission device used for switching between power transmission and cutoff.
  • a rotation transmission device that transmits and interrupts driving force to a front wheel as an auxiliary driving wheel has been conventionally known.
  • a two-way clutch is incorporated between a large-diameter portion formed on the input-side member and an outer ring provided on the outside thereof, and an electromagnetic clutch attached to the two-way clutch is used.
  • an electromagnetic clutch attached to the two-way clutch is used.
  • the two-way clutch forms a cylindrical surface on the inner periphery of the outer ring, and forms a wedge-shaped space in which both ends in the circumferential direction are narrow between the cylindrical surface and the outer periphery of the large-diameter portion of the input side member.
  • a cam surface is provided, and an engaging element made of a roller is incorporated between the cam surface and the cylindrical surface, and the engaging element is engaged with the cylindrical surface and the cam surface by the relative rotation of the cage that holds the engaging element and the input side member. I try to let them.
  • a switch spring is incorporated between the input side member and the cage, and the cage is elastically held at a neutral position where the engagement element is disengaged from the cylindrical surface and the cam surface by the switch spring.
  • an electromagnetic clutch is an armature that is prevented from rotating by a cage and supported so as to be movable in the axial direction, a rotor that is connected to an outer ring and faces the armature in the axial direction, and an electromagnet that faces the rotor in the axial direction And a separation spring that urges the armature in a direction away from the rotor.
  • the electromagnet When the electromagnet is energized, the armature is attracted to the rotor, and the armature coupled to the outer ring is rotated relative to the input member to engage the engagement element. It is made to engage with a cylindrical surface and a cam surface.
  • Patent Document 2 a plurality of rollers are arranged in the circumferential direction so that one of adjacent rollers is positioned on one end side of the wedge space and the other roller is positioned on the other end side of the wedge space. It proposes a two-way roller clutch that is unequally arranged.
  • An object of the present invention is to provide a highly reliable rotation transmission device having a large torque capacity, which has a small rotational play and can prevent misengagement of a roller during idling.
  • an inner ring provided on an input shaft is incorporated inside an outer ring having an output shaft at a closed end, and is relatively rotatably supported.
  • a cylindrical surface is formed on one of the outer circumferences of the inner ring, and a plurality of cam surfaces that form narrow wedge spaces are provided at intervals in the circumferential direction between the cylindrical surface and the opposite ends of the inner ring,
  • a control retainer having a flange between the outer ring and the inner ring, and a plurality of pillars formed on the outer periphery of the flange, and a rotation retainer having the same shape as the control retainer, and a flange of each retainer Oppositely in the axial direction, the rotation cage flange faces one side of the inner ring, and a plurality of pillars are rotatably incorporated so that they are alternately arranged in the circumferential direction.
  • a pair of rollers and a pressing tool that urges the pair of rollers in a direction away from the outer ring while holding the pair of rollers against the outer periphery of the inner ring are incorporated, and the flange of the control cage and the flange of the rotary cage are opposed to each other.
  • a torque cam for rotating the pair of cages relative to each other in a direction in which the circumferential width of the pocket is reduced by the movement of the control cage in a direction in which the gap between the opposing flanges is reduced is provided between the surfaces, and the other side of the inner ring
  • the control cage and the rotary cage rotate relative to the outer circumference of the holding plate fixed to the pocket in the direction to reduce the circumferential width of the pocket, the column of each cage is received and the pair of opposed rollers are neutralized.
  • a configuration is adopted in which a plurality of anti-rotation pieces that are held in position are provided, and an actuator that moves the control retainer in the axial direction is provided on the torque transmission shaft connected to the inner ring.
  • the control retainer when the control retainer is moved by the actuator in a direction in which the flange approaches the flange of the rotation retainer, the control retainer and the rotation retainer are moved to the pocket by the operation of the torque cam.
  • the pair of rollers facing each other is rotated in a direction in which the circumferential width is reduced, and the pair of opposed rollers are pressed in a direction approaching each other by the column portion of the control cage and the column portion of the rotation cage to be disengaged.
  • the pair of opposed rollers are prevented from moving toward the narrow portion of the wedge space by the control retainer and the column portion of the rotation retainer. Further, since the pair of opposed rollers are always pressed against the outer periphery of the inner ring by the pressing tool, it is prevented from moving radially outward by centrifugal force.
  • roller when the roller moves radially outward by centrifugal force, it may come into contact with the inner periphery of the outer ring, and dragging torque may act on the roller to displace it to the engagement position. Since it does not move outward, there is no inconvenience that the rollers are misengaged.
  • the pressing tool for pressing the pair of opposed rollers against the outer periphery of the inner ring may be a leaf spring bent in a W shape, or is slidably supported by the cylinder and both ends of the cylinder.
  • the roller pressing surface facing the roller may be composed of a pair of pressing elements each having an inclined surface, and a coil spring that urges the pair of pressing elements toward the roller.
  • the pressing tool may be arranged in a single row that presses the central portion in the length direction of the roller, or may be a double row arranged at intervals in the length direction of the roller. If the pressing tools are provided in a double row in the length direction of the roller, skewing of the roller can be prevented.
  • the torque cam has a pair of opposed cam grooves in which the groove depth gradually decreases toward both ends in the circumferential direction on the opposing surfaces of the flange of the control cage and the flange of the rotation cage.
  • a gap is provided in the circumferential direction, and the cam cage rolls from the shallow groove portion to the deep groove portion by moving the control retainer in a direction in which the interval between the opposing flanges becomes narrower between each pair of opposed cam grooves. It is possible to adopt a configuration in which a ball that moves and relatively rotates a pair of cages in a direction in which the circumferential width of the pocket decreases is incorporated.
  • a spherical stopper surface along the outer periphery of the ball is provided at the shallow groove side end of the cam groove, it is possible to more reliably prevent the ball from falling off.
  • the rotation cage can be smoothly rotated relative to the inner ring, and the operability of the two-way roller clutch can be improved.
  • the actuator includes an armature connected and integrated with the column portion of the control cage and slidably fitted to the outer periphery of the torque transmission shaft, and the armature and the shaft supported by the torque transmission shaft.
  • It may be an electromagnetic clutch having a rotor facing in the direction and an electromagnet facing the rotor in the axial direction and attracting the armature to the rotor by energization.
  • the actuator includes an armature that is connected and integrated with a pillar portion of the control cage and is slidably fitted to the outer periphery of the torque transmission shaft, and a rotor that is supported by the torque transmission shaft and faces the armature in the axial direction.
  • a permanent magnet that is supported by the rotor and that adsorbs the armature against the rotor against the elasticity of the pressing tool built in between the pair of opposed rollers, and is opposed to the rotor in the axial direction and is energized.
  • An electromagnetic clutch having an electromagnet that reduces the magnetic force below the elastic force of the pressing tool may be used.
  • the residual torque may hold the roller in an engaged state. In this case, it is not possible to determine whether the roller is engaged or disengaged only by turning ON or OFF by energizing or de-energizing the electromagnetic clutch.
  • a first rotation sensor for detecting the rotation of the input shaft is provided around the input shaft, and a first rotation sensor for detecting the rotation of the output shaft is provided around the output shaft.
  • a two-turn sensor can be provided.
  • the roller when the roller is disengaged by energizing or de-energizing the electromagnet, the input shaft and the output shaft rotate at the same speed unless the roller is disengaged due to residual torque.
  • the same rotation signal is output from the two-rotation sensor.
  • whether the roller is in the engaged state or the disengaged state depends on whether there is a difference in rotation between the rotation signal output from the first rotation sensor and the rotation signal output from the second rotation sensor. Can be determined.
  • a bearing with a rotation sensor having a first rotation sensor is adopted as the first bearing that rotatably supports the input shaft, and rotation having a second rotation sensor as the second bearing that rotatably supports the output shaft.
  • the first rotation sensor and the second rotation sensor can be assembled simultaneously with the assembly of the first bearing and the second bearing, so that the assembly of the rotation transmission device is facilitated. be able to.
  • the first rotation sensor and the second rotation sensor may be composed of a magnetic encoder and a Hall IC that detects a change in the magnetic field due to the rotation of the magnetic encoder and outputs a digital signal.
  • a rotation sensor for detecting the relative rotation of the outer ring and the inner ring can be provided between the outer ring and the inner ring.
  • the roller when the roller is disengaged, the input shaft and the output shaft rotate relative to each other, so that a rotation signal is output from the rotation sensor, and the roller is engaged depending on the presence or absence of the output signal from the rotation sensor. It is possible to determine whether it is in a state or a disengaged state.
  • the rotation sensor can be assembled simultaneously with the assembly of the bearing. Therefore, the assembly of the rotation transmission device can be facilitated.
  • a gap sensor for detecting the size of the gap between the armature and the rotor can be provided to determine the disengagement of the roller.
  • the size of the gap between the armature and the rotor is inversely proportional to the attractive force of the electromagnetic clutch. Further, since the attractive force of the electromagnetic clutch is proportional to the magnetic flux, the size of the gap between the armature and the rotor can be detected from the change of the magnetic flux.
  • the search coil can be employed as a gap sensor.
  • the search coil is built into the electromagnet, and a current of a predetermined magnitude is output from the search coil when the roller whose armature is attracted to the rotor is disengaged. The disengagement of the roller can be determined from the size.
  • the rollers are biased toward the separating direction, so that the rollers are misengaged during idling of the two-way roller clutch. There is no such a situation, and the reliability during idling can be improved and the idling torque can be reduced.
  • FIG. 1 Longitudinal front view showing an embodiment of a rotation transmission device according to the present invention
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1
  • (II) is a cross-sectional view showing a disengaged state of the roller.
  • the top view which shows a part of cage of a two-way roller clutch Sectional view along line IV-IV in FIG.
  • the torque cam is shown
  • (I) is a plan view showing a state at the time of engagement
  • (II) is a plan view showing at the time of disengagement
  • (III) is a sectional view showing a part of (I) in an enlarged manner.
  • Sectional drawing which shows the other example of a pressing tool Sectional view showing bearing with rotation sensor Sectional drawing which shows the other example of the discrimination means which discriminate
  • FIG. 1 shows an embodiment of a rotation transmission device according to the present invention.
  • the rotation transmission device includes a two-way roller clutch 10.
  • the two-way roller clutch 10 has an outer ring 11 and an inner ring 12 incorporated inside the outer ring 11, and a boss portion 12a is formed at one end portion of the inner ring 12, and an end portion of the boss portion 12a.
  • the outer ring 11 and the inner ring 12 are relatively rotatable via the fitted bearing 13.
  • An output shaft 14 is provided at the closed end of the outer ring 11.
  • an end portion of an input shaft 15 as a torque transmission shaft is inserted into the inner ring 12, and the inner ring 12 and the input shaft 15 are relatively prevented from rotating by a serration 16 formed between the insertion portions.
  • a cylindrical surface 17 is formed on the inner periphery of the outer ring 11.
  • a wedge space that narrows toward both ends in the circumferential direction between the outer surface of the inner ring 12 and the cylindrical surface 17. are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • control retainer 19 ⁇ / b> A has a configuration in which the same number of column portions 21 as the cam surface 18 are provided on the outer periphery of the flange 20 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the rotary holder 19B similarly to the control holder 19A, has a configuration in which the same number of column portions 23 as the cam surface 18 are provided on the outer periphery of the flange 22 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the flange 22 is fitted to the boss portion 12a of the inner ring 12, and the column portion 23 is built in between the cylindrical surface 17 and the cam surface 18, and the flange 22 is a part of the inner ring 12. Built-in facing the side.
  • control retainer 19A is also assembled so that the flange 20 is fitted to the boss portion 12a of the inner ring 12, the flange 20 is axially opposed to the flange 22 of the rotation retainer 19B, and the column portion 21 is provided. Incorporation is located between the pillar portions 23 of the rotation cage 19B.
  • a pocket 24 is formed between the column portion 21 of the control cage 19A and the column portion 23 of the rotary cage 19B as shown in FIGS.
  • the pocket 24 faces the cam surface 18 of the inner ring 12 in the radial direction, a pair of opposed rollers 25 in each pocket 24, and the pair of rollers 25 are pressed against the cam surface 18 of the inner ring 12 and face in opposite directions.
  • a pressing tool 26 that urges the body is incorporated.
  • a leaf spring bent into a W shape is used as the pressing tool 26, and the roller 25 is pressed in an oblique direction toward both ends in the circumferential direction of the cam surface 18 with bent pieces at both ends of the leaf spring. I have to.
  • the pressing tool 26 may be arranged in a single row that presses the central portion of the roller 25 in the length direction, or a double row in which the rollers 25 are arranged at intervals in the length direction. There may be. By providing the pressing tools 26 in a double row in the length direction of the roller 25, the skew of the roller 25 can be prevented.
  • the rotation retainer 19B is rotatable around the boss portion 12a of the inner ring 12, and a thrust needle bearing 27 is provided between the flange 22 of the rotation retainer 19B and one side surface of the inner ring 12.
  • An elastic member 28 for urging the flange 22 of the rotary holder 19B toward the flange 20 of the control holder 19A is incorporated.
  • the elastic member 28 may be composed of a single coil spring disposed coaxially with the inner ring 12, or is disposed on one virtual circle centered on the axis of the inner ring 12. It may consist of a plurality of spring members.
  • control retainer 19A is rotatable about the boss portion 12a of the inner ring 12 and is movable in the axial direction.
  • a torque cam 40 is provided between the flange 20 of the control holder 19A and the flange 22 of the rotary holder 19B.
  • the torque cam 40 is provided with a pair of opposed cam grooves 41 and 42 that gradually become shallower toward the opposite ends of the flange 20 of the control cage 19A and the flange 22 of the rotary cage 19B, respectively.
  • the ball 43 is incorporated between one end of the cam groove 41 and the other end of the other cam groove 42.
  • cam grooves 41 and 42 As the cam grooves 41 and 42, arc-shaped grooves are shown here, but V-grooves may be used. As shown in FIG. 5 (III), a spherical stopper surface 44 along the outer periphery of the ball 43 is provided at the shallow groove side end of the cam grooves 41 and 42.
  • control holder 19A moves in the axial direction in a direction in which the flange 20 of the control holder 19A approaches the flange 22 of the rotary holder 19B, as shown in FIG. Rolls toward the deepest groove depth of the cam grooves 41 and 42, and the control holder 19A and the rotary holder 19B are relatively rotated in the direction in which the circumferential width of the pocket 24 is reduced. .
  • a holding plate 45 is fixed to the other side surface of the inner ring 12.
  • the holding plate 45 is formed of an annular plate, and a plurality of detent pieces 46 disposed in the pockets 24 between the column portion 21 of the control holder 19A and the column portion 23 of the rotary holder 19B are formed on the outer peripheral surface thereof. ing.
  • the plurality of detent pieces 46 are formed on the column 21 of the control retainer 19A and the rotation retainer 19B.
  • the column portion 23 is received at both side edges to hold the pair of opposed rollers 25 in a neutral position.
  • an electromagnetic clutch 50 as an actuator for moving the control retainer 19 ⁇ / b> A in the axial direction is provided on one side in the axial direction of the two-way roller clutch 10.
  • the electromagnetic clutch 50 includes an armature 51 that faces the end face of the column portion 21 in the control retainer 19A in the axial direction, a rotor 52 that faces the armature 51 in the axial direction, and an electromagnet 53 that faces the rotor 52 in the axial direction. have.
  • the armature 51 is fitted to the input shaft 15 and is rotatably supported.
  • the armature 51 and the column portion 21 of the control retainer 19A are connected and integrated by tightening a bolt 54 screwed into the end surface of the column portion 21. ing.
  • the rotor 52 is fitted to the input shaft 15, is positioned in the axial direction by a shoulder 15 a provided on the outer periphery of the input shaft 15, and a retaining ring 55 attached to the outer periphery of the input shaft 15. On the other hand, it is prevented from rotating.
  • the electromagnet 53 includes an electromagnetic coil 53a and a core 53b that supports the electromagnetic coil 53a, and the core 53b is supported by a stationary member (not shown).
  • FIG. 1 shows a cut-off state of the electromagnet 53 with respect to the electromagnetic coil 53a, and the armature 51 is separated from the rotor 52.
  • the pair of opposed rollers 25 of the two-way roller clutch 10 engage with the cylindrical surface 17 of the outer ring 11 and the cam surface 18 of the inner ring 12 as shown in FIG. Is in an engaged state.
  • the armature 51 is connected and integrated with the column portion 21 of the control retainer 19A, the flange 20 of the control retainer 19A becomes the flange of the rotation retainer 19B as the armature 51 moves in the axial direction. Move in a direction approaching 22.
  • the detent piece 46 formed on the holding plate 45 is the pillar portion of the control cage 19A. 21 and the control holder 19A and the rotary holder 19B rotate together with the inner ring 12 to press one of the pillar portions 23 of the rotary holder 19B. At this time, since the pair of opposed rollers 25 is held in the neutral position where the engagement is released, the rotation of the inner ring 12 is not transmitted to the outer ring 11 and the inner ring 12 rotates freely.
  • the pair of opposed rollers 25 are moved to the pillar portions of the control holder 19A and the rotary holder 19B. 21 and 23, the pair of opposed rollers 25 is pushed toward the narrow part of the wedge space by the column parts 21 and 23 of the control holder 19A and the rotary holder 19B. Since the movement is prevented, the roller 25 is not misengaged when the two-way roller clutch 10 is idling.
  • rollers 25 are always pressed against the cam surface 18 of the inner ring 12 by the pressing tool 26 made of a W-shaped leaf spring, the rollers 25 are prevented from moving radially outward by centrifugal force. .
  • roller 25 when the roller 25 moves radially outward due to centrifugal force, the roller 25 may come into contact with the cylindrical surface 17 of the outer ring 11 and a drag torque may act on the roller 25 to be displaced to the engagement position. Since the tool 26 does not move radially outward, there is no inconvenience that the roller 25 is misengaged.
  • the roller 25 rotates without contacting the cylindrical surface 17 of the outer ring 11, the idling torque does not increase.
  • the column portion 21 of the control holder 19A and the column portion 23 of the rotation holder 19B are The amount of relative rotation is regulated by contacting both side edges of the rotation stopper piece 46.
  • the pressing tool 26 will not shrink more than necessary, and will not be damaged by fatigue even if it is repeatedly expanded and contracted.
  • FIG. 2 shows the pressing tool 26 made of a leaf spring bent into a W shape, but the pressing tool 26 is not limited to this.
  • FIG. 6 shows another example of the pressing tool 26.
  • the pressing tool 26 includes a cylindrical body 29, a pair of pressing elements 30 having pins 31 that are slidably inserted into end portions of the cylindrical body 29, and the pair of pressing elements 30 in a direction of exiting the cylindrical body 29.
  • the roller pressing surface 32 formed of an inclined surface is formed on the pair of pressing elements 30, and the roller 25 is formed in the circumferential direction of the cam surface 18 formed on the inner ring 12 by the roller pressing surface 32. It pushes toward both ends.
  • roller 25 when the roller 25 is to be disengaged by attracting the armature 51 by energization of the electromagnetic coil 53a, if residual torque remains between the inner ring 12 and the outer ring 11, the roller 25 is moved by the residual torque. The engagement may not be released.
  • the magnetic sensor 66 is attached to the fixed-side track ring 65, and a rotation signal is output from the magnetic sensor 66 by a change in magnetic flux caused by the rotation of the magnetic encoder 64.
  • a Hall IC is used here as the magnetic sensor 66.
  • the support and rotatably by the input shaft 15 of the first rotation sensor S 1 with the first bearing 61 also rotatably support the output shaft 14 by a second rotation sensor S 2 with the second bearing 62
  • the roller 25 when the roller 25 is disengaged by energization of the electromagnetic coil 53a, the input shaft 15 and the output shaft 14 rotate at the same speed unless the roller 25 is disengaged due to residual torque. so that the same rotation signal is output from the magnetic sensor 66 and the second rotation sensor S 2 of the magnetic sensor 66 of S 1.
  • rotation of the input shaft 15 and the output shaft 14 is detected by a rotation sensor incorporated in a bearing with a rotation sensor, but an encoder is attached to the input shaft 15 and the output shaft 14, A magnetic sensor may be provided to detect the rotation of the input shaft 15 and the output shaft 14.
  • the rotation of the input shaft and the output shaft is detected by using a bearing with a rotation sensor, so that the first rotation sensor and the second rotation are performed simultaneously with the assembly of the first bearing 61 and the second bearing 62. Since the sensor can be assembled, the assembly of the rotation transmission device can be facilitated.
  • FIG. 8 shows whether or not the roller 25 of the rotation transmission device that disengages the roller 25 by attracting the armature 51 to the rotor 52 by energizing the electromagnetic coil 53a as shown in FIG.
  • determines is shown.
  • a bearing with a rotation sensor shown in FIG. 7 is adopted for the bearing 13 that supports the outer ring 11 and the inner ring 12 so as to be relatively rotatable, and when the outer ring 11 and the inner ring 12 are relatively rotated, the magnetic force of the rotation sensor.
  • a relative rotation signal is output from the sensor 66.
  • the discriminating means having the above configuration, when the roller 25 is disengaged by energizing the electromagnetic coil 53a, the input shaft 15 and the output shaft 14 rotate at the same speed unless the roller 25 is disengaged.
  • the relative rotation signal is not output from the magnetic sensor 66.
  • the roller 25 when the roller 25 is disengaged, the input shaft 15 and the output shaft 14 rotate relative to each other, so that a relative rotation signal is output from the magnetic sensor 66, and the relative rotation signal from the magnetic sensor 66 is output. Whether or not the roller 25 is disengaged can be reliably determined by the presence or absence of the output.
  • the size of the gap g between the armature 51 and the rotor 52 is inversely proportional to the attractive force of the electromagnetic clutch 50. Further, the attractive force of the electromagnetic clutch 50 is proportional to the magnetic flux. For this reason, the size of the gap g between the armature 51 and the rotor 52 can be detected from a change in magnetic flux.
  • a change in magnetic flux can be detected by a search coil. Therefore, in FIG. 9, when the search coil 67 is incorporated in the core 53b and the armature 51 is attracted to the rotor 52 by energization of the electromagnetic coil 53a and the magnetic flux changes, a large current is output from the search coil 67. I try to let them.
  • FIG. 10 shows another example of the electromagnetic clutch 50 as an actuator.
  • This electromagnetic clutch 50 is different from the electromagnetic clutch 50 shown in FIG. 1 in that an arc-shaped slit 71 is formed on the surface of the rotor 52 facing the armature 51 and a permanent magnet 72 is incorporated in the slit 71. is doing. For this reason, the same components as those of the electromagnetic clutch 50 shown in FIG.
  • the armature 51 is moved toward the rotor 52 by the magnetic force of the permanent magnet 72 when the energization of the electromagnetic coil 53a of the electromagnet 53 is interrupted. Further, by energizing the electromagnetic coil 53a, the magnetic force of the permanent magnet 72 is made weaker than the elastic force of the pressing tool 26 assembled between the pair of opposed rollers 25, and the armature 51 is separated from the rotor 52 by the elastic force of the pressing tool 26. I am trying to move it in the direction you want.
  • the control retainer 19A connected and integrated with the armature 51 moves in the axial direction, and the control retainer 19A is moved to its flange.
  • the control cam 19A and the rotary cage 19B are relatively rotated in the direction in which the circumferential width of the pocket 24 is reduced by the action of the torque cam 40, The roller 25 is pushed by the column portions 21 and 23 of the control retainer 19A and the rotation retainer 19B to be disengaged.
  • cam surface 18 which consists of a flat surface was formed in the inner ring
  • the cam surface 18 is not limited to this.
  • it may be composed of two inclined surfaces 18a and 18b inclined in opposite directions. In this case, it is assumed that one of the pair of opposed rollers 25 incorporated in the pocket 24 faces one inclined surface 18a and the other roller 25 faces the other inclined surface 18b.
  • the cylindrical surface 17 is provided on the inner periphery of the outer ring 11 and the cam surface 18 is formed on the outer periphery of the inner ring 12, but the cam surface is formed on the inner periphery of the outer ring 11 and the cylindrical surface is formed on the outer periphery of the inner ring 12. May be provided.

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Abstract

　回転方向ガタが小さく、空転時にローラがミス係合するのを防止することができるようにした信頼性の高い、トルク容量の大きな回転伝達装置を提供する。円筒面１７を内周に有する外輪１１とカム面１８を外周に有する内輪１２間に、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂとを組込み、各保持器１９Ａ、１９Ｂに設けられた柱部２１、２３間のポケット２４内に対向一対のローラ２５と、その一対のローラ２５を内輪１２のカム面１８に押し付けつつ離反する方向に付勢する押圧具２６とを組込む。制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂのフランジ２０、２２間に複数のトルクカム４０を設ける。電磁クラッチ５０の作動によって移動される制御保持器１９Ａがロータ５２側に移動する際に、トルクカム４０により制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂをポケット２４の周方向幅が小さくなる方向に相対回転させて対向一対のローラ２５を係合解除状態とする。制御保持器１９Ａがロータ５２から離反する方向に移動した際に、押圧具２６の押圧により制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂをポケット２４の周方向幅が大きくなる方向に相対回転させて対向一対のローラ２５を係合状態とする。内輪１２の空転時、押圧具２６により対向一対のローラ２５が径方向外方に移動するのを防止して、ローラ２５がミス係合するのを防止する。

Description

回転伝達装置
　この発明は、動力の伝達と遮断の切換えに用いられる回転伝達装置に関するものである。
　ＦＲベースの４輪駆動車において、補助駆動輪としての前輪に駆動力の伝達と遮断とを行う回転伝達装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
　上記特許文献１に記載された回転伝達装置においては、入力側部材に形成された大径部とその外側に設けられた外輪間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチに併設した電磁クラッチによって２方向クラッチの係合および係合解除を制御し、上記２方向クラッチの係合により入力側部材と外輪を結合して、入力側部材と外輪の相互間で回転トルクの伝達を行うようにしている。
　ここで、２方向クラッチは、外輪の内周に円筒面を形成し、入力側部材の大径部の外周には上記円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間にローラからなる係合子を組込み、その係合子を保持する保持器と入力側部材の相対回転により係合子を円筒面およびカム面に係合させるようにしている。また、入力側部材と保持器との間にスイッチばねを組込み、そのスイッチばねにより、係合子が円筒面およびカム面に対して係合解除される中立位置に保持器を弾性保持している。
　一方、電磁クラッチは、保持器に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、外輪に接続されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向する電磁石と、上記アーマチュアをロータから離反する方向に付勢する離反ばねとからなり、上記電磁石に対する通電により、ロータにアーマチュアを吸着し、外輪に結合されたアーマチュアと入力側部材の相対回転により係合子を円筒面およびカム面に係合させるようにしている。
　ところで、上記２方向クラッチにおいては、くさび空間の広幅部に配置された中立位置のローラを入力側部材と保持器の相対回転によりくさび空間の狭小部に噛み込ませる構成であるため、回転方向のガタが大きいという不都合がある。
　また、外輪と入力側部材の相互間で一方向の回転トルクを伝達する状態から回転トルクの伝達方向を切換える場合、ローラがくさび空間の他端側の狭小部に噛み込むまで保持器を回転させる必要があるため、回転方向の切換え時における応答性が低いという不都合もある。
　そのような不都合を解消するため、特許文献２では、隣接するローラの一方がくさび空間の一端側に位置し、他方のローラがくさび空間の他端側に位置するよう複数のローラを周方向に不等配に配置した２方向ローラクラッチを提案している。
特開２００５－２４９００３号公報 特開２００３－２６２２３８号公報
　ところで、上記特許文献２に記載された２方向ローラクラッチにおいては、回転方向ガタを小さくすることができるものの、回転方向ガタを完全に無くすことはできず、また、ローラと外輪円筒面および内輪カム面間の隙間が小さいため、２方向ローラクラッチの空転時にローラがミス係合する可能性があり、空転時の信頼性が低いという問題がある。
　さらに、外輪と内輪の相互間における回転トルクの伝達状態では、複数のローラの半数のローラが係合状態であって、残りの半数のローラは係合解除状態にあるため、トルク容量が小さいという問題がある。
　この発明の課題は、回転方向ガタが小さく、空転時にローラがミス係合するのを防止することができるようにした信頼性の高い、トルク容量の大きな回転伝達装置を提供することである。
　上記の課題を解決するため、この発明においては、閉塞端に出力軸を有する外輪の内側に入力軸に設けられた内輪を組込んで相対的に回転自在に支持し、前記外輪の内周と前記内輪の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端に至るに従って狭小のくさび空間を形成する複数のカム面を周方向に間隔をおいて設け、前記外輪と内輪との間に、フランジを有し、そのフランジの外周に複数の柱部が形成された制御保持器およびその制御保持器と同一形状の回転保持器を、各保持器のフランジが軸方向で対向し、かつ、回転保持器のフランジが内輪の一側面と対向し、さらに、複数の柱部が周方向に交互に配置されるよう回転自在に組込み、隣接する柱部間に形成されて前記カム面と対向するポケット内に対向一対のローラと、その一対のローラを内輪の外周に押え付ける状態を保持しつつ離反する方向に向けて付勢する押圧具とを組込み、前記制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面間に、その対向するフランジ間の間隔が狭くなる方向への制御保持器の移動によってポケットの周方向幅が小さくなる方向に一対の保持器を相対回転させるトルクカムを設け、前記内輪の他側面に固定された保持プレートの外周に、制御保持器と回転保持器とがポケットの周方向幅を縮小する方向に相対回転した際に、各保持器の柱部を受け止めて対向一対のローラを中立位置に保持する複数の回り止め片を設け、前記内輪に接続されたトルク伝達軸上に、制御保持器を軸方向に移動させるアクチュエータを設けた構成を採用したのである。
　上記の構成からなる回転伝達装置において、アクチュエータによって制御保持器を、そのフランジが回転保持器のフランジに接近する方向に向けて移動させると、トルクカムの作動によって制御保持器と回転保持器はポケットの周方向幅が小さくなる方向に相対回転し、対向一対のローラは制御保持器の柱部と回転保持器の柱部により互いに接近する方向に押圧されて係合解除状態とされる。
　このため、内輪が回転しても、その回転は外輪に伝達されず、内輪がフリー回転する。その内輪のフリー回転時（空転時）、対向一対のローラは制御保持器と回転保持器の柱部によってくさび空間の狭小部に向けて移動するのが防止される。また、対向一対のローラは押圧具によって内輪の外周に常に押し付けられているため、遠心力によって径方向外方に移動するのが防止される。
　ここで、ローラが遠心力によって径方向外方に移動すると、外輪の内周に接触し、ローラに引き摺りトルクが作用して係合位置に変位する可能性があるが、上記押圧具によって径方向外方に移動するようなことがないため、ローラがミス係合するという不都合の発生はない。
　対向一対のローラを内輪の外周に押し付ける上記押圧具は、Ｗ形に折り曲げられた板ばねからなるものであってもよく、あるいは、筒体と、その筒体の両端部によってスライド自在に支持され、前記ローラと対向するローラ押圧面が傾斜面とされた一対の押圧子と、その一対の押圧子をローラに向けて付勢するコイルばねとからなるものであってもよい。
　上記押圧具は、ローラの長さ方向の中央部を押圧する単列の配置であってもよく、あるいは、ローラの長さ方向に間隔をおいて配置した複列ものであってもよい。その押圧具をローラの長さ方向に複列に設けると、ローラのスキュを防止することができる。
　内輪のフリー回転状態において、上記アクチュエータの作動により制御保持器のフランジが回転保持器のフランジから離反する方向に制御保持器を軸方向に移動させると、押圧具の押圧により制御保持器と回転保持器がポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転し、対向一対のローラのそれぞれがくさび空間の狭小部に直ちに噛み込み、その対向一対のローラの一方を介して内輪と外輪の相互間で一方向の回転トルクが伝達され、他方のローラを介して他方向の回転トルクが伝達される。
　この発明に係る回転伝達装置において、前記トルクカムは、前記制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなる対向一対のカム溝を周方向に間隔をおいて設け、その対向一対のカム溝間のそれぞれに、前記対向するフランジ間の間隔が狭くなる方向への制御保持器の移動により各カム溝の浅溝部から深溝部に転がり移動してポケットの周方向幅が小さくなる方向に一対の保持器を相対回転させるボールを組込んだ構成を採用することができる。
　上記の構成からなるトルクカムにおいて、制御保持器のフランジが回転保持器のフランジに接近する方向に向けて制御保持器を移動させると、ボールが対向一対のカム溝の浅溝部から深溝部に向けて転がり移動し、その転がり移動によって制御保持器と回転保持器はポケットの周方向幅が小さくなる方向に相対回転する。
　この構成のトルクカムを採用する場合、制御保持器と回転保持器がポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると、ボールは対向一対のカム溝の浅溝部に向けて転がり移動する。このとき、制御保持器と回転保持器の相互において軸中心線に相対的な傾きがある状態で両保持器が相対回転すると、対向一対のカム溝間の間隔が複数の対向一対のカム溝間のそれぞれで異なって複数のボールのそれぞれに均等な荷重が付与されず、荷重が付与されないボールが対向一対のカム溝の浅溝部から周方向に脱落する可能性がある。
　万一、ボールが脱落すると、２方向ローラクラッチが機能せず回転伝達装置を確実に作動させることができなくなる。
　そこで、前記回転保持器のフランジと内輪の対向面間に、回転保持器のフランジを制御保持器のフランジに向けて付勢する弾性部材を組込むと、制御保持器と回転保持器は常に同軸上に配置されることになり、複数のボールのそれぞれには均等な荷重が負荷されることになる。このため、制御保持器と回転保持器の相対回転時にボールが脱落するという不都合の発生はなく、２方向ローラクラッチを常に正常に作動させることができる。
　ここで、カム溝の浅溝側端部にボールの外周に沿う球面状のストッパ面を設けておくと、ボールの脱落をより確実に防止することができる。
　また、弾性部材と内輪の対向面間にスラストニードル軸受を組込んでおくと、内輪に対して回転保持器を円滑に相対回転させることができ、２方向ローラクラッチの作動性を高めることができる。
　この発明に係る回転伝達装置において、アクチュエータは、制御保持器の柱部に連結一体化されてトルク伝達軸の外周にスライド自在に嵌合されたアーマチュアと、トルク伝達軸に支持されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によってロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とを有する電磁クラッチであってもよい。
　また、上記アクチュエータは、制御保持器の柱部に連結一体化されてトルク伝達軸の外周にスライド自在に嵌合されたアーマチュアと、トルク伝達軸に支持されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータに支持され、前記対向一対のローラ間に組込まれた押圧具の弾性に抗してロータにアーマチュアを吸着させる永久磁石と、前記ロータと軸方向で対向し、通電によりその永久磁石の磁力を上記押圧具の弾性力以下に低下させる電磁石とを有する電磁クラッチであってもよい。
　ここで、内輪と外輪の相互間における動力の伝達後に、電磁クラッチに対する通電または通電解除によってローラの係合を解除しようとするとき、内輪と外輪の相互間に残留トルクが残っていると、その残留トルクによってローラが係合状態に保持される場合があり、この場合、電磁クラッチの通電および通電解除によるＯＮ、ＯＦＦだけではローラの係合および係合解除を判別することができない。
　そこで、ローラの係合解除を判別するため、前記入力軸の周囲に、その入力軸の回転を検出する第１回転センサを設け、前記出力軸の周囲に、その出力軸の回転を検出する第２回転センサを設けることができる。
　このようにすると、電磁石に対する通電または通電解除によるローラの係合解除時、トルクの残留によってローラが係合解除されないと、入力軸および出力軸は同速で回転するため、第１回転センサおよび第２回転センサから同一の回転信号が出力される。
　一方、ローラが係合解除されると、入力軸が回転を継続し、出力軸は停止するため、第１回転センサから回転信号が出力され、第２回転センサから回転信号が出力されない。
　したがって、第１回転センサから出力される回転信号と第２回転センサから出力される回転信号の相互に回転差異があるかどうかによって、ローラが係合状態であるか係合解除状態であるかを判別することができる。
　ここで、入力軸を回転自在に支持する第１軸受として、第１回転センサを有する回転センサ付き軸受を採用し、出力軸を回転自在に支持する第２軸受として、第２回転センサを有する回転センサ付き軸受を採用することにより、第１軸受および第２軸受の組付けと同時に第１回転センサおよび第２回転センサの組付けを行うことができるため、回転伝達装置の組立ての容易化を図ることができる。
　上記第１回転センサおよび第２回転センサは、磁気エンコーダと、その磁気エンコーダの回転による磁界の変化を検出してディジタル信号を出力するホールＩＣとからなるものを採用することができる。
　また、ローラの係合解除を判別するため、外輪と内輪の相互間に、外輪と内輪の相対的な回転を検出する回転センサを設けることができる。
　このようにすると、電磁石に対する通電または通電解除によるローラの係合解除時、トルクの残留によってローラが係合解除されないと、入力軸と出力軸は同速で回転するため、回転センサから回転信号は出力されない。
　一方、ローラが係合解除されると、入力軸と出力軸とは相対回転するため、回転センサから回転信号が出力されることになり、上記回転センサからの出力信号の有無によってローラが係合状態であるか係合解除状態であるかを判別することができる。
　ここで、外輪と内輪を相対的に回転自在に支持する軸受として、回転センサが取付けられた回転センサ付き軸受を採用することにより、その軸受の組付けと同時に回転センサの組付けを行うことができるため、回転伝達装置の組立ての容易化を図ることができる。
　また、ローラの係合解除を判別するため、前記アーマチュアとロータ間のギャップの大きさを検出するギャップセンサを設けることができる。
　このようにすると、電磁石への通電または通電解除によるローラの係合解除時、トルクの残留によってローラが係合解除されないと、ロータとアーマチュア間のギャップは大きく、ギャップセンサから信号が出力されない。また、ローラが係合解除されると、ロータとアーマチュア間のギャップはなくなり、また、ギャップがあったとしても小さいものであるため、ギャップセンサから信号が出力されることになる。
　このため、ギャップセンサからの出力信号の有無によってローラが係合状態であるか係合解除状態であるかの判別を行なうことができる。
　ここで、アーマチュアとロータ間のギャップの大きさは、電磁クラッチの吸引力と反比例する。また、電磁クラッチの吸引力は磁束に比例するため、アーマチュアとロータ間のギャップの大きさは磁束の変化から検出することができる。
　一般に、磁束の変化はサーチコイルによって検出することができる。そのため、サーチコイルをギャップセンサとして採用することができる。そのサーチコイルを電磁石の内部に組込み、ロータにアーマチュアが吸着されたローラの係合解除時にサーチコイルから所定大きさの電流が出力されるようにしておくことによって、サーチコイルから出力される電流の大きさからローラの係合解除を判別することができる。
　上記のように、この発明においては、アクチュエータによって制御保持器のフランジが回転保持器のフランジから離反する方向に向けて制御保持器を移動させると、押圧具の押圧により制御保持器と回転保持器がポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転して対向一対のローラのそれぞれがくさび空間の両端の狭小部に直ちに噛み込むため、回転方向ガタの小さい回転伝達装置を得ることができる。
　また、押圧具の押圧によって対向一対のローラを内輪の外周に押え付ける状態を保持しつつ離反する方向に向けて付勢するようにしたので、２方向ローラクラッチの空転時にローラがミス係合するようなことはなく、空転時の信頼性を高めることができると共に、空転トルクの低減化を図ることができる。
　さらに、カム面と同数のローラを介して外輪と内輪の相互間で回転トルクが伝達されるため、トルク容量の大きな回転伝達装置を得ることができる。
この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断正面図 （Ｉ）は、図１のII－II線に沿った断面図、（II）は、ローラの係合解除状態を示す断面図 ２方向ローラクラッチの保持器の一部分を示す平面図 図１のIV－IV線に沿った断面図 トルクカムを示し、（Ｉ）は、係合時の状態を示す平面図、（II）は、係合解除時を示す平面図、（III）は、（I）の一部分を拡大して示す断面図 押圧具の他の例を示す断面図 回転センサ付き軸受を示す断面図 ローラが係合解除されたかどうかを判別する判別手段の他の例を示す断面図 ローラが係合解除されたかどうかを判別する判別手段のさらに他の例を示す断面図 アクチュエータとしての電磁クラッチの他の例を示す縦断正面図 カム面の他の例を示す断面図
　以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す。図示のように、回転伝達装置は、２方向ローラクラッチ１０を備えている。
　２方向ローラクラッチ１０は、外輪１１と、その外輪１１の内側に組込まれた内輪１２とを有し、上記内輪１２の一端部にはボス部１２ａが形成され、そのボス部１２ａの端部に嵌合された軸受１３を介して外輪１１と内輪１２は相対的に回転自在とされている。
　外輪１１の閉塞端には出力軸１４が設けられている。一方、内輪１２にはトルク伝達軸としての入力軸１５の端部が挿入され、その挿入部間に形成されたセレーション１６によって内輪１２と入力軸１５は相対的に回り止めされている。
　図２に示すように、外輪１１の内周には円筒面１７が形成され、一方、内輪１２の外周には、その円筒面１７との間で周方向の両端に向けて狭小となるくさび空間を形成する複数の平坦なカム面１８が周方向に等間隔に設けられている。
　外輪１１と内輪１２との間には、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂが組込まれている。図１および図３に示すように、制御保持器１９Ａは、フランジ２０の外周にカム面１８と同数の柱部２１を周方向に等間隔に設けた構成とされている。一方、回転保持器１９Ｂも上記制御保持器１９Ａと同様に、フランジ２２の外周にカム面１８と同数の柱部２３を周方向に等間隔に設けた構成とされている。
　回転保持器１９Ｂは、内輪１２のボス部１２ａにフランジ２２が嵌合され、かつ、柱部２３が円筒面１７とカム面１８間に位置する組込みとされて、上記フランジ２２が内輪１２の一側面と対向する組込みとされている。
　一方、制御保持器１９Ａも、内輪１２のボス部１２ａにフランジ２０が嵌合されて、そのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２と軸方向で対向する組込みとされ、かつ、柱部２１が回転保持器１９Ｂの柱部２３間に位置する組込みとされている。
　上記のような保持器１９Ａ、１９Ｂの組込みにより、図２（I）および図３に示すように、制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３間にポケット２４が形成され、そのポケット２４は内輪１２のカム面１８と径方向で対向し、各ポケット２４内に対向一対のローラ２５と、その一対のローラ２５を内輪１２のカム面１８に押し付けつつ相反する方向に向けて付勢する押圧具２６が組込まれている。
　押圧具２６として、ここでは、Ｗ形に折り曲げられた板ばねを採用し、その板ばねの両端の折曲げ片でローラ２５をカム面１８の周方向両端部に向けて斜め方向に押圧するようにしている。
　ここで、上記押圧具２６は、ローラ２５の長さ方向の中央部を押圧する単列の配置であってもよく、あるいは、ローラ２５の長さ方向に間隔をおいて配置した複列ものであってもよい。その押圧具２６をローラ２５の長さ方向に複列に設けることにより、ローラ２５のスキュを防止することができる。
　図１に示すように、回転保持器１９Ｂは、内輪１２のボス部１２ａを中心にして回転自在とされ、その回転保持器１９Ｂのフランジ２２と内輪１２の一側面間にスラストニードル軸受２７と、回転保持器１９Ｂのフランジ２２を制御保持器１９Ａのフランジ２０に向けて付勢する弾性部材２８とが組込まれている。
　ここで、弾性部材２８は、内輪１２と同軸上に配置される単一のコイルばねからなるものであってもよく、あるいは、内輪１２の軸心を中心とする一つの仮想円上に配置される複数のばね部材からなるものであってもよい。
　一方、制御保持器１９Ａは、内輪１２のボス部１２ａを中心に回転自在とされ、かつ、軸方向に移動自在とされている。
　図５（Ｉ）に示すように、制御保持器１９Ａのフランジ２０と回転保持器１９Ｂのフランジ２２間には、トルクカム４０が設けられている。トルクカム４０は、制御保持器１９Ａのフランジ２０と回転保持器１９Ｂのフランジ２２の対向面それぞれに周方向の中央部で深く両端に至るに従って次第に浅くなる対向一対のカム溝４１、４２を設け、一方のカム溝４１の一端部と他方のカム溝４２の他端部間にボール４３を組み込んだ構成としている。
　カム溝４１、４２として、ここでは円弧状の溝を示したが、Ｖ溝であってもよい。そのカム溝４１、４２の浅溝側端部には、図５（III）に示すように、ボール４３の外周に沿う球面状のストッパ面４４が設けられている。
　上記トルクカム４０は、制御保持器１９Ａのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２に接近する方向に制御保持器１９Ａが軸方向に移動した際に、図５（II）に示すように、ボール４３がカム溝４１、４２の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂをポケット２４の周方向幅が小さくなる方向に相対回転させるようになっている。
　図１、図３および図４に示すように、内輪１２の他側面には保持プレート４５が固定されている。保持プレート４５は環状板からなり、その外周面には制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３間の各ポケット２４内に配置される複数の回り止め片４６が形成されている。
　複数の回り止め片４６は、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂとがポケット２４の周方向幅を縮小する方向に相対回転した際に、制御保持器１９Ａの柱部２１および回転保持器１９Ｂの柱部２３を両側縁で受け止めて対向一対のローラ２５を中立位置に保持するようになっている。
　図１に示すように、２方向ローラクラッチ１０の軸方向一側には、制御保持器１９Ａを軸方向に移動させるアクチュエータとしての電磁クラッチ５０が設けられている。
　電磁クラッチ５０は、制御保持器１９Ａにおける柱部２１の端面と軸方向で対向するアーマチュア５１と、そのアーマチュア５１と軸方向で対向するロータ５２と、そのロータ５２と軸方向で対向する電磁石５３とを有している。
　アーマチュア５１は、入力軸１５に嵌合されて回転自在に支持され、そのアーマチュア５１と制御保持器１９Ａの柱部２１は、その柱部２１の端面にねじ込まれるボルト５４の締め付けによって連結一体化されている。
　ロータ５２は、入力軸１５に嵌合され、その入力軸１５の外周に設けられた肩１５ａと入力軸１５の外周に取付けられた止め輪５５によって軸方向に位置決めされ、かつ、入力軸１５に対して回り止めされている。
　電磁石５３は、電磁コイル５３ａと、その電磁コイル５３ａを支持するコア５３ｂとからなり、上記コア５３ｂは図示省略した静止部材に支持されている。
　実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造からなり、図１は、電磁石５３の電磁コイル５３ａに対する通電の遮断状態を示し、アーマチュア５１はロータ５２から離反する状態にある。また、２方向ローラクラッチ１０の対向一対のローラ２５は、図２（I）に示すように、外輪１１の円筒面１７および内輪１２のカム面１８に対して係合し、２方向ローラクラッチ１０は係合状態とされている。
　２方向ローラクラッチ１０の係合状態において、電磁コイル５３ａに通電すると、アーマチュア５１に吸引力が作用し、アーマチュア５１が軸方向に移動してロータ５２に吸着される。
　ここで、アーマチュア５１は制御保持器１９Ａの柱部２１に連結一体化されているため、アーマチュア５１の軸方向への移動に伴って制御保持器１９Ａは、そのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２に接近する方向に移動する。
　このとき、図５（II）に示すように、ボール４３がカム溝４１、４２の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂはポケット２４の周方向幅が小さくなる方向に相対回転し、図３に示す対向一対のローラ２５が制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３で押されて、図２（II）に示すように、係合解除し、２方向ローラクラッチ１０は係合解除状態とされる。
　２方向ローラクラッチ１０の係合解除状態において、入力軸１５に回転トルクを入力して内輪１２を一方向に回転すると、保持プレート４５に形成された回り止め片４６が制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３の一方を押圧するため、内輪１２と共に制御保持器１９Ａおよび回転保持器１９Ｂが回転する。このとき、対向一対のローラ２５は係合解除された中立位置に保持されているため、内輪１２の回転は外輪１１に伝達されず、内輪１２はフリー回転する。
　このように、制御保持器１９Ａのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２に接近する方向に制御保持器１９Ａが移動すると、対向一対のローラ２５が制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂの柱部２１、２３で押されて係合解除状態とされ、その係合解除状態で対向一対のローラ２５は制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂの柱部２１、２３によってくさび空間の狭小部に向けて移動するのが防止されるため、２方向ローラクラッチ１０の空転時にローラ２５がミス係合するようなことはない。
　また、対向一対のローラ２５はＷ形板ばねからなる押圧具２６によって内輪１２のカム面１８に常に押し付けられているため、ローラ２５は遠心力によって径方向外方に移動するのが防止される。
　ここで、ローラ２５が遠心力によって径方向外方に移動すると、外輪１１の円筒面１７に接触し、ローラ２５に引き摺りトルクが作用して係合位置に変位する可能性があるが、上記押圧具２６によって径方向外方に移動するようなことがないため、ローラ２５がミス係合するという不都合の発生はない。
　また、ローラ２５は外輪１１の円筒面１７に接触することなく回転するため、空転トルクが増大するようなことはない。
　ここで、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅を小さくなる方向に相対回転すると、制御保持器１９Ａの柱部２１と回転保持器１９Ｂの柱部２３が保持プレート４５の回り止め片４６の両側縁に当接して相対回転量が規制される。
　このため、押圧具２６は必要以上に収縮することはなくなり、伸長と収縮が繰り返し行われても疲労によって破損するようなことはない。
　内輪１２のフリー回転状態において、電磁コイル５３ａに対する通電を解除すると、アーマチュア５１は吸着が解除されて回転自在となる。その吸着解除により、押圧具２６の押圧によって制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅が大きくなる方向に相対回転し、対向一対のローラ２５のそれぞれが、図２（I）に示すように、くさび空間の狭小部に直ちに噛み込み、その対向一対のローラ２５の一方を介して内輪１２と外輪１１の相互間で一方向の回転トルクが伝達される。
　ここで、入力軸１５を停止して、その入力軸１５の回転方向を切換えると、他方のローラ２５を介して内輪１２の回転が外輪１１に伝達される。
　このように、電磁コイル５３ａに対する通電の遮断により、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅が大きくなる方向に相対回転して、対向一対のローラ２５のそれぞれがくさび空間の両端の狭小部に直ちに噛み込むため、回転方向ガタは小さく、内輪１２の回転を外輪１１に直ちに伝達することができる。
　また、内輪１２から外輪１１への回転トルクの伝達は、カム面１８と同数のローラ２５を介して行われるため、内輪１２から外輪１１に大きな回転トルクを伝達することができる。
　なお、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると、ボール４３は対向一対のカム溝４１、４２の浅溝部に向けて転がり移動して、図５（Ｉ）に示す状態となる。
　このとき、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂの相互において軸中心線に相対的な傾きがある状態で両保持器１９Ａ、１９Ｂが相対回転すると、対向一対のカム溝４１、４２間の間隔が複数の対向一対のカム溝４１、４２間のそれぞれで異なって複数のボール４３のそれぞれに均等な荷重が付与されず、荷重が付与されないボール４３が対向一対のカム溝４１、４２の浅溝部から周方向に脱落する可能性があり、万一、脱落すると２方向ローラクラッチ１０を確実に作動させることができなくなる。
　しかしながら、回転保持器１９Ｂのフランジ２２と内輪１２の対向面間に弾性部材２８を組込んで、回転保持器１９Ｂのフランジ２２を制御保持器１９Ａのフランジ２０に向けて付勢しているため、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂは常に同軸上に配置されることになる。
　このため、複数のボール４３のそれぞれには均等な荷重が負荷されることになり、制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂの相対回転時にボール４３が脱落するという不都合の発生はなく、２方向ローラクラッチ１０を常に正常に作動させることができる。
　図５（III）に示すように、カム溝４１、４２の浅溝側端部にボール４３の外周に沿う球面状のストッパ面４４を設けておくと、ボール４３の脱落をより確実に防止することができる。
　図２では、押圧具２６として、Ｗ形に折り曲げられた板ばねからなるものを示したが、押圧具２６はこれに限定されるものではない。図６は、押圧具２６の他の例を示す。この押圧具２６は、筒体２９と、その筒体２９の端部内にスライド自在に挿入されるピン３１を有する一対の押圧子３０と、その一対の押圧子３０を筒体２９から抜け出る方向に付勢するコイルばね３３とからなり、上記一対の押圧子３０に傾斜面からなるローラ押圧面３２を形成し、そのローラ押圧面３２によってローラ２５を内輪１２に形成されたカム面１８の周方向両端部に向けて押すようにしている。
　ところで、電磁コイル５３ａへの通電によるアーマチュア５１の吸着によってローラ２５を係合解除しようとするとき、内輪１２と外輪１１の相互間に残留トルクが残っていると、そのトルクの残留によりローラ２５を係合解除することができない場合がある。
　このため、電磁クラッチ５０の電磁コイル５３ａに対する通電および通電解除によるＯＮ、ＯＦＦだけではローラ２５の係合および係合解除を判別することができない。
　その係合解除の判別を確実に行い得るようにするため、図１においては、入力軸１５を第１回転センサＳ１付きの第１軸受６１によって回転自在に支持し、また、出力軸１４を第２回転センサＳ２付きの第２軸受６２によって回転自在に支持している。
　ここで、第１回転センサＳ１付きの第１軸受６１および第２回転センサＳ２付きの第２軸受６２は、図７に示すように、回転側軌道輪６３に磁気エンコーダ６４を取付け、一方、固定側軌道輪６５に磁気センサ６６を取付け、上記磁気エンコーダ６４の回転による磁束の変化により磁気センサ６６から回転信号を出力させるようにしている。
　なお、磁気センサ６６として、ここでは、ホールＩＣを採用している。
　上記のように、入力軸１５を第１回転センサＳ１付き第１軸受６１によって回転自在に支持し、また、出力軸１４を第２回転センサＳ２付き第２軸受６２によって回転自在に支持することにより、電磁コイル５３ａへの通電によるローラ２５の係合解除時、トルクの残留によってローラ２５が係合解除されないと、入力軸１５と出力軸１４は同速で回転するため、第１回転センサＳ１の磁気センサ６６および第２回転センサＳ２の磁気センサ６６から同一の回転信号が出力されることになる。
　一方、ローラ２５が係合解除されると、入力軸１５が回転を継続し、出力軸１４は停止するため、第１回転センサＳ１の磁気センサ６６からは回転信号が出力されるが、第２回転センサＳ２の磁気センサ６６からは回転信号が出力されない。
　したがって、第１回転センサＳ１の磁気センサ６６から出力される回転信号と第２回転センサＳ２の磁気センサ６６から出力される回転信号の相互に回転差異があるかどうかによって、ローラ２５が係合解除されたかどうかを確実に判別することができる。
　図１では、回転センサ付きの軸受に組込まれた回転センサにより入力軸１５と出力軸１４の回転を検出するようにしたが、入力軸１５および出力軸１４にエンコーダを取付け、各エンコーダの周囲に磁気センサを設けて、入力軸１５と出力軸１４の回転を検出するようにしてもよい。
　図１に示すように、回転センサ付き軸受を採用して入力軸および出力軸の回転検出を行うことにより、第１軸受６１および第２軸受６２の組付けと同時に第１回転センサおよび第２回転センサの組付けを行うことができるため、回転伝達装置の組立ての容易化を図ることができる。
　図８は、図１に示すように、電磁コイル５３ａへの通電によりロータ５２にアーマチュア５１を吸着してローラ２５を係合解除状態とする回転伝達装置の上記ローラ２５が係合解除されたかどうかを判別する判別手段の他の例を示す。この例においては、外輪１１と内輪１２を相対的に回転自在に支持する軸受１３に図７に示される回転センサ付き軸受を採用し、外輪１１と内輪１２が相対回転したとき、回転センサの磁気センサ６６から相対回転信号を出力させるようにしている。
　上記の構成からなる判別手段において、電磁コイル５３ａへの通電によりローラ２５を係合解除しようとするとき、ローラ２５が係合解除されないと、入力軸１５と出力軸１４は同速で回転するため、磁気センサ６６から相対回転信号は出力されない。
　一方、ローラ２５が係合解除されると、入力軸１５と出力軸１４とは相対回転するため、磁気センサ６６から相対回転信号が出力されることになり、上記磁気センサ６６からの相対回転信号の出力の有無によってローラ２５が係合解除されたかどうかを確実に判別することができる。
　なお、図８では、磁気センサ６６は外輪１１と一体に回転するため、スリップリングを用いて磁気センサ６６の回転信号を取り出すようにする。また、図８では、回転センサ付き軸受を用いてローラ２５の係合解除を判別するようにしたが、内輪１２の外径面にエンコーダを取付け、外輪１１の内径面に磁気センサを取付けて、ローラ２５の係合解除の判別を行なうようにしてもよい。
　図１に示す回転伝達装置において、電磁コイル５３ａへの通電によるローラ２５の係合解除時、図９に示すように、アーマチュア５１、ロータ５２およびコア５３ｂに磁束ａが流れてアーマチュア５１に磁気吸引力が作用し、その磁気吸引力によりロータ５２にアーマチュア５１が吸着されて、アーマチュア５１とロータ５２間にギャップｇがなくなる状態とされ、ローラ２５は係合解除状態とされる。
　一方、ローラ２５が係合解除されないと、ロータ５２とアーマチュア５１間に大きなギャップｇが存在する状態とされる。
　したがって、アーマチュア５１とロータ５２間のギャップｇの大きさを検出することにより、ローラ２５が係合解除されたかどうかの判別を行なうことができる。
　ここで、アーマチュア５１とロータ５２間のギャップｇの大きさは、電磁クラッチ５０の吸引力と反比例する。また、電磁クラッチ５０の吸引力は磁束に比例する。このため、アーマチュア５１とロータ５２間のギャップｇの大きさは磁束の変化から検出することができる。
　一般に、磁束の変化はサーチコイルによって検出することができる。そこで、図９においては、コア５３ｂの内部にサーチコイル６７を組込み、電磁コイル５３ａへの通電によりロータ５２にアーマチュア５１が吸着されて磁束が変化した際に、そのサーチコイル６７から大きな電流を出力させるようにしている。
　上記のように、コア５３ｂの内部にサーチコイル６７を組込むことにより、そのサーチコイル６７から出力される電流の大きさからローラ２５の係合解除を判別することができる。
　図１０は、アクチュエータとしての電磁クラッチ５０の他の例を示す。この電磁クラッチ５０においては、ロータ５２のアーマチュア５１と対向する面に円弧状のスリット７１を形成し、そのスリット７１内に永久磁石７２を組込んでいる点で図１に示す電磁クラッチ５０と相違している。このため、図１に示す電磁クラッチ５０と同一のものは同一の符号を付して説明を省略する。
　上記の構成からなる電磁クラッチ５０においては、電磁石５３の電磁コイル５３ａに対する通電の遮断時、永久磁石７２の磁力によりアーマチュア５１をロータ５２に向けて移動させるようにしている。また、上記電磁コイル５３ａに対する通電により永久磁石７２の磁力を対向１対のローラ２５間に組込まれた押圧具２６の弾性力より弱め、上記押圧具２６の弾性力でアーマチュア５１をロータ５２から離反する方向に移動させるようにしている。
　上記のように、電磁石５３に対する通電と通電の解除によってアーマチュア５１を移動させると、そのアーマチュア５１に連結一体化された制御保持器１９Ａが軸方向に移動し、上記制御保持器１９Ａを、そのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２に接近する方向に移動させると、トルクカム４０の作用により制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケット２４の周方向幅が小さくなる方向に相対回転し、対向一対のローラ２５は制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂの柱部２１、２３で押されて係合解除状態とされる。
　また、制御保持器１９Ａのフランジ２０が回転保持器１９Ｂのフランジ２２から離反する方向に制御保持器１９Ａを移動させると、押圧具２６の押圧により制御保持器１９Ａと回転保持器１９Ｂがポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転して対向一対のローラ２５のそれぞれがくさび空間の両端の狭小部に直ちに噛み込むことになる。
　なお、図２においては、内輪１２に平坦面からなるカム面１８を形成したが、カム面１８はこれに限定されない。例えば、図１１に示すように、相反する方向に傾斜する２つの傾斜面１８ａ、１８ｂからなるものであってもよい。この場合、ポケット２４内に組込まれた対向一対のローラ２５は一方が一方の傾斜面１８ａに対向し、他方のローラ２５が他方の傾斜面１８ｂに対向する組み込みとする。
　また、図２では、外輪１１の内周に円筒面１７を設け、内輪１２の外周にカム面１８を形成したが、外輪１１の内周にカム面を形成し、内輪１２の外周に円筒面を設けるようにしてもよい。
１０　　２方向ローラクラッチ
１１　　外輪
１２　　内輪
１４　　出力軸
１５　　入力軸（トルク伝達軸）
１７　　円筒面
１８　　カム面
１９Ａ　制御保持器
１９Ｂ　回転保持器
２０　　フランジ
２１　　柱部
２２　　フランジ
２３　　柱部
２４　　ポケット
２５　　ローラ
２６　　押圧具
２７　　スラストニードル軸受
２８　　弾性部材
２９　　筒体
３０　　押圧子
３２　　ローラ押圧面
３３　　コイルばね
４０　　トルクカム
４１　　カム溝
４２　　カム溝
４３　　ボール
４４　　ストッパ面
４５　　保持プレート
４６　　回り止め片
５０　　電磁クラッチ（アクチュエータ）
５１　　アーマチュア
５２　　ロータ
５３　　電磁石
６１　　第１軸受
６２　　第２軸受
６４　　磁気エンコーダ
６６　　磁気センサ
６７　　サーチコイル
７１　　スリット
７２　　永久磁石
Ｓ１　　第１回転センサ
Ｓ２　　第２回転センサ

Claims (17)

  1. 　閉塞端に出力軸を有する外輪の内側に入力軸に設けられた内輪を組込んで相対的に回転自在に支持し、前記外輪の内周と前記内輪の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端に至るに従って狭小のくさび空間を形成する複数のカム面を周方向に間隔をおいて設け、前記外輪と内輪との間に、フランジを有し、そのフランジの外周に複数の柱部が形成された制御保持器およびその制御保持器と同一形状の回転保持器を、各保持器のフランジが軸方向で対向し、かつ、回転保持器のフランジが内輪の一側面と対向し、さらに、複数の柱部が周方向に交互に配置されるよう回転自在に組込み、隣接する柱部間に形成されて前記カム面と対向するポケット内に対向一対のローラと、その一対のローラを内輪の外周に押え付ける状態を保持しつつ離反する方向に向けて付勢する押圧具とを組込み、前記制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面間に、その対向するフランジ間の間隔が狭くなる方向への制御保持器の移動によってポケットの周方向幅が小さくなる方向に一対の保持器を相対回転させるトルクカムを設け、前記内輪の他側面に固定された保持プレートの外周に、制御保持器と回転保持器とがポケットの周方向幅を縮小する方向に相対回転した際に、各保持器の柱部を受け止めて対向一対のローラを中立位置に保持する複数の回り止め片を設け、前記内輪に接続されたトルク伝達軸上に、制御保持器を軸方向に移動させるアクチュエータを設けた回転伝達装置。
  2. 　前記押圧具が、Ｗ形に折り曲げられた板ばねからなる請求項１に記載の回転伝達装置。
  3. 　前記押圧具が、筒体と、その筒体の両端部によってスライド自在に支持され、前記ローラと対向するローラ押圧面が傾斜面とされた一対の押圧子と、その一対の押圧子をローラに向けて付勢するコイルばねとからなる請求項１に記載の回転伝達装置。
  4. 　前記押圧具をローラの長さ方向に複列に設けた請求項１乃至３のいずれかの項に記載の回転伝達装置。
  5. 　前記トルクカムが、前記制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなる対向一対のカム溝を周方向に間隔をおいて設け、その対向一対のカム溝間のそれぞれに、前記対向するフランジ間の間隔が狭くなる方向への制御保持器の移動により各カム溝の浅溝部から深溝部に転がり移動してポケットの周方向幅が小さくなる方向に一対の保持器を相対回転させるボールを組込んだ構成からなる請求項１乃至４のいずれかの項に記載の回転伝達装置。
  6. 　前記回転保持器のフランジと内輪の対向面間に、回転保持器のフランジを制御保持器のフランジに向けて付勢する弾性部材を組込んだ請求項５に記載の回転伝達装置。
  7. 　前記カム溝の浅溝側端部にボールの外周に沿う球面状のストッパ面を設けた請求項５又は６に記載の回転伝達装置。
  8. 　前記弾性部材と内輪の対向面間にスラストニードル軸受を組込んだ請求項５乃至７のいずれかの項に記載の回転伝達装置。
  9. 　前記アクチュエータが、前記制御保持器の柱部に連結一体化されて前記トルク伝達軸の外周にスライド自在に嵌合されたアーマチュアと、前記トルク伝達軸に支持されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によってロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とを有する電磁クラッチからなる請求項１乃至８のいずれかの項に記載の回転伝達装置。
  10. 　前記アクチュエータが、前記制御保持器の柱部に連結一体化されて前記トルク伝達軸の外周にスライド自在に嵌合されたアーマチュアと、前記トルク伝達軸に支持されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、前記押圧具の弾性に抗してロータにアーマチュアを吸着させる永久磁石と、前記ロータと軸方向で対向し、通電によりその永久磁石の磁力を前記押圧具の弾性力以下に低下させる電磁石とを有する電磁クラッチからなる請求項１乃至８のいずれかの項に記載の回転伝達装置。
  11. 　前記入力軸の周囲に、その入力軸の回転を検出する第１回転センサを設け、前記出力軸の周囲に、その出力軸の回転を検出する第２回転センサを設け、前記電磁石に対する通電または通電解除による前記ローラの係合解除時に第１回転センサから出力される回転信号と第２回転センサから出力される回転信号の相互に回転差異があるかどうかによって前記ローラが係合解除状態であるかどうかの判別を行うようにした請求項９又は１０に記載の回転伝達装置。
  12. 　前記入力軸を回転自在に支持する第１軸受が、前記第１回転センサを有する回転センサ付き軸受とされ、前記出力軸を回転自在に支持する第２軸受が、前記第２回転センサを有する回転センサ付き軸受とされた請求項１１に記載の回転伝達装置。
  13. 　前記第１回転センサおよび第２回転センサが、磁気エンコーダと、その磁気エンコーダの回転による磁界の変化を検出してディジタル信号を出力するホールＩＣとからなる請求項１１又は１２に記載の回転伝達装置。
  14. 　前記外輪と内輪の相互間に、外輪と内輪の相対的な回転を検出する回転センサを設けた請求項９又は１０に記載の回転伝達装置。
  15. 　前記外輪と内輪を軸受によって相対的に回転自在に支持し、その軸受を前記回転センサが取付けられた回転センサ付き軸受とした請求項１４に記載の回転伝達装置。
  16. 　前記アーマチュアとロータ間のギャップの大きさを検出するギャップセンサを設け、そのギャップセンサからの出力信号によって前記ローラが係合解除状態であるかどうかの判別を行うようにした請求項９又は１０に記載の回転伝達装置。
  17. 　前記ギャップセンサが、磁束の変化を検出するサーチコイルからなり、そのサーチコイルを電磁石の内部に組込んだ請求項１６に記載の回転伝達装置。
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