WO2014119369A1 - 回転伝達装置 - Google Patents

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armature
rotor
transmission device
ring
rotation transmission
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PCT/JP2014/050644
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直嗣 北山
真理名 福成
恭兵 笹沼
幸治 秋吉
川合 正浩
齋藤 隆英
佐藤 光司
Original Assignee
Ntn株式会社
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Definitions

  • This invention relates to a rotation transmission device used for switching rotation transmission and switching.
  • a rotation transmission device that transmits and blocks rotation from a drive shaft to a driven shaft has a two-way clutch, and the engagement and release of the two-way clutch are controlled by an electromagnetic clutch. It has been.
  • Patent Document 1 discloses a rotation transmission device in which engagement and disengagement of a two-way clutch are controlled by an electromagnetic clutch.
  • an outer ring and an inner ring incorporated inside the outer ring are described.
  • a control cage and a rotary cage are assembled between each of the cages so that the pillars formed in each cage are alternately arranged in the circumferential direction, and a pair of opposed rollers in a pocket formed between adjacent pillars And the pair of rollers are urged in the direction away from each other by an elastic member incorporated between the opposing portions, and the cylindrical surface formed on the inner periphery of the outer ring and the cam surface formed on the outer periphery of the inner ring
  • the roller is engaged at a position where it is engaged, and one roller is engaged with the cylindrical surface and the cam surface by rotating the inner ring in one direction so that the rotation of the inner ring is transmitted to the outer ring.
  • the control cage is moved in the axial direction by energizing the electromagnet, and the motion conversion provided between the opposing surfaces of the flange of the control cage and the flange of the rotary cage.
  • the control cage and the rotary cage are rotated relative to each other in the direction in which the circumferential width of the pocket is reduced by the action of the torque cam as a mechanism, and the pair of rollers are moved to the disengagement position at the pillar portion of each cage, The rotation transmission from the inner ring to the outer ring is cut off.
  • the circumferential direction width of the pocket between the control cage and the rotation cage is increased by the pressing action of the elastic member incorporated between the pair of opposed rollers. Since the pair of rollers facing each other and immediately engage with the cylindrical surface and the cam surface, the play in the rotational direction is extremely small and the response is excellent.
  • the electromagnetic clutch is arranged so that the armature connected to the control retainer and the rotor disposed opposite to each other in the axial direction with a gap between the armature and the armature. And an electromagnet that is supported by a stationary member and faces the rotor in the axial direction.
  • the electromagnet When the electromagnet is energized, a magnetic attraction force is applied to the armature and attracted to the rotor, and the control cage is moved in the axial direction together with the armature.
  • the armature impacts the rotor and impact noise and vibration may occur, which may cause discomfort and anxiety. The point is left.
  • An object of the present invention is to provide a rotation transmission device capable of reducing collision noise and vibration.
  • a two-way clutch that transmits and blocks rotation between an input shaft and an output shaft that is arranged coaxially with the input shaft, and the two-way clutch are provided.
  • An electromagnetic clutch for controlling engagement and disengagement wherein the two-way clutch is between the inner periphery of the outer ring provided at the shaft end of the output shaft and the outer periphery of the inner ring provided at the shaft end of the input shaft.
  • the pillars provided in the control cage and the rotary cage are assembled so that they are alternately arranged in the circumferential direction, and the inner circumference of the outer ring and the outer circumference of the inner ring are placed in pockets formed between adjacent pillar parts.
  • a pair of engagement elements that can be engaged with each other, and an elastic member that urges the pair of engagement elements in a direction away from each other, and the electromagnetic clutch is coupled to the control retainer.
  • Armature and its armor The rotor is disposed opposite to the rotor in the axial direction with a gap between it and the rotor, and is supported by the stationary member so as to face the rotor in the axial direction.
  • the electromagnet is energized to move the control cage together with the armature in the axial direction toward the rotor, and the movement in the axial direction moves the control cage and the rotary cage in the circumferential width of the pocket.
  • the buffer member may be made of a non-metallic elastic ring made of rubber or synthetic resin.
  • the buffer member made of an elastic ring it is fitted and secured so that a part thereof protrudes to the outside in an annular groove formed on one of the opposing surfaces of the armature and the rotor.
  • the buffer member may be composed of a metal ring having a cylindrical portion provided on the outer periphery of the annular plate portion and an elastic protruding portion bonded to the inner surface of the annular plate portion in the metal ring.
  • the cylindrical portion of the metal ring is fitted to the outer periphery of the attachment target of either the armature or the rotor, and the axial end surface of the annular recess formed on the outer periphery of the opposing surface of the attachment target. It is assumed that the annular plate portions face each other, the protruding portion is supported by the axial end surface, and the outer surface of the annular plate portion protrudes from the facing surface.
  • a plurality of protrusions are directed circumferentially at an inner diameter surface of the cylindrical portion, and each of the plurality of protrusions is formed in an annular groove formed on the outer periphery of the mounting target.
  • the projecting portion may be an annular one that is continuous in the circumferential direction, or may be a plurality of arc-shaped protrusions that are discontinuously arranged in the circumferential direction.
  • the buffer member has a configuration in which a plurality of bent pieces having elasticity are formed at intervals in the circumferential direction on at least one of an outer peripheral portion or an inner peripheral portion of an annular plate portion made of a metal thin plate. There may be.
  • the annular plate is fitted in an annular groove formed on one of the opposing surfaces of the armature and the rotor, and the ends of the plurality of bent pieces protrude from the opposing surface to the outside. Secure the part.
  • a caulking method or an adhering method can be employed in the same manner as the retaining of the elastic ring described above.
  • the buffer member on one of the opposing surfaces of the armature and the rotor, the impact force when the armature is attracted to the rotor can be buffered by the buffer member. Can be reduced.
  • FIG. 1 A longitudinal sectional view showing an embodiment of a rotation transmission device according to the present invention Sectional view along the line II-II in FIG. Sectional drawing which expands and shows a part of FIG. Sectional view along line IV-IV in FIG. Sectional view along line VV in FIG. Sectional view along line VI-VI in Fig. 1
  • (A) is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6, and
  • (b) is a sectional view showing an operating state.
  • Sectional drawing which shows the other example of a buffer member is a perspective view which shows a part of buffer member shown in FIG.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a rotation transmission device according to the present invention.
  • the rotation transmission device includes an input shaft 1, an output shaft 2 arranged coaxially with the input shaft 1, a housing 3 as a stationary member covering the shaft ends of both shafts, and the housing 3 includes a two-way clutch 10 that transmits and blocks rotation from the input shaft 1 to the output shaft 2 and an electromagnetic clutch 50 that controls engagement and release of the two-way clutch 10.
  • the housing 3 has a cylindrical shape, a small-diameter bearing cylinder 4 is provided at one end thereof, and the output shaft 2 is rotatably supported by a bearing 5 incorporated in the bearing cylinder 4.
  • the two-way clutch 10 is provided with a cylindrical surface 12 on the inner periphery of the outer ring 11 provided at the shaft end of the output shaft 2, and is provided at the shaft end of the input shaft 1.
  • a plurality of cam surfaces 14 are formed on the outer periphery of the inner ring 13 at equal intervals in the circumferential direction, and a roller 15 and an elastic member 20 as a pair of engaging members are incorporated between each of the plurality of cam surfaces 14 and the cylindrical surface 12,
  • the roller 15 is held by a cage 16, and the rotation of the inner ring 13 is transmitted to the outer ring 11 by engaging one of the pair of rollers 15 with the cylindrical surface 12 and the cam surface 14 by rotating the inner ring 13 in one direction. Further, when the inner ring 13 rotates in the other direction, the other roller 15 is engaged with the cylindrical surface 12 and the cam surface 14 to transmit the rotation of the inner ring 13 to the outer ring 11.
  • a small-diameter concave portion 17 is formed on the inner surface side of the closed end portion of the outer ring 11, and the end portion of the inner ring 13 is rotatably supported by a bearing 18 incorporated in the concave portion 17.
  • the inner ring 13 is serrated to the shaft end of the input shaft 1 and is prevented from rotating, but may be provided integrally with the input shaft 1.
  • the cam surface 14 formed on the outer periphery of the inner ring 13 is formed of a pair of inclined surfaces 14 a and 14 b that are inclined in opposite directions, and has a wedge shape with narrow ends in the circumferential direction between the outer ring 11 and the cylindrical surface 12. A space is formed, and a flat spring support surface 19 facing the tangential direction of the inner ring 13 is provided between the pair of inclined surfaces 14 a and 14 b, and the elastic member 20 is supported by the spring support surface 19.
  • the elastic member 20 is a coil spring.
  • the elastic member 20 is installed between the pair of rollers 15, and the elastic member 20 biases the pair of rollers 15 away from each other to engage the cylindrical surface 12 and the cam surface 14. Is arranged.
  • the holder 16 includes a control holder 16A and a rotary holder 16B.
  • the control retainer 16 ⁇ / b> A is provided with the same number of column portions 22 as the cam surface 14 on the outer peripheral portion of one surface of the annular flange 21 at equal intervals in the circumferential direction.
  • An arc-shaped long hole 23 is formed on the outer periphery, and a cylindrical portion 24 is provided on the outer periphery in a direction opposite to the column portion 22.
  • the rotary cage 16B is configured such that the same number of column portions 26 as the cam surface 14 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the annular flange 25.
  • the control retainer 16A and the rotation retainer 16B are a combination in which the column portions 26 of the rotation retainer 16B are inserted into the elongated holes 23 of the control retainer 16A, and the column portions 22 and 26 are alternately arranged in the circumferential direction. ing. In the assembled state, the end portions of the column portions 22 and 26 are arranged between the outer ring 11 and the inner ring 13, and the flange 21 of the control retainer 16A and the flange 25 of the rotation retainer 16B are located outside the outer ring 11. Has been.
  • the pockets 27 are formed between the column portions 22 of the control holder 16A and the column portions 26 of the rotary holder 16B by incorporating the holders 16A and 16B as described above.
  • the pocket 27 faces the cam surface 14 of the inner ring 13 in the radial direction, and a roller 15 and an elastic member 20 as a pair of opposed engaging members are incorporated in each pocket 27.
  • the flange 21 of the control holder 16 ⁇ / b> A is slidably supported along a slide guide surface 28 formed on the outer periphery of the input shaft 1.
  • a flange 29 is provided at the end of the slide guide surface 28 on the electromagnetic clutch 50 side, and the rotary retainer 16B is connected to the electromagnetic clutch 50 by a thrust bearing 30 incorporated between the flange 29 and the flange 25 of the rotation retainer 16B. It is rotatably supported in a state where it is prevented from moving to the side.
  • a torque cam 40 is provided as a motion conversion mechanism for converting into a typical rotational motion.
  • the torque cam 40 gradually becomes deeper at both ends in the center in the circumferential direction on the opposing surfaces of the flange 21 of the control holder 16A and the flange 25 of the rotary holder 16B.
  • a pair of opposing cam grooves 41, 42 that are shallower are provided, and a ball 43 is incorporated between one end of one 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.
  • the torque cam 40 has a ball 43 as shown in FIG. Rolls toward the deepest groove depth of the cam grooves 41 and 42, and the control holder 16A and the rotary holder 16B are relatively rotated in the direction in which the circumferential width of the pocket 27 is reduced. .
  • the inner ring 13 is formed with a holder fitting surface 44 having substantially the same diameter as the slide guide surface 28 at the end of the input shaft 1 on the slide guide surface 28 side.
  • An annular spring holder 45 that prevents the roller 15 and the elastic member 20 from falling off in the axial direction is fitted to the fitting surface 44.
  • the spring holder 45 is positioned in the axial direction so as to abut against the axial end surface of the inner ring 13. As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of braking pieces 46 are formed on the outer periphery of the spring holder 45 between the column portion 22 of the control holder 16 ⁇ / b> A and the column portion 26 of the rotation holder 16 ⁇ / b> B.
  • a spring holding piece 47 extending in the axial direction and projecting outside the elastic member 20 is formed on each outer peripheral portion of the plurality of braking pieces 46, and elastically formed in a notch 48 formed on the inner diameter side of the spring holding piece 47.
  • the outer peripheral portion of the member 20 is fitted, and by the fitting, the elastic member 20 is prevented from moving in the axial direction of the roller 15 and is prevented from falling off between the pair of opposed rollers 15.
  • the electromagnetic clutch 50 includes an armature 51 that faces the end face of the cylindrical portion 24 formed in the control retainer 16A in the axial direction, a rotor 52 that faces the armature 51 in the axial direction, and the rotor 52 and an electromagnet 53 facing in the axial direction.
  • the armature 51 is rotatably and slidably supported by the aforementioned flange portion 29 provided on the input shaft 1, and a connecting cylinder 54 is formed on the outer peripheral portion of the armature 51, and is controlled and held on the inner diameter surface of the connecting cylinder 54.
  • the cylindrical portion 24 of the container 16A is press-fitted, and the control holder 16A and the armature 51 are connected and integrated. With this connection, the armature 51 is slidably supported at two locations in the axial direction of the slide guide surface 28 on the outer periphery of the flange portion 29 and the outer periphery of the input shaft 1.
  • the rotor 52 is fitted to the input shaft 1 and positioned in the axial direction, and is prevented from rotating with respect to the input shaft 1.
  • the electromagnet 53 includes an electromagnetic coil 53a and a core 53b that supports the electromagnetic coil 53a.
  • the core 53b is fitted into the other end opening of the housing 3 as a stationary member, and is attached to the other end opening.
  • the retaining ring 55 is used to prevent the removal.
  • the core 53 b is rotatable relative to the input shaft 1 via a bearing 56 fitted to the input shaft 1.
  • the armature 51 has an annular groove 60 formed on the outer peripheral portion of the surface facing the rotor 52, and a buffer member 61 is fitted in the annular groove 60.
  • the buffer member 61 is made of an elastic ring made of rubber or synthetic resin.
  • the buffer member 61 is a part of the buffer member 61 that protrudes from the surface facing the rotor 52, and is prevented from being pulled out.
  • 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 15 of the two-way clutch 10 are positioned at a standby position that engages with the cylindrical surface 12 of the outer ring 11 and the cam surface 14 of the inner ring 13.
  • the armature 51 is connected and integrated with the control holder 16A, the flange 21 of the control holder 16A approaches the flange 25 of the rotary holder 16B as the armature 51 moves in the axial direction. Move in the direction.
  • the ball 43 shown in FIG. 7 (b) rolls and moves toward the deepest groove depth of the cam grooves 41, 42, and rotates and holds the control holder 16A.
  • the container 16B relatively rotates in the direction in which the circumferential width of the pocket 27 decreases, and the pair of opposed rollers 15 are pushed by the column part 22 of the control holder 16A and the column part 26 of the rotation holder 16B so as to approach each other. Moving. For this reason, the roller 15 is disengaged from the cylindrical surface 12 and the cam surface 14 to be in a neutral state, and the two-way clutch 10 is disengaged.
  • the column portion 22 of the control retainer 16A and the column portion 26 of the rotation retainer 16B are The amount of relative rotation is regulated by contacting both side edges of the braking piece 46.
  • the elastic member 20 does not shrink more than necessary, and even if it is repeatedly expanded and contracted, it will not be damaged by fatigue.
  • the buffer member 61 is made of an elastic ring, but the buffer member 61 is not limited to this. 9 to 12 show other examples of the buffer member 61.
  • the buffer member 61 shown in FIGS. 9 and 10 includes a metal ring 62 provided with cylindrical portions 64 and 65 facing in the same direction on the outer periphery and inner periphery of the annular plate portion 63, and the annular plate portion 63 of the metal ring 62.
  • the outer cylindrical portion 64 formed on the outer periphery of the annular plate portion 63 includes a plurality of protrusions 67 by press extrusion from the outer diameter surface to the inner diameter surface. It is provided at intervals in the direction.
  • the protrusion 66 is made of rubber and is vulcanized and bonded to the inner surface of the annular plate 63.
  • the projecting portion 66 may be an annular one that is continuous in the circumferential direction, or is discontinuous in the circumferential direction as shown in FIG. 10C. It may be composed of a plurality of arcuate protrusions in an annular arrangement.
  • the outer cylindrical portion 64 of the metal ring 62 is fitted to the outer periphery of the armature 51, and a projection 67 provided on the outer cylindrical portion 64 is formed in an annular groove formed on the outer diameter surface of the armature 51. It is set as the attachment engaged with the end wall of 68 rotor 52 side.
  • the annular plate portion 63 is axially opposed to the axial end surface 69a of the annular recess 69 formed on the outer peripheral portion of the surface facing the rotor 52 of the armature 51, and the protruding portion 66 is formed.
  • the tip of the inner cylindrical portion 65 supported by the axial end surface 69a and formed on the inner periphery of the annular plate portion 63 is positioned in the annular groove 70 formed on the inner peripheral portion of the axial end surface 69a.
  • the outer surface of the portion 63 protrudes from the surface facing the rotor 52.
  • the elastic force of the rubber can be arbitrarily set, and the impact force can be effectively absorbed. Can do.
  • 11 and 12 has a configuration in which a plurality of elastic bent pieces 72 are formed at intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of an annular plate portion 71 made of a metal thin plate.
  • the annular plate portion 71 is fitted into the annular groove 73 formed on the facing surface of the armature 51 with respect to the rotor 52, and the distal ends of the plurality of bent pieces 72 are disposed on the facing surface.
  • the annular plate portion 71 is prevented from being pulled out in a state protruding from the outside.
  • a plurality of caulking pieces 74 are provided by caulking the opening peripheral edge of the annular groove 73 toward the opening, and the annular plate portion 71 is retained by the caulking pieces 74.
  • the annular plate portion 71 may be bonded to the axial end surface of the annular groove 73.
  • the buffer member 61 is attached to the armature 51, but the buffer member 61 may be attached to the surface of the rotor 52 facing the armature 51.
  • the control cage 16A is moved in the axial direction by energizing the electromagnet 53, and the control cage 16A and the rotary cage 16B are relatively rotated.
  • the roller type in which the roller 15 as the engagement element is engaged with the inner periphery of the outer ring 11 and the outer periphery of the inner ring 13 is shown, the two-way clutch 10 is not limited to this.
  • a pair of cages C 1 and C 2 having different diameters are arranged inside and outside, and an outside cage C 2 having a large diameter is formed in the same manner as in the embodiment shown in FIGS.
  • a sprag 31 as a pair of engaging members is formed in a pocket 27 formed between the column portion 22 of the control holder 16A and the column portion 26 of the rotation holder 16B. If, incorporate the elastic member 32 between the pair of sprags 31, is inserted into the pocket 33 formed respectively in the end on the small diameter side cage C 1 of the pair of sprags 31, the inner end portion A sprag type that is swingably supported at the center may be used.

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Abstract

 回転伝達装置の衝突音および振動の低減を図る。電磁クラッチ(50)の電磁石(53)に対する通電によりロータ(52)にアーマチュア(51)を吸着して、2方向クラッチ(10)を形成する制御保持器(16A)を軸方向に移動させ、その移動に伴ない制御保持器(16A)と回転保持器(16B)をポケット(27)の周方向幅が小さくなる方向に相対回転させて一対のローラ(15)を外輪(11)の内周および内輪(13)の外周に対して係合解除させる回転伝達装置において、アーマチュア(51)のロータ(52)に対する対向面に緩衝部材61を設け、アーマチュア(51)の吸着時、その緩衝部材(61)を弾性変形させて吸着時の衝撃力を吸収する。

Description

回転伝達装置
 この発明は、回転の伝達と遮断の切換えに用いられる回転伝達装置に関する。
 駆動軸から従動軸への回転の伝達と遮断とを行う回転伝達装置として、2方向クラッチを有し、その2方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチにより制御するようにしたものが従来から知られている。
 下記特許文献1には、2方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチにより制御するようにした回転伝達装置が記載されており、上記2方向クラッチにおいては、外輪とその内側に組み込まれた内輪との間に制御保持器と回転保持器とを、各保持器に形成された柱部が周方向で交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に対向一対のローラを組込み、その一対のローラを、その対向部間に組み込まれた弾性部材で離反する方向に付勢して、外輪の内周に形成された円筒面と内輪の外周に形成されたカム面に係合する位置にスタンバイさせ、上記内輪の一方向への回転により一方のローラを円筒面およびカム面に係合させ、内輪の回転を外輪に伝達するようにしている。
 また、上記2方向クラッチを制御する電磁クラッチにおいては、電磁石に対する通電により制御保持器を軸方向に移動させ、その制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面間に設けられた運動変換機構としてのトルクカムの作用によりポケットの周方向幅が小さくなる方向に制御保持器と回転保持器とを相対回転させ、各保持器の柱部で一対のローラを係合解除位置まで移動させて、内輪から外輪への回転伝達を遮断するようにしている。
 上記回転伝達装置においては、電磁クラッチの電磁石に対する通電を解除すると、対向一対のローラ間に組み込まれた弾性部材の押圧作用により制御保持器と回転保持器とがポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転して対向一対のローラが円筒面およびカム面に直ちに係合するため、回転方向ガタがきわめて小さく、応答性に優れているという特徴を有している。
特開2012-149746号公報
 ところで、上記特許文献1に記載された従来の回転伝達装置においては、電磁クラッチが、制御保持器に連結されたアーマチュアと、そのアーマチュアとの間に間隙をおいて軸方向に対向配置されたロータと、静止部材に支持されてロータと軸方向で対向する電磁石を有し、上記電磁石に対する通電によりアーマチュアに磁気吸引力を付与してロータに吸着し、そのアーマチュアと共に制御保持器を軸方向に移動させるようにしており、上記アーマチュアがロータに吸着される際、アーマチュアがロータに衝撃的に当接するため、衝突音や振動が発生して、不快感や不安感を与えるおそれがあり、改善すべき点が残されている。
 この発明の課題は、衝突音および振動の低減を図ることができるようにした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、入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸の相互間において回転の伝達と遮断とを行なう2方向クラッチおよびその2方向クラッチの係合および解除を制御する電磁クラッチを有し、前記2方向クラッチが、前記出力軸の軸端部に設けられた外輪の内周と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周間に、制御保持器および回転保持器のそれぞれに設けられた柱部が周方向に交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に前記外輪の内周および内輪の外周に対して係合可能な一対の係合子と、その一対の係合子を離反する方向に付勢する弾性部材とを組込んだ構成とされ、前記電磁クラッチが、前記制御保持器に連結されたアーマチュアと、そのアーマチュアとの間に間隙をおいて軸方向に対向配置されたロータと、静止部材に支持されてロータと軸方向で対向し、通電により前記アーマチュアに磁気吸引力を付与してロータに吸着させる電磁石とからなり、前記電磁石に対する通電によりアーマチュアと共に制御保持器をロータに向けて軸方向に移動させ、その軸方向への移動を運動変換機構により制御保持器と回転保持器をポケットの周方向幅が小さくなる方向の相対回転運動に変換して一対の係合子を係合解除させるようにした回転伝達装置において、前記アーマチュアとロータの対向面における一方に、前記アーマチュアの吸着時の衝撃力を緩衝する緩衝部材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、電磁クラッチの電磁石に通電すると、アーマチュアに磁気吸引力が付与され、アーマチュアがロータに向けて移動して、ロータに吸着される。その吸着時の衝撃力は緩衝部材により緩衝され、衝突音や振動が低減される。
 この発明に係る回転伝達装置において、緩衝部材は、ゴムや合成樹脂を素材とする非金属製の弾性リングからなるものであってもよい。弾性リングからなる緩衝部材においては、アーマチュアとロータの対向面における一方に形成された環状溝内に、その一部が外部に突出するよう嵌合して抜止めする。
 また、緩衝部材は、環状板部の外周に円筒部が設けられた金属環と、その金属環における環状板部の内表面に接着された弾性を有する突出部からなるものであってもよい。
 上記緩衝部材においては、アーマチュアとロータのいずれか一方の取付け対象の外周に金属環の円筒部を嵌合して、その取付け対象の対向面の外周部に形成された環状凹部の軸方向端面に環状板部が対向し、突出部がその軸方向端面で支持され、かつ、環状板部の外表面が対向面から突出する取付けとする。
 上記のような緩衝部材の取付けに、円筒部の内径面に複数の突起部を周方向に間隔をおいて向け、その複数の突起部のそれぞれを前記取付け対象の外周に形成された環状溝に嵌合して、その環状溝の端壁に突起部を係合させることにより、緩衝部材の脱落を防止し、安定した取付け状態を得ることができる。
 ここで、突出部は、周方向に連続する環状のものであってもよく、あるいは、周方向に不連続な環状配置の複数の円弧状突起からなるものであってもよい。
 さらに、緩衝部材は、金属薄板を素材とする環状板部の外周部または内周部の少なくとも一方に弾性を有する複数の折曲げ片を周方向に間隔をおいて形成された構成からなるものであってもよい。
 上記緩衝部材においては、アーマチュアとロータの対向面における一方に形成された環状溝内に環状板部を嵌合し、複数の折曲げ片の先端部が対向面から外部に突出する状態で環状板部を抜止めする。その抜止めには、前述の弾性リングの抜止めと同様に、加締める方法や接着する方法を採用することができる。
 この発明においては、上記のように、アーマチュアとロータの対向面における一方に緩衝部材を設けたことにより、ロータに対するアーマチュアの吸着時の衝撃力を緩衝部材によって緩衝することができ、衝突音や振動を低減することができる。
この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断面図 図1のII-II線に沿った断面図 図2の一部分を拡大して示す断面図 図1のIV-IV線に沿った断面図 図4のV-V線に沿った断面図 図1のVI-VI線に沿った断面図 (a)は図6のVII-VII線に沿った断面図、(b)は作動状態を示す断面図 図1に示すアーマチュアの緩衝部材の取付け部を拡大して示す断面図 緩衝部材の他の例を示す断面図 (a)は図9に示す緩衝部材の一部分を示す斜視図、(b)は(a)の正面図、(c)は突出部の他の例を示す正面図 緩衝部材のさらに他の例を示す断面図 図11に示す緩衝部材の一部分を示す斜視図 2方向クラッチ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、入力軸1と、その入力軸1と同軸上に配置された出力軸2と、その両軸の軸端部を覆う静止部材としてのハウジング3と、そのハウジング3内に組み込まれて入力軸1から出力軸2への回転の伝達と遮断とを行なう2方向クラッチ10およびその2方向クラッチ10の係合、解除を制御する電磁クラッチ50とからなる。
 ハウジング3は円筒状をなし、その一端部には小径の軸受筒4が設けられ、その軸受筒4内に組み込まれた軸受5によって出力軸2が回転自在に支持されている。
 図1および図2に示すように、2方向クラッチ10は、出力軸2の軸端部に設けられた外輪11の内周に円筒面12を設け、入力軸1の軸端部に設けられた内輪13の外周に複数のカム面14を周方向に等間隔に形成し、その複数のカム面14のそれぞれと円筒面12間に一対の係合子としてのローラ15と弾性部材20とを組込み、そのローラ15を保持器16で保持し、上記内輪13の一方向への回転により一対のローラ15の一方を円筒面12およびカム面14に係合させて内輪13の回転を外輪11に伝達し、また、内輪13の他方向への回転時に他方のローラ15を円筒面12およびカム面14に係合させて内輪13の回転を外輪11に伝達するようにしている。
 ここで、外輪11の閉塞端部の内面側には小径の凹部17が形成され、その凹部17内に組み込まれた軸受18によって内輪13の端部が回転自在に支持されている。
 内輪13は入力軸1の軸端部に対してセレーション嵌合とされて回り止めされているが、入力軸1に一体に設けるようにしてもよい。その内輪13の外周に形成されたカム面14は、相反する方向に傾斜する一対の傾斜面14a、14bから形成されて外輪11の円筒面12との間に周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成しており、上記一対の傾斜面14a、14b間には内輪13の接線方向に向く平坦なばね支持面19が設けられ、そのばね支持面19によって弾性部材20が支持されている。
 弾性部材20はコイルばねからなる。この弾性部材20は一対のローラ15間に配置される組込みとされ、その弾性部材20により一対のローラ15は離反する方向に付勢されて、円筒面12およびカム面14に係合するスタンバイ位置に配置されている。
 保持器16は、制御保持器16Aと、回転保持器16Bとからなる。図1および図6に示すように、制御保持器16Aは、環状のフランジ21の片面外周部にカム面14と同数の柱部22を周方向に等間隔に設け、その隣接する柱部22間に円弧状の長孔23を形成し、外周には柱部22と反対向きに筒部24を設けた構成とされている。
 一方、回転保持器16Bは、環状のフランジ25の外周にカム面14と同数の柱部26を周方向に等間隔に設けた構成とされている。
 制御保持器16Aと回転保持器16Bは、制御保持器16Aの長孔23内に回転保持器16Bの柱部26が挿入されて、その柱部22、26が周方向に交互に並ぶ組み合わせとされている。そして、その組み合わせ状態で柱部22、26の先端部が外輪11と内輪13間に配置され、制御保持器16Aのフランジ21および回転保持器16Bのフランジ25が外輪11の外部に位置する組込みとされている。
 上記のような保持器16A、16Bの組込みによって、図2に示すように、制御保持器16Aの柱部22と回転保持器16Bの柱部26間にポケット27が形成される。ポケット27は内輪13のカム面14と径方向で対向し、各ポケット27内に対向一対の係合子としてのローラ15および弾性部材20が組込まれている。
 図1に示すように、制御保持器16Aのフランジ21は、入力軸1の外周に形成されたスライド案内面28に沿ってスライド自在に支持されている。
 スライド案内面28の電磁クラッチ50側の端部には鍔部29が設けられ、その鍔部29と回転保持器16Bのフランジ25間に組み込まれたスラスト軸受30によって回転保持器16Bが電磁クラッチ50側に移動するのが防止される状態で回転自在に支持されている。
 図1に示すように、制御保持器16Aのフランジ21と回転保持器16Bのフランジ25間には、制御保持器16Aの軸方向への移動を、その制御保持器16Aと回転保持器16Bの相対的な回転運動に変換する運動変換機構としてのトルクカム40が設けられている。
 図7(a)、(b)に示すように、トルクカム40は、制御保持器16Aのフランジ21と回転保持器16Bのフランジ25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。
 上記トルクカム40は、制御保持器16Aのフランジ21が回転保持器16Bのフランジ25に接近する方向に制御保持器16Aが軸方向に移動した際に、図7(a)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16Aと回転保持器16Bをポケット27の周方向幅が小さくなる方向に相対回転させるようになっている。
 図1に示すように、内輪13には、入力軸1に形成されたスライド案内面28側の端部に、そのスライド案内面28とほぼ同径のホルダ嵌合面44が形成され、そのホルダ嵌合面44にローラ15および弾性部材20の軸方向への脱落を防止する環状のばねホルダ45が嵌合されている。
 ばねホルダ45は、内輪13の軸方向端面に衝合する状態で軸方向に位置決めされている。図4および図5に示すように、ばねホルダ45の外周には制御保持器16Aの柱部22と回転保持器16Bの柱部26間に配置される複数の制動片46が形成されている。
 複数の制動片46は、制御保持器16Aと回転保持器16Bとがポケット27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16Aの柱部22および回転保持器16Bの柱部26を両側縁で受け止めて対向一対のローラ15を係合解除する中立位置に保持するようになっている。
 複数の制動片46のそれぞれ外周部には、軸方向に延びて弾性部材20の外側に張り出すばね保持片47が形成され、そのばね保持片47の内径側に形成された切欠部48に弾性部材20の外周部が嵌合し、その嵌合によって、弾性部材20はローラ15の軸方向に移動するのが防止され、かつ、対向一対のローラ15間から脱落するのが防止されている。
 図1に示すように、電磁クラッチ50は、制御保持器16Aに形成された筒部24の端面と軸方向で対向するアーマチュア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1に設けられた前述の鍔部29によって回転自在かつスライド自在に支持され、そのアーマチュア51の外周部に連結筒54が形成され、その連結筒54の内径面に制御保持器16Aの筒部24が圧入されて、制御保持器16Aとアーマチュア51が連結一体化されている。その連結によってアーマチュア51は、鍔部29の外周と入力軸1の外周のスライド案内面28の軸方向の2箇所においてスライド自在の支持とされている。
 ロータ52は、入力軸1に嵌合されて軸方向に位置決めされ、かつ、入力軸1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は静止部材としてのハウジング3の他端部開口内に嵌合され、その他端部開口内に取付けた止め輪55によって抜止めされている。また、コア53bは入力軸1に嵌合された軸受56を介して入力軸1と相対的に回転自在とされている。
 図8に示すように、アーマチュア51には、ロータ52に対する対向面の外周部に環状溝60が形成され、その環状溝60内に緩衝部材61が嵌合されている。緩衝部材61はゴムまたは合成樹脂を素材とする弾性リングからなる。この緩衝部材61は、一部がロータ52に対する対向面から突出する組込みとされ、かつ、抜止めされている。
 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方向クラッチ10の対向一対のローラ15は、図3に示すように、外輪11の円筒面12および内輪13のカム面14に対して係合するスタンバイ位置に位置している。
 2方向クラッチ10のスタンバイ状態において、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16A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16Aは、そのフランジ21が回転保持器16Bのフランジ25に接近する方向に移動する。
 このとき、図7(b)に示すボール43が図7(a)に示すように、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16Aと回転保持器16Bはポケット27の周方向幅が小さくなる方向に相対回転し、対向一対のローラ15は制御保持器16Aの柱部22と回転保持器16Bの柱部26で押されて互いに接近する方向に移動する。このため、ローラ15は、円筒面12およびカム面14から係合解除して中立状態となり、2方向クラッチ10は係合解除状態とされる。
 2方向クラッチ10の係合解除状態において、入力軸1に回転トルクを入力して内輪13を一方向に回転すると、ばねホルダ45に形成された制動片46が制御保持器16Aの柱部22と回転保持器16Bの柱部26の一方を押圧するため、内輪13と共に制御保持器16Aおよび回転保持器16Bが回転する。このとき、対向一対のローラ15は係合解除された中立位置に保持されているため、内輪13の回転は外輪11に伝達されず、内輪13はフリー回転する。
 ここで、制御保持器16Aと回転保持器16Bがポケット27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16Aの柱部22と回転保持器16Bの柱部26がばねホルダ45の制動片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、弾性部材20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13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、弾性部材20の押圧によって制御保持器16Aと回転保持器16Bがポケット27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15のそれぞれが、図2に示すように、円筒面12およびカム面14に係合するスタンバイ状態とされ、その対向一対のローラ15の一方を介して内輪13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1を停止して、その入力軸1の回転方向を切換えると、他方のローラ15を介して内輪13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16Aと回転保持器16Bがポケット27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15のそれぞれが円筒面12およびカム面14に直ちに噛み込むスタンバイ状態とされるため、回転方向ガタは小さく、また、内輪13は入力軸1に一体化されているため、入力軸1の回転を内輪13から外輪11に直ちに伝達することができる。
 また、内輪13から外輪11への回転トルクの伝達は、カム面14と同数のローラ15を介して行われるため、内輪13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16Aと回転保持器16Bがポケット27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7(b)に示す状態となる。
 ここで、電磁コイル53aに対する通電によりロータ52にアーマチュア51が吸着されるとき、アーマチュア51はロータ52に衝撃的に当接しようとする。このとき、アーマチュア51のロータ52に対する対向面には、図8に示すように、環状溝60が形成され、その環状溝60内に弾性リングからなる緩衝部材61が組み込まれて一部が対向面から外部に突出しているため、アーマチュア51の吸着時、緩衝部材61はロータ52に対する当接により弾性変形し、その弾性変形によりアーマチュア51がロータ52に衝撃的に当接するのが防止され、衝突音や振動が大幅に低減されることになる。
 図8では、緩衝部材61として弾性リングからなるものを示したが、緩衝部材61はこれに限定されるものではない。図9乃至図12は、緩衝部材61の他の例を示している。
 図9および図10に示す緩衝部材61は、環状板部63の外周および内周に同方向に向く円筒部64、65が設けられた金属環62と、その金属環62における環状板部63の内表面に設けられた弾性を有する突出部66からなり、上記環状板部63の外周に形成された外側円筒部64には外径面から内径面へのプレス押出しによって複数の突起部67が周方向の間隔をおいて設けられている。
 突出部66はゴムからなり、環状板部63の内表面に加硫接着されている。ここで、突出部66は、図10(b)に示すように、周方向に連続する環状のものであってもよく、あるいは、図10(c)に示すように、周方向に不連続な環状配置の複数の円弧状突起からなるものであってもよい。
 上記緩衝部材61においては、アーマチュア51の外周に金属環62の外側円筒部64が嵌合し、その外側円筒部64に設けられた突起部67がアーマチュア51の外径面に形成された環状溝68のロータ52側の端壁に係合する取付けとする。
 上記のような緩衝部材61の取付けによって、環状板部63がアーマチュア51のロータ52に対する対向面の外周部に形成された環状凹部69の軸方向端面69aと軸方向で対向して突出部66が軸方向端面69aで支持され、また、環状板部63の内周に形成された内側円筒部65の先端部が軸方向端面69aの内周部に形成された環状溝70に位置し、環状板部63の外表面がロータ52に対する対向面から突出する状態とされる。
 アーマチュア51に対する上記緩衝部材61の取付け状態において、電磁石53の電磁コイル53aに対する通電によりロータ52にアーマチュア51を吸着すると、金属環62の環状板部63がロータ52に当接して押し込まれ、ゴムからなる突出部66が弾性変形し、その弾性変形により、アーマチュア51がロータ52に吸着される際の衝撃が吸収され、衝突音や振動の発生が抑制される。
 図10(c)に示すように、突出部66を周方向に不連続な環状配置の複数の円弧状突起とすると、ゴムの弾性力を任意に設定でき、衝撃力を効果的に吸収することができる。
 図11および図12に示す緩衝部材61は、金属薄板を素材とする環状板部71の外周部に弾性を有する複数の折曲げ片72を周方向に間隔をおいて形成した構成としている。
 上記の構成からなる緩衝部材61においては、アーマチュア51のロータ52に対する対向面に形成された環状溝73内に環状板部71を嵌合し、複数の折曲げ片72の先端部が上記対向面から外部に突出する状態で環状板部71を抜止めする。その抜止めに際し、ここでは、環状溝73の開口周縁部を開口部に向けて加締めて複数の加締め片74を設け、その加締め片74によって環状板部71を抜止めしているが、環状板部71を環状溝73の軸方向端面に接着してもよい。
 図11に示す緩衝部材61の取付け状態において、電磁石53の電磁コイル53aに対する通電によりロータ52にアーマチュア51を吸着すると、複数の折曲げ片72がロータ52に当接して弾性変形し、その弾性変形によってアーマチュア51がロータ52に吸着される際の衝撃が緩衝される。
 図8乃至図12に示す例においては、緩衝部材61をアーマチュア51に取付けるようにしたが、ロータ52のアーマチュア51に対する対向面側に緩衝部材61を取付けるようにしてもよい。
 図1および図2に示す実施の形態においては、2方向クラッチ10として、電磁石53に対する通電により制御保持器16Aを軸方向に移動させて、その制御保持器16Aと回転保持器16Bを相対回転させ、係合子としてのローラ15を外輪11の内周と内輪13の外周に係合させるようにしたローラタイプのものを示したが、2方向クラッチ10はこれに限定されるものではない。
 例えば、図13に示すように、径の異なる一対の保持器C、Cを内外に配置し、径の大きな外側保持器Cを、図1乃至図3に示す実施の形態と同様に、制御保持器16Aと回転保持器16Bとで形成し、上記制御保持器16Aの柱部22と回転保持器16Bの柱部26間に形成されたポケット27内に一対の係合子としてのスプラグ31と、その一対のスプラグ31間に弾性部材32とを組込み、上記一対のスプラグ31のそれぞれ内端部を小径側保持器Cに形成されたポケット33内に挿入して、その内端部を中心に揺動自在に支持したスプラグタイプのものであってもよい。
 上記スプラグタイプの2方向クラッチ10においては、電磁クラッチ50の電磁石53に対する通電を解除すると、一対のスプラグ31が弾性部材32の押圧により外端部が離反する方向に揺動して外輪11の内周円筒面12と内輪13の外周円筒面13aに係合し、また、電磁石53に通電し、制御保持器16Aの軸方向への移動により、その制御保持器16Aと回転保持器16Bを相対回転させると、一対のスプラグ31の外端部が各保持器の柱部22、26で押圧されて外端部が近接する方向に揺動し、外輪11の内周円筒面12および内輪13の外周円筒面13aに対して係合解除するようになっている。
1  入力軸
2  出力軸
10 2方向クラッチ
11 外輪
13 内輪
15 ローラ(係合子)
16A 制御保持器
16B 回転保持器
22 柱部
26 柱部
27 ポケット
31 スプラグ(係合子)
32 弾性部材
40 トルクカム(運動変換機構)
50 電磁クラッチ
51 アーマチュア
52 ロータ
53 電磁石
60 環状溝
61 緩衝部材
62 金属環
63 環状板部
64 円筒部
66 突出部
67 突起部
68 環状溝
69 環状凹部
69a 軸方向端面
70 環状溝
71 環状板部
72 折曲げ片
73 環状溝
74 加締め片

Claims (9)

  1.  入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸の相互間において回転の伝達と遮断とを行なう2方向クラッチおよびその2方向クラッチの係合および解除を制御する電磁クラッチを有し、
     前記2方向クラッチが、前記出力軸の軸端部に設けられた外輪の内周と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周間に、制御保持器および回転保持器のそれぞれに設けられた柱部が周方向に交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に前記外輪の内周および内輪の外周に対して係合可能な一対の係合子と、その一対の係合子を離反する方向に付勢する弾性部材とを組込んだ構成とされ、
     前記電磁クラッチが、前記制御保持器に連結されたアーマチュアと、そのアーマチュアとの間に間隙をおいて軸方向に対向配置されたロータと、静止部材に支持されてロータと軸方向で対向し、通電により前記アーマチュアに磁気吸引力を付与してロータに吸着させる電磁石とからなり、
     前記電磁石に対する通電によりアーマチュアと共に制御保持器をロータに向けて軸方向に移動させ、その軸方向への移動を運動変換機構により制御保持器と回転保持器をポケットの周方向幅が小さくなる方向の相対回転運動に変換して一対の係合子を係合解除させるようにした回転伝達装置において、
     前記アーマチュアとロータの対向面における一方に、前記アーマチュアの吸着時の衝撃力を緩衝する緩衝部材を設けたことを特徴とする回転伝達装置。
  2.  前記緩衝部材が、ゴムまたは合成樹脂を素材とする弾性リングからなり、その弾性リングを前記アーマチュアとロータの対向面における一方に形成された環状溝内に、その一部が外部に突出するよう嵌合した請求項1に記載の回転伝達装置。
  3.  前記緩衝部材が、環状板部の外周に円筒部が設けられた金属環と、その金属環における環状板部の内表面に接着された弾性を有する突出部からなり、前記金属環の円筒部を前記アーマチュアとロータのいずれか一方の取付け対象の外周に嵌合して、その取付け対象の対向面の外周部に形成された環状凹部の軸方向端面に環状板部が対向し、突出部がその軸方向端面で支持され、かつ、環状板部の外表面が対向面から突出する取付けとした請求項1に記載の回転伝達装置。
  4.  前記円筒部の内径面に複数の突起部を周方向に間隔をおいて向け、その複数の突起部のそれぞれを前記取付け対象の外周に形成された環状溝に嵌合して、その環状溝の前記対向面側の端壁に突起部を係合させた請求項3に記載の回転伝達装置。
  5.  前記突出部が、周方向に連続する環状とされた請求項3又は4に記載の回転伝達装置。
  6.  前記突出部が、周方向に不連続な環状配置の複数の円弧状突起からなる請求項3又は4に記載の回転伝達装置。
  7.  前記緩衝部材が、金属薄板を素材とする環状板部の外周部または内周部の少なくとも一方に弾性を有する複数の折曲げ片を周方向に間隔をおいて形成された構成とされ、その緩衝部材の環状板部を前記アーマチュアとロータの対向面における一方に形成された環状溝内に嵌合し、前記複数の折曲げ片の先端部を対向面から外部に突出させた状態で前記環状板部を抜止めした請求項1に記載の回転伝達装置。
  8.  前記弾性リングの抜止めが、前記環状溝における開口周縁部の開口部に向けての加締めによる請求項7に記載の回転伝達装置。
  9.  前記弾性リングの抜止めが、前記環状溝の軸方向端面に対しての接着による請求項7に記載の回転伝達装置。
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