(57)【要約】      （修正有）【課題】２方向クラッチを用いた動力伝達装置において、係合ショックを抑制する。【解決手段】外輪１に円筒形内面７を形成し、内輪３の外周にカム面８を設ける。第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 を柱部１０間に他方の保持器の柱部１０が配置されるよう組合わせ、外輪１と内輪３間に配置される組込みとする。柱部１０間には前記カム面８と対応する位置にポケット１１を設け、一対のローラ１２ａ、１２ｂと弾性部材１３とを組込む。内輪３の回転中心軸上にスライド軸１４を設け、このスライド軸１４を電磁石１７に対する通電により軸方向に移動させ、運動変換機構２０により第１保持器Ａ1 と第２保持器Ａ2 を相対的に回転させて一対のローラ１２ａ、１２ｂをカム面８に係合するスタンバイ位置に配置し、係合ショックの発生を防止する。センサ２６によってスライド軸１４の位置を検出し、センサ２６から出力される信号によりローラ１２ａ、１２ｂの係脱を判別する。【選択図】図１
2006029445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形内面を有する外輪と、前記円筒形内面との間でくさび形空間を形成するカム面が外周に設けられた内輪と、環状部の片面に複数の柱部が周方向に等間隔に設けられ、その柱部が前記外輪と内輪間に配置された第１保持器と、その第１保持器の柱部間に配置される複数の柱部を有し、その柱部と第１保持器の柱部間において前記カム面に対応してポケットを形成する第２保持器と、前記ポケット内に組込まれた一対のローラと、その一対のローラを離反する方向に押圧する弾性部材と、前記内輪の回転中心軸上に配置されて軸方向に移動可能なスライド軸と、このスライド軸を軸方向に移動させる移動手段と、前記スライド軸の軸方向の移動時に第１保持器と第２保持器が逆方向に同じ角度だけ相対回転するようスライド軸の軸方向の直線運動を第１保持器と第２保持器の回転運動に変換する運動変換機構と、前記スライド軸の軸方向位置を検出するセンサとから成り、前記センサからの出力信号によってローラの係合および係合解除を判別するようにした動力伝達装置。
【請求項２】
前記移動手段が、スライド軸と軸方向で対向する磁性体から成るロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によりロータにスライド軸を吸着させる電磁石とから成る請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記運動変換機構が、前記第１保持器および第２保持器のそれぞれに相反する方向に傾斜するガイド孔を形成し、内輪に形成されたガイド筒には第１保持器のガイド孔および第２保持器のガイド孔に対応して軸方向に延びる長孔を形成し、前記スライド軸には各長孔とその長孔に対応するガイド孔の交差部に挿入されるスイッチピンを設けた構成から成る請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記第１保持器および第２保持器に形成したガイド孔を、前記スライド軸のロータ側への移動によってポケットの周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器とが相対回転するよう傾斜させた請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記第１保持器および第２保持器に形成したガイド孔を、前記スライド軸のロータから離反する方向への移動によってポケットの周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器とが相対回転するよう傾斜させ、前記スライド軸を弾性部材によってロータから離反する方向に付勢した請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記センサが、接触式センサから成る請求項１乃至５のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記センサが、光電式または磁気式の非接触センサから成る請求項１乃至５のいずれかに記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２方向クラッチを用いて動力の伝達と遮断の切換えを行なうようにした動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２方向クラッチとして、図１２（Ｉ）、（II）に示したものが従来から知られている。この２方向クラッチは、出力側部材としての外輪３０の内側に入力側部材としての内輪３１を設け、その内輪３１の外周には外輪３０の円筒形内面３２との間でくさび形空間を形成するカム面３３を設け、このカム面３３と円筒形内面３２間にローラから成る係合子３４を組込み、その係合子３４を外輪３０と内輪３１間に組込まれた保持器３５で保持し、前記内輪３１に対する保持器３５の相対回転により、図１２（II）に示すように、係合子３４を円筒形内面３２およびカム面３３に係合させて内輪３１の回転を係合子３４を介して外輪３０に伝えるようにしている。
【０００３】
上記のような２方向クラッチを用いる動力伝達装置においては、内輪３１と保持器３５の相互間にスイッチばねを組込んで係合子３４が円筒形内面３２およびカム面３３に対して係合解除される中立位置に保持器３５を弾性保持し、その保持器３５に回転抵抗を付与する回転抵抗付与手段を設け、上記保持器３５に負荷される回転抵抗により内輪３１に対し保持器３５を回転遅れを生じさせて係合子３４を円筒形内面３２およびカム面３３に係合させるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図１２（Ｉ）、（II）に示す２方向クラッチを用いた動力伝達装置において、内輪３１を例えば図１２（II）に示す左回転する状態から右回転する方向に回転方向を切換えると、係合子３４は同図の実線で示す位置から中立位置に戻されて鎖線で示す位置までスイッチし、そのスイッチ角θが大きいために係合ショックが発生し、２方向クラッチが破損する可能性がある。
【０００５】
この発明の課題は、回転方向の切換え時に２方向クラッチに係合ショックが発生するのを抑制することができるようにすると共に、その２方向クラッチの係合および係合解除を判別することができるようにした動力伝達装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明においては、円筒形内面を有する外輪と、前記円筒形内面との間でくさび形空間を形成するカム面が外周に設けられた内輪と、環状部の片面に複数の柱部が周方向に等間隔に設けられ、その柱部が前記外輪と内輪間に配置された第１保持器と、その第１保持器の柱部間に配置される複数の柱部を有し、その柱部と第１保持器の柱部間において前記カム面に対応してポケットを形成する第２保持器と、前記ポケット内に組込まれた一対のローラと、その一対のローラを離反する方向に押圧する弾性部材と、前記内輪の回転中心軸上に配置されて軸方向に移動可能なスライド軸と、このスライド軸を軸方向に移動させる移動手段と、前記スライド軸の軸方向の移動時に第１保持器と第２保持器が逆方向に同じ角度だけ相対回転するようスライド軸の軸方向の直線運動を第１保持器と第２保持器の回転運動に変換する運動変換機構と、前記スライド軸の軸方向の位置を検出するセンサとから成り、前記センサからの出力信号によってローラの係合および係合解除を判別するようにした構成を採用したのである。
【０００７】
ここで前記移動手段として、スライド軸と軸方向で対向する磁性体から成るロータと、そのロータと軸方向で対向し、通電によりロータにスライド軸を吸着させる電磁石とから成るものを採用することができる。
【０００８】
また、運動変換機構として、前記第１保持器および第２保持器のそれぞれに相反する方向に傾斜するガイド孔を形成し、内輪に形成されたガイド筒には第１保持器のガイド孔および第２保持器のガイド孔に対応して軸方向に延びる長孔を形成し、前記スライド軸には各長孔とその長孔に対応するガイド孔の交差部に挿入されるスイッチピンを設けた構成から成るものを採用することができる。
【０００９】
ここで、前記第１保持器および第２保持器に形成したガイド孔は、前記スライド軸のロータ側への移動によってポケットの周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器とが相対回転するよう傾斜させるようにしてもよい。
【００１０】
また、上記ガイド孔は、前記スライド軸のロータから離反する方向への移動によってポケットの周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器とが相対回転するよう傾斜させるようにしてもよい。この場合、スライド軸とロータとの間に弾性部材を組込んで、スライド軸をロータから離反する方向に付勢する。
【００１１】
この発明に係る動力伝達装置において、スライド軸の軸方向の位置を検出するセンサは、接触式センサであってもよく、あるいは、光電式又は磁気式の非接触式センサであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成すれば、移動手段によってスライド軸を軸方向に移動させることにより、第１保持器と第２保持器が相対的に逆方向に回動して第１保持器の柱部と第２保持器の柱部で形成されるポケットの周方向の幅寸法が変化し、そのポケットの幅寸法が小さくなる方向に第１保持器と第２保持器を相対回転させることにより、一対のローラは円筒形内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され、内輪から外輪への回転トルクの伝達を遮断することができる。
【００１３】
また、ポケットの幅寸法が大きくなる方向に第１保持器と第２保持器を相対回転させることにより、弾性部材の押圧により一対のローラが互に離反する方向に移動して円筒形内面およびカム面に係合するスタンバイ位置に配置され、その一対のローラを介して内輪の正逆両方向の回転を外輪に伝達することができると共に、内輪の回転方向が切換わると切換え前に係合状態にあった一方のローラが係合解除されて他方のローラが直ちに係合状態になるため、回転方向の切換え時に係合ショックが発生するのを防止することができる。
【００１４】
また、スライド軸を軸方向に移動させることにより、カム面を有する内輪に対して第１保持器および第２保持器が相対回転して、ローラが円筒形内面およびカム面に対して係脱するため、前記スライド軸の軸方向の位置をセンサで検出することにより、そのセンサからの出力によってローラの係合および係合解除を判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態を図１乃至図１１に基づいて説明する。図１乃至図８は、この発明に係る動力伝達装置の第１の実施形態を示す。図示のように、外輪１は閉塞端を有し、その閉塞端に出力軸２が設けられている。
【００１６】
外輪１の内側に設けられた内輪３には前記出力軸２と同軸上に入力軸４が設けられている。また、内輪３の一方の端部にはガイド筒５が設けられ、そのガイド筒５の開口端に外方に向くストッパとしてのフランジ６が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、外輪１には円筒形内面７が形成され、一方、内輪３の外周には上記円筒形内面７との間でくさび形空間を形成する複数のカム面８が周方向に等間隔に設けられている。
【００１８】
図１および図２に示すように、内輪３の外側には第１保持器Ａ1 と第２保持器Ａ2 が設けられている。図５に示すように、第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 のそれぞれは、環状部９の片面内周部に複数の柱部１０を周方向に等間隔に形成した構成とされ、第１保持器Ａ1 における柱部１０の外接円径と第２保持器Ａ2 における柱部１０の外接円径は同一径とされている。
【００１９】
図１および図２に示すように、第１保持器Ａ1 と第２保持器Ａ2 は、第１保持器Ａ1 の柱部１０間に第２保持器Ａ2 の柱部１０が配置される円筒形の組合わせとされる。
【００２０】
また、第１保持器Ａ1 と第２保持器Ａ2 は、外輪１と内輪３間に柱部１０が配置される組込みとされ、外輪１の閉塞端と内輪３のフランジ６によって軸方向に移動するのが防止される。
【００２１】
第１保持器Ａ1 と第２保持器Ａ2 の柱部１０間には内輪３のカム面８と対応する位置にポケット１１が形成され、各ポケット１１内に一対のローラ１２ａ、１２ｂと、その一対のローラ１２ａ、１２ｂが離反する方向に押圧する弾性部材１３とが組込まれている。
【００２２】
内輪３のガイド筒５内にはスライド軸１４が組込まれている。スライド軸１４は軸方向に移動可能とされ、移動手段１５によって移動される。
【００２３】
移動手段１５は、スライド軸１４と軸方向で対向する磁性体から成るロータ１６と、そのロータ１６と軸方向で対向する電磁石１７とから成り、前記電磁石１７のコイル１７ａに対する通電によってロータ１６にスライド軸１４を吸着させるようにしている。
【００２４】
ここで、電磁石１７は磁石支持板１８に支持され、その磁石支持板１８が静止部材１８ａに支持されている。一方、ロータ１６は電磁石１７の外側に設けられた軸受１９によって回転自在に支持されている。
【００２５】
スライド軸１４と第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 の相互間には、スライド軸１４の軸方向の直線運動を第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 の回転運動に変換する運動変換機構２０が設けられている。
【００２６】
図１および図３に示すように、運動変換機構２０は第１保持器Ａ1 の柱部１０および第２保持器Ａ2 の柱部１０に相反する方向に傾斜するガイド孔２１ａ、２１ｂを設け、内輪３のガイド筒５には各ガイド孔２１ａ、２１ｂに対応して軸方向に延びる長孔２２を形成し、スライド軸１４には各ガイド孔２１ａ、２１ｂと長孔２２の交差部に挿通されるスイッチピン２３を設け、前記スライド軸１４がロータ１６に吸着される方向の移動時に、第１保持器Ａ1 と第２保持器Ａ2 の柱部１０間に形成されたポケット１１の周方向の幅寸法が小さくなる方向に第１保持器Ａ1 と第２保持器Ａ2 とを同じ角度だけ相対回転させるようにしている。
【００２７】
図１に示すように、静止部材１８ａとスライド軸１４の相互間には、上記スライド軸１４の軸方向の位置を検出する位置検出手段２５が設けられている。位置検出手段２５は、静止部材１８ａに取付けられたセンサ２６と、スライド軸１４に設けられた円板状の検出片２７とから成り、上記センサ２６はロータ１６にスライド軸１４が吸着されたとき検出片２７を検出して信号を出力するようになっている。
【００２８】
センサ２６として、ここでは磁気式の非接触センサを採用しているが、光電式の非接触センサであってもよく、あるいは接触式のセンサであってもよい。
【００２９】
第１の実施形態で示す動力伝達装置は上記の構造から成り、図１は、電磁石１７のコイル１７ａに通電して、ロータ１６にスライド軸１４を吸着した状態を示し、第１保持器Ａ1 と第２保持器Ａ2 の柱部１０間に形成されたポケット１１は図２に示すように周方向の幅寸法が最も小さい状態とされ、一対のローラ１２ａ、１２ｂは円筒形内面７およびカム面８に対して係合解除された中立位置に保持されている。
【００３０】
このため、内輪３が回転しても、その回転は外輪１に伝達されず、内輪３はフリー回転する。
【００３１】
電磁石１７のコイル１７ａに対する通電を遮断すると、一対のローラ１２ａ、１２ｂ間に組込まれた弾性部材１３により一対のローラ１２ａ、１２ｂは離反する方向に移動すると共に、そのローラ１２ａ、１２ｂを介して第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 の柱部１０が相反する方向に押圧され、第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 は柱部１０間に形成されたポケット１１の周方向の幅寸法が大きくなる方向に相対回転し、ポケット１１内に組込まれた一対のローラ１２ａ、１２ｂは図８に示すように、円筒形内面７およびカム面８に係合するスタンバイ位置まで移動する。
【００３２】
また、第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 の相対回転により、ガイド孔２１ａ、２１ｂの傾斜状の側面がスイッチピン２３を押圧するため、スイッチピン２３は長孔２２に沿って移動し、スライド軸１４はロータ１６から離反する方向に後退動する。
【００３３】
スイッチピン２３が図６および図７に示すように、長孔２２の端面に当接する位置まで移動すると、第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 が停止すると共に、スライド軸１４も停止する。
【００３４】
このとき、一対のローラ１２ａ、１２ｂは図８に示すように、円筒形内面７およびカム面８に係合するスタンバイ位置に配置されているため、内輪３が同図で示す矢印の方向に回転すると、ポケット１１内に組込まれた一対のローラ１２ａ、１２ｂのうち回転方向後行側のローラ１２ｂが円筒形内面７およびカム面８に直ちに係合し、内輪３の回転はローラ１２ｂを介して外輪１に伝達される。
【００３５】
内輪３の回転方向が切換わると、係合状態にあった一方のローラ１２ｂは係合解除されると共に、他方のローラ１２ａが円筒形内面７およびカム面８に直ちに係合し、内輪３の回転はローラ１２ａを介して外輪１に伝達される。
【００３６】
このように、内輪３の回転方向が切換わると、一方のローラ１２ｂが係合解除されて他方のローラ１２ａが直ちに係合状態になるため、内輪３の回転方向の切換え時に係合ショックを発生させることは殆どない。
【００３７】
ローラ１２ａ、１２ｂのうち、一方のローラの係合状態において電磁石１７の電磁コイル１７ａに通電すると、スライド軸１４に吸引力が作用して、そのスライド軸１４がロータ１６に向けて移動し、スイッチピン２３は長孔２２に沿って移動してガイド孔２１ａ、２１ｂの傾斜状の側面を押圧する。このため、第１保持器Ａ1 、Ａ2 は柱部１０間に形成されたポケット１１の周方向の幅寸法が小さくなる方向に相対回転し、ポケット１１内に組込まれたローラ１２ａ、１２ｂは柱部１０で押圧されて図２に示すように、円筒形内面７、カム面８に対して係合解除される。
【００３８】
上記のような電磁石１７の電磁コイル１７ａに対する通電時、係合位置にあるローラ１２ａ又は１２ｂと円筒形内面７およびカム面８の相互間にトルクが残留していると、電磁石１７ａの電磁コイル１７ａに通電してもローラ１２ａ、１２ｂを係合解除位置に戻すことができず、クラッチは係合したままとなり、その後、残留トルクが消滅した瞬間、ローラ１２ａ、１２ｂは係合解除に戻されることになる。
【００３９】
このため、電磁石１７の電磁コイル１７ａに対する通電および通電解除によってローラ１２ａ、１２ｂが係合状態にあるか否かを判別することができない。
【００４０】
ローラ１２ａ、１２ｂの係合および係合解除の判別は、スライド軸１４の位置によって判別することができる。すなわち、第１の実施形態では、スライド軸１４がロータ１６に吸着される位置でローラ１２ａ、１２ｂは非係合状態にあり、ロータ１６から離反する位置でローラ１２ａ、１２ｂは係合状態にある。
【００４１】
第１の実施形態では、静止部材１８ａとスライド軸１４の相互間に位置検出手段２５を設け、その位置検出手段２５のセンサ２６がスライド軸１４に設けられた検出片２７を検出したとき、センサ２６から信号を出力させるようにしているため、センサ２６からの出力信号によってローラ１２ａ、１２ｂが係合状態にあるか否かを正確に判別することができる。
【００４２】
なお、第１の実施形態ではセンサ２６が検出片２７を検出したとき信号を出力させるようにしたが、センサ２６から検出片２７が離反している状態のときにセンサ２６から信号を出力し、センサ２６が検出片２７を検出したとき、信号の出力を停止させるようにしてもよい。
【００４３】
図９乃至図１１は、この発明に係る動力伝達装置の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態で示す動力伝達装置と先に述べた第１の実施形態で示す動力伝達装置とは、第１保持器Ａ1 の柱部１０および第２保持器Ａ2 の柱部１０のそれぞれに形成したガイド孔２１ａ、２１ｂの傾斜方向を逆向とした点、およびスライド軸１４とロータ１６との間に皿ばねから成る弾性部材２４を組込んでスライド軸１４をロータ１６から離反させる方向に押圧している点で相違している。
【００４４】
このため、第１の実施形態で示す動力伝達装置と同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
第２の実施形態で示す動力伝達装置においては、電磁石１７の電磁コイル１７ａに通電してロータ１６にスライド軸１４を吸着させると、第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 は柱部１０間に形成されたポケット１１の周方向の幅寸法が大きくなる方向に相対回転し、その相対回転により一対のローラ１２ａ、１２ｂが弾性部材１３で押圧されて離反する方向に移動し、円筒形内面７およびカム面８に係合するスタンバイ位置に配置される。
【００４６】
また、電磁石１７のコイル１７ａに対する通電を遮断すると、スライド軸１４とロータ１６間に組込まれた弾性部材２４の押圧によりスライド軸１４がロータ１６から離反する方向に後退動し、そのロータ１６の後退動によりスイッチピン２３がガイド孔２１ａ、２１ｂの傾斜側面を押圧するため、第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 が柱部１０間に形成されたポケット１１の幅寸法が小さくなる方向に相対回転し、その相対回転によって一対のローラ１２ａ、１２ｂは図１０に示すように、円筒形内面７およびカム面８に対して係合解除される中立位置に戻される。
【００４７】
第２の実施形態で示されるように、第１保持器Ａ1 および第２保持器Ａ2 の柱部１０に形成されたガイド孔２１ａ、２１ｂを第１の実施形態で示す場合と逆向きとすることにより、電磁石１７の電磁コイル１７ａに対する通電によって一対のローラ１２ａ、１２ｂを係合位置にスタンバイさせることができ、内輪３の回転方向の切換え時に、係合状態にあった一方のローラを係合解除させて他方のローラを直ちに係合させることができるので、係合ショックが発生するのを防止することができる。
【００４８】
また、スライド軸１４とロータ１６との間に弾性部材２４を組込むことによって電磁石１７のコイル１７ａに対する通電の遮断時に一対のローラ１２ａ、１２ｂを係合解除位置まで確実に戻すことができ、動力伝達装置を正確に作動させることができる。
【００４９】
上記第２の実施形態においても、静止部材１８ａにセンサ２６を取付け、そのセンサ２６がスライド軸１４に設けられた検出片２７を検出したとき信号を出力するようにしている。このため、センサ２６から出力される信号によってローラ１２ａ、１２ｂが係合状態にあるか否かを正確に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明に係る動力伝達装置の第１の実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】一部切欠正面図
【図５】第１保持器と第２保持器を示す分解斜視図
【図６】作動状態を示す断面図
【図７】図６に示す第１保持器と第２保持器の一部分を示す平面図
【図８】図６の縦断側面図
【図９】この発明に係る動力伝達装置の第２の実施形態を示す縦断正面図
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図１１】図９に示す第１保持器と第２保持器の一部分を示す平面図
【図１２】（Ｉ）は従来の２方向クラッチを示す縦断正面図、（II）は２方向クラッチの係合状態を示す断面図
【符号の説明】
【００５１】
１  外輪
３  内輪
５  ガイド筒
６  フランジ（ストッパ）
７  円筒形内面
８  カム面
９  環状部
１０  柱部
１１  ポケット
１２ａ、１２ｂ  ローラ
１３  弾性部材
１４  スライド軸
１５  移動手段
１６  ロータ
１７  電磁石
２０  運動変換機構
２１ａ、２１ｂ  ガイド孔
２２  長孔
２３  スイッチピン
２４  弾性部材
２６  センサ
Ａ1   第１保持器
Ａ2   第２保持器
【図１】
2006029445.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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