(57)【要約】【課題】２方向クラッチの係合および係合解除を電磁クラッチによって制御するようにした回転伝達装置において、電磁クラッチを形成するロータガイドとロータの接続部の構成を簡素化することである。【解決手段】外輪１と内輪２間に２方向クラッチ１０を組込み、その２方向クラッチ１０の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０を２方向クラッチ１０に並設する。電磁クラッチ２０を形成するロータガイド２２を外輪１の開口端部に圧入し、そのロータガイド２２の端部内にロータ２３を圧入する。ロータガイド２２をロータ２３と同一又はほぼ同一の線膨張係数から成る磁性材料で形成して、温度上昇によりロータガイド２２およびロータ２３が熱膨張しても圧入部に一定の締め代が確保されるようにする。【選択図】図１
2006224910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪とその内側に組込まれた内輪とを相対的に回転自在に支持し、外輪と内輪との間に、その両輪の対向面に対して係脱される係合子およびその係合子を保持する保持器を有する２方向クラッチを組込み、この２方向クラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチを前記２方向クラッチに並設し、前記電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、前記外輪の開口端部に接続されて前記アーマチュアを覆う円筒状のロータガイドと、そのロータガイドの開口端部内に嵌合されて前記アーマチュアと軸方向で対向する磁性体とから成るロータと、そのロータに軸方向で対向し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とから成る回転伝達装置において、前記ロータガイドが、前記ロータの線膨張係数と同じか又はほぼ等しい磁性材料から成り、そのロータガイドのロータ圧入部位より外輪側に片寄った位置に周方向に長く延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて設け、前記ロータガイド内にロータを圧入したことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記ロータガイドを外輪の開口端部に圧入した請求項１に記載の回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力の伝達経路上において、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。
【背景技術】
【０００２】
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な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。
【０００３】
上記回転伝達装置は、プロペラシャフトに連結される外輪とディファレンシャルのピニオンシャフトに連結される内輪間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチに並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外輪と内輪とを結合して、外輪の回転を内輪に伝えるようにしている。
【０００４】
ここで、２方向クラッチは、外輪の内周に円筒面を設け、内輪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状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を組込み、そのローラを保持する保持器と内輪の相対回転によりローラ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、内輪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ってローラ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。
【０００５】
一方、電磁クラッチは、保持器に回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、外輪の開口端部に接続されて上記アーマチュアを覆う円筒状のロータガイドと、そのロータガイドの開口端部内に嵌合されて上記アーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータに対向配置された電磁石とを有し、上記電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着し、外輪と共に回転するアーマチュアと内輪の相対回転によりローラを円筒面およびカム面に係合させるようにしている。
【０００６】
上記の構成から成る電磁クラッチにおいて、電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着して電磁クラッチを係合状態とするとき、ロータとアーマチュアの相互間に形成される磁気がロータガイドを介して外輪に漏洩すると、アーマチュアに対する磁気吸着力が低下し、外輪からアーマチュアにスイッチばねを撓ませる大きさの回転トルクを伝達することができず、２方向クラッチを係合させることができなくなる。
【０００７】
そのような不都合を解消するため、ロータガイドをアルミニウム等の非磁性材料で形成して磁気の漏洩を防止するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１２０７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記従来の回転伝達装置においては、ロータとロータガイドが線膨張係数の異なる材料から成るため、ロータガイドの端部内にロータを圧入する取付けであると、温度上昇による熱膨張によってロータガイドとロータの圧入部に締め代がなくなって圧入による固定を維持することができなくなる。
【０００９】
また、ロータガイドを外輪の開口端部の外周に圧入する取付けであると、上記と同様に温度上昇による熱膨張によってロータガイドと外輪の圧入部に締め代がなくなって圧入による固定を維持することができなくなる。
【００１０】
そのため、図５に示すように、ロータ５０とロータガイド５１の相互間に、ロータ５０の外周に設けた突起５２をロータガイド５１の端部に形成された切欠部５３に嵌合する回り止め手段や、ロータガイド５１の端部内周に形成された係合溝５４に止め輪５５を取付ける軸方向の固定手段を設ける必要が生じる。また、ロータガイドと外輪の相互間にも上記と同様に回り止め手段や軸方向の固定手段を設ける必要が生じ、ロータとロータガイドの接続部およびロータガイドと外輪の接続部の構成が複雑になってコストが高くつくという問題があった。
【００１１】
また、ロータガイド５１の端部内周に止め輪５５を取付けることにより、ロータ５０を軸方向に長くすることができず、電磁石５６とロータ５０の軸方向のオーバーラップ量を大きくとることができないのでロータ５０に対する磁気吸引力の向上を図ることができない。
【００１２】
この発明は、外輪と内輪間に組込まれた２方向クラッチの係合および係合解除を電磁クラッチによって制御するようにした回転伝達装置において、電磁クラッチを形成するロータガイドとロータの接続部の構成の簡素化とコストの低減を図り、ロータに対する磁気吸引力の向上を図ることができるようにすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明においては、外輪とその内側に組込まれた内輪とを相対的に回転自在に支持し、外輪と内輪との間に、その両輪の対向面に対して係脱される係合子およびその係合子を保持する保持器を有する２方向クラッチを組込み、この２方向クラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチを前記２方向クラッチに並設し、前記電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、前記外輪の開口端部に接続されて前記アーマチュアを覆う円筒状のロータガイドと、そのロータガイドの開口端部内に嵌合されて前記アーマチュアと軸方向で対向する磁性体とから成るロータと、そのロータに軸方向で対向し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とから成る回転伝達装置において、前記ロータガイドが、前記ロータの線膨張係数と同じか又はほぼ等しい磁性材料から成り、そのロータガイドのロータ圧入部位より外輪側に片寄った位置に周方向に長く延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて設け、前記ロータガイド内にロータを圧入した構成を採用したのである。
【００１４】
ここで、前記ロータガイドは、ロータおよび外輪と同一の磁性材料を用いるのが好ましい。そのロータガイドを外輪の開口端部の外周に圧入すると、温度上昇により熱膨張してもロータガイドと外輪の圧入部に一定の締め代を確保することができ、強固の接続状態を維持することができる。このため、ロータガイドと外輪の接続部に回り止め手段や軸方向の固定手段を設ける必要がなく、上記接続部の構成の簡素化を図り、コストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のようにロータガイドをロータと同一又はほぼ同一の線膨張係数から成る磁性材料で形成し、そのロータガイドのロータ圧入部位から外輪側に片寄った位置に周方向に延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて設けたことにより、電磁石の電磁コイルに対する通電時にロータガイドから外輪に磁気が漏洩するのを最小限に抑えることができる。このため、ロータによってアーマチュアを確実に吸着することができ、２方向クラッチを確実に係合状態とすることができる。
【００１６】
また、ロータと同一又はほぼ同一の線膨張係数から成る磁性材料でロータガイドを形成し、そのロータガイドにロータを圧入したことによって、温度上昇によりロータガイドおよびロータが熱膨張してもロータガイドとロータの圧入部にほぼ一定の締め代を確保することができ、強固な接続状態を維持することができる。このため、ロータガイドとロータの接続部に回り止め手段や軸方向の固定手段を設ける必要がなく、接続部の構成の簡素化およびコストの低減を図ることができる。
【００１７】
さらに、ロータの軸方向の固定手段を不要とすることができるため、ロータに形成された外筒部の軸方向長さを長くして電磁石に対する軸方向のオーバーラップ量を増大させることが可能であり、ロータに対する磁気吸引力の増大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図示のように、外輪１の内側には内輪２が組込まれ、その外輪１と内輪２は軸受３によって相対的に回転自在に支持されている。
【００１９】
外輪１と内輪２間には２方向クラッチ１０が組込まれている。２方向クラッチ１０は、外輪１の内周に円筒面１１を形成し、内輪２には上記円筒面１１と対向する位置に大径部１２を設け、その大径部１２の外周に上記円筒面１１との間で周方向の両端が狭小のくさび状空間を形成する複数のカム面１３を形成し、各カム面１３と円筒面１１との間に係合子としてのローラ１４を組込み、そのローラ１４を保持器１５で保持したローラタイプの２方向クラッチから成っている。
【００２０】
図２に示すように、内輪２の大径部１２の端面にはばね収容凹部１６が形成され、そのばね収容凹部１６内にスイッチばね１７が組込まれている。スイッチばね１７はＣ形をなし、その両端には一対の押圧片１７ａが設けられている。一対の押圧片１７ａはばね収容凹部１６の外周壁に形成された切欠部１８から保持器１５の端部に設けられた切欠き１９内に挿入されて上記切欠部１８および切欠き１９の周方向で対向する側面を相反する方向に押圧し、その押圧によってローラ１４が円筒面１１およびカム面１３に対して係合解除される中立位置に保持器１５を弾性保持している。
【００２１】
図１に示すように、外輪１と保持器１５の相互間には２方向クラッチ１０の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０が上記２方向クラッチ１０に並設する状態で設けられている。
【００２２】
電磁クラッチ２０は、保持器１５の端面に対向配置されたアーマチュア２１と、そのアーマチュア２１を覆う円筒状のロータガイド２２と、そのロータガイド２２の開口端部内に組込まれてアーマチュア２１と軸方向で対向するロータ２３と、そのロータ２３に軸方向に対向配置された電磁石２４とから成る。
【００２３】
アーマチュア２１は保持器１５に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されている。そのアーマチュア２１の支持に際し、ここでは、保持器１５の端部内に連結プレート２５を嵌合し、その連結プレート２５の外周対向位置に形成されたＬ形の係合片２６を保持器１５に形成された切欠き１９内に嵌合して連結プレート２５を回り止めし、上記係合片２６をアーマチュア２１に設けられた係合孔２７内に挿入して、アーマチュア２１を回り止めし、かつ軸方向に移動自在としている。
【００２４】
アーマチュア２１とロータ２３の対向面間には離反ばね２８が組込まれ、その離反ばね２８はアーマチュア２１をロータ２３から離反する方向に向けて押圧している。
【００２５】
図３および図４に示すように、ロータガイド２２は、一端に小径筒部２２ａを有し、他端には大径筒部２２ｂが形成され、その大径筒部２２ｂと小径筒部２２ａ間に周方向に長く延びる複数のスリット２２ｃが周方向に間隔をおいて形成されている。
【００２６】
ロータガイド２２は、磁性材料から成るロータ２３および外輪１と線膨張係数が同じか又はほぼ同一の磁性材料から成っている。そのような磁性材料として、冷間圧延鋼板の一種であるＳＰＣＣ、機械構造用合金鋼材の一種であるＳＣＭ、自動車構造用熱間圧延鋼板ＳＡＰＨ等を挙げることができる。このロータガイド２２はプレス加工により成形されている。
【００２７】
上記ロータガイド２２は外輪１の開口端部の外周に圧入され、小径筒部２２ａの内周に形成された段部２２ｄと外輪１の開口端部の外周に設けられた段部１ａの係合によって軸方向に位置決めされている。
【００２８】
ロータ２３は、外周および内周に同一方向に向く外筒部２３ａおよび内筒部２３ｂを有し、外筒部２３ａはロータガイド２２の大径筒部２２ｂ内に圧入され、その大径筒部２２ｂの内周に設けられた段部２２ｅによって軸方向に位置決めされている。内筒部２３ｂはその内側に組込まれた軸受２９によって回転自在に支持される。
【００２９】
電磁石２４はロータ２３の外筒部２３ａと内筒部２３ｂ間に組込まれている。この電磁石２４は、電磁コイル２４ａと、その電磁コイル２４ａを支持する断面コの字形のコア２４ｂとから成り、上記コア２４ｂはその開口端がロータ２３と対向する配置とされている。
【００３０】
図１に示すように、コア２４ｂは静止部材３０により支持されて軸方向に非可動とされている。コア２４ｂの支持に際し、ここでは、静止部材３０に凹部３１を形成し、コア２４ｂの閉塞端には上記凹部３１内に嵌合されるフランジ３２を固定し、このフランジ３２と凹部３１の内周に取付けた止め輪３３との間に弾性部材３４を組込んでフランジ３２を凹部３１の閉塞端面に押し付けている。
【００３１】
実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、外輪１には入力軸を接続し、一方、内輪２には出力軸を接続する。その入力軸および出力軸の接続のため、外輪１の内周および内輪２の内周にはスプライン歯４０、４１が設けられている。
【００３２】
図１および図２は、電磁石２４の電磁コイル２４ａに対して通電を遮断した状態を示し、２方向クラッチ１０のローラ１４はスイッチばね１７の弾性力により円筒面１１およびカム面１３に対して係合解除された中立位置に保持されている。
【００３３】
このため、外輪１が回転しても、その回転は内輪２に伝達されず、外輪１のみがフリー回転する。
【００３４】
外輪１の回転状態において、電磁石２４の電磁コイル２４ａに通電すると、アーマチュア２１がロータ２３に吸着されてアーマチュア２１が外輪１に結合される。このとき、アーマチュア２１は保持器１５に回り止めされているため、保持器１５は外輪１と共に回転すると共に、内輪２に対して相対回転する。その相対回転によりローラ１４が円筒面１１およびカム面１３に係合し、外輪１の回転はローラ１４を介して内輪２に伝達される。
【００３５】
保持器１５が内輪２に対して相対回転するとき、スイッチばね１７が弾性変形する。このため、電磁石２４の電磁コイル２４ａに対する通電を遮断すると、スイッチばね１７の復元弾性により保持器１５が回動され、ローラ１４は円筒面１１およびカム面１３に対して係合解除される中立位置に戻されて外輪１から内輪２への回転伝達が遮断される。
【００３６】
ここで、電磁石２４の電磁コイル２４ａに通電してロータ２３にアーマチュア２１を吸着するとき、ロータ２３からロータガイド２２に磁気が漏洩するが、ロータガイド２２には周方向に延びる複数のスリット２２ｃが形成されているため、上記スリット２２ｃによって外輪１への磁気の漏洩は防止される。このため、磁気の漏洩はきわめて少なく、ロータ２３によってアーマチュア２１を確実に吸着することができ、２方向クラッチ１０を確実に係合状態とすることができる。
【００３７】
実施の形態で示すように、ロータガイド２２をロータ２３と同一又はほぼ同一の線膨張係数から成る磁性材料で形成し、そのロータガイド２２内にロータ２３を圧入することにより、温度上昇によってロータガイド２２およびロータ２３が熱膨張してもロータガイド２２とロータ２３の圧入部の締め代を一定に保持することができ、強固な接続状態を維持することができる。
【００３８】
このため、ロータガイド２２とロータ２３の接続部に回り止め手段や軸方向の固定手段を設ける必要がなくなり、接続部の構成の簡素化とコストの低減を図ることができると共に、ロータ２３の外筒部２３ａの軸方向長さを長くして電磁石２４に対する軸方向のオーバーラップ量を増大させることができるため、ロータ２３に対する磁気吸引力の増大を図ることができる。
【００３９】
また、ロータガイド２２を外輪１に圧入することにより、上記と同様に回り止め手段や軸方向の固定手段を設ける必要がなくなり、その接続部においても構成の簡素化とコストの低減を図ることができる。
【００４０】
実施の形態では、２方向クラッチ１０として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、係合子としてスプラグを用いたスプラグタイプの２方向クラッチであってもよい。スプラグタイプの２方向クラッチの場合は、外輪の内周および内輪の外周に円筒面を形成し、その円筒面間にスプラグを組込み、このスプラグを径の異なる二つの保持器で保持し、その小径側の保持器を内輪に固定し、大径側保持器と内輪の相互間にスイッチばねを組込んでスプラグを円筒面に対して係合解除される中立位置に保持する。また、大径側保持器を電磁クラッチによって外輪に係合又は係合解除させるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明に係る回転伝達装置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の電磁石の位置決め部を拡大して示す断面図
【図４】ロータガイドを示す斜視図
【図５】従来の回転伝達装置におけるロータガイドとロータの接続構造を示す断面図
【符号の説明】
【００４２】
１      外輪
２      内輪
１０    ２方向クラッチ
１４    ローラ（係合子）
１５    保持器
２０    電磁クラッチ
２１    アーマチュア
２２  ロータガイド
２２ｃ  スリット
２３    ロータ
２４    電磁石
【図１】
2006224910.tif 000003
【図２】
2006224910.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006224910.tif 000006
【図５】
2006224910.tif 000007