(57)【要約】【課題】二つの回転部材が軸方向に相対的に移動して凹凸部が嵌合することにより接続されるクラッチを有し、凸部及び凹部が嵌合する隙間が大きいときにも、回転方向が切り替わるときのトルク伝達をスムースに行うことができる回転伝達装置を提供する。【解決手段】凸部４１を設けた第１回転部材２と、凹部５１を設けた第２回転部材３と、第１回転部材２及び第２回転部材３が軸方向に相対的に移動することで、凸部４１及び凹部５１が周方向に隙間Ｓ１，Ｓ２を設けて嵌合又は離脱することによって回転トルクを伝達又は遮断するクラッチ９と、隙間Ｓ１，Ｓ２を詰める隙間調整手段とを備え、隙間調整手段は、凸部４１の周方向両側に電磁コイル６１，７１を有する電磁石６，７を設け、電磁コイル６１，７１の一方又は他方に電流を流したときに、電磁石６，７の一方又は他方が磁性体からなる凸部４１を周方向に吸引して隙間Ｓ１，Ｓ２を詰める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面と内周面のうち一方の面から径方向又は軸方向に突出する凸部を周方向の少なくとも１箇所に設けた第１回転部材と、前記凸部に嵌合する凹部を外周面と内周面のうち他方の面に設けた第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材が軸方向に相対的に移動することで、前記凸部及び前記凹部が周方向に隙間を設けて嵌合又はこの嵌合を離脱し、この嵌合又は離脱によって回転トルクを伝達又はこの伝達を遮断するクラッチとを備える回転伝達装置において、
前記隙間を詰める隙間調整手段をさらに備え、
前記隙間調整手段は、前記凸部の周方向両側で対向した位置に電磁コイルを有する電磁石をそれぞれ設け、前記各電磁コイルの一方又は他方に電流を流したときに、前記各電磁石の一方又は他方が磁性体からなる前記凸部を周方向に吸引して前記隙間を詰めることを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
外周面と内周面のうち一方の面から径方向又は軸方向に突出する凸部を周方向の少なくとも１箇所に設けた第１回転部材と、前記凸部に嵌合する凹部を外周面と内周面のうち他方の面に設けた第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材が軸方向に相対的に移動することで、前記凸部及び前記凹部が周方向に隙間を設けて嵌合又はこの嵌合を離脱し、この嵌合又は離脱によって回転トルクを伝達又はこの伝達を遮断するクラッチとを備える回転伝達装置において、
前記隙間を詰める隙間調整手段をさらに備え、
前記隙間調整手段は、前記凸部の周方向の一方側端面に永久磁石が固定され、前記永久磁石に周方向で対向した位置に電磁コイルを有する電磁石を設け、前記電磁コイルに対し一方方向へ電流を流したときに、前記電磁石が前記永久磁石を周方向に吸引して周方向の一方側の前記隙間を詰め、前記電磁コイルに対し一方方向とは逆の他方方向へ電流を流したときに、前記電磁石が前記永久磁石を周方向に反発して周方向の他方側の前記隙間を詰めることを特徴とする回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転トルクを伝達する回転伝達装置は、第１回転部材と、第１回転部材と同軸に対向して配置される第２回転部材と、第１回転部材と第２回転部材とを接続又は切断するクラッチとを備える。このクラッチは、第１回転部材と第２回転部材とが軸方向に相対的に移動することで、第１回転部材の外周面から径方向外方へ突出する凸部が、第２回転部材の内周面から径方向内方へ凹む凹部に嵌合又は離脱し、回転トルクを伝達又は遮断する、所謂ドグクラッチからなる（特許文献１を参照）。
【０００３】
このような回転伝達装置では、凸部及び凹部は、嵌合を容易にするため両者の間に周方向の隙間を設けている。この隙間は、回転方向が切り替わるときに、回転トルクの伝達遅れが発生することなく、スムースにトルク伝達ができるように小さく設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７８８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の回転伝達装置は、凸部及び凹部が嵌合する隙間を小さくしているので、クラッチの接続が難しく、また凸部及び凹部の加工が高精度を必要とし、高コスト化している。そこで、コストを低減した回転伝達装置として、凸部及び凹部が嵌合する隙間が大きいときにも、回転方向が切り替わるときのトルク伝達をスムースにできることが課題となっていた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、二つの回転部材が軸方向に相対的に移動して凸凹部が嵌合することにより接続されるクラッチを有し、凸部及び凹部が嵌合する隙間が大きいときにも、回転方向が切り替わるときのトルク伝達をスムースに行うことができる回転伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る回転伝達装置の構成上の特徴は、外周面と内周面のうち一方の面から径方向又は軸方向に突出する凸部を周方向の少なくとも１箇所に設けた第１回転部材と、前記凸部に嵌合する凹部を外周面と内周面のうち他方の面に設けた第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材が軸方向に相対的に移動することで、前記凸部及び前記凹部が周方向に隙間を設けて嵌合又はこの嵌合を離脱し、この嵌合又は離脱によって回転トルクを伝達又はこの伝達を遮断するクラッチとを備える回転伝達装置において、前記隙間を詰める隙間調整手段をさらに備え、前記隙間調整手段は、前記凸部の周方向両側で対向した位置に電磁コイルを有する電磁石をそれぞれ設け、前記各電磁コイルの一方又は他方に電流を流したときに、前記各電磁石の一方又は他方が磁性体からなる前記凸部を周方向に吸引して前記隙間を詰めることである。
【０００８】
請求項１の回転伝達装置によれば、凸部及び凹部が嵌合する周方向の隙間を詰める隙間調整手段が、各電磁コイルの一方又は他方に電流を流したときに、各電磁石の一方又は他方が磁性体からなる凸部を周方向の一方又は他方に吸引して隙間を詰めることからなる。これにより、この回転伝達装置によれば、回転方向が切り替わるときに、隙間調整手段によって周方向の隙間を速やかに詰めるので、凸部及び凹部が嵌合する隙間が大きいときにも、回転方向が切り替わるときのトルク伝達をスムースに行うことができる。
【０００９】
請求項２に係る回転伝達装置の構成上の特徴は、外周面と内周面のうち一方の面から径方向又は軸方向に突出する凸部を周方向の少なくとも１箇所に設けた第１回転部材と、前記凸部に嵌合する凹部を外周面と内周面のうち他方の面に設けた第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材が軸方向に相対的に移動することで、前記凸部及び前記凹部が周方向に隙間を設けて嵌合又はこの嵌合を離脱し、この嵌合又は離脱によって回転トルクを伝達又はこの伝達を遮断するクラッチとを備える回転伝達装置において、前記隙間を詰める隙間調整手段をさらに備え、前記隙間調整手段は、前記凸部の周方向の一方側端面に永久磁石が固定され、前記永久磁石に周方向で対向した位置に電磁コイルを有する電磁石を設け、前記電磁コイルに対し一方方向へ電流を流したときに、前記電磁石が前記永久磁石を周方向に吸引して周方向の一方側の前記隙間を詰め、前記電磁コイルに対し一方方向とは逆の他方方向へ電流を流したときに、前記電磁石が前記永久磁石を周方向に反発して周方向の他方側の前記隙間を詰めることである。
【００１０】
請求項２の回転伝達装置によれば、凸部及び凹部が嵌合する周方向の隙間を詰める隙間調整手段が、電磁コイルに対し一方方向へ電流を流したときに、電磁石が永久磁石を周方向に吸引して周方向の一方側の隙間を詰め、電磁コイルに対し他方方向へ電流を流したときに、電磁石が永久磁石を周方向に反発して周方向の他方側の隙間を詰めることからなる。これにより、この回転伝達装置によれば、回転方向が切り替わるときに、隙間調整手段によって周方向の隙間を速やかに詰めるので、凸部及び凹部が嵌合する隙間が大きいときにも、回転方向が切り替わるときのトルク伝達をスムースに行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、二つの回転部材が軸方向に相対的に移動して凹凸部が嵌合することにより接続されるクラッチを有し、凸部及び凹部が嵌合する隙間が大きいときにも、回転方向が切り替わるときのトルク伝達をスムースに行うことができる回転伝達装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態：本発明の一実施形態である回転伝達装置において、クラッチが接続した状態を概略的に示す軸方向の断面図である。
【図２】第１実施形態：図１のＡ矢視図であって、電磁石が作用していない状態を示す。
【図３】第１実施形態：図１に示す回転伝達装置において、クラッチが切断した状態を概略的に示す軸方向の断面図である。
【図４】第１実施形態：図２において、電磁石が作用し一方の隙間を詰めた状態を示す。
【図５】第１実施形態：図２において、電磁石が作用し他方の隙間を詰めた状態を示す。
【図６】第２実施形態：電磁コイルに対し一方方向へ電流を流し、電磁石が作用して一方の隙間を詰めた状態を説明する概念図である。
【図７】第２実施形態：電磁コイルに対し他方方向へ電流を流し、電磁石が作用して他方の隙間を詰めた状態を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の回転伝達装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態である回転伝達装置１において、クラッチ９が接続した状態を概略的に示す軸方向の断面図である。図２は、図１のＡ矢視図であって、電磁石６，７が作用していない状態を示す。図３は、図１に示す回転伝達装置１において、クラッチ９が切断した状態を概略的に示す軸方向の断面図である。
【００１５】
図１に示す回転伝達装置１は、第１回転部材２と、第１回転部材２と同軸に対向して配置される第２回転部材３と、第１回転部材２及び第２回転部材３が軸方向に相対的に移動することで、回転トルクを伝達又は遮断するクラッチ９とを主に備える。
【００１６】
第１回転部材２には、第２回転部材３側（図１における左側）の外周にスプライン２２を介して環状の第１クラッチプレート４が連結され、止め輪２１によって軸方向に固定されている。第１クラッチプレート４には、軸方向の第２回転部材３側へ突出した第１突出部４２が形成されている。
【００１７】
第２回転部材３には、第１回転部材２側（図１における右側）の外周にスプライン３２を介して環状の第２クラッチプレート５が連結され、止め輪３１によって軸方向に固定されている。第２クラッチプレート５には、軸方向の第１回転部材２側へ突出した第２突出部５２が形成されている。第２突出部５２は、第１突出部４２に対して径方向の外方側で対向している。
【００１８】
次に、クラッチ９について説明する。図１及び図２に示すように、第１クラッチプレート４には、第１突出部４２から径方向の外方へ突出し、周方向の４箇所に等配で凸部４１が設けられている。第２クラッチプレート５には、凸部４１に嵌合するように第２突出部５２の内周面から径方向に凹み、周方向の４箇所に等配で凹部５１が設けられている。凸部４１と凹部５１との間には、径方向とともに周方向の両側に隙間Ｓ１，Ｓ２を設けている。隙間Ｓ１，Ｓ２の大きさは、例えば１ｍｍ程度としている。第１クラッチプレート４及び第２クラッチプレート５の材料としては、例えば、磁性体である鉄（ＳＣＭ材）が用いられる。
【００１９】
図示しないシフト装置によって、第１回転部材２及び第２回転部材３が軸方向に相対的に移動する。クラッチ９が接続した状態は、図１及び図２に示すように凸部４１及び凹部５１が嵌合し、第１回転部材２と第２回転部材３との間で回転トルクが伝達できる。この状態から、シフト装置によって、第１回転部材２及び第２回転部材３が軸方向に相対的に移動し、クラッチ９が切断される。このときは、図３に示すように凸部４１及び凹部５１の嵌合を離脱し、第１回転部材２と第２回転部材３との間で回転トルクの伝達が遮断される。
【００２０】
回転伝達装置１は、凸部４１及び凹部５１が嵌合する周方向の隙間Ｓ１，Ｓ２を詰める隙間調整手段をさらに備える。隙間調整手段として、図２に示すように凸部４１の周方向の両側には、図示しない鉄心に巻かれた電磁コイル６１，７１を有する電磁石６，７が設けられている。周方向の一方側とは図２における凸部４１の左側であり、そこに電磁石６が設けられている。周方向の他方側とは図２における凸部４１の右側であり、そこに電磁石７が設けられている。電磁石６，７は、第２クラッチプレート５の第２突出部５２に外周面から径方向の内方へ凹む溝５３，５４に、それぞれ収容し固定されている。
【００２１】
電磁石６は、電磁コイル６１に電流を流すと、電磁力により凸部４１を吸引する。一方、電磁石７は、電磁コイル７１に電流を流すと、電磁力により凸部４１を吸引する。回転する第２クラッチプレート５に固定される電磁コイル６１，７１への電気配線は、図示しない電力供給源から、回転部材への電気接続を可能とするスパイラルケーブルやスリップリングなどの電気配線部材を用いて行われる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、凸部４１を挟んでそれぞれ設けられた電磁石６，７の間には、磁気遮蔽部材８が設けられている。磁気遮蔽部材８は、第２クラッチプレート５の第２突出部５２に外周面から径方向の内方へ凹む溝５５に、収容し固定されている。磁気遮蔽部材８の材料としては、例えば、非磁性体であるアルミニウムが用いられる。磁気遮蔽部材８は、電磁石６，７がそれぞれ発生する磁束の漏れを低減する。その結果、電磁石６，７がそれぞれ発生する電磁力を高め、凸部４１を吸引する吸引力を高めている。
【００２３】
次に、隙間調整手段による動作について説明する。図４は、図２において、電磁石６が作用し一方の隙間Ｓ１を詰めた状態を示す。図５は、図２において、電磁石７が作用し他方の隙間Ｓ２を詰めた状態を示す。
【００２４】
図４に示すように回転伝達装置１では、電磁石６が、電磁コイル６１に対して、一方方向に電流を流して凸部４１を吸引している。これにより、図４における凸部４１の左側面４１ａが凹部５１の左側壁５１ａに当接し、隙間Ｓ１が詰められた状態となる。
【００２５】
図５に示すように回転伝達装置１では、電磁石７が、電磁コイル７１に対して、一方方向に電流を流して凸部４１を吸引している。これにより、図５における凸部４１の右側面４１ｂが凹部５１の右側壁５１ｂに当接し、隙間Ｓ２が詰められた状態となる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態に係る回転伝達装置１では、回転方向が切り替わるときに、隙間調整手段によって周方向の隙間Ｓ１又は隙間Ｓ２を速やかに詰めるので、凸部４１及び凹部５１が嵌合する隙間Ｓ１又は隙間Ｓ２が大きいときにも、回転方向が切り替わるときのトルク伝達をスムースに行うことができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、磁気遮蔽部材８を設けるとしたが、それに限るものではなく、例えば、磁気遮蔽部材８を設けない構成に適用してもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、クラッチ９は周方向の４箇所で凸部４１及び凹部５１が嵌合するとしたが、それに限るものではなく、少なくとも周方向の１箇所で嵌合すればよい。
【００２９】
また、本実施形態では、クラッチ９の凸部４１が、径方向に突出して凹部５１に嵌合するとしたが、それに限るものではなく、例えば、軸方向に突出して凹部５１に嵌合する構成に適用してもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、クラッチ９を構成する凸部４１が第１回転部材２の外径側から径方向の外方へ突出し、また凹部５１が第２回転部材３の内径側から径方向の外方へ凹むとしたが、それに限るものではなく、例えば、クラッチを構成する凸部が第１回転部材の内径側から径方向の内方へ突出し、また凹部が第２回転部材の外径側から径方向の内方へ凹む構成に適用してもよい。
【００３１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態の隙間調整手段が、凸部４１の周方向両側に電磁石６，７をそれぞれ設ける構成であったものを、凸部４３の周方向の一方側に電磁石６を設ける構成とする実施形態である。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成の説明は、簡略化のため省略する。
【００３２】
図６は、電磁コイル６１に対し一方方向へ電流を流し、電磁石６が作用して一方の隙間Ｓ１を詰めた状態を説明する概念図である。図７は、電磁コイル６１に対し他方方向へ電流を流し、電磁石６が作用して他方の隙間Ｓ２を詰めた状態を説明する概念図である。
【００３３】
図６に示すように隙間調整手段は、凸部４３の周方向の一方側端面（図６における凸部４３の左側）に、永久磁石９１が固定されている。永久磁石９１は、周方向の一方側（図６における左側）がＮ極、周方向の他方側（図６における右側）がＳ極として、配置されている。
【００３４】
永久磁石９１に周方向で対向した位置に、磁性体である鉄心６４に巻かれた電磁コイル６１を有する電磁石６が設けられている。電磁コイル６１に対し一方方向である矢印６２の方向へ電流を流したときに、電磁石６は永久磁石９１側がＳ極、反対側がＮ極に磁化される。このとき、破線にて示す磁束は、Ｎ極からＳ極へ矢印６３で示すように流れる。これにより、永久磁石９１のＮ極に電磁石６のＳ極が対向する状態となり、電磁石６が永久磁石９１を吸引し、隙間Ｓ１が詰められた状態となる。
【００３５】
一方、図７に示すよう電磁コイル６１に対し他方方向である矢印６２ａの方向へ電流を流したときに、電磁石６は永久磁石９１側がＮ極、反対側がＳ極に磁化される。このとき、破線にて示す磁束は、Ｎ極からＳ極へ矢印６３ａで示すように流れる。これにより、永久磁石９１のＮ極と電磁石６のＮ極とが反発する状態となり、電磁石６が永久磁石９１を反発し、隙間Ｓ２が詰められた状態となる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態に係る回転伝達装置１では、回転方向が切り替わるときに、隙間調整手段によって周方向の隙間Ｓ１又は隙間Ｓ２を速やかに詰めるので、凸部４３及び凹部５１が嵌合する隙間Ｓ１又は隙間Ｓ２が大きいときにも、回転方向が切り替わるときのトルク伝達をスムースに行うことができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１：回転伝達装置、  ２：第１回転部材、  ３：第２回転部材、  ４：第１クラッチプレート、  ５：第２クラッチプレート、  ６，７：電磁石、  ８：磁気遮蔽部材、  ９：クラッチ、  ２１，３１：止め輪、  ２２，３２：スプライン、  ４１，４３：凸部、  ４１a:左側面、  ４１b: 右側面、  ４２：第１突出部、  ５１：凹部、  ５１a:左側壁、  ５１b: 右側壁、  ５２：第２突出部、  ５３，５４，５５：溝、  ６１，７１：電磁コイル、  ６２，６２ａ：電流、  ６３，６３ａ：磁束、  ６４：鉄心、  ９１：永久磁石、  Ｓ１，Ｓ２：隙間
【図１】
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【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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