(57)【要約】      （修正有）【課題】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温度変化の影響を受けることなく確実に制御することができるようにした回転伝達装置を提供する。【解決手段】外輪１０と内輪１２間に、ローラ２３およびそのローラ２３を保持する保持器２４を有する２方向クラッチ２０を組込み、その２方向クラッチ２０に併設して、保持器２４の回転を制御する回転制御手段３０を設ける。回転制御手段３０を、保持器２４に対して回り止めされたアーマチュア３１と、そのアーマチュア３１に対向配置された押圧プレート３２と、その押圧プレート３２をアーマチュア３１から離反する方向に移動させる複数のソレノイド３３と、押圧プレート３２をアーマチュア３１に向けて付勢する弾性部材３４とで形成する。【選択図】図１
2008144850.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の対向面間に、係合子およびその係合子を保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて両輪を結合する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチの保持器にスイッチばねの弾性力を付与して、係合子が外輪の内周と内輪の外周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、前記２方向クラッチの一側方に、保持器の回転を制御する回転制御手段を設けた回転伝達装置において、
前記回転制御手段が、前記保持器に回り止めされ、外輪の端面に向けて移動可能なアーマチュアと、そのアーマチュアに対向配置された押圧プレートと、その押圧プレートに接続されたプランジャおよびそのプランジャの周囲に設けられたコイルを有し、そのコイルに対する通電によりプランジャを軸方向に移動させてアーマチュアから押圧プレートを離反させる複数の直動形ソレノイドと、前記押圧プレートをアーマチュアに向けて付勢してアーマチュアを外輪の端面に押付ける弾性部材からなることを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記弾性部材を各ソレノイドのプランジャの外側に設けた請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記複数のソレノイドを同一円上に配置し、その複数のソレノイドを、隣接するソレノイドが組み違いとなるよう数組にグループ分けし、各組のソレノイドにおけるコイルを直列に接続し、その直列に接続した各組を並列に接続した請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記押圧プレートのアーマチュアと対向する面にスラスト軸受を設けた請求項１乃至３のいずれか１項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う回転伝達装置として、外輪とその内側に組込まれた内輪間に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外輪と内輪を結合して、外輪と内輪の相互間でトルクの伝達を行うようにしたものが従来から知られている。
【０００３】
ここで、２方向クラッチは、外輪の内周に円筒面を形成し、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り、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。
【０００４】
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に外輪に接続されたロータを対向すると共に、そのロータに電磁石を対向し、この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。
【０００５】
上記回転伝達装置においては、電磁石の電磁コイルに対する通電によって２方向クラッチを係合させる構成であり、その２方向クラッチの係合状態を維持するために、電磁コイルに比較的大きな電流を流し続ける必要があるため、経済性に問題がある。また、電磁コイルが断線すると、２方向クラッチを係合させることができなくなり、安全上問題となるおそれがある。
【０００６】
そのような不都合を解消するため、本件出願人は、特許文献１において、ロータにスリットを形成し、そのスリット内に永久磁石を組込み、その永久磁石によりアーマチュアを吸着状態に保持し、内輪と保持器の相対回転により２方向クラッチを係合せしめ、電磁コイルに対する通電によりロータからアーマチュアを離反させて、２方向クラッチを係合解除させるようにした回転伝達装置を提案している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１９０７３０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、上記特許文献１に記載された回転伝達装置においては、ロータにアーマチュアを吸着させる永久磁石は温度の変化により磁力が変化し易い特性があるため、温度の上昇による磁力の低下によって２方向クラッチを係合状態に切換えることができなくなる可能性があり、信頼性を高める上において改善すべき点が残されている。
【０００９】
この発明の課題は、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温度変化の影響を受けることなく確実に制御することができるようにした信頼性の高い回転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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、外輪とその内側に組込まれた内輪の対向面間に、係合子およびその係合子を保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて両輪を結合する２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチの保持器にスイッチばねの弾性力を付与して、係合子が外輪の内周と内輪の外周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、前記２方向クラッチの一側方に、保持器の回転を制御する回転制御手段を設けた回転伝達装置において、前記回転制御手段が、前記保持器に回り止めされ、外輪の端面に向けて移動可能なアーマチュアと、そのアーマチュアに対向配置された押圧プレートと、その押圧プレートに接続されたプランジャおよびそのプランジャの周囲に設けられたコイルを有し、そのコイルに対する通電によりプランジャを軸方向に移動させてアーマチュアから押圧プレートを離反させる複数の直動形ソレノイドと、前記押圧プレートをアーマチュアに向けて付勢してアーマチュアを外輪の端面に押付ける弾性部材からなる構成を採用したのである。
【００１１】
上記の構成からなる回転伝達装置において、複数のソレノイドのそれぞれのコイルに対する通電の遮断状態で、アーマチュアは弾性部材の弾性力によって外輪の端面に押付けられた状態とされている。
【００１２】
このため、内輪が回転すると、外輪とアーマチュアの接触部に作用する摩擦抵抗はアーマチュアの回転抵抗となるため、内輪と保持器が相対回転する。その相対回転により、スイッチばねが弾性変形すると共に、係合子が外輪の内周と内輪の外周に噛み込んで、２方向クラッチは係合状態となり、内輪の回転が上記係合子を介して外輪に伝達される。
【００１３】
内輪と外輪の相互間における回転トルクの伝達状態において、複数のソレノイドの各コイルに通電すると、プランジャが後退し、押圧プレートが弾性部材の弾性力に抗してアーマチュアから離反する。その離反によりアーマチュアは押圧が解除されるため、スイッチばねの復元弾性により保持器が回動されて係合子が係合解除する中立位置に戻され、内輪から外輪への回転伝達が遮断される。
【００１４】
ここで、押圧プレートをアーマチュアに向けて付勢する弾性部材は、内輪の回転中心と同軸上に配置された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、各ソレノイドのプランジャの外側に設けられたソレノイドと同数のコイルばねからなるものであってもよい。
【００１５】
この発明に係る回転伝達装置において、複数のソレノイドを同一円上に等間隔に配置し、その複数のソレノイドを、隣接するソレノイドが組み違いとなるよう数組にグループ分けし、各組のソレノイドにおけるコイルを直列に接続し、その直列に接続した各組を並列に接続することにより、並列に接続された１本の電線が切断して１組のソレノイドのコイルに通電することができなくなったとしても、残りの組のソレノイドに通電することができるため、２方向クラッチの係合解除方向への切換えが可能となり、信頼性をさらに高めることができる。
【００１６】
また、押圧プレートのアーマチュアと対向する面にスラスト軸受を設けると、内輪から外輪への回転トルクの伝達時に、押圧プレートとアーマチュアとをスムーズに相対回転させることができるため、トルク損出の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように、この発明においては、弾性部材の弾性力によりアーマチュアを外輪の端面に押付けて２方向クラッチを係合状態とし、複数のソレノイドの各コイルに対する通電によりアーマチュアの押圧を解除して２方向クラッチを係合解除させるようにしたので、電気系統の故障によって複数のソレノイドのコイルに通電することができなくなったとしても、２方向クラッチを係合させることができる。
【００１８】
また、２方向クラッチの係合および係合解除が弾性部材の弾性力と複数のソレノイドの作動によるものであるため、温度の変化に影響を受けることなく２方向クラッチを確実に制御することができ、信頼性の高い回転伝達装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１に示すように、ハウジング１の内部は仕切り板２によって第１室３と第２室４に区画され、その第１室３内に組込まれた軸受５によって外輪１０が回転自在に支持されている。
【００２０】
外輪１０は閉塞端を有し、その閉塞端に出力軸１１が一体に設けられている。外輪１０の内部には内輪１２が組込まれ、その内輪１２と外輪１０は外輪１０の閉塞端部内に組込まれた軸受１３によって相対的に回転自在に支持されている。
【００２１】
内輪１２には入力軸１４が接続されている。また、内輪１２は大径部１２ａを有し、その大径部１２ａと外輪１０の対向部間に、内輪１２と外輪１０とを結合および結合解除する２方向クラッチ２０が組込まれている。
【００２２】
図１および図４に示すように、２方向クラッチ２０は、外輪１０の内周に円筒面２１を形成し、内輪１２の大径部１２ａの外周には上記円筒面２１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平坦なカム面２２を周方向に設け、各カム面２２と円筒面２１間に係合子としてのローラ２３を組込み、そのローラ２３を保持器２４により保持している。
【００２３】
内輪１２の大径部１２ａの端面にはばね円筒部２５が形成され、そのばね円筒部２５内にスイッチばね２６が組込まれている。スイッチばね２６は周方向の一部が切離され、その切離し端から外向きに設けられた一対の押圧片２６ａはばね円筒部２５に形成された切欠部２７および保持器２４の端部に設けられた切欠き２８内に挿入されて切欠部２７および切欠き２８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、各ローラ２３が円筒面２１およびカム面２２と係合解除される中立位置に保持器２４を弾性保持している。
【００２４】
図１に示すように、外輪１０の開口端における軸方向の一側には、２方向クラッチ２０の保持器２４の回転制御によってローラ２３の係合および係合解除を制御する回転制御手段３０が設けられている。
【００２５】
回転制御手段３０は、外輪１０の開口端面に対向配置されたアーマチュア３１と、そのアーマチュア３１と軸方向で対向する押圧プレート３２と、その押圧プレート３２をアーマチュア３１から離反する方向に移動させる複数の直動形ソレノイド３３と、上記押圧プレート３２をアーマチュア３１に向けて付勢する弾性部材３４とからなる。
【００２６】
アーマチュア３１はリング状をなし、その内周に形成されたガイド筒３５は内輪１２の円筒部２５に嵌合されてスライド自在に支持されている。また、アーマチュア３１には保持器２４の端面と対向する位置に係合孔３６が形成され、その係合孔３６に保持器２４の端面に設けられた突片３７が係合し、その係合によって、アーマチュア３１は保持器２４に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動自在とされている。
【００２７】
押圧プレート３２はリング状をなし、アーマチュア３１と対向する面にはスラスト軸受３８が設けられている。スラスト軸受３８として、ここでは、針状ころを転動体とするスラスト針状ころ軸受が採用されている。
【００２８】
図６に示すように、ソレノイド３３は、ソレノイド本体３９と、そのソレノイド本体３９の中心部に形成されたガイド孔４０内にスライド自在に挿入されたプランジャ４１と、プランジャ４０の周囲に設けられたコイル４２を有し、上記コイル４２に対する通電によってプランジャ４１がソレノイド本体３９内に引き込まれる方向に移動するようになっている。
【００２９】
図１および図２に示すように、複数のソレノイド３３のそれぞれは第２室４内に組込まれ、入力軸１４を中心とする同一円上に等間隔に配置されて仕切り板２に固定されている。
【００３０】
また、複数のソレノイド３３の各プランジャ４１の先端部は押圧プレート３２に連結され、各ソレノイド３３のコイル４２に対する通電によりプランジャ４１をソレノイド本体３９内に引き込むことによってアーマチュア３１から離反する方向に押圧プレート３２を移動させるようにしている。
【００３１】
押圧プレート３２をアーマチュア３１に向けて付勢する弾性部材３４はコイルばねからなる。この弾性部材３４は複数のソレノイド３３の各プランジャ４１の外側に設けられている。なお、弾性部材３４として径の大きなコイルばねを採用し、そのコイルばねを入力軸と同軸上に配置して押圧プレート３２をアーマチュア３１に向けて付勢するようにしてもよい。
【００３２】
図８に示すように、複数のソレノイド３３は、隣接するソレノイド３３が組み違いとなるよう数組にグループ分けされている。実施の形態では、１２個のソレノイド３３を３個１組として４組にグループ分けし、各組のソレノイド３３におけるコイル４２を直列に接続し、その直列に接続した各組を並列に接続している。同図における５０は、グループ分けされた各組のソレノイド３３のコイル４２を直列に接続する電線を示す。
【００３３】
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７は、複数のソレノイド３３の各コイル４２に対する通電の遮断状態を示し、弾性部材３４が押圧プレート３２を押圧する押圧力によってアーマチュア３１は外輪１０の開口端面に押付けられている。
【００３４】
図７に示す状態から内輪１２が回転すると、アーマチュア３１と外輪１０の開口端面間の摩擦抵抗は保持器２４の回転抵抗となるため、内輪１２と保持器２４が相対回転する。その相対回転により、図５（ｂ）に示すように、ローラ２３が円筒面２１およびカム面２２に係合して２方向クラッチ２０が係合状態となり、内輪１２の回転がローラ２３を介して外輪１０に伝達される。また、内輪１２と保持器２４の相対回転により、スイッチばね２６が弾性変形する。
【００３５】
外輪１０が内輪１２とともに回転するとき、アーマチュア３１も一体に回転し、そのアーマチュア３１は押圧プレート３２に対して相対回転する。このとき、アーマチュア３１と押圧プレート３２の対向面間にはスラスト軸受３８が組込まれているため、アーマチュア３１と押圧プレート３２はスムーズに相対回転することになり、トルク損出は少ない。
【００３６】
２方向クラッチ２０の係合解除に際しては、複数のソレノイド３３の各コイル４２に通電する。その通電によって、複数のソレノイド３３の各プランジャ４１がソレノイド本体３９内に引き込まれる方向に移動するため、押圧プレート３２はアーマチュア３１から離反する方向に移動し、図６に示すように、アーマチュア３１の押圧が解除される。
【００３７】
アーマチュア３１の押圧の解除により、スイッチばね２６の復元弾性によって保持器２４が回転し、図５（ａ）に示すように、ローラ２３は円筒面２１およびカム面２２に対して係合解除される中立位置に戻されて、２方向クラッチ２０は係合解除状態となり、内輪１２から外輪１０への回転伝達が遮断され、内輪１２がフリー回転する。
【００３８】
ここで、２方向クラッチ２０を係合解除方向に切換える複数のソレノイド３３は、図８に示すように数組にグループ分けされ、各組のソレノイド３３におけるコイル４２は直列に接続され、その直列に接続された各組は並列に接続されているため、並列に接続された１本の電線が切断して１組のソレノイド３３のコイル４２に通電することができなくなったとしても、残りの組のソレノイド３３に通電することができる。このため、２方向クラッチ２０を係合解除状態に確実に切換えることができ、回転伝達装置の信頼性は極めて高い。
【００３９】
実施の形態で示す回転伝達装置においては、弾性部材３４の弾性力によりアーマチュア３１を外輪１０の端面に押付けて２方向クラッチ２０を係合状態とし、複数のソレノイド３３の各コイル４２に対する通電によりアーマチュア３１の押圧を解除して２方向クラッチ２０を係合解除させる構成であるため、電気系統の故障によって複数のソレノイド３３のコイル４２に通電することができなくなったとしても、２方向クラッチ２０を係合させることができる。
【００４０】
また、２方向クラッチ２０の係合および係合解除が弾性部材３４の弾性力と複数のソレノイド３３の作動によるものであるため、温度の変化に影響を受けることなく２方向クラッチ２０を確実に制御することができ、信頼性の高い回転伝達装置を得ることができる。
【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の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に沿った断面図
【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図
【図５】（ａ）は２方向クラッチの係合解除状態を示す断面図、（ｂ）は２方向クラッチの係合状態を示す断面図
【図６】アーマチュアの押圧解除状態を示す断面図
【図７】アーマチュアの押圧状態を示す断面図
【図８】グループ分けされた各組のソレノイドのコイルを直列に接続した状態の概略図
【符号の説明】
【００４２】
１０    外輪
１２    内輪
２０    ２方向クラッチ
２３    ローラ（係合子）
２４    保持器
２６    スイッチばね
３０    回転制御手段
３１    アーマチュア
３２    押圧プレート
３３    ソレノイド
３４    弾性部材
３８    スラスト軸受
４１    プランジャ
４２    コイル
【図１】
2008144850.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】
2008144850.tif 000009
【図８】
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