(57)【要約】【課題】電磁クラッチによって２方向クラッチのオン、オフを制御するようにした回転伝達装置において、アーマチュアとロータ間の軸方向クリアランスを大きく設定できるようにして空転トルクの低減を図ることである。【解決手段】入力軸１と外輪３との間に２方向クラッチ１０を組込み、その２方向クラッチ１０のオン、オフ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、２方向クラッチ１０の保持器１４に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能なアーマチュア２１と、ロータ２２と、電磁石２３とで形成し、前記アーマチュア２１とロータ２２の内周部にテーパ面２８、２９を設け、電磁石２３の電磁コイル２３ｂに対する通電時に、テーパ面２８、２９間に大きな吸引力が付加されるようにして、アーマチュア２１とロータ２２間に比較的大きな軸方向クリアランスが設定できるようにする。【選択図】図１
2005180551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側部材と出力側部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力側部材と出力側部材間に、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、その２方向クラッチの保持器と入力側部材の相互間に、係合子が入力側部材と出力側部材の対向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するスイッチばねを組込み、前記保持器に対してアーマチュアを回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュアに対して軸方向に対向配置されたロータを入力側部材もしくは出力側部材に回り止めし、そのロータに対向して電磁石を設け、この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、入力側部材もしくは出力側部材と保持器の相対回転により、係合子を入力側部材と出力側部材の対向面に係合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する吸着面の一部にテーパ面を形成した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】
この発明は、動力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】
この種の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。この回転伝達装置は、入力側部材としてのカムリングの外側に出力側部材としての外輪を設け、そのカムリングと外輪間に２方向クラッチを組込み、その２方向クラッチのオン、オフを電磁クラッチにより制御するようにしている。
【０００３】
ここで、２方向クラッチは、カムリングの外周に外輪の内周に形成された円筒面との間で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組込まれたローラをカムリングと外輪間に組込まれた保持器で保持し、その保持器にスイッチばねのばね力を付与して、ローラがカム面および円筒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、電磁石の電磁コイルに対する通電により、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を外輪に回り止めされたロータに吸着して、保持器を外輪に結合するようにしている。
【０００５】
上述の構成から成る回転伝達装置において、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すると、その吸着面に作用する摩擦抵抗により、カムリングに対し保持器が相対回転し、ローラが円筒面およびカム面に係合して、カムリングの回転が係合子を介して外輪に伝達される。
【０００６】
また、電磁石の電磁コイルに対する通電を解除すると、スイッチばねのばね力により保持器が中立位置に戻されて、ローラの円筒面およびカム面に対する係合が解除され、カムリングが空転する。
【特許文献１】特開平１１−３３６７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の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の遮断時、アーマチュアはロータとの間に組込まれた離反ばねの押圧によってロータから離反された状態にあり、そのアーマチュアとロータ間に軸方向のクリアランスが形成されている。
【０００８】
ここで、軸方向クリアランスを大きくすると、電磁石によるアーマチュアの吸着力が低下して、アーマチュアを吸着することができなくなるため、上記軸方向クリアランスは吸引力の制約からそれほど大きくとることができない。これによる影響の一つとして、軸方向クリアランスに介在する油の剪断作用が顕著となることが挙げられる。その結果、空転時のトルク、つまり、アーマチュアに負荷される引きずりトルクが大きくなり、電磁コイルに通電しなくとも、保持器がカムリングに対して相対回転して、ローラが円筒面およびカム面で形成されるくさび空間に押し込まれ、ミス係合するおそれがあった。
【０００９】
この発明の課題は、電磁クラッチによって２方向クラッチのオン、オフを制御するようにした回転伝達装置において、アーマチュアとロータ間の軸方向クリアランスを大きく設定できるようにして、軸方向クリアランスに起因する空転トルクの低減化を図ることにある。
【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に、この発明においては、入力側部材と出力側部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力側部材と出力側部材間に、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、その２方向クラッチの保持器と入力側部材もしくは出力側部材の相互間に、係合子が入力側部材と出力側部材の対向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するスイッチばねを組込み、前記保持器に対してアーマチュアを回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュアに対して軸方向に対向配置されたロータを入力側部材もしくは出力側部材に回り止めし、そのロータに対向して電磁石を設け、この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、入力側部材もしくは出力側部材と保持器の相対回転により、係合子を入力側部材と出力側部材の対向面に係合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する吸着面の一部にテーパ面を形成した構成を採用したのである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、アーマチュアとロータの対向面の一部にテーパ面を形成したことにより、電磁石の電磁コイルに通電すると、上記テーパ面の相互間にはテーパ面の法線方向に吸引力が作用することになり、そのテーパ面間の法線方向のクリアランスを軸方向のクリアランスより小さく設定することで、その部分での法線方向の吸引力が向上し、結果、その軸方向分力により、アーマチュアに大きな吸引力を付与することができる。このため、軸方向クリアランスを比較的大きな値に設定しても、アーマチュアには従来と同等もしくはそれ以上の吸引力を付与することができるので、アーマチュアとロータ間の軸方向クリアランスを比較的大きな値に設定することができる。その結果、回転伝達装置の空転時において、軸方向クリアランスに介在する油の剪断抵抗も小さくなり、アーマチュアに付加される引きずりトルクも小さく、係合子がくさび形空間に押し込まれてミス係合するのを防止することができる。
【００１２】
さらに、テーパ面の相互間に作用する吸引力の分力として、軸方向分力と半径方向分力がアーマチュアに作用し、その半径方向分力は、アーマチュアに放射状に作用するため、アーマチュアは半径方向の釣り合いを保持しつつ軸方向に安定して移動することになり、２方向クラッチのスイッチングの安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、入力側部材としての入力軸１にはカムリング２が設けられている。
【００１４】
入力軸１の外側には出力側部材として外輪３が設けられ、その外輪３と入力軸１とは軸受４を介して相対的に回転自在に支持されている。
【００１５】
入力軸１と外輪３間には２方向クラッチ１０が設けられ、その２方向クラッチ１０のオン、オフを制御する電磁クラッチ２０が上記２方向クラッチ１０に並設されている。
【００１６】
図１および図２に示すように、２方向クラッチ１０は、外輪３の内周に円筒面１１を形成し、カムリング２の外周には上記円筒面１１との間で周方向の両端が狭小となるくさび形空間を形成する複数のカム面１２を周方向に等間隔に設け、各カム面１２と円筒面１１間にローラから成る係合子１３を組込み、その係合子１３を入力軸１と外輪３間に組込まれた保持器１４により保持し、上記保持器１４と入力軸１の相対回転により、係合子１３を円筒面１１およびカム面１２に対して係脱させるようにしている。
【００１７】
入力軸１と保持器１４の相互間には、係合子１３が円筒面１１およびカム面１２に係合解除される中立位置に保持器１４を弾性保持するスイッチばね１５が組込まれている。
【００１８】
図２に示すように、スイッチばね１５は切り欠きリング部１５ａの両端に一対の押圧片１５ｂを外向きに形成した構成とされている。このスイッチばね１５は、カムリング２の端面に形成されたばね収納凹部１６内に切り欠きリング部１５ａが嵌合される組付けとされ、一対の押圧片１５ｂはばね収納凹部１６の周壁に形成さたれ切欠部１７から保持器１４の端面に設けられた切欠き１８内に挿入されて、切欠部１７および切欠き１８の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧し、その押圧によって係合子１３を中立位置に保持している。
【００１９】
図１に示すように、電磁クラッチ２０は、保持器１４の端面と軸方向で対向するアーマチュア２１と、そのアーマチュア２１と軸方向で対向するロータ２２と、そのロータ２２と軸方向で対向する電磁石２３と、アーマチュア２１がロータ２２から離反する方向に押圧する離反ばね２４とから成る。
【００２０】
アーマチュア２１には係合孔２５が形成され、その係合孔２５に保持器１４の端面に設けられた突片２６が挿入され、その突片２６と係合孔２５の係合によって、アーマチュア２１は保持器１４に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動可能とされている。
【００２１】
ロータ２２は、内周および外周に円筒部２２ａ、２２ｂを有し、外周の円筒部２２ａが外輪３の開口端部内に取付けられた非磁性体から成るロータガイド２７内に圧入されて外輪３に回り止めされている。
【００２２】
電磁石２３は、フィールドコア２３ａと、そのフィールドコア２３ａに支持された電磁コイル２３ｂから成る。この電磁石２３は、ロータ２２の内、外の円筒部２２ａ、２２ｂ間に配置され、フィールドコア２３ａが図示省略した静止部材に取付けられて非回転の支持とされている。
【００２３】
図３に示すように、アーマチュア２１の内周部にはロータ２２に向けて円錐筒部２１ａが設けられ、ロータ２２の内周部には、上記円錐筒部２１ａの外周のテーパ面２８に対向するテーパ面２９が設けられている。
【００２４】
ここで、電磁石２３の電磁コイル２３ｂに対する通電の遮断状態において、アーマチュア２１とロータ２２間には、図３に示すように、軸方向のクリアランスａが形成され、この軸方向クリアランスａはアーマチュア２１とロータ２２の対向面の全体にわたってほぼ同一とされている。
【００２５】
実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石２３の電磁コイル２３ｂに対する通電の遮断状態では、スイッチばね１５のばね力により係合子１３は中立状態に保持されるため、入力軸１の回転は外輪３に伝達されず、入力軸１がフリー回転する。
【００２６】
このとき、入力軸１と保持器１４はスイッチばね１５により連結され、また、アーマチュア２１は保持器１４に回り止めされているため、保持器１４およびアーマチュア２１も入力軸１と共に回転する。
【００２７】
入力軸１の回転状態において、電磁石２３の電磁コイル２３ｂに通電すると、アーマチュア２１に吸引力が付与され、アーマチュア２１は離反ばね２４の弾性に抗して移動してロータ２２に吸着される。
【００２８】
ロータ２２とアーマチュア２１の吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器１４の回転抵抗となり、その摩擦抵抗はスイッチばね１５のばね力より予め大きな値に設定されているため、スイッチばね１５が弾性変形して、入力軸１と保持器１４とが相対回転する。
【００２９】
入力軸１と保持器１４の相対回転により、図５に示すように、係合子１３が円筒面１１およびカム面１２に係合し、入力軸１の回転は係合子１３を介して外輪３に伝達される。
【００３０】
入力軸１から外輪３へのトルク伝達状態において、電磁コイル２３ｂに対する通電を遮断すると、スイッチばね１５のばね力により保持器１４が入力軸１に対して係合時とは逆方向に回転され、係合子１３は円筒面１１およびカム面１２に係合解除されて中立位置に戻される。このため、入力軸１から外輪３への回転伝達が遮断される。
【００３１】
また、アーマチュア２１は離反ばね２４のばね力によりロータ２２から離反する方向に移動し、アーマチュア２１とロータ２２間に軸方向クリアランスａが形成される。
【００３２】
ここで、アーマチュア２１とロータ２２の吸着面が平行面であると、上記軸方向クリアランスａを大きな値に設定した場合に、電磁コイル２３ｂの通電によってアーマチュア２１を吸着することができなくなる。
【００３３】
しかしながら、実施の形態で示す回転伝達装置においては、アーマチュア２１とロータ２２の吸着面における内周部にテーパ面２８、２９を設けているため、電磁コイル２３ｂに通電すると、そのテーパ面２８、２９の相互間にも、図４に示すように、テーパ面２８、２９の法線方向の吸引力Ｆが作用し、その吸引力Ｆが作用するクリアランスｂは、ｂ＝ａｓｉｎθと軸方向クリアランスａより小さく設定しているため、テーパ面２８、２９の相互間に大きな吸引力を付与することができる。
【００３４】
図６は、アーマチュア２１とロータ２２の内周部にテーパ面２８、２９を設けた本発明品の電磁クラッチ２０の軸方向クリアランスと軸方向吸引力および半径方向分力の関係を示す。その比較として、アーマチュアとロータの吸着面を全体にわたって平行面とした従来品の電磁クラッチの軸方向クリアランスと軸方向吸引力および半径方向分の関係を同時に掲載する。
【００３５】
図６から明らかなように、アーマチュア２１とロータ２２の内周部にテーパ面２８、２９を設けた本発明品の電磁クラッチ２０においては、軸方向クリアランスａを比較的大きな値に設定しても、平行面間およびテーパ面間の吸引力の合力によって、アーマチュア２１に従来品と同等もしくはそれ以上の吸引力を付与することができるので、アーマチュア２１とロータ２２間の軸方向クリアランスａを比較的大きな値に設定することができる。その結果、回転伝達装置の空転時において、軸方向クリアランスａに介在する油の剪断抵抗が小さくなり、アーマチュア２１に付加される引きずりトルクも小さく、係合子１３がくさび形空間に押し込まれてミス係合するのを防止することができる。
【００３６】
また、図４に示すように、アーマチュア２１のテーパ面２８に作用する吸引力Ｆの分力として、軸方向分力Ｆａと半径方向分力Ｆｒがアーマチュア２１に作用し、その半径方向分力Ｆｒはアーマチュア２１に放射状に作用するため、アーマチュア２１は半径方向の釣り合いを保持しつつ軸方向に安定して移動することになり、２方向クラッチ１０のスイッチングの安定化を図ることができる。
【００３７】
実施の形態では、外輪３の内周に円筒面１１を形成し、カムリング２の外周にカム面１２を設けたが、外輪３の内周にカム面を形成し、カムリング２の外周に円筒面を設けるようにしてもよい。この場合、外輪３と保持器１４の相互間にスイッチばね１５を組込んで、係合子１３を中立位置に保持すると共に、ロータ２２を入力軸１に対して回り止めする。
【００３８】
また、実施の形態では、アーマチュア２１およびロータ２２の内周部にテーパ面２８、２９を形成したが、テーパ面２８、２９の形成位置はこれに限定されるものではない。例えば、アーマチュア２１とロータ２２の外周部にテーパ面２８、２９を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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に示す回転伝達装置のアーマチュアとロータの一部分を拡大して示す断面図
【図４】アーマチュアの吸引時の状態を示す断面図
【図５】図１に示す回転伝達装置の動力伝達状態を示す断面図
【図６】軸方向クリアランスと吸引力の関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００４０】
１          入力軸（入力側部材）
３          外輪（出力側部材）
１０        ２方向クラッチ
１３        係合子
１４        保持器
１５        スイッチばね
２０        電磁クラッチ
２１        アーマチュア
２２        ロータ
２３        電磁石
２４        離反ばね
２８、２９  テーパ面
【図１】
2005180551.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005180551.tif 000006
【図５】
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【図６】
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