(57)【要約】【課題】２方向クラッチの係合を容易に解除することができると共に、ポップアウト現象やロールオーバ現象の発生を防止することができるようにした回転伝達装置を提供することである。【解決手段】外輪２の内周に円筒面１１を形成し、入力軸１の外周にカム面１２を設け、そのカム面１２と円筒面１１間に組込まれたローラ１３を保持器１４で保持する。外輪２と保持器１４の相互間に負荷される軸力によって滑りを生じさせつつ外輪２と保持器１４とを結合する摩擦結合手段２０と、その摩擦結合手段２０に軸力を負荷する軸力付与手段３０とを設ける。軸力付与手段３０から摩擦結合手段２０に軸力を負荷して外輪２と保持器１４を結合し、その保持器１４と入力軸１の相対回転によりローラ１３を円筒面１１およびカム面１２に係合し、その係合状態でローラ接触部の摩擦係数μとくさび角θとの間にμ＜ｔａｎ（θ／２）の関係をもたせて２方向クラッチの係合解除の容易化を図ると共に、過大トルク負荷時に摩擦結合手段２０で滑りを生じさせてポップアウト現象やロールオーバ現象の発生を防止する。【選択図】図１
2005325908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方部材の外周とその外側に設けられた外方部材の内周の一方に円筒面を形成し、他方にその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間にローラを組込み、このローラを内方部材と外方部材間に組込まれた保持器で保持し、その保持器とカム面が形成された部材の相互間に前記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するスイッチばねを設け、前記保持器と円筒面が形成された部材の相互間には軸力の負荷により滑りを生じさせつつ保持器と円筒面が形成された部材とを摩擦結合する摩擦結合手段と、その摩擦結合手段に軸力を負荷する軸力付与手段とを設け、前記ローラと円筒面およびカム面の接触部の最大摩擦係数をμ、ローラと円筒面の接触点を通る円筒面の接線とカム面で形成されるくさび角をθとしたとき、
μ＜ｔａｎ（θ／２）の関係式が成立するようにした回転伝達装置。
【請求項２】
前記くさびθを１２〜２０ｄｅｇとした請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記摩擦結合手段が、複数の第１摩擦板と、複数の第２摩擦板とを有し、その第１摩擦板と第２摩擦板を円筒面を有する部材に形成された軸心に直角なストッパ面に対向して軸方向に交互に配置し、一方の摩擦板を円筒面を有する部材に回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、他方の摩擦板を保持器に回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、前記ストッパ面に向けての第１摩擦板と第２摩擦板の移動により両摩擦板を互に接触させるようにした請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記摩擦結合手段が、保持器の端部に一体に設けられた摩擦ディスクを有し、この摩擦ディスクを円筒面を有する部材に形成された軸心に直角なストッパ面に対向配置して保持器の軸方向の移動によりストッパ面に摩擦ディスクを接触させるようにした請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
前記軸力付与手段が、円筒面を有する部材に支持されて開口端が摩擦結合手段と軸方向で対向するハウジングと、そのハウジング内に摺動自在に組込まれてハウジングの閉塞端間に加圧室を形成するピストンとから成り、前記加圧室に対する圧力流体の供給によりピストンを移動させて摩擦結合手段を軸方向に押圧するようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の回転伝達装置。
【請求項６】
前記軸力付与手段が、カム面を有する部材に回り止めされて摩擦結合手段と軸方向で対向する軸方向に移動可能な可動ディスクと、その可動ディスクと軸方向で対向する軸方向に非可動な固定ディスクと、前記可動ディスクと固定ディスク間に組込まれ、両ディスクの相対回転により可動ディスクを摩擦結合手段に向けて移動させるトルクカム機構と、前記固定ディスクを円筒面を有する部材に連結および連結解除する連結手段とから成る請求項１乃至３のいずれかに記載の回転伝達装置。
【請求項７】
前記トルクカム機構が、可動ディスクと固定ディスクの対向面それぞれに形成されて溝深さが周方向中央から周方向両端に至るに従って次第に浅くなるカム溝と、そのカム溝間に組込まれた転動体とから成る請求項６に記載の回転伝達装置。
【請求項８】
前記連結手段が、円筒面を有する部材に支持されて固定ディスクの軸方向への移動を阻止するロータと、そのロータに対向配置されたアーマチュアと、そのアーマチュアとロータの相互間に磁気吸引力を付与してロータに向けてアーマチュアを移動させる電磁石と、前記ロータとアーマチュア間に設けられた複数のインナプレートおよび複数のアウタプレートとから成り、前記複数のインナプレートと複数のアウタプレートを軸方向に交互に配置し、一方のプレートを円筒面を有する部材に回り止めし、かつ軸方向に移動可能とし、他方のプレートを固定ディスクに回り止めし、かつ軸方向に移動可能とした請求項６に記載の回転伝達装置。
【請求項９】
前記軸力付与手段が、軸方向に非可動な固定ディスクと、その固定ディスクに対向配置された軸方向に移動可能な可動ディスクと、この可動ディスクを回転させる駆動手段と、前記固定ディスクに対する可動ディスクの相対回転により可動ディスクを固定ディスクから離反する方向に移動させるトルクカム機構と、前記可動ディスクの軸方向の移動により押圧されて摩擦結合手段に軸力を負荷する押圧子とから成る請求項１乃至３のいずれかに記載の回転伝達装置。
【請求項１０】
前記駆動手段が、モータと、そのモータの回転を可動ディスクに伝達するギヤ減速機構とから成る請求項９に記載の回転伝達装置。
【請求項１１】
前記軸力付与手段が、円筒面を有する部材に取付けられて前記摩擦ディスクとの間に密閉空間を形成するハウジングと、前記密閉空間内に封入された粘性流体と、前記摩擦ディスクの密閉空間と対向する面に形成されてハウジングの対向面間に微小な間隙を形成する扇形の突出部とから成る請求項４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、外輪と入力軸との間に２方向クラッチと、電磁クラッチとを組込み、上記電磁クラッチにより２方向クラッチの係脱を制御し、上記２方向クラッチの係合により外輪と入力軸とを結合して、入力軸の回転を外輪に伝えるようにしている。
【０００４】
ここで、２方向クラッチは、図１０に示すように、外輪９０の内周に円筒面９１を形成し、入力軸９２の外周には上記円筒面９１との間でくさび形空間を形成する平坦なカム面９３を設け、そのカム面９３と円筒面９１間にローラ９４を組込み、そのローラ９４を保持器９５で保持して、入力軸９２に対する保持器９５の相対回転により、ローラ９４をくさび形空間の狭小部に押し込んで円筒面９１およびカム面９３に係合させるようにしている。また、図では省略したが、入力軸９２と保持器９５の相互間にスイッチばねを組込み、上記入力軸９２と保持器９５の相対回転によりスイッチばねを弾性変形させ、その復元弾性によりローラ９４が係合解除される中立位置に保持器９５を復帰回転させるようにしている。
【０００５】
一方、電磁クラッチは、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、外輪に回り止めされて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、その吸着面に作用する回転抵抗により入力軸と保持器を相対回転させて、図１０に示すローラ９４を円筒面９１およびカム面９３に係合させるようにしている。
【０００６】
上記のような回転伝達装置の２方向クラッチにおいては、ローラ９４が円筒面９１およびカム面９３に係合するトルク伝達状態でローラ９４と円筒面９１およびカム面９３の接触部に法線力が作用する。その法線力をＦｎとし、円筒面９１とローラ９４の接触点を通る接線とカム面９３とで形成されるくさび角をθ、円筒面９１およびカム面９３がローラ９４を挾持する挾持力をＦｏ、ローラ９４と円筒面９１およびカム面９３の接触部の摩擦係数をμ、ローラ９４に負荷される押出し力をｆとすると、円筒面９１とローラ９４の接触部に作用する摩擦力はμ・Ｆｎで表すことができる。その摩擦力μ・Ｆｎが押出し力ｆより小さい場合、ローラ９４は係合状態に保持されずにくさび形空間の広幅部に押し出されることになり、入力軸９２から外輪９０の相互間でトルクを伝達することができなくなる。
【０００７】
そこで、従来の回転伝達装置における２方向クラッチにおいては、摩擦力μ・Ｆｎが押出し力ｆより大きくなるようにしている。すなわち、μ・Ｆｎ＞ｆの関係式が成立するようにしている。
【０００８】
ここで、Ｆｎ＝Ｆｏｃｏｓα、ｆ＝Ｆｏｓｉｎαであるため、上記関係式  μ・Ｆｎ＞ｆは  μ・Ｆｏｃｏｓα＞Ｆｏｓｉｎα
で表すことができ、変形すると、
μ＞Ｆｏｓｉｎα／Ｆｏｃｏｓα＝ｔａｎα
となる。一方、ストラト角αはθ／２であるため、前記関係式は、μ＞ｔａｎ（θ／２）で表され、その関係式が成立するようにしている。
【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】
【０００９】
ところで、上記従来の回転伝達装置においては、２方向クラッチのローラ９４が係合状態に保持されるように、ローラ９４と円筒面９１およびカム面９３の接触部の摩擦係数μとくさび角θの関係が、μ＞ｔａｎ（θ／２）となるようにしているため、２方向クラッチのローラ９４が円筒面９１およびカム面９３に係合するトルク伝達状態で、その伝達トルクがスイッチばねの弾性力を下回る大きさにならなければ、ローラ９４を係合解除される中立位置に戻すことができず、２方向クラッチの係合解除が困難であるという問題があった。
【００１０】
また、２方向クラッチの係合状態で外輪９０に負荷されるトルクが大きくなると、ローラ９４と円筒面９１およびカム面９３の接触部で変形が生じ、そのエネルギによりローラ９４がくさび形空間の広幅部に向けて勢いよくはじき出される現象（ポップアウト現象）や変形量過大によりローラ９４が隣接するくさび形空間内に侵入する現象（ロールオーバ現象）が生じるという問題があった。
【００１１】
この発明の課題は、２方向クラッチの係合を容易に解除することができると共に、ポップアウト現象やロールオーバ現象の発生を防止することができるようにした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】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明においては、内方部材の外周とその外側に設けられた外方部材の内周の一方に円筒面を形成し、他方にその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間にローラを組込み、このローラを内方部材と外方部材間に組込まれた保持器で保持し、その保持器とカム面が形成された部材の相互間に前記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するスイッチばねを設け、前記保持器と円筒面が形成された部材の相互間には軸力の負荷により滑りを生じさせつつ保持器と円筒面が形成された部材とを摩擦結合する摩擦結合手段と、その摩擦結合手段に軸力を負荷する軸力付与手段とを設け、前記ローラと円筒面およびカム面の接触部の最大摩擦係数をμ、ローラと円筒面の接触点を通る円筒面の接線とカム面で形成されるくさび角をθとしたとき、μ＜ｔａｎ（θ／２）の関係式が成立するようにした構成を採用したのである。
【００１３】
ここで、２方向クラッチは、油やグリースによって潤滑され、その潤滑状態でローラと円筒面およびカム面の接触部の摩擦係数は、０．０９程度であるため、２方向クラッチが機能するためにはμ＜ｔａｎ（θ／２）より、くさび角θはθ＞１０ｄｅｇとすることが必要である。このため、θ＞１２ｄｅｇとすることによって、μ＜ｔａｎ（θ／２）をより確実に満たすことができる。また、くさび角θを大きくとるに従い、摩擦結合手段によるトルク容量を大きくすることが必要となり、サイズの小型化、コストの低減を図るために、くさび角θはなるべく小さくすることも重要である。したがって、くさびθは１２〜２０ｄｅｇが好ましい。
【００１４】
この発明に係る回転伝達装置において、摩擦結合手段として、円筒面を有する部材に回り止めされて軸方向に移動可能な複数の摩擦板と、保持器に回り止めされて軸方向に移動可能な複数の摩擦板を軸方向に交互に配置し、これらの各摩擦板を円筒面を有する部材に形成された軸心に直角なストッパ面に向けて押し付けるようにしたものや、保持器の端部に設けられた摩擦ディスクを上記ストッパ面に押し付けるようにしたものを採用することができる。
【００１５】
また、軸力付与手段としては、円筒面を有する部材に支持されたハウジング内にピストンを摺動自在に組込み、そのピストンの背部に形成された加圧室に圧縮エアや油圧等の加圧流体を供給してピストンを移動させ、そのピストンで摩擦結合手段を押圧するようにしたものや、固定ディスクと可動ディスクを軸方向に対向し、固定ディスクに対する可動ディスクの相対回転により両ディスク間に組込まれたトルクカム機構によって可動ディスクを移動させ、その可動ディスクで摩擦結合手段を押し込むようにしたものを採用することができる。
【００１６】
ここで、固定ディスクと可動ディスクの相対回転に際しては、カム面を有する部材に可動ディスクを回り止めし、固定ディスクと円筒面を有する部材の相互間に電磁式多板クラッチ等の連結手段を設け、その連結手段により円筒面を有する部材に固定ディスクを連結して、可動ディスクが回り止めされたカム面を有する部材と円筒面を有する部材の相対回転により両ディスクを相対回転させるようにしてもよく、あるいは、モータを駆動源とする駆動手段によって可動ディスクを回転させるようにしてもよい。
【００１７】
また、軸力付与手段として、保持器の端部に設けられた摩擦ディスクと円筒面を有する部材に取付けられたハウジングとの間に密閉空間を形成し、その密閉空間内に粘性流体を封入し、摩擦ディスクの密閉空間と対向する面に扇形の突出部を設け、上記ハウジングと摩擦ディスクの相対回転時に、突出部とハウジングの対向面間の微小な隙間に粘性流体が流動する作用により内圧を発生させて摩擦ディスクを押圧するようにしたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように構成すれば、軸力付与手段によって摩擦結合手段に軸力を負荷すると、円筒面を有する部材と保持器とが摩擦結合されて、カム面を有する部材と保持器が相対回転し、その相対回転によってローラが円筒面およびカム面に係合し、内方部材と外方部材の相互間で回転トルクを伝達することができる。
【００１９】
また、円筒面およびカム面に対するローラの接触部の摩擦係数μとローラ係合時のくさび角θとの間に、μ＜ｔａｎ（θ／２）の関係をもたせたので、内方部材と外方部材の相互間にスイッチばねの復元弾性力を上回る伝達トルクが残留する状態においても、ローラの係合を解除させることが可能となり、２方向クラッチの係合を容易に解除することができる。
【００２０】
さらに、円筒面を有する部材と保持器の相互間に摩擦結合手段を設けたことにより、内方部材と外方部材の相互間における伝達トルクが過大になると、上記摩擦結合手段に滑りが生じてローラが円筒面に沿って滑り移動する。このため、ロールオーバ現象の発生を防止することができると共に、動力伝達系の機械的強度の弱い部分での破損を防止することができる。
【００２１】
また、内方部材と外方部材の相互間におけるトルク伝達の遮断状態で、遠心力や内方部材と外方部材間に介在された潤滑剤の粘性抵抗によりローラがくさび形空間の狭小部に押し込まれたとしても、μ＜ｔａｎ（θ／２）の関係によってローラは係合状態に保持されることはなく、ローラのミス係合を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図９に基づいて説明する。図１乃至図４は、この発明に係る回転伝達装置の第１の実施形態を示す。
【００２３】
図１に示すように、内方部材としての入力軸１の外側には外方部材としての外輪２が設けられ、その入力軸１と外輪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。
【００２４】
入力軸１は大径のカムリング部４を有し、そのカムリング部４と外輪２の相互間に２方向クラッチ１０が設けられている。
【００２５】
２方向クラッチ１０は、外輪２の内周に円筒面１１を形成し、カムリング部４の外周には上記円筒面１１との間でくさび形空間を形成する複数のカム面１２を周方向に間隔をおいて設け、各カム面１２と円筒面１１との間にローラ１３を組込み、各ローラ１３を入力軸１と外輪２間に組込まれた保持器１４によって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。
【００２６】
図２および図３に示すように、カムリング部４の端面にはばね嵌合凹部１５が形成され、そのばね嵌合凹部１５内にスイッチばね１６が組込まれている。スイッチばね１６はＣ形をなし、その両端から外向きに形成された一対の押圧片１６ａはばね嵌合凹部１５の外周壁に形成された切欠部１７から保持器１４の端部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側面を相反する方向に押圧し、その押圧によってローラ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を弾性保持している。
【００２７】
図１に示すように、外輪２は、筒体２ａと、その筒体２ａの開口端部に接続されたガイドリング２ｂとから成る。筒体２ａは、開口端部にフランジ５を有し、そのフランジ５の軸心の直角な外端面はストッパ面６とされている、
図２に示すように、ガイドリング２ｂは内周の中央部に環状突出部７を有している。このガイドリング２ｂはフランジ５の外周に圧入されて環状突出部７の一端面がフランジ５に当接され、内周一端部に対する止め輪８の取付けによって筒体２ａに連結されている。  
【００２８】
ガイドリング２ｂの内部には、負荷される軸力によって外輪２と保持器１４とを滑りを生じさせつつ摩擦結合する摩擦結合手段２０と、その摩擦結合手段２０に軸力を負荷する軸力付与手段３０とが組込まれている。
【００２９】
摩擦結合手段２０は、筒体２ａのストッパ面６に対向配置された複数の第１摩擦板２１と複数の第２摩擦板２２とから成る。第１摩擦板２１と第２摩擦板２２は軸方向に交互に配置され、第１摩擦板２１はスプライン２３によってガイドリング２ｂに回り止めされ、かつ軸方向に移動自在とされている。一方、第２摩擦板２２はスプライン２４によって保持器１４に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在とされている。
【００３０】
軸力付与手段３０は、ハウジング３１と、そのハウジング３１内に摺動自在に組込まれて摩擦結合手段２０と軸方向で対向するピストン３２と、そのピストン３２を摩擦結合手段２０から離反する方向に押圧するリターンスプリング３３とから成り、前記ピストン３２とハウジング３１の閉塞端間に形成された加圧室３４に油圧あるいは圧縮エア等の圧力流体を供給し、軸方向に移動するピストン３２により摩擦結合手段２０を筒体２ａのストッパ面６に押し付けるようにしている。
【００３１】
ここで、ハウジング３１はガイドリング２ｂ内に圧入されてその開口端が環状突出部７に当接され、上記ガイドリング２ｂの開口端部の内周に取付けた止めリング３５によって抜け止めされている。
【００３２】
第１の実施形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、軸力付与手段３０の加圧室３４に対する加圧流体の供給遮断状態では２方向クラッチ１０のローラ１３は図３に示すスイッチばね１６のばね力により円筒面１１およびカム面１２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、入力軸１が回転しても、その回転は外輪２に伝達されない。このとき、入力軸１と保持器１４の相互間にはスイッチばね１６が組込まれているため、保持器１４およびその保持器１４に保持されているローラ１３が入力軸１と共に回転する。
【００３４】
入力軸１の回転状態において、軸力付与手段３０の加圧室３４に加圧流体を供給すると、ピストン３２が移動し、そのピストン３２によって複数の第１摩擦板２１および複数の第２摩擦板２２がストッパ面６に向けて押圧され、各摩擦板２１、２２およびストッパ面６の衝合面に作用する摩擦力によって保持器１４が外輪２に摩擦結合される。
【００３５】
外輪２に対する保持器１４の摩擦結合によって入力軸１と保持器１４が相対回転し、ローラ１３がくさび形空間の狭小部に押し込まれて円筒面１１およびカム面１２に係合し、入力軸１と外輪２の相互間でトルクが伝達される。
【００３６】
また、入力軸１と保持器１４の相対回転により、スイッチばね１６が弾性変形する。このため、加圧室３４に対する加圧流体の供給を遮断し、リターンスプリング３３の弾性によりピストン３２を後退させて、保持器１４と外輪２の摩擦結合を解除すると、スイッチばね１６の復元弾性により保持器１４が回動され、ローラ１３は円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除される中立位置に戻される。このため、入力軸１から外輪２への回転伝達が遮断される。
【００３７】
図４は、２方向クラッチ１０の係合時における力の釣り合いを模式的に示し、外輪２の円筒面１１を直線で表示している。図１０に示す従来の２方向クラッチと同様に、ローラ１３の係合時における円筒面１１とカム面１２とで形成されるくさび角をθ、円筒面１１およびカム面１２がローラ１３を挾持する挾持力をＦｏ、ローラ１３と円筒面１１およびカム面１２の接触部の摩擦係数をμ、ローラ１３に負荷される押出し力をｆ、ローラ１３と円筒面１１およびカム面１２の接触部に作用する法線力をＦｎとし、そして、摩擦結合手段２０の第１摩擦板２１と第２摩擦板２２の接触部に作用する回転抵抗力をＦｒとした場合、本願発明では、
μ＜ｔａｎα  ・・・  式１
の関係が成立するようにしている。
【００３８】
ここで、αはストラト角を示し、このストラト角αはくさび角θの１／２であるため、式１は、μ＜ｔａｎ（θ／２）で表すことができる。
【００３９】
上記関係式１だけであると、ローラ１３を係合位置に保持することができないため、摩擦係合手段２０により保持器１４に回転抵抗力Ｆｒを負荷してローラ１３を係合位置に保持するようにしている。
【００４０】
ここで、回転抵抗力Ｆｒは次式で表すこともできる。
Ｆｒ＝２Ｆｎ（ｓｉｎα−μｃｏｓα）  ・・・  式２
【００４１】
回転抵抗力Ｆｒは加圧室３４に対する流体の供給圧を制御することによって得ることができる。
【００４２】
上記のように、摩擦係数μとくさび角θの関係を式１で示すように、μ＜ｔａｎ（θ／２）とすることにより、２方向クラッチ１０の係合状態で加圧室３４に対する流体の供給を遮断し、リターンスプリング３３の押圧によりピストン３２を摩擦結合手段２０より離反させて保持器１４に対する回転抵抗力Ｆｒを解除することで、ローラ１３はくさび形空間内に保持されなくなり、２方向クラッチ１０にトルクが伝達中であっても、その２方向クラッチ１０を速やかに係合解除することができる。
【００４３】
次に、ストラト角αに関する定量的な見解を述べると、ローラ１３と円筒面１１およびカム面１２の接触部における摩擦係数μは、油やグリース潤滑される状態でせいぜい０．０９程度である。２方向クラッチ１０が機能するには式１のμ＜ｔａｎαより、α＞５ｄｅｇ、くさび角θとしては、θ＞１０ｄｅｇとすることが必要であり、θ＞１２ｄｅｇとすることで、μ＜ｔａｎαをより確実に満たすことが可能となる。
【００４４】
また、ストラト角αを大きくとるに従って、摩擦結合手段２０によるトルク容量を大きくすることが必要となり、その摩擦結合手段２０のサイズの小型化、コストの低減のためには、ストラト角αをなるべく小さくすることも重要である。
【００４５】
したがって、機能成立と経済性を両立できるストラト角αとしては６〜１０ｄｅｇ、くさび角θとしては１２〜２０ｄｅｇ程度が好ましい。
【００４６】
第１の実施形態で示すように、外輪２と保持器１４の相互間に滑りを生じさせつつ両部材を結合する摩擦結合手段２０を設けることにより、入力軸１と外輪２のトルク伝達時に、その両部材１、２に過大トルクが負荷されると、摩擦結合手段２０の第１摩擦板２１と第２摩擦板２２の接触部で滑りが生じ、ローラ１３はくさび空間に保持されなくなり、２方向クラッチは係合解除される。つまり、上記摩擦結合手段２０がトルクリミッタとしての機能を発揮する。このため、２方向クラッチ部においてロールオーバ現象が発生するのを防止することができる。
【００４７】
また、２方向クラッチ１０において、ローラ１３と円筒面１１およびカム面１２の接触部の摩擦係数μとくさび角θとの間に、μ＜ｔａｎ（θ／２）の関係をもたせることにより、入力軸１の空転状態でカムリング部４と外輪２間に介在する潤滑油の粘性や円筒面１１との接触によってローラ１３に作用する引きずりトルクにより、ローラ１３が円筒面１１およびカム面１２に接触する位置まで移動されたとしてもローラ１３を係合状態に保持することができず、２方向クラッチ１０のミス係合を防止することができる。
【００４８】
図５および図６は、この発明に係る回転伝達装置の第２の実施形態を示す。この実施形態で示す回転伝達装置と図１において先に述べた第１の実施形態で示す回転伝達装置とは摩擦結合手段２０に軸力を負荷する軸力付与手段３０の構成のみが相違する。このため、第１の実施形態で示す回転伝達装置と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図５に示すように、軸力付与手段３０は、摩擦結合手段２０に対して軸方向に対向配置された可動ディスク３６と、その可動ディスク３６に対向配置された固定ディスク３７と、その両ディスク３６、３７間に組込まれたトルクカム機構４０と、上記固定ディスク３７を外輪２のガイドリング２ｂに連結する連結手段５０とから成っている。
【００５０】
可動ディスク３６は入力軸１の外周に形成されたスプライン３８により入力軸１に回り止めされ、かつ軸方向に移動自在とされている。一方、固定ディスク３７は連結手段５０との間に組込まれたスラスト軸受３９で支持されて定位置で回転自在とされている。
【００５１】
図６（Ｉ）に示すように、トルクカム機構４０は、固定ディスク３７と可動ディスク３６の対向面それぞれに周方向の中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなるカム溝４１、４２を形成し、そのカム溝４１、４２間にボール４３を組込み、固定ディスク３７と可動ディスク３６の相対回転により可動ディスク３６を摩擦結合手段２０に向けて移動させるようにしている。
【００５２】
図５に示すように、連結手段５０は、ロータ５１と、そのロータ５１に対向配置されたアーマチュア５２と、そのアーマチュア５２とロータ５１間に組込まれた複数のインナプレート５３および複数のアウタプレート５４と、上記ロータ５１とアーマチュア５２間に磁気吸引力を付与する電磁石５５とから成り、上記電磁石５５は固定部材５６に支持されている。
【００５３】
ロータ５１はガイドリング２ｂの内周に圧入され、そのガイドリング２ｂの開口端部の内周に取付けられた止めリング５７と前記環状突出部７とによって軸方向に非可動とされている。
【００５４】
アーマチュア５２は、前記可動ディスク３６のロータ５１に対向する面の外周部に形成された円筒形のラジアル軸受面５８によって回転自在に支持されている。
【００５５】
インナプレート５３とアウタプレート５４は軸方向に交互に配置され、上記インナプレート５３は固定ディスク３７の外周に形成されたスプライン５９により回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されている。一方、アウタプレート５４はガイドリング２ｂの内周に形成された前記スプライン２３により回り止めされ、かつ軸方向に移動自在に支持されている。
【００５６】
上記の構成から成る軸力付与手段３０において、電磁石５５の電磁コイル５５ａに通電すると、ロータ５１とアーマチュア５２の相互間に磁気吸引力が作用し、アーマチュア５２がロータ５１側に引き寄せられてインナプレート５３とアウタプレート５４が互に圧接される。その圧接面に作用する摩擦抵抗により、固定ディスク３７がガイドリング２ｂに結合され、入力軸１と共に回転する可動ディスク３６が固定ディスク３７に対して相対回転する。このとき、各ディスク３６、３７に形成されたカム溝４１、４２が周方向に位置がずれるため、ボール４３はカム溝４２の浅溝部に向けて移動すると共に、可動ディスク３６のカム溝４１の浅溝部がボール４３と接触し、可動ディスク３６が軸方向に移動して摩擦結合手段２０を軸方向に押圧する。電磁石５５の電磁コイル５５ａに対する通電を解除すると、アーマチュア５２の磁気吸引力が解除されるため、インナプレート５３とアウタプレート５４を押圧する押圧力が抜け、可動ディスク３６と固定ディスク３７はカム溝４１、４２の中央の深溝部にボール４３が納まる安定した位置まで相対回転する。その相対回転により可動ディスク３６は固定ディスク３７に向けて移動するため、摩擦結合手段２０の押圧力が解除されることになる。
【００５７】
図７は、この発明に係る回転伝達装置の第３の実施形態を示す。この実施形態で示す回転伝達装置と図１に示す第１の実施形態で示す回転伝達装置とは軸力付与手段３０の構成が相違する。このため、第１の実施形態で示す回転伝達装置と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図７に示すように、軸力付与手段３０は、ケーシング６０に固定ディスク６１を取付け、その固定ディスク６１に可動ディスク６２を対向配置し、その両ディスク６１、６２間にトルクカム機構６３を設けている。また、可動ディスク６２に加圧プレート６４を対向配置し、その加圧プレート６４と可動ディスク６２をその対向部間に組込まれた軸受６５によって相対的に回転自在に支持している。
【００５９】
さらに、加圧プレート６４とガイドリング２ｂの端部に設けられた端板２ｃ間に離反ばね６６を組込んで加圧プレート６４を端板２ｃから離反する方向に押圧し、上記加圧プレート６４と摩擦結合手段２０との間に複数の押圧子６７を組込み、各押圧子６７を上記端板２ｃによってスライド自在に支持している。
【００６０】
また、可動ディスク６２を駆動手段７０により回転させるようにしている。ここで、駆動手段７０は、ケーシング６０に支持されたモータ７１と、そのモータ７１の回転を可動ディスク６２に伝達するギヤ減速機構７２とから成っている。
【００６１】
上記の構成から成る軸力付与手段３０において、モータ７１の駆動により可動ディスク６２を回転させると、トルクカム機構６３により、可動ディスク６２が固定ディスク６１から離反する方向に移動し、その可動ディスク６２により加圧プレート６４が軸方向に押圧され、押圧子６７を介して摩擦結合手段２０に軸力が負荷される。
【００６２】
また、モータ７１を逆転させると、離反ばね６６の押圧により、加圧プレート６４および可動ディスク６２が固定ディスク６１に向けて移動し、摩擦結合手段２０に対する軸力の負荷が解除される。
【００６３】
図８および図９は、この発明に係る回転伝達装置の第４の実施形態を示す。この実施形態で示す回転伝達装置と先に述べた図１の第１の実施形態で示す回転伝達装置とは摩擦結合手段２０と軸力付与手段３０の構成が相違する。このため、第１の実施形態で示す回転伝達装置と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図８および図９において、摩擦結合手段２０は、外輪２の内周に軸心に直角なストッパ面８０を設け、保持器１４の端部には上記ストッパ面８０に対向する摩擦ディスク８１を設け、上記摩擦ディスク８１に負荷される軸力により、保持器１４を軸方向に移動させて摩擦ディスク８１をストッパ面８０に圧接させ、その圧接面に作用する摩擦抵抗により保持器１４と外輪２とを摩擦結合するようにしている。
【００６５】
また、軸力付与手段３０は、外輪２の開口端部内にハウジング８２を圧入し、そのハウジング８２の内周面と入力軸１の外周面間にシール部材８３を組込んで、上記ハウジング８２と摩擦ディスク８１間に密閉空間８４を形成し、その密閉空間８４内にシリコーンオイル等の粘性流体を封入し、前記摩擦ディスク８１の密閉空間８４と対向する面に複数の扇形の突出部８５を設け、上記ハウジング８２と摩擦ディスク８１の相対回転時に、突出部８５とハウジング８２の対向面間の微小な隙間に粘性流体が流動する作用により内圧を発生させて摩擦ディスク８１をストッパ面８０に向けて移動させるようにしている。
【００６６】
第１の実施形態乃至第４の実施形態では、外輪２の内周に円筒面１１を形成し、入力軸１の外周にカム面１２を形成したが、入力軸１の外周に円筒面を形成し、外輪２の内周にカム面を設けるようにしてもよい。この場合、入力軸１と保持器１４の相互間に摩擦結合手段２０を設けると共に、外輪２と保持器１４の相互間にスイッチばね１６を組込むようにする。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】この発明に係る回転伝達装置の第１の実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１の一部分を拡大して示す断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】２方向クラッチの係合状態を示す模式図
【図５】この発明に係る回転伝達装置の第２の実施形態を示す縦断正面図
【図６】（Ｉ）は図５に示すトルクカム機構の断面図、（II）はトルクカム機構の作動状態を示す断面図
【図７】この発明に係る回転伝達装置の第３の実施形態を示す縦断正面図
【図８】この発明の係る回転伝達装置の第４の実施形態を示す縦断正面図
【図９】図８のIX−IX線に沿った断面図
【図１０】従来の２方向クラッチを示す断面図
【符号の説明】
【００６８】
１    入力軸
２    外輪
６    ストッパ面
１０  ２方向クラッチ
１１  円筒面
１２  カム面
１３  ローラ
１４  保持器
１６  スイッチばね
２０  摩擦結合手段
２１  第１摩擦板
２２  第２摩擦板
３０  軸力付与手段
３１  ハウジング
３２  ピストン
３４  加圧室
３６  可動ディスク
３７  固定ディスク
４０  トルクカム機構
４１  カム溝
４２  カム溝
４３  ボール
５０  連結手段
５１  ロータ
５２  アーマチュア
５３  インナプレート
５４  アウタプレート
５５  電磁石
６１  固定ディスク
６２  可動ディスク
６３  トルクカム機構
６４  加圧プレート
６７  押圧子
７０  駆動手段
７１  モータ
７２  ギヤ減速機構
８０  ストッパ面
８１  摩擦ディスク
８２  ハウジング
８４  密閉空間
８５  突出部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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