(57)【要約】【課題】回転方向のガタの少ない２方向ローラクラッチを提供することである。【解決手段】入力軸１の外側に外輪２を設け、入力軸１の外周に外輪２の内周に形成された円筒面５との間でくさび形空間を形成するカム面６を設ける。カム面６と円筒面５との間に組込まれたローラ９を保持器７で保持する。入力軸１をカム面６の軸方向のほぼ中央で分割する。分割によって得られた第１軸１ａと第２軸１ｂを相対的に逆方向に回転させる回転駆動機構２０を設ける。回転駆動機構２０により第１軸１ａと第２軸１ｂとを相対的に逆方向に回転させて第１軸１ａと第２軸１ｂのカム面６ａ、６ｂでローラ９を半径方向外方に移動させて各カム面６ａ、６ｂと円筒面５に係合させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸とその外側に設けられた外輪とを相対的に回転自在に支持し、入力軸の外周と外輪の内周における一方に円筒面を設け、他方にその円筒面との間でくさび形空間を形成する複数のカム面を形成し、各カム面と円筒面間にローラと、そのローラを保持する保持器とを組込み、前記カム面が形成された入力軸または外輪をカム面の軸方向長さのほぼ中央より軸方向に２分割し、その分割により形成された２部品を相対的に逆方向に回転させる回転駆動手段を設け、前記２部品と保持器の相互間に、その２部品のカム面が同一面上に配置されるよう２部品を保持すると共に、ローラがカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を保持するスイッチばねを設けた２方向ローラクラッチ。
【請求項２】
前記回転駆動手段が、軸方向に２分割された入力軸または外輪の分割面における一方に油室を形成し、他方にその油室をａ室とｂ室とに仕切るベーンを設け、前記ａ室に圧油を供給する第１給油通路とｂ室に圧油を供給する第２給油通路とを設けた構成から成る請求項１に記載の２方向ローラクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力軸とその外側に設けられた外輪の相互間において回転トルクの伝達と遮断とを行なう制御型の２方向ローラクラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
制御型の２方向ローラクラッチを採用した装置として、特許文献１に記載された回転伝達装置が従来から知られている。この回転伝達装置は、入力軸とその外側に設けられた外輪との間に２方向ローラクラッチを組込み、その２方向ローラクラッチのオン、オフを電磁クラッチにより制御して、入力軸から外輪への回転トルクの伝達と遮断とを行なうようにしている。
【０００３】
ここで、２方向ローラクラッチは、図９に示すように、入力軸４０の外側に設けられた外輪４１の内周に円筒面４２を形成し、入力軸４０の外周には上記円筒面４２との間でくさび形空間を形成するカム面４３を設け、そのカム面４３と円筒面４２との間にローラ４４を組込み、そのローラ４４を保持器４５で保持している。
【０００４】
保持器４５は図示省略したスイッチばねによってローラ４４が円筒面４２とカム面４３に係合解除された中立位置に保持されている。
【０００５】
回転伝達装置においては、電磁クラッチの電磁コイルへの通電により、外輪４１と保持器４５とを結合し、その保持器４５と入力軸４０の相対回転によりローラ４４をくさび形空間の一方の狭小部に向けて移動させて円筒面４２とカム面４３に係合させ、そのローラ４４を介して入力軸４０の回転トルクを外輪４１に伝えるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３３６７９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図９に示す従来の２方向ローラクラッチにおいて、ローラ４４が例えば図１０に示すように、くさび形空間の向かって右側の狭小部に押し込まれて入力軸４０の矢印で示す方向の回転を外輪４１に伝達した状態で、入力軸４０と外輪４１の回転数の大小関係、あるいは、トルクの大小関係のバランスが逆転すると、ローラ４４は同図の左側に移動してくさび形空間の左側の狭小部に押し込まれることになる。
【０００８】
このときのローラ４４の移動角θは、カム面４３の円周方向の幅寸法、ローラ４４の外径、円筒面４２の内径により幾何学的に決まる値であって２方向ローラクラッチの回転方向のガタとなり、そのガタが大きい場合にはローラ係合時に大きな係合ショックを伴うという問題が発生する。
【０００９】
一方、上記幾何学的寸法を変更して移動角θを極力小さくすると、ローラ４４と円筒面４２間の半径方向すきまδ１  が小さくなり、上記すきまδ１  間に介在する潤滑油によってローラ４４に引きずりトルクが発生し、ローラ４４が円筒面４２およびカム面４３に不必要に係合して２方向ローラクラッチに係合ミスが発生するという問題が生じる。
【００１０】
この発明の課題は、外輪の内周とローラとの間に最適な半径方向すきまを確保する状態で回転方向のガタを極力小さくすることができるように２方向ローラクラッチを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、入力軸とその外側に設けられた外輪とを相対的に回転自在に支持し、入力軸の外周と外輪の内周における一方に円筒面を設け、他方にその円筒面との間でくさび形空間を形成する複数のカム面を形成し、各カム面と円筒面間にローラと、そのローラを保持する保持器とを組込み、前記カム面が形成された入力軸または外輪をカム面の軸方向長さのほぼ中央より軸方向に２分割し、その分割により形成された２部品を相対的に逆方向に回転させる回転駆動手段を設け、前記２部品と保持器の相互間に、その２部品のカム面が同一面上に配置されるよう２部品を保持すると共に、ローラがカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を保持するスイッチばねを設けた構成を採用したのである。
【００１２】
上記の構成から成る２方向ローラクラッチにおいて、回転駆動手段によってカム面を有する２部品を相対的に逆方向に回転させると、一方の部品に形成されたカム面と他方の部品に形成されたカム面が相反する方向に傾斜してローラを押圧し、その押圧によりローラが半径方向に移動して、２つのカム面と円筒面に同時に係合することになり、入力軸の右回転および左回転の両方向の回転を外輪に伝達することができる。
【００１３】
このように、カム面を有する部品の相対的な逆方向の回転によりローラを半径方向に移動させて２つのカム面と円筒面に係合させることにより、ローラの係合解除状態において、外輪の内周とローラとの間に最適な大きさの半径方向すきまを確保することができ、上記半径方向すきまに介在する潤滑油によってローラに引きずりトルクが付与されるのを防止し、２方向ローラクラッチに係合ミスが発生するのを未然に防止することができる。
【００１４】
また、ローラは上記半径方向すきまの大きさに相当する量だけ半径方向に移動することによって係合状態とされるため、円周方向ガタのきわめて小さい２方向ローラクラッチを得ることができる。
【００１５】
この発明に係る２方向ローラクラッチにおいて、回転駆動機構として軸方向に２分割された入力軸または外輪の分割面における一方に油室を形成し、他方にその油室をａ室とｂ室とに仕切るベーンを設け、前記ａ室に圧油を供給する第１給油通路とｂ室に圧油を供給する第２給油通路とを設けた構成から成るものを採用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図１乃至図８に基づいて説明する。図１に示すように、入力軸１とその外側に設けられた外輪２とは軸受３を介して相対的に回転自在に支持されている。
【００１７】
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の外周には図２および図３に示すように、外輪２の内周に形成された円筒面５との間でくさび形空間を形成する複数のカム面６が設けられている。
【００１８】
外輪２とカムリング部４の対向面間には保持器７が組込まれている。保持器７にはカムリング部４の各カム面６と対応する位置にポケット８が形成され、各ポケット８内にローラ９が組込まれている。
【００１９】
ローラ９は、カム面６の円周方向長さのほぼ中央位置に接触する状態で、円筒面６の間に半径方向すきまδ０  が設けられている。
【００２０】
図１および図４に示すように、カムリング部４の軸方向の両端面にはばね収納凹部１０が設けられ、各ばね収納凹部１０内にスイッチばね１１が組込まれている。
【００２１】
スイッチばね１１はＣ字形をなし、その両端から外向きに形成された一対の押圧片１２はばね収納凹部１０の周壁に形成された切欠部１３から保持器７の両端面に形成された切欠き１４内に挿入されて、切欠部１３および切欠き１４の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧しており、その押圧によってローラ９が円筒面５およびカム面６に対して係合解除された中立位置に保持器７が保持されている。
【００２２】
図１に示すように、入力軸１は、カム面６の軸方向長さのほぼ中央から分割され、その分割によって形成された第１軸１ａと第２軸１ｂは、第１軸１ａの分割面に形成された突軸１５と第２軸１ｂの分割面に形成された孔１６の嵌合によって相対的に回転自在に支持されている。
【００２３】
第１軸１ａと第２軸１ｂの相互間には、その両軸１ａ、１ｂを相対的に逆方向に回転させる回転駆動機構２０が設けられている。
【００２４】
図１および図２に示すように、回転駆動機構２０は、第２軸１ｂの分割面に孔１６を中心とする一対の扇形の油室２１を対向位置に形成し、第１軸１ａの分割面には各油室２１内において回転自在とされ、各油室２１内をａ室２２とｂ室２３とに仕切る一対のベーン２４を設け、第２軸１ｂにはａ室２２に圧油を供給する第１給油通路２５とｂ室２３に圧油を供給する第２給油通路２６とを設け、前記ａ室２２またはｂ室２３に対する圧油の供給によって第１軸１ａと第２軸１ｂとを相対的に逆方向に回転させるようにしている。
【００２５】
実施の形態で示す２方向ローラクラッチは上記の構造から成り、ａ室２２およびｂ室２３に圧油が供給されない状態では、スイッチばね１１の押圧によって第１軸１ａのカム面６ａと第２軸１ｂのカム面６ｂとは同一面に保持されて位相のずれはない。
【００２６】
一方、ローラ９は図３に示すように、円筒面５およびカム面６に対して係合解除された中立位置に保持され、前記円筒面５との間に半径方向すきまδ０  が設けられている。
【００２７】
このため、入力軸１が回転してもその回転は外輪２に伝達されず、入力軸１が空転する。
【００２８】
２方向ローラクラッチの締結に際しては、第１給油通路２５または第２給油通路２６に圧油を供給する。
【００２９】
いま、入力軸１のカムリング部４が図３の矢印で示す方向に回転している状態において、第１給油通路２５からａ室２２に圧油を供給すると、第１軸１ａと第２軸１ｂは相対的に逆方向に回転する。その第１軸１ａと第２軸１ｂの相対的な逆方向の回転によって、第１軸１ａのカム面６ａは図６に示すように、円筒面５との間で回転方向の後行側が狭小となるくさび形空間を形成すると共に、第２軸１ｂのカム面６ｂは円筒面５との間で回転方向の先行側が狭小となるくさび形空間を形成する。
【００３０】
このとき、第２軸１ｂのカム面６ｂはローラ９を第１軸１ａのカム面６ａと円筒面５とで形成されるくさび形空間の狭小部に向けて押圧すると共に、第１軸１ａのカム６ａはローラ９を第２軸１ｂのカム面６ｂと円筒面５とで形成されるくさび形空間の狭小部に向けて押圧することになる。このため、ローラ９は半径方向外方に移動して第１軸１ａのカム面６ａおよび第２軸１ｂのカム面６ｂと円筒面５に係合する。
【００３１】
このため、入力軸１の回転はローラ９を介して外輪２に伝達される。
【００３２】
このように、回転駆動機構２０によって第１軸１ａと第２軸１ｂとを相対的に逆方向に回転させることにより、ローラ９は第１軸１ａのカム面６ａと第２軸１ｂのカム面６ｂのそれぞれで押されて半径方向外方に移動し、図３に示す回転方向すきまδ０  がなくなるとローラ９は係合状態となるため、回転方向のガタがきわめて小さい応答性に優れた２方向ローラクラッチを得ることができる。
【００３３】
また、ローラ９は半径方向外方に移動して係合状態となるため、ローラ９と円筒面５との間に大きな回転方向すまきδ０  を確保することができる。
【００３４】
このため、回転方向すきまδ０  に介在する潤滑油によってローラ９に引きずりトルクが付与されるという不都合もなく、２方向ローラクラッチにミス係合が発生するのを未然に防止することができる。
【００３５】
実施の形態ではａ室２２に圧油を供給して第１軸１ａと第２軸１ｂとを相対的に逆方向に回動させるようにしたが、第２給油通路２６からｂ室２３に圧油を供給して第１軸１ａと第２軸１ｂとを相対的に逆方向に回転させるようにしてもよい。また、入力軸１の回転方向に応じて、ａ室２２とｂ室２３の一方を選択して圧油を供給するようにしてもよい。
【００３６】
なお、２方向ローラクラッチの締結状態において、ａ室２２又はｂ室２３に対して圧油の供給を停止すると、スイッチばね１１によって第１軸１ａと第２軸１ｂはカム面６ａ、６ｂに位相のずれない位置まで戻されると共に、ローラ９は図３に示すように、係合解除された中立位置を戻される。
【００３７】
図２および図３に示す実施の形態では、入力軸１のカムリング部４の外周にカム面６を形成し、外輪２の内周に円筒面５を設けたが、図７および図８に示すように、カムリング部４の外周に円筒面２７を形成し、外輪２の内周に上記円筒面２７との間でくさび形空間を形成するカム面２８を設けるようにしてもよい。この場合、外輪２をカム面２８の軸方向長さのほぼ中央において２分割し、その分割外輪１ａ、１ｂを回転駆動機構２０によって相対的に逆方向に回転させるようにする。また、分割外輪１ａ、１ｂと保持器７の双方にスイッチばね１１の両端に設けた内向きの押圧片１２’の押圧力を付与して、分割外輪１ａ、１ｂを分割カム面２８ａ、２８ｂに位相のずれがない状態に保持すると共に、ローラ９を中立位置に保持するようにする。
【００３８】
実施の形態においては，回転駆動機構２０の駆動源として油圧を採用したが、電気あるいは空気等にてカムリング部４が同等の動きを実現できるものであればよい。また、回転駆動機構２０としてベーン２４を用いたものを示したが、これに限定されず分割外輪１ａ、１ｂを相対的に回動し得るようにしたものであればよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、カム面を有する入力軸または外輪を、上記カム面の軸方向長さのほぼ中央において２分割し、その分割によって得られた２部品を相対的に逆方向に回転させる回転駆動手段を設け、上記２部品と保持器のそれぞれにスイッチばねの弾性力を付与して、２部品をカム面に位相のずれがない状態に保持すると共に、保持器をローラが係合解除された中立位置に保持するようにしたので、回転方向ガタのきわめて少ない２方向ローラクラッチを得ることができると共に、ローラと外輪の内周間に最適な大きさの半径方向すきまを確保することができるので係合ミスのない２方向ローラクラッチを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る２方向ローラクラッチ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２の一部分を拡大して示す断面図
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図
【図５】２方向ローラクラッチの締結状態を示す断面図
【図６】図５の一部分を示す拡大断面図
【図７】この発明に係る２方向ローラクラッチの他の例を示す断面図
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図
【図９】従来の２方向ローラクラッチを示す断面図
【図１０】従来の２方向ローラクラッチの締結状態を示す断面図
【符号の説明】
１  入力軸
２  外輪
５  円筒面
６  カム面
７  保持器
９  ローラ
１１  スイッチばね
２０  回転駆動機構
２１  油室
２２  ａ室
２３  ｂ室
２４  ベーン
２５  第１給油通路
２６  第２給油通路
【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】
2005030424.tif 000010
【図９】
2005030424.tif 000011
【図１０】
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