(57)【要約】【課題】永久磁石によってアーマチュアを吸着するようにした回転伝達装置の組立て性の向上を図ることである。【解決手段】外輪１と内輪２間に２方向クラッチ１０を組込み、その２方向クラッチ１０に併設して電磁クラッチ２０を設ける。電磁クラッチ２０を、２方向クラッチ１０の保持器１４に回り止めされたアーマチュア２１と、外輪１に取付けられてそのアーマチュア２１と対向するロータ２２と、そのロータ２２に対向された電磁石２３とで形成し、上記ロータ２２に形成されたスリット２７内に永久磁石２８を組込む。永久磁石２８とアーマチュア２１の対向端面間にアーマチュア２１をロータから離反する方向に付勢する弾性部材２９をその一部がスリット２７内に位置するよう組込んで、組立て性の向上を図る。【選択図】図１
2007205513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内周とその内側に組込まれた内輪の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその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複数の平坦なカム面を設け、各カム面と円筒面間に組込まれた係合子を保持器で保持し、その保持器にスイッチばねの弾性力を負荷して係合子が円筒面と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、前記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対してロータを対向し、通電または通電の遮断によってアーマチュアを軸方向に移動させる電磁石をロータに対向し、前記ロータから離反する方向にアーマチュアを付勢する弾性部材を設け、前記ロータに形成されたスリット内に永久磁石を組込み、その永久磁石の吸引力によってアーマチュアを吸着状態に保持するようにした回転伝達装置において、
前記弾性部材を圧縮性の弾性部材とし、その弾性部材を一部がスリット内に位置するようアーマチュアと永久磁石の対向端面間に組込んだことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記永久磁石と弾性部材との間に非磁性体を介在させた請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記弾性部材を非磁性体とした請求項１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からなる係合子を組込み、その係合子を保持する保持器と内輪の相対回転により係合子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、係合子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、外輪に結合されたアーマチュアと内輪の相対回転により係合子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、２方向クラッチの締結後、その永久磁石によりアーマチュアを吸着状態に保持して、電磁コイルに対する通電を最小限に抑えるようにした回転伝達装置を提案している。
【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】
【０００７】
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、アーマチュアと保持器の間に弾性部材を組込み、その弾性部材によってアーマチュアをロータから離反する方向に引き寄せる構成であるため、アーマチュアと弾性部材および弾性部材と保持器の連結が難しく、改善すべき点が残されていた。
【０００８】
ここで、上記弾性部材として、圧縮性のものを採用し、その弾性部材をアーマチュアとロータの対向する吸着面間に介在させることにすれば、弾性部材をアーマチュア等の受圧部材に連結する必要がなくなり、組立て性の向上を図ることができるが、この場合、吸着面積が減少し、また弾性部材がアーマチュアとロータ間の磁路を阻害するため、磁気効率を低下させる可能性がある。
【０００９】
この発明の課題は、永久磁石によってアーマチュアを吸着するようにした回転伝達装置において、磁気効率を低下させることなく組立て性を向上させることである。
【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、外輪の内周とその内側に組込まれた内輪の外周における一方に円筒面を形成し、他方にその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複数の平坦なカム面を設け、各カム面と円筒面間に組込まれた係合子を保持器で保持し、その保持器にスイッチばねの弾性力を負荷して係合子が円筒面と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、前記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対してロータを対向し、通電または通電の遮断によってアーマチュアを軸方向に移動させる電磁石をロータに対向し、前記ロータから離反する方向にアーマチュアを付勢する弾性部材を設け、前記ロータに形成されたスリット内に永久磁石を組込み、その永久磁石の吸引力によってアーマチュアを吸着状態に保持するようにした回転伝達装置において、前記弾性部材を圧縮性の弾性部材とし、その弾性部材を一部がスリット内に位置するようアーマチュアと永久磁石の対向端面間に組込んだ構成を採用したのである。
【００１１】
ここで、永久磁石から発生する磁束が弾性部材を流れると、永久磁石の磁気効率が低下し、アーマチュアを設計どおりに動作させることができないため、永久磁石と弾性部材との間に非磁性体を組込み、あるいは弾性部材を非磁性体で形成して永久磁石から発生する磁束が弾性部材を流れないようにするのがよい。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように、スリット内に一部が配置されるようして弾性部材をアーマチュアと永久磁石の対向端面間に組込むことによって、弾性部材をアーマチュアに連結する必要がなく、回転伝達装置の組立て性を向上させることができる。
【００１３】
また、２方向クラッチを電磁クラッチによって制御する回転伝達装置においては、電磁石から発生した磁束がロータを経由してアーマチュアに流れるようにするため、ロータには複数の円弧状のスリットを周方向に間隔をおいて形成しており、そのスリット内に弾性部材を組込むようにしているため、アーマチュアとロータの相互間における吸着面積を最大に確保する状態で弾性部材の組込みを行うことができ、電磁石の磁気効率の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、外輪１の内側には内輪２が組込まれ、その外輪１と内輪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。
【００１５】
外輪１と内輪２に形成された大径部２ａとの間には２方向クラッチ１０が組込まれている。図１および図２に示すように、２方向クラッチ１０は、外輪１の内周に円筒面１１を形成し、内輪２の大径部２ａの外周には上記円筒面１１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１２を周方向に間隔をおいて設け、その各カム面１２と円筒面１１間にローラからなる係合子１３を組込み、その係合子１３を保持器１４によって保持している。
【００１６】
また、内輪２内にＣ形のスイッチばね１５を組込み、そのスイッチばね１５の両端から外向きに形成した一対の押圧片１５ａを内輪の端面に形成された切欠部１６から保持器１４の端部に設けられた切欠き１７内に挿入して切欠部１６および切欠き１７の周方向で対向する側面を相反する方向に押圧し、その押圧によって係合子１３が円筒面１１およびカム面１２に対して係合解除される中立位置に保持器１４を弾性保持している。
【００１７】
図１に示すように、外輪１と保持器１４の相互間には、２方向クラッチ１０の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０が上記２方向クラッチ１０に併設して設けられている。
【００１８】
電磁クラッチ２０は、保持器１４の端面に対向配置されたアーマチュア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とからなる。
【００１９】
図１および図３に示すように、アーマチュア２１は、係合孔２４を有し、その係合孔２４に保持器１４の端部に形成された突片２５が係合し、その突片２５と係合孔２４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、かつ軸方向に移動自在とされている。
【００２０】
ロータ２２は、外輪１の開口端部に接続された非磁性体からなるロータガイド２６の端部内に圧入されてロータガイド２６と共に回転するようになっている。このロータ２２には複数の円弧状のスリット２７が周方向に間隔をおいて形成され、各スリット２７内に永久磁石２８が組込まれている。
【００２１】
また、永久磁石２８とアーマチュア２１の対向端面間には、アーマチュア２１をロータ２２から離反する方向に押圧する圧縮性の弾性部材２９が組込まれている。この弾性部材２９は、一部がスリット２７内に位置する組込みとされ、その弾性部材２９と永久磁石２８との間に非磁性体３０が組込まれている。
【００２２】
電磁石２３は、電磁コイル２３ａと、その電磁コイル２３ａを支持するコア２３ｂとからなり、上記電磁コイル２３ａに通電すると、コア２３ｂ、ロータ２２およびアーマチュア２１に磁束が流れ、アーマチュア２１に吸引力が付与されるようになっている。
【００２３】
実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造からなり、スリット２７内に組込まれた永久磁石２８は、アーマチュア２１がロータ２２から離反する状態での吸引力が弾性部材２９の弾性力より弱く、かつアーマチュア２１がロータ２２に吸着された状態での吸引力が弾性部材２９の弾性力より強いもの(説明の都合上、その永久磁石を第１永久磁石という)であってもよく、あるいは、アーマチュア２１がロータ２２から離反する状態での吸引力が弾性部材２９の弾性力より強いもの(説明の都合上、その永久磁石を第２永久磁石という)であってもよい。
【００２４】
実施の形態では、永久磁石として、第１永久磁石２８を採用している。この場合、図３に示すように、第１永久磁石２８から発生する磁束４０は、ロータ２２とアーマチュア２１間に流れてアーマチュア２１に吸引力が負荷されるが、アーマチュア２１はロータ２２に吸着されず、ロータ２２との間にエアギャップが形成されている。
【００２５】
図３に示す状態では、２方向クラッチ１０は係合解除状態とされ、内輪２が回転してもその回転は外輪１に伝達されず、内輪２はフリー回転する。
【００２６】
内輪２の回転状態において、電磁石２３の電磁コイル２３ａに通電すると、コア２３ｂ、ロータ２２およびアーマチュア２１間に磁束が流れる。このとき、電磁コイル２３ａによって発生される磁束の流れは永久磁石２８によって発生する磁束４０と同じ向きとされ、その電磁コイル２３ａによって発生する磁束によってアーマチュア２１がロータ２２に吸着される。
【００２７】
アーマチュア２１の吸着により、その吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器１４の回転抵抗となるため、内輪２と保持器１４が相対回転し、その相対回転により、係合子１３が円筒面１１およびカム面１２に係合して、２方向クラッチ１０は係合状態となり、内輪２の回転が外輪１に伝達される。
【００２８】
ここで、アーマチュア２１の吸着状態では、そのアーマチュア２１と永久磁石２８間のギャップが小さくなり、永久磁石２８の吸引力は弾性部材２９の押圧力より強くなるため、電磁コイル２３ａに対する通電を遮断してもアーマチュア２１は吸着状態に保持される。このため、電気エネルギの消費が少なく、きわめて経済的である。
【００２９】
その２方向クラッチ１０の係合解除に際しては、電磁コイル２３ａに対する通電により、アーマチュア２１に永久磁石２８によって発生される磁束と逆向きの磁束を発生させてアーマチュア２１に負荷される吸引力を弱め、弾性部材２９の押圧力によって、ロータ２２からアーマチュア２１を離反させるようにする。
【００３０】
その結果、スイッチばね１５の復元弾性により、保持器１４が回転し、係合子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、内輪２から外輪１への回転伝達が遮断される。
【００３１】
また、アーマチュア２１は、弾性部材２９の押圧により、ロータ２２から離反する方向に移動して、図３に示す状態とされる。ここで、アーマチュア２１の離反用弾性部材２９は、アーマチュア２１と永久磁石２８の対向面においてその一部がスリット２７内に配置される組込みであって、アーマチュア２１やロータ２２に連結する必要がないため、回転伝達装置の組立て性の向上を図ることができる。
【００３２】
また、弾性部材２９は、スリット２７内に対する組込みであるため、アーマチュア２１とロータ２２の相互間における吸着面積を最大に確保する状態で弾性部材２９の組込みを行うことができ、電磁石２３の磁気効率の低下を抑制することができる。
【００３３】
さらに、永久磁石２８と弾性部材２９との間に非磁性体３０を組込んでいるため、永久磁石２８から発生する磁束が弾性部材２９に流れるようなことはない。このため、永久磁石２８の磁気効率の低下もなくアーマチュア２１を設計どおりに動作させることができる。
【００３４】
ここで、永久磁石として、第２永久磁石２８を採用した場合、その永久磁石２８の吸引力によって、アーマチュア２１は吸着状態に保持されるため、内輪２が回転すると、２方向クラッチ１０は直ちに係合状態になり、内輪２から外輪１に回転が伝達される。
【００３５】
その２方向クラッチ１０の係合解除に際しては、電磁コイル２３ａに対する通電により、アーマチュア２１に永久磁石２８によって発生される磁束と逆向きの磁束を発生させてアーマチュア２１に負荷される吸引力を弱め、弾性部材２９の押圧力によって、ロータ２２からアーマチュア２１を離反させるようにする。
【００３６】
図３では、永久磁石２８と弾性部材２９との間に非磁性体３０を組込むようにしたが、図４に示すように、弾性部材２９を非磁性体で形成するようにしてもよい。
【００３７】
なお、実施の形態では、外輪１の内周に円筒面を形成し、内輪の外周にカム面を設けたが、外輪１の内周にカム面を形成し、内輪２の外周に円筒面を設けてもよい。この場合、外輪１と保持器１４との間にスイッチばねを組込んで係合子を中立位置に保持する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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の電磁クラッチ部を示す断面図
【図４】電磁クラッチ部の他の例を示す断面図
【符号の説明】
【００３９】
１    外輪
２    内輪
１１  円筒面
１２  カム面
１３  係合子
１４  保持器
１５  スイッチばね
２１  アーマチュア
２２  ロータ
２３  電磁石
２７  スリット
２８  永久磁石
２９  弾性部材
３０  非磁性体
【図１】
2007205513.tif 000003
【図２】
2007205513.tif 000004
【図３】
2007205513.tif 000005
【図４】
2007205513.tif 000006