(57)【要約】【課題】アーマチュアに対する磁気吸引力の向上と、吸引力の安定化を図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】第１軸Ｓ１の軸端部に設けられた内輪１２と第２軸Ｓ２の軸端部に設けられた外輪１１間に保持器１４を組み込み、内輪１２に対する保持器１４の相対回転により外輪１１の内周と内輪１２の外周に保持器１４に保持されたローラ１３を係合させる構成とされた２方向クラッチ１０に並設して、その２方向クラッチ１０の係合、解除を制御する電磁クラッチ４０を設ける。電磁クラッチ４０は、保持器１４に対して回り止めされて第１軸Ｓ１の軸方向に移動自在に支持されたアーマチュア４１と、第１軸Ｓ１を中心に回転自在に支持されてアーマチュア４１と軸方向で対向する電磁石４４とで構成し、上記電磁石４４に対する通電により、その電磁石４４でアーマチュア４１を直接に磁気吸引して、磁気吸引力の向上と、吸引力の安定化を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に配置された第１軸と第２軸を結合および解除する２方向クラッチと、その２方向クラッチの係合、解除を制御する電磁クラッチとを有し、前記２方向クラッチが前記第１軸の軸端部に設けられた内輪と、前記第２軸の軸端部に設けられた外輪と、その外輪と内輪間に組み込まれた保持器と、その保持器に保持され、内輪に対する保持器の相対回転により外輪の内周と内輪の外周に係合する係合子と、第１軸に対する保持器の相対回転により弾性変形し、その復元弾性により係合子が係合解除される中立位置に保持器を復帰回転させるスイッチばねとからなる回転伝達装置において、
前記電磁クラッチが、前記保持器に対して回り止めされて前記第１軸の軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記第１軸を中心に回転自在に支持されてアーマチュアと軸方向で対向する電磁石とからなり、前記電磁石に対する通電により、その電磁石で前記アーマチュアを直接に磁気吸引することを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記電磁石が、内筒部および外筒部を有する断面コの字状のコアと、そのコアに保持された電磁コイルを有し、前記コアの内筒部および外筒部の端面が前記アーマチュアと対向するようにして電磁石が組み付けられ、前記内筒部および外筒部の前記アーマチュアを磁気吸引する吸着端面の面積が同じとされた請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記外輪に非磁性体からなる筒体の一端部を連結し、その筒体の他端部で前記電磁石を支持した請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記第１軸と電磁石との間に軸受を組み込んで電磁石を回転自在に支持した請求項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、同軸上に配置された２軸の相互間において回転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。
【０００２】
第１軸と第２軸とを同軸上に配置し、その２軸の相互間で回転の伝達と遮断とを行う回転伝達装置として、下記特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
【０００３】
特許文献１に記載された回転伝達装置においては、２方向クラッチと、その２方向クラッチの係合、解除を制御する電磁クラッチとからなる。２方向クラッチは、外輪の内側に内輪を組込み、その内輪の外周に、外輪の内周に形成された円筒面との間で周方向の両端部に向けて狭小となるくさび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からなる係合子を組込み、その係合子を保持器で保持している。
【０００４】
また、保持器と内輪の間にスイッチばねを組み込み、そのスイッチばねの弾性により、係合子が円筒面およびカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を保持している。
【０００５】
一方、電磁クラッチは、外輪の開口端に対向してアーマチュアを設け、上記外輪に接続されたロータをアーマチュアに対向し、そのロータに対向して電磁石を設け、上記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て保持器を外輪に接続し、その保持器と内輪の相対回転により、係合子を外輪の円筒面および内輪のカム面に係合させて、内輪と外輪の相互間において回転トルクを伝達している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４７７１３号公報
【発明の概要】
【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、電磁クラッチを形成するロータが断面コの字状とされて外筒部および内筒部を有し、その外筒部と内筒部間に電磁石を組み込んだ構成であって、電磁石とロータ間に径方向および軸方向にエアギャップが形成されているため、電磁石で発生した磁力に損失が生じて発生磁力が１００％ロータに伝わらず、アーマチュアに対する磁気吸引力を高める上において改善すべき点が残されている。
【０００８】
また、電磁石とロータ間のエアギャップは寸法公差により変化して吸引力にバラツキが生じ、吸引力の安定化を図る上においても改善すべき点が残されている。
【０００９】
この発明の課題は、アーマチュアに対する磁気吸引力の向上と、吸引力の安定化を図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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、同軸上に配置された第１軸と第２軸を結合および解除する２方向クラッチと、その２方向クラッチの係合、解除を制御する電磁クラッチとを有し、前記２方向クラッチが前記第１軸の軸端部に設けられた内輪と、前記第２軸の軸端部に設けられた外輪と、その外輪と内輪間に組み込まれた保持器と、その保持器に保持され、内輪に対する保持器の相対回転により外輪の内周と内輪の外周に係合する係合子と、第１軸に対する保持器の相対回転により弾性変形し、その復元弾性により係合子が係合解除される中立位置に保持器を復帰回転させるスイッチばねとからなる回転伝達装置において、前記電磁クラッチが、前記保持器に対して回り止めされて前記第１軸の軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記第１軸を中心に回転自在に支持されてアーマチュアと軸方向で対向する電磁石とからなり、前記電磁石に対する通電により、その電磁石で前記アーマチュアを直接に磁気吸引する構成としたのである。
【００１１】
上記のように、電磁石によりアーマチュアを直接に磁気吸引することにより、電磁石で発生した磁気吸引力の損失が少なく、ロータを介してアーマチュアを磁気吸引する従来の電磁クラッチに比較して磁気吸引力を高めることができる。
【００１２】
また、電磁石とアーマチュア間にのみエアギャップが形成されるため、そのエアギャップの寸法のバラツキを抑えることができ、磁気吸引力の安定化を図ることができる。
【００１３】
ここで、電磁石が、内筒部および外筒部を有する断面コの字状のコアと、そのコアに保持された電磁コイルを有し、前記コアの内筒部および外筒部の端面がアーマチュアと対向するようにして電磁石の組み付けとし、前記内筒部および外筒部の前記アーマチュアを磁気吸引する吸着端面の面積が同じとするのが好ましい。
【００１４】
上記構成の採用によってアーマチュアを確実に磁気吸引することができ、２方向クラッチを確実に制御することができる。
【００１５】
また、外輪に非磁性体からなる筒体の一端部を連結し、その筒体の他端部で前記電磁石を支持するのがよい。
【００１６】
上記のように、非磁性体からなる筒体によって外輪に電磁石を連結することにより、２方向クラッチと電磁クラッチをユニット化することができ、動力伝達系への組付けの容易化を図ることができる。
【００１７】
さらに、第１軸と電磁石との間に軸受を組み込んで電磁石を回転自在に支持するのが好ましい。
【００１８】
上記構成の採用によって、電磁石の支持の安定化を図り、電磁石とアーマチュアの対向部間に周方向の全体にわたって均一な大きさのエアギャップを形成することができ、アーマチュアの周方向全体にわたって均一な吸引力を負荷することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明においては、上記のように、電磁石によりアーマチュアを直接に磁気吸引したことにより、ロータを介してアーマチュアを磁気吸引する電磁クラッチに比較して、アーマチュアに対する磁気吸引力を高めることができると共に磁気吸引力の安定化を図ることができる。
【００２０】
また、ロータを不要とし得る分、部品点数が少なくなり、コストの低減と回転伝達装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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面図
【図２】図２の電磁クラッチ部を拡大して示す断面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】アーマチュアの吸着状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す。図示のように、回転伝達装置は、第１軸Ｓ１と、その第１軸Ｓ１と同軸上に配置された第２軸Ｓ２と、第１軸Ｓ１から第２軸Ｓ２への回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチ１０およびその２方向クラッチ１０の係合、解除を制御する電磁クラッチ４０とからなる。
【００２３】
電磁クラッチ４０は、第１軸Ｓ１上に設けられて２方向クラッチ１０に並設され、その２方向クラッチ１０および電磁クラッチ４０は筒状のハウジング１によって覆われている。
【００２４】
第１軸Ｓ１は、ハウジング１の端壁２に形成された軸挿入孔３に軸端部が挿入され、その軸挿入孔３内に組み込まれた軸受４によって回転自在に支持されている。
【００２５】
図１乃至図３に示すように、２方向クラッチ１０は、第２軸Ｓ２の軸端部に設けられた外輪１１と、第１軸Ｓ１の軸端部に設けられて外輪１１の内側に組み込まれた内輪１２と、その内輪１２と外輪１１の対向部間に組み込まれた係合子としてのローラ１３と、そのローラ１３を保持する保持器１４を有している。
【００２６】
外輪１１は、第２軸Ｓ２に一体的に設けられて第２軸Ｓ２と一体化されているが、第２軸Ｓ２と別体として、セレーションによる嵌合あるいはスプラインによる嵌合として第２軸Ｓ２と一体化してもよい。
【００２７】
外輪１１は、ハウジング１の他端開口部内に組み込まれた軸受１５により回転自在に支持されて軸方向には非可動の支持とされており、その外輪１１とハウジング１の他端部内周間はシール部材１６の組込みによって密閉されている。
【００２８】
一方、内輪１２は、第１軸Ｓ１に一体化されて第１軸Ｓ１と共に回転する。第１軸Ｓ１に対する内輪１２の一体化に際し、ここでは、セレーション１７による嵌合としているが、スプラインにより一体化してもよく、あるいは、キー止めしてもよい。
【００２９】
内輪１２には、軸方向の両端部に小径筒部１８ａ、１８ｂが設けられ、第２軸Ｓ２と対向する他方の小径筒部１８ｂが外輪１１の内側に組み込まれた軸受１９により外輪１１に対して相対的に回転自在に支持されている。
【００３０】
内輪１２の外周には、外輪１１の内周に形成された円筒面２０との間で周方向の両端が狭小となるくさび空間を形成する複数の平坦なカム面２１が周方向に等間隔に形成され、各カム面２１と円筒面２０間にローラ１３が組み込まれている。
【００３１】
保持器１４には、第２軸Ｓ２と対向する他端部に内向きのフランジ２２が設けられ、そのフランジ２２が内輪１２の他端の小径筒部１８ｂに回転自在に嵌合されている。また、フランジ２２は、内輪１２の他端面と小径筒部１８ｂの外周に取り付けた止め輪２３によって軸方向に位置決めされている。
【００３２】
また、保持器１４には、内輪１２のカム面２１と径方向で対向する位置にポケット２４が形成され、そのポケット２４内にローラ１３が収容されている。ローラ１３は、内輪１２に対して保持器１４が相対回転した際、円筒面２０およびカム面２１に係合して、第１軸Ｓ１と第２軸Ｓ２の相互間で回転トルクを伝達する。
【００３３】
内輪１２の一端の小径筒部１８ａ上には、ローラ１３が円筒面２０およびカム面２１と係合解除する中立位置に保持器１４を弾性保持するスイッチばね２５と、そのスイッチばね２５が小径筒部１８ａの端部から抜け出るのを防止するばね保持リング２９が設けられている。
【００３４】
図３に示すように、スイッチばね２５は、周方向の一部に切り離し端を有するリング部２５ａの両端に一対の係合片２５ｂを外向きに設けた構成とされている。スイッチばね２５は、リング部２５ａが小径筒部１８ａの外径面上に嵌め合されて内輪１２の一端面に形成された円形凹部２６内に嵌合され、一対の係合片２５ｂが上記円形凹部２６の外周壁に形成された切欠部２７から保持器１４の一端部に形成された切欠き２８内に挿入する組み込みとされている。
【００３５】
スイッチばね２５の上記のような組み込みによって、一対の係合片２５ｂが切欠部２７および切欠き２８の周方向で対向する両端部を相反する方向に向けて押圧する。その押圧によって保持器１４はローラ１３が円筒面２０およびカム面２１に対して係合解除する中立位置に弾性保持される。
【００３６】
ばね保持リング２９は、内輪１２の小径筒部１８ａおよび保持器１４の一端部内に嵌合され、上記小径筒部１８ａの外径面に取り付けられた止め輪３０により小径筒部１８ａの端部側への移動が阻止され、上記ばね保持リング２９によってスイッチばね２５が円形凹部２６から抜け出るのが防止される。
【００３７】
図１および図２に示すように、電磁クラッチ４０は、アーマチュア４１と、そのアーマチュア４１と軸方向で対向する電磁石４４とを有している。
【００３８】
アーマチュア４１は、内輪１２の一端の小径筒部１８ａにスライド自在に嵌合されて外輪１１の開口端面と軸方向で対向している。また、アーマチュア４１は保持器１４に対して回り止めされている。アーマチュア４１の回り止めに際し、ここでは、保持器１４の一端に突片部４２を設け、その突片部４２をアーマチュア４１に形成された回り止め孔４３にスライド自在に嵌合している。
【００３９】
電磁石４４は磁性体からなるコア４５と、そのコア４５に保持された電磁コイル４６からなる。コア４５は、断面コの字状とされて内筒部４５ａおよび外筒部４５ｂを有し、その内筒部４５ａおよび外筒部４５ｂの端面がアーマチュア４１と対向する組み込みとされ、上記内筒部４５ａと第１軸Ｓ１との間に組み込まれた軸受５８により第１軸Ｓ１に対して相対的に回転自在に支持されている。
【００４０】
また、コア４５は非磁性体からなる筒体４７を介して２方向クラッチ１０の外輪１１に連結され、外輪１１と一体に回転する。
【００４１】
ここで、外輪１１と筒体４７の連結は、外輪１１の開口端部側の外径面に突起４８を設け、その突起４８を筒体４７の他端面で開口する切欠部４９に嵌合し、筒体４７の外径面に取り付けた止め輪５０で突起４８の抜止めとしている。
【００４２】
一方、コア４５と筒体４７の連結は、筒体４７の一端部内に嵌合された外筒部４５ｂの一端部外径面に突起５１を設け、その突起５１を筒体４７の一端面で開口する切欠部５２に嵌合し、上記筒体４７の一端部内径面に取り付けた止め輪５３で突起５１を抜止めしている。
【００４３】
図２に示すように、ハウジング１の端壁２には電気供給用の電線が接続されるコネクタ５４が取り付けられ、そのコネクタ５４に設けられた一対のブラシ５５のそれぞれがコア４５の端面に設けられた一対の環状の接点５６と接触し、上記ブラシ５５および接点５６を介して電磁コイル４６に電気が供給され、その電磁コイル４６に対する通電により、アーマチュア４１が電磁石４４におけるコア４５の内筒部４５ａおよび外筒部４５ｂの端面に直接に磁気吸引されるようになっている。
【００４４】
コア４５における内筒部４５ａとアーマチュア４１の対向部間には弾性部材５７が組み込まれ、その弾性部材５７によってアーマチュア４１はコア４５から離反する方向に向けて付勢されている。
【００４５】
ここで、内筒部４５ａのアーマチュア４１を磁気吸引する吸着端面の面積は外筒部４５ｂのアーマチュア４１を磁気吸引する吸着端面の面積と同じとされている。
【００４６】
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１は、電磁クラッチ４０における電磁コイル４６への通電の遮断状態を示し、２方向クラッチ１０におけるローラ１３は、図３に示すように、外輪１１の円筒面２０および内輪１２のカム面２１に対して係合解除する中立位置に保持され、２方向クラッチ１０は係合解除状態にある。
【００４７】
ここで、回転伝達装置は、図１に示す第１軸Ｓ１と第２軸Ｓ２のいずれを入力軸として使用してもよい。第１軸Ｓ１を入力軸として使用する場合において、２方向クラッチ１０が係合解除とされる状態で第１軸Ｓ１が回転すると、その回転は第２軸Ｓ２に伝達されず、第１軸Ｓ１および内輪１２がフリー回転する。
【００４８】
このとき、内輪１２の回転はスイッチばね２５を介して保持器１４に伝達されて、保持器１４およびローラ１３が共に回転する。また、アーマチュア４１は保持器１４に回り止めされているため、アーマチュア４１も回転する。
【００４９】
第１軸Ｓ１のフリー回転状態において、図１に示す電磁クラッチ４０の電磁コイル４６に通電すると、アーマチュア４１が電磁石４４のコア４５に磁気吸引されて、図４に示すように、コア４５の内筒部４５ａおよび外筒部４５ｂの端面に吸着される。
【００５０】
コア４５は筒体４７を介して外輪１１に連結されているため、上記アーマチュア４１の吸着により保持器１４は外輪１１に連結され、保持器１４と内輪１２が相対回転する。
【００５１】
保持器１４と内輪１２の相対回転により、図３に示すローラ１３が外輪１１の円筒面２０および内輪１２のカム面２１に係合し、２方向クラッチ１０は係合状態となり、内輪１２の回転が外輪１１に伝達されて、第２軸Ｓ２が回転する。
【００５２】
ここで、保持器１４と内輪１２が相対回転した際、図３に示す切欠部２７と切欠き２８が周方向に位置がずれ、スイッチばね２５のリング部２５ａが弾性変形して縮径する。
【００５３】
このため、図１に示す電磁コイル４６に対する通電を解除すると、スイッチばね２５の復元弾性により保持器１４が復帰回動し、ローラ１３が係合解除する中立位置に戻され、２方向クラッチ１０が係合解除する。その係合解除によって第１軸Ｓ１から第２軸Ｓ２への回転トルクの伝達が遮断される。
【００５４】
なお、図１に示す第２軸Ｓ２を入力軸として使用する場合、２方向クラッチ１０が係合解除状態において、第２軸Ｓ２が回転すると、その第２軸Ｓ２と外輪１１、筒体４７および電磁石４４が共にフリー回転する。
【００５５】
第２軸Ｓ２の回転状態において、電磁コイル４６に通電すると、図４に示すように、前述と同様に、コア４５における内筒部４５ａおよび外筒部４５ｂの端面にアーマチュア４１が吸着され、そのアーマチュア４１および筒体４７を介して保持器１４が外輪１１に結合され、内輪１２と保持器１４が相対回転する。その相対回転により、ローラ１３が外輪１１の円筒面２０および内輪１２のカム面２１に係合し、２方向クラッチ１０が係合状態となり、第２軸Ｓ２の回転が第１軸Ｓ１に伝達される。
【００５６】
実施の形態で示すように、電磁石４４を形成するコア４５の内筒部４５ａと外筒部４５ｂの端面でアーマチュア４１を直接に磁気吸引することにより、電磁石とアーマチュア間にロータを組み込んで、そのロータでアーマチュアを磁気吸引する電磁クラッチと比較してアーマチュア４１に対する磁気吸引力を高めることができる。
【００５７】
また、電磁石４４を形成するコア４５の内筒部４５ａおよび外筒部４５ｂの端面とアーマチュア４１間にのみエアギャップが形成されるため、そのエアギャップの寸法のバラツキを抑えることができ、磁気吸引力の安定化を図ることができる。
【００５８】
また、ロータを不要とし得る分、部品点数が少なくなり、コストの低減と回転伝達装置の小型化を図ることができる。
【００５９】
図１に示すように、２方向クラッチ１０の外輪１１に非磁性体からなる筒体４７の一端部を連結し、その筒体４７の他端部で電磁石４４を支持することにより、２方向クラッチ１０と電磁クラッチ４０がユニット化され、ハウジング１内に対する２方向クラッチ１０および電磁クラッチ４０の組付けの容易化を図ることができる。
【００６０】
また、第１軸Ｓ１と電磁石４４との間に軸受５８を組み込んで電磁石４４を回転自在に支持することにより、電磁石４４の支持の安定化を図り、電磁石４４とアーマチュア４１の対向部間に周方向の全体にわたって均一な大きさのエアギャップを形成することができる。その結果、アーマチュア４１の周方向全体にわたって均一な吸引力を負荷することができる。
【符号の説明】
【００６１】
Ｓ１  第１軸
Ｓ２  第２軸
１０  ２方向クラッチ
１１  外輪
１２  内輪
１３  ローラ（係合子）
１４  保持器
２５  スイッチばね
４０  電磁クラッチ
４１  アーマチュア
４４  電磁石
４５  コア
４５ａ  内筒部
４５ｂ  外筒部
４６  電磁コイル
４７  筒体
５８  軸受
【図１】
2017150532.tif 000003
【図２】
2017150532.tif 000004
【図３】
2017150532.tif 000005
【図４】
2017150532.tif 000006