(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁クラッチの小型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】外輪２の円筒面３と内輪４のカム面５間にローラ８を組込み、保持器６と内輪４の相対回転によりローラ８を円筒面３およびカム面５に係合させて外輪２と内輪４の相互間で回転トルクを伝達する２方向クラッチ１の一側方に、係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０を設ける。電磁クラッチ２０を、軸方向に移動可能なアーマチュア２１と、アーマチュア２１に対向するロータ２２と、通電によってロータ２２にアーマチュア２１を吸着させる電磁石２３とで形成する。ロータ２２に形成された内側円筒部２２ｂと電磁石２３との間に磁性部材からなる転がり軸受３３を組込み、電磁石２３に対する通電時に、転がり軸受３３を磁路として磁束を流し、小型の電磁石２３を採用した場合でもアーマチュア２１に十分な大きさの吸引力が負荷されるようにする。【選択図】図１
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【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間に係合子と、その係合子を保持する保持器を組込み、その保持器と内輪の相対回転により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて外輪と内輪の相互間で回転トルクを伝達する２方向クラッチと、その２方向クラッチの保持器の回転を制御して前記係合子の係合および係合解除を制御する電磁クラッチからなり、その電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪に連結されてアーマチュアと軸方向で対向し、外周および内周に円筒部が形成されたロータと、そのロータの内外の円筒部間に配置されてロータと軸方向で対向する固定配置の電磁石と、前記アーマチュアをロータから離反する方向に付勢する離反ばねを有してなる回転伝達装置において、
前記電磁石の電磁コイルを支持するコアとロータの内側円筒部間に、その電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込んだことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記磁性部材が転がり軸受からなる請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記転がり軸受が、両シール付き軸受からなる請求項２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記電磁石の電磁コイルを支持するコアの外径面とロータの外側円筒部間およびコアの内径面とロータの内側円筒部間に、その電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込んだ請求項１乃至３のいずれかの項に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
外輪の内周とその内側に組込まれた内輪の外周間に係合子と、その係合子を保持する保持器を組込み、その保持器と内輪の相対回転により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて外輪と内輪の相互間で回転トルクを伝達する２方向クラッチと、その２方向クラッチの保持器の回転を制御して前記係合子の係合および係合解除を制御する電磁クラッチからなり、その電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪に連結されてアーマチュアと軸方向で対向し、外周および内周に円筒部が形成されたロータと、そのロータの内外の円筒部間に配置されてロータと軸方向で対向する固定配置の電磁石と、前記アーマチュアをロータから離反する方向に付勢する離反ばねを有してなる回転伝達装置において、
前記電磁石の電磁コイルを支持するコアの外径面とロータの外側円筒部間およびコアの内径面とロータの内側円筒部間に、その電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込んだことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項６】
前記電磁石と前記内輪に接続された入力軸間に非磁性体からなる転がり軸受を組込んだ請求項５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、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この回転伝達装置においては、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回転トルクを伝達するようにしている。
【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を組込み、そのローラを保持する保持器と内輪の相対回転によりローラ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、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、その電磁石に対する通電と遮断とにより、ロータにアーマチュアを吸着し、または、吸着を解除し、その吸着状態において、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ローラを円筒面およびカム面に係合させるようにしている。
【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】
【０００５】
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、電磁石におけるコアの外径面とロータの外周に形成された外側円筒部の内径面間およびコアの内径面とロータの内周に形成された内側円筒部の外径面間に隙間（エアギャップ）を設け、そのエアギャップを磁路としてアーマチュアに吸引力を負荷する磁束を流すようにしているため、十分な大きさの磁束を得るためには、大型の電磁石を用いる必要が生じ、電磁クラッチが大型化するという不都合があった。
【０００６】
この発明の課題は、電磁クラッチの小型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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、第１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間に係合子と、その係合子を保持する保持器を組込み、その保持器と内輪の相対回転により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて外輪と内輪の相互間で回転トルクを伝達する２方向クラッチと、その２方向クラッチの保持器の回転を制御して前記係合子の係合および係合解除を制御する電磁クラッチからなり、その電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪に連結されてアーマチュアと軸方向で対向し、外周および内周に円筒部が形成されたロータと、そのロータの内外の円筒部間に配置されてロータと軸方向で対向する固定配置の電磁石と、前記アーマチュアをロータから離反する方向に付勢する離反ばねを有してなる回転伝達装置において、前記電磁石の電磁コイルを支持するコアとロータの内側円筒部間に、その電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込んだ構成を採用したのである。
【０００８】
上記のように、電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込むことにより、電磁コイルに対する通電時、上記磁性部材が磁路となって磁束がながれるため、小型の電磁石を採用した場合でも十分な大きさの磁束を形成することができ、ロータにアーマチュアを確実に吸着することができる。
【０００９】
ここで、磁性部材として磁性体からなる転がり軸受を採用すると、ロータの回転抵抗が小さく、電磁石に対してロータをスムーズに相対回転させることができる。
【００１０】
この場合、電磁コイルに対する通電により転がり軸受が磁化し、鉄粉等のコンタミの吸引により、軸受寿命を低下させるおそれがあるため、転がり軸受としては、両シール付き軸受を採用するのが好ましい。
【００１１】
第１の発明に係る回転伝達装置において、電磁石の電磁コイルを支持するコアの外径面とロータの外側円筒部間およびコアの内径面とロータの内側円筒部間に、その電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込むことにより、その磁性部材も磁路となるため、より小型の電磁石を採用することができる。
【００１２】
上記の課題を解決するため、第２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間に係合子と、その係合子を保持する保持器を組込み、その保持器と内輪の相対回転により係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させて外輪と内輪の相互間で回転トルクを伝達する２方向クラッチと、その２方向クラッチの保持器の回転を制御して前記係合子の係合および係合解除を制御する電磁クラッチからなり、その電磁クラッチが、保持器に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪に連結されてアーマチュアと軸方向で対向し、外周および内周に円筒部が形成されたロータと、そのロータの内外の円筒部間に配置されてロータと軸方向で対向する固定配置の電磁石と、前記アーマチュアをロータから離反する方向に付勢する離反ばねを有してなる回転伝達装置において、前記電磁石の電磁コイルを支持するコアの外径面とロータの外側円筒部間およびコアの内径面とロータの内側円筒部間に、その電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込んだ構成を採用している。
【００１３】
上記のように、コアの外径面とロータの外側円筒部間およびコアの内径面とロータの内側円筒部間に磁性部材を組込むことにより、電磁コイルに対する通電時、上記磁性部材が磁路となって磁束が流れるため、小型の電磁石を採用した場合でも十分な大きさの磁束を形成することができ、ロータにアーマチュアを確実に吸着することができる。
【００１４】
上記第２の発明に係る回転伝達装置において、電磁石と内輪に接続された入力軸間に非磁性体からなる転がり軸受を組込んで相対的に回転自在に支持することにより、磁束が入力軸に漏洩するのを防止し、アーマチュアに対する吸引力の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように、第１の発明に係る回転伝達装置においては、電磁石の電磁コイルを支持するコアとロータの内側円筒部間に、その電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込んだことにより、その磁性部材が磁路となって磁束が流れるため、アーマチュアに対する吸引力を高めることができる。
【００１６】
このため、小型の電磁石を採用した場合でも十分な大きさの磁束を形成することができ、電磁クラッチの小型化を図ることができる。
【００１７】
また、第２の発明に係る回転伝達装置においては、電磁石の電磁コイルを支持するコアの外径面とロータの外側円筒部間およびコアの内径面とロータの内側円筒部間に、その電磁石とロータとを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込んだことにより、その磁性部材が磁路となって磁束が流れるため、小型の電磁石を採用した場合でも十分な大きさの磁束を形成することができ、電磁クラッチの小型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】
【００１８】
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は、この発明に係る回転伝達装置の第１の実施の形態を示す。図示のように、回転伝達装置は、２方向クラッチ１と、その２方向クラッチ１の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ２０とからなる。
【００１９】
図１および図２（I）に示すように、２方向クラッチ１は、外輪２の内周に円筒面３を形成し、外輪２の内側に組込まれた内輪４の外周に上記円筒面３との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成する複数のカム面５を周方向に間隔をおいて設け、上記外輪２と内輪４間に組込まれた保持器６には上記カム面５と対向する位置にポケット７を形成し、各ポケット７内に係合子としてのローラ８を収納し、上記内輪４と保持器６の相対回転によりローラ８をくさび空間の狭小部に噛み込ませて、内輪４と外輪２の相互間で回転トルクを伝達するようにしている。
【００２０】
ここで、内輪４は一端部に小径筒部４ａを有し、その小径筒部４ａに嵌合された軸受９によって外輪２と内輪４は相対的に回転自在に支持されている。また、内輪４には、同図の鎖線で示す入力軸１０が接続される。その接続のため、内輪４の内周にはセレーション１１が形成されている。
【００２１】
図１および図３に示すように、内輪４の他端面にはばね収容凹部１２が形成され、そのばね収容凹部１２内にスイッチばね１３が組込まれている。スイッチばね１３はＣ形をなし、その両端から外向きに設けられた一対の押圧片１３ａがばね収容凹部１２の周壁に形成された切欠部１２ａおよび保持器６の端部に設けられた切欠き１４内に挿入されて切欠部１２ａおよび切欠き１４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、各ローラ８が円筒面３およびカム面５と係合解除された中立位置に保持される状態に保持器６を弾性保持している。
【００２２】
図１に示すように、電磁クラッチ２０は、保持器６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、上記アーマチュア２１をロータ２２から離反する方向に付勢する離反ばね２４とからなる。
【００２３】
アーマチュア２１は、保持器６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。そのアーマチュア２１を保持器６に対して回り止めし、かつ、軸方向に移動自在とするため、ここでは、保持器６の開口端部内にコネクティングプレート２５を嵌合し、そのコネクティングプレート２５の外周に形成された複数のＬ形の折曲げ片２６を保持器６の端部に形成された切欠部２７に係合させると共に、その折曲げ片２６の先端部をアーマチュア２１に形成された係合孔２８内にスライド自在に挿入している。
【００２４】
ロータ２２は、外周および内周に円筒部２２ａ、２２ｂを有し、上記アーマチュア２１と対向する面に複数の円弧状のスリット２９が同一円上に間隔をおいて形成されている。このロータ２２は、外輪２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３０内に嵌合されて回り止めされ、その嵌合面間に組込まれた止め輪３１によって軸方向に位置決めされている。
【００２５】
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とからなる。この電磁石２３は、ロータ２２の外側円筒部２２ａと内側円筒部２２ｂ間に配置され、上記コア２３ｂが静止部材３２に支持されている。
【００２６】
電磁石２３のコア２３ｂとロータ２２の内側円筒部２２ｂの端部間には、磁性部材としての両シール付きの転がり軸受３３が組込まれ、その転がり軸受３３によってロータ２２と電磁石２３が相対的に回転自在とされている。
【００２７】
第１の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、電磁石２３の電磁コイル２３ａに対する通電の遮断状態を示し、アーマチュア２１は離反ばね２４の押圧によりロータ２２から離反した状態にある。また、ローラ８は、図２（I）に示すように、円筒面３およびカム面５に対して係合解除された中立位置に保持されている。
【００２８】
このため、入力軸１０から内輪４に回転トルクが入力されても、その回転は外輪２に伝達されず、内輪４はフリー回転する。
【００２９】
内輪４の回転状態において、電磁コイル２３ａに通電すると、図４に示すように、コア２３ｂ、ロータ２２およびアーマチュア２１に磁束ａが流れて上記アーマチュア２１に吸引力が負荷される。このため、アーマチュア２１はロータ２２側に移動して、そのロータ２２に吸着される。
【００３０】
このとき、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回転抵抗となるため、上記アーマチュア２１に連結された保持器６と内輪４が相対回転する。その相対回転により、図２（II）に示すように、ローラ８が円筒面３およびカム面５に係合して２方向クラッチ１が係合状態となり、内輪４の回転はローラ８を介して外輪２に伝達される。
【００３１】
ここで、内輪４と保持器６が相対回転すると、スイッチばね１３が弾性変形する。このため、電磁コイル２３ａに対する通電を遮断すると、アーマチュア２１がロータ２２から離反すると共に、スイッチばね１３の復元弾性により、保持器６が回転され、図２（I）に示すように、ローラ８は円筒面３およびカム面５に対して係合解除される中立位置に戻される。
【００３２】
上記のような回転伝達装置の作動状態において、電磁コイル２３aに対しての通電状態では、図４に示すように、ロータ２２と電磁石２３を相対的に回転自在に支持する転がり軸受３３が磁路となって磁束ａが流れるため、ロータと電磁石間に形成されるエアギャップを磁路とする場合に比較して大きな磁束ａを形成することができる。
【００３３】
このため、小型の電磁石２３を採用した場合でも、ロータ２２にアーマチュア２１を吸着させることができるだけの十分な大きさの磁束ａを形成することができ、電磁クラッチ２０の小型化を図ることができる。
【００３４】
なお、図１では省略したが、電磁石２３のコア２３ｂの外径面とロータ２２の外側円筒部２２ａ間およびコア２３ｂの内径面とロータ２２の内側円筒部２２ｂ間に、その電磁石２３とロータ２２とを相対的に回転自在に支持する磁性部材を組込むようにしてもよい。
【００３５】
上記のように、コア２３とロータ２２間に磁性部材を組込むと、その磁性部材が磁路となって磁束が流れるため、アーマチュア２１に対する吸引力をより高めることができる。
【００３６】
図５および図６は、この発明に係る回転伝達装置の第２の実施の形態を示す。この実施の形態では、電磁石２３の電磁コイル２３ａを支持するコア２３ｂの外径面とロータ２２の外側円筒部２２ａ間およびコア２３ｂの内径面とロータ２２の内側円筒部２２ｂ間にブラシ等の磁性部材３４を組込んで、その電磁石２３とロータ２２とを相対的に回転自在に支持している。
【００３７】
また、入力軸１０と電磁石２３との間に非磁性体からなる転がり軸受３５を組込んで入力軸１０と電磁石２３を相対的に回転自在としている。他の構成は、図１に示す第１の実施の形態で示す回転伝達装置と同一であるため、同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
上記のように、ロータ２２と電磁石２３のコア２３ｂ間に磁性部材３４を組込んで、ロータ２２と電磁石２３を相対的に回転自在とすることにより、電磁コイル２３ａに対する通電時に、上記磁性部材３４が磁路となって、図６に示すように磁束ａが流れるため、小型の電磁石２３を採用した場合でも、ロータ２２にアーマチュア２１を吸着させることができるだけの十分な大きさの磁束ａを形成することができ、電磁クラッチ２０の小型化を図ることができる。
【００３９】
また、入力軸１０と電磁石２３とを非磁性体からなる転がり軸受３５を組込んで相対的に回転自在に支持することにより、磁束ａが入力軸１０に漏洩するのを防止することができ、アーマチュア２１に対する吸引力の低下を抑制することができる。
【００４０】
なお、転がり軸受３５は、外輪、内輪および転動体のそれぞれをセラミックス等の非磁性材料で形成したものであってもよく、あるいは、外輪、内輪および転動体の少なくとも一つを非磁性材料で形成したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明に係る回転伝達装置の第１実施の形態を示す縦断正面図
【図２】（I）は、図１のII−II線に沿った断面図、（II）は２方向クラッチの係合状態を示す断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】図１の電磁クラッチのアーマチュアの吸着状態を示す断面図
【図５】この発明に係る回転伝達装置の第２実施の形態を示す縦断正面図
【図６】図５に示すアーマチュアの吸着状態を示す断面図
【符号の説明】
【００４２】
１      ２方向クラッチ
２      外輪
３      円筒面
４      内輪
５      カム面
６      保持器
８      ローラ（係合子）
１０    入力軸
２０    電磁クラッチ
２１    アーマチュア
２２    ロータ
２２ａ  外側円筒部
２２ｂ  内側円筒部
２３    電磁石
２３ａ  電磁コイル
２３ｂ  コア
２４    離反ばね
３３    転がり軸受（磁性部材）
３４    磁性部材
３５    転がり軸受
【図１】
2009144737.tif 000003
【図２】
2009144737.tif 000004
【図３】
2009144737.tif 000005
【図４】
2009144737.tif 000006
【図５】
2009144737.tif 000007
【図６】
2009144737.tif 000008