(57)【要約】【課題】２方向クラッチの係合および係合解除を確実に判別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】内輪５の外周にカム面２２を設け、外輪７の内周に円筒面２１を形成し、その円筒面２１とカム面２２間にローラ２３を組込み、そのローラ２３を保持器２４で保持する。保持器２４の軸方向一側に、その保持器２４を外輪７に結合および結合解除する電磁クラッチ４０を設ける。保持器２４と内輪５間に位置検出センサ３０を組込み、その位置検出センサ３０により保持器２４と内輪５の相対的な周方向の位置関係からローラ２３が中立位置に保持されているかどうかを検出し、その検出信号によってローラ２３の位置を判別する。【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空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間に組込まれたローラを外輪と内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記外輪と内輪のうちカム面を有する側の部材と保持器の相互間に、ローラ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弾性保持するスイッチばねを組込み、前記外輪の軸方向一側に、前記保持器を円筒面が形成された側の部材に対して結合および結合解除する電磁クラッチを設けた回転伝達装置において、
前記保持器とカム面を有する側の部材の相互間に、その両部材の相対的な周方向の位置関係から前記ローラの中立位置を検出する位置検出センサを組込んだことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記保持器とカム面を有する側の部材とを、内外の軌道輪間に前記位置検出センサが組付けられたセンサ付き軸受によって相対的に回転自在に支持した請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記外輪の内周に円筒面を形成し、内輪の外周にカム面を設け、その内輪と前記保持器の相互間にスイッチばねと、位置検出センサとを組込んだ請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記外輪の内周にカム面を設け、内輪の外周に円筒面を形成し、前記外輪と前記保持器の相互間にスイッチばねと、位置検出センサとを組み込んだ請求項１又は２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のそれぞれに円筒面を形成し、その円筒面間に径の異なる一対の保持器を組込み、各保持器に径方向で対向するポケットを形成し、そのポケット間に前記一対の保持器の相対回転によって外輪の円筒面と内輪の円筒面に係合するスプラグを組込み、前記一対の保持器のうち、小径側の保持器を内輪に固定し、その小径側保持器と大径側保持器の相互間に前記スプラグが一対の円筒面に対して係合解除される中立位置に大径側保持器を弾性保持するスイッチばねを組込み、前記大径側保持器の軸方向一側に、その大径側保持器を外輪に結合および結合解除する電磁クラッチを設けた回転伝達装置において、
前記大径側保持器と小径側保持器の対向部間に、その両保持器の相対的な周方向の位置関係から前記スプラグの中立位置を検出する位置検出センサを組込んだことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項６】
外輪の内周とその内側に組込まれた内輪の外周のそれぞれに円筒面を形成し、
その円筒面間に径の異なる一対の保持器を組込み、各保持器に径方向で対向するポケットを形成し、そのポケット間に前記一対の保持器の相対回転によって外輪の円筒面と内輪の円筒面に係合するスプラグを組込み、前記一対の保持器のうち、大径側の保持器を外輪に固定し、その大径側保持器と小径側保持器の相互間に前記スプラグが一対の円筒面に対して係合解除される中立位置に小径側保持器を弾性保持するスイッチばねを組込み、前記小径側保持器の軸方向一側に、その小径側保持器を内輪に結合および結合解除する電磁クラッチを設けた回転伝達装置において、
前記大径側保持器と小径側保持器の対向部間に、その両保持器の相対的な周方向の位置関係から前記スプラグの中立位置を検出する位置検出センサを組込んだことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項７】
前記大径側保持器と小径側保持器とを、内外の軌道輪間に前記位置検出センサが組付けられたセンサ付き軸受によって相対的に回転自在に支持した請求項５又は６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、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】
上記特許文献１に記載された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の伝達を行うようにしている。
【０００４】
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。
【０００５】
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と、外輪の開口端部に嵌合されて回り止めされた円筒状のロータガイドと、そのロータガイドの開口端部内に圧入されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向する電磁石と、上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とからなり、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、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。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４７７１３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、内輪と外輪の相互間における動力の伝達後に電磁クラッチに対する通電を解除しても、内輪と外輪の相互間に残留トルクが残っていると、ローラは係合状態に保持され、電磁クラッチの通電および通電解除によるＯＮ、ＯＦＦだけでは２方向クラッチの係合および係合解除を判別することができなかった。
【０００８】
この発明の課題は、２方向クラッチの係合および係合解除を確実に判別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】
【０００９】
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空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間に組込まれたローラを外輪と内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記外輪と内輪のうちカム面を有する側の部材と保持器の相互間に、ローラ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弾性保持するスイッチばねを組込み、前記外輪の軸方向一側に、前記保持器を円筒面が形成された側の部材に対して結合および結合解除する電磁クラッチを設けた回転伝達装置において、前記保持器とカム面を有する側の部材の相互間に、その両部材の相対的な周方向の位置関係から前記ローラの中立位置を検出する位置検出センサを組込んだ構成を採用したのである。
【００１０】
ここで、保持器とカム面を有する側の部材とを内外の軌道輪間に位置検出センサが組付けられたセンサ付き軸受によって相対的に回転自在に支持することにより、カム面を有する部材に対して保持器を円滑に相対回転させることができる。また、軸受の組付けと同時に位置検出センサの組付けを行なうことができるため、回転伝達装置の組立ての容易化を図ることができる。
【００１１】
上記の課題を解決するため、第２の発明および第３の発明においては、上記第１の発明に係る回転伝達装置のローラタイプの２方向クラッチに代えてスプラグタイプの２方向クラッチを採用している。
【００１２】
スプラグタイプの２方向クラッチを採用する回転伝達装置においては、外輪と内輪間に径の異なる一対の保持器を組込み、その小径側の保持器を内輪に固定するか、または、大径側の保持器を外輪に固定する。
【００１３】
第２の発明においては、小径側の保持器を内輪に固定し、その小径側保持器と大径側保持器の相互間にスイッチばねを組込んで、スプラグが外輪および内輪の円筒面に対して係合解除される中立位置に大径側保持器を弾性保持し、その大径側保持器を電磁クラッチによって外輪に結合および結合解除させるようにしている。また、大径側保持器と小径側保持器の対向部間に、その両保持器の相対的な周方向の位置関係から上記スプラグの中立位置を検出する位置検出センサを組込むようにしている。
【００１４】
一方、第３の発明においては、大径側の保持器を外輪に固定し、その大径側保持器と小径側保持器の相互間にスイッチばねを組込んで、スプラグが外輪および内輪の円筒面に対して係合解除される中立位置に小径側保持器を弾性保持し、その小径側保持器を電磁クラッチによって内輪に結合および結合解除させるようにしている。また、大径側保持器と小径側保持器の対向部間に、その両保持器の相対的な周方向の位置関係から上記スプラグの中立位置を検出する位置検出センサを組込むようにしている。
【００１５】
上記第２の発明および第３の発明において、大径側保持器と小径側保持器とを、内外の軌道輪間に位置検出センサが組付けられたセンサ付き軸受によって相対的に回転自在に支持することにより、大径側保持器と小径側保持器を円滑に相対回転させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、第１の発明においては、保持器とカム面を有する側の部材の相互間に、その両部材の相対的な周方向の位置関係からローラの中立位置を検出する位置検出センサを組込んだことにより、電磁クラッチのＯＦＦ時にローラが中立位置に戻されたかどうかを確実に判別することができる。
【００１７】
また、位置検出センサによって保持器がカム面を有する部材に対して時計方向または反時計方向のいずれの方向に位相ずれしているかを判定することができるため、ローラの係合解除を行なうために、内輪をいずれの方向に回転させればよいのかの判定も行なうことができ、ローラを素早く係合解除することができる。
【００１８】
さらに、何等かの異常によってローラが係合していることも判定することができるので、フェールセーフも可能とすることができる。
【００１９】
第２の発明および第３の発明においては、大径側保持器と小径側保持器の対向部間に、その両保持器の相対的な周方向の位置関係から上記スプラグの中立位置を検出する位置検出センサを組込むようにしたので、電磁クラッチのＯＦＦ時にスプラグが中立位置に戻されたかどうかを確実に判別することができる。
【００２０】
また、位置検出センサによって大径側保持器と小径側保持器がいずれの方向に相対回転しているかを判定することができるため、スプラグの係合解除を行なうために、内輪をいずれの方向に回転させればよいのかの判定も行なうことができ、スプラグを素早く係合解除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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乃至図４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１に示すように、円筒状のハウジング１の一方の端部は端板２によって閉塞され、その端板２に形成された軸挿入孔３に入力軸４が挿通されている。
【００２２】
入力軸４のハウジング１の内部に位置する端部には内輪５が嵌合されてセレーション６の嵌合により回り止めされ、その内輪５の外側に外輪７が設けられている。外輪７は、ハウジング１の内径面に嵌合された軸受８によって回転自在に支持されている。
【００２３】
内輪５は、両端に小径軸部５ａ、５ｂを有し、ハウジング開口端側の小径軸部５ａに嵌合された軸受９によって内輪５と外輪７は相対的に回転自在に支持されている。
【００２４】
ハウジング１の端板２に形成された軸挿入孔３の内径面と入力軸４の外径面間はシール部材１０の組込みによって密閉され、また、ハウジング１の開口端部の内径面と外輪７の外径面間はシール部材１１の組込みによって密封されている。
【００２５】
内輪５と外輪７との間には２方向クラッチ２０が設けられ、その２方向クラッチ２０の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ４０が上記２方向クラッチ２０に併設されている。
【００２６】
図２および図４（Ｉ）に示すように、２方向クラッチ２０は、外輪７の内周に円筒面２１を形成し、内輪５の外周には上記円筒面２１との間でくさび形空間を形成する複数のカム面２２を周方向に間隔をおいて設け、各カム面２２と円筒面２１間に係合子としてのローラ２３を組込み、そのローラ２３を内輪５と外輪７間に組込まれた保持器２４で保持した２方向ローラクラッチから成っている。
【００２７】
図２および図３に示すように、内輪５と保持器２４の相互間には、ローラ２３が円筒面２１およびカム面２２に対して係合解除される中立位置に保持器２４を弾性保持するスイッチばね２５が組込まれている。
【００２８】
スイッチばね２５は、Ｃ形リング部２５ａの両端に一対の押圧片２５ｂを外向きに形成した構成とされている。
【００２９】
スイッチばね２５は、内輪５の端面に形成されたばね収納凹部２６内にリング部２５ａが嵌合される組付けとされ、一対の押圧片２５ｂはばね収納凹部２６の周壁に形成された切欠部２７から保持器２４の端面に設けられた切欠き２８内に挿入されて、切欠部２７および切欠き２８の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧し、その押圧によってローラ２３を中立位置に保持している。
【００３０】
図２および図５に示すように、保持器２４は、内輪５の小径軸部５ａに嵌合された軸受２９によって回転自在に支持されている。軸受２９は、外側軌道輪２９ａと内側軌道輪２９ｂを有し、その一対の軌道輪２９ａ、２９ｂ間に位置検出センサ３０が組込まれている。
【００３１】
位置検出センサ３０として、磁界の変化から検出信号を出力するようにしたもの、例えば、磁石とホールＩＣからなるもの等を採用することができる。この位置検出センサ３０は、図４（Ｉ）に示すように、ローラ２３が円筒面２１およびカム面２２に対して係合解除された中立位置に保持されている状態での内輪５に対する保持器２４の関係位置を原点位置とし、その原点位置に保持器２４が配置されていると、ローラ２３が中立位置に配置されているという検出信号を出力し、上記保持器２４が原点位置から周方向にずれた位置に配置されていると、ローラ２３が係合位置に配置されているという信号と、保持器２４が原点位置からいずれの方向にずれているという信号を出力するようになっている。
【００３２】
図１に示すように、電磁クラッチ４０は、内輪５の小径軸部５ｂにスライド自在に嵌合されて保持器２４の端面と軸方向で対向するアーマチュア４１と、外輪７の開口端部に嵌合されて軸方向に位置決めされた円筒状のロータガイド４２の開口端部内に圧入されてアーマチュア４１と軸方向で対向するロータ４３と、そのロータ４３と軸方向で対向する電磁石４４と、アーマチュア４１がロータ４３から離反する方向に押圧する離反ばね４５とから成る。
【００３３】
図２に示すように、アーマチュア４１には係合孔４６が形成され、その係合孔４６に保持器２４の端面に設けられた突片４７が挿入され、その突片４７と係合孔４６の係合によって、アーマチュア４１は保持器２４に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動可能とされている。
【００３４】
図１に示すように、ロータ４３は、内周および外周に円筒部４３ａ、４３ｂを有し、外周の円筒部４３ｂがロータガイド４２内に圧入されている。
【００３５】
電磁石４４は、コア４４ａと、そのコア４４ａに支持された電磁コイル４４ｂから成る。この電磁石４４は、ロータ４３の内、外の円筒部４３ａ、４３ｂ間に配置され、コア４４ａがハウジング１の閉塞端に非回転に支持されている。
【００３６】
実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石４４の電磁コイル４４ｂに対する通電の遮断状態では、スイッチばね２５のばね力によりローラ２３は、図４（Ｉ）に示すように、中立状態に保持され、入力軸４が回転してもその回転は外輪７に伝達されず、入力軸４が空転する。
【００３７】
入力軸４の回転状態において、電磁石４４の電磁コイル４４ｂに通電すると、アーマチュア４１に磁気吸引力が付与され、アーマチュア４１は離反ばね４５の弾性に抗して移動して、ロータ４３に吸着される。
【００３８】
ロータ４３とアーマチュア４１の吸着面に作用する摩擦抵抗は保持器２４の回転抵抗となり、その摩擦抵抗は、スイッチばね２５のばね力より予め大きな値に設定されているため、スイッチばね２５は弾性変形して、入力軸４と保持器２４とが相対回転する。その相対回転により、図４（II）に示すように、ローラ２３がくさび形空間の狭小部に押し込まれて円筒面２１およびカム面２２に係合し、入力軸４の回転はローラ２３を介して外輪７に伝達される。
【００３９】
入力軸４から外輪７へのトルク伝達状態において、電磁コイル４４ｂに対する通電を遮断すると、離反ばね４５の押圧により、アーマチュア４１はロータ４３から離反する。
【００４０】
また、アーマチュア４１がロータ４３から離反すると、スイッチばね２５のばね力により保持器２４が入力軸４に対して係合時の逆方向に回転され、ローラ２３は円筒面２１およびカム面２２に対して係合解除されて、図４（Ｉ）に示すように中立位置に戻される。このため、入力軸４から外輪７への回転伝達が遮断され、上記入力軸４および内輪５がフリー回転する。
【００４１】
ここで、ローラ２３が円筒面２１およびカム面２２に係合するトルク伝達状態において、電磁コイル４４ｂに対する通電を遮断しても、内輪５と外輪７の相互間に残留トルクが残っていると、ローラ２３は係合解除せず、２方向クラッチ２０は係合状態のままとされる。
【００４２】
このとき、保持器２４は原点位置から周方向にずれた状態にあるため、位置検出センサ３０はローラ２３が係合位置に配置されているという信号を出力する。このため、位置検出センサ３０からの出力信号によってローラ２３が中立位置に戻されていないことを判別することができる。
【００４３】
また、位置検出センサ３０は、保持器２４が原点位置からいずれの方向にずれているという信号も出力するため、２方向クラッチ２０の係合解除を行なうために、内輪５をいずれの方向に回転させればよいか判別することができ、２方向クラッチ２０を素早く係合解除させることができる。
【００４４】
なお、位置検出センサ３０から出力される信号の外部への取り出しはスリップリングを用いて行なうようにする。入力軸４を固定し、回転伝達装置を外輪７の制動用として用いる場合は、その入力軸４にケーブル挿入孔を形成し、位置検出センサ３０に接続したケーブルをそのケーブル挿入孔に挿入して外部に導きだすようにする。
【００４５】
図１乃至図５に示す第１の実施の形態では、外輪７の内周に円筒面２１を形成し、内輪５の外周にカム面２２を設けたが、図６および図７に示すように、外輪７の内周にカム面３１を形成し、内輪５の外周に円筒面３２を設けるようにしてもよい。
【００４６】
この場合、外輪７と保持器２４の相互間にスイッチばね３３を組込んで、ローラ２３がカム面３１および円筒面３２に対して係合解除される中立位置に保持器２４を弾性保持する。
【００４７】
また、ロータ４３を内輪５に固定し、電磁石４４の電磁コイル４４ｂに対する通電により保持器２４を内輪５に結合し、その保持器２４と外輪７の相対回転によりローラ２３をカム面３１と円筒面３２に係合させるようにする。
【００４８】
さらに、保持器２４と外輪７の相互間に位置検出センサ３０が組込まれた軸受３４を組込んで、その位置検出センサ３０によってローラ２３が中立位置に戻されたかどうかの検出を行なうようにする。
【００４９】
図８および図９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。この実施の形態で示す回転伝達装置と先に述べた第１の実施の形態で示す回転伝達装置とは２方向クラッチ２０の構成が相違している。このため、第１の実施の形態と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図８および図９に示す２方向クラッチ２０においては、内輪５の外周および外輪７の内周に円筒面５１、５２を形成し、その円筒面５１、５２間に径の異なる一対の保持器５３、５４を組込み、小径側の保持器５３を内輪５に固定している。
【００５１】
また、小径側保持器５３と大径側保持器５４に径方向で対向する複数のポケット５５、５６を周方向に間隔をおいて形成し、径方向で対向するポケット５５、５６のそれぞれにスプラグ５７を組込み、上記大径側保持器５４のポケット５６内に組込まれた弾性部材５８によってスプラグ５７を中立位置に保持し、上記小径側保持器５３と大径側保持器５４の相互間に組込んだスイッチばね５９によってスプラグ５７が一対の円筒面５１、５２に対して係合解除される中立位置に大径側保持器５４を弾性保持している。
【００５２】
さらに、大径側保持器５４の端板内周部に形成された突片６０を電磁クラッチ４０のアーマチュア４１に形成された切欠部６１に係合して、アーマチュア４１を回り止めし、かつ、軸方向に移動自在に支持し、電磁コイル４４ｂに対する通電によりロータ４３にアーマチュア４１を吸着して大径側保持器５４を外輪７に結合し、内輪５と一体に回転する小径側保持器５３と大径側保持器５４の相対回転により、スプラグ５７を内輪５の円筒面５１および外輪７の円筒面５２に係合させるようにしている。
【００５３】
また、小径側保持器５３と大径側保持器５４の相互間に軸受６２を組込んで小径側保持器５３と大径側保持器５４を相対的に回転自在に支持し、その軸受６２の径の異なる一対の軌道輪６２ａ、６２ｂ間に組込まれた位置検出センサ３０によって両保持器５３、５４の相対的な周方向の位置関係から上記スプラグ５７が中立位置に配置されているかどうかの検出を行なうようにしている。
【００５４】
上記第２の実施の形態で示す回転伝達装置においても、前述の第１の実施の形態で示す回転伝達装置と同様に、位置検出センサ３０から出力される信号によってスプラグ５７が中立位置に配置されているかどうかを判別することができる。
【００５５】
また、位置検出センサ３０によって大径側保持器５４が小径側保持器５３に対していずれの方向に相対回転しているかを判定することができるため、スプラグ５７の係合解除を行なうために、内輪５をいずれの方向に回転させればよいのかの判定も行なうことができ、スプラグ５７を素早く係合解除することができる。
【００５６】
図８および図９に示す回転伝達装置においては、小径側保持器５３を内輪５に固定し、大径側保持器５４を電磁クラッチ４０によって外輪７に結合および結合解除させるようにしたが、大径側保持器５４を外輪７に固定し、小径側保持器５３を電磁クラッチ４０によって内輪５に結合および結合解除させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】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縦断正面図
【図２】図１の２方向クラッチ部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】（Ｉ）は、図２のIV−IV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５】図２の保持器を支持する軸受部の拡大断面図
【図６】この発明に係る回転伝達装置の他の実施の形態を示す縦断正面図
【図７】図６のVII−VII線に沿った断面図
【図８】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縦断正面図
【図９】図８のVIII-VIII線に沿った断面図
【符号の説明】
【００５８】
５      内輪
７      外輪
２１    円筒面
２２    カム面
２３    ローラ
２４    保持器
２５    スイッチばね
２９    軸受
２９ａ  軌道輪
２９ｂ  軌道輪
３０    位置検出センサ
４０    電磁クラッチ
５１    円筒面
５２    円筒面
５３    小径側保持器
５４    大径側保持器
５５    ポケット
５６    ポケット
５７    スプラグ
５９    スイッチばね
６２    軸受
６２ａ  軌道輪
６２ｂ  軌道輪
【図１】
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【図２】
2009250283.tif 000004
【図３】
2009250283.tif 000005
【図４】
2009250283.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009250283.tif 000008
【図７】
2009250283.tif 000009
【図８】
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【図９】
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