JP2007002972A

JP2007002972A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP2007002972A
Application number: JP2005186784A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 光司佐藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】電磁クラッチ部によって湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するようにした回転伝達装置において、湿式多板クラッチの軸力負荷部のボールの接触圧の均一化を図り、かつ、軸力負荷部の組立て性の向上を図る。
【解決手段】外輪３と内輪５間に湿式多板クラッチ７を組込み、その湿式多板クラッチ７の軸方向一側に、電磁クラッチ部１０Ａと、その電磁クラッチ部１０Ａのアーマチュア１１と外輪３の締結時に、アーマチュア１１を内輪５に回り止めされたプレッシャプレート２１に対して相対回転させ、複数のボールカム２２によりプレッシャプレート２１を軸方向に移動させて湿式多板クラッチ７の軸力負荷部１０Ｂを設ける。複数のボールカム２２の各ボール２４を保持器２５で保持して、ボールカム２２の作用時に複数のボール２４を周方向に同じ量だけ移動させボール２４の接触圧の均一化を図り、軸力負荷部１０Ｂの組立て性を向上させる。
【選択図】図１

Description

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。

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な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。

上記回転伝達装置は、トランスミッションからの駆動力が入力される入力部材内に出力部材を組込んで相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設けている。

ここで、クラッチ制御装置は、電磁クラッチ部と、その電磁クラッチ部の締結時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、上記電磁クラッチ部は、入力部材の内径面に案内されて軸方向に移動可能なアーマチュアと、入力部材に取付けられて上記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から成り、上記電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着して、入力部材とアーマチュアとを結合させるようにしている。

一方、軸力負荷部は、アーマチュアと湿式多板クラッチ間にプレッシャプレートを組込み、そのプレッシャプレートを出力部材に回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、上記プレッシャプレートとアーマチュアの対向面それぞれに中央から周方向両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込み、上記プレッシャプレートに対するアーマチュアの相対回転によりプレッシャプレートを軸方向に移動させて湿式多板クラッチに軸力を負荷するようにしている。

上記回転伝達装置においては、電磁石に対する通電により電磁クラッチ部をＯＮにすると軸力負荷部に軸力（軸方向推力）が発生し、その軸力により湿式多板クラッチが結合状態とされると共に、湿式多板クラッチに負荷される軸力の反力によりアーマチュアがロータに押し付けられるため、僅かな電磁クラッチトルクでも湿式多板クラッチを結合状態（ロック状態）に維持できるという特徴を有する。
特開２００５−４８７８８号公報

ところで、上記従来の回転伝達装置においては、軸力負荷部のボールは、周方向に間隔をおいて複数設けられ、これらの各ボールはアーマチュアとプレッシャプレートのカム溝間に単に組込まれて何も保持されていないため、電磁クラッチ部のＯＮ時に、複数のボールの接触圧が不均一になり易いという問題がある。

また、軸力負荷部の組立て時には、各ボールをアーマチュアのカム溝とプレッシャプレートのカム溝間に挿入する必要があり、その挿入時にボールが落下するおそれがあり、軸力負荷部の組立てに非常に手間がかかるという問題がある。

この発明の課題は、軸力負荷部に設けられた複数のボールのそれぞれの接触圧の均一化を図ること、および、上記軸力負荷部の組立ての容易化を図ることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、入力部材と出力部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設け、そのクラッチ制御装置が、電磁石に対する通電によって入力部材に取付けられたロータにアーマチュアを吸着させる電磁クラッチ部と、前記アーマチュアの吸着時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、その軸力負荷部が、前記アーマチュアと出力部材に回り止めされて軸方向に移動可能なプレッシャプレートの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなる複数のカム溝を周方向に間隔をおいて設け、軸方向で対向する各カム溝間にボールを組込んだ構成から成る回転伝達装置において、前記アーマチュアとプレッシャプレート間にボール収容用の複数のポケットを有する保持器を組込んでボールを保持した構成を採用したのである。

ここで、ポケットの開口端の内径をボールの球径より小径とすると、ポケット内にボールを一旦組込むことによって、ボールはポケットの開口端によって抜け止めされるため、ボールを保持する保持器をアーマチュアとプレッシャプレート間に組込む軸力負荷部の組立て時にボールが脱落するという不都合の発生を皆無とすることができ、軸力負荷部をより簡単に組立てることができる。

ここで、ポケットからのボールの脱落防止に際しては、ポケットの内周をボールの球形表面に沿う球面とし、開口端の内径をボールの球径より小径としてボールを抜け止めするようにしてもよく、あるいは、ポケットの内周を円筒面とし、その円筒面の両端から内向きに突出部を形成して、その突出部によりボールを抜け止めしてもよい。

上記のように、軸力負荷部の複数のボールを保持器によって保持することにより、プレッシャプレートに対するアーマチュアの相対回転時に、カム溝の溝底面に対するボールの接触移動によって保持器を回転させることができる。このため、複数のボールのそれぞれを周方向に同じ量だけ移動させることができるので、複数のボールのそれぞれの接触圧の均一化を図ることができ、ボール接触部位での圧痕の発生や変形を防止することができる。

また、保持器のポケット内にボールを収容し、その保持器をアーマチュアとプレッシャプレート間に組込むことによって軸力負荷部を組立てることができるので、軸力負荷部の組立て性を向上させることができる。

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に示すように、静止部材としてのハウジング１は、一端に端壁２を有している。

ハウジング１内には、入力部材としての外輪３が組込まれている。外輪３はハウジング１の他端部内に組込まれた軸受４によって回転自在に支持されている。

外輪３の内側には出力部材としての内輪５が組込まれ、その内輪５と外輪３間に組込まれた軸受６によって両輪３、５は相対的に回転自在とされている。

外輪３と内輪５間には、湿式多板クラッチ７が組込まれている。湿式多板クラッチ７は、多数の入力側クラッチプレート８と多数の出力側クラッチプレート９とから成る。入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９は軸方向に交互に組込まれ、上記入力側クラッチプレート８は外輪３に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されている。一方、出力側クラッチプレート９は内輪５に回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されている。

入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９は、負荷される軸力により互に密着して結合状態となり、外輪３の回転を内輪５に伝達する。

湿式多板クラッチ７の軸方向一側には、その湿式多板クラッチ７の結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置１０が設けられている。

クラッチ制御装置１０は、電磁クラッチ部１０Ａと、その電磁クラッチ部１０Ａの締結時に外輪３の回転トルクを軸力に変換して湿式多板クラッチ７に負荷する軸力負荷部１０Ｂとから成る。

電磁クラッチ部１０Ａは、アーマチュア１１と、そのアーマチュア１１の一側方に設けられたロータ１２と、そのロータ１２の一側方に設けられた電磁石１３とから成る。

アーマチュア１１は、内輪５の端部に嵌合され、その内輪５の外径面を案内面として回転自在および軸方向に移動自在とされている。

ロータ１２は、外筒部１２ａおよび内筒部１２ｂを有し、外筒部１２ａの外周には雄ねじ１４が形成されている。ロータ１２は外輪３の一端部内周に形成された雌ねじ１５に対する雄ねじ１４のねじ込みによって外輪３に固定され、上記雌ねじ１５にねじ係合されたロックナット１６の締付けによって弛み止めされている。ロータ１２とアーマチュア１１との間には微小なエアギャップ１７が形成され、そのエアギャップ１７はロータ１２のねじ込み量を加減することによって調整し得るようになっている。ロータ１２とアーマチュア１１との間には、アーマチュア１１をロータ１２から離反する方向に付勢する離反ばね１８が組込まれている。

電磁石１３は、ロータ１２の外筒部１２ａと内筒部１２ｂ間に組込まれている。この電磁石１３は、電磁コイル１３ａと、その電磁コイル１３ａを支持し、ハウジング１によって支持されたコア１３ｂとから成り、上記電磁コイル１３ａに対する通電により、コア１３ｂ、ロータ１２およびアーマチュア１１に磁束が流れてロータ１２にアーマチュア１１が吸着される。その吸着により外輪３にアーマチュア１１が結合されて外輪３と共にアーマチュア１１が回転する。

図１乃至図３に示すように、軸力負荷部１０Ｂは、アーマチュア１１と湿式多板クラッチ７との間にプレッシャプレート２１を設け、そのプレッシャプレート２１を内輪５に回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、上記プレッシャプレート２１とアーマチュア１１の対向面間に複数のボールカム２２を設けている。ここで、ボールカム２２は、プレッシャプレート２１とアーマチュア１１の対向面それぞれに中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなるカム溝２２ａ、２２ｂを設け、そのカム溝２２ａ、２２ｂ間にボール２４を組込んだ構成から成り、上記プレッシャプレート２１に対するアーマチュア１１の相対回転により、プレッシャプレート２１を湿式多板クラッチ７に向けて移動させて湿式多板クラッチ７を軸方向に押すようにしている。

アーマチュア１１とプレッシャプレート２１間には保持器２５が組込まれている。保持器２５には各ボールカム２２のボール２４を収容する複数のポケット２６が形成され、各ポケット２６の内周はボール２４の球形表面に沿う球面２７とされて開口端の内径がボール２４の球径より小径とされている。このため、ポケット２６内にボール２４を一旦組込むことによって、ボール２４はポケット２６の開口端により抜け止めされ、脱落するのが防止される。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、外輪３には入力軸を接続し、内輪５には出力軸を接続する。その入力軸および出力軸の接続のため、外輪３および内輪５の内周にスプライン歯３０、３１が設けられている。

図１は、電磁石１３の電磁コイル１３ａに対して通電を遮断した状態を示し、湿式多板クラッチ７は結合解除状態とされている。このため、外輪３が回転しても、その回転は内輪５に伝達されず、外輪３のみがフリー回転する。

外輪３の回転状態において、電磁石１３の電磁コイル１３ａに通電すると、コア１３ｂ、ロータ１２およびアーマチュア１１に磁束が流れてロータ１２とアーマチュア１１間に磁気吸引力が作用し、その磁気吸引力によりアーマチュア１１がロータ１２に吸着され、外輪３とアーマチュア１１とが結合されて外輪３と共にアーマチュア１１が回転する。

また、アーマチュア１１はプレッシャプレート２１に対して相対回転し、その相対回転によって、図４に示すように、アーマチュア１１に形成されたカム溝２２ｂとプレッシャプレート２１に形成されたカム溝２２ａが周方向に位相がずれるため、ボール２４は、各カム溝２２ａ、２２ｂの溝底面との接触により、アーマチュア１１のカム溝２２ｂの端部に向けて転がり移動すると共に、プレッシャプレート２１のカム溝２２ａの端部が上記ボール２４と接触することになる。

このため、プレッシャプレート２１は湿式多板クラッチ７側に移動して、その湿式多板クラッチ７を軸方向に押圧する。その押圧によって入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９が互に密着し、外輪３の回転は湿式多板クラッチ７を介して内輪５に伝達され、内輪５が外輪３と同方向に回転する。

ここで、ボール２４がカム溝２２ａ、２２ｂの溝底面との接触によって周方向に転がり移動するとき、そのボール２４を保持する保持器２５が回転するため、保持器２５に保持された複数のボール２４は周方向に同じ量だけ移動することになる。

このため、各ボールカム２２のボール２４とカム溝２２ａ、２２ｂの接触部における接触圧はほぼ等しいものとなり、上記接触部に圧痕が発生したり、変形するという不都合の発生はない。

また、プレッシャプレート２１が湿式多板クラッチ７を軸方向に押圧するとき、その反力によってアーマチュア１１がロータ１２に押し付けられる。このため、一旦電磁クラッチ部１０Ａの締結が行なわれれば、その後の電磁コイル１３ａに流す電流を小さくしても、アーマチュア１１は吸着状態に保持され、電流消費量の低減化を図ることができる。

外輪３から内輪５への回転トルクの伝達状態において、電磁コイル１３ａに対する通電を解除すると、アーマチュア１１は吸着を解除される。その吸着解除時、離反ばね１８がアーマチュア１１をプレッシャプレート２１に向けて押圧すると共に、プレッシャプレート２１は湿式多板クラッチ７から押圧されるため、カム溝２２ａ、２２ｂがボール２４を押圧する作用により、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１が相対回転して、ボール２４はカム溝２２ａ、２２ｂの中央に配置される中立位置に戻される。

このため、湿式多板クラッチ７への軸力の負荷は解除されると共に、湿式多板クラッチ７は締結解除状態となり、外輪３から内輪５への回転トルクの伝達が遮断される。

実施の形態における回転伝達装置においては、軸力負荷部１０Ｂのアーマチュア１１とプレッシャプレート２１間に保持器２５を組込み、その保持器２５によって各ボールカム２２のボール２４を保持するようにしているため、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１の相対回転時に複数のボール２４を周方向にほぼ同じ量だけ移動させることができ、各ボール２４とカム溝２２ａ、２２ｂとの接触部における接触圧の均一化を図ることができる。

また、保持器２５に形成されたポケット２６の開口端の内径をボール２４の球径より小径としたことにより、ポケット２６からのボール２４の脱落を防止することができる。

このため、保持器２５のポケット２６内にボール２４を組込んだのち、その保持器２５をアーマチュア１１とプレッシャプレート２１間に組込むことによって軸力負荷部１０Ｂを組立てることができ、軸力負荷部１０Ｂをきわめて容易に組立てることができる。

図３に示す例では、保持器２５に形成されたポケット２６の内周を球面とし、ポケット２６の開口端の内径をボール２４の球径より小径としてボール２４の脱落を防止するようにしたが、図５に示すように、ポケット２６の内周を円筒面２８とし、その円筒面２８の両端に内方に突出する突出部２９を形成して、ボール２４の脱落を防止するようにしてもよい。

この場合、突出部２９は周方向に連続するものであってもよく、あるいは不連続のものであってもよい。

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１のII−II線に沿った断面図軸力負荷部を示す断面図軸力負荷部の作動状態を示す断面図保持器に形成されたポケットの他の例を示す断面図

符号の説明

３外輪（入力部材）
５内輪（出力部材）
７湿式多板クラッチ
１０クラッチ制御装置
１０Ａ電磁クラッチ部
１０Ｂ軸力負荷部
１１アーマチュア
１２ロータ
１３電磁石
２１プレッシャプレート
２２ａ、２２ｂカム溝
２４ボール
２５保持器
２６ポケット

Claims

入力部材と出力部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設け、そのクラッチ制御装置が、電磁石に対する通電によって入力部材に取付けられたロータにアーマチュアを吸着させる電磁クラッチ部と、前記アーマチュアの吸着時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、その軸力負荷部が、前記アーマチュアと出力部材に回り止めされて軸方向に移動可能なプレッシャプレートの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなる複数のカム溝を周方向に間隔をおいて設け、軸方向で対向する各カム溝間にボールを組込んだ構成から成る回転伝達装置において、前記アーマチュアとプレッシャプレート間にボール収容用の複数のポケットを有する保持器を組込んでボールを保持したことを特徴とする回転伝達装置。
前記ポケットの開口端の内径をボールの球径より小径とした請求項１に記載の回転伝達装置。