特許 6374186 回転伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374186

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】回転伝達装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 41/08 20060101AFI20180806BHJP

   F16D 27/118 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   F16D41/08 Z

   F16D27/118

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-40438(P2014-40438)

(22)【出願日】2014年3月3日

(65)【公開番号】特開2015-165150(P2015-165150A)

(43)【公開日】2015年9月17日

【審査請求日】2017年2月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】福成 真理名

(72)【発明者】

【氏名】笹沼 恭兵

(72)【発明者】

【氏名】多田 幹大

(72)【発明者】

【氏名】持永 修二

【審査官】 日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０７９６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２１７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７９７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０８０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２８６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２３８９３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ４１／０６，４１／０８，２７／１１８

Ｆ１６Ｃ １９／００−１９／５６，３３／３０−３３／６６

Ｃ２３Ｃ ４／００− ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸の相互間において回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチおよびその２方向クラッチの係合および解除を制御する電磁クラッチを有し、
前記２方向クラッチが、前記出力軸の軸端部に設けられた外輪の内周と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周間に、制御保持器のフランジに設けられた複数の柱部および回転保持器のフランジに設けられた複数の柱部が周方向に交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に前記外輪の内周および内輪の外周に対して係合可能な一対の係合子と、その一対の係合子を離反する方向に付勢する弾性部材とを組込んだ構成とされ、
前記電磁クラッチが、前記制御保持器に連結されたアーマチュアと、その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し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなり、
前記電磁石に対する通電によりアーマチュアと共に制御保持器をロータに向けて軸方向に移動させ、その軸方向への移動を運動変換機構により制御保持器と回転保持器をポケットの周方向幅が小さくなる方向の相対回転運動に変換して一対の係合子を外輪の内周と内輪の外周に対して係合解除させるようにし、
前記電磁石に対する通電を解除したときは、前記弾性部材の押圧によって前記一対の係合子が離反する方向に移動し、前記制御保持器と前記回転保持器が前記ポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると共に、前記運動変換機構の作用により前記制御保持器が外輪側に移動し、外輪の開口端面に衝突する回転伝達装置において、
前記制御保持器の柱部および前記回転保持器の柱部の前記係合子に接触する対向面に振動吸収機能を有する軟質層を設けたことを特徴とする回転伝達装置。

【請求項2】

前記軟質層の膜厚が５〜１００μｍである請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項3】

前記軟質層が、銅系またはアルミニウム系の金属溶射層からなる請求項１又は２に記載の回転伝達装置。

【請求項4】

前記軟質層が、銅系またはアルミニウム系の金属溶射層と、その表面に設けられた金属めっき膜とからなり、前記めっき膜が鉛系めっき、錫系めっき、鉛―錫系めっきのうちの一種からなる請求項１又は２に記載の回転伝達装置。

【請求項5】

前記軟質層が、ポリテトラフルオロエチレン樹脂被膜、二硫化モリブデン被膜、二硫化モリブデン・黒鉛混合被膜、二硫化モリブデンやポリテトラフルオロエチレン樹脂などの固体潤滑剤と土状黒鉛などの移着量調整剤とポリアミドイミドなどのバインダからなる潤滑用被膜からなる請求項１又は２に記載の回転伝達装置。

【請求項6】

前記軟質層が、アルミニウム系の金属溶射層を介して形成された請求項５に記載の回転伝達装置。

【請求項7】

前記軟質層が、ポリアミドイミド樹脂をマトリックス樹脂とする樹脂被膜からなる請求項１又は２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、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。

【背景技術】

【0002】

入力軸から出力軸への回転の伝達と遮断とを行う回転伝達装置として、入力軸と出力軸とを結合および解除する２方向クラッチを有し、その２方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチにより制御するようにし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、出力軸の軸端部に設けられた外輪と入力軸の軸端部に設けられて上記外輪の内側に組み込まれた内輪との間に制御保持器と回転保持器とを、各保持器に形成された柱部が周方向で交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に対向一対のローラを組込み、その一対のローラを、その対向部間に組み込まれた弾性部材で離反する方向に付勢して、外輪の内周に形成された円筒面と内輪の外周に形成されたカム面に係合する位置にスタンバイさせ、上記内輪の一方向への回転により一方のローラを円筒面およびカム面に係合させ、内輪の回転を外輪に伝達するようにしている。

【0004】

また、内輪が設けられた入力軸上に電磁クラッチを設け、その電磁クラッチの電磁コイルに対する通電により制御保持器を軸方向に移動させ、その制御保持器のフランジと回転保持器のフランジの対向面間に設けられたトルクカムの作用によりポケットの周方向幅が小さくなる方向に制御保持器と回転保持器とを相対回転させて、各保持器の柱部で一対のローラを係合解除位置まで移動させ、内輪から外輪への回転伝達を遮断するようにしている。

【0005】

上記回転伝達装置においては、電磁クラッチの電磁コイルに対する通電を解除すると、対向一対のローラ間に組み込まれた弾性部材の押圧作用により制御保持器と回転保持器がポケットの周方向幅が大きくなる方向に相対回転して対向一対のローラが円筒面およびカム面との間に微小な間隙を形成して、入力軸の回転により直ちに係合するスタンバイ位置に配置されるため、回転方向ガタがきわめて小さく、応答性に優れているという特徴を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−２９３６７９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、上記特許文献１に記載された回転伝達装置においては、強度を確保するため、２方向クラッチを形成する外輪や内輪、ローラおよびそのローラを保持する保持器等の各種部品のそれぞれが金属製とされおり、その回転伝達装置の耐久試験を行っていたところ、２方向クラッチが係合する都度、異音が発生するという問題点が見出された。

【0008】

その異音の発生原因として、２方向クラッチにおける一対のローラが弾性部材の押圧作用により離反する方向に相対移動して外輪の円筒面および内輪のカム面との間に微小間隙が形成されるスタンバイ位置に配置される際、制御保持器が外輪の開口端面に衝突し、その衝突は金属同士の衝突であるため、異音が発生するものと考えられる。

【0009】

また、外輪に対する制御保持器の衝突時、制御保持器が振動し、その振動はトルクカムを介して回転保持器に伝達され、制御保持器および回転保持器のそれぞれの柱部が振動してローラを微妙に叩打するものと考えられる。

【0010】

本件の発明者らは、２方向クラッチの係合時に生じる異音（騒音）の低減化を図るため、各種の試験を行ったところ、制御保持器および回転保持器における柱部の係合子としてのローラと対向する面に柔軟な軟質材を設けることによって２方向クラッチの強度を確保する状態で騒音を減衰し得ることを見い出しのである。

【0011】

この発明の課題は、２方向クラッチの係合および解除を電磁クラッチで制御する回転伝達装置において、２方向クラッチの係合時に発生する騒音の低減化を図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記の課題を解決するため、この発明においては、入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸の相互間において回転の伝達と遮断とを行なう２方向クラッチおよびその２方向クラッチの係合および解除を制御する電磁クラッチを有し、前記２方向クラッチが、前記出力軸の軸端部に設けられた外輪の内周と前記入力軸の軸端部に設けられた内輪の外周間に、制御保持器のフランジに設けられた複数の柱部および回転保持器のフランジに設けられた複数の柱部が周方向に交互に配置されるよう組込み、隣接する柱部間に形成されたポケット内に前記外輪の内周および内輪の外周に対して係合可能な一対の係合子と、その一対の係合子を離反する方向に付勢する弾性部材とを組込んだ構成とされ、前記電磁クラッチが、前記制御保持器に連結されたアーマチュアと、その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し、通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなり、前記電磁石に対する通電によりアーマチュアと共に制御保持器をロータに向けて軸方向に移動させ、その軸方向への移動を運動変換機構により制御保持器と回転保持器をポケットの周方向幅が小さくなる方向の相対回転運動に変換して一対の係合子を外輪の内周と内輪の外周に対して係合解除させるようにした回転伝達装置において、前記制御保持器の柱部および前記回転保持器の柱部の前記係合子に対する対向面に振動吸収機能を有する軟質層を設けた構成を採用したのである。

【0013】

ここで、軟質層は、金属材料系被膜、無機・有機材料などの非金属系被膜のいずれでもよい。

【0014】

金属材料系被膜として、耐久性や母材密着性の観点から、銅系またはアルミニウム系の金属材料を溶射した金属溶射層や、その金属溶射層上に鉛系めっき、錫系めっき、鉛―錫系めっきの金属めっき膜を設けたものを採用することができる。

【0015】

一方、非金属系被膜として、ポリテトラフルオロエチレン樹脂被膜、二硫化モリブデン被膜、二硫化モリブデン・黒鉛混合被膜、二硫化モリブデンやポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）などの固体潤滑剤と土状黒鉛などの移着量調整剤とポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）などのバインダからなる潤滑用被膜を採用することができる。

【0016】

ここで、制御保持器は軸方向への移動により回転保持器に対して相対回転して係合子を係合および係合解除させるため、制御保持器の柱部は係合子に対して摺動する。このため、上記のような非金属系被膜からなる軟質層の形成に際しては、アルミニウム系の金属溶射層上に形成して密着性を高めるのがよい。

【0017】

また、非金属系被膜として、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）をマトリックス樹脂とする樹脂被膜からなるものを採用することができる。

【0018】

上記軟質層の膜厚が薄くなり過ぎると騒音を効果的に吸収することができず、また、厚くなり過ぎると剥離し易くなって、剥離した際に係合子の係合、解除を阻害する可能性が高くなるため、膜厚は５〜１００μｍの範囲とするのがよい。

【発明の効果】

【0019】

この発明においては、上記のような軟質層を制御保持器の柱部および回転保持器の柱部の係合子に対する対向面に設けて、２方向クラッチの係合時の音の発生について試験したところ、軟質層が形成されていない回転伝達装置に比較して騒音が低く、２方向クラッチの係合時の騒音が減衰されたことを試験によって確認することができた。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【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１のII−II線に沿った断面図

【図3】図２に示すローラの係合状態を示す断面図

【図4】図１のIV−IV線に沿った断面図

【図5】図４のV−V線に沿った断面図

【図6】図１のVI−VI線に沿った断面図

【図7】（ａ）は図６のVII−VII線に沿った断面図、（ｂ）はトルクカムの作動前の状態を示す断面図

【図8】制御保持器を示す斜視図

【図9】騒音の測定結果を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【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、入力軸１と、その入力軸１と同軸上に配置された出力軸２と、その両軸の軸端部を覆うハウジング３と、そのハウジング３内に組み込まれて入力軸１から出力軸２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５０とからなる。

【0022】

ハウジング３は円筒状をなし、その一端部には小径の軸受筒４が設けられ、その軸受筒４内に組み込まれた軸受５によって出力軸２が回転自在に支持されている。

【0023】

図１および図２に示すように、２方向クラッチ１０は、出力軸２の軸端部に設けられた外輪１１の内周に円筒面１２を設け、入力軸１の軸端部に設けられた内輪１３の外周に複数のカム面１４を周方向に等間隔に形成し、その複数のカム面１４のそれぞれと円筒面１２間に係合子としての一対のローラ１５と弾性部材２０とを組込み、そのローラ１５を保持器１６で保持し、上記内輪１３の一方向への回転により一対のローラ１５の一方を円筒面１２およびカム面１４に係合させて内輪１３の回転を外輪１１に伝達し、また、内輪１３の他方向への回転時に他方のローラ１５を円筒面１２およびカム面１４に係合させて内輪１３の回転を外輪１１に伝達するようにしている。

【0024】

ここで、外輪１１の閉塞端部の内面側には小径の凹部１７が形成され、その凹部１７内に組み込まれた軸受１８によって入力軸１の軸端部が回転自在に支持されている。

【0025】

内輪１３は入力軸１に一体に形成されている。その内輪１３の外周に形成されたカム面１４は、相反する方向に傾斜する一対の傾斜面１４ａ、１４ｂから形成されて外輪１１の円筒面１２との間に周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成しており、上記一対の傾斜面１４ａ、１４ｂ間には内輪１３の接線方向に向く平坦なばね支持面１９が設けられ、そのばね支持面１９によって弾性部材２０が支持されている。

【0026】

弾性部材２０はコイルばねからなる。この弾性部材２０は一対のローラ１５間に配置される組込みとされ、その弾性部材２０で一対のローラ１５は離反する方向に付勢されて、円筒面１２およびカム面１４に係合するスタンバイ位置に配置されている。

【0027】

保持器１６は、制御保持器１６Ａと、回転保持器１６Ｂとからなる。図６および図７に示すように、制御保持器１６Ａは、環状のフランジ２１の片面外周部にカム面１４と同数の柱部２２を周方向に等間隔に設け、その隣接する柱部２２間に円弧状の長孔２３を形成し、外周には柱部２２と反対向きに筒部２４を設けた構成とされている。

【0028】

一方、回転保持器１６Ｂは、図１に示すように、環状のフランジ２５の外周にカム面１４と同数の柱部２６を周方向に等間隔に設けた構成とされている。

【0029】

制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂは、制御保持器１６Ａの長孔２３内に回転保持器１６Ｂの柱部２６が挿入されて、その柱部２２、２６が周方向に交互に並ぶ組み合わせとされている。そして、その組み合わせ状態で柱部２２、２６の先端部が外輪１１と内輪１３間に配置され、制御保持器１６Ａのフランジ２１および回転保持器１６Ｂのフランジ２５が入力軸１の外周に嵌合された支持リング２８と外輪１１間に位置する組込みとされている。

【0030】

上記のような保持器１６Ａ、１６Ｂの組込みによって、図２に示すように、制御保持器１６Ａの柱部２２と回転保持器１６Ｂの柱部２６間にポケット２７が形成され、そのポケット２７は内輪１３のカム面１４と径方向で対向し、各ポケット２７内に対向一対のローラ１５および弾性部材２０が組込まれている。

【0031】

図１に示すように、制御保持器１６Ａのフランジ２１は入力軸１の外周に形成されたスライド案内面２９に沿ってスライド自在に支持され、上記回転保持器１６Ｂのフランジ２５と入力軸１に嵌合された上述の支持リング２８間にスラスト軸受３０が組み込まれている。

【0032】

スラスト軸受３０は、回転保持器１６Ｂが電磁クラッチ５０側に移動するのを防止する状態で、その回転保持器１６Ｂを回転自在に支持している。

【0033】

図１および図６に示すように、制御保持器１６Ａのフランジ２１と回転保持器１６Ｂのフランジ２５間には、制御保持器１６Ａの軸方向への直線運動を制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの相対的な回転運動に変換する運動変換機構としてのトルクカム４０が設けられている。

【0034】

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、トルクカム４０は、制御保持器１６Ａにおけるフランジ２１と回転保持器１６Ｂにおけるフランジ２５の対向面それぞれに周方向の中央部で深く両端に至るに従って次第に浅くなる対向一対のカム溝４１、４２を設け、その対向一対のカム溝４１、４２間にボール４３を組み込んだ構成としている。

【0035】

ここで、カム溝４１は、相反する方向に傾斜する一対の傾斜カム面４１ａ、４１ｂにより形成されて断面Ｖ字形とされている。一方、カム溝４２もカム溝４１と同様に、一対の傾斜カム面４２ａ、４２ｂにより形成されて断面Ｖ字形とされている。

【0036】

上記トルクカム４０は、制御保持器１６Ａのフランジ２１が回転保持器１６Ｂのフランジ２５に接近する方向に制御保持器１６Ａが軸方向に移動した際に、図７（ａ）に示すように、ボール４３がカム溝４１、４２の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂをポケット２７の周方向幅が小さくなる方向に相対回転させるようになっている。

【0037】

図５に示すように、内輪１３の軸方向一端面とスライド案内面２９の交差部には、そのスライド案内面２９より大径の円筒形のホルダ嵌合面４４が形成され、そのホルダ嵌合面４４にばねホルダ４５が嵌合されている。

【0038】

ばねホルダ４５は、ホルダ嵌合面４４に対して回り止めされ、かつ、軸方向に非可動の支持とされ、その外周には、図４に示すように、制御保持器１６Ａの柱部２２と回転保持器１６Ｂの柱部２６間に配置される複数の回り止め片４６が形成されている。

【0039】

複数の回り止め片４６は、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂとがポケット２７の周方向幅を縮小する方向に相対回転した際に、制御保持器１６Ａの柱部２２および回転保持器１６Ｂの柱部２６を両側縁で受け止めて対向一対のローラ１５を中立位置に保持するようになっている。

【0040】

図５に示すように、ばねホルダ４５の外周部には複数の弾性部材２０のそれぞれ外径側に張り出すばね保持片４７が設けられ、そのばね保持片４７によって弾性部材２０は一対のローラ１５間より外径側に逃げ出るのが防止されている。

【0041】

図１に示すように、電磁クラッチ５０は、制御保持器１６Ａに形成された筒部２４の端面と軸方向で対向するアーマチュア５１と、そのアーマチュア５１と軸方向で対向するロータ５２と、そのロータ５２と軸方向で対向する電磁石５３とを有している。

【0042】

アーマチュア５１は、支持リング２８の外周に嵌合されて回転自在に、かつ、スライド自在に支持され、そのアーマチュア５１の外周部に設けられた連結筒５５の内径面に制御保持器１６Ａの筒部２４が圧入されて制御保持器１６Ａとアーマチュア５１が連結一体化されている。その連結によってアーマチュア５１は、支持リング２８の円筒状外径面５４と入力軸１の外周のスライド案内面２９の軸方向の２箇所においてスライド自在の支持とされている。

【0043】

ここで、支持リング２８は、入力軸１のスライド案内面２９の軸方向他側に形成された段部３１によって軸方向に位置決めされている。

【0044】

ロータ５２は、入力軸１に嵌合され、上記支持リング２８との間に組み込まれたシム５６によって軸方向に位置決めされ、かつ、入力軸１に対して回り止めされている。

【0045】

電磁石５３は、電磁コイル５３ａと、その電磁コイル５３ａを支持するコア５３ｂとからなり、上記コア５３ｂはハウジング３の他端開口内に嵌合され、そのハウジング３の他端部開口内に取付けた止め輪６によって抜止めされている。また、コア５３ｂは入力軸１に嵌合された軸受５７を介して入力軸１と相対的に回転自在とされている。

【0046】

上記の構造からなる回転伝達装置において、図１に示す電磁クラッチ５０の電磁コイル５３ａに対する通電の遮断状態では、２方向クラッチ１０のローラ１５は、図３に示すように、外輪１１の円筒面１２および内輪１３のカム面１４に係合する状態にある。

【0047】

このため、入力軸１が一方向に回転すると、その回転は内輪１３から対向一対のローラ１５の一方を介して外輪１１に伝達され、出力軸２が入力軸１と同方向に回転する。また、入力軸１が逆方向に回転すると、その回転は他方のローラ１５を介して出力軸２に伝達される。

【0048】

２方向クラッチ１０の係合状態で、電磁クラッチ５０の電磁コイル５３ａに通電すると、アーマチュア５１に吸引力が作用し、アーマチュア５１が軸方向に移動してロータ５２に吸着される。

【0049】

このとき、アーマチュア５１と制御保持器１６Ａとは、連結筒５５と筒部２４の嵌合によって連結一体化されているため、アーマチュア５１の軸方向への移動に伴って制御保持器１６Ａは、そのフランジ２１が回転保持器１６Ｂのフランジ２５に接近する方向に移動する。

【0050】

制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの相対移動により、図７（ｂ）に示すボール４３が、図７（ａ）に示すように、カム溝４１、４２の溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂはポケット２７の周方向幅が小さくなる方向に相対回転する。

【0051】

制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂの相対回転により、図３に示す対向一対のローラ１５は制御保持器１６Ａの柱部２２と回転保持器１６Ｂの柱部２６で押されて互いに接近する方向に移動する。

【0052】

このため、ローラ１５は、図２に示すように、円筒面１２およびカム面１４に対して係合解除する中立位置に変位し、２方向クラッチ１０は係合解除状態とされる。

【0053】

２方向クラッチ１０の係合解除状態において、入力軸１に回転トルクを入力して、その入力軸１を一方向に回転させると、ばねホルダ４５に形成された回り止め片４６が制御保持器１６Ａの柱部２２と回転保持器１６Ｂの柱部２６の一方を押圧するため、入力軸１と共に制御保持器１６Ａおよび回転保持器１６Ｂが回転する。このとき、対向一対のローラ１５は係合解除された中立位置に保持されているため、入力軸１の回転は外輪１１に伝達されず、入力軸１はフリー回転する。

【0054】

ここで、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂがポケット２７の周方向幅を小さくなる方向に相対回転すると、制御保持器１６Ａの柱部２２と回転保持器１６Ｂの柱部２６がばねホルダ４５の回り止め片４６の両側縁に当接して相対回転量が規制される。

【0055】

このため、弾性部材２０は必要以上に収縮することはなくなり、伸長と収縮が繰り返し行われても疲労によって損傷するようなことはない。

【0056】

入力軸１のフリー回転状態において、電磁コイル５３ａに対する通電を解除すると、アーマチュア５１は吸着が解除されて回転自在となる。その吸着解除により、弾性部材２０の押圧によって対向一対のローラ１５が離反する方向に移動し、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂがポケット２７の周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると共に、トルクカム４０の作用により制御保持器１６Ａが外輪１１側に移動し、外輪１１の開口端面に衝突により停止状態とされる。また、対向一対のローラ１５のそれぞれが、図３に示すように、円筒面１２およびカム面１４との間に微小な間隙が形成するスタンバイ位置に配置され、その対向一対のローラ１５の一方を介して入力軸１の回転が出力軸２に伝達される。

【0057】

ここで、入力軸１を停止して、その入力軸１の回転方向を切換えると、他方のローラ１５を介して入力軸１の回転が出力軸２に伝達される。

【0058】

このように、電磁コイル５３ａに対する通電の遮断により、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂがポケット２７の周方向幅が大きくなる方向に相対回転して、対向一対のローラ１５のそれぞれが円筒面１２およびカム面１４との間に微小間隙を形成して直ちに噛み込むスタンバイ状態とされるため、回転方向ガタは小さく、内輪１３の回転を外輪１１に直ちに伝達することができる。

【0059】

また、入力軸１から出力軸２への回転トルクの伝達は、カム面１４と同数のローラ１５を介して行われるため、入力軸１から出力軸２に大きな回転トルクを伝達することができる。

【0060】

なお、制御保持器１６Ａと回転保持器１６Ｂがポケット２７の周方向幅が大きくなる方向に相対回転すると、ボール４３は対向一対のカム溝４１、４２の浅溝部に向けて転がり移動して、図７（ｂ）に示す状態となる。

【0061】

上記のように、電磁石５３に対する通電解除によって電磁クラッチ５０をＯＦＦにすると２方向クラッチ１０が係合し、電磁石５３に対する通電によって電磁クラッチ５０をＯＮにすると２方向クラッチ１０が係合解除するため、フェールセーフ機構が求められる用途にきわめて有効である。

【0062】

２方向クラッチ１０においては、強度を確保するため、外輪１１、内輪１３、制御保持器１６Ａ、回転保持器１６Ｂ、ローラ１５および弾性部材２０の構成部品のそれぞれが金属製とされている。

【0063】

このため、電磁コイル５３ａに対する通電の解除により対向一対のローラ１５が弾性部材２０の押圧により互いに離反する方向に相対移動し、円筒面１２およびカム面１４との間に微小間隙を形成する位置まで移動すると、制御保持器１６Ａが外輪１１の開口端面に衝突し、その衝突によって騒音が発生する。また、衝突によって制御保持器１６Ａが振動し、その振動はトルクカム４０を介して回転保持器１６Ｂに伝達され、それぞれの保持器１６Ａ、１６Ｂの柱部２２、２６が振動して騒音が発生することが考えられる。

【0064】

上記騒音の低減化を図るため、ここでは、図３および図８に示すように、制御保持器１６Ａの柱部２２および回転保持器１６Ｂの柱部２６のローラ１５に対する対向面に軟質層３５を設けている。

【0065】

ここで、制御保持器１６Ａは軸方向への移動により回転保持器１６Ｂとの相互間で相対回転してローラ１５を係合および係合解除させるため、制御保持器１６Ａの柱部２２はローラ１５に対して摺動する。このため、軟質層３５が摩擦係数の高いものであると、ローラ１５に対する摺動によって摩耗や剥離が生じる可能性がある。

【0066】

そこで、軟質層３５として、ここでは、低摩擦特性と摩耗特性に優れるポリテトラフルオロエチレン樹脂(ＰＴＦＥ樹脂)を熱硬化樹脂中に含有するＰＴＦＥ樹脂配合系熱硬化樹脂を採用している。

【0067】

また、軟質層３５の膜厚が５μｍ未満であると、騒音を効果的に吸収することができず、また、１００μｍを超えると剥離し易くなって、剥離した際にローラ１５の係合、解除を阻害し、しかも、厚みが厚くなる分、コストも高くなるため、軟質層３５の膜厚は５〜１００μｍの範囲としている。

【0068】

因みに、制御保持器１６Ａおよび回転保持器１６Ｂの柱部２２、２６にＰＴＦＥ樹脂５０ｖｏｌ％を熱硬化性樹脂中に含有させた軟質層３５を制御保持器１６Ａおよび回転保持器１６Ｂの柱部２２、２６に設けた回転伝達装置（本発明品）と、制御保持器１６Ａおよび回転保持器１６Ｂの柱部２２、２６に軟質層３５が設けられていない回転伝達装置（比較品）の２方向クラッチ１０の係合時の音の発生について試験したところ、図９に示す試験結果を得た。

【0069】

試験に際し、入力軸１から３０ｍｍ離れた位置に騒音計の端子端部を配置して、サンプル数を３３個とする本発明品とサンプル数を１２０個とする比較品のそれぞれから出力される騒音を測定した。

【0070】

測定に際し、入力軸１の基準となる角度（０°）で５回測定し、基準位置から９０°回転させたところで５回測定し、さらに、基準位置から１８０°回転させた位置で５回測定した。その測定値の平均値を求め、その平均値から標準偏差（３σ）を算出して図９に示すグラフとした。

【0071】

図９に示すグラフの試験結果から、制御保持器１６Ａおよび回転保持器１６Ｂの柱部２２、２６に軟質層３５を設けることによって騒音の低減化が図られることが理解できる。その騒音の低減化は、柱部２２、２６が振動してローラ１５に当接する際、軟質層３５が弾性変形して当接時の衝撃力を吸収するからではないかと推測される。

【0072】

実施の形態では、軟質層３５として、処理の簡便さや材料に対する性能の費用対効果の観点から、ＰＴＦＥ樹脂を熱硬化樹脂中に含有するＰＴＦＥ樹脂配合系熱硬化樹脂を採用したが、軟質層３５はこれに限定されるものではない。

【0073】

例えば、銅系またはアルミニウム系の金属材料を溶射した金属溶射層や、その金属溶射層上に鉛系めっき、錫系めっき、鉛―錫系めっきの金属めっき膜を設けた金属材料系のものであってもよい。

【0074】

また、ポリテトラフルオロエチレン樹脂被膜、二硫化モリブデン被膜、二硫化モリブデン・黒鉛混合被膜、二硫化モリブデンやポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）などの固体潤滑剤と土状黒鉛などの移着量調整剤とポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）などのバインダからなる潤滑用被膜とで形成される非金属系のものであってよい。このような非金属系被膜からなる軟質層の形成に際しては、アルミニウム系の金属溶射層上に形成して密着性を高めるのがよい。

【0075】

さらに、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）をマトリックス樹脂とし、そのマトリックス樹脂にフッ素樹脂としてのポリテトラフルオロエチレン樹脂と黒鉛とを含む樹脂被膜からなるものであってもよい。

【0076】

上記いずれの材料においても弾性変形能を有するため、騒音の低減化を図ることができる。

【符号の説明】

【0077】

１ 入力軸
２ 出力軸
１０ ２方向クラッチ
１１ 外輪
１２ 円筒面
１３ 内輪
１４ カム面
１５ ローラ（係合子）
１６Ａ 制御保持器
１６Ｂ 回転保持器
２０ 弾性部材
２１ フランジ
２２ 柱部
２５ フランジ
２６ 柱部
３５ 軟質層
４０ トルクカム（運動変換機構）
５０ 電磁クラッチ
５１ アーマチュア
５２ ロータ
５３ 電磁石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】