特開 2024-129408 回転伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129408

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】回転伝達装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 41/08 20060101AFI20240919BHJP

   F16D 27/12 20060101ALI20240919BHJP

   F16D 41/067 20060101ALI20240919BHJP

   F16D 41/06 20060101ALI20240919BHJP

   F16D 27/14 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

F16D41/08 Z

F16D27/12 B

F16D41/067

F16D41/06 B

F16D27/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038595

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【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

(72)【発明者】

【氏名】石川 慎太朗

(57)【要約】

【課題】入力軸と外輪の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに外輪が高速回転する用途で使用したときに係合子のミス係合が生じにくい回転伝達装置を提供する。
【解決手段】電磁石１１を、外輪４の外周を囲むように外輪４の径方向外側に配置し、ロータ１２を、電磁石１１と軸方向に対向するように外輪４の径方向外側に配置し、外輪４と一体に回転するように外輪４の内周に回り止め嵌合する接続軸１０を設け、接続軸１０の軸端に設けた軸受収容孔２３に、入力軸５の軸端に設けた延長軸部２４を回転可能に支持する振れ止め用軸受２５を装着した。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外輪（４）と、
前記外輪（４）の径方向内側に配置された入力軸（５）と、
前記入力軸（５）の外周に装着され、前記外輪（４）を回転可能に支持する中間軸受（６）と、
前記外輪（４）の内周と前記入力軸（５）の外周との間に組み込まれた係合子（７）と、
前記係合子（７）を保持し、前記入力軸（５）の外周と前記外輪（４）の内周との間に前記係合子（７）を係合させる係合位置と、前記入力軸（５）の外周と前記外輪（４）の内周との間への前記係合子（７）の係合を解除する係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持された係合子保持器（８）と、
環状の電磁石（１１）と、
前記電磁石（１１）と軸方向に対向して配置され、前記外輪（４）と一体に回転するように前記外輪（４）に固定されたロータ（１２）と、
前記電磁石（１１）に通電したときに前記ロータ（１２）に吸着されるように前記ロータ（１２）を間に挟んで前記電磁石（１１）と軸方向に対向して配置され、前記係合子保持器（８）に回り止めされたアーマチュア（１３）と、を有する回転伝達装置において、
前記電磁石（１１）を、前記外輪（４）の外周を囲むように前記外輪（４）の径方向外側に配置し、
前記ロータ（１２）を、前記電磁石（１１）と軸方向に対向するように前記外輪（４）の径方向外側に配置し、
前記外輪（４）と一体に回転するように前記外輪（４）の内周に回り止め嵌合する接続軸（１０）を設け、
前記接続軸（１０）の軸端に設けた軸受収容孔（２３）に、前記入力軸（５）の軸端に設けた延長軸部（２４）を回転可能に支持する振れ止め用軸受（２５）を装着したことを特徴とする回転伝達装置。

【請求項2】

前記接続軸（１０）の外周と前記外輪（４）の内周との間の嵌合が、前記接続軸（１０）と前記外輪（４）の相対的な軸方向移動を許容しながら両者を回り止めする嵌合である請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項3】

前記接続軸（１０）の前記外輪（４）への挿入端の外周に、前記接続軸（１０）を前記外輪（４）から抜け止めするフランジ部（２１）を形成した請求項２に記載の回転伝達装置。

【請求項4】

前記接続軸（１０）の前記外輪（４）への挿入端の外周に、前記接続軸（１０）を前記外輪（４）から抜け止めする止め輪（６１）を装着した請求項２に記載の回転伝達装置。

【請求項5】

前記振れ止め用軸受（２５）は、径方向から見て、前記外輪（４）の内周の前記中間軸受（６）から軸方向に遠い端の位置（Ｐ）と重なるように配置されている請求項１から４のいずれかに記載の回転伝達装置。

【請求項6】

前記軸受収容孔（２３）の前記中間軸受（６）に軸方向に近い端部内周に、前記延長軸部（２４）の根元部分を回転可能に支持する第２の振れ止め用軸受（２６）を装着した請求項５に記載の回転伝達装置。

【請求項7】

前記係合子保持器（８）を前記係合解除位置に弾性的に保持するスイッチばね（９）を更に有し、
前記係合子保持器（８）は、前記係合子（７）を収容するポケット（３３）が形成された筒状の部材であり、
前記スイッチばね（９）は、前記係合子保持器（８）の前記ポケット（３３）よりも軸方向一方側の部分に形成された第１ばね係合部（３４）に係合する第１スイッチばね（９ａ）と、前記係合子保持器（８）の前記ポケット（３３）よりも軸方向他方側の部分に形成された第２ばね係合部（３５）に係合する第２スイッチばね（９ｂ）とからなる請求項１から４のいずれかに記載の回転伝達装置。

【請求項8】

前記第１ばね係合部（３４）と前記第２ばね係合部（３５）は、軸方向から見て互いに１８０°反対の位置関係となるように配置されている請求項７に記載の回転伝達装置。

【請求項9】

前記アーマチュア（１３）を前記ロータ（１２）から遠ざかる側の軸方向に付勢する離反ばね（４９）を更に有し、
前記離反ばね（４９）の軸方向一端は、前記アーマチュア（１３）に当接し、前記離反ばね（４９）の軸方向他端は、前記入力軸（５）と一体回転するように設けたばね受け部材（５０）で支持されている請求項１から４のいずれかに記載の回転伝達装置。

【請求項10】

前記ばね受け部材（５０）は、前記ロータ（１２）の径方向内側に配置されている請求項９に記載の回転伝達装置。

【請求項11】

前記電磁石（１１）と前記外輪（４）は、前記アーマチュア（１３）に対して軸方向の同じ側に配置されている請求項１から４のいずれか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り換えに用いられる回転伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

入力軸と外輪の間で回転が伝達する締結状態と、入力軸と外輪の間での回転の伝達が遮断される空転状態とを切り換えることが可能な回転伝達装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。

【0003】

特許文献１に記載の回転伝達装置は、ローラクラッチ部と電磁クラッチ部とを軸方向に並んで配置したものである。ローラクラッチ部は、外輪と、外輪の径方向内側に配置された入力軸と、外輪を回転可能に支持するように入力軸の外周に装着された中間軸受と、外輪の内周と入力軸の外周との間に組み込まれたローラと、入力軸の外周と外輪の内周との間にローラを係合させる係合位置と、入力軸の外周と外輪の内周との間へのローラの係合を解除する係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持されたローラ保持器とを有する。また、電磁クラッチ部は、環状の電磁石と、電磁石と軸方向に対向して配置されたロータと、電磁石に通電したときにロータに吸着されるようにロータを間に挟んで電磁石と軸方向に対向して配置されたアーマチュアとを有する。ここで、ロータは、外輪と一体に回転するように外輪に固定され、アーマチュアは、ローラ保持器に回り止めされている。

【0004】

特許文献１の回転伝達装置は、電磁石に通電すると、アーマチュアがロータに吸着することで、アーマチュアに回り止めされたローラ保持器が係合解除位置から係合位置に移動し、入力軸の外周と外輪の内周との間にローラが係合し、入力軸と外輪の間で回転が伝達する締結状態となる。一方、電磁石への通電を停止すると、アーマチュアがロータから離反することで、ローラ保持器が係合位置から係合解除位置に移動し、入力軸の外周と外輪の内周との間へのローラの係合が解除され、入力軸と外輪との間での回転の伝達が遮断される空転状態となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－９０３５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の回転伝達装置は、入力軸の外周と外輪の内周との間にローラ（係合子）を係合させることでトルクを伝達するので、伝達可能なトルクが大きいという利点があるが、ローラクラッチ部と電磁クラッチ部とが軸方向に並んで配置されているので、回転伝達装置の軸方向寸法が長く、軸方向に長い設置スペースが必要であるという問題がある。

【0007】

そこで、本願の発明者は、回転伝達装置の設置スペースを軸方向に短くするため、電磁クラッチ部の電磁石を、ローラクラッチ部の外輪の外周を囲むように外輪の径方向外側に配置し、かつ、電磁クラッチ部のロータを、電磁石と軸方向に対向するように外輪の径方向外側に配置し、そのロータを外輪と一体に回転するように外輪に固定した構成の回転伝達装置を発案した。

【0008】

この構成の回転伝達装置は、電磁クラッチ部の電磁石が、ローラクラッチ部の外輪の外周を囲むように外輪の径方向外側に配置され、電磁クラッチ部のロータも、ローラクラッチ部の外輪の径方向外側に配置されているので、電磁クラッチ部とローラクラッチ部とを軸方向に並んで配置した特許文献１の従来の回転伝達装置よりも、回転伝達装置の設置スペースを軸方向に短く抑えることができる。

【0009】

しかしながら、この構成の回転伝達装置は、入力軸と外輪の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに外輪が高速回転する用途（例えば、車両の原動機から車輪への動力伝達経路の途中において原動機の側に入力軸を接続し、車輪の側に外輪を接続して使用する用途）で使用したときに、外輪の振れ回りによりローラのミス係合が生じるおそれがあるという問題に発明者は気付いた。

【0010】

すなわち、特許文献１のように、電磁クラッチ部とローラクラッチ部とを軸方向に並んで配置する場合は、入力軸の外周に、外輪を回転可能に支持する軸受と、ロータを回転可能に支持する軸受とを別々に設けることができる。つまり、外輪とロータは、入力軸に対し、別個の軸受でそれぞれ回転可能に支持することができる。そのため、入力軸と外輪の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに、外輪が高速回転しても、外輪の振れ回りは生じにくく、ローラのミス係合が生じにくい。これに対し、電磁クラッチ部の電磁石を、ローラクラッチ部の外輪の外周を囲むように外輪の径方向外側に配置し、かつ、電磁クラッチ部のロータを、電磁石と軸方向に対向するように外輪の径方向外側に配置し、そのロータを外輪と一体に回転するように外輪に固定した構成を採用した場合、外輪とロータは、入力軸に対し、入力軸の外周に装着した単一の軸受（中間軸受）で回転可能に支持されることになる。そのため、入力軸と外輪の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに、外輪が高速回転すると、外輪の質量の僅かなアンバランスにより、入力軸に対する外輪の振れ回りが生じやすく、その振れ回りによってローラのミス係合が生じやすいという問題に発明者は気付いた。

【0011】

この発明が解決しようとする課題は、設置スペースを軸方向に短く抑えることができ、しかも入力軸と外輪の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに外輪が高速回転する用途で使用したときに係合子のミス係合が生じにくい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】

【0012】

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の回転伝達装置を提供する。
［構成１］
外輪と、
前記外輪の径方向内側に配置された入力軸と、
前記入力軸の外周に装着され、前記外輪を回転可能に支持する中間軸受と、
前記外輪の内周と前記入力軸の外周との間に組み込まれた係合子と、
前記係合子を保持し、前記入力軸の外周と前記外輪の内周との間に前記係合子を係合させる係合位置と、前記入力軸の外周と前記外輪の内周との間への前記係合子の係合を解除する係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持された係合子保持器と、
環状の電磁石と、
前記電磁石と軸方向に対向して配置され、前記外輪と一体に回転するように前記外輪に固定されたロータと、
前記電磁石に通電したときに前記ロータに吸着されるように前記ロータを間に挟んで前記電磁石と軸方向に対向して配置され、前記係合子保持器に回り止めされたアーマチュアと、を有する回転伝達装置において、
前記電磁石を、前記外輪の外周を囲むように前記外輪の径方向外側に配置し、
前記ロータを、前記電磁石と軸方向に対向するように前記外輪の径方向外側に配置し、
前記外輪と一体に回転するように前記外輪の内周に回り止め嵌合する接続軸を設け、
前記接続軸の軸端に設けた軸受収容孔に、前記入力軸の軸端に設けた延長軸部を回転可能に支持する振れ止め用軸受を装着したことを特徴とする回転伝達装置。

【0013】

この構成を採用すると、電磁石が外輪の外周を囲むように外輪の径方向外側に配置されているので、電磁石と外輪とを軸方向に並んで配置したものに比べて、回転伝達装置の軸方向長さが短くなり、回転伝達装置の設置スペースを軸方向に短く抑えることができる。また、外輪を回転可能に支持する中間軸受を入力軸の外周に装着するとともに、外輪と一体に回転するように外輪の内周に回り止め嵌合する接続軸を設け、その接続軸の軸端に設けた軸受収容孔に、入力軸の軸端に設けた延長軸部を回転可能に支持する振れ止め用軸受を装着しているので、入力軸の軸心に対する外輪の軸心の位置精度を確保しやすい。そのため、入力軸と外輪の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに、外輪が高速回転しても、入力軸に対する外輪の振れ回りが生じにくく、係合子のミス係合が生じにくい。

【0014】

［構成２］
前記接続軸の外周と前記外輪の内周との間の嵌合が、前記接続軸と前記外輪の相対的な軸方向移動を許容しながら両者を回り止めする嵌合である構成１に記載の回転伝達装置。

【0015】

この構成を採用すると、外輪の質量から接続軸の質量を切り離すことができるので、外輪の質量を軽量化することができ、外輪の振れ回りを特に効果的に抑制することが可能となる。

【0016】

［構成３］
前記接続軸の前記外輪への挿入端の外周に、前記接続軸を前記外輪から抜け止めするフランジ部を形成した構成２に記載の回転伝達装置。

【0017】

この構成を採用すると、接続軸に動力伝達経路の下流側の部品を組み付けた後、その接続軸が外輪から抜け落ちる事態を防止することが可能となる。

【0018】

［構成４］
前記接続軸の前記外輪への挿入端の外周に、前記接続軸を前記外輪から抜け止めする止め輪を装着した構成２に記載の回転伝達装置。

【0019】

この構成を採用すると、接続軸に動力伝達経路の下流側の部品を組み付けた後、その接続軸が外輪から抜け落ちる事態を防止することが可能となる。

【0020】

［構成５］
前記振れ止め用軸受は、径方向から見て、前記外輪の内周と前記接続軸の外周との間の嵌合部分の前記中間軸受から軸方向に遠い端の位置と重なるように配置されている構成１から４のいずれかに記載の回転伝達装置。

【0021】

この構成を採用すると、振れ止め用軸受と中間軸受の間の軸方向距離が長くなるので、外輪を入力軸に対して傾かせるようなモーメント荷重に対する支持剛性が高くなり、外輪の振れ回りを効果的に抑制することが可能となる。

【0022】

［構成６］
前記軸受収容孔の前記中間軸受に軸方向に近い端部内周に、前記延長軸部の根元部分を回転可能に支持する第２の振れ止め用軸受を装着した構成５に記載の回転伝達装置。

【0023】

この構成を採用すると、入力軸の軸端に設けた延長軸部を、振れ止め用軸受と第２の振れ止め用軸受の２つの軸受で支持するので、入力軸の軸心に対する外輪の軸心の位置精度を確保することができる。

【0024】

［構成７］
前記係合子保持器を前記係合解除位置に弾性的に保持するスイッチばねを更に有し、
前記係合子保持器は、前記係合子を収容するポケットが形成された筒状の部材であり、
前記スイッチばねは、前記係合子保持器の前記ポケットよりも軸方向一方側の部分に形成された第１ばね係合部に係合する第１スイッチばねと、前記係合子保持器の前記ポケットよりも軸方向他方側の部分に形成された第２ばね係合部に係合する第２スイッチばねとからなる構成１から６のいずれかに記載の回転伝達装置。

【0025】

この構成を採用すると、係合子保持器を係合解除位置に弾性保持するスイッチばねが、複数のばね（第１スイッチばねと第２スイッチばね）で構成されているので、大きいばね力で係合子保持器を係合解除位置に保持することができる。そのため、係合子保持器が入力軸の外周と外輪の内周との間への係合子の係合を解除する係合解除位置にある状態で、大きい加速度をもって入力軸が加速または減速したときに、その入力軸の加速または減速に伴って、係合子保持器が入力軸に対して周方向移動するのを防止することができ、外輪の内周と入力軸の外周との間に係合子がミス係合するのを防止することができる。

【0026】

［構成８］
前記第１ばね係合部と前記第２ばね係合部は、軸方向から見て互いに１８０°反対の位置関係となるように配置されている構成７に記載の回転伝達装置。

【0027】

この構成を採用すると、第１スイッチばねのばね力と第２スイッチばねのばね力とが、軸方向から見て互いに１８０°反対に離れた位置で係合子保持器に作用するので、係合子保持器の軸心が、入力軸の軸心からずれるのを防止することができ、係合子保持器の動作を安定したものとすることができる。

【0028】

［構成９］
前記電磁石から遠ざかる側の軸方向に前記アーマチュアを付勢する離反ばねを更に有し、
前記アーマチュアは、前記係合子保持器と一体回転するように前記係合子保持器に回り止めされ、
前記離反ばねの軸方向一端は、前記アーマチュアに当接し、前記離反ばねの軸方向他端は、前記入力軸と一体回転するように設けたばね受け部材で支持されている構成１から８のいずれかに記載の回転伝達装置。

【0029】

この構成を採用すると、入力軸と一体回転するばね受け部材で離反ばねが支持されているので、空転状態のときに離反ばねが回転摺動により摩耗するのを防止することができ、入力軸と外輪の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに外輪が高速回転する用途で使用しても十分な耐久性を確保することが可能となる。

【0030】

［構成１０］
前記ばね受け部材は、前記ロータの径方向内側に配置されている構成９に記載の回転伝達装置。

【0031】

この構成を採用すると、ばね受け部材がロータの径方向内側に配置されているので、回転伝達装置がコンパクトなものとなる。

【0032】

［構成１１］
前記電磁石と前記外輪は、前記アーマチュアに対して軸方向の同じ側に配置されている構成１から１０のいずれかに記載の回転伝達装置。

【発明の効果】

【0033】

この発明の回転伝達装置は、電磁石が外輪の外周を囲むように外輪の径方向外側に配置されているので、電磁石と外輪とを軸方向に並んで配置したものに比べて軸方向長さが短く、回転伝達装置の設置スペースを軸方向に短く抑えることができる。また、外輪を回転可能に支持する中間軸受を入力軸の外周に装着するとともに、外輪と一体に回転するように外輪の内周に回り止め嵌合する接続軸を設け、その接続軸の軸端に設けた軸受収容孔に、入力軸の軸端に設けた延長軸部を回転可能に支持する振れ止め用軸受を装着しているので、入力軸の軸心に対する外輪の軸心の位置精度を確保しやすい。そのため、入力軸と外輪の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに、外輪が高速回転しても、入力軸に対する外輪の振れ回りが生じにくく、係合子のミス係合が生じにくい。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】この発明の第１実施形態にかかる回転伝達装置を示す断面図

【図2】図１のローラクラッチ部の近傍を拡大して示す図

【図3】図２の入力軸の軸端に設けられた延長軸部の近傍を拡大して示す図

【図4】図２のIV－IV線に沿った断面図

【図5】図２のV－V線に沿った断面図

【図6】この発明の第２実施形態を図３に対応して示す図

【発明を実施するための形態】

【0035】

図１に、この発明の第１実施形態にかかる回転伝達装置を示す。この回転伝達装置は、ローラクラッチ部１と、ローラクラッチ部１の締結状態と空転状態を切り替えるための電磁クラッチ部２と、ローラクラッチ部１および電磁クラッチ部２を収容するハウジング３とを有する。

【0036】

ローラクラッチ部１は、外輪４と、外輪４の径方向内側に配置された入力軸５と、外輪４を回転可能に支持するように入力軸５の外周に装着された中間軸受６と、外輪４の内周と入力軸５の外周との間に組み込まれたローラ７と、入力軸５の外周と外輪４の内周との間にローラ７を係合させる係合位置と、入力軸５の外周と外輪４の内周との間へのローラ７の係合を解除する係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持されたローラ保持器８と、ローラ保持器８を係合解除位置に弾性的に保持するスイッチばね９と、外輪４と一体に回転するように外輪４の内周に回り止め嵌合する接続軸１０とを有する。

【0037】

入力軸５には、図示しない動力伝達経路の上流側の部材が接続され、接続軸１０には、図示しない動力伝達経路の下流側の部材が接続される。動力伝達経路は、例えば、車両の原動機（エンジン、電動モータ等）から車輪に動力を伝達する経路であり、この場合、入力軸５には、動力伝達経路の原動機の側の部材が接続され、接続軸１０には、動力伝達経路の車輪の側の部材が接続される。

【0038】

一方、電磁クラッチ部２は、外輪４の径方向外側に配置された環状の電磁石１１と、電磁石１１と軸方向に対向して配置された環状のロータ１２と、電磁石１１に通電したときにロータ１２に吸着されるようにロータ１２を間に挟んで電磁石１１と軸方向に対向して配置された環状のアーマチュア１３とを有する。

【0039】

ハウジング３は、電磁石１１の径方向外側を囲むように配置された筒部１４と、筒部１４の軸方向一端から径方向内方に延びる内向きフランジ部１５とを有する。内向きフランジ部１５の内周には、入力軸５を回転可能に支持する入力側軸受１６が装着されている。

【0040】

外輪４は、電磁石１１の内周に装着した出力側軸受１８で回転可能に支持されている。ここでは、外輪４を回転可能に支持する出力側軸受１８を電磁石１１の内周に装着したが、出力側軸受１８は、ハウジング３の内周に装着するようにしてもよい。外輪４の内周には、入力軸５に対して外輪４を回転可能に支持する中間軸受６が装着されている。入力軸５と接続軸１０は、入力軸５の軸端と接続軸１０の軸端とが軸方向に対向するように、軸方向に並んで同軸に配置されている。

【0041】

図３に示すように、接続軸１０の外周と外輪４の内周は、接続軸１０と外輪４の相対的な軸方向移動を許容しない嵌合（例えば、締め代をもったスプライン嵌合）ではなく、接続軸１０と外輪４の相対的な軸方向移動を許容しながら両者を回り止めするようにスプライン嵌合している。スプライン嵌合は、接続軸１０の外周に周方向に等ピッチに形成された軸方向に延びる複数のスプライン歯１９を、外輪４の内周に周方向に等ピッチに形成された軸方向に延びる複数のスプライン溝２０に嵌め込む嵌合形態であり、接続軸１０と外輪４の相対的な軸方向移動を許容するように、スプライン歯１９の歯面とスプライン溝２０の側面との間に微小な隙間をもって両者が嵌合している。ここでは、接続軸１０と外輪４の相対的な軸方向移動を許容しながら両者を回り止めする嵌合形態としてスプライン嵌合を例に挙げて説明したが、断面Ｄ形に形成した接続軸１０の外周と断面Ｄ形に形成した外輪４の内周とを嵌合させるようにしてもよく、二面幅形状に形成した接続軸１０の外周と二面幅形状に形成した外輪４の内周とを嵌合させるようにしてもよい。

【0042】

接続軸１０の外輪４への挿入端の外周にはフランジ部２１が形成されている。外輪４の内周には、フランジ部２１と軸方向に対向する段差部２２が形成されている。このフランジ部２１と段差部２２の接触により、接続軸１０は外輪４から抜け止めされている。

【0043】

接続軸１０の軸端には、円筒状の軸受収容孔２３が形成されている。入力軸５の軸端には、軸受収容孔２３に挿入される延長軸部２４が一体に形成されている。軸受収容孔２３には、延長軸部２４を回転可能に支持する振れ止め用軸受２５と第２の振れ止め用軸受２６とが装着されている。

【0044】

振れ止め用軸受２５は、軸受収容孔２３の内周に嵌合する軸受外輪２７と、延長軸部２４の外周に嵌合する軸受内輪２８と、軸受外輪２７の内周と軸受内輪２８の外周とに転がり接触する転動体２９とを有する転がり軸受である。軸受外輪２７は、径方向から見て、外輪４の内周の接続軸１０との嵌合部分の中間軸受６から軸方向に遠い端の位置Ｐと重なるように配置されている。第２の振れ止め用軸受２６は、軸受収容孔２３の中間軸受６に軸方向に近いの端部内周に装着され、延長軸部２４の根元部分を回転可能に支持している。振れ止め用軸受２５と第２の振れ止め用軸受２６の間には、両者の間の軸方向間隔を保持するための間座３０が組み込まれている。

【0045】

図２、図４に示すように、入力軸５の外周には、複数のカム面３１が周方向に等間隔に設けられている。外輪４の内周には、カム面３１と半径方向に対向する円筒面３２が設けられている。図４に示すように、カム面３１は、円筒面３２との間で周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間を形成する面であり、例えば、円筒面３２と半径方向に対向する平坦面である。各カム面３１と円筒面３２の間に１個ずつローラ７が組み込まれている。

【0046】

ローラ保持器８は、径方向に貫通する複数のポケット３３（図２参照）が周方向に間隔をおいて形成された筒状の部材であり、その各ポケット３３にローラ７が収容されている。ローラ保持器８は、ローラ７をカム面３１の周方向中央から周方向に移動させることでカム面３１と円筒面３２の間にローラ７を係合させる係合位置と、ローラ７をカム面３１の周方向中央に移動させることでカム面３１と円筒面３２の間へのローラ７の係合を解除する係合解除位置との間で、入力軸５に対して周方向に移動可能に支持されている。

【0047】

図２に示すように、スイッチばね９は、ローラ保持器８のポケット３３よりも軸方向一方側（図では左側）の部分に形成された第１ばね係合部３４（図４参照）に係合する第１スイッチばね９ａと、ローラ保持器８のポケット３３よりも軸方向他方側（図では右側）の部分に形成された第２ばね係合部３５（図５参照）に係合する第２スイッチばね９ｂとからなる。

【0048】

図４に示すように、第１スイッチばね９ａは、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部３６と、Ｃ形環状部３６の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部３７とからなる。Ｃ形環状部３６は、入力軸５の軸方向一方側の端面に形成された円形の第１ばね収容凹部３８に嵌め込まれている。一対の延出部３７は、第１ばね収容凹部３８から径方向外方に貫通するように入力軸５の軸方向一方側の端面に形成された第１径方向溝３９に挿入されている。

【0049】

第１スイッチばね９ａの延出部３７は、第１径方向溝３９の径方向外端から突出しており、その延出部３７の第１径方向溝３９からの突出部分が、ローラ保持器８の軸方向一端に形成された第１ばね係合部３４に係合している。第１ばね係合部３４は、第１径方向溝３９と同じ周方向幅をもつ凹部である。第１スイッチばね９ａの延出部３７は、第１径方向溝３９の内面と、第１ばね係合部３４の内面とにそれぞれ接触しており、その接触部分に作用する周方向の力によってローラ保持器８を係合解除位置に弾性保持している。すなわち、ローラ保持器８を図４に示す係合解除位置から入力軸５に対して周方向に相対変位して係合位置に移動したときに、第１スイッチばね９ａの弾性復元力によってローラ保持器８が係合解除位置に戻る方向に付勢されるようになっている。

【0050】

図５に示すように、第２スイッチばね９ｂも、第１スイッチばね９ａと同様に、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部４０と、Ｃ形環状部４０の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部４１とからなる。Ｃ形環状部４０は、入力軸５の軸方向他方側の端面に形成された円形の第２ばね収容凹部４２に嵌め込まれている。一対の延出部４１は、第２ばね収容凹部４２から径方向外方に貫通するように入力軸５の軸方向他方側の端面に形成された第２径方向溝４３に挿入されている。

【0051】

第２スイッチばね９ｂの延出部４１は、第２径方向溝４３の径方向外端から突出しており、その延出部４１の第２径方向溝４３からの突出部分が、ローラ保持器８の軸方向他端に形成された第２ばね係合部３５に係合している。第２ばね係合部３５は、第２径方向溝４３と同じ周方向幅をもつ凹部である。第２スイッチばね９ｂの延出部４１は、第２径方向溝４３の内面と、第２ばね係合部３５の内面とにそれぞれ接触しており、その接触部分に作用する周方向の力によってローラ保持器８を係合解除位置に弾性保持している。すなわち、ローラ保持器８を図５に示す係合解除位置から入力軸５に対して周方向に相対変位して係合位置に移動したときに、第２スイッチばね９ｂの弾性復元力によってローラ保持器８が係合解除位置に戻る方向に付勢されるようになっている。

【0052】

図４、図５に示すように、ローラ保持器８の第１ばね係合部３４と第２ばね係合部３５は、軸方向から見て互いに１８０°反対の位置関係となるように位置している。これにより、第１スイッチばね９ａからローラ保持器８にばね力が作用する部分の周方向位置と、第２スイッチばね９ｂからローラ保持器８にばね力が作用する部分の周方向位置とが、軸方向から見てローラ保持器８の中心を挟んで反対側となるようになっている。

【0053】

図２に示すように、アーマチュア１３は、入力軸５の外周で入力軸５に対して回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されている。アーマチュア１３は、磁性材料（鉄、珪素鋼など）で形成された円盤状の部材である。アーマチュア１３は、内向きフランジ部１５と軸方向に対向して配置されている。また、アーマチュア１３に対して軸方向の同じ側（内向きフランジ部１５と対向する側とは反対側。図では右側）に電磁石１１（図１参照）と外輪４とが配置されている。

【0054】

図１に示すように、電磁石１１は、磁性材料からなる環状のフィールドコア４４と、フィールドコア４４に巻回されたソレノイドコイル４５とを有する。フィールドコア４４は、アーマチュア１３に向かって軸方向に開放するＣ形の断面形状を有する。フィールドコア４４は、ハウジング３の筒部１４の内周に嵌合して固定されている。ここで、電磁石１１は、外輪４の外径寸法よりも大きい内径寸法をもつように形成され、外輪４の外周を囲むように外輪４の径方向外側に配置されている。

【0055】

ロータ１２は、電磁石１１と軸方向に対向するように外輪４の径方向外側に配置されている。ロータ１２は、電磁石１１の径方向内側に対向する内筒部４６と、電磁石１１の径方向外側に対向する外筒部４７と、アーマチュア１３と電磁石１１の軸方向の対向面間を通って内筒部４６と外筒部４７の間を連結する円環板部４８とを有する。内筒部４６は、外輪４の外周に締め代をもって嵌合している。この内筒部４６の嵌合によって、ロータ１２は、外輪４と一体に回転するように外輪４に固定されている。ロータ１２の内筒部４６と外筒部４７と円環板部４８は、磁性材料（鉄、珪素鋼など）で一体に形成されている。

【0056】

ここで、電磁石１１（ソレノイドコイル４５）に通電すると、フィールドコア４４とロータ１２とアーマチュア１３とを通る磁気回路が形成されることで、アーマチュア１３がフィールドコア４４に向かって軸方向に吸引され、ロータ１２の円環板部４８に接触するようになっている。

【0057】

ロータ１２の径方向内側には、アーマチュア１３を電磁石１１から遠ざかる側（図１では左側）の軸方向に付勢する離反ばね４９が設けられている。離反ばね４９は、入力軸５と同軸に配置された環状のばね部材であり、アーマチュア１３とばね受け部材５０との間で軸方向に圧縮した状態で組み込まれている。離反ばね４９としては、例えば、ウェーブワッシャ、皿ばね、圧縮コイルばね等を使用することができる。離反ばね４９の軸方向一端は、アーマチュア１３の電磁石１１と対向する側（図１では右側）の側面に当接し、離反ばね４９の軸方向他端は、ばね受け部材５０で支持されている。

【0058】

図２に示すように、ばね受け部材５０は、離反ばね４９から受ける軸方向の反力によって中間プレート５１（後述）に押し付けられ、空転状態のときに、ばね受け部材５０と中間プレート５１の間に作用する摩擦力によって、ばね受け部材５０が入力軸５と一体回転するようになっている。ここでは、中間プレート５１とは別体に形成したばね受け部材５０で離反ばね４９を支持したものを例に挙げて説明したが、ばね受け部材５０と中間プレート５１とを一体の部材としてもよく、ばね受け部材５０を入力軸５と一体の部材としてもよい。

【0059】

アーマチュア１３は、入力軸５の外周に装着した止め輪５２で、電磁石１１から遠ざかる側（図２では左側）の軸方向移動が規制されている。また、アーマチュア１３は、離反ばね４９のばね力で止め輪５２に押し付けられている。

【0060】

アーマチュア１３は、中間プレート５１を介してローラ保持器８に回り止めされている。すなわち、アーマチュア１３は、中間プレート５１に形成された軸方向突起５３とアーマチュア１３に形成された軸方向孔５４の係合によって、中間プレート５１に対して軸方向に移動可能な状態で中間プレート５１に回り止めされ、中間プレート５１は、中間プレート５１の外周に形成された係合凸部５５とローラ保持器８に形成された係合凹部５６の係合によってローラ保持器８に回り止めされている。

【0061】

上記の回転伝達装置の動作例を説明する。

【0062】

図１に示す電磁石１１への通電を停止しているとき、入力軸５が外輪４に対して自由に相対回転することができる係合解除状態（空転状態）となる。すなわち、電磁石１１に通電していないとき、アーマチュア１３が離反ばね４９のばね力によってロータ１２から離反し、アーマチュア１３は、ロータ１２に対して自由に回転可能な状態となる。このとき、ローラ保持器８は、スイッチばね９で係合解除位置に保持されるので、入力軸５を回転させても、図２、図４に示す入力軸５の外周のカム面３１と外輪４の内周の円筒面３２との間にローラ７は係合せず、入力軸５と外輪４の間での回転の伝達が遮断される空転状態となる。

【0063】

一方、図１に示す電磁石１１に通電した状態では、入力軸５と外輪４の間で回転が伝達する締結状態となる。すなわち、電磁石１１に通電したとき、アーマチュア１３はロータ１２に吸着され、アーマチュア１３がロータ１２に摩擦接触した状態となる。このとき、入力軸５を回転させると、電磁石１１に摩擦接触するアーマチュア１３が、中間プレート５１を介してローラ保持器８に回り止めされているので、ローラ保持器８は回転が制限され、そのローラ保持器８に対して入力軸５が相対回転する。その結果、ローラ保持器８が、スイッチばね９のばね力に抗し係合解除位置から係合位置に移動し、図２、図４に示す入力軸５の外周のカム面３１と外輪４の内周の円筒面３２との間にローラ７が係合するので、入力軸５と外輪４の間で回転が伝達する締結状態となる。

【0064】

この回転伝達装置は、図１に示すように、外輪４の外径寸法よりも大きい内径寸法をもつように電磁石１１を形成し、その電磁石１１を外輪４の外周を囲むように外輪４の径方向外側に配置しているので、電磁石１１と外輪４とを軸方向に並んで配置したものに比べて、回転伝達装置の軸方向長さが短くなり、回転伝達装置の設置スペースを軸方向に短く抑えることができる。

【0065】

ところで、図２において、接続軸１０の軸端の軸受収容孔２３と、入力軸５の軸端の延長軸部２４とを設けない構成の回転伝達装置を想定する。この場合、外輪４とロータ１２（図１参照）は、入力軸５に対し、入力軸５の外周に装着した単一の軸受（中間軸受６）で回転可能に支持されることになるため、入力軸５と外輪４の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに、外輪４が高速回転すると、外輪４の質量の僅かなアンバランスにより、入力軸５に対する外輪４の振れ回りが生じやすく、その振れ回りによってローラ７のミス係合が生じやすいという問題がある。

【0066】

この問題に関し、この実施形態の回転伝達装置は、図２に示すように、外輪４を回転可能に支持する中間軸受６を入力軸５の外周に装着するとともに、外輪４と一体に回転するように外輪４の内周に回り止め嵌合する接続軸１０を設け、その接続軸１０の軸端に設けた軸受収容孔２３に、入力軸５の軸端に設けた延長軸部２４を回転可能に支持する振れ止め用軸受２５を装着しているので、入力軸５の軸心に対する外輪４の軸心の位置精度を確保しやすい。そのため、入力軸５と外輪４の間での回転の伝達を遮断した空転状態のときに、外輪４が高速回転しても、入力軸５に対する外輪４の振れ回りが生じにくく、係合子のミス係合が生じにくい。

【0067】

また、この回転伝達装置は、図３に示すように、接続軸１０の外周と外輪４の内周との間の嵌合として、接続軸１０と外輪４の相対的な軸方向移動を許容しながら両者を一体回転するように回り止めするスプライン嵌合を採用しているので、外輪４の質量から接続軸１０の質量が切り離され、外輪４の質量を軽量化することができる。そのため、外輪４の振れ回りを特に効果的に抑制することが可能である。

【0068】

また、この回転伝達装置は、図３に示すように、接続軸１０の外輪４への挿入端の外周に、接続軸１０を外輪４から抜け止めするフランジ部２１が形成されているので、接続軸１０に動力伝達経路の下流側の部品を組み付けた後、その接続軸１０が外輪４から抜け落ちる事態を防止することが可能である。

【0069】

また、この回転伝達装置は、図３に示すように、径方向から見て、外輪４の内周と接続軸１０の外周との間の嵌合部分の中間軸受６から軸方向に遠い端の位置Ｐと重なるように振れ止め用軸受２５が配置されているので、振れ止め用軸受２５と中間軸受６の間の軸方向距離が長い。そのため、外輪４を入力軸５に対して傾かせるようなモーメント荷重に対する支持剛性が高くなり、外輪４の振れ回りを効果的に抑制することが可能となっている。

【0070】

また、この回転伝達装置は、図３に示すように、入力軸５の軸端に設けた延長軸部２４を、振れ止め用軸受２５と第２の振れ止め用軸受２６の２つの軸受で支持しているので、入力軸５の軸心に対する外輪４の軸心の位置精度を確保することが可能となっている。

【0071】

また、この回転伝達装置は、ローラ保持器８を係合解除位置に弾性保持するスイッチばね９が、図２に示すように複数のばね（第１スイッチばね９ａと第２スイッチばね９ｂ）で構成されているので、大きいばね力でローラ保持器８を係合解除位置に保持することができる。そのため、ローラ保持器８が入力軸５の外周と外輪４の内周との間へのローラ７の係合を解除する係合解除位置にある状態で、大きい加速度をもって入力軸５が加速または減速したときに、その入力軸５の加速または減速に伴って、ローラ保持器８が入力軸５に対して周方向移動するのを防止することができる。したがって、高速回転で使用しても外輪４の内周と入力軸５の外周との間にローラ７がミス係合するのを防止することができ、空転状態のときに外輪４が高速回転する用途に好適である。

【0072】

また、この回転伝達装置は、図４、図５に示すように、第１スイッチばね９ａのばね力と第２スイッチばね９ｂのばね力とが、軸方向から見て互いに１８０°反対に離れた位置でローラ保持器８に作用するので、ローラ保持器８の軸心が、入力軸５の軸心からずれるのを防止することができ、ローラ保持器８の動作が安定している。

【0073】

また、この回転伝達装置は、図２に示すように、空転状態のときに入力軸５と一体回転するばね受け部材５０で離反ばね４９が支持されているので、空転状態のときに離反ばね４９が回転摺動により摩耗するのを防止することができ、高速回転で使用しても十分な耐久性を確保することが可能である。

【0074】

また、この回転伝達装置は、図１に示すように、ばね受け部材５０がロータ１２の径方向内側に配置されているので、回転伝達装置がコンパクトである。

【0075】

図６に、この発明の第２実施形態を示す。第１実施形態では、図３に示すように、接続軸１０を外輪４から抜け止めするため、接続軸１０の外輪４への挿入端の外周にフランジ部２１を形成したが、第２実施形態では、図６に示すように、接続軸１０の外輪４への挿入端の外周に形成した止め輪溝６０に止め輪６１を装着し、その止め輪６１で接続軸１０を外輪４から抜け止めしている。また、第１実施形態では、図３に示すように、振れ止め用軸受２５と第２の振れ止め用軸受２６で延長軸部２４を回転可能に支持したが、第２実施形態では、図６に示すように、振れ止め用軸受２５のみで延長軸部２４を回転可能に支持するように構成している。

【0076】

この第２実施形態の回転伝達装置も、第１実施形態と同様、図６に示すように、接続軸１０の外輪４への挿入端の外周に、接続軸１０を外輪４から抜け止めする止め輪６１が装着されているので、接続軸１０に動力伝達経路の下流側の部品を組み付けた後、その接続軸１０が外輪４から抜け落ちる事態を防止することが可能である。

【0077】

また、この第２実施形態の回転伝達装置は、第１実施形態と同様、径方向から見て、外輪４の内周の接続軸１０との嵌合部分の中間軸受６から軸方向に遠い端の位置Ｐと重なるように振れ止め用軸受２５が配置されているので、振れ止め用軸受２５と中間軸受６の間の軸方向距離が長い。そのため、外輪４を入力軸５に対して傾かせるようなモーメント荷重に対する支持剛性が高くなり、外輪４の振れ回りを効果的に抑制することが可能となっている。その他の作用効果も第１実施形態と同様である。

【0078】

上記各実施形態では、外輪４の内周と入力軸５の外周との間に係合子としてローラ７を組み込んだ例を挙げて説明したが、この発明は、係合子としてボールやスプラグなどを使用した回転伝達装置にも同様に適用することができる。

【0079】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0080】

４ 外輪
５ 入力軸
６ 中間軸受
７ ローラ（係合子）
８ ローラ保持器（係合子保持器）
９ スイッチばね
９ａ 第１スイッチばね
９ｂ 第２スイッチばね
１０ 接続軸
１１ 電磁石
１２ ロータ
１３ アーマチュア
２１ フランジ部
２３ 軸受収容孔
２４ 延長軸部
２５ 振れ止め用軸受
２６ 第２の振れ止め用軸受
３３ ポケット
３４ 第１ばね係合部
３５ 第２ばね係合部
４９ 離反ばね
５０ ばね受け部材
６１ 止め輪
Ｐ 位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】