JP2009014202A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４輪駆動車の駆動経路上に組込み、車両の走行状態に応じて駆動力の伝達と遮断とを行なう回転伝達装置を提供する。
【解決手段】外輪２と入力軸４との対向面間に、楔形空間を形成する円筒面６とカム面７を形成し、その間に設けた保持器８のポケットにローラ１０を組込み、保持器８に電磁クラッチ１４を連結し、保持器８と入力軸４の間にスイッチバネ１３を取付けている。車両の走行状態に応じて電磁クラッチ１４のコイル１６に流す電流量によって、外輪２と入力軸４間に形成された２方向クラッチを制御し、駆動力の伝達、遮断を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、４輪駆動車の駆動力を伝達する回転伝達装置、更に詳しくは、４輪駆動車の駆動経路において駆動力の伝達と遮断の切換えに用いられる装置に関する。

前後輪を直結した４輪駆動車（以下４ＷＤ車という）が舗装路のタイトコーナーを旋回すると、いわゆるタイトコーナーブレーキング現象が発生するが、この問題を解決する発明として、本出願人は特願平４−１７３０６４号や特願平４−１８２４７６号でスプラグまたはローラを係合子として利用した回転伝達装置を提案している。

これらの装置は回転方向に応じて保持器の位相を切り換え、係合子を内外輪に係合させる２方向駆動装置であり、図２５の様にＦＲベースの４ＷＤ車のフロントプロペラシャフト上に装着すると、加速中に後輪がスリップすると回転伝達装置の入力軸がそれに応じて回転が上がるため、係合子が係合し、出力軸にトルクを伝達するため４ＷＤとなる。一方、車両が旋回すると車両の前輪（出力軸側）が速く回転するが、この時は回転伝達装置の係合子は係合せず、入力軸と出力軸は空転する。したがって、タイトコーナーブレーキングは発生しない。

ところで、上記提案の装置においては、車両のエンジンブレーキのトルクは装置の入力軸の回転を減速させる方向にあり、その方向には入力軸と出力軸は空転するため、前輪にはエンジンブレーキの減速トルクは伝達されない。すなわち、エンジンブレーキは後輪だけにしか効かないのである。このため、雪道等の低摩擦係数路面上でエンジンブレーキを強く効かせた場合、後輪が減速方向にスリップし、摩擦力を失い、車両が不安定になる。エンジンブレーキが強すぎた場合は、車両はスピンすることもある。

また、上記提案の装置を装着した４ＷＤ車にＡＢＳ（アンチロックブレーキングシステム）を装着する場合を考える。一般に車両のブレーキ力は後輪に比べて前輪側の方が大きく、フルブレーキをした場合、前輪から先行してロックする。

このとき、上記装置の出力軸（前輪側）が減速しようとするが、この方向には係合子が係合するため、入力軸も同時に減速させられる。すなわち、前輪のロックと同時に後輪までもロックしてしまうため、ＡＢＳを装着しても、前後輪の回転数差が検出し難く制御性が悪いという問題があった。

そこで、この発明の課題は、正逆方向の回転に対して駆動力を伝達する機能と共に、旋回中はタイトコーナーブレーキを回避することが出来、かつ、前輪にもエンジンブレーキトルクを適度に伝達することが出来、なおかつ、ＡＢＳ作動時には両方向に空転することの出来る回転伝達装置を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、外輪とそれに嵌合する内方部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって上記円筒面とカム面の間に係合するローラを組込み、前記保持器と外輪または内方部材とを回転方向隙間を介して共回り可能に連結し、上記保持器と外輪または内方部材との間に、ローラを係合させず中立位置に保持するための弾性部材を組込み、上記保持器の端部にアーマチュアを保持器と回転不可能かつ軸方向に移動可能に取付け、前記外輪と内方部材の間に、内方部材または外輪に固定された摩擦部材と上記アーマチュアを吸着させるための電磁石を組込んだ構成を採用したものである。

請求項２の発明は、外輪とそれに嵌合する内方部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって上記円筒面とカム面の間に係合するローラを組込み、前記保持器と外輪または内方部材とを回転方向隙間を介して共回り可能に連結し、上記保持器と外輪または内方部材との間に、ローラを係合させず中立位置に保持するための弾性部材を組込み、上記外輪と内方部材の間に、外輪に固定された摩擦部材とアーマチュアを吸着させるための電磁石を組込み、該アーマチュアを摩擦部材と回転不可能に嵌合させ、アーマチュアと摩擦部材の間に保持器に回転不可能、スライド可能に嵌合されたクラッチプレートを挿入した構成を採用したものである。

請求項３の発明は、外輪とそれに嵌合する内方部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって上記円筒面とカム面の間に係合するローラを組込み、前記保持器と外輪または内方部材とを回転方向隙間を介して共回り可能に連結し、上記保持器と外輪または内方部材との間に、ローラを係合させず中立位置に保持するための弾性部材を組込み、上記外輪と内方部材の間に、内方部材に固定された摩擦部材とアーマチュアを吸着させるための電磁石を組み込み、該アーマチュアを摩擦部材と回転不可能に嵌合させ、アーマチュアと摩擦部材の間に保持器に回転不可能、スライド可能に嵌合されたクラッチプレートを挿入した構成を採用したものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明において、電磁石に電流が流れていないときに、アーマチュアを摩擦部材から離反させるために、アーマチュアと摩擦部材との間に弾性部材を挿入した構成を採用したものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の発明において、アーマチュアあるいは摩擦部材の摺動面に複数の油溝を配した構成を採用したものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の発明において、外輪に相対回転不可能に嵌合された複数のアウタープレートと、内方部材に相対回転不可能に嵌合された複数のインナープレートを交互に重ね合わせ、その最端部を弾性部材で押圧した多板摩擦クラッチを付加した構成を採用したものである。

請求項７の発明は、請求項１乃至５の発明において、外輪に相対回転不可能に嵌合された複数のアウタープレートと、内方部材に相対回転不可能に嵌合された複数のインナープレートをすきまを介して交互に重ね合わせ、そのすきまに高粘性の油を封入した粘性クラッチを付加した構成を採用したものである。

請求項８の発明は、車両の前後車輪または前後推進軸の回転数をセンサーで測定し、それらの回転数差または回転数変化に応じて電磁石の電流を制御するようにした構成を採用したものである。

ここで、回転伝達装置は、トランスミッションから直接後輪推進軸が連結され、トランスファによって前輪推進軸が分岐しているＦＲベースの４ＷＤ車の前輪駆動経路上に装着される。

以上のように、この発明の回転伝達装置を装着すれば、加速時は前後進を問わず、直結４ＷＤと同等の駆動性が得られ、旋回中はタイトコーナーブレーキング現象が防止でき、なおかつ、エンジンブレーキトルクは４輪に配分され、ＡＢＳ作動時は前後輪の拘束力を遮断することによってＡＢＳ制御性を向上させることができる。

また、請求項２と請求項３により、保持器には軽量のクラッチプレートが回転不可能に係止されるだけなので慣性が小さくなるとともに、電磁石の容量をアップさせずに約２倍のアーマチュア摩擦トルクを発生させることができ、また請求項４、５、６、７により、摺動抵抗が低減されるので、スイッチバネのトルクの設計に自由度を持たせることができる。

以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図１乃至図６に示す第１の実施形態において、回転伝達装置１は、従動部材となる外輪２の内部に軸受３を介して入力軸４が回転自在に収納され、外輪２と入力軸４の間に２方向クラッチＡが組込まれ、入力軸４の端部にスプラインを介して入力用リング５が取付けられている。

上記２方向クラッチＡは、外輪２の内径面に円筒面６が形成され、これに対応するよう入力軸４に設けた大径部の外径面に所定の間隔をおいて複数の平坦なカム面７が形成され、各カム面７は、外輪２の円筒面６との間で円周方向の両側が狭幅になる楔状空間を形成している。

前記入力軸４の大径部に環状の保持器８が外嵌挿入され、この保持器８には周方向にカム面７と同じ数のポケット９が形成され、その各ポケット９に係合子としてのローラ１０が組込まれている。ローラ１０は、入力軸４の各カム面７に対してそれぞれ１個づつ組込まれており、保持器８によって周方向に所定量移動すると、カム面７と円筒面６の間に係合し、外輪２と入力軸４を一体化する。

図３に示すように、保持器８と入力軸４の両者には、周方向の一部に切り欠き１１、１２があり、そこに弾性部材であるスイッチバネ１３をたわませて両端をセットする。

保持器８と入力軸４は、互いの切り欠き１１、１２が合致しているときは、入力軸４のカム面７と保持器８のポケット９及びローラ１０の位置関係は図２の如く設計されており、ローラ１０と外輪２の間に隙間ａが存在する。従って、スイッチバネ１３がセットされていると、入力軸４と外輪２は係合されず、ニュートラルスタンバイとなる。

図１に示すように、入力軸４と外輪２の間に電磁クラッチ１４が組込まれている。この電磁クラッチ１４は、外輪２の端部から一部が外側に突出する固定部１５に電磁石１６を収納するフィールドコア１７を回転不能に圧入し、このフィールドコア１７に回転可能となるよう外嵌するロータ１８は非磁性体のロータガイド１９と回転不能に圧入されており、また、ロータガイド１９はピン２０によって外輪２と回転止めがなされている。

従って、フィールドコア１７は固定部材であり、また、外輪２、ロータガイド１９、ロータ１８はいかなるときも相対回転しないと共に、ロータ１８が外輪２に固定された摩擦部材となる。

前記ロータ１８と保持器８の端部間に配置したアーマチュア２１は、図５に示すように、内径部に設けた突部２２が保持器８の切り欠き２３に係合し、保持器８に対して回転不能で軸方向の移動は可能となっている。また、アーマチュア２１とロータ１８の対向面間に隙間ｂができるようにアーマチュア２１の厚みが設定され、アーマチュア２１とロータ１８の相対回転は可能になっている。

即ち、ロータ１８は外輪２とつながっており、アーマチュア２１は保持器８、スイッチバネ１３を介して入力軸４とつながっている。

上記回転伝達装置１の外輪２には多板摩擦クラッチ５１が連結されている。この多板摩擦クラッチ５１は、外輪２の端部にボルト等で固定したハウジング５２と入力軸４に外嵌固定したインナーリング５３との間に、ハウジング５２と回転方向に一体で軸方向に可動となるアウタープレート５４と、インナーリング５３と回転方向に一体で軸方向に可動となるインナープレート５５を順次交互に複数枚を組込み、これらプレート群の一方端部に、プレート群を軸方向に押圧して互に圧着させる弾性部材５６を縮設した構造を有し、コイル１６に電流が流れていないとき、入力軸４と外輪２間のローラは係合せず相対回転可能であるが多板摩擦クラッチ５１のトルクは伝達されることになる。

このトルク伝達は、エンジンブレーキなどの緩やかな車輪速度の変化など、加速度が小さく、スリップの判断ができずに従駆動輪にローラの係合によるトルクの伝達ができない場合において、多板摩擦クラッチ５１のトルクが従駆動輪に伝達され、車両の挙動を安定させることができるという利点がある。

第１の実施形態の回転伝達装置１は上記のような構成であり、図２５で示したように、ＦＲベースの４ＷＤ車のフロントデフ２４とトランスミッション及びトランスファー２５をつなぐフロントプロペラシャフト２６の間に組込む。なお４ＷＤ車はＡＢＳ付とし、入力軸４の入力用リング５をトランスファ側に直結し、外輪２をフロントデフ側に直結する。

４ＷＤ車の通常走行時（定速走行時）は電磁クラッチ１４の電磁石１６への通電がなく、ロータ１８とアーマチュア２１はフリーとなり、このため、スイッチバネ１３の付与力により入力軸４と保持器８は互いの切り欠き１１、１２が合致し、入力軸４のカム面７と保持器８のポケット９及びローラ１０の位置関係は図２に示したニュートラルスタンバイとなり、入力軸４と外輪２は相対回転が可能となり、４ＷＤ車は２駆走行状態となる。但し、多板摩擦クラッチ５１によって設定された空転抵抗を持って外輪２と入力軸４は空転可能である。

滑り易い路面で急発進した場合等には、電磁クラッチ１４の電磁石１６に電流が流れる。電磁石１６に電流が流れると、フィールドコア１７、ロータ１８、アーマチュア２１の間に磁気回路が形成され、ロータ１８はアーマチュア２１を引きつけて一体となる。

従って、外輪２、ロータガイド１９、ロータ１８、アーマチュア２１、保持器８がアーマチュアとロータの摺動抵抗を受けて一体となる。

この状態で入力軸４と外輪２が相対回転しようとすると、保持器８の回転は外輪２に拘束されているため、入力軸４の回転に対して位相がずれ、図６に示すように、ローラ１０はカム面７と円筒面６間に係合する位相となり、入力軸４と外輪２はトルクの伝達が可能な直結状態となり、車両は４駆走行となる。

上記４駆走行時において、車両のＡＢＳ作動時は電磁クラッチ１４の電磁石１６に対して通電をオフする。

電磁石１６のリード線は固定部１５を通って車内の制御装置に配線される。制御装置は例えば前後輪の回転数すなわち回転伝達装置１の入出力回転数を回転センサーで測定し、その差に応じて電磁クラッチ（コイル電流）をオン−オフ制御する。

上記の作用を実際の走行において考えると、車両が通常走行で前進または後退方向に直進している間は前後輪が同速度であるため電磁クラッチ１４をオフにする。ローラ１０はニュートラル位置に保持されるため、入力軸４から外輪２には多板摩擦クラッチ５１の抵抗分だけ駆動力は前輪に分配される。

一方、加速中後輪がスリップすると前輪（出力側）に対して後輪（入力側）の回転が上回る（前輪回転数＜後輪回転数）。この回転数差が設定値以上になると電磁クラッチ１４をオンにする。ローラ１０が入力軸４と外輪２に係合し、入力軸４と外輪２が一体化され、前輪にも駆動力が伝達され、４駆状態に切り換わる。

また、車両が旋回中は前輪（出力側）の方が後輪（入力側）よりも回転が上回るため、電磁クラッチ１４はオフにする。入力軸４と外輪２は空転し、多板摩擦クラッチ５１の摩擦力は抵抗となるが、その抵抗力はタイトコーナーブレーキング現象を起こさない程度に小さく設定してある（数kgfm）ため問題なくスムーズに旋回できる。

また、雪道の様な低摩擦係数路面において、急激にエンジンブレーキを効かせた場合、後輪が減速側にスリップしようとするが、電磁クラッチ１４は後輪回転が前輪回転を下回るためオフであるが、多板摩擦クラッチ５１によって減速トルクを前輪側に分配するので、エンジンブレーキは４輪に作用し、後輪のスリップを軽減できるとともに、車両の安定性を向上させる。

また、ＡＢＳ装着車の場合、ＡＢＳ作動中は電磁クラッチ１４をオフにすることにより、外輪２と入力軸４は空転し、前後輪間のトルク循環が無く、従来の２ＷＤ車と同様のＡＢＳ制御が容易に可能となる。

尚、多板摩擦クラッチ５１の摩擦力は旋回時のタイトコーナーブレーキングやＡＢＳ作動時の前後輪間の拘束力に影響しない程度のトルクに設定しており、約３〜６ｋｇｍ程度にする。この程度のトルクがあれば、上記低摩擦係数路面でのエンジンブレーキ時の後輪スリップは軽減できる。

図７乃至図１１に示す回転伝達装置の第２の実施形態は、外輪側を動力入力側としたものであり、先の第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明に代える。以下の各実施形態についても同様である。

この第２の実施形態において、入力外輪２の内径面にカム面７が設けられ、出力軸４はカム面７に対応する大径部の外径面が円筒面６になっている。

入力外輪２と出力軸４の間に設けた保持器８と該外輪２の両者には、図９のように切り欠き１１ａ、１２ａがあり、そこにスイッチバネ１３をたわませてセットする。入力外輪２と保持器８は互いの切り欠き１１ａ、１２ａが合致しているとき、入力外輪２のカム面７と保持器８のポケット９及びローラ１０の位置関係は図１０の如く、ローラ１０とカム面７の間に隙間ａが存在するようになっている。従って、スイッチバネ１３がセットされていると、出力軸４と入力外輪２は結合されず、ニュートラルスタンバイとなる。

電磁クラッチ１４は、フィールドコア１７が固定部１５に回転不能に圧入され、ロータ１８は非磁性体のロータガイド１９ａへ回転不能となるよう外嵌圧入され、ロータガイド１９ａは圧入などにより出力軸４と回転不能に嵌合されている。

従って、出力軸４、ロータガイド１９ａ、ロータ１８はいかなる時も相対回転しない。

また、アーマチュア２１と保持器８は、図４で示したと同様に、突起と切り欠きの係合により、回転は不能であるが軸方向の移動は隙間ｂによって許され、アーマチュア２１とロータ１８の相対回転は可能となっている。即ち、ロータ１８は出力軸４とつながっており、アーマチュア２１は保持器８、スイッチバネ１３を介して入力外輪２とつながっている。

この第２の実施形態において、車両の４駆走行モードにおいて滑り易い路面等で急発進した場合等は、電磁石１６への通電がオンとなり、フィールドコア１７、ロータ１８、アーマチュア２１の間で磁気回路が形成され、ロータ１８はアーマチュア２１を引きつけて摺動抵抗を与える。従って、出力軸４、ロータガイド１９、ロータ１８、アーマチュア２１、保持器８が一体となり、回転不能となる。この状態で入力外輪２と出力軸４が相対回転しようとすると、保持器８の回転は出力軸４に拘束されているため、入力外輪２の回転に対して位相がずれて図１１に示すようにトルクの伝達が可能となり、入力外輪２と出力軸４が直結された４駆走行となる。

上記４駆走行時にＡＢＳの作動信号で電磁石１６への通電がオフになると、ロータ１８とアーマチュア２１の結合が解け、入力外輪２と出力軸４間のローラの係合が解け、２ＷＤ車と同様にＡＢＳ制御が可能となる。

図１２に示す第３の実施形態は、先に述べた第１の実施形態の多板摩擦クラッチにビスカス粘性クラッチ５１ａを用いたものである。

このビスカス粘性クラッチ５１ａは、ハウジング５２に回転不能に嵌合された複数のアウタープレート５４とインナーリング５３に回転不能に嵌合された複数のインナープレート６５を交互に隙間リング５７、５８の介在により適当な隙間を設けて重ねており、その隙間に高粘性油を封入したものである。第１実施形態と同様エンジンブレーキ時には適度なトルクを前輪に分配できる。

図１３と図１４は第４実施形態を示している。この実施形態は第１〜３実施形態の多板摩擦クラッチ５１や粘性クラッチ５１ａを取り除いたものである。この場合、強いエンジンブレーキ時にもし後輪がスリップしそうになった時は、後輪側の回転数の変化（急激な減速）から減速度を演算し、その減速度が設定値を超えた場合に制御装置によって、その時にも電磁クラッチをオンにさせるのである。そうするとローラの係合により、４輪共にエンジンブレーキトルクは配分される。

ところで、上述した第１乃至第４の各実施形態における回転伝達装置においては、何れも、滑りやすい路面などで、車両が加速して後輪がスリップし、前輪の回転数をある設定値以上上回ったときに電磁石に通電して、２方向クラッチＡをロックさせるものである。したがって、それ以外の状況（ＡＢＳ作動時、旋回時、定速走行時、減速時）においては、電磁石には通電されないため、２方向クラッチＡはニュートラルの状態を保つ。このとき、ローラ１０を図２に示すニュートラルの位置に保持しているのは、図３で示すスイッチバネ１３の付与力である。

この付与力が小さすぎると、入力軸４の回転加速度が大きい場合は、保持器８と、ローラ１０と、保持器と同軸上回転不可能に係止されたアーマチュア２１の慣性によって、ローラ１０がニュートラル位置に保たれなくなる場合がある。

また、この付与力が小さすぎた場合、アーマチュア２１が、ロータ１８またはロータガイド１９とある抵抗（表面張力の影響が大きい）をもって相対回転するため、その抵抗がスイッチバネ１３の付与力を上回ってしまうと、保持器８はローラ１０を引き連れてロック位置に移動してしまうことがある。

したがって、スイッチバネ１３の付与力はある程度大きくするか、もしくはアーマチュア２１とロータ１８の摺動抵抗を小さくする必要がある。

しかし、この付与力を大きくするには、電磁石１６の容量（サイズ）もアップさせなければならない。

そこで、図１５に示す第５の実施形態は、アーマチュア２１を外輪２側に回転不可能且つ軸方向スライド可能に係止し、別途保持器８に対して回転不可能且つ軸方向スライド可能に係止されたクラッチプレート６１を設けることによって、保持器８側の慣性を小さくするとともに、アーマチュア２１吸引時の摩擦トルクを増大させることにより、第１乃至第４の実施形態と同等のサイズの電磁石１６で、スイッチバネ１３の付与力増加に対応するものである。

また、アーマチュア２１あるいはロータ１８の摺動面に油膜を切るための油溝６２を設け、相対回転時の摺動抵抗を軽減するものである。

また、保持器８に回転不可能且つ軸方向スライド可能に係止されたアーマチュア２１と、外輪２に回転不可能に係止されたロータ１８の間にウェーブワッシャー６３等の弾性部材を挿入し、電磁石１６に電流が流れていないときは両部材を離反させ、摺動抵抗を軽減するものである。

図１５乃至図１７に示す第５の実施形態は、新たにクラッチプレート６１という薄板の部材が使用される。このクラッチプレート６１は保持器８に回転不可能に係止されているが、軸方向にはスライドが可能となっている。

アーマチュア２１は、ロータガイド１９とともに外輪２にストッパーピン６４によって回転不可能に係止されているが、軸方向にはスライドが可能となっている。

クラッチプレート６１は、ロータ１８とアーマチュア２１の間に配置され、ロータ１８とロータガイド１９の間には、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示すようなウェーブワッシャー６３が配置される。

図１５（Ｂ）に示すように、電磁石１６に通電されていないときは、ウェーブワッシャー６３の付与力により、アーマチュア２１とロータ１８の間にすきまができる。クラッチプレート６１は両部材に対して自由に回転可能である。また、保持器８には第１乃至第４の実施形態におけるアーマチュア２１に代わって、軽量のクラッチプレート６１が係止されているだけであるので、慣性が小さくなり、入力軸４側の回転加速度が大きい場合に対して有利である。

図１５（Ｂ）に示すように、電磁石１６に通電されたときは、アーマチュア２１を吸引して、クラッチプレート６１を挟み込む形でロータ１８に圧着される。第１乃至第４実施形態で示したような構造では、電磁石１６の吸引力Ｗに対して発生するアーマチュアトルクＴは、
Ｔ＝μＷｒ （ｒ：摩擦摺動面平均半径、μ：摩擦係数）
で表される。

これに対し、第５の実施形態の構造においては、第１乃至４の実施形態と同様の吸引力で、摩擦摺動面が２面となるため、発生するアーマチュアトルクＴ’は、
Ｔ’＝２μＷｒ
＝２Ｔ
と上記の２倍になる。

したがって、電磁石のサイズを大きくすることなく、摩擦力のアップが可能となる。

次に、図１７に示す第６の実施形態は、第５の実施形態で示した回転伝達装置において、アーマチュア２１あるいはロータ１８の摺動面に図１７（Ａ）に示すようなスパイラル状の溝６２や、図１７（Ｂ）に示すような放射状の溝６２をつけている。これにより、表面張力が軽減され、摺動抵抗が小さくなる。アーマチュア２１とロータ１８の摺動抵抗が小さいということは、スイッチバネの付与力が小さくでき、スイッチバネと電磁石の設計の自由度が増す。

もちろんこの溝は、上記第１乃至第５の実施形態のアーマチュアに対しても適用できる。

図１８に示す第７の実施形態は、アーマチュア２１を保持器８と回転不可能で軸方向にスライド可能とし、アーマチュア２１とロータ１８の間にウェーブワッシャー６３を組込んでいる。電磁石１６に電流が流れていない時は、アーマチュア２１はウェーブワッシャー６３の付与力（本装置では２〜４ｋｇｆに設定）によって、アーマチュア２１はロータ１８と離反するため、表面張力の影響はなくなる（効果は第６の実施形態と同じである）。

また、このウェーブワッシャー６３は、アーマチュア２１とロータ１８が離反した後はほとんど荷重が０になるよう設定されているため、アーマチュア２１とロータ１８間の抵抗はほとんどなくなり、スイッチばねの付与力に打ち勝つことなく、保持器８には影響を及ぼさない。

電磁石１６に電流が流れた場合は、電流値に比例した吸引力が発生し、その吸引力がウェーブワッシャー６３の付与力に打ち勝って、アーマチュア２１を吸引する。電磁石１６の吸引力はウェーブワッシャー６３の付与力よりも十分大きいので問題にはならない。

図１９に示す第８の実施形態は、第５の実施形態における入力軸４と外輪２の間に、多板摩擦クラッチ５１を設けた回転伝達装置を示している。

図２０に示す第９の実施形態は、第７の実施形態における入力軸４と外輪２の間に、多板摩擦クラッチ５１を設けた回転伝達装置を示している。

図２１に示す第１０の実施形態は、第５の実施形態における入力軸４と外輪２の間に、粘性クラッチ５１ａを設けた回転伝達装置を示している。

図２２に示す第１１の実施形態は、第７の実施形態における入力軸４と外輪２の間に、粘性クラッチ５１ａを設けた回転伝達装置を示している。

図２３に示す第１２の実施形態は、外輪２の内径部に多角形のカム面７を持ち、円筒形状の入力軸４をもった２方向のクラッチＡを採用している。

クラッチプレート６１は外径側で保持器８と回転不可能、軸方向可動に係止されており、アーマチュア２１は内径部でロータガイド１９ａと回転不可能、軸方向可動に係止されている。ロータ１８はロータガイド１９ａに、ロータガイド１９ａは入力軸４にそれぞれ回転不可能に圧入されている。

電磁石１６に通電されていない時は、アーマチュア２１とロータ１８の間にすきまができ、そのすきま内でクラッチプレート６１は両部材に対して自由に回転可能である。したがって、保持器８はスイッチバネ１３の付与力によって、ローラ１０をフリーの位置に保持する。

電磁石１６に通電されると、アーマチュア２１がクラッチプレート６１を挟み込んでロータ１８に吸引され、アーマチュア２１、クラッチプレート６１（保持器）、ロータ１８、ロータガイド１９ａ、入力軸４が一体化される。その時発生するトルクは、第５の実施形態で説明した通り、第１乃至第４実施形態の約２倍となる。

車両に装着した場合の第１２の実施形態の作用は第５の実施形態と同じであるので省略する。

図２４に示す第１３の実施形態は、第１２の実施形態と同様、外輪２の内径部に多角形のカム面７を持ち、円筒形状の入力軸４をもった２方向クラッチＡを採用した回転伝達装置を示している。

アーマチュア２１は保持器８と回転不可能、軸方向可動に係止されている。ロータ１８はロータガイド１９ａを介して入力軸４と回転不可能に圧入されている。

電磁石１６に通電されていない時は、アーマチュア２１はウェーブワッシャー６３の付与力によって、ロータ１８と離反させられ、表面張力の影響を受けることなく自由に回転可能である。もちろんローラ１０は保持器８によって入力軸４と外輪２が係合しないフリーの位置に保持される。

電磁石１６に通電された場合は、アーマチュア２１をロータ１８側に吸引し、摩擦力を発生させ入力軸４と保持器８を一体化させる。

車両に装着した場合の第１３の実施形態の作用は第５の実施形態と同じであるので省略する。

上記した第１２の実施形態と第１３の実施形態において、それぞれの入力軸４と外輪２の間に、図２０で示した多板クラッチ５１や図２１で示した粘性クラッチ５１ａを設けることができる。

なお、各実施形態の回転伝達装置は、トランスミッションからの出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、サイレントチェンを介して前輪推進軸へ動力を分岐し得るＦＲベースの４ＷＤ車用トランスファの内部に、装着が可能である。又、この発明では、入力用リング５をトランスファ側に直結したが、外輪２をトランスファ側に直結した場合も当然含まれる。

第１の実施形態を示す縦断面図 図１の矢印II−IIの拡大断面図 図１の矢印III −III の断面図 図１の電磁クラッチの部分を示す拡大断面図 図１の矢印Ｖ−Ｖの断面図 図１の矢印II−IIの部分のロック状態を示す断面図 第２の実施形態を示す要部の縦断面図 図７の矢印VIII−VIIIに沿う縦断面図 図７の矢印IX−IXに沿う縦断面図 図７の矢印VIII−VIIIの部分のフリー状態を示す断面図 同上のロック状態を示す断面図 第３の実施形態を示す断面図 第４の実施形態を示す断面図 図１３の矢印XIV −XIV に沿う断面図 （Ａ）は第５の実施形態を示す断面図、（Ｂ）は同上の２方向クラッチの電磁コイルへの通電切れを示す拡大断面図、（Ｃ）は同じく通電状態を示す拡大断面図 （Ａ）はウェーブワッシャの正面図、（Ｂ）は同側面図 （Ａ）と（Ｂ）は第６の実施形態を示し、溝を設けたアーマチュアあるいはロータの正面図 （Ａ）は第７の実施形態を示す断面図、（Ｂ）は同上における電磁クラッチ部分の拡大断面図 第８の実施形態を示す断面図 第９の実施形態を示す断面図 第１０の実施形態を示す断面図 第１１の実施形態を示す断面図 （Ａ）は第１２の実施形態を示す断面図、（Ｂ）は同上の２方向クラッチを示す断面図 （Ａ）は第１３の実施形態を示す断面図、（Ｂ）は同上の２方向クラッチを示す断面図 回転伝達装置の装着例を示す平面図

符号の説明

１ 回転伝達装置
２ 外輪
３ 軸受
４ 入力軸
６ 円筒面
７ カム面
８ 保持器
９ ポケット
１０ ローラ
１１、１２ 切り欠き
１３ スイッチバネ
１４ 電磁クラッチ
１５ 固定部
１６ 電磁石
１７ フィールドコア
１８ ロータ
１９ ロータガイド
２０ ピン
２１ アーマチュア
２２ 突部
２３ 切り欠き
５１ 多板摩擦クラッチ
５１ａ 粘性クラッチ
５２ ハウジング
５３ インナーリング
５４ アウタープレート
５５ インナープレート
６１ クラッチプレート
６２ 油溝
６３ ウェーブワッシャー
６４ ストッパーピン

Claims (8)

1. 外輪とそれに嵌合する内方部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって上記円筒面とカム面の間に係合するローラを組込み、前記保持器と外輪または内方部材とを回転方向隙間を介して共回り可能に連結し、上記保持器と外輪または内方部材との間に、ローラを係合させず中立位置に保持するための弾性部材を組込み、上記保持器の端部にアーマチュアを保持器と回転不可能かつ軸方向に移動可能に取付け、前記外輪と内方部材の間に、内方部材または外輪に固定された摩擦部材と上記アーマチュアを吸着させるための電磁石を組込んだことを特徴とする回転伝達装置。
2. 外輪とそれに嵌合する内方部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって上記円筒面とカム面の間に係合するローラを組込み、前記保持器と外輪または内方部材とを回転方向隙間を介して共回り可能に連結し、上記保持器と外輪または内方部材との間に、ローラを係合させず中立位置に保持するための弾性部材を組込み、上記外輪と内方部材の間に、外輪に固定された摩擦部材とアーマチュアを吸着させるための電磁石を組込み、該アーマチュアを摩擦部材と回転不可能に嵌合させ、アーマチュアと摩擦部材の間に保持器に回転不可能、スライド可能に嵌合されたクラッチプレートを挿入したことを特徴とする回転伝達装置。
3. 外輪とそれに嵌合する内方部材の対向面の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって上記円筒面とカム面の間に係合するローラを組込み、前記保持器と外輪または内方部材とを回転方向隙間を介して共回り可能に連結し、上記保持器と外輪または内方部材との間に、ローラを係合させず中立位置に保持するための弾性部材を組込み、上記外輪と内方部材の間に、内方部材に固定された摩擦部材とアーマチュアを吸着させるための電磁石を組み込み、該アーマチュアを摩擦部材と回転不可能に嵌合させ、アーマチュアと摩擦部材の間に保持器に回転不可能、スライド可能に嵌合されたクラッチプレートを挿入したことを特徴とする回転伝達装置。
4. 電磁石に電流が流れていないときに、アーマチュアを摩擦部材から離反させるために、アーマチュアと摩擦部材との間に弾性部材を挿入したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の回転伝達装置。
5. アーマチュアあるいは摩擦部材の摺動面に複数の油溝を配した請求項１乃至４の何れかに記載の回転伝達装置。
6. 外輪に相対回転不可能に嵌合された複数のアウタープレートと、内方部材に相対回転不可能に嵌合された複数のインナープレートを交互に重ね合わせ、その最端部を弾性部材で押圧した多板摩擦クラッチを付加した請求項１乃至５の何れかに記載の回転伝達装置。
7. 外輪に相対回転不可能に嵌合された複数のアウタープレートと、内方部材に相対回転不可能に嵌合された複数のインナープレートをすきまを介して交互に重ね合わせ、そのすきまに高粘性の油を封入した粘性クラッチを付加した請求項１乃至５の何れかに記載の回転伝達装置。
8. 車両の前後車輪または前後推進軸の回転数をセンサーで測定し、それらの回転数差または回転数変化に応じて電磁石の電流を制御するようにした請求項１乃至７の何れかに記載の回転伝達装置。

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