本发明涉及用于在输入轴与输出轴的彼此之间进行旋转的传递与断开的切换的旋转传递装置。
背景技术：
作为进行从输入轴朝输出轴的旋转的传递与切断该传递的旋转传递装置，一直以来已知有具有双向离合器，利用电磁离合器对该双向离合器的接合以及解除进行控制的旋转传递装置。
在下述专利文献1所记载的旋转传递装置中，将控制保持器与旋转保持器以设置于各保持器的柱部在周向交替地配置的方式装入到外圈与装入该外圈的内侧的内圈之间，将对置的一对滚子装入到形成于相邻的柱部间的兜孔(pocket)内，利用装入该对置部间的弹性部件对该一对滚子向分离的方向施力，使之在接合待机位置待用，通过使上述内圈向一个方向的旋转，使一方的滚子与圆筒面以及凸轮面接合，从而将内圈的旋转传递至外圈。
此外，在设置有内圈的输入轴上设置电磁离合器，通过对该电磁离合器的电磁铁通电而使控制保持器沿轴向移动，与该移动相联动地，通过设置在控制保持器的凸缘与旋转保持器的凸缘的对置面间的作为运动转换机构的扭力凸轮的作用使控制保持器和旋转保持器朝兜孔的周向宽度变小的方向相对旋转，利用各保持器的柱部使一对滚子移动至接合解除位置，从而切断从内圈向外圈的旋转传递。
此处，电磁离合器包括与控制保持器连结的电枢、相对于该电枢在轴向上对置配置的转子、以及相对于该转子在轴向上对置配置的电磁铁，形成于上述转子的内周的内筒部压入输入轴，从而相对于输入轴止转。
另一方面，装入电磁铁使得支承电磁线圈的铁心的一端部位于转子的外筒部与内筒部间，铁心的另一端部外周由设置于其外侧的壳体的内径面支承，利用装入另一端部内周的轴承将输入轴支承为旋转自如。
在上述旋转传递装置中，如果解除对电磁离合器的电磁铁的通电，则控制保持器与旋转保持器通过被装入到对置的一对滚子间的弹性部件的按压作用而朝兜孔的周向宽度变大的方向相对旋转，进而对置的一对滚子配置在即将与圆筒面以及凸轮面接合的待用位置，因此，具有旋转方向晃动极小且响应性优异的特征。
专利文献1：日本特开2012－149746号公报
然而，在上述专利文献1所记载的以往的旋转传递装置中，由于在输入轴上分别安装转子以及电磁铁，因此组装麻烦，尚存应当改进的地方。
此外，由于转子以及电磁铁的轴向的定位部在轴向上隔开间隔地设置，因此转子的外筒部与装入其内侧的电磁铁的铁心的彼此之间的轴向的重叠量会因公差、装入误差而并不恒定，难以进行该重叠量的管理，无法实现电枢所承担的吸引力的稳定化。因而，在实现重叠量的管理的容易化方面尚存应当改进的地方。
技术实现要素：
本发明的课题在于在利用电磁离合器对进行从输入轴朝输出轴的旋转的传递或者切断该传递的双向离合器进行控制的旋转传递装置中，实现电磁离合器的组装的容易化、转子的外筒部与电磁铁的铁心的彼此之间的重叠量的管理的容易化。
为了解决上述的课题，在本发明中，采用如下结构：上述旋转传递装置具有：输入轴；输出轴，与该输入轴配置在同轴上；壳体，覆盖该两轴的轴端部；双向离合器，装入该壳体内，进行从输入轴朝输出轴的旋转的传递或者切断该旋转传递；以及电磁离合器，设置在上述输入轴上，对双向离合器的接合、接合解除进行控制，上述电磁离合器包括：电枢，被支承为沿上述输入轴的轴向移动自如；转子，在内外具有直径不同的筒部，该内筒部与上述输入轴嵌合，并且，该转子在轴向上被定位且与上述电枢对置配置；以及电磁铁，装入该转子的外筒部以及内筒部内，与转子在轴向上对置，通过通电对上述电枢赋予磁吸引力而使上述电枢吸附于转子，通过对上述电磁铁通电使上述电枢朝向转子沿轴向移动，从而使上述双向离合器接合解除，在支承上述电磁铁的电磁线圈的铁心的外侧端面设置轴承支承筒，在上述转子的内筒部的端部设置在上述轴承支承筒内配置的小径筒部，将该小径筒部压入至被装入上述轴承支承筒内的轴承内从而使电磁铁与转子单元化。
如上所述，在支承电磁线圈的铁心的外侧端面设置轴承支承筒，在装入该轴承支承筒内的轴承内压入设置于转子的内筒部的端部的小径筒部而使电磁铁与转子单元化，由此能够在输入轴上同时安装电磁铁与转子，同分别安装电磁铁与转子的情况相比较能够实现电磁离合器的组装的容易化。
此外，通过在轴承内压入小径筒部，使该小径筒部的根部的内筒部的端面与轴承抵接，使得小径筒部相对于轴承压入的压入量恒定，因此，转子的外筒部与电磁铁的铁心的彼此之间的轴向的重叠量也恒定。因此，能够容易地管理重叠量。
此处，如果在输入轴的外周，且在供内筒部嵌合的嵌合面范围内形成周向槽，则能够减少从内筒部朝输入轴的磁泄漏，能够防止电枢的吸附变得不稳定，并且能够采用容量小的电磁铁，能够提高设计的自由度。
此外，如果在轴承支承筒的端部设置与铁心的外侧端面对接地结合的朝外凸缘，以使该朝外凸缘的外径面与壳体的内径面嵌合方式进行装入，则与在铁心的外径面端部形成环状突出部，并将该环状突出部与壳体的内径面嵌合的情况相比较，铁心的轴向长度长，能够与该铁心长度一致地增长外筒部的轴向长度。因此，通过外筒部的轴向长度的增大能够实现相对于铁心的轴向的重叠量的增大化，能够提高对于电枢的吸引力。
进而，如果在输入轴与转子的彼此之间设置防止两者相对旋转的止转机构，则转子与输入轴始终一体地旋转，因此，在通过电枢的吸附而双向离合器的一对接合件被接合解除的状态下，转子以及电枢与输入轴一体地旋转，进而控制保持器以及旋转保持器也一起旋转，一对接合件维持接合解除状态地旋转，因此，能够防止一对接合件意外接合。
上述止转机构可以通过销键止转进行止转，也可以通过转子相对于输入轴的轻压入进行止转。此处，如果依靠强压入进行止转，则存在由转子与电磁铁构成的组装单元从输入轴上的分解非常麻烦且分解时部件破损的可能性，不过通过采用上述的止转机构，能够容易地分解组装单元而不使之破损。
在本发明所涉及的旋转传动装置中，如果在输入轴与转子的嵌合面间夹装由非磁性体构成的密封圈，则能够有效地防止朝输入轴的磁泄漏。
在本发明中，如上所述，在电磁铁的铁心的外侧端面设置轴承支承筒，在装入该轴承支承筒内的轴承内压入设置于转子的内筒部的端部的小径筒部而使电磁铁与转子单元化，由此能够在输入轴上同时安装电磁铁与转子，能够实现组装的容易化。
此外，能够容易地管理转子的外筒部与电磁铁的铁心的彼此之间的重叠量，能够实现对于电枢的吸引力的稳定化。
附图说明
图1是示出本发明所涉及的旋转传递装置的实施方式的纵截面图。
图2是沿着图1的II－II线的截面图。
图3是示出图2所示的滚子的接合解除状态的截面图。
图4是沿着图1的IV－IV线的截面图。
图5是沿着图4的V－V线的截面图。
图6是沿着图1的VI－VI线的截面图。
图7中，(a)是沿着图6的VII－VII线的截面图，(b)是示出工作状态的截面图。
图8是图1所示的电磁离合器部的放大截面图。
图9是示出转子的止转的其他例子的截面图。
图10是示出防止磁通的泄漏的构件的其他例子的截面图。
图11是示出转子与电磁铁的组装单元的截面图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1示出本发明所涉及的旋转传递装置的实施方式。如图所示，旋转传递装置包括输入轴1、与该输入轴1配置在同轴上的输出轴2、覆盖该两轴的轴端部的壳体3、装入该壳体3内且进行从输入轴1朝输出轴2的旋转的传递或者切断该传递的双向离合器10、以及对该双向离合器10的接合、解除进行控制的电磁离合器50。
壳体3形成为圆筒状，在其一端部设置有小径的轴承筒4，利用装入该轴承筒4内的轴承5将输出轴2支承为旋转自如。此外，在轴承筒4内装入由碟形弹簧构成的弹性部件6，该弹性部件6将双向离合器10以及电磁离合器50朝向安装于壳体3的开口端部的内周的由挡圈构成的防脱环7施力。
如图1以及图2所示，双向离合器10在设置于输出轴2的轴端部的外圈11的内周设置圆筒面12，在设置于输入轴1的轴端部的内圈13的外周沿周向等间隔地形成多个凸轮面14，在该多个凸轮面14的各个面与圆筒面12间装入作为一对接合件的滚子15与弹性部件20，利用保持器16保持该滚子15，通过上述内圈13朝一个方向旋转使一对滚子15的一方与圆筒面12以及凸轮面14接合从而将内圈13的旋转传递至外圈11，此外，当内圈13朝另一个方向旋转时使另一方的滚子15与圆筒面12以及凸轮面14接合从而将内圈13的旋转传递至外圈11。
此处，在外圈11的闭塞端部的内面侧形成有小径的凹部17，利用装入该凹部17内的轴承18将内圈13的端部支承为旋转自如。
内圈13与输入轴1的轴端部一体化，不过也可以将内圈13相对于输入轴1分体形成，并通过花键嵌合相对于输入轴1止转。如图3所示，形成于内圈13的外周的凸轮面14由朝相反的方向倾斜的一对倾斜面14a、14b形成，在该凸轮面14与外圈11的圆筒面12与之间形成周向的两端狭小的楔形空间，在上述一对倾斜面14a、14b间设置有朝向内圈13的切线方向的平坦的弹簧支承面19，通过该弹簧支承面19支承弹性部件20。
弹性部件20由螺旋弹簧构成。该弹性部件20被装入而配置于一对滚子15间，利用该弹性部件20将一对滚子15朝分离的方向施力，如图2所示，配置于与圆筒面12以及凸轮面14接合的待用位置。
如图1以及图2所示，保持器16包括控制保持器16A以及旋转保持器16B。如图1、图6以及图8所示，控制保持器16A构成为，在环状的凸缘21的单面外周部沿周向等间隔地设置与凸轮面14相同数量的柱部22，在该相邻的柱部22间形成圆弧状的长孔23，在外周朝向与柱部22相反方向设置筒部24。
另一方面，旋转保持器16B构成为，在环状的凸缘25的外周沿周向等间隔地设置与凸轮面14相同数量的柱部26。
控制保持器16A与旋转保持器16B形成为旋转保持器16B的柱部26插入控制保持器16A的长孔23内，且该柱部22、26沿周向交替地排列的组合。并且，以该组合状态进行装入，使柱部22、26的前端部配置于外圈11与内圈13间，控制保持器16A的凸缘21以及旋转保持器16B的凸缘25位于与输入轴1的外周嵌合的支承环28和外圈11的开口端面间。
通过进行上述的保持器16A、16B的装入，如图2所示，在控制保持器16A的柱部22与旋转保持器16B的柱部26间形成兜孔27。兜孔27与内圈13的凸轮面14在径向上对置，作为对置的一对的接合件的滚子15以及弹性部件20装入到各兜孔27内。
如图8所示，控制保持器16A的凸缘21被支承为沿着形成于输入轴1的外周的滑动引导面29滑动自如。另一方面，旋转保持器16B由装入到凸缘25与嵌合于输入轴1的上述的支承环28间的推力轴承30支承为旋转自如。
推力轴承30在防止旋转保持器16B朝电磁离合器50侧移动的状态下将该旋转保持器16B支承为旋转自如。
在控制保持器16A的凸缘21与旋转保持器16B的凸缘25间设置有作为运动转换机构的扭力凸轮(torque cam)40，将控制保持器16A沿轴向的移动转换成该控制保持器16A与旋转保持器16B的相对的旋转运动。
如图7(a)、图7(b)所示，扭力凸轮40构成为，在控制保持器16A的凸缘21与旋转保持器16B的凸缘25之间的对置面分别设置有周向的中央部较深且随着趋向两端而逐渐变浅的对置的一对凸轮槽41、42，并在一方的凸轮槽41的一端部与另一方的凸轮槽42的另一端部间装入滚珠43。
作为凸轮槽41、42，此处示出了截面形状为圆弧状的槽，但是也可以是截面形状为V形的槽。
对于上述扭力凸轮40而言，在控制保持器16A向控制保持器16A的凸缘21接近旋转保持器16B的凸缘25的方向沿轴向移动时，如图7(a)所示，滚珠43朝向凸轮槽41、42的槽深最深的位置滚动移动，使控制保持器16A与旋转保持器16B向兜孔31的周向宽度变小的方向相对旋转。
如图1所示，在内圈13，且在形成于输入轴1的滑动引导面29侧的端部形成有与该滑动引导面29大致同径的支架嵌合面44，在该支架嵌合面44嵌合有防止滚子15以及弹性部件20沿轴向脱落的环状的弹簧支架45。
弹簧支架45以与内圈13的轴向端面对接的状态在轴向上被定位。如图4以及图5所示，在弹簧支架45的外周形成有配置于控制保持器16A的柱部22与旋转保持器16B的柱部26间的多个制动片46。
当控制保持器16A与旋转保持器16B朝缩小兜孔27的周向宽度的方向相对旋转时，多个制动片46利用两侧缘阻挡控制保持器16A的柱部22以及旋转保持器16B的柱部26，进而将对置的一对滚子15保持在接合解除的中立位置。
在多个制动片46间形成有沿轴向延伸且朝弹性部件20的外侧伸出的弹簧保持片47，在形成于该弹簧保持片47的内径侧的切口部48嵌合弹性部件20的外周部，通过该嵌合，防止弹性部件20沿滚子15的轴向移动，并且防止弹性部件20从对置的一对滚子15间脱落。
如图1以及图8所示，电磁离合器50具有与形成于控制保持器16A的筒部24的端面在轴向上对置的电枢51、与该电枢51在轴向上对置的转子52、以及与该转子52在轴向上对置的电磁铁53。
电枢51由设置于输入轴1的前述的支承环28支承为旋转自如且滑动自如。在电枢51的外周部设置有连结筒54，在该连结筒54的内径面压入控制保持器16A的筒部24，从而将控制保持器16A与电枢51连结一体化。通过该连结，电枢51被支承为在支承环28的外周以及输入轴1的外周的滑动引导面29的轴向的两处滑动自如。
此处，支承环28通过输入轴1的滑动引导面29的轴向另一侧的阶梯部31而沿轴向定位。
转子52在外周以及内周具有外筒部52a以及内筒部52b，该内筒部52b与输入轴1嵌合。此外，转子52通过被装入到对支承环28进行支承的环支承轴部32的轴端面33间的垫片56而沿轴向定位。
电磁铁53具有电磁线圈53a以及支承该电磁线圈53a的铁心53b，上述铁心53b被插入到转子52的外筒部52a与内筒部52b，该铁心53b与外筒部52a在轴向上重叠。图11所示的L表示重叠量。
设置于轴承支承筒57的端部的朝外凸缘57a与铁心53b的外侧端面对接进而与铁心53b结合。轴承支承筒57的内径形成为比铁心53b的内径大，在该轴承支承筒57内嵌合轴承58。
轴承58与铁心53b的外侧端面抵接而被沿轴向定位，由安装于轴承支承筒57的内周的挡圈59防脱。
在转子52的内筒部52b的端部设置有小径筒部52c，该小径筒部52c被压入到轴承58的内径面，从而转子52与电磁铁53实现单元化。此外，转子52与电磁铁53借助轴承58相对旋转自如。
如图8所示，转子52与电磁铁53的组装单元通过内筒部52b相对于输入轴1的嵌合而由该输入轴1支承内径面。此外，通过朝外凸缘57a相对于壳体3的内径面的嵌合，该朝外凸缘57a的外径面由壳体3的内径面支承，且由前述的防脱环7防脱。
此外，转子52通过装入图1所示的壳体3的轴承筒4内的前述的弹性部件6的弹簧载荷与环支承轴部32的轴端面33压力接触，从而与输入轴1一起旋转。
实施方式中示出的旋转传递装置由上述的结构构成，图1示出对电磁铁53的电磁线圈53a的通电的断开状态，电枢51处于从转子52分离的状态。此外，如图2所示，双向离合器10的对置的一对滚子15位于相对于外圈11的圆筒面12以及内圈13的凸轮面14接合的待用位置。
在双向离合器10的待用状态下，当对电磁线圈53a通电时，对电枢51作用吸引力，电枢51沿轴向移动而吸附于转子52。
此处，电枢51通过连结筒54相对于筒部24的压入而与控制保持器16A连结成一体化，因此，伴随着电枢51沿轴向的移动，控制保持器16A朝其凸缘21接近旋转保持器16B的凸缘25的方向移动。
此时，图7(b)所示的滚珠43如图7(a)所示朝向凸轮槽41、42的槽深的最深位置滚动移动，控制保持器16A与旋转保持器16B朝兜孔27的周向宽度变小的方向相对旋转，对置的一对滚子15被控制保持器16A的柱部22与旋转保持器16B的柱部26按压而朝相互接近的方向移动。因此，如图3所示，滚子15从接合待机状态成为中立状态，双向离合器10成为接合解除状态。
在双向离合器10的接合解除状态下，如果对输入轴1输入旋转扭矩而使内圈13朝一个方向旋转，则压入输入轴1的转子52也同样旋转，吸附于转子52的电枢51与压入电枢51的控制保持器16A也会旋转，由此，通过扭力凸轮40而使旋转保持器16B也旋转。此时，对置的一对滚子15保持在接合解除的中立位置，因此，内圈13的旋转未传递至外圈11，内圈13自由旋转。
此处，如果控制保持器16A与旋转保持器16B朝减小兜孔27的周向宽度的方向相对旋转，则控制保持器16A的柱部22和旋转保持器16B的柱部26中的任意一方与弹簧支架45的制动片46的缘抵接而受到旋转方向限制，另一方进一步朝减小兜孔27的周向宽度的方向相对旋转。另一方通过扭力凸轮40转过转子52与电枢51沿轴向移动直至接触的大小，最终旋转至大致中立状态。
因此，弹性部件20不会过分地收缩，即使反复进行伸长和收缩也不会因疲劳而破损。
在内圈13的自由旋转状态下，如果解除对电磁线圈53a通电，则电枢51的吸附被解除。通过该吸附解除，控制保持器16A与旋转保持器16B由于弹性部件20的按压而朝兜孔27的周向宽度变大的方向相对旋转，对置的一对滚子15分别如图2所示配置在与圆筒面12以及凸轮面14接合的待用位置，通过输入轴1的旋转而接合对置的一对滚子15的一方，从而在内圈13与外圈11的彼此之间传递一个方向的旋转扭矩。
此处，如果停止输入轴1并切换该输入轴1的旋转方向，则接合另一方的滚子15，内圈13的旋转朝外圈11传递。
这样，通过断开对电磁线圈53a的通电，控制保持器16A与旋转保持器16B朝兜孔27的周向宽度变大的方向相对旋转，对置的一对滚子15分别处于即将啮入圆筒面12以及凸轮面14的待用状态，因此，旋转方向晃动变小，此外，内圈13与输入轴1一体化，因此能够将输入轴1的旋转从内圈13即刻传递至外圈11。
此外，从内圈13朝外圈11的旋转扭矩的传递经由与凸轮面14相同数量的滚子15进行，因此能够从内圈13朝外圈11传递较大的旋转扭矩。
另外，如果控制保持器16A与旋转保持器16B朝兜孔27的周向宽度变大的方向相对旋转，则滚珠43朝向对置的一对凸轮槽41、42的浅槽部滚动移动，从而成为图7(b)所示的状态。
在实施方式中示出的旋转传递装置中，如图8以及图11所示，在支承电磁线圈53a的铁心53b的外侧端面设置轴承支承筒57，将装入该轴承支承筒57内的轴承58抵接于铁心53b的外侧端面而定位，并且通过挡圈59的安装而防脱，在该轴承58内压入设置于转子52的内筒部52b的端部的小径筒部52c而使电磁铁53与转子52单元化，由此能够在输入轴1上同时安装转子52与电磁铁53，能够简单地安装转子52以及电磁铁53。
此外，在轴承58内压入小径筒部52c，通过使内筒部52b的端面与轴承58抵接来使压入量恒定化，因此转子52的外筒部52a与电磁铁53的铁心53b的彼此之间的重叠量L也恒定，能够容易地管理重叠量L。能够依据该重叠量L的管理实现对于电枢51的吸附力的稳定化。
此处，如图8所示，如果在输入轴1的外周上的嵌合内筒部52b的嵌合面范围内形成周向槽60，则能够减少从内筒部52b朝输入轴1的磁泄漏，能够防止电枢51的吸附变得不稳定。
如图8所示，如果利用壳体3的内径面支承设置于轴承支承筒57的端部的朝外凸缘57a的外径面，将铁心53b的外径面遍及轴向的全长地形成为相同直径，则与在铁心53b的外径面端部形成环状突出部，并利用壳体的内径面支承该环状突出部的情况相比较，能够增长转子52的外筒部52a的轴向长度。因此，能够实现外筒部52a与铁心53b的轴向的重叠量L的增大化，能够提高对于电枢51的吸附力。
在图1中，借助由碟形弹簧构成的弹性部件6的弹簧载荷使转子52与输入轴1的环支承轴部32的轴端面33压力接触而使转子52相对于输入轴1止转，不过也可以如图9所示那样利用销键61对转子52进行止转。
此外，也可以通过内筒部52b相对于输入轴1的轻压入对转子52进行止转。
通过采用上述的止转机构，能够容易地分解由转子52与电磁铁53构成的组装单元而不使之破损。
如图10所示，如果在输入轴1与转子52的嵌合面间夹装由非磁性体构成的密封圈62，则能够有效地防止朝输入轴1的磁泄漏。
其中，附图标记说明如下：
1：输入轴；2：输出轴；3：壳体；10：双向离合器；11：外圈；13：内圈；15：滚子(接合件)；16A：控制保持器；16B：旋转保持器；20：弹性部件；22：柱部；24：筒部；26：柱部；27：兜孔；40：扭力凸轮(运动转换机构)；50：电磁离合器；51：电枢；52：转子；52a：外筒部；52b：内筒部；52c：小径筒部；53：电磁铁；53a：电磁线圈；53b：铁心；57：轴承支承筒；57a：朝外凸缘；58：轴承；60：周向槽；61：销键；62：非磁性体的密封圈。