JP4429644B2

JP4429644B2 - 動力伝達装置

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Publication number: JP4429644B2
Application number: JP2003188104A
Authority: JP
Inventors: 弘二佐橋; 博海野尻; 正明戸田; 哲也山本
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP2004084946A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動力伝達装置に関し、詳しくは、一方の回転部材からの回転入力を、例えば遊星歯車機構により所定の減速比でもって他方の回転部材へ出力する動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動力伝達装置の一例として、遊星歯車機構を用いた減速装置がある（例えば特許文献１参照）。このような減速装置は、例えば電気自動車において、車両の推進力を出力する電動発電機の下流側に設置されて必要な駆動力を得るようにしている。
【０００３】
この種の減速装置は、ハウジングに固定された内歯車と、その内側に内歯車と軸心を一致させて配置された太陽歯車と、その太陽歯車と内歯車の間に形成された空間に配置された複数個の遊星歯車と、それら遊星歯車を円周方向に等間隔かつ回転自在に保持するキャリアとを備えている。太陽歯車には、ハウジングに対して回転自在に支持された入力回転軸が同軸的に設けられ、キャリアには、ハウジングに対して回転自在に支持された出力回転軸が設けられている。太陽歯車と内歯車との間に位置する複数個の遊星歯車は、太陽歯車と内歯車にそれぞれ噛合した状態で配設されている。
【０００４】
この減速装置では、入力回転軸からの回転入力に基づいて、その入力回転軸に設けられた太陽歯車が回転し、キャリアに対して回転自在に支持された遊星歯車が自転しつつ太陽歯車の回りを公転することにより、入力回転軸の回転が所定の減速比でもって出力回転軸に伝達される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１５３２４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように遊星歯車機構を用いた従来の減速装置では、入力回転軸の回転が１／Ｘ倍に減速されて出力回転軸に伝達されるが、仮に、何等かの原因により出力回転軸からの回転逆入力があった場合には、その出力回転軸の回転がＸ倍に増速されて入力回転軸に伝達されることになる。その結果、入力回転軸の駆動源における許容回転数が低い場合に、出力回転軸から入力回転軸への逆入力により、その駆動源の許容回転数を超えることがあり、駆動源に悪影響を与える等の問題が生じる可能性があった。
【０００７】
この問題を解消するため、本出願人は、出力回転軸から入力回転軸への逆入力があっても、入力回転軸の駆動源における許容回転数を超えないようにした減速装置とし得る動力伝達装置を先に提案している（特願２００２−２３８０３）。
【０００８】
この動力伝達装置は、図１１および図１２に示すように駆動源（図示せず）により回転駆動される入力系回転部材１と、その入力系回転部材１から伝達された回転トルクを外部へ取り出すための出力系回転部材２と、入力系回転部材１からの回転を減速する遊星機構３と出力系回転部材２との間に設けられ、その遊星機構３から出力系回転部材２への回転入力をトルク伝達部材の係合により伝達し、出力系回転部材２から遊星機構３への回転逆入力をトルク伝達部材の離脱により遮断する第一のワンウェイクラッチ４と、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間に設けられ、入力系回転部材１から出力系回転部材２への回転入力をトルク伝達部材の離脱により遮断し、出力系回転部材２から入力系回転部材１への回転逆入力をトルク伝達部材の係合により伝達する第二のワンウェイクラッチ５とを主要部として構成されている。
【０００９】
なお、遊星機構３としては、例えば、静止系部材７に設けられた内歯車８と、その内側に入力系回転部材１と同軸上に配設された太陽歯車６と、この太陽歯車６と内歯車８との間にそれら両者と噛合するように介装された複数の遊星歯車９と、これら遊星歯車９を円周方向等間隔に支持軸１０により回転自在に保持するキャリア１１とで構成された遊星歯車機構がある。
【００１０】
この動力伝達装置では、第一のワンウェイクラッチ４のトルク伝達部材の係合方向と第二のワンウェイクラッチ５のトルク伝達部材の係合方向とを逆向きとしている。その結果、入力系回転部材１からの回転入力は、第一のワンウェイクラッチ４のトルク伝達部材の係合により伝達し得るため、遊星機構３により所定の減速比でもって減速した上で第一のワンウェイクラッチ４を介して出力系回転部材２に伝達される（図１１の破線矢印参照）。
【００１１】
このとき、第二のワンウェイクラッチ５は、そのトルク伝達部材の係合方向が第一のワンウェイクラッチ４と逆向きであるために空転可能な状態にあり、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間は、第二のワンウェイクラッチ５を介して離脱した状態にあるため、入力系回転部材１からの回転が第二のワンウェイクラッチ５を介して出力系回転部材２へ伝達されることはない。
【００１２】
一方、出力系回転部材２からの回転逆入力は、第二のワンウェイクラッチ５のトルク伝達部材の係合により伝達し得るため、その第二のワンウェイクラッチ５を介して入力系回転部材１に伝達される（図１２の破線矢印参照）。
【００１３】
このとき、第一のワンウェイクラッチ４は、そのトルク伝達部材の係合方向が第二のワンウェイクラッチ５と逆向きであるために空転可能な状態にあり、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間は、第一のワンウェイクラッチ４を介して離脱した状態にあることから、出力系回転部材２からの回転逆入力は、遊星機構３を介さないので入力系回転部材１の回転は増速されることなく、第二のワンウェイクラッチ５を介して１：１で入力系回転部材１に伝達される。
【００１４】
ところで、この動力伝達装置では、出力系回転部材２から入力系回転部材１への回転逆入力時、その出力系回転部材２から第一のワンウェイクラッチ４を介して遊星機構３に回転が入力されることはないが、入力系回転部材１に遊星機構３が連設されているため、入力系回転部材１の回転と共に遊星機構３も連動して回転することになる。従って、出力系回転部材２から入力系回転部材１への回転逆入力が高速となる場合、遊星機構３の連動回転が困難となって動力伝達装置としての実用可能範囲を逸脱する可能性がある。
【００１５】
そこで、本発明は前述した点を改善するために提案されたもので、その目的とするところは、出力系回転部材からの回転逆入力が高速であっても、実用可能範囲を逸脱することがない実用性に富んだ動力伝達装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る動力伝達装置は、駆動源により回転駆動される入力系回転部材と、その入力系回転部材から伝達された回転トルクを外部へ取り出すための出力系回転部材と、前記入力系回転部材からの回転を減速する遊星機構と出力系回転部材との間に設けられ、遊星機構から出力系回転部材への回転入力をトルク伝達部材の係合により伝達し、出力系回転部材から遊星機構への回転逆入力を前記トルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になる第一のワンウェイクラッチと、前記入力系回転部材と出力系回転部材との間に設けられ、入力系回転部材から出力系回転部材への回転入力をトルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になり、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力を前記トルク伝達部材の係合により伝達する第二のワンウェイクラッチと、前記入力系回転部材と遊星機構との間に設けられ、入力系回転部材から遊星機構への回転入力をトルク伝達部材の係合により伝達し、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力時、その入力系回転部材から遊星機構への回転入力を前記トルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になる第三のワンウェイクラッチとを具備し、前記遊星機構は、静止系部材に設けられた内歯車（固定輪）と、その内側に前記入力系回転部材と同軸上に配設された太陽歯車（太陽ローラ）と、この太陽歯車（太陽ローラ）と前記内歯車（固定輪）との間にそれら両者と噛合（圧接）するように介装された複数の遊星歯車（遊星ローラ）と、これら遊星歯車（遊星ローラ）を円周方向等間隔に回転自在に保持するキャリアとで構成され、前記キャリアを第一のワンウェイクラッチで前記出力系回転部材に連結していることを特徴とする。なお、この動力伝達装置は、電気自動車用電動発電機の下流側に設置する用途が好適である。
【００１７】
本発明の動力伝達装置では、第一のワンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合方向と第二のワンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合方向とを逆向きとしている。その結果、入力系回転部材からの回転入力は、第一のワンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合により伝達し得るため、遊星機構により所定の減速比でもって減速した上で第一のワンウェイクラッチを介して出力系回転部材に伝達される。このとき、第二のワンウェイクラッチは、そのトルク伝達部材の係合方向が第一のワンウェイクラッチと逆向きであるために空転可能な状態にあり、入力系回転部材と出力系回転部材との間は、第二のワンウェイクラッチを介して離脱した状態にある。
【００１８】
一方、出力系回転部材からの回転逆入力は、第二のワンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合により伝達し得るため、その第二のワンウェイクラッチを介して入力系回転部材に伝達される。このとき、第一のワンウェイクラッチは、そのトルク伝達部材の係合方向が第二のワンウェイクラッチと逆向きであるために空転可能な状態にあり、入力系回転部材と出力系回転部材との間は、第一のワンウェイクラッチを介して離脱した状態にあることから、出力系回転部材からの回転逆入力は、遊星機構を介さないので入力系回転部材の回転は増速されることなく、第二のワンウェイクラッチを介して１：１で入力系回転部材に伝達される。
【００１９】
この出力系回転部材からの回転逆入力時、第三のワンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合方向が空転可能な状態にあり、入力系回転部材と遊星機構との間が第三のワンウェイクラッチを介して離脱した状態にあることから、入力系回転部材から遊星機構への回転入力は遮断されるので、入力系回転部材からの回転が第三のワンウェイクラッチを介して遊星機構へ伝達されることはなく、遊星機構が連動回転することはない。
【００２０】
出力系回転部材からの回転逆入力時、第三のワンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合方向を空転可能な状態にするため、本発明における第三のワンウェイクラッチは、入力系回転部材と遊星機構間に配設されたトルク伝達部材を保持し、前記トルク伝達部材の係合・離脱を切り替える保持器を備え、前記入力系回転部材から前記遊星機構への回転入力により前記保持器でもってトルク伝達部材を係合させて前記入力系回転部材から前記遊星機構への回転入力を伝達し、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力時、入力系回転部材に対して保持器を先行して回転させ、その入力系回転部材に先行する保持器の回転でもってトルク伝達部材が前記係合状態から離脱して空転状態となる構造とする。
【００２１】
また、本発明における第一のワンウェイクラッチと第三のワンウェイクラッチは、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力時、その回転遠心力によりトルク伝達部材が、前記遊星機構に形成されたカム面に非接触可能な構造とすることが望ましい。このようにすれば、出力系回転部材からの回転逆入力が高速であっても、トルク伝達部材と遊星機構のカム面との摺接による発熱で早期に焼き付け等が生じることを未然に防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１乃至図１０は本発明に係る動力伝達装置の実施形態を示す。なお、図１１および図１２と同一部分には同一参照符号を付す。
【００２５】
図１および図２は遊星歯車機構を利用した減速装置の概略構成を示す。この減速装置は、図３に示すように例えば電気自動車において、車両の推進力を出力する電動発電機の下流側に設置されて必要な駆動力を得るものとして適用され、バッテリ等の電源供給貯蓄源からの電力供給により電動発電機を駆動し、その電動発電機の回転力を減速装置で減速して駆動部材を動作させる。
【００２６】
この実施形態の減速装置は、図１および図２に示すように電動発電機により回転駆動される入力系回転部材１と、その入力系回転部材１から伝達された回転トルクを外部へ取り出すための出力系回転部材２と、入力系回転部材１からの回転を減速する遊星歯車機構３と出力系回転部材２との間に設けられ、遊星歯車機構３から出力系回転部材２への回転入力をトルク伝達部材（図示せず）の係合により伝達し、出力系回転部材２から遊星歯車機構３への回転逆入力をトルク伝達部材の離脱により遮断する第一のワンウェイクラッチ４と、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間に設けられ、入力系回転部材１から出力系回転部材２への回転入力をトルク伝達部材（図示せず）の離脱により遮断し、出力系回転部材２から入力系回転部材１への回転逆入力をトルク伝達部材の係合により伝達する第二のワンウェイクラッチ５と、入力系回転部材１と遊星歯車機構３との間に設けられ、入力系回転部材１から遊星歯車機構３への回転入力をトルク伝達部材（図示せず）の係合により伝達し、出力系回転部材２から入力系回転部材１への回転逆入力時、その入力系回転部材１から遊星歯車機構３への回転入力をトルク伝達部材の離脱により遮断する第三のワンウェイクラッチ１２とを主要部として構成されている。
【００２７】
入力系回転部材１は、その中心軸部１ａから拡径して軸方向に延在させた外輪部１ｂを有する。その入力系回転部材１の外輪部１ｂと、遊星歯車機構３の太陽歯車６の内径を軸方向に延在させた筒状の内輪部１３とを第三のワンウェイクラッチ１２で連結している。この第三のワンウェイクラッチ１２は、入力系回転部材１と遊星歯車機構３間に配設されたトルク伝達部材を保持し、入力系回転部材１に対する相対回転を通じてトルク伝達部材の係合・離脱を切り替える保持器１４を有する。この保持器１４は、入力系回転部材１に回転伝達部材１５を介して固定された基部を拡径して軸方向に延在させ、入力系回転部材１の外輪部１ｂと太陽歯車６の内輪部１３との間に挿入配置された形状を有する。
【００２８】
また、入力系回転部材１と同軸上に配置された出力系回転部材２は、その中心軸部２ａから拡径して軸方向に延在させた第一の外輪部２ｂと、その第一の外輪部２ｂから拡径して軸方向に延在させた第二の外輪部２ｃを有する。第一の外輪部２ｂと入力系回転部材１の中心軸部１ａとを第二のワンウェイクラッチ５で連結し、第二の外輪部２ｃと遊星歯車機構３のキャリア１１とを第一のワンウェイクラッチ４で連結している。
【００２９】
図１の減速装置において、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間に設けられた遊星歯車機構３は、静止系部材であるハウジング７に固定された内歯車８と、その内側に入力系回転部材１と同軸上に配設された太陽歯車６と、この太陽歯車６と内歯車８との間にそれら両者と噛合するように介装された複数の遊星歯車９と、これら遊星歯車９を円周方向等間隔に支持軸１０により回転自在に保持するキャリア１１とで構成されている（図４参照）。
【００３０】
なお、この実施形態では、遊星歯車機構３を利用した場合について説明するが、遊星機構の他例として、図５に示す遊星ローラ機構３’でも可能である。この遊星ローラ機構３’は、ハウジング７に設けられた固定輪８’と、その内側に入力系回転部材１と同軸上に配設された太陽ローラ６’と、この太陽ローラ６’と固定輪８’との間にそれら両者と圧接する状態で介装された複数の遊星ローラ９’と、これら遊星ローラ９’を円周方向等間隔に支持軸１０により回転自在に保持するキャリア１１とで構成されている。
【００３１】
次に、図１および図２に示す実施形態の減速装置の動作例を同図を参照しながら以下に詳述する。
【００３２】
まず、入力系回転部材１からの回転を、第三のワンウェイクラッチ１２、遊星歯車機構３および第一のワンウェイクラッチ４を介して出力系回転部材２に伝達する。入力系回転部材１からの回転は、第三のワンウェイクラッチ１２のトルク伝達部材の係合により伝達し得るため、入力系回転部材１の外輪部１ｂおよび遊星歯車機構３の内輪部１３を介して太陽歯車６に伝達される。遊星歯車機構３では、第三のワンウェイクラッチ１２を介して伝達される入力系回転部材１からの回転入力に基づいて太陽歯車６が回転し、キャリア１１に対して回転自在に支持された遊星歯車９が自転しつつ太陽歯車６の回りを公転することにより、入力系回転部材１の回転が所定の減速比でもってキャリア１１に伝達される。
【００３３】
さらに、遊星歯車機構３のキャリア１１を介して、入力系回転部材１からの回転は、第一のワンウェイクラッチ４のトルク伝達部材の係合により伝達し得るため、遊星歯車機構３により所定の減速比でもって減速した上で第一のワンウェイクラッチ４により出力系回転部材２の第二の外輪部２ｃおよび第一の外輪部２ｂを介して中心軸部２ａに伝達される（図１の破線矢印参照）。
【００３４】
このとき、第二のワンウェイクラッチ５は、そのトルク伝達部材の係合方向が第一のワンウェイクラッチ４と逆向きであるために空転可能な状態にあり、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間は、第二のワンウェイクラッチ５を介して離脱した状態にあるため、入力系回転部材１からの回転が第二のワンウェイクラッチ５を介して出力系回転部材２へ伝達されることはない。
【００３５】
一方、出力系回転部材２からの回転逆入力があった場合には、その出力系回転部材２からの回転は、第二のワンウェイクラッチ５のトルク伝達部材の係合により伝達し得るため、出力系回転部材２の第一の外輪部２ｂから第二のワンウェイクラッチ５を介して入力系回転部材１に伝達される（図２の破線矢印参照）。
【００３６】
このとき、第一のワンウェイクラッチ４は、そのトルク伝達部材の係合方向が第二のワンウェイクラッチ５と逆向きであるために空転可能な状態にあり、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間は、第一のワンウェイクラッチ４を介して離脱した状態にあることから、出力系回転部材２からの回転逆入力は、第一のワンウェイクラッチ４を介して入力系回転部材１へ伝達されることはない。つまり、出力系回転部材２の回転は、遊星歯車機構３を介さないので増速されることなく、第二のワンウェイクラッチ５を介して１：１で入力系回転部材１に伝達される。
【００３７】
この出力系回転部材２からの回転逆入力時、第三のワンウェイクラッチ１２のトルク伝達部材の係合方向が空転可能な状態にあり、入力系回転部材１と遊星歯車機構３との間が第三のワンウェイクラッチ１２を介して離脱した状態にあることから、入力系回転部材１から遊星歯車機構３への回転入力は遮断されるので、入力系回転部材１からの回転が第三のワンウェイクラッチ１２を介して遊星歯車機構３へ伝達されることはなく、遊星歯車機構３が連動回転することはない。このように出力系回転部材２からの回転逆入力時に遊星歯車機構３が連動して回転しないので、その回転逆入力が高速であっても、動力伝達装置としての実用可能範囲を逸脱することはない。
【００３８】
出力系回転部材２からの回転逆入力時、第三のワンウェイクラッチ１２では、入力系回転部材１の外輪部１ｂと太陽歯車６の内輪部１３の間に配置された保持器１４の作用により、トルク伝達部材の係合方向を空転可能な状態にしている。この保持器１４の動作を図６乃至図８に示す減速装置の具体的構成に基づいて説明する。
【００３９】
図６の減速装置は、図１および図２の概略構成で説明したように入力系回転部材１、遊星歯車機構３、出力系回転部材２、第一のワンウェイクラッチ４、第二のワンウェイクラッチ５および第三のワンウェイクラッチ１２で主要部が構成されている。
【００４０】
入力系回転部材１は、電動発電機により回転駆動される第一の中心軸部１ａと、その第一の中心軸部１ａに同軸的に回転伝達部材１５を介して装着された外輪部１ｂと、その外輪部１ｂに同軸的に回転伝達部材１６を介して装着された第二の中心軸部１ａ’とからなる。なお、外輪部１ｂは、入力系回転部材１の中心軸部１ａに回転伝達部材１５を介して固定された基部を拡径して軸方向に延在させた形状を有する。
【００４１】
第一の中心軸部１ａと外輪部１ｂは、回転伝達部材１５により円周方向にガタがない状態で固定されている（図７および図８参照）。一方、第二の中心軸部１ａ’と外輪部１ｂは、回転伝達部材１６により円周方向にガタがある状態で嵌合されている。つまり、外輪部１ｂに固着された回転伝達部材１６に対して、その回転伝達部材１６が円周方向に微小量移動可能なクリアランスを有する凹部１７を第二の中心軸部１ａ’の内径面に形成している（図７および図８参照）。
【００４２】
遊星歯車機構３は、ハウジング７に固定された内歯車８と、その内側に入力系回転部材１の第一と第二の中心軸部１ａ，１ａ’と同軸上に配設された太陽歯車６と、この太陽歯車６と内歯車８との間にそれら両者と噛合するように介装された複数の遊星歯車９と、これら遊星歯車９を円周方向等間隔に支持軸１０により回転自在に保持するキャリア１１とで構成されている。なお、太陽歯車６の内径には、軸方向に延在した筒状の内輪部１３が一体的に形成されている。
【００４３】
出力系回転部材２は、遊星歯車機構３のキャリア１１に転がり軸受１８を介して回転自在に支承された第二の外輪部２ｃの内径を第一のワンウェイクラッチ４を介して遊星歯車機構３のキャリア１１と連結し、第二の外輪部２ｃの内側に配置された第一の外輪部２ｂの内径を第二のワンウェイクラッチ５を介して入力系回転部材１の第二の中心軸部１ａ’と連結する。また、第二の外輪部２ｃの一端は、ハウジング７に転がり軸受１９を介して回転自在に支承されている。この転がり軸受１９は、第二の外輪部２ｃに軸受押え２０をボルト２１にて取り付けた構造であるが、その他の構造としては、図９に示すように転がり軸受１９の外径面と第二の外輪部２ｃの内径面に溝２２，２３を設けて止め輪２４を嵌合させるようにしてもよい。
【００４４】
入力系回転部材１と遊星歯車機構３との間に設けられた第三のワンウェイクラッチ１２は、入力系回転部材１の第一の中心軸部１ａに回転伝達部材１５を介して装着された外輪部１ｂと、遊星歯車機構３の太陽歯車６に一体的に形成された内輪部１３との間に配設された保持器１４を有する。この保持器１４は、第二の中心軸部１ａ’に凹凸嵌合部３２（図７および図８参照）を介して固定された基部を拡径して軸方向に延在させ、入力系回転部材１の外輪部１ｂと太陽歯車６の内輪部１３との間に挿入配置された形状を有する。また、外輪部１ｂと内輪部１３間で保持器１４のポケット２５内に収容されたトルク伝達部材であるローラ２６と、外輪部１ｂと保持器１４との間に設けられた弾性部材であるばね２７とを有する。なお、外輪部１ｂは、ハウジング７に対して転がり軸受２８により回転自在に支承され、内輪部１３は、第二の中心軸部１ａ’に対して転がり軸受２９により相対的に回転自在に支承されている。
【００４５】
保持器１４は、円周方向等間隔に複数のポケット２５が形成され、各ポケット２５にローラ２６が回転自在に収容されている。この保持器１４のポケット２５は、その円周方向に所定のクリアランスを有する。また、外輪部１ｂと保持器１４間のばね２７はＣ字形状を有し、その端部２７ａ，２７ｂに軸方向に延在させ、一方の端部２７ａを外輪部１ｂに固定し、他方の端部２７ｂを保持器１４の一部に固定することにより、外輪部１ｂに対して保持器１４に円周方向の弾性力を作用させる。外輪部１ｂの内周面には、ローラ２６が配置された楔形凹所３０が形成されている。
【００４６】
前記構成を具備した第三のワンウェイクラッチ１２では、図７に示すように入力系回転部材１からの回転入力時には、前記ばね２７の弾性力により外輪部１ｂに対して保持器１４でローラ２６を円周方向（図中左側方向）に押圧し、そのローラ２６を楔形凹所３０の狭まる方向へ移動させて係合させる。これにより、入力系回転部材１からの回転は、第三のワンウェイクラッチ１２のローラ２６の係合により伝達し得るため、その第三のワンウェイクラッチ１２を介して遊星歯車機構３に伝達される。
【００４７】
一方、出力系回転部材２からの回転逆入力時には、その出力系回転部材２の第一の外輪部２ｂからの回転が第二のワンウェイクラッチ５を介して入力系回転部材１の第二の中心軸部１ａ’に伝達される。この第二の中心軸部１ａ’に対して保持器１４は凹凸嵌合部３２（図７および図８参照）により円周方向にガタつきなしに固定され、外輪部１ｂは回転伝達部材１６および凹部１７（図７および図８参照）により円周方向にがたつきありで固定されている。このことから、図８に示すようにばね２７の弾性力に抗して、外輪部１ｂに先行する保持器１４の回転でもってローラ２６を円周方向（図中右側方向）に押圧し、そのローラ２６を楔形凹所３０の広まる方向へ移動させて離脱させる。これにより、外輪部１ｂから内輪部１３への回転入力は遮断されるので、入力系回転部材１からの回転が第三のワンウェイクラッチ１２を介して遊星歯車機構３へ伝達されることはなく、遊星歯車機構３が連動回転することはない。
【００４８】
前述した第三のワンウェイクラッチ１２は、ローラ２６をトルク伝達部材とした構造のものであるが、第一のワンウェイクラッチ４および第二のワンウェイクラッチ５も、ローラをトルク伝達部材とした構造のものが可能である。そのクラッチ構造は、出力系回転部材２の内周面に楔形凹所３０を設け、遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１と出力系回転部材２との間に配置した保持器１４のポケット２５にローラ２６を収容し、ばね２７の弾性力によりローラ２６を楔形凹所３０の狭まる方向へ付勢するものである。
【００４９】
このワンウェイクラッチでは、通常の状態でローラ２６は、ばね２７によりポケット２５の楔形空所３０の狭い方向に付勢され、その付勢方向に出力系回転部材２と遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１との間でローラ２６が係合することにより回転が伝達される。逆方向の回転入力があると、ローラ２６がばね２７を圧縮しながら楔形空所３０の広い方に移動するため、遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１と出力系回転部材２との間でローラ２６が離脱して空転状態となって回転が伝達されない。なお、第一のワンウェイクラッチ４のローラの係合方向は、第二のワンウェイクラッチ５と逆向きに設定されている。
【００５０】
また、第一のワンウェイクラッチ４、第二のワンウェイクラッチ５および第三のワンウェイクラッチ１２は、ローラ２６以外にスプラグをトルク伝達部材とした構造のものであってもよい。このクラッチ構造は、出力系回転部材２と遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１との間に、内側保持器と外側保持器とによってスプラグを保持し、その内外側保持器の間に配置されたばねの弾性力によりスプラグを出力系回転部材２と遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１との間で係合・離脱可能とした構造である。
【００５１】
このワンウェイクラッチでは、出力系回転部材２と遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１とが係合方向に相対回転し、内側保持器と外側保持器が相対回転すると、各スプラグが傾いて出力系回転部材２と遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１との間で係合することにより回転が伝達される。また、出力系回転部材２と遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１とが前述とは逆方向に回転すると、内外側保持器の相対回転によってスプラグが係合状態から外れて出力系回転部材２と遊星歯車機構３のキャリア１１または入力系回転部材１との間で離脱して空転状態となって回転が伝達されない。この場合も、第一のワンウェイクラッチ４のスプラグの係合方向と第二のワンウェイクラッチ５のスプラグの係合方向とは逆向きに設定されている。
【００５２】
特に、第一のワンウェイクラッチ４と第三のワンウェイクラッチ１２は、出力系回転部材２から入力系回転部材１への回転逆入力時、その回転遠心力によりトルク伝達部材が遊星歯車機構３（第一のワンウェイクラッチ４ではキャリア１１であり、第三のワンウェイクラッチ１２では太陽歯車６の内輪部１３である）と非接触状態となるディスエンゲージ構造とする。このディスエンゲージ構造では、トルク伝達部材がスプラグの場合、図１０に示すようにスプラグ３１の重心Ｇが外輪１ｂとの接点Ａよりも左側にあると、回転により遠心力が作用した時にスプラグ３１は外輪部１ｂとの接点Ａを中心として時計方向に傾動する。そのため、スプラグ３１の高さが低くなり、スプラグ３１の内輪側カム面３１ａが内輪部１３のカム面１３ａが離隔する。
【００５３】
図示しないが、トルク伝達部材がローラの場合、カム面を外輪側に形成しており、ローラはばねの弾性力により保持器で外輪に形成された楔形凹所に押し込まれるが、外輪の回転数が所定値に達すると、ローラに作用した遠心力分力が大きくなり、ばねの弾性力に抗してカム面に沿ってローラが内輪から離隔する。
【００５４】
このようにすれば、出力系回転部材２からの回転逆入力が高速であっても、トルク伝達部材と内輪１３との摺接による発熱で早期に焼き付け等が生じることを未然に防止できる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、出力系回転部材からの回転逆入力があっても、入力系回転部材の回転が増速してしまうことはないので、入力系回転部材の駆動源における許容回転数を超えることを未然に防止でき、安全性が大幅に向上し、しかも、出力系回転部材からの回転逆入力時、入力系回転部材と遊星機構との間が第三のワンウェイクラッチを介して離脱した状態にあることから、入力系回転部材から遊星機構への回転入力は遮断されるので、入力系回転部材からの回転が第三のワンウェイクラッチを介して遊星機構へ伝達されることはなく、遊星機構が連動回転することはないので、出力系回転部材からの回転逆入力が高速であっても、実用可能範囲を逸脱することがない実用性に富んだ動力伝達装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動力伝達装置の実施形態で、遊星歯車機構を利用した減速装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の減速装置において、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力状態を示す概略構成図である。
【図３】図１の減速装置を電気自動車用電動発電機の下流側に設置した構成を示すブロック図である。
【図４】図１の減速装置に組み込まれた遊星歯車機構を示す構成図である。
【図５】図１の減速装置に組み込まれた遊星ローラ機構を示す構成図である。
【図６】図１の概略構成で示した減速装置の具体的構成例を示す断面図である。
【図７】図６の第三のワンウェイクラッチで、トルク伝達部材が係合した状態を示す側断面図である。
【図８】図６の第三のワンウェイクラッチで、トルク伝達部材が離脱した状態を示す側断面図である。
【図９】図６の出力系回転部材とハウジング間に介設された転がり軸受の固定構造の他例を示す断面図である。
【図１０】スプラグのディスエンゲージ構造を示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の前提となる動力伝達装置で、遊星歯車機構を利用した減速装置の概略構成を示す断面図である。
【図１２】図１１の減速装置において、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力状態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１入力系回転部材
２出力系回転部材
３遊星機構（遊星歯車機構）
４第一のワンウェイクラッチ
５第二のワンウェイクラッチ
６太陽歯車
７静止部材（ハウジング）
８内歯車
９遊星歯車
１１キャリア
１２第三のワンウェイクラッチ
１４保持器

Claims

駆動源により回転駆動される入力系回転部材と、
その入力系回転部材から伝達された回転トルクを外部へ取り出すための出力系回転部材と、
前記入力系回転部材からの回転を減速する遊星機構と出力系回転部材との間に設けられ、遊星機構から出力系回転部材への回転入力をトルク伝達部材の係合により伝達し、出力系回転部材から遊星機構への回転逆入力を前記トルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になる第一のワンウェイクラッチと、
前記入力系回転部材と出力系回転部材との間に設けられ、入力系回転部材から出力系回転部材への回転入力をトルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になり、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力を前記トルク伝達部材の係合により伝達する第二のワンウェイクラッチと、
前記入力系回転部材と遊星機構との間に設けられ、入力系回転部材から遊星機構への回転入力をトルク伝達部材の係合により伝達し、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力時、その入力系回転部材から遊星機構への回転入力を前記トルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になる第三のワンウェイクラッチとを具備し、
前記遊星機構は、静止系部材に設けられた内歯車と、その内側に前記入力系回転部材と同軸上に配設された太陽歯車と、この太陽歯車と前記内歯車との間にそれら両者と噛合するように介装された複数の遊星歯車と、これら遊星歯車を円周方向等間隔に回転自在に保持するキャリアとで構成され、前記キャリアを第一のワンウェイクラッチで前記出力系回転部材に連結していることを特徴とする動力伝達装置。
駆動源により回転駆動される入力系回転部材と、
その入力系回転部材から伝達された回転トルクを外部へ取り出すための出力系回転部材と、
前記入力系回転部材からの回転を減速する遊星機構と出力系回転部材との間に設けられ、遊星機構から出力系回転部材への回転入力をトルク伝達部材の係合により伝達し、出力系回転部材から遊星機構への回転逆入力を前記トルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になる第一のワンウェイクラッチと、
前記入力系回転部材と出力系回転部材との間に設けられ、入力系回転部材から出力系回転部材への回転入力をトルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になり、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力を前記トルク伝達部材の係合により伝達する第二のワンウェイクラッチと、
前記入力系回転部材と遊星機構との間に設けられ、入力系回転部材から遊星機構への回転入力をトルク伝達部材の係合により伝達し、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力時、その入力系回転部材から遊星機構への回転入力を前記トルク伝達部材の前記係合状態からの離脱でもって遮断することにより空転可能な状態になる第三のワンウェイクラッチとを具備し、
前記遊星機構は、静止系部材に設けられた固定輪と、その内側に前記入力系回転部材と同軸上に配設された太陽ローラと、この太陽ローラと前記固定輪との間にそれら両者と圧接する状態で介装された複数の遊星ローラと、これら遊星ローラを円周方向等間隔に回転自在に保持するキャリアとで構成され、前記キャリアを第一のワンウェイクラッチで前記出力系回転部材に連結していることを特徴とする動力伝達装置。
前記第三のワンウェイクラッチは、入力系回転部材と遊星機構間に配設されたトルク伝達部材を保持し、前記トルク伝達部材の係合・離脱を切り替える保持器を備え、
前記入力系回転部材から前記遊星機構への回転入力により前記保持器でもってトルク伝達部材を係合させて前記入力系回転部材から前記遊星機構への回転入力を伝達し、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力時、入力系回転部材に対して保持器を先行して回転させ、その入力系回転部材に先行する保持器の回転でもってトルク伝達部材が前記係合状態から離脱して空転状態となることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
前記第一のワンウェイクラッチと第三のワンウェイクラッチは、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力時、その回転遠心力によりトルク伝達部材が、前記遊星機構に形成されたカム面に非接触可能としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
電気自動車用電動発電機の下流側に設置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。