JP2002195299A - 二方向オーバーランニングクラッチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】自動車の差動機に用いるのに適した二方向オー
バーランニングクラッチで選択的に自動車の差動機をロ
ックさせることができる、ローラーとカム面を利用した
２方向オーバーランニングクラッチ機構に関する。 【解決手段】オーバーランニングクラッチ機構１０は、
円筒形内周面を有する外レース１２と、この円筒形内周
面と同軸の外周カム面を有する内レース２０を有し、こ
の外周面と内周面の間の隙間にローラーが収容されてい
る。ローラーは付勢部材によって非係合位置に向けて付
勢されている。アクチュエーターに通電すると、付勢部
材に抗してローラーが移動して外周面と内周面に噛み込
み、外レースと内レースはロックされ、相対回転できな
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は、自動車の差動機に用いるのに
適した二方向オーバーランニングクラッチに関する。具
体的には本発明は、選択的に自動車の差動機をロックさ
せることができる、ローラーとカム面を利用した２方向
オーバーランニングクラッチ機構に関する。

【０００２】

【背景技術】差動機は、自動車の駆動輪に動力を伝達し
つつ、両者が異なる速度で回転することを可能にする装
置である。自動車の駆動車軸に動力を伝達するのに用い
られる様々なタイプの差動機構が公知である。

【０００３】通常の差動機の場合、車両が曲がっている
時は、動力はピニオンギアとリングギアを介してデフハ
ウジングに伝達されるが、カーブの内側となる車輪と外
側となる車輪は異なる円軌道を通るため、２本の車軸が
それぞれ連結されたサイドギアは、それと噛み合ったス
パイダーギアが回転することによって、異なる速度で回
転することになる。駆動輪と路面の間の摩擦が十分であ
れば、動力は差動機構を介して駆動輪に十分伝達され
る。しかし路面との摩擦が小さくなったり、全くなくな
ってしまうと、通常の差動機構は空転し始め、ほとんど
駆動輪に動力が伝わらなくなる。たとえば駆動輪の一方
のタイヤが凍結路面等の滑りやすい路面に乗り上げ、他
方の駆動輪は乾いた路面上にあるような場合、低摩擦側
の車輪だけが空転し、その結果動力がすべてこの空転し
ている車輪に伝わってしまうということが起きる。この
場合、乾いた路面上の車輪には動力が全く伝わっていな
いので、車両は前進あるいは後退することができなくな
る。そこでこのような場合は、２本の車軸をロックさせ
る必要がある。

【０００４】標準的な差動機構の上記のような欠点をな
くすための機構は、デフロックと呼ばれている。典型的
なデフロック機構は、２本の駆動車軸をロックさせるた
めの「ドッグ」クラッチあるいは軸方向ギアを備えてい
る。しかしこのタイプのデフロック機構は車両の走行中
に操作することはできない。走行中にギアの歯を噛み合
わせると、ギアがひどく破損してしまいやすいためであ
る。そこで走行中にも差動機構を瞬間的にロックさせる
ことができるような装置が望まれている。

【０００５】差動機以外の駆動系の部品を選択的にロッ
クするための、ローラーとカム面を有するクラッチ機構
は公知である。たとえばＮＴＮ株式会社に譲渡されてい
る米国特許No.９２７４５６（この引例を本願明細書の
一部とみなす）に記載されている２方向オーバーランニ
ングクラッチは、ローラーとカム面を用い、ローラーを
押圧、保持する機構を備えている。またやはりＮＴＮ株
式会社に譲渡されている米国特許No.５９２４５１０
（この引例も本願明細書の一部を成すものとする）に記
載されている回転伝達装置は、４輪駆動車のトランスフ
ァーに収容され、選択的に駆動力を伝達するクラッチ機
構を備えている。

【０００６】このような装置を差動機に用いて、２本の
車軸を車両の走行中に必要に応じてロックできるように
することが望まれる。

【０００７】この発明の第１の目的は、米国特許No.５
９２７４５６や５９２４５１０に開示されているような
２方向オーバーランニングクラッチを、自動車の差動機
に組み込んで、そのクラッチを作動させることによっ
て、一方のサイドギアまたは駆動車軸を差動機のハウジ
ングにロックさせることによって、２つの駆動輪が相対
回転できないようにすることである。上記のクラッチ
は、車輪と路面の摩擦状態に応じて電磁トリガークラッ
チや、油圧あるいは空気圧装置等を用いて制御すること
ができる。

【０００８】本発明のもう一つの目的は、自動車の走行
中に状況に応じて瞬間的にロックさせることができる差
動機構を提供することである。

【０００９】

【発明の要約】本発明のオーバーランニングクラッチ機
構は、円筒形内周面を有し、軸線を中心に回転可能で、
ケース端部材によって一端が閉じられている外レース
と、隙間を介して前記円筒形内周面と対向する、前記円
筒形内周面と同軸の外周面を有し、前記外レースに対し
て前記軸線を中心に相対的に回転自在の内レースとを備
えている。前記外周面には複数の（平面状あるいは少し
凹状の）カム面が形成されている。複数のローラーが前
記外レースと内レースの間に、各ローラーが各カム面の
中央部に位置する状態で組み込まれ、前記ローラーの径
は、前記円筒形内周面と前記各カム面の中央部間の距離
より小さく設定されている。前記ローラーは保持器によ
って、一斉に円周方向に移動するように保持され、前記
保持器は、前記軸線を中心に、所定の範囲内で前記内レ
ースに対して相対的に回転することができる。第１付勢
部材が前記保持器に支持され、この第１付勢部材で前記
保持器を円周方向に付勢することによって、前記ローラ
ーが各カム面の中央部に保持されている。作動ディスク
が、保持器に対してケース端部材に向かって多少軸方向
に動けるように、保持器に接続されている。好ましい実
施例では、この作動ディスクの外周縁に切り欠きが形成
され、この切り欠きに、保持器の一端から軸方向に延び
るタブを係合させることにより、前記作動ディスクは、
保持器に対して軸方向には移動できるが、相対的に回転
できないようにする。前記作動ディスクを前記保持器に
向けて、前記ケース端部材から離れる方向に付勢する第
２の付勢部材が、前記作動ディスクとケース端部材の前
記内面の間に組み込まれている。

【００１０】さらにこのクラッチ機構は、前記第２付勢
部材に抗して前記作動ディスクを前記ケース端部材に押
しつけるためのアクチュエーターを備え、前記アクチュ
エーターを選択的に作動させて、作動ディスクをケース
端部材に摩擦接触させることにより、前記外レースとケ
ース端部材の回転を、前記作動ディスクと保持器に伝
え、保持器を第１付勢部材に抗して回転させることによ
って、前記ローラーを前記カム面上で移動させ、前記内
レースおよび外レース間に噛み込ませることによって、
前記内レースと外レースが相対的に回転できないように
することができる。

【００１１】

【好ましい実施例】以下の好ましい実施例の説明は、発
明をこの実施例に限定することを意図したものではな
く、当業者が本発明を実施できるようにするためのもの
である。

【００１２】図１−３において、本発明のオーバーラン
ニングクラッチ機構全体を１０で示す。クラッチ機構１
０は、円筒形内面１４を有し、軸線１６を中心に回転自
在の外側レース１２を有する。外側レース１２の一端に
はケースエンド１８が形成されている。クラッチ機構１
０はさらに内側レース２０を有する。内側レースは、外
側レース１２の円筒形内面１４と同軸上に配置された外
周面２２を有する。内側レース２０と外側レース１２の
間には、外側レース１２の円筒形内面１３と内側レース
２０の外周面２２とによって隙間２４が形成されてい
る。内側レース２０も軸線１６を中心に回転する。外側
レース１２は、クラッチ機構１０をデフハウジング２８
に取り付けるための、フランジ２６等の手段を備えてい
る。ローラー３４と、内側レース２０と、外側レース１
２の材質としては、鋼鉄が好ましい。ローラー３４と、
外側レース１２の内周面１４と、内側レース２０の外周
面２２には、高接触ヘルツ応力が加わるので、上記内周
面１４と外周面２２は焼き入れ後、研削するのが望まし
い。

【００１３】内レース２０の外周面２２には、間隔をお
いて複数のスロープ、すなわちカム面が形成されてい
る。複数の転動体３４が、それぞれが各カム面の中央部
で支持された状態で、外レース１２と内レース２０の間
にはまっている。転動体３４の径は、円筒内面１４と外
周面２２の各カム面の中央部間の隙間２４より小さく、
円筒内面１４と各カム面の両端間の隙間より大きい値に
設定されている。転動体３４は、保持器３６によって一
斉に周方向に移動するように保持されている。保持器３
６は、内レース２０に対して、所定の範囲で軸線１６を
中心に回転できるようになっている。また保持器３６
は、ケースエンド１８の内面４０に向かって軸方向に延
びるタブ３８を備えている。タブ３８の末端はケースエ
ンド１８の内面４０に隣接している。

【００１４】ローラーは、保持器３６に取り付けた第一
付勢部材８１によって、各カム面の中央部に向けて付勢
されている。作動ディスク４６が保持器３６とケースエ
ンド１８の内面４０の間に設けられている。作動ディス
ク４６は外周縁４８と内周縁５０を有し、外周縁４８に
切欠き５４が形成されている。切欠き５４には保持器の
タブ３８が嵌まっており、これにより作動ディスク４６
は保持器３６に対して軸方向には移動できるが、回転は
できないようになっている。第２付勢部材５６が作動デ
ィスク４６とケースエンド１８の内面４０の間に設けら
れ、作動ディスク４６を保持器３６に向けて、ケースエ
ンド１８から離れる方向に付勢している。第２付勢部材
５６としては波形バネがよい。

【００１５】好ましい実施例における第１付勢部材は、
保持器３６に支持されると共に内レース２０に係合し、
各転動体３４が各カム面の中央部に位置し、外レース１
２と内レース２０が自由に相対回転できる位置に保持器
３６を保持するバネである。このバネは、半径方向内向
きまたは外向きに延び、内レース２０のハブ７２に形成
された小さい切り欠き（図示省略）に係合する複数の小
さいタング（図示省略）を備えている。このバネの押圧
力は正確に調整する必要がある。すなわちクラッチ機構
１０の係合が解除された状態で、保持器３６と転動体３
４を中立位置に容易に動かせるだけの押圧力が第１付勢
部材には要求されると共に、その押圧力は作動ディスク
４６がケースエンド１８に押しつけられたときに両者の
間に発生する摩擦力よりも大きくてはならない。さもな
いとクラッチ機構１０を作動させることができないから
である。

【００１６】図４に示すように、作動ディスク４６の片
面には、気温が低く、潤滑剤の粘度がクラッチの作動に
悪影響を及ぼすほど高い時に、潤滑剤の流れをよくする
ための溝が形成されている。このような溝としては、半
径方向の溝、円周方向の溝、左巻きと右巻きの渦巻から
成る溝などが考えられる。渦巻状の溝は、部品が相対回
転しているとき、粘度が高い潤滑剤をらせん状に流動さ
せることによって、相対回転している部品の界面から押
し出す役目をする。

【００１７】クラッチ機構１０は、第２付勢部材５６の
力に抗して、作動ディスク４６をケースエンド１８に押
しつけるためのアクチュエーター５８を備えている。作
動ディスク４６は保持器３６に対して軸方向に移動でき
るので、アクチュエーター５８の吸引力が第２押圧部材
５６の力を上回ると、作動ディスク４６はケースエンド
１８の内面４０に向けて移動し、内面４０に押しつけら
れる。作動ディスク４６がケースエンド１８の内面４０
に押しつけられると、両者の間の摩擦力によって、外レ
ース１２とケースエンド１８の回転が作動ディスク４６
に伝わる。作動ディスク４６には保持器のタブ３８が係
合しているため、外レース１２とケースエンド１８の回
転は、作動ディスク４６を介して保持器３６に伝わる。

【００１８】こうして保持器３６が内レース２０に対し
て相対的に回転し始めると、転動体３４はカム面の中央
部から一方の端部に向かって動きだす。カム面の端部で
の隙間２４の幅は転動体３４の径より小さいため、転動
体３４がカム面中央部から一方の端部に向かって動きだ
すと、内レースの外周面２２と、外レース１２の内周面
１４の間に噛み込み、内レース２０と外レース１２はロ
ックされ一体回転する。転動体３４が内レース１２と外
レース２０の間に噛み込んだ状態において、内レース２
０の各カム面と、外レース１２の内周面１４と転動体と
の接点における内周面１４の接線が所定の角度を成すよ
うに、カム面は形成されている。転動体を外レース２０
の内周面１４と内レース２０の外周面２２の間にしっか
り噛み込ませるためには、上記角度は好ましくは約４°
〜約１０°とする。この角度が上記範囲を下回ると、転
動体と内外レースとの接触ヘルツ応力が高くなりすぎ
て、転動体３４が押しつぶされたり、内外レース１２、
２０の周面にブリネル圧痕が発生しやすくなる。またこ
の角度が上記範囲を上回ると、外レース１２の内周面１
４と内レース２０の外周面２２の間から抜け出してしま
いやすくなる。カム面の形状と、カム面と転動体との相
互作用については、共にＮＴＮ株式会社に譲渡されてい
る米国特許No.５９２７４５６、５９２４５１０に詳し
く記載されている。

【００１９】好ましい実施例におけるアクチュエーター
５８は、固定の車軸ハウジング（図示省略）の外面に取
り付けられたハウジング６２に収容された電磁コイル６
０である。ケースエンド１８には、ケースエンド１８を
軸方向に貫通し、互いに円周方向に離れた複数の円周方
向のスロット６６が形成されている。電磁コイル６０に
通電すると、磁束が発生し、その磁束はスロット６６か
ら作動ディスク４６を通過する。磁束が作動ディスク４
６を通過すると、作動ディスク４６は、磁力によりケー
スエンド１８の内面４０の方に引っ張られる。そして電
磁コイル６０の磁力が第２付勢部材５６の力を上回る
と、作動ディスク４６はケースエンド１８の内面に向か
って実際に動き始める。

【００２０】アクチュエーター５８の形態としては電磁
コイル６０が好ましいが、別のタイプのアクチュエータ
ーを用いることもできる。たとえば作動ディスク４６を
動かす手段として、電磁手段以外に、油圧手段、空気圧
手段等を用いてもよい。本発明のアクチュエーター５８
は、駆動機構の固定の車軸ハウジングに直接取り付ける
ことができるので、本発明の差動機は既存の車軸支持部
に装着することができる。このため交換の費用を抑える
ことができる。

【００２１】アクチュエーター５８の通電を切ると、作
動ディスク４６を吸引する力がなくなるため、作動ディ
スク４６は第２付勢部材５６によって、ケースエンド１
８の内面から引き離され、両者の間の摩擦はなくなるの
で、作動ディスク４６にはもはや回転力は伝わらなくな
る。こうして保持器３６とローラー３４を中立位置から
引き離す回転力がなくなるため、第１付勢部材８１によ
って、保持器３６は中立位置に戻り、ローラー３４はカ
ム面の中央部の位置に戻り、クラッチ機構１０の係合が
解除され、外レース１２は内レース２０に対して再び相
対回転できるようになる。

【００２２】好ましい実施例の作動ディスク４６には内
周縁５０に沿って、ケースエンド１８の内面と対向する
環状の段部８２が設けられている。この段部によって形
成される凹部に第２付勢部材５６が挿入されており、作
動ディスク４６がケースエンド１８の内面４０に押しつ
けられた状態で、第２付勢部材は圧縮されて上記凹部に
完全に納まるようになっている。第２付勢部材５６とし
ては、作動ディスク４６の環状段部８２に挿入され、電
磁コイル６０の磁力が第２付勢部材５６の力を上回ると
圧縮されて環状段部８２内に完全に納まる波形バネが好
ましい。

【００２３】電磁コイル６０のハウジング６２は、固定
の車軸支持部に取り付け、ケースエンド１８には軸受６
８を介して連結するのがよい。軸受６８としては、玉軸
受、ころ軸受、ジャーナル軸受などを用いることができ
る。軸受６８を介することによって、電磁コイル６０と
ハウジング６２は、車軸ハウジングに固定することがで
きる。電磁コイル６０は静止しているため、その配線
は、回転体に対する電気配線に比べ単純なもので済む。
図示の軸受に代えて、ジャーナル軸受等の他の種類の軸
受を用いてもよい。ハウジング６２とケースエンド１８
の外面の相対的な回転を許容するものであれば何でもよ
い。

【００２４】図４、５に示すように、好ましい実施例で
は、作動ディスク４６の内周５０に沿って複数の切り欠
き７０が形成されている。また内レース２０は外周面２
２に隣接してハブ７２を有し、ハブ７２には半径方向外
方および軸方向外方に延びる段部７４が形成されてい
る。段部７４はケースエンド１８の内面４０に向かって
軸方向に延び、段部７４とケースエンド１８の内面４０
の間に隙間７６が形成されている。作動ディスク４６
は、作動ディスク４６が保持器３６に押しつけられた状
態で、内周縁が上記隙間７６内に位置し、段部７４が切
り欠き７０に係合するように高さ寸法が設定されてい
る。したがってこの状態では、段部７４と切り欠き７０
の係合によって、作動ディスク４６が内レース２０のハ
ブ７２に対して相対回転できないため、作動ディスク４
６が回転して、クラッチ１０がロックしては困るときに
ロックしてしまうのを確実に防ぐことができる。段部７
４と欠き７０がない場合、たとえばクラッチ１０内のオ
イルの粘度が高い状態で、外レース１２の回転速度が上
昇すると、アクチュエーター５８によって作動ディスク
４６がケースエンド１８の内面４０に引きつけられてい
なくても、オイルの摩擦によって作動ディスクが回転し
てしまう可能性がある。しかし本発明では、ハブ７２の
段部７４が作動ディスク４６の切り欠き７０に係合して
いる間は、作動ディスク４６は回転できず、したがって
クラッチ１０がロックすることはあり得ない。

【００２５】電磁コイル６０に通電すると、作動ディス
ク４６はケースエンド１８に向かって動き始め、ケース
エンド１８の内面４０に接触する直前に、作動ディスク
４６の内周縁に形成された切り欠き７０から段部７４が
抜ける。このため作動ディスク４６は、段部７４とケー
スエンド１８の内面４０の間のスペース７６内を自由に
回転して、クラッチ１０をロックできる状態になる。段
部７４は内レース２０のハブ７２に形成するのがよい
が、内レース２０のハブ７２に押し嵌めしたリング７８
に形成してもよい。

【００２６】好ましい実施例においては、保持器のタブ
３８は保持器３６に直接形成されているが。図２、３に
示すように、保持器３６と一体回転するように固着され
た作動スパイダー８０に設けてもよい。第１付勢部材８
１は保持器３６を内レース２０に対して中立位置に保持
する。作動スパイダー８０から延びるタブ３８は、作動
ディスク４６の外周縁４８に形成された切り欠き５４に
係合している。

【００２７】このクラッチ機構は、自動車の差動機に用
いて、２本の車軸をロックさせるのに用いることができ
る。図６、７に示すように、差動機は外周１０４に入力
リングギア（図示省略）が形成されたハウジング１０２
を有する。車両の駆動系からの回転運動が、リングギア
を介してハウジング１０２に伝わる。ハウジング１０２
の内部には、車両の２本の車軸（図示省略）にそれぞれ
連結された第１および第２のサイドギア１０６、１０８
が組み込まれている。２個以上のスパイダーギア１１０
がハウジング１０２内で、第１および第２のサイドギア
１０６、１０８と噛み合っている。

【００２８】車両が直進している時は、２本の車軸は同
速度で回転するため、リングギアを介してハウジング１
０２に伝わった動力によって、ハウジング１０２と車軸
は同速度で回転する。このためサイドギア１０６、１０
８とスパイダーギア１１０は相対的に回転しない。車両
が曲がっているときは、車輪が異なる大きさの円軌道上
を移動するため、２本の車軸の間に回転速度差が生じ
る。このためサイドギア１０６、１０８間にも回転速度
差が生じるが、２本の車軸はスパイダーギア１１０を介
して互いに連結されているため、トルクは各車軸の速度
に比例して分配される。

【００２９】クラッチ機構１０は、第１のサイドギア１
０６を差動機のハウジング１０２にロックさせることに
よって、車軸をロックさせることができるように、ハウ
ジング１０２内に組み込まれる。図７に示すように、第
２のサイドギア１０８は、ハウジング１０２内の第２の
端部１１４側に回転自在に組み込まれている。すなわち
第２のサイドギア１０８は、ハウジング１０２に対し
て、軸方向には移動できないが、相対回転できる。クラ
ッチ１０の外レースは、ハウジング１０２の第１の端部
１１２側に固着されている。

【００３０】図示のように、クラッチ機構１０と差動機
のハウジング１０２は、それぞれのフランジ１１６、１
１７を機械的固定手段で固定することによって連結され
ている。しかし機械的固定手段を用いる代わりに、外レ
ース１２の外周面とハウジング１０２の第１端部１１２
側の内周面１２２にそれぞれスプラインを形成して、ク
ラッチ１０をハウジング１０２の第１端部１１２側の内
周１２２に圧入することによって、両者を固着してもよ
い。

【００３１】第１のサイドギア１０６は、クラッチ機構
１０の内レース２０に固定されている。好ましい実施例
では、内レース２０の中心には孔１２４が形成され、第
１のサイドギア１０６の外周１２６が内レース２０の孔
１２４に、圧入またはスプラインにより固定されてい
る。あるいは第１サイドギア１０６に中心孔を形成し、
この中心孔と内レース２０の中心孔１２４の両方にスプ
ラインを形成し、第１サイドギアに連結される第１の車
軸の外周にもスプラインを形成し、これらのスプライン
を噛み合わせることによって、この第１の車軸を介して
第１サイドギアと内レースを連結すれば、内レース２０
と第１サイドギアの相対回転をより確実に防ぐことがで
きる。上記どの実施例においても、第１サイドギア１０
６と内レース２０は互いに固着され、機能的に一体化さ
れている。

【００３２】スパイダーギア１１０はハウジング１０２
内に組み込まれ、第２の軸線１２８すなわちハウジング
１０２に取り付けられたシャフト１２９の軸線を中心に
回転する。第１および第２のサイドギア１０６、１０８
は、前記第１の軸線に直交する、第１、第２の車軸の軸
線に一致する第２の軸線を中心に回転する。各スパイダ
ーギアは第１および第２サイドギア１０６、１０８の両
方と噛み合っている。

【００３３】クラッチ機構１０の係合が解除されている
状態では、内レース２０と外レース１２は相対回転でき
るので、第１サイドギア１０６と第１車軸１０９もハウ
ジング１０２に対して相対的に回転できる。車両が曲が
っている時などは、両車軸間に回転速度差が生じるが、
２本の車軸はスパイダーギア１１０を介して互いに連結
されているため、トルクは各車軸の速度に比例して分配
される。路面摩擦係数が低い場合（濡れた路面、雪道、
凍結路等）は、駆動輪の一方が空転して、差動機の作用
で他方の駆動輪にトルクが伝わらなくなることがある。
このような状況に陥ると、車両は、そんなに急ではない
上り坂を登攀するのが困難になる。

【００３４】このような場合、クラッチ１０をロックさ
せると、第１の車軸、第１のサイドギア１０６、内レー
ス２０、外レース１２、ハウジング１０２が互いに固着
され、相対回転できなくなる。第１サイドギア１０６が
ハウジング１０２に固着しているため、第１サイドギア
１０６と噛み合っているスパイダーギア１１０は第１の
軸線１２８を中心に回転することはできない。このた
め、スパイダーギア１１０と噛み合っている第２のサイ
ドギア１０８も、ハウジング１０２に対して相対的に回
転できない。すなわち簡単に言うと、クラッチ機構１０
がロックすると、第１、第２のサイドギア１０６、１０
８およびそれに連結された第１、第２の車軸は互いに固
着され、第１、第２の車軸にはトルクが等しく伝わると
共に、両者は相対回転ができなくなる。

【００３５】上では一つの好ましい実施例についてのみ
説明したが、当業者なら、上記説明、添付の図面、クレ
ームから、クレームで定める発明の範囲から逸脱するこ
となく、様々な変更、改良を行うことができるはずであ
る。上記発明の説明で用いている用語は、明細書全体に
照らして解釈すべきものであり、発明を限定することを
意図したものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオーバーランニングクラッチの斜視図

【図２】図１のオーバーランニングクラッチの断面側面
図

【図３】図２のオーバーランニングクラッチの部分詳細
図

【図４】オーバーランニングクラッチに用いる内レー
ス、保持器、ローラー、作動ディスクから成る組立体の
斜視図

【図５】図１の線５−５に沿った断面図

【図６】本発明のオーバーランニングクラッチを備えた
差動機ハウジングの斜視図

【図７】図６の差動機ハウジングの断面側面図

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形内周面を有し、軸線を中心に回転
   可能で、ケース端部材によって一端が閉じられている外
   レースと、 隙間を介して前記円筒形内周面と対向する、前記円筒形
   内周面と同軸の外周面を有し、前記外レースに対して前
   記軸線を中心に相対的に回転自在の内レースとを備え、 前記外周面には複数のカム面が形成され、 複数のローラーが前記外レースと内レースの間に、各ロ
   ーラーが各カム面の中央部に位置する状態で組み込ま
   れ、前記ローラーの径は、前記円筒形内周面と前記各カ
   ム面の中央部間の距離より小さく、 前記ローラーは保持器によって、一斉に円周方向に移動
   するように保持され、前記保持器は、前記軸線を中心
   に、所定の範囲内で前記内レースに対して相対的に回転
   することができ、前記保持器は、前記ケース端部材の軸
   方向内面に向かって軸方向に延び、末端がケース端部材
   の前記軸方向内面の近くに位置するタブを備えており、 第１付勢部材が前記保持器に支持され、この第１付勢部
   材で前記保持器を円周方向に付勢することによって、前
   記ローラーが各カム面の中央部に保持されており、 作動ディスクが前記保持器と前記ケース端部材の前記内
   面の間に組み込まれ、この作動ディスクの外周縁に切り
   欠きが形成され、この切り欠きに前記保持器のタブを係
   合させることにより、前記作動ディスクは、保持器に対
   して軸方向には移動できるが、相対的に回転できないよ
   うになっており、 前記作動ディスクを前記保持器に向けて、前記ケース端
   部材から離れる方向に付勢する第２の付勢部材が、前記
   作動ディスクとケース端部材の前記内面の間に組み込ま
   れ、 前記第２付勢部材に抗して前記作動ディスクを前記ケー
   ス端部材に押しつけるためのアクチュエーターを備え、
   前記アクチュエーターを選択的に作動させて、作動ディ
   スクをケース端部材に摩擦接触させることにより、前記
   外レースとケース端部材の回転を前記作動ディスクと保
   持器に伝え、それによって前記ローラーを前記カム面上
   で移動させ、前記内レースおよび外レース間に噛み込ま
   せることによって、前記内レースと外レースが相対的に
   回転できないようにすることができるオーバーランニン
   グクラッチ機構。
2. 【請求項２】 前記アクチュエーターが、前記ケース端
   部材の近くで、固定のハウジングに取り付けられたハウ
   ジングに収容された電磁コイルを有し、前記ケース端部
   材には円周方向に間隔をおいてスロットが形成されてお
   り、前記電磁コイルに通電すると、電磁コイルで発生し
   た磁束がスロットと作動ディスクを通過することによっ
   て、作動ディスクが前記ケース端部材の内面に磁力で引
   きつけられるようにした請求項１に記載のオーバーラン
   ニングクラッチ機構。
3. 【請求項３】 前記電磁コイルのハウジングを前記ケー
   ス端部材に軸受を介して連結することにより、前記ケー
   ス端部材および前記外レースが、前記ハウジングに対し
   て相対的に回転できるようにした請求項２に記載のオー
   バーランニングクラッチ機構。
4. 【請求項４】 前記作動ディスクの内周縁には、切り欠
   きが少なくとも一か所に設けられ、前記内レースは前記
   外周面の近くにハブを有し、前記ハブには半径方向外側
   に延びると共に、前記ケース端部材の内面に向かって軸
   方向に延びる段部が形成されており、前記ケース端部材
   の内面と前記段部の間には隙間が形成され、作動ディス
   クが保持器に押しつけられた状態で、段部が切り欠きに
   係合し、前記ハブと内レースに対する作動ディスクの相
   対回転を防ぐと共に、前記作動ディスクが前記ケースの
   内面に接触した状態では、前記段部が切り欠きから抜け
   出して、前記ハブおよび内レースに対して作動ディスク
   が相対的に回転できるように前記作動ディスクの幅寸法
   が設定されている請求項１に記載のオーバーランニング
   クラッチ機構。
5. 【請求項５】 前記段部はカラーに形成され、そのカラ
   ーは前記ハブの外径より小さい内径を有し、前記ハブの
   外周に押し嵌めされている請求項４に記載のオーバーラ
   ンニングクラッチ機構。
6. 【請求項６】 前記第１付勢手段は、前記内レースと保
   持器の間に設けられ、前記保持器を、各ころが前記各カ
   ム面の中央部に位置する中立位置に向けて押圧するバネ
   である請求項１に記載のオーバーランニングクラッチ機
   構。
7. 【請求項７】 前記作動ディスクの軸方向の面に凹部が
   形成され、前記第２付勢部材は前記凹部に嵌まった波形
   バネであり、前記作動ディスクが前記ケース端部材の内
   面に接触した状態で、前記波形バネは圧縮されて、前記
   凹部内に納まるようになっている請求項１に記載のオー
   バーランニングクラッチ機構。
8. 【請求項８】 前記作動ディスクに、潤滑剤の流動を促
   進する溝が形成されている請求項７に記載のオーバーラ
   ンニングクラッチ機構。
9. 【請求項９】 第１および第２の車軸と、 車軸ハウジングを有し、 差動機ケースが前記車軸ハウジング内に回転自在に取り
   付けられ、 少なくとも２個のスパイダーギアが、第１の軸線を中心
   に回転自在に前記差動機ケースに取り付けられ、 第１のサイドギアが、前記第１の車軸に固定され、第２
   のサイドギアが第２の車軸に固定され、 クラッチ機構が前記差動機ハウジングと、前記車軸の一
   方に連結され、前記クラッチ機構は、円筒形内周面を有
   し、第２の軸線を中心に回転可能で、ケース端部材によ
   って一端が閉じられている外レースと、隙間を介して前
   記円筒形内周面と対向する、前記円筒形内周面と同軸の
   外周面を有し、前記外レースに対して前記第２の軸線を
   中心に相対的に回転自在の内レースとを備え、前記外周
   面には複数のカム面が形成され、複数のローラーが前記
   外レースと内レースの間に、各ローラーが各カム面の中
   央部に位置する状態で組み込まれ、前記ローラーの径
   は、前記円筒形内周面と前記各カム面の中央部間の距離
   より小さく、前記ローラーは保持器によって、一斉に円
   周方向に移動するように保持され、前記保持器は、前記
   軸線を中心に、所定の範囲内で前記内レースに対して相
   対的に回転することができ、第１付勢部材が前記内レー
   スと保持器の間に支持され、この付勢部材によって前記
   保持器は前記内輪に対して、各ローラーが各カム面の中
   央部に位置する方向に付勢され、この位置から保持器が
   内レースに対して回転すると、ローラーが内レースと外
   レースの間に噛み込み、内外レースが相対回転できなく
   なり、これによって前記第１、第２の車軸が相対回転で
   きないように互いにロックされ、これによって前記差動
   機ハウジングを介して、前記第１、第２の車軸の両方に
   トルクを伝達できるようにした駆動機構。
10. 【請求項１０】 前記保持器は、前記ケース端部材の軸
    方向内面に向かって軸方向に延び、末端がケース端部材
    の前記軸方向内面の近くに位置するタブを備えており、 作動ディスクが前記保持器と前記ケース端部材の前記内
    面の間に組み込まれ、この作動ディスクの外周縁に切り
    欠きが形成され、この切り欠きに前記保持器のタブを係
    合させることにより、前記作動ディスクは、保持器に対
    して軸方向には移動できるが、相対的に回転できないよ
    うになっており、 前記作動ディスクを前記保持器に向けて、前記ケース端
    部材から離れる方向に付勢する第２の付勢部材が、前記
    作動ディスクとケース端部材の前記内面の間に組み込ま
    れ、 前記第２付勢部材に抗して前記作動ディスクを前記ケー
    ス端部材に押しつけるためのアクチュエーターを備え、
    前記アクチュエーターを選択的に作動させて、作動ディ
    スクをケース端部材に摩擦接触させることにより、前記
    外レースとケース端部材の回転を前記作動ディスクと保
    持器に伝え、それによって前記ローラーを前記カム面上
    で移動させ、前記内レースおよび外レース間に噛み込ま
    せることによって、前記内レースと外レースが相対的に
    回転できないようにすることができる請求項９に記載の
    駆動機構。
11. 【請求項１１】 前記第１の軸線は、前記ハウジングに
    取り付けられたシャフトの中心軸であり、前記スパイダ
    ーギアはこのシャフトに回転自在に取り付けられている
    請求項１０に記載の駆動機構。
12. 【請求項１２】 前記第１のサイドギアは前記内レース
    に固定されており、このため第１の車軸も内レースに固
    定され、前記第２のサイドギアは回転自在に前記ハウジ
    ングに支持され、このため前記第２の車軸も前記ハウジ
    ングに回転自在に支持されている請求項１１に記載の駆
    動機構。
13. 【請求項１３】 前記内レースは前記第１の車軸に固定
    され、前記第２のサイドギアは前記ハウジングに回転自
    在に支持されており、このため前記第２の車軸も前記ハ
    ウジングに回転自在に支持されている請求項１１に記載
    の駆動機構。
14. 【請求項１４】 前記アクチュエーターが、前記車軸ハ
    ウジングの内面に取り付けられたハウジング内に収容さ
    れ、軸受によって前記ケース端部材に対して位置決めさ
    れている電磁コイルを有し、前記ケース端部材には円周
    方向に間隔をおいてスロットが形成されており、前記電
    磁コイルに通電すると、電磁コイルで発生した磁束がス
    ロットと作動ディスクを通過することによって、作動デ
    ィスクが前記ケース端部材の内面に磁力で引きつけられ
    るようにした請求項１１に記載の駆動機構。
15. 【請求項１５】 前記電磁コイルのハウジングを、前記
    軸受を介して前記ケース端部材に支持させることによ
    り、前記ケース端部材と外レースが前記ハウジングに対
    して相対的に回転できるようにした請求項１４に記載の
    駆動機構。
16. 【請求項１６】 前記作動ディスクの内周縁には、切り
    欠きが少なくとも一か所に設けられ、前記内レースは前
    記外周面の近くにハブを有し、前記ハブには半径方向外
    側に延びると共に、前記ケース端部材の内面に向かって
    軸方向に延びる段部が形成されており、前記ケース端部
    材の内面と前記段部の間には隙間が形成され、作動ディ
    スクが保持器に押しつけられた状態で、段部が切り欠き
    に係合し、前記ハブと内レースに対する作動ディスクの
    相対回転を防ぐと共に、前記作動ディスクが前記ケース
    の内面に接触した状態では、前記段部が切り欠きから抜
    け出して、前記ハブおよび内レースに対して作動ディス
    クが相対的に回転できるように前記作動ディスクの幅寸
    法が設定されている請求項１１に記載の駆動機構。
17. 【請求項１７】 前記段部はカラーに形成され、そのカ
    ラーは前記ハブの外径より小さい内径を有し、前記ハブ
    の外周に押し嵌めされている請求項１６に記載の駆動機
    構。
18. 【請求項１８】 前記第１付勢手段は、前記内レースと
    保持器の間に設けられ、前記保持器を、各ころが前記各
    カム面の中央部に位置する中立位置に向けて押圧するバ
    ネである請求項１１に記載の駆動機構。
19. 【請求項１９】 前記作動ディスクの軸方向の面に凹部
    が形成され、前記第２付勢部材は前記凹部に嵌まった波
    形バネであり、前記作動ディスクが前記ケース端部材の
    内面に接触した状態で、前記波形バネは圧縮されて、前
    記凹部内に納まるようになっている請求項１１に記載の
    駆動機構。
20. 【請求項２０】 前記作動ディスクに、潤滑剤の流動を
    促進する溝が形成されている請求項１９に記載の駆動機
    構。
21. 【請求項２１】 円筒形内周面を有し、軸線を中心に回
    転可能で、ケース端部材によって一端が閉じられている
    外レースと、 隙間を介して前記円筒形内周面と対向する、前記円筒形
    内周面と同軸の外周面を有し、前記外レースに対して前
    記軸線を中心に相対的に回転自在の内レースとを備え、 前記外周面には複数のカム面が形成され、 複数のローラーが前記外レースと内レースの間に、各ロ
    ーラーが各カム面の中央部に位置する状態で組み込ま
    れ、前記ローラーの径は、前記円筒形内周面と前記各カ
    ム面の中央部間の距離より小さく、 前記ローラーは保持器によって、一斉に円周方向に移動
    するように保持され、前記保持器は、前記軸線を中心
    に、所定の範囲内で前記内レースに対して相対的に回転
    することができ、前記保持器は、前記ケース端部材の軸
    方向内面に向かって軸方向に延び、末端がケース端部材
    の前記軸方向内面の近くに位置するタブを備えており、 第１付勢部材が前記保持器に支持され、この第１付勢部
    材で前記保持器を内レースに対して円周方向に付勢する
    ことによって、前記ローラーが各カム面の中央部に保持
    されており、 作動ディスクが前記保持器と前記ケース端部材の前記内
    面の間に組み込まれ、この作動ディスクの外周縁に切り
    欠きが形成され、この切り欠きに前記保持器のタブを係
    合させることにより、前記作動ディスクは、保持器に対
    して軸方向には移動できるが、相対的に回転できないよ
    うになっており、 前記作動ディスクを前記保持器に向けて、前記ケース端
    部材から離れる方向に付勢する第２の付勢部材が、前記
    作動ディスクとケース端部材の前記内面の間に組み込ま
    れ、 車軸ハウジングの内面にハウジングが取り付けられ、こ
    のハウジングは軸受によって前記ケース端部材の外面に
    対して位置決めされ、この軸受によってケース端部材と
    外レースは、前記ハウジングに対して相対回転できるよ
    うになっており、 前記ハウジング内に電磁コイルが設けられ、前記ケース
    端部材には円周方向に間隔をおいてスロットが形成され
    ており、前記電磁コイルに通電すると、電磁コイルで発
    生した磁束がスロットと作動ディスクを通過することに
    よって、作動ディスクが、前記第２付勢手段に抗して前
    記ケース端部材の内面に磁力で引きつけられるようにな
    っており、作動ディスクをケース端部材に摩擦接触させ
    ることにより、前記外レースとケース端部材の回転を前
    記作動ディスクと保持器に伝え、それによって前記ロー
    ラーを前記カム面上で移動させ、前記内レースおよび外
    レース間に噛み込ませることによって、前記内レースと
    外レースが相対的に回転できないようにするようになっ
    ており、 前記作動ディスクの内周縁には、切り欠きが少なくとも
    一か所に設けられ、前記内レースは前記外周面の近くに
    ハブを有し、前記ハブには半径方向外側に延びると共
    に、前記ケース端部材の内面に向かって軸方向に延びる
    段部が形成されており、前記ケース端部材の内面と前記
    段部の間には隙間が形成され、作動ディスクが保持器に
    押しつけられた状態で、段部が切り欠きに係合し、前記
    ハブと内レースに対する作動ディスクの相対回転を防ぐ
    と共に、前記作動ディスクが前記ケースの内面に接触し
    た状態では、前記段部が切り欠きから抜け出して、前記
    ハブおよび内レースに対して作動ディスクが相対的に回
    転できるように前記作動ディスクの幅寸法が設定されて
    いるオーバーランニングクラッチ機構。