JP2008045601A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力伝達装置に関し、特に、電動モータが車輪の回転に連れ回りして、電動モータに負荷がかかることを防止することができる動力伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a power transmission device, and more particularly to a power transmission device that can prevent a load from being applied to an electric motor as the electric motor rotates with the rotation of a wheel.
一般に、駆動源に電動モータを用いる電気自動車や、駆動源に燃料エンジンと電動モータを併用する電気自動車は、電動モータに連結される入力軸と、その入力軸に連結される中間軸と、その中間軸に連結される駆動軸とを有する動力伝達装置を備えて構成されている。この動力伝達装置では、電動モータの駆動力は、入力軸、中間軸及び駆動軸を介して駆動トルクを増幅しつつ、駆動軸に連結される車輪を回転させる。 In general, an electric vehicle using an electric motor as a drive source, or an electric vehicle using a fuel engine and an electric motor in combination as a drive source, an input shaft connected to the electric motor, an intermediate shaft connected to the input shaft, A power transmission device having a drive shaft coupled to the intermediate shaft is provided. In this power transmission device, the driving force of the electric motor rotates the wheels connected to the drive shaft while amplifying the drive torque via the input shaft, the intermediate shaft, and the drive shaft.
ところで、上述した動力伝達装置では、電動モータと車輪とが入力軸、中間軸及び駆動軸を介して直結されているので、惰性走行時などのように電動モータの駆動力供給を絶っている場合や電動モータの回転よりも車輪の回転が速くなった場合に、電動モータが車輪の回転に連れ回りして、電動モータに負荷がかかり破損する問題があった。 By the way, in the power transmission device described above, since the electric motor and the wheel are directly connected via the input shaft, the intermediate shaft, and the drive shaft, when the driving force supply of the electric motor is cut off, such as during inertia traveling When the rotation of the wheel becomes faster than the rotation of the electric motor, the electric motor is rotated along with the rotation of the wheel, and the electric motor is loaded and damaged.
これに対し、特開2001−287550号公報(特許文献1)に記載の動力伝達装置1では、多板式の断続クラッチ5を外側軸37と内側軸39との間に介設する技術が記載されている。この技術によれば、断続クラッチ5が外側軸37と内側軸38との連結を遮断する、即ち、電動モータ2129と車輪との連結を遮断することができるので、電動モータ2129が車輪の回転に連れ回りすることを防止して、電動モータ2129に負荷がかかることを防止することができる。 On the other hand, in the power transmission device 1 described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-287550 (Patent Document 1), a technique is described in which a multi-plate intermittent clutch 5 is interposed between the outer shaft 37 and the inner shaft 39. ing. According to this technique, the intermittent clutch 5 can disconnect the connection between the outer shaft 37 and the inner shaft 38, that is, the connection between the electric motor 2129 and the wheel, so that the electric motor 2129 can rotate the wheel. It is possible to prevent the electric motor 2129 from being loaded by preventing it from being accompanied.
この多板式の断続クラッチ5は、複数のプレートを備えて構成されるものであり、各プレート同士が接触した場合に各プレート間の摩擦力で駆動力を伝達し、各プレート同士が離間して各プレート間に隙間が形成された場合に駆動力を遮断する。 The multi-plate intermittent clutch 5 is configured to include a plurality of plates. When the plates come into contact with each other, the driving force is transmitted by the frictional force between the plates, and the plates are separated from each other. The driving force is cut off when a gap is formed between the plates.
しかしながら、断続クラッチ5の各プレート間には、主に冷却を目的として、オイルが介在しているので、各プレート同士が離間して駆動力を遮断する場合においても、オイルの粘性により各プレート間で駆動力が伝達するいわゆる引きずりが生じてしまう。その結果、駆動力を確実に遮断することができず、電動モータ2129が車輪の回転に連れ回りして、電動モータ2129に負荷がかかるという問題点があった。 However, since oil is interposed between the plates of the intermittent clutch 5 mainly for the purpose of cooling, even when the plates are separated from each other and the driving force is cut off, the viscosity of the oil causes the gap between the plates. Therefore, a so-called drag in which the driving force is transmitted occurs. As a result, there is a problem in that the driving force cannot be reliably interrupted, and the electric motor 2129 rotates along with the rotation of the wheel, and a load is applied to the electric motor 2129.
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、電動モータが車輪の回転に連れ回りして、電動モータに負荷がかかることを防止することができる動力伝達装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a power transmission device capable of preventing the electric motor from rotating with the rotation of the wheel and applying a load to the electric motor. It is an object.
この目的を達成するために、請求項1記載の動力伝達装置は、電動モータの駆動力が入力される入力軸と、その入力軸に連結され前記電動モータの駆動力を伝達する中間軸と、その中間軸によって伝達された駆動力を車輪側に配分するデファレンシャル装置と、そのデファレンシャル装置に伝達される駆動力を断接可能に前記中間軸に設けられるクラッチとを備え、前記電動モータの駆動力を増幅させるものであり、前記クラッチは、断面略多角形状の内輪部材と、その内輪部材の各外周側面に配置されるローラと、そのローラを保持する保持器と、その保持器と内輪部材とローラとを外嵌する外輪部材と、その外輪部材とローラとの間に隙間が形成される中立位置及び前記外輪部材とローラとが接触する駆動位置の間で前記保持器を切り替える切り替え装置とを備えて構成され、前記外輪部材は前記デファレンシャル装置側に連結されている。 In order to achieve this object, a power transmission device according to claim 1 includes an input shaft to which a driving force of an electric motor is input, an intermediate shaft that is connected to the input shaft and transmits the driving force of the electric motor, A differential device that distributes the driving force transmitted by the intermediate shaft to the wheel side; and a clutch that is provided on the intermediate shaft so that the driving force transmitted to the differential device can be connected and disconnected. The clutch includes an inner ring member having a substantially polygonal cross section, a roller disposed on each outer peripheral side surface of the inner ring member, a retainer that holds the roller, a retainer, and an inner ring member. The retainer is switched between an outer ring member that externally fits the roller, a neutral position where a gap is formed between the outer ring member and the roller, and a driving position where the outer ring member and the roller are in contact with each other. It is constructed and a that switching device, the outer ring member is connected to the differential gear side.
請求項2記載の動力伝達装置は、請求項1記載の動力伝達装置において、前記デファレンシャル装置と噛合するギヤを備え、そのギヤは、前記外輪部材の軸方向一端面に接合されている。 According to a second aspect of the present invention, the power transmission device according to the first aspect includes a gear that meshes with the differential device, and the gear is joined to one axial end surface of the outer ring member.
請求項3記載の動力伝達装置は、請求項2記載の動力伝達装置において、前記ギヤは、溶接又はろう付けで前記外輪部材に接合されている。 A power transmission device according to a third aspect is the power transmission device according to the second aspect, wherein the gear is joined to the outer ring member by welding or brazing.
請求項4記載の動力伝達装置は、請求項1から3のいずれかに記載の動力伝達装置において、前記中間軸は1本で構成されると共に、前記外輪部材は前記デファレンシャル装置に直結されている。 A power transmission device according to a fourth aspect of the present invention is the power transmission device according to any one of the first to third aspects, wherein the intermediate shaft is constituted by one and the outer ring member is directly connected to the differential device. .
請求項1記載の動力伝達装置によれば、電動モータの駆動力が入力軸に入力されると、駆動力が入力軸からデファレンシャル装置へ伝達され、車輪側へ配分する。中間軸に設けられたクラッチは、デファレンシャル装置と中間軸との間で駆動力を伝達又は遮断する。 According to the power transmission device of the first aspect, when the driving force of the electric motor is input to the input shaft, the driving force is transmitted from the input shaft to the differential device and distributed to the wheel side. A clutch provided on the intermediate shaft transmits or interrupts the driving force between the differential device and the intermediate shaft.
このクラッチは、切り替え装置で保持器を中立位置に位置させると、ローラと外輪部材との間に隙間を形成し、内輪部材と外輪部材との連結を遮断する、即ち、中間軸とデファレンシャル装置との間で伝達される駆動力を遮断する。一方、切り替え装置で保持器を駆動位置に位置させると、ローラと外輪部材とが接触し、ローラを介して内輪部材と外輪部材とを連結する、即ち、中間軸とデファレンシャル装置との間で駆動力を伝達する。 This clutch forms a gap between the roller and the outer ring member when the retainer is positioned at the neutral position by the switching device, and disconnects the connection between the inner ring member and the outer ring member, i.e., the intermediate shaft and the differential device. The driving force transmitted between the two is cut off. On the other hand, when the retainer is positioned at the driving position by the switching device, the roller and the outer ring member come into contact with each other, and the inner ring member and the outer ring member are connected via the roller, that is, driven between the intermediate shaft and the differential device. Transmit power.
中間軸とデファレンシャル装置との間で駆動力を遮断から伝達に切り替える際には、ローラが外輪部材と線接触をしつつ、瞬時に係合するので、すべりを伴いながら各プレート同士が面接触する多板クラッチと比較して、接触時に発生する摩擦熱を抑制することができ、その分、使用するオイル量を少なくすることができる。その結果、ローラと外輪部材との間に介在するオイル量を極めて少なくできる。よって、クラッチが遮断状態にあっても、オイルの粘性によって発生する引きずりを抑制できるので、電動モータが車輪の回転に連れ回りすることを防止して、電動モータに負荷がかかることを防止することができるという効果がある。 When the driving force is switched from cutoff to transmission between the intermediate shaft and the differential device, the rollers are engaged with each other while being in line contact with the outer ring member, so that the plates are in surface contact with each other with slippage. Compared with the multi-plate clutch, the frictional heat generated upon contact can be suppressed, and the amount of oil used can be reduced accordingly. As a result, the amount of oil interposed between the roller and the outer ring member can be extremely reduced. Therefore, even when the clutch is in the disengaged state, the drag generated by the viscosity of the oil can be suppressed, so that the electric motor is prevented from being accompanied by the rotation of the wheel and the electric motor is prevented from being loaded. There is an effect that can be.
また、本発明によれば、クラッチは、その外輪部材がデファレンシャル装置側に連結されているので、クラッチが駆動力を遮断した場合に、車輪の回転を外輪部材に伝達させて、外輪部材を回転させることができる。ここで、内輪部材とデファレンシャル装置側とが連結されている場合には、クラッチが駆動力を遮断した場合に、車輪の回転が内輪部材に伝達され、内輪部材が回転する。かかる内輪部材の回転により、内輪部材の各外周側面に配置されるローラが内輪部材と一体に回転するので、その回転による遠心力がローラにかかって外輪部材側へ移動し、ローラと外輪部材とが接触してしまう。その結果、ローラと外輪部材との接触により駆動力が伝達する引きずりが生じ、駆動力を確実に遮断することができない。 Further, according to the present invention, since the outer ring member of the clutch is connected to the differential device side, when the clutch cuts off the driving force, the rotation of the wheel is transmitted to the outer ring member to rotate the outer ring member. Can be made. Here, when the inner ring member and the differential device side are connected, when the clutch interrupts the driving force, the rotation of the wheel is transmitted to the inner ring member, and the inner ring member rotates. The rotation of the inner ring member causes the rollers disposed on the respective outer peripheral side surfaces of the inner ring member to rotate integrally with the inner ring member, so that centrifugal force due to the rotation is applied to the roller and moves to the outer ring member side. Will come into contact. As a result, the drag that transmits the driving force occurs due to the contact between the roller and the outer ring member, and the driving force cannot be reliably interrupted.
これに対し、本発明によれば、クラッチは、上述したように、その外輪部材がデファレンシャル装置側に連結されるように構成されているので、クラッチが駆動力を遮断した場合に、車輪の回転を内輪部材に伝達させることなく、外輪部材を回転させることができる。これにより、ローラに遠心力がかかることを防止して、ローラと外輪部材とが接触することを防止することができるので、ローラと外輪部材との接触による引きずりの発生を防止することができる。その結果、電動モータが車輪の回転に連れ回りすることを防止することができるという効果がある。
また、本発明によれば、クラッチは、中間軸に配置されている。ここで、クラッチが入力軸に配置される場合では、入力軸は中間軸よりも高速で回転するため、許容回転数の高いクラッチを設ける必要がある。一方、クラッチがデファレンシャル装置に連結される駆動軸に配置される場合では、駆動軸の駆動力が中間軸の駆動力よりも大きいため、大きな駆動力に耐えうるクラッチを設ける必要がある。
On the other hand, according to the present invention, as described above, the clutch is configured such that the outer ring member is connected to the differential device side, so that when the clutch cuts off the driving force, the rotation of the wheel is performed. The outer ring member can be rotated without transmitting to the inner ring member. Thereby, it is possible to prevent the centrifugal force from being applied to the roller and to prevent the roller and the outer ring member from coming into contact with each other. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of drag due to the contact between the roller and the outer ring member. As a result, there is an effect that the electric motor can be prevented from rotating with the rotation of the wheel.
According to the present invention, the clutch is disposed on the intermediate shaft. Here, when the clutch is arranged on the input shaft, the input shaft rotates at a higher speed than the intermediate shaft, and therefore it is necessary to provide a clutch having a high allowable rotational speed. On the other hand, when the clutch is disposed on the drive shaft connected to the differential device, the drive force of the drive shaft is larger than the drive force of the intermediate shaft, and therefore it is necessary to provide a clutch that can withstand a large drive force.
これに対し、本発明によれば、クラッチが中間軸に配置されているため、許容回転数の高いクラッチや大きな駆動力に耐えうるクラッチを設けることが不要となる、即ち、一般的なクラッチを用いることができるので、クラッチにかかるコストを低減して、その分、動力伝達装置全体の製造コストを低減することができるという効果がある。 On the other hand, according to the present invention, since the clutch is disposed on the intermediate shaft, it is not necessary to provide a clutch having a high permissible rotational speed or a clutch that can withstand a large driving force. Since it can be used, there is an effect that the cost for the clutch can be reduced, and the manufacturing cost of the entire power transmission device can be reduced accordingly.
請求項2記載の動力伝達装置によれば、請求項1記載の動力伝達装置の奏する効果に加え、デファレンシャル装置と噛合するギヤは、外輪部材の軸方向一端面に接合されているので、外輪部材の外周面に接合されるギヤと比較して、ギヤの外径寸法を小さくすることができる。ここで、ギヤが外輪部材の外周面に接合される場合では、駆動トルクを増幅させるためにデファレンシャル装置のデフケースの外径寸法をギヤの外径寸法よりも更に大きくしなければならず、動力伝達装置全体が大型化する。 According to the power transmission device according to claim 2, in addition to the effect of the power transmission device according to claim 1, the gear meshing with the differential device is joined to one end surface in the axial direction of the outer ring member. Compared with the gear joined to the outer peripheral surface, the outer diameter of the gear can be reduced. Here, when the gear is joined to the outer peripheral surface of the outer ring member, the outer diameter dimension of the differential case of the differential device must be made larger than the outer diameter dimension of the gear in order to amplify the driving torque. The entire device becomes larger.
これに対し、本発明の動力伝達装置におけるギヤは、上述したように、外輪部材の軸方向一端面に接合されているので、外輪部材の外周面に接合される場合と比較して、ギヤの外径寸法を小さくすることができる。その結果、ギヤが外輪部材の外周面に接合される場合と比較して、デファレンシャル装置を小さくすることができ、その分、動力伝達装置全体の小型化を図ることができるという効果がある。 On the other hand, as described above, the gear in the power transmission device of the present invention is joined to the axial end surface of the outer ring member, and therefore compared to the case where the gear is joined to the outer peripheral surface of the outer ring member. The outer diameter can be reduced. As a result, compared with the case where the gear is joined to the outer peripheral surface of the outer ring member, the differential device can be made smaller, and the size of the entire power transmission device can be reduced accordingly.
請求項3記載の動力伝達装置によれば、請求項2記載の動力伝達装置の奏する効果に加え、ギヤは外輪部材に溶接又はろう付けで接合されているので、スプライン嵌合やボルト締め等で外輪部材に連結される場合と比較して、ギヤと外輪部材との連結部位を小型化することができる。即ち、ギヤと外輪部材とがスプライン嵌合で連結される場合では、スプラインの接触面積を確保するために、ギヤ及び外輪部材のスプラインを大きくしなければならず、その分、ギヤ及び外輪部材の連結部位が大型化する。また、ギヤと外輪部材とがボルト締めで連結される場合では、ねじ孔を穿設するための部位をギヤ及び外輪部材に設けなければならず、その分、ギヤと外輪部材との連結部位が大型化する。更に、ギヤ及び外輪部材に螺合されたボルトがねじ孔から突出する分、ギヤと外輪部材との連結部位が大型化する。
According to the power transmission device according to
これに対し、本発明では、ギヤが外輪部材に溶接又はろう付けで接合されているので、スプライン嵌合やボルト締め等で連結される場合と比較して、ギヤと外輪部材との連結部位を小型化することができ、その分、動力伝達装置全体の小型化を図ることができるという効果がある。 On the other hand, in the present invention, since the gear is joined to the outer ring member by welding or brazing, the connecting portion between the gear and the outer ring member is compared with the case where the gear is connected by spline fitting or bolt fastening. There is an effect that the entire power transmission device can be reduced in size.
請求項4記載の動力伝達装置によれば、請求項1から3のいずれかに記載の動力伝達装置の奏する効果に加え、中間軸は1本で構成されると共に、外輪部材がデファレンシャル装置に直結されている。 According to the power transmission device of the fourth aspect, in addition to the effect of the power transmission device according to any one of the first to third aspects, the intermediate shaft is constituted by one and the outer ring member is directly connected to the differential device. Has been.
ここで、中間軸が2本以上で構成される場合では、中間軸が増加した分、動力伝達装置全体の重量が増大する。更に、中間軸が増加した分、材料コストが嵩み、動力伝達装置の製造コストが増大する。これに対し、本発明では、中間軸が1本で構成されているので、中間軸の増加による重量増を抑制できると共に材料コストが嵩むことを抑制して、その分、動力伝達装置の重量及び製造コストが増大することを抑制することができるという効果がある。 Here, in the case where the intermediate shaft is composed of two or more, the weight of the entire power transmission device increases as the intermediate shaft increases. Furthermore, as the intermediate shaft increases, the material cost increases and the manufacturing cost of the power transmission device increases. On the other hand, in the present invention, since the intermediate shaft is constituted by one, it is possible to suppress an increase in weight due to an increase in the intermediate shaft and suppress an increase in material cost, and accordingly, the weight of the power transmission device and There is an effect that an increase in manufacturing cost can be suppressed.
一方、中間軸が0本で構成される場合、即ち、入力軸とデファレンシャル装置とが直結される場合では、電動モータの駆動トルクを十分に増幅させることができず、車両を走行させるための駆動力を十分に確保できない。これに対し、本発明では、中間軸が1本で構成されているので、中間軸が電動モータの駆動トルクを増幅させ、車両を走行させるための駆動力を確保することができるという効果がある。 On the other hand, when there are zero intermediate shafts, that is, when the input shaft and the differential device are directly connected, the drive torque of the electric motor cannot be sufficiently amplified, and the drive for running the vehicle is not possible. I cannot secure enough power. On the other hand, in the present invention, since the intermediate shaft is constituted by one, the intermediate shaft has an effect of amplifying the driving torque of the electric motor and ensuring the driving force for running the vehicle. .
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の動力伝達装置1の断面図である。なお、図1では、一方の駆動軸6の図示が省略されると共に、他方の駆動軸6の軸方向長さ(図1左右方向長さ)の図示が省略されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the power transmission device 1 of the present embodiment. In FIG. 1, the illustration of one
まず、図1を参照して、動力伝達装置1の全体構成について説明する。動力伝達装置1は、駆動源に電動モータ(図示せず)を用いる電気自動車に搭載され、電動モータの駆動力を後述する駆動軸6に伝達し、その駆動軸6に設けられた車輪(図示せず)を回転させて車両を走行させるための装置である。
First, the overall configuration of the power transmission device 1 will be described with reference to FIG. The power transmission device 1 is mounted on an electric vehicle using an electric motor (not shown) as a drive source, transmits the driving force of the electric motor to a
動力伝達装置1は、電動モータの駆動力が入力される入力軸2と、その入力軸2に連結される中間軸3と、その中間軸3に外嵌される2ウェイクラッチ4と、その2ウェイクラッチ4に連結されるデファレンシャル装置5とを備えて構成されており、入力軸2、中間軸3、2ウェイクラッチ4及びデファレンシャル装置5はケーシング7に収容されている。
The power transmission device 1 includes an input shaft 2 to which a driving force of an electric motor is input, an
入力軸2は、電動モータの出力軸(図示せず)に連結されて、電動モータの駆動力が入力される軸状部材であり、ベアリング81,82によってケーシング7内に軸支されている。入力軸2の一端側(図1左側)には、外部へのオイル漏れを防止するオイルシール83が設けられている。また、入力軸2の一端側には、電動モータの出力軸と連結するための連結部材21がナットで締め付け固定され、出力軸を介して入力される回転を電動モータへ伝達可能に構成されている。入力軸2は、その他端側(図1右側)の外周面に後述する中間軸3の入力ギヤ31と噛合する出力ギヤ22が形成されている。
The input shaft 2 is a shaft-like member that is connected to an output shaft (not shown) of the electric motor and receives the driving force of the electric motor, and is supported in the
中間軸3は、入力軸2の出力ギヤ22と噛合して連結されて、入力軸2から入力される駆動力を増幅させるための中空状の軸状部材であり、ベアリング84,85によってケーシング7内に軸支されている。この中間軸3は中空状に形成されており、その中空部分により、入力ギヤ31、出力ギヤ32及び2ウェイクラッチ4を冷却すると共に、ベアリング84を潤滑する。また、中間軸3は、その他端側(図1右側)の外周面に入力軸2の出力ギヤ22と噛合する入力ギヤ31が形成されており、入力軸2の回転に追動して回転可能に構成されている。この入力ギヤ31は、その外径寸法が入力軸2の出力ギヤ22の外径寸法よりも大径に設定されており、入力軸2から入力される駆動力を増幅させている。
The
2ウェイクラッチ4は、正回転及び逆回転のいずれの回転方向に対しても駆動力を伝達又は遮断するための装置であり、中間軸3の略中央に外嵌されている。ここで、2ウェイクラッチ4が入力軸2に配置される場合では、入力軸2は中間軸3よりも高速で回転するため、許容回転数の高い2ウェイクラッチを設ける必要がある。一方、2ウェイクラッチ4が駆動軸6に配置される場合では、駆動軸6の駆動力が中間軸3よりも大きいため、大きな駆動力に耐え得る2ウェイクラッチを設ける必要がある。
The two-way clutch 4 is a device for transmitting or interrupting the driving force in both the forward and reverse rotation directions, and is externally fitted at the approximate center of the
これに対し、本実施形態の動力伝達装置1では、2ウェイクラッチ4が中間軸3に配置されているため、許容回転数の高い2ウェイクラッチや大きな駆動力に耐えうる2ウェイクラッチを設けることが不要となる。即ち、一般的な2ウェイクラッチを用いることができるので、2ウェイクラッチ4にかかるコストを低減して、その分、動力伝達装置1全体の製造コストの低減を図ることができる。
On the other hand, in the power transmission device 1 of the present embodiment, since the two-way clutch 4 is disposed on the
また、後述する外輪部材44の軸方向一端面(図1左側面)には、出力ギヤ32が溶接されている。なお、2ウェイクラッチ4の詳細については後述する(図2及び図3参照)。
An
この出力ギヤ32は、デファレンシャル装置5の後述する入力ギヤ56と噛合するための歯車であり、内径をベアリング32aにて中間軸3に支持されている。これにより、出力ギヤ32が外輪部材44の外周面に接合される場合と比較して、出力ギヤ32の外径寸法を小さくすることができる。その結果、出力ギヤ32と噛合して駆動力を増幅させる後述の入力ギヤ56の外径寸法を小さくすることができ、その分、動力伝達装置1全体の小型化を図ることができる。
The
また、この出力ギヤ32は、外輪部材44に溶接で接合されているので、スプライン嵌合やボルト締め等で外輪部材44に連結される場合と比較して、出力ギヤ32と外輪部材44との連結部位を小型化することができる。即ち、出力ギヤ32と外輪部材44とがスプライン嵌合で連結される場合では、スプラインの接触面積を確保するために、出力ギヤ32及び外輪部材44のスプラインを大きくしなければならず、その分、出力ギヤ32と外輪部材44との連結部位が大型化する。また、出力ギヤ32と外輪部材44とがボルト締めで連結される場合では、ねじ孔を穿設するための部位を出力ギヤ32及び外輪部材44に設けなければならず、その分、出力ギヤ32と外輪部材44との連結部位が大型化する。更に、出力ギヤ32及び外輪部材44に螺合されたボルトがねじ孔から突出する分、出力ギヤ32と外輪部材44との連結部位が大型化する。
Further, since the
これに対し、本実施形態の動力伝達装置1では、出力ギヤ32が外輪部材44に溶接されているので、スプライン嵌合やボルト締め等で連結される場合と比較して、出力ギヤ32と外輪部材44との連結部位を小型化することができ、その分、動力伝達装置1全体の小型化を図ることができる。なお、本実施形態では、溶接で出力ギヤ32と外輪部材44とを連結しているが、ろう付けで出力ギヤ32と外輪部材44とを連結してもよい。
On the other hand, in the power transmission device 1 of the present embodiment, the
デファレンシャル装置5は、左右駆動輪6の回転差を相殺するための差動装置であり、デフケース55に固定されるピニオンシャフト51と、そのピニオンシャフト51に軸支される一対のピニオン52と、そのピニオン52と噛合する一対のサイドギヤ53と、そのサイドギヤ53に外嵌されるアクスルシャフト54とを備えて構成されており、ピニオンシャフト51、ピニオン52、サイドギヤ53及びアクスルシャフト54はデフケース55に収容されている。
The differential device 5 is a differential device for canceling the rotational difference between the left and
デフケース55は、ベアリング86,87によってケーシング7内に軸支されており、各サイドギヤ53の先端には、外部へのオイル漏れを防止するオイルシール88,89が設けられている。また、デフケース55には、軸方向と直交する方向(図1上下方向)へフランジ状に張り出す張出部55aを備え、その張出部55aには、出力ギヤ32と噛合する入力ギヤ56がボルトで締め付け固定されている。
The
これにより、出力ギヤ32が回転した場合に、その出力ギヤ32の回転に追動してデフケース55及びピニオンシャフト51が回転し、そのピニオンシャフト51の回転がピニオン52を介して左右のサイドギヤ53に伝達され、アクスルシャフト54を回転させる。また、旋回時や悪路走行時などのように、左右のアクスルシャフト54間で駆動抵抗差が生じると、ピニオン52が自転して、各アクスルシャフト54が差動回転する。なお、入力ギヤ56は、その外径寸法が出力ギヤ32の外径寸法よりも大径に設定され、出力ギヤ32から入力される駆動力を増幅させている。
Thus, when the
次いで、図2及び図3を参照して、2ウェイクラッチ4の詳細について説明する。図2は、2ウェイクラッチ4の断面図である。図3(a)は、図2のIIIa−IIIa線における2ウェイクラッチ4の断面図であり、図3(b)は、保持器43が駆動位置に位置する2ウェイクラッチ4の断面図である。
Next, details of the 2-way clutch 4 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a sectional view of the 2-way clutch 4. 3A is a cross-sectional view of the 2-way clutch 4 taken along the line IIIa-IIIa in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the 2-way clutch 4 in which the
なお、図2では、中間軸3、出力ギヤ32及び入力ギヤ56の軸方向長さ(図2左右方向長さ)の図示が省略されている。また、図3では、理解を容易とするために、外嵌部材94の図示が省略されている。
In FIG. 2, the axial lengths of the
2ウェイクラッチ4は、上述したように、正回転及び逆回転のいずれの回転方向に対しても駆動力を伝達又は遮断するための装置であり、図2及び図3に示すように、中間軸3を外嵌する内輪部材41と、その内輪部材41の各外周側面に自転可能に配置されるローラ42と、そのローラ42を保持する保持器43と、その保持器43とローラ42と内輪部材41とを外嵌する外輪部材44と、その外輪部材44の軸方向他端側(図2右側)に配設される電磁制御部9とを主に備えて構成されている。
As described above, the two-way clutch 4 is a device for transmitting or interrupting the driving force in both the forward rotation direction and the reverse rotation direction. As shown in FIGS. 3, an
内輪部材41は、図2及び図3に示すように、断面略多角形の筒状部材であり、中間軸3にスプライン嵌合されて、中空軸3と一体に回転する。また、内輪部材41の軸方向他端側(図2右側及び図3紙面手前側)の端面に略円形の凹部41aが凹設されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
この凹部41aの内周には、スイッチばね45のリング部45aが嵌合され、そのリング部45aの両端から径方向外方(図2及び図3上方)に張り出した一対のフック45bが凹部41aの周壁の切欠き部41a1を介して、保持器43の切欠き部(図示せず)と係合する。そして、このフック45bの周方向におけるばね力により、ローラ42と外輪部材44の内周面との間に隙間が形成される中立位置に保持器43が保持される。
A
ローラ42は、図2及び図3に示すように、内輪部材41の各外周側面に配置される円柱状部材であり、保持器43に形成される嵌合孔(図示せず)に嵌合されて、自転可能、かつ、保持器43と一体に公転可能に構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
保持器43は、図2及び図3に示すように、内輪部材41の外周側に配置され、ローラ42を保持する保持部材であり、その軸方向他端側(図1右側)の端面に一対の回り止め片43aが突設されている。この回り止め片43aは、後述するアーマチュア91の第1係合孔91aと係合して、保持器43をアーマチュア91と一体に回転させる。
2 and 3, the
外輪部材44は、図2及び図3に示すように、ベアリング101を介して内輪部材41、ローラ42及び保持器43を外嵌する筒状部材であり、その軸方向他端側(図2右側)の端部には、後述する電磁制御部9が配設されている。また、外輪部材44は、上述したように、その軸方向一端側(図2左側)の端面に出力ギヤ32が溶接されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
電磁制御部9は、図2に示すように、外輪部材44の軸方向他端側(図2右側)の端部に設けられるものであり、保持器43と係合するアーマチュア91と、そのアーマチュア91の軸方向他端側側面(図2右側側面)に対向配置されるロータ92と、そのロータ92の軸方向他端側に配設される電磁コイル93とを主に備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the electromagnetic control unit 9 is provided at the end of the
アーマチュア91は、図2に示すように、2カ所の第1係合孔91aを有し、それら各係合孔91aに一対の回り止め片43aがそれぞれ挿入され、その挿入によってアーマチュア91は保持器43に対して回り止めされ、かつ、軸方向(図2左右方向)に移動可能に構成されている。また、アーマチュア91は、第2係合孔91bを有し、ロータ92との間に介在する離反ばね91cにより、ロータ92と離反する方向(図2左側)に付勢された状態で、内輪部材41端部に突設された凸部41bと係合する。
As shown in FIG. 2, the
ロータ92は、磁性体から構成される部材であり、外嵌部材94に連結され、その外嵌部材94を介して外輪部材44に対して回り止めされ、かつ、軸方向に位置決めされている。
The
電磁コイル93は、通電により起磁力を励磁するための装置であり、ベアリング102によって中間軸3に軸支されている。また、電磁コイル93は、ケーシング7に対して回り止めされ、かつ、軸方向に位置決めされている。
The
ここで、電磁コイル93への通電が遮断状態にある場合では、図2に示すように、離反ばね91cによりアーマチュア91が内輪部材41側(図2左側)に付勢され、その付勢されたアーマチュア91の第2係合孔91bが内輪部材41の凸部41bと係合する。これにより、アーマチュア91は内輪部材41と一体に回転し、更にアーマチュア91に回り止めされる保持器43が内輪部材41と一体に回転する。その結果、ローラ42は、図3(a)に示すように、中立位置に保持され、中間軸3とデファレンシャル装置5(図1参照)との間で伝達される駆動力を遮断する。
Here, when the energization to the
一方、電磁コイル93へ通電すると、アーマチュア91がロータ92に吸着されてロータ92側(図2右側)へ移動し、アーマチュア91の第2係合孔91bと内輪部材41の凸部41bとの係合が解除される。これにより、アーマチュア91は内輪部材41に対して独立に回転し、かつ、ロータ92と一体に回転する、即ち、アーマチュア91はロータ92及び外嵌部材94を介して外輪部材44と一体に回転し、更にアーマチュア91に回り止めされる保持器43が外輪部材44と一体に回転する。その結果、外輪部材44と内輪部材41との間に回転差が生じた場合に、ローラ42は、図3(b)に示すように、内輪部材41と外輪部材44との間に形成される楔形空間に食い込む駆動位置に位置して、中間軸3とデファレンシャル装置5との間で駆動力を伝達させる。
On the other hand, when the
このように、本実施形態の動力伝達装置1に用いられる2ウェイクラッチ4によれば、中間軸3とデファレンシャル装置5との間で駆動力を遮断から伝達に切り換える際には、
ローラ42が外輪部材44と線接触しつつ、瞬時に係合するので、すべりを伴いながら各プレート同士が面接触する多板クラッチと比較して、接触時に発生する摩擦熱を抑制することができ、その分、使用するオイル量を少なくすることができる。その結果、ローラ42と外輪部材44との間に介在するオイル量を極めて少なくすることができる。よって、ローラ42が中立位置に位置する場合に、オイルの粘性で電動モータが車輪の回転の連れ回りすることを防止して、電動モータに負荷がかかることを防止することができる。
As described above, according to the two-way clutch 4 used in the power transmission device 1 of the present embodiment, when the driving force is switched from cutoff to transmission between the
Since the
また、図2に示すように、外輪部材44が出力ギヤ32に連結されているので、2ウェイクラッチ4が駆動力を遮断した場合に、車輪の回転を外輪部材44に伝達させて、外輪部材44を回転させることができる。ここで、内輪部材41が出力ギヤ32に連結されている場合では、2ウェイクラッチ4が駆動力を遮断した場合に、車輪の回転が内輪部材41に伝達され、内輪部材41が回転する。かかる内輪部材41の回転により、ローラ42が内輪部材41と一体に回転するので、その回転による遠心力がローラ42にかかってローラ42が外輪部材44側(図3(a)径方向外方側)へ移動し、ローラ42と外輪部材44とが接触してしまう。その結果、ローラ42と外輪部材44との接触により駆動力が伝達する引きずりが生じ、駆動力を確実に遮断することができない。
2, since the
これに対し、本実施形態の動力伝達装置1によれば、2ウェイクラッチ4は、上述したように、その外輪部材44が出力ギヤ32に連結されているので、2ウェイクラッチ4が駆動力を遮断した場合に、車輪の回転を内輪部材41に伝達させることなく、外輪部材44を回転させることができる。これにより、ローラ42に遠心力がかかることを防止して、ローラ42と外輪部材44とが接触することを防止することができ、ローラ42と外輪部材44との接触による引きずりの発生を防止することができる。その結果、電動モータが車輪の回転に連れ回りすることを防止して、電動モータに負荷がかかることを防止することができる。
On the other hand, according to the power transmission device 1 of the present embodiment, since the
なお、請求項1記載の「電動モータ」としては、バッテリなどから供給される電気で駆動して、入力軸2を回転させる駆動源が該当する。また、請求項1記載の「車輪」としては、駆動軸6と一体に回転することで路面上を転動し、車両を走行させる部材が該当する。
The “electric motor” described in claim 1 corresponds to a driving source that is driven by electricity supplied from a battery or the like to rotate the input shaft 2. The “wheel” described in claim 1 corresponds to a member that rolls on the road surface by rotating integrally with the
また、請求項1記載の「中立位置」としては、図3(a)に示すように、ローラ42が内輪部材41の各外周側面の略中央に位置し、ローラ42と外輪部材44の内周面との間に隙間が形成される位置が該当する。
Further, as shown in FIG. 3A, the “neutral position” described in claim 1 is such that the
また、請求項1記載の「駆動位置」としては、図3(b)に示すように、ローラ42が内輪部材41と外輪部材44との間に形成される楔形空間に食い込む位置が該当する。但し、駆動位置は、図3(b)に示すように、ローラ42が中立位置から反時計方向(図3(b)左回り方向)へ位相が変位した場合に限られず、ローラ42が中立位置から時計方向(図3(b)右回り方向)に位相が変位した場合も該当する。
The “drive position” described in claim 1 corresponds to a position where the
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It can be easily guessed.
例えば、本実施の形態では、中間軸3は1本で構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、中間軸3を2本以上で構成してもよく、また、中間軸3を0本で構成する、即ち入力軸2とデファレンシャル装置5とを直結してもよい。
For example, in the present embodiment, the
ただし、中間軸3は1本で構成することが望ましい。中間軸3が2本以上で構成される場合では、中間軸3が増加した分、動力伝達装置1全体の重量が嵩むと共に、材料コストの増加による動力伝達装置1の製造コストが増大する。また、中間軸3が0本で構成される場合では、電動モータの駆動力を十分に増幅させることができない。これに対し、本実施形態では、中間軸3が1本で構成されているので、電動モータの駆動力を十分に増幅させつつ、動力伝達装置1の重量増加及び製造コスト増大を抑制できる。
However, it is desirable that the
なお、請求項1記載の「外輪部材はデファレンシャル装置側に連結されている」とは、中間軸3が複数配設される場合に、外輪部材44がデファレンシャル装置5又はデファレンシャル装置5側に配置される中間軸3と連結することを示すものであり、車輪の回転を内輪部材41に伝達させることなく、外輪部材44を回転させる。
Note that “the outer ring member is connected to the differential device side” in claim 1 means that the
また、本実施形態では、2ウェイクラッチ4は、電磁コイル93がアーマチュア91を軸方向(図2左右方向)で移動させて駆動方向を切り替えるように構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、内輪部材41に対する保持器43の位相を切り替え可能なレバーを操作して、駆動方向を任意に切り替えるレバー操作タイプで構成してもよい。
In the present embodiment, the two-way clutch 4 is configured such that the
また、本実施形態では、出力ギヤ32は、デファレンシャル装置5を介して駆動軸6と連結されているが、駆動軸6の外周に入力ギヤを形成し、駆動軸6と直結するように構成してもよい。
In this embodiment, the
1 動力伝達装置
2 入力軸
3 中間軸
4 2ウェイクラッチ(クラッチ)
5 デファレンシャル装置
9 電磁制御部(切り替え装置)
32 出力ギヤ(ギヤ)
41 内輪部材
42 ローラ
43 保持器
44 外輪部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power transmission device 2
5 Differential device 9 Electromagnetic controller (switching device)
32 Output gear (gear)
41
Claims (4)
前記クラッチは、断面略多角形状の内輪部材と、その内輪部材の各外周側面に配置されるローラと、そのローラを保持する保持器と、その保持器と内輪部材とローラとを外嵌する外輪部材と、その外輪部材とローラとの間に隙間が形成される中立位置及び前記外輪部材とローラとが接触する駆動位置の間で前記保持器を切り替える切り替え装置とを備えて構成され、
前記外輪部材は前記デファレンシャル装置側に連結されていることを特徴とする動力伝達装置。 An input shaft to which the driving force of the electric motor is input, an intermediate shaft connected to the input shaft and transmitting the driving force of the electric motor, and a differential device that distributes the driving force transmitted by the intermediate shaft to the wheel side A power transmission device including a clutch provided on the intermediate shaft so as to be able to connect and disconnect the driving force transmitted to the differential device, and amplifying the driving force of the electric motor,
The clutch includes an inner ring member having a substantially polygonal cross section, a roller disposed on each outer peripheral side surface of the inner ring member, a cage that holds the roller, and an outer ring that externally fits the cage, the inner ring member, and the roller. A member, a neutral position where a gap is formed between the outer ring member and the roller, and a switching device that switches the retainer between a driving position where the outer ring member and the roller are in contact with each other.
The power transmission device, wherein the outer ring member is connected to the differential device side.
そのギヤは、前記外輪部材の軸方向一端面に接合されていることを特徴とする請求項1記載の動力伝達装置。 Comprising a gear meshing with the differential device;
The power transmission device according to claim 1, wherein the gear is joined to one axial end surface of the outer ring member.
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