JP2009014202A - Rotation transmitting device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a rotation transmission device that transmits a driving force of a four-wheel drive vehicle, and more particularly to a device that is used for switching between driving force transmission and cutoff in a driving path of a four-wheel drive vehicle.
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。 A so-called tight corner braking phenomenon occurs when a four-wheel drive vehicle (hereinafter referred to as a 4WD vehicle) directly connected to the front and rear wheels turns on a tight corner of a paved road. Japanese Laid-Open Patent Application No. 4-173064 and Japanese Patent Application No. 4-182476 propose a rotation transmission device using sprags or rollers as engaging elements.
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。 These devices are two-way drive devices that switch the phase of the cage according to the direction of rotation and engage the engagement element with the inner and outer wheels. When mounted on the front propeller shaft of an FR-based 4WD vehicle as shown in FIG. When the rear wheel slips during acceleration, the rotation of the input shaft of the rotation transmission device is increased accordingly, so that the engagement element is engaged and torque is transmitted to the output shaft, resulting in 4WD. On the other hand, when the vehicle turns, the front wheels (output shaft side) of the vehicle rotate fast. At this time, the engagement of the rotation transmission device is not engaged, and the input shaft and the output shaft rotate idle. Therefore, tight corner braking does not occur.
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。 By the way, in the proposed device, the torque of the engine brake of the vehicle is in the direction of decelerating the rotation of the input shaft of the device, and the input shaft and the output shaft idle in that direction. Torque is not transmitted. In other words, the engine brake works only on the rear wheels. For this reason, when the engine brake is applied strongly on a road surface with a low friction coefficient such as a snowy road, the rear wheels slip in the deceleration direction, lose the frictional force, and the vehicle becomes unstable. If the engine brake is too strong, the vehicle may spin.
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。 Consider a case where an ABS (anti-lock braking system) is mounted on a 4WD vehicle equipped with the proposed device. In general, the braking force of a vehicle is larger on the front wheel side than on the rear wheel, and when full braking is applied, the vehicle is locked ahead of the front wheel.
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。 At this time, the output shaft (front wheel side) of the device attempts to decelerate, but since the engaging element engages in this direction, the input shaft is also decelerated simultaneously. That is, since the front wheels are locked at the same time as the rear wheels, there is a problem that even if the ABS is mounted, the difference in rotational speed between the front and rear wheels is difficult to detect and the controllability is poor.
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。 Accordingly, an object of the present invention is to transmit a driving force with respect to forward and reverse rotations, to avoid a tight corner brake during turning, and to appropriately transmit engine brake torque to the front wheels. Another object of the present invention is to provide a rotation transmission device capable of idling in both directions during ABS operation.
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。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 forms a cylindrical surface on one of the opposing surfaces of the outer ring and the inner member fitted therein and a wedge space between the other and the cylindrical surface. A roller that forms a plurality of cam surfaces, and engages between the cylindrical surface and the cam surface by relative rotation of the outer ring and the inner member in a pocket of a cage provided between the opposing surfaces of the outer ring and the inner member. Built-in, the cage and outer ring or inner member are connected together through a clearance in the rotational direction so that they can rotate together, and the roller is not engaged between the cage and outer ring or inner member and held in a neutral position. The armature is attached to the end of the cage so as not to rotate and to be movable in the axial direction, and is fixed to the inner member or the outer ring between the outer ring and the inner member. A friction member and an electromagnet for attracting the armature. It is obtained by employing the configuration I do.
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。 According to a second aspect of the present invention, a cylindrical surface is formed on one of the opposing surfaces of the outer ring and the inner member fitted thereto, and a plurality of cam surfaces are formed on the other to form a wedge space between the outer ring and the outer ring. A roller that engages between the cylindrical surface and the cam surface by the relative rotation of the outer ring and the inner member is incorporated into a pocket of the cage provided between the opposing surfaces of the inner member and the inner member. An elastic member is incorporated between the retainer and the outer ring or the inner member so as to be held in a neutral position without engaging a roller. The friction member fixed to the outer ring and the electromagnet for attracting the armature are incorporated between the inner member and the inner member. The armature is non-rotatably fitted to the friction member, and the cage is placed between the armature and the friction member. Non-rotatable, slidable mat Are those which adopted the inserted up the Chipureto.
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。 According to a third aspect of the present invention, a cylindrical surface is formed on one of the opposing surfaces of the outer ring and the inner member fitted thereto, and a plurality of cam surfaces are formed on the other to form a wedge space between the outer ring and the outer ring. A roller that engages between the cylindrical surface and the cam surface by the relative rotation of the outer ring and the inner member is incorporated into a pocket of the cage provided between the opposing surfaces of the inner member and the inner member. An elastic member is incorporated between the retainer and the outer ring or the inner member so as to be held in a neutral position without engaging a roller. The friction member fixed to the inner member and the electromagnet for attracting the armature are incorporated between the inner member and the inner member, and the armature is non-rotatably fitted to the friction member and held between the armature and the friction member. Non-rotatable and slidable Is obtained by adopting a configuration in which the insertion of the clutch plate.
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。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, an elastic member is inserted between the armature and the friction member in order to separate the armature from the friction member when no current flows through the electromagnet. Is adopted.
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。
The invention of
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。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects of the present invention, a plurality of outer plates fitted to the outer ring so as not to rotate relative to each other, and a plurality of inner plates fitted to the inner member so as not to rotate relative to each other. Are alternately superposed, and a configuration in which a multi-plate friction clutch in which the most end portion is pressed by an elastic member is added is adopted.
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。
The invention according to
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。
The invention according to
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。 Here, the rotation transmission device is mounted on the front wheel drive path of an FR-based 4WD vehicle in which the rear wheel propulsion shaft is directly connected to the transmission and the front wheel propulsion shaft is branched by the transfer.
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。 As described above, when the rotation transmission device of the present invention is installed, the driving performance equivalent to the direct connection 4WD can be obtained regardless of whether the vehicle is moving forward or backward, and the tight corner braking phenomenon can be prevented during turning, and The engine brake torque is distributed to the four wheels, and the ABS controllability can be improved by cutting off the restraining force of the front and rear wheels during ABS operation.
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。
Further, according to
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。
In the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6, in the
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。
In the two-way clutch A, a
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。
An
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。
As shown in FIG. 3, both the
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。
When the
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。
As shown in FIG. 1, an
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。
Therefore, the
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。
As shown in FIG. 5, the
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。
That is, the
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。
A
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。 This torque transmission is performed when the acceleration is small, such as a gradual change in wheel speed such as engine braking, and when slip cannot be determined and torque cannot be transmitted due to the engagement of the roller with the driven wheel. Torque is transmitted to the driven wheel, and the behavior of the vehicle can be stabilized.
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。
The
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。
During normal driving (during constant speed driving) of the 4WD vehicle, the
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。
When suddenly starting on a slippery road surface, a current flows through the
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。
Therefore, the
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。
If the
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。
During the four-wheel drive, the energization of the
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。
The lead wire of the
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。
Considering the above action in actual traveling, the
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。
On the other hand, if the rear wheel slips during acceleration, the rotation of the rear wheel (input side) exceeds the front wheel (output side) (front wheel speed <rear wheel speed). When this rotational speed difference becomes equal to or greater than the set value, the
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。
Further, while the vehicle is turning, the front wheel (output side) rotates more than the rear wheel (input side), so the
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。
In addition, when the engine brake is applied suddenly on a road surface with a low coefficient of friction such as a snowy road, the rear wheel tries to slip to the deceleration side, but the
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。
In the case of an ABS-equipped vehicle, by turning off the electromagnetic clutch 14 during ABS operation, the
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。
The friction force of the
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。 In the second embodiment of the rotation transmission device shown in FIGS. 7 to 11, the outer ring side is the power input side, and the same reference numerals are given to the same parts as those of the first embodiment. Replace. The same applies to the following embodiments.
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。
In the second embodiment, the
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。
Both the
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。
In the electromagnetic clutch 14, the
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。
Therefore, the
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。
Similarly to the case shown in FIG. 4, the
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。
In the second embodiment, when the vehicle suddenly starts on a slippery road surface or the like in the four-wheel drive mode of the vehicle, energization to the
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。
When energization to the
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。 In the third embodiment shown in FIG. 12, a viscous viscous clutch 51a is used for the multi-plate friction clutch of the first embodiment described above.
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。
The viscous viscous clutch 51a includes a plurality of
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。
13 and 14 show a fourth embodiment. In this embodiment, the
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。
By the way, in each of the rotation transmission devices in the first to fourth embodiments described above, the vehicle accelerates and the rear wheel slips on a slippery road surface or the like, exceeding the rotational speed of the front wheel by a certain set value or more. The two-way clutch A is locked by energizing the electromagnet. Therefore, in other situations (when the ABS is operating, turning, traveling at a constant speed, and decelerating), the electromagnet is not energized, so the two-way clutch A maintains a neutral state. At this time, it is the application force of the
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。
If the applied force is too small, when the rotational acceleration of the
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。
If the applying force is too small, the
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。
Therefore, it is necessary to increase the application force of the
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。
However, in order to increase this imparting force, the capacity (size) of the
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。
Therefore, in the fifth embodiment shown in FIG. 15, the
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。
Further, an
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。
Further, an elastic member such as a
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。
In the fifth embodiment shown in FIGS. 15 to 17, a thin plate member called the
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。
The
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。
The
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。
As shown in FIG. 15B, when the
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。
As shown in FIG. 15 (B), when the
T = μWr (r: friction sliding surface average radius, μ: friction coefficient)
It is represented by
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。
On the other hand, in the structure of the fifth embodiment, the frictional sliding surface becomes two surfaces with the same attractive force as in the first to fourth embodiments, so the generated armature torque T ′ is
T ′ = 2 μWr
= 2T
And twice the above.
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。 Therefore, the frictional force can be increased without increasing the size of the electromagnet.
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。
Next, in the sixth embodiment shown in FIG. 17, in the rotation transmission device shown in the fifth embodiment, a spiral groove as shown in FIG. 17A is formed on the sliding surface of the
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。 Of course, this groove can also be applied to the armatures of the first to fifth embodiments.
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)。
In the seventh embodiment shown in FIG. 18, the
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。
Since the
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。
When a current flows through the
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。
The eighth embodiment shown in FIG. 19 shows a rotation transmission device in which a
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。
The ninth embodiment shown in FIG. 20 shows a rotation transmission device in which a
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。
The tenth embodiment shown in FIG. 21 shows a rotation transmission device in which a viscous clutch 51a is provided between the
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。
The eleventh embodiment shown in FIG. 22 shows a rotation transmission device in which a viscous clutch 51a is provided between the
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。
In the twelfth embodiment shown in FIG. 23, a two-way clutch A having a
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。
The
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。
When the
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。
When the
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。 Since the operation of the twelfth embodiment when mounted on a vehicle is the same as that of the fifth embodiment, a description thereof will be omitted.
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。
As in the twelfth embodiment, the thirteenth embodiment shown in FIG. 24 employs a two-way clutch A having a
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。
The
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。
When the
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。
When the
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。 Since the action of the thirteenth embodiment when mounted on a vehicle is the same as that of the fifth embodiment, a description thereof will be omitted.
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。
In the above twelfth and thirteenth embodiments, the multi-plate clutch 51 shown in FIG. 20 and the viscous clutch 51a shown in FIG. 21 can be provided between the
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。
In addition, the rotation transmission device of each embodiment transmits the output from the transmission directly to the rear wheel propulsion shaft via the internal input shaft, and can branch the power to the front wheel propulsion shaft via the silent chain. It can be installed inside the 4WD car transfer. In the present invention, the
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
DESCRIPTION OF
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