JP2886698B2 - 回転伝達装置 - Google Patents

回転伝達装置

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JP2886698B2
JP2886698B2 JP3028524A JP2852491A JP2886698B2 JP 2886698 B2 JP2886698 B2 JP 2886698B2 JP 3028524 A JP3028524 A JP 3028524A JP 2852491 A JP2852491 A JP 2852491A JP 2886698 B2 JP2886698 B2 JP 2886698B2
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/10Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action with self-actuated reversing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回転伝達装置に関
し、例えば、自動車の駆動軸と車輪の間において駆動ト
ルクの伝達と遮断の切換えに用いられる。
【0002】
【従来の技術及びその課題】自動車において、コーナー
の旋回中は前輪の回転半径が後輪の回転半径より大きく
なるため、前後輪を直結した状態でタイトコーナーを旋
回すると、速く回ろうとする前輪がスリップして、あた
かもブレーキングをかけたような現象が生じる。
【0003】このようなブレーキング現象のため、従来
の4輪駆動車においては、タイトコーナーや市街地走行
等で運転者が前後輪間の連結を切り放し、走行状態に応
じて2輪駆動と4輪駆動を使い分ける必要があり、切換
えの操作に手間がかかる不具合を有していた。
【0004】これに対して、図6に示すように、エンジ
ンのトランスファーBから分岐した駆動軸Cと、前輪車
輪Dに設けたフロントディファレンシャルEの間に、ビ
スカスカップリングから成る回転伝達装置Aを介在し、
ビスカスカップリングにおける高粘性流体内部の抵抗に
より前後車輪の回転差を吸収して、フルタイムの4輪駆
動を実現したものが知られている。
【0005】しかし、高粘性流体の抵抗によって回転ト
ルクを伝達するビスカスカップリングは、抵抗発生時の
損失によりトルク伝達の効率が悪く、また、小さい回転
差ではせん断抵抗も小さいために、自動車の重量に対し
て十分に大きなトルクを伝達できない欠点がある。
【0006】また、伝達トルクを大きくするには、高粘
性流体をせん断するディスクの面積や数を増大させる必
要があるため、形状が大きくなって駆動系のコンパクト
が図れない問題があると共に、高粘性流体のせん断抵抗
が低回転時で大きくなるため、低速旋回時に引きづりト
ルクが生じ、タイトコーナーでのブレーキング現象が完
全に解消されない欠点もある。
【0007】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、駆動トルクの伝達
と遮断を機械的に切換えることにより効率的なトルク伝
達ができ、しかも、駆動力の伝達方向が一方向だけでそ
の逆方向の回転差を吸収することにより、自動車への適
用において完全フルタイムの4輪駆動を可能とする回転
伝達装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の回転伝達装置は、外輪の内部に入力軸を
回転自在に支持し、その外輪と入力軸の対向面に係合子
の係合面を形成し、その両係合面間に回動可能に設けた
保持器のポケットに、入力軸と保持器の正逆方向の相対
回転によって上記両係合面に係合する係合子と、その係
合子を係合しない位置に保持する弾性部材とを組み込
み、上記保持器を入力軸と同軸上に回転自在に配置した
制御軸に回転力が伝達可能に連結すると共に、制御軸と
入力軸とを歯車減速機構を介して連結し、かつ、制御軸
又は入力軸と歯車減速機構との連結部に回転方向すきま
を設けた構造としたものである。
【0009】
【作用】上記の構造において、歯車減速機構が入力軸の
回転に対して制御軸の回転を減速させるように設定する
と、減速される制御軸の回転が、入力軸に対して連結部
の回転方向すきまの分だけ遅れ、制御軸と連結する保持
器が入力軸に対し相対回転する。この保持器の動きによ
り、係合子は係合面と接触する係合作動位置に移動す
る。
【0010】この状態で、入力軸の回転が外輪より速く
なるような回転差が生じると、係合子が即座に係合面に
係合して、外輪を入力軸と一体に回転させる。
【0011】逆に、外輪の回転が入力軸の回転よりも速
くなると、外輪は係合子に対してオーバーランニングす
るため、係合子は係合せず、外輪と入力軸は切離された
状態で回転する。したがって、駆動力の伝達方向は入力
軸から外輪の向かう方向だけであり、外輪から入力軸に
向かう回転は遮断される。
【0012】なお、入力軸側を減速して入力軸と制御軸
に速度差を生じさせても、上記と同じ作用が得られる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0014】図1に示すように外輪1の内部には、入力
軸2の一端が挿入され、その両者間に組み込んだ2個の
軸受3、3により、入力軸2が回転自在に支持されてい
る。
【0015】外輪1の内径面と、それに対向する入力軸
2の外径面には、それぞれ円筒形の係合面4、5が形成
され、その両係合面4、5間に、回動可能な大径の制御
用保持器6と、入力軸2にピン止めされる小径の固定保
持器7が組み込まれている。
【0016】上記の両保持器6、7の周面には、対向し
て複数のポケット8、8が形成され、その各ポケット
8、8内に、係合子としてのスプラグ9と、弾性部材1
0が組み込まれている。このスプラグ9は、外径側と内
径側がスプラグの中央線上に曲率中心をもつ弧状面11
で形成され、左右の両方向に所定角度傾くと、係合面
4、5間に係合して外輪1と入力軸2を一体化する。ま
た、各スプラグ9は、通常時、制御用保持器6に支持さ
れた弾性部材10により両側面が押圧され、弧状面11
が係合面4、5に係合しない中立の状態に保持されてい
る。
【0017】一方、入力軸の先端部には、圧力嵌合する
スプライン16を介して取付け孔18を備えた入力用フ
ランジ部材17が一体に固定され、入力軸2の内部に
は、入力軸の中心軸上に配置された制御軸12が一対の
軸受13、13を介して回転自在に支持されている。こ
の制御軸12の中央部には、入力軸2のピン孔14に円
周方向すきまをもって挿入された連結ピン15により制
御用保持器6が一体固定されている。
【0018】また、制御軸12の先端部には、入力軸2
のピン孔20に回転方向すきま22をもって挿通する連
結ピン21が固定されており、その連結ピン21の先端
と入力用フランジ部材17との間に歯車減速機構23が
設けられている。
【0019】この歯車減速機構23は、入力用フランジ
部材17に固定される太陽歯車24と、その太陽歯車2
4に並列に配置され、太陽歯車24とフランジ部材17
に対して回転自在に取付けられる転位歯車25と、外部
の固定部材27に形成された固定歯車28と上記太陽歯
車24及び転位歯車25に噛み合う複数の遊星歯車26
とから成り、転位歯車25の歯数は太陽歯車24に対し
て数歯程度多く設定されている。
【0020】また、転位歯車25の側面に弾性部材29
を介して、上記連結ピン21と一体に連結した回転部材
30がすべり接触している。なお、31、31’は、歯
車を案内するための側板である。
【0021】上記の歯車減速機構23においては、入力
用フランジ部材17と一体で太陽歯車24が回転する
と、遊星歯車26を介して転位歯車25が回されるが、
転位歯車25は太陽歯車24より歯数が多いため、その
分だけ太陽歯車24に対して遅く回転する。この回転遅
れが連結ピン21を介して制御軸12に伝わり、制御軸
12を入力軸2に対して減速させる。
【0022】また、入力用フランジ部材17に設けたピ
ン孔19と連結ピン21の間にできる円周方向のすきま
32は、上述した入力軸2のピン孔20と連結ピン21
の間の回転方向すきま22よりも大きく設定されてお
り、その回転方向すきま22は、スプラグ9が中立位置
から係合面4、5に弾性部材10を介して接触するまで
の距離よりも大きく設定されている。
【0023】上記の構造で成る実施例の回転伝達装置に
おいては、入力軸2が一方向に回転すると、歯車減速機
構23により減速された制御軸12の回転が遅れ、制御
用保持器6は回転方向すきま22の分だけ入力軸2及び
固定保持器7に対して相対回転する。この両保持器6、
7の相対移動により、図3に示すようにスプラグ9が入
力軸2の回転方向(矢印)に対して反対方向に傾き、係
合面4、5に接触して係合作動状態になる。
【0024】その場合、制御用保持器6に取付けた弾性
部材10がスプラグ9を押圧状態で保持しているため、
連結ピン21とピン孔20が接触する前に全スプラグ9
を係合状態にスタンバイさせることができる。
【0025】この状態で、入力軸2と外輪1との間に入
力軸が速くなるような回転差が生じると、係合作動状態
にあるスプラグ9が即座に係合面4、5に係合し、外輪
1と入力軸2を一体に回転させる。
【0026】逆に、外輪1が入力軸2よりも速く回転す
ると、外輪1がオーバーランニングし、スプラグ9は外
輪により係合から外れる方向の接触を受ける。このた
め、スプラグ9と係合面4、5が係合せず、外輪1と入
力軸2は切り離された状態で回り続ける。
【0027】このように駆動力の伝達方向は、入力軸2
から外輪1へ向かう一方向だけとなり、外輪1から入力
軸2に向かう回転トルクは遮断される。
【0028】一方、上記の状態から入力軸2が逆方向に
回転すると、保持器6は入力軸とは逆向きに相対回転
し、スプラグ9が傾いて係合作動状態になる。すなわ
ち、入力軸2の回転方向によってスプラグ9の傾きが変
化して係合作動状態に待機するため、正逆の両方向にお
いて全く同様に回転トルクの伝達と遮断を行なうことが
できる。
【0029】上記の実施例の回転伝達装置Aを、図6に
示すような後輪Fが駆動車輪となる4輪駆動車に装着す
るには、トランスファーBから分かれた駆動軸Cに入力
軸2を連結し、前輪車軸D上のフロントディファレンシ
ャルEに向かう軸に外輪1を連結する。
【0030】上記の構造において、通常の直進時は、後
輪Fによる2輪駆動で前輪Gは後輪に共回りしており、
入力軸2と外輪1の間に回転差が生じないため、スプラ
グ9は係合せず、入力軸と外輪は切離されて回転する。
【0031】いま、後輪がスリップして車速が落ちる
と、減速する前輪よりも駆動軸Cの回転が上回るため、
入力軸2の回転が外輪1よりも速くなる。このため、回
転伝達装置Aにおいてスプラグ9が係合面4、5に係合
し、駆動軸Cのトルクが前輪車軸Dに伝わり、4輪駆動
状態に切換わる。
【0032】一方、タイトコーナーの旋回中に4輪駆動
状態に切換わった場合、後輪より速く回ろうとする前輪
の動きによって外輪1が入力軸2より速く回転しようと
するが、この状態では、外輪1がオーバーランニングす
るため、スプラグ9は係合面4、5に係合しない。この
ため、後輪の動きにより前車輪の動きが規制されること
がなく、ブレーキング現象が生じない。
【0033】このように、上記の構造では、走行中駆動
輪である後輪がスリップすると自動的に4輪駆動に切換
わり、タイトコーナーの旋回中などにおいて前輪の回転
が後輪より速くなると、外輪のオーバーランニングによ
って前後輪の回転差が吸収されるため、スムーズで安定
した走行を行なうことができる。
【0034】なお、上記の実施例で示した歯車減速機構
は一例であり、歯車を用いて入力軸と制御軸の間に回転
差を生じさせる機能があれば、任意の歯車機構を用いる
ことができる。
【0035】
【効果】以上のように、この発明の回転伝達装置は、係
合子を入力軸と外輪の間に係合させて機械的に駆動トル
クの伝達を切換えるので、効率の良いトルク伝達が行な
うことができ、入力側と出力側の間で正確なトルク伝達
ができる。
【0036】また、入力軸と制御軸の間に回転の速度差
を生じさせ、常に係合子を係合作動状態におくので、入
力側と出力側にわずかでも回転差が生じると、即座に係
合子が係合し、高粘性流体を利用するビスカスカップリ
ングのように大きな相対すべりを必要としないため、応
答性の良い回転の切換えが行なえる。
【0037】さらに、出力側の回転が入力側を上回った
場合、外輪がオーバーランニングすることによってその
回転の伝達を遮断することができ、駆動トルクの伝達方
向を一方向だけに制御することができる。
【0038】したがって、この発明の回転伝達装置を自
動車の駆動部に用いれば、4輪直結状態でタイトコーナ
ーを旋回してもブレーキング現象を引き起こすことがな
く、2輪駆動と4輪駆動を自動的に行なうことが可能と
なり、フルタイムで直結型の4輪駆動を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の縦断正面図
【図2】図1のII−II線に沿った断面図
【図3】図2の要部拡大断面図
【図4】図1のIV−IV線に沿った断面図
【図5】図1のV−V線に沿った断面図
【図6】自動車への回転伝達装置の装着例を示す図
【符号の説明】
1 外輪 2 入力軸 4、5 係合面 6、7 保持器 8 ポケット 9 スプラグ 10 弾性部材 12 制御軸 22 回転方向すき間 23 歯車減速機構 A 回転伝達装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−74922(JP,A) 特開 平1−199026(JP,A) 特開 昭60−241532(JP,A) 特公 昭43−11603(JP,B1) 特公 昭34−9211(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16D 41/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外輪の内部に入力軸を回転自在に支持
    し、その外輪と入力軸の対向面に係合子の係合面を形成
    し、その両係合面間に回動可能に設けた保持器のポケッ
    トに、入力軸と保持器の正逆方向の相対回転によって上
    記両係合面に係合する係合子と、その係合子を係合しな
    い位置に保持する弾性部材とを組み込み、上記保持器を
    入力軸と同軸上に回転自在に配置した制御軸に連結する
    と共に、制御軸と入力軸とを歯車減速機構を介して連結
    し、かつその制御軸又は入力軸と歯車減速機構との連結
    部に回転方向すき間を設けた回転伝達装置。
JP3028524A 1991-01-30 1991-02-22 回転伝達装置 Expired - Fee Related JP2886698B2 (ja)

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DE69129494T DE69129494T2 (de) 1991-01-30 1991-12-11 Einrichtung zur übertragung einer drehbewegung
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