JP2886699B2

JP2886699B2 - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP2886699B2
Application number: JP3028655A
Authority: JP
Inventors: 健一郎伊藤; 博海野尻; 健郎安達
Original assignee: ENU TEI ENU KK
Current assignee: ENU TEI ENU KK
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1999-04-26
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JPH04266623A

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１１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
差ではせん断抵抗が小さいため、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、上記保持器と入力軸を、入力軸と同軸上に回転自在
に配置した制御軸により回転力が伝達可能に連結すると
共に、その制御軸と入力軸の連結部には回転方向すきま
を設け、かつ、制御軸又は入力軸の一方と固定部材とを
差動軸受で連結し、その差動軸受に、入力軸又は制御軸
の支持部の回転抵抗により大きな回転抵抗を付与した構
造としたものである。

【０００９】

【作用】上記の構造において、制御軸に差動軸受を連結
し、入力軸を回転させると、差動軸受の回転抵抗により
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、入力軸に差動軸受を連結して、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乃至図４は、第１の実施例を示す。図
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
体に固定されている。

【００１８】また、制御軸１２の先端部には、入力軸２
の先端側のピン孔１６に回転方向すきま１８をもって挿
通した連結ピン１７が固定され、その連結ピン１７の先
端に、差動軸受２０に圧入されたスリーブ１９が一体に
連結されている。この回転方向すきま１８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
接触する距離以上の大きさに設定されている。

【００１９】上記差動軸受２０は、単列の深みぞ玉軸受
が用いられ、内輪２１が上記スリーブ１９に嵌合し、外
輪２２が外部の固定部材（図示略）に連結する固定用腕
２３に嵌合されている。この差動軸受２０は、外輪を固
定用腕２３に圧入することにより軸受の半径方向すきま
を負とし、転がり時の回転抵抗が大きくなるように形成
されており、この回転抵抗は、入力軸２を支持する軸受
３、３の回転抵抗より大きく設定され、連結ピン１７と
連結する制御軸１２に入力軸２の回転より遅くなるよう
なブレーキ力を与えている。

【００２０】また、入力軸２の先端には、圧入嵌合する
スプライン２４を介して、駆動軸に対する取付孔２５を
備えた入力用フランジ部材２６が一体に固定されてい
る。このフランジ部材２６に設けたピン孔２７と連結ピ
ン１７の間にできる円周方向のすきま２８は、上述した
入力軸２のピン孔１６と連結ピン１７の間の回転方向す
きま１８よりも大きく設定されている。

【００２１】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、差動軸受２
０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１８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４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。

【００２２】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１７とピン孔１６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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】このように駆動力の伝達方向は、入力軸２
から外輪１への一方向だけとなり、外輪１から入力軸２
に向かう回転トルクは遮断される。

【００２６】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。

【００２７】上記の実施例の回転伝達装置Ａを、図１１
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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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５、６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。

【００３１】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。

【００３２】図５は、第２の実施例を示している。この
例では、差動軸受３１を、並列配置した２個の転がり軸
受３２、３３で形成し、その転がり軸受３２、３３にス
ラスト押圧板３４により軸方向の予圧を加えて、必要な
回転抵抗を与えている。

【００３３】このように複数の転がり軸受を利用するこ
とにより、１個の軸受で回転抵抗を与える場合に比べ、
各軸受に加わる抵抗を小さくでき、より高速回転での使
用が可能になる。なお、他の構造は、第１の実施例と同
様であり、同じ部品には同一の符号を付して説明を省略
する。

【００３４】図６は、第３の実施例を示す。この例で
は、差動軸受４１を１個のラジアル軸受とし、その内輪
４２を入力用フランジ部材２６に取付け、外輪４３を固
定用腕４４に固定している。また、内外輪４２、４３間
に組み込んだボール４５の保持器４６と、連結ピン１７
と一体に連結した回転部材４７とを滑り材４８を介して
すべり接触させている。

【００３５】さらに、差動軸受４１は、半径方向すきま
をゼロ近くに設定し、内部にトラクショングリース等の
高粘性の潤滑剤を封入して、ボール４５と保持器４６の
滑りをなくしている。

【００３６】上記の構造では、差動軸受４１の外輪４３
が固定のため、内輪４２に比べて保持器４６の回転は約
１／2.５に低下する。このため、保持器４６からすべり
接触する回転部材４７に、入力用フランジ部材２６に対
して回転遅れとなるような減速力が加わり、制御軸１２
の回転を入力軸２に比べて遅れさせる。

【００３７】図７は、第４の実施例を示している。この
例においては、差動軸受５１を、軌道径の異なる２個の
転がり軸受５２、５３で形成し、その両者のボール５４
の保持器５５を一体に形成して両軸受５２、５３を結合
している。

【００３８】また、小径側の軸受５２の内輪５２ａを入
力用フランジ部材２６に固定し、大径側の軸受２５の内
輪５３ａをフランジ部材２６に対して回転自在とし、そ
の内輪５３ａの側面に、弾性部材５６を介して連結ピン
１７に連結した回転部材５７をすべり接触させている。

【００３９】また、上記の第３の実施例と同様に、各転
がり軸受５２、５３は半径方向すきまをゼロ以下に設定
し、内部にトラクショングリース等を封入してボール５
４の保持器５５に対する滑り回転を防止している。

【００４０】上記の構造では、入力用フランジ部材２６
が回転すると、保持器５５を介して大径側の軸受５３に
回転が伝えられるが、軌道径の差によって小径側軸受５
２の内輪５２ａに比べて大径側軸受５３の内輪５３ａの
回転は遅くなる。この回転の遅れが、弾性部材５６の押
付け力を介して連結ピン１７に伝えられ、制御軸１２を
入力軸２に対して遅れさせる。

【００４１】図８は、第５の実施例を示しており、この
例では、固定用腕６２に設けた空所６３に、軌道径の異
なる２個の転がり軸受６４、６５を、それぞれ内輪と外
輪を一体に連結して多層状に組み込んでいる。

【００４２】また、小径側の軸受６４の保持器６６を入
力用フランジ部材２６に固定し、大径側の軸受６４の保
持器６７に、連結ピン１７に連結した回転部材６８をす
べり接触させている。この回転部材６８は弾性力を備
え、保持器６７に対して圧着された状態にあり、すべり
による保持器６７との速度差を小さくしている。

【００４３】なお、６９は、固定用腕６２と入力用フラ
ンジ部材２６を位置決めするための軸受である。

【００４４】上記の構造で成る差動軸受６１において
は、入力用フランジ部材２６が小径側軸受６４の保持器
６６を回転させると、軌道径の差により、大径側軸受６
５の保持器６７の回転が上記保持器６６に比べて遅れる
ため、その回転遅れが回転部材６８と連結ピン１７を介
して制御軸１２に伝えられる。

【００４５】なお、上記の第４及び第５の実施例におい
て、３個以上の転がり軸受を利用して差動軸受を構成す
るようにしてもよい。

【００４６】図９及び図１０は、第６の実施例を示し、
この例では、入力軸側に差動軸受を連結している。すな
わち、制御軸７１は、一方の端部がナット７２のねじ込
みにより入力用フランジ部材７３に一体に固定され、他
方の端部が軸受７４によって入力軸７５に回転自在に支
持されている。

【００４７】また、入力用フランジ部材７３と入力軸７
５が、回転方向にすきまをもったスプライン７６を介し
て連結され、入力軸７５の外周面に、差動軸受７７が嵌
合している。この差動軸受７７は、第１の実施例と同様
に固定用腕７８に外輪を強制圧入して、予圧により制御
軸７１の支持部の抵抗よりも大きな回転抵抗を得たもの
で、その抵抗により入力軸７５に減速力を与えている。

【００４８】さらに、制御軸７１の中央部と連結ピン１
５を介して連結する制御用保持器７９は、スプラグ９の
内径側に配置され、入力軸７５に固定される固定保持器
８０がスプラグ９の外径側に配置されている。

【００４９】上記の構造では、入力用フランジ部材７３
が回転すると、制御軸７１は一体で回転するが、差動軸
受７７で減速される入力軸７５は、スプライン７６の回
転すきまの分だけ回転が遅れる。これにより、制御用保
持器７９と固定保持器８０は相対回転するが、制御用保
持器７９が内径側にあるため、スプラグ９は入力軸７５
の回転方向とは反対方向に傾き、係合作動状態に移行す
る。

【００５０】なお、上述した各実施例では、係合子とし
てスプラグを用いた例を示したが、ローラを用いるよう
にしてもよい。

【００５１】

【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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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】第１の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１のIII −III 線に沿った断面図

【図４】図２の要部拡大断面図

【図５】第２の実施例の縦断正面図

【図６】第３の実施例の縦断正面図

【図７】第４の実施例の縦断正面図

【図８】第５の実施例の縦断正面図

【図９】第６の実施例の縦断正面図

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図

【図１１】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、７５入力軸４、５係合面６、７９制御用保持器７、８０固定保持器８ポケット９スプラグ１０弾性部材１２、７１制御軸１８回転方向すき間２０、３１、４１、５１、６１、７７差動軸受４６、５５、６６、６７保持器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) 特開昭60−241532（ＪＰ，Ａ) 特開平１−199026（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

(57)【特許請求の範囲】

【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、上記保持器と
入力軸を、入力軸と同軸上に回転自在に配置した制御軸
により回転力が伝達可能に連結すると共に、その制御軸
と入力軸の連結部には回転方向すきまを設け、かつ、制
御軸又は入力軸の一方と固定部材とを差動軸受で連結
し、その差動軸受に、入力軸又は制御軸の支持部の回転
抵抗により大きな回転抵抗を付与した回転伝達装置。
【請求項２】差動軸受が、軌道径の異なる複数の転が
り軸受を備え、各転がり軸受の転動体の保持器を回転抵
抗の取出し部材とした請求項１に記載の回転伝達装置。