JP3213634B2 - 回転伝達装置 - Google Patents

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、車両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。

【０００２】

【従来の技術】車両の前輪と後輪に対する駆動力を機械
式クラッチによって切換え、低速時から大きな駆動力を
車輪に効率よく伝達できるようにした回転伝達装置を、
本出願人は特願平３−２７５７１５号により提案してい
る。

【０００３】この装置は、図１３に示すように回転自在
に支持された外輪７１と内方部材７２の間に、回転可能
な第一保持器７３と、内方部材７２に固定する第二保持
器７４を設け、その両保持器７３、７４に設けたポケッ
トに、外輪７１と内方部材７２の相対回転により係合す
るスプラグ７５を組込んでいる。

【０００４】また、第一保持器７３に、内方部材７２の
ピン孔７６に回転方向すき間をもって挿通するピン７７
を連結し、そのピン７７に、作動軸７８とピン７９を介
して、回転抵抗の大きい転がり軸受８１を用いた回転抵
抗付与手段８０を連結している。

【０００５】さらに、上記転がり軸受８１と固定部材に
連結する支持ケース８２との間に、一方向クラッチ８３
を組込み、作動軸７８と内方部材７２との間に、上記一
方向クラッチ８３が切り離される回転方向とは逆方向の
回転力を第一保持器７３に与える捩りバネ８４を取付け
ている。

【０００６】上記の構造では、回転抵抗発生手段８０又
は捩りバネ８４の回転抵抗によって第一保持器７３が減
速し、図１４に示すように第一保持器７３と第二保持器
７４が相対回転してスプラグ７５を外輪７１と内方部材
７２に係合する位置まで傾かせ、トルクの伝達と遮断を
行なう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記提案の
装置においては、トルクを伝達する係合子として図１３
に示すような正逆方向に係合するスプラグ７５を使用
し、そのスプラグ７５を径の異なる２つの保持器７３、
７４を用いて外輪７１又は内方部材７２の回転方向に傾
かせているが、このような構造では、両保持器７３、７
４にそれぞれスプラグ７５を貫通するためのポケット８
５、８６を必要とし、しかも、その各ポケット８５、８
６の形状には、スプラグ７５を適切な角度に傾斜させる
上で円周方向のピッチや、位相、幅寸法等に高い精度が
要求されるために、加工コストが割高になり、部品の組
立てに手間がかかりやすい不具合がある。

【０００８】また、スプラグ７５の形状が複雑なため
に、その製造上のコストが割高になる問題もある。

【０００９】そこで、この発明は、正逆方向の回転に対
して駆動力を損失なく伝達する機械式クラッチの機能と
共に、構造の簡略化と製造コストの低減を実現した回転
伝達装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【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形
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各カム面の間に
係合するローラを組込み、上記保持器と外輪又は内方部
材とを回転方向すき間を介して共回り可能に連結し、上
記保持器とそれが連結する外輪又は内方部材との間に回
転差を生じさせる回転抵抗発生手段を設け、保持器が連
結する外輪又は内方部材の一方向の回転に対して保持器
と回転抵抗発生手段との連結を切り離す一方向クラッチ
を設け、上記回転抵抗発生手段は、ハウジングに設けら
れた摩擦パッドと上記一方向クラッチの擦り合わせ面を
皿バネで圧着させてなり、上記保持器に、一方向クラッ
チが切り離し作動する回転方向とは逆方向に保持器を付
勢する弾性部材を連結し、保持器に対して弾性部材によ
る回転抵抗を上記回転抵抗発生手段の回転抵抗よりも小
さく設定したのである。

【００１１】

【作用】上記の構造において、外輪又は内方部材の一方
向の回転に対しては、一方向クラッチにより保持器と回
転抵抗付与手段の連結を切り離し、弾性部材の付勢によ
って保持器と外輪又は内方部材とを周方向に相対移動さ
せ、ローラを円筒面とカム面の間で係合作動状態にす
る。また、上記とは逆方向の回転に対しては、一方向ク
ラッチがロックし、回転抵抗付手段の抵抗によって保持
器の位相を切り換え、ローラを係合作動状態にする。

【００１２】上記の構造では、係合子を形状の単純なロ
ーラとし、それを作動させる保持器が単数で済むため
に、構造の簡略化と製造コストの低減を図ることができ
る。また、ローラは円筒面とカム面間の係合位置に向か
って単に回転移動すればよいので、保持器のポケットに
高精度な位相や幅寸法が必要とならない。

【００１３】

【実施例】図１乃至図５は、この発明の第１の実施例を
示している。図に示すように、外輪１の内部には、軸受
３、４を介して内方部材２が回転自在に嵌合され、その
内方部材２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。

【００１４】外輪１の内径面には円筒面６が形成され、
それに対向する内方部材２の外径面に、所定の間隔をお
いて複数の平坦なカム面７が形成されている。その各カ
ム面７は、外輪１の円筒面６との間で、円周方向の両側
が幅狭になる楔形空間を形成している。

【００１５】また、外輪１と内方部材２の間には、内方
部材２に嵌合案内される環状の保持器８が回動自在に設
けられ、その保持器８に、内方部材２の周壁のピン孔９
を挿通した起動ピン１０が連結されている。

【００１６】上記保持器８には、周方向にカム面７と同
じ数のポケット１１が形成され、その各ポケット１１
に、係合子としてのローラ１２と、バネ１３とが組込ま
れている。このローラ１２は、内方部材２の各カム面７
に対してそれぞれ１個ずつ組込まれており、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１と内方部材２を一体化する。ま
た、バネ１３は、ローラ１２とポケット１１の側壁との
間に組込まれ、ローラ１２を両側から押圧して円筒面６
とカム面７を係合しない中立位置に保持しようとする
が、保持器８が周方向に所定量移動すると、ローラ１２
の片側のバネだけがローラ１２に作用し、ローラを係合
面に押圧する。

【００１７】上記内方部材２の内部には、１８０度方向
に設けた２つの軸方向ピン孔１４、１４に連結ピン１
５、１５が挿通され、その各連結ピン１５、１５の一端
が、起動ピン１０に対して一方向の回転だけトルクを伝
達できるように接触している。

【００１８】又、この各連結ピン１５、１５の他端は、
後述する一方向クラッチ１８の内輪１９の端面孔２０に
圧入されている。

【００１９】また、内方部材２の奥側端部にはバネ座１
６が嵌合され、そのバネ座１６と内方部材２の内径面と
の間に捩りコイルバネ１７が組込まれている。この捩り
コイルバネ１７は、一端がバネ座１６に係止され、他端
が起動ピン１０に係止されており、そのバネにより起動
ピン１０を上記連結ピン１５、１５による回転方向とは
逆方向に回転させる付勢力を与えている。

【００２０】一方、上記連結ピン１５、１５に連結する
内輪１９は、一方向クラッチ１８を構成しており、その
一方向クラッチ１８に、クラッチ支持リング２１を介し
て回転抵抗付与手段２２が連結されている。

【００２１】この回転抵抗付与手段２２は、連結棒２３
を介して自動車の車体等に連結するハウジング２４を、
軸受により外輪と内方部材に回転自在に支持し、そのハ
ウジング２４の内径に圧入した摩擦パッド２５と、上記
クラッチ支持リング２１に設けたフランジ２６とを擦り
合せ、摩擦パッド２５と止め輪２７の間に皿バネ２８を
組込んで構成されている。この皿バネ２８のバネ力は、
摩擦パッド２５をフランジ２６に圧着させる方向に作用
し、その圧着により擦り合せ部２９に引きずりトルクを
生じさせるようになっており、この引きずりトルクによ
って、保持器８と共回りしようとする内輪１９に対して
その回転を遅れさせる抵抗を与えている。また、この擦
り合せ部２９で生じる回転抵抗力は、上述した捩りコイ
ルバネ１７により保持器８に加わる回転力よりも大きく
設定されている。

【００２２】上記一方向クラッチ１８は、図３に示すよ
うにクラッチ支持リング２１に圧入したカムリング３０
の内周に、周方向に一定間隔で複数の傾斜カム面３１を
形成し、そのカム面３１と内輪１９との間に、保持器３
２で保持される小ローラ３３と、その小ローラ３３をカ
ム面３１と内輪１９に押し付けるバネ３４とを組込んで
構成されている。

【００２３】上記の構造では、内方部材２と連結ピン１
５、１５の駆動により、一方向クラッチ１８の内輪１９
が図３の矢印(ロ) 方向に回転すると、一方向クラッチ１
８がロックして内輪１９とクラッチ支持リング２１が一
体化し、回転抵抗付与手段２２の擦り合せ部２９の引き
ずりトルクが連結ピン１５に加わる。このため、起動ピ
ン１０と保持器８には回転を押し止めるような力が加わ
り、保持器８を内方部材２の回転に対して減速させる。

【００２４】逆に、内方部材２と共に内輪１９が図の
(イ) 方向に回転すると、内輪１９に対する一方向クラッ
チ１８の係合が切れ、一方向クラッチ１８が空転する。
このため、回転抵抗付与手段２２の抵抗が連結ピン１
５、１５に伝わらないが、捩りコイルバネ１７が起動ピ
ン１０に上記(イ) 方向とは逆方向の回転力を与えている
ため、そのバネ力によって保持器８が内方部材２に対し
て減速される。

【００２５】また、図２に示すように、保持器８に連結
する起動ピン１０は、内方部材２周壁のピン孔９に対し
て回転方向すき間Ｘをもって遊嵌されているが、連結ピ
ン１５、１５と軸方向ピン孔１４、１４との間の円周方
向すき間Ｙは、連結ピン１５、１５によって起動ピン１
０がＸのすき間を充分に回転できるように設定される。
上記回転方向すき間Ｘは、保持器８の内方部材２に対す
る遅れ角を決めるもので、その大きさは、ローラ１２が
カム面７と円筒面６の中立位置から係合位置に接触する
までの距離よりも大きく設定されている。

【００２６】実施例の回転伝達装置Ａは、上記のような
構成でなり、図６に示す車両の駆動経路に装着するに
は、内方部材２の入力用リング５に、トランスファＣか
ら分岐する前輪推進軸Ｄを連結し、外輪１をフロントデ
フＥに連結する。

【００２７】また車両の前進走行時における内方部材２
の回転方向と、図３の矢印(イ) 方向（一方向クラッチ１
８が切れる方向）とが一致し、後退時における回転方向
と矢印(ロ) 方向（一方向クラッチ１８がロックする方
向）とが一致するよう設定する。

【００２８】この状態で、車両が前進走行すると、トラ
ンスファＣの駆動により内方部材２が回転を始めるが、
保持器８は起動ピン１０を介して、捩りコイルバネ１７
の付勢力によって起動ピン１０とピン孔９間の回転方向
すき間Ｘの分だけ内方部材２に遅れて回転を始める。そ
の後、連結ピン１５、１５が回転抵抗付与手段２２の皿
バネ２８を回転させようとするが、この回転方向では一
方向クラッチ１８が空転する状態にあるため、皿バネ２
８及びクラッチ支持リング２１は回転せず、支持ケース
２４との間で回転抵抗を発生しない。

【００２９】このため、捩りコイルバネ１７の作用によ
って保持器８は、図４に示すように、内方部材２よりも
遅れた位相に保持され、ローラ１２を係合作動状態にス
タンバイさせる。

【００３０】上記とは逆に、車両が後退する場合は、先
ず、内方部材２が回転を始めるが、これに対して、保持
器８は、捩りコイルバネ１７の付勢力によって内方部材
２と同時に回転しようとする。しかし、この回転方向
は、一方向クラッチ１８がロック状態となるため、支持
リング２１と皿バネ２８が共回りする。

【００３１】この場合、皿バネ２８による支持リング２
１と摩擦パッド２５との回転抵抗を捩りコイルバネ１７
による回転抵抗よりも大きく設定してあるので、図５に
示すように上記回転抵抗により保持器８は減速し、内方
部材２に対して回転が遅れ、ローラ１２を係合状態にす
る。その後は、皿バネ及び支持リングと摩擦パッドが回
転抵抗を発生しながら回転し、図５の状態を保持する。

【００３２】上記の作用を実際の車両の走行において考
えると、車両が正常な状態で前進又は後退方向に直進走
行している間は、外輪１と内方部材２が同速度で回転す
るため、ローラ１２は噛み合いのスタンバイ状態で維持
される。このため、内方部材２から外輪１に駆動力が伝
わらず、後輪だけの２輪走行になる。

【００３３】また、車両が旋回して舵角を持ち、前輪と
それに連結する外輪１が後輪よりも速く回転した場合
は、外輪１がローラ１２に対してオーバーランニングす
る。このため、ローラは係合せず、前輪と後輪が切離さ
れて回転し、タイトコーナブレーキングは生じない。

【００３４】一方、走行中、後輪がスリップすると、前
輪（外輪）に対して、トランスファＣに連結する内方部
材２の回転が上がるため、ローラ１２が円筒面６とカム
面７に係合し、外輪１と内方部材２が一体化される。こ
のため、前輪に駆動力が加わり、４駆状態に切換わる。

【００３５】図７及び図８は第２の実施例を示す。この
例では、上述した第１実施例の構造において各カム面７
と円筒面６の間に２個のローラ４１、４２を配置し、そ
の両ローラ４１、４２の間に、両ローラを離れる方向に
付勢するバネ４３を組込んでいる。

【００３６】上記の構造では、図８に示すように内方部
材２が矢印方向に回転すると、減速する保持器４４は、
一方のローラ４１を係合位置から切り離すと共に、バネ
４３を介して他方のローラ４２を付勢し、そのローラ４
２を係合位置に押し付ける。

【００３７】一方、図９乃至図１１は第３の実施例を示
している。この例では、上記第１の実施例とは異なり、
外輪を入力側に、内方部材を出力側にしたものであり、
図９に示すように外輪５１の端部に入力用フランジ５３
を取付け、内方部材５２の端部に出力用リング５４が取
付けている。

【００３８】外輪５１の内径面には、図１１に示すよう
に、多角形状をなす複数のカム面５５が形成され、それ
に対向する内方部材５２の外径面には円筒面５６が形成
されており、この円筒面５６とカム面５５の間に、環状
の保持器５７が組込まれている。この保持器５７は、外
輪５１に対して回動可能に嵌合されており、その周面に
設けたポケット５８に、正逆方向の回転でカム面５５と
円筒面５６に係合するローラ１２と、そのローラ１２を
中立位置に保持するバネ１３とが組込まれている。

【００３９】一方、保持器５７の後端部は、２層構造の
軸受５９により外輪５１及び内方部材５２の間に回転自
在に支持され、その延長部が一方向クラッチ１８の内輪
６０と一体になっており、この一方向クラッチ１８に回
転抵抗付与手段２２が連結されている。

【００４０】また、上記保持器５７の前端部には、１８
０度方向に対向して２ケ所の切欠き６１、６２が形成さ
れ、この切欠き６１、６２に、外輪５１の入力フランジ
５３に圧入した固定ピン６３、６４がそれぞれ嵌合され
ている。さらに、上記一方の切欠き６１の端壁と一方の
固定ピン６３の間には、Ｃ字形をしたリングバネ６５の
両端部がそれぞれ係止しており、そのリングバネ６５に
よって、上記一方向クラッチ１８が切り離し作動する回
転方向とは逆方向の回転力が保持器５７に与えられてい
る。

【００４１】また、リングバネ６５が係止しない他方の
固定ピン６４は、切欠き６２に対して回転方向すき間Ｘ
を介して遊嵌しており、この回転方向すき間Ｘの大きさ
は、上記ローラ１２が中立位置から係合位置に移動する
までの距離よりも大きく設定されている。

【００４２】上記のような第３実施例の回転伝達装置Ｂ
は、図６に示すような車両の駆動経路に装着する場合、
外輪５１の入力用フランジ５３を前輪推進軸Ｄを介して
トランスファＣに連結し、内方部材５２の出力用リング
５４をフロントデフＥに連結する（この場合、伝達装置
Ｂの向きは、図６に示す装置Ａとは逆になる。）。

【００４３】上記の構造では、外輪５１及び固定ピン６
３、６４を介して保持器５７及び一方向クラッチ１８の
内輪６０が一方向に回転すると、一方向クラッチ１８が
ロックし、回転抵抗付与手段２２の回転抵抗を保持器に
与え、保持器５７は外輪５１に対して減速される。

【００４４】逆に、外輪５１及び保持器５７が上記とは
逆方向に回転すると、一方向クラッチ１８の係合は切
れ、保持器５７と回転抵抗付与手段２２の連結が切れ
る。このとき、前記リングバネ６５は保持器５７に上記
方向とは逆方向に回転力を与え、その付勢力により上記
回転方向に対し、保持器５７を外輪５１に対して減速さ
せる。

【００４５】なお、上記の第３実施例の構造において、
図１２に示すように、各カム面５５と円筒面５６の間に
２個のローラ４１、４２とバネ４３とを組込み、各ロー
ラ４１、４２を交互にカム面５５と円筒面５６の間に係
合させるようにしてもよい。

【００４６】また、上記各実施例において、保持器と内
方部材又は外輪との間に回転差をつける回転抵抗付与手
段は、上述した皿バネと摩擦パッドを使用する構造の他
に、歯車を用いた減速機構などの他の任意の機構を利用
することができる。

【００４７】

【効果】以上のように、この発明は、係合子にローラを
使用し、そのローラを作動させる保持器を単数にすると
共に、保持器のポケットに対する高い加工精度を不要に
したので、構造の簡略化と製造コストの低減を図ること
ができ、機械式クラッチによって駆動トルクの伝達と遮
断を切換える回転伝達装置を低コストで提供できる効果
がある。また、回転抵抗発生装置として、皿バネと摩擦
パッドを使用する構造を採用したので、従来の技術（図
１３参照）のように転がり軸受の予圧により抵抗を発生
させるものに比べ、抵抗値の調整が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す縦断正面図

【図２】図１のII−II線に沿った断面図

【図３】同上の一方向クラッチを示す断面図

【図４】同上のローラの作動状態を示す断面図

【図５】図４の逆方向の作動状態を示す断面図

【図６】車両の駆動経路を模式的に示す図

【図７】第２実施例を示す断面図

【図８】同上の作動状態を示す断面図

【図９】第３実施例を示す縦断正面図

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図

【図１１】図９のXI−XI線に沿った断面図

【図１２】同上の他の実施例を示す断面図

【図１３】従来例を示す縦断正面図

【図１４】同上のスプラグの作動状態を示す断面図

【符号の説明】

１、５１ 外輪 ２、５２ 内方部材 ６、５６ 円筒面 ７、５５ カム面 ８、４４、５７ 保持器 １１、５８ ポケット １２、４１、４２ ローラ １３、４３ バネ １７ 捩りコイルバネ １８ 一方向クラッチ ２２ 回転抵抗付与手段 ６３、６４ 固定ピン ６５ リングバネ Ａ、Ｂ 回転伝達装置 Ｘ 回転方向すき間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−118358（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−14924（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−211731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−241532（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−113131（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−334（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−11133（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 41/00 - 47/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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形空
   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各カム面の間に係
   合するローラを組込み、上記保持器と外輪又は内方部材
   とを回転方向すき間を介して共回り可能に連結し、上記
   保持器とそれが連結する外輪又は内方部材との間に回転
   差を生じさせる回転抵抗発生手段を設け、保持器が連結
   する外輪又は内方部材の一方向の回転に対して保持器と
   回転抵抗発生手段との連結を切り離す一方向クラッチを
   設け、上記回転抵抗発生手段は、ハウジングに設けられ
   た摩擦パッドと上記一方向クラッチの擦り合わせ面を皿
   バネで圧着させてなり、上記保持器に、一方向クラッチ
   が切り離し作動する回転方向とは逆方向に保持器を付勢
   する弾性部材を連結し、上記保持器に対して弾性部材に
   よる回転抵抗を上記回転抵抗発生手段の回転抵抗よりも
   小さく設定した回転伝達装置。