JP4318411B2 - Two-way overrunning clutch mechanism - Google Patents
Two-way overrunning clutch mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP4318411B2 JP4318411B2 JP2001235042A JP2001235042A JP4318411B2 JP 4318411 B2 JP4318411 B2 JP 4318411B2 JP 2001235042 A JP2001235042 A JP 2001235042A JP 2001235042 A JP2001235042 A JP 2001235042A JP 4318411 B2 JP4318411 B2 JP 4318411B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clutch mechanism
- disk
- race
- case
- cage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【技術分野】
この発明は、自動車の差動機に用いるのに適した二方向オーバーランニングクラッチに関する。具体的には本発明は、選択的に自動車の差動機をロックさせることができる、ローラーとカム面を利用した2方向オーバーランニングクラッチ機構に関する。
【0002】
【背景技術】
差動機は、自動車の駆動輪に動力を伝達しつつ、両者が異なる速度で回転することを可能にする装置である。自動車の駆動車軸に動力を伝達するのに用いられる様々なタイプの差動機構が公知である。
【0003】
通常の差動機の場合、車両が曲がっている時は、動力はピニオンギアとリングギアを介してデフハウジングに伝達されるが、カーブの内側となる車輪と外側となる車輪は異なる円軌道を通るため、2本の車軸がそれぞれ連結されたサイドギアは、それと噛み合ったスパイダーギアが回転することによって、異なる速度で回転することになる。駆動輪と路面の間の摩擦が十分であれば、動力は差動機構を介して駆動輪に十分伝達される。しかし路面との摩擦が小さくなったり、全くなくなってしまうと、通常の差動機構は空転し始め、ほとんど駆動輪に動力が伝わらなくなる。たとえば駆動輪の一方のタイヤが凍結路面等の滑りやすい路面に乗り上げ、他方の駆動輪は乾いた路面上にあるような場合、低摩擦側の車輪だけが空転し、その結果動力がすべてこの空転している車輪に伝わってしまうということが起きる。この場合、乾いた路面上の車輪には動力が全く伝わっていないので、車両は前進あるいは後退することができなくなる。そこでこのような場合は、2本の車軸をロックさせる必要がある。
【0004】
標準的な差動機構の上記のような欠点をなくすための機構は、デフロックと呼ばれている。典型的なデフロック機構は、2本の駆動車軸をロックさせるための「ドッグ」クラッチあるいは軸方向ギアを備えている。しかしこのタイプのデフロック機構は車両の走行中に操作することはできない。走行中にギアの歯を噛み合わせると、ギアがひどく破損してしまいやすいためである。そこで走行中にも差動機構を瞬間的にロックさせることができるような装置が望まれている。
【0005】
差動機以外の駆動系の部品を選択的にロックするための、ローラーとカム面を有するクラッチ機構は公知である。たとえばNTN株式会社に譲渡されている米国特許No.927456(この引例を本願明細書の一部とみなす)に記載されている2方向オーバーランニングクラッチは、ローラーとカム面を用い、ローラーを押圧、保持する機構を備えている。またやはりNTN株式会社に譲渡されている米国特許No.5924510(この引例も本願明細書の一部を成すものとする)に記載されている回転伝達装置は、4輪駆動車のトランスファーに収容され、選択的に駆動力を伝達するクラッチ機構を備えている。
【0006】
このような装置を差動機に用いて、2本の車軸を車両の走行中に必要に応じてロックできるようにすることが望まれる。
【0007】
この発明の第1の目的は、米国特許No.5927456や5924510に開示されているような2方向オーバーランニングクラッチを、自動車の差動機に組み込んで、そのクラッチを作動させることによって、一方のサイドギアまたは駆動車軸を差動機のハウジングにロックさせることによって、2つの駆動輪が相対回転できないようにすることである。上記のクラッチは、車輪と路面の摩擦状態に応じて電磁トリガークラッチや、油圧あるいは空気圧装置等を用いて制御することができる。
【0008】
本発明のもう一つの目的は、自動車の走行中に状況に応じて瞬間的にロックさせることができる差動機構を提供することである。
【0009】
【発明の要約】
本発明のオーバーランニングクラッチ機構は、円筒形内周面を有し、軸線を中心に回転可能で、ケース端部材によって一端が閉じられている外レースと、隙間を介して前記円筒形内周面と対向する、前記円筒形内周面と同軸の外周面を有し、前記外レースに対して前記軸線を中心に相対的に回転自在の内レースとを備えている。前記外周面には複数の(平面状あるいは少し凹状の)カム面が形成されている。複数のローラーが前記外レースと内レースの間に、各ローラーが各カム面の中央部に位置する状態で組み込まれ、前記ローラーの径は、前記円筒形内周面と前記各カム面の中央部間の距離より小さく設定されている。前記ローラーは保持器によって、一斉に円周方向に移動するように保持され、前記保持器は、前記軸線を中心に、所定の範囲内で前記内レースに対して相対的に回転することができる。第1付勢部材が前記保持器に支持され、この第1付勢部材で前記保持器を円周方向に付勢することによって、前記ローラーが各カム面の中央部に保持されている。作動ディスクが、保持器に対してケース端部材に向かって多少軸方向に動けるように、保持器に接続されている。好ましい実施例では、この作動ディスクの外周縁に切り欠きが形成され、この切り欠きに、保持器の一端から軸方向に延びるタブを係合させることにより、前記作動ディスクは、保持器に対して軸方向には移動できるが、相対的に回転できないようにする。前記作動ディスクを前記保持器に向けて、前記ケース端部材から離れる方向に付勢する第2の付勢部材が、前記作動ディスクとケース端部材の前記内面の間に組み込まれている。
【0010】
さらにこのクラッチ機構は、前記第2付勢部材に抗して前記作動ディスクを前記ケース端部材に押しつけるためのアクチュエーターを備え、前記アクチュエーターを選択的に作動させて、作動ディスクをケース端部材に摩擦接触させることにより、前記外レースとケース端部材の回転を、前記作動ディスクと保持器に伝え、保持器を第1付勢部材に抗して回転させることによって、前記ローラーを前記カム面上で移動させ、前記内レースおよび外レース間に噛み込ませることによって、前記内レースと外レースが相対的に回転できないようにすることができる。
【0011】
【好ましい実施例】
以下の好ましい実施例の説明は、発明をこの実施例に限定することを意図したものではなく、当業者が本発明を実施できるようにするためのものである。
【0012】
図1−3において、本発明のオーバーランニングクラッチ機構全体を10で示す。クラッチ機構10は、円筒形内面14を有し、軸線16を中心に回転自在の外側レース12を有する。外側レース12の一端にはケースエンド18が形成されている。クラッチ機構10はさらに内側レース20を有する。内側レースは、外側レース12の円筒形内面14と同軸上に配置された外周面22を有する。内側レース20と外側レース12の間には、外側レース12の円筒形内面13と内側レース20の外周面22とによって隙間24が形成されている。内側レース20も軸線16を中心に回転する。外側レース12は、クラッチ機構10をデフハウジング28に取り付けるための、フランジ26等の手段を備えている。ローラー34と、内側レース20と、外側レース12の材質としては、鋼鉄が好ましい。ローラー34と、外側レース12の内周面14と、内側レース20の外周面22には、高接触ヘルツ応力が加わるので、上記内周面14と外周面22は焼き入れ後、研削するのが望ましい。
【0013】
内レース20の外周面22には、間隔をおいて複数のスロープ、すなわちカム面が形成されている。複数の転動体34が、それぞれが各カム面の中央部で支持された状態で、外レース12と内レース20の間にはまっている。転動体34の径は、円筒内面14と外周面22の各カム面の中央部間の隙間24より小さく、円筒内面14と各カム面の両端間の隙間より大きい値に設定されている。転動体34は、保持器36によって一斉に周方向に移動するように保持されている。保持器36は、内レース20に対して、所定の範囲で軸線16を中心に回転できるようになっている。また保持器36は、ケースエンド18の内面40に向かって軸方向に延びるタブ38を備えている。タブ38の末端はケースエンド18の内面40に隣接している。
【0014】
ローラーは、保持器36に取り付けた第一付勢部材81によって、各カム面の中央部に向けて付勢されている。作動ディスク46が保持器36とケースエンド18の内面40の間に設けられている。作動ディスク46は外周縁48と内周縁50を有し、外周縁48に切欠き54が形成されている。切欠き54には保持器のタブ38が嵌まっており、これにより作動ディスク46は保持器36に対して軸方向には移動できるが、回転はできないようになっている。第2付勢部材56が作動ディスク46とケースエンド18の内面40の間に設けられ、作動ディスク46を保持器36に向けて、ケースエンド18から離れる方向に付勢している。第2付勢部材56としては波形バネがよい。
【0015】
好ましい実施例における第1付勢部材は、保持器36に支持されると共に内レース20に係合し、各転動体34が各カム面の中央部に位置し、外レース12と内レース20が自由に相対回転できる位置に保持器36を保持するバネである。このバネは、半径方向内向きまたは外向きに延び、内レース20のハブ72に形成された小さい切り欠き(図示省略)に係合する複数の小さいタング(図示省略)を備えている。このバネの押圧力は正確に調整する必要がある。すなわちクラッチ機構10の係合が解除された状態で、保持器36と転動体34を中立位置に容易に動かせるだけの押圧力が第1付勢部材には要求されると共に、その押圧力は作動ディスク46がケースエンド18に押しつけられたときに両者の間に発生する摩擦力よりも大きくてはならない。さもないとクラッチ機構10を作動させることができないからである。
【0016】
図4に示すように、作動ディスク46の片面には、気温が低く、潤滑剤の粘度がクラッチの作動に悪影響を及ぼすほど高い時に、潤滑剤の流れをよくするための溝が形成されている。このような溝としては、半径方向の溝、円周方向の溝、左巻きと右巻きの渦巻から成る溝などが考えられる。渦巻状の溝は、部品が相対回転しているとき、粘度が高い潤滑剤をらせん状に流動させることによって、相対回転している部品の界面から押し出す役目をする。
【0017】
クラッチ機構10は、第2付勢部材56の力に抗して、作動ディスク46をケースエンド18に押しつけるためのアクチュエーター58を備えている。作動ディスク46は保持器36に対して軸方向に移動できるので、アクチュエーター58の吸引力が第2押圧部材56の力を上回ると、作動ディスク46はケースエンド18の内面40に向けて移動し、内面40に押しつけられる。作動ディスク46がケースエンド18の内面40に押しつけられると、両者の間の摩擦力によって、外レース12とケースエンド18の回転が作動ディスク46に伝わる。作動ディスク46には保持器のタブ38が係合しているため、外レース12とケースエンド18の回転は、作動ディスク46を介して保持器36に伝わる。
【0018】
こうして保持器36が内レース20に対して相対的に回転し始めると、転動体34はカム面の中央部から一方の端部に向かって動きだす。カム面の端部での隙間24の幅は転動体34の径より小さいため、転動体34がカム面中央部から一方の端部に向かって動きだすと、内レースの外周面22と、外レース12の内周面14の間に噛み込み、内レース20と外レース12はロックされ一体回転する。転動体34が内レース12と外レース20の間に噛み込んだ状態において、内レース20の各カム面と、外レース12の内周面14と転動体との接点における内周面14の接線が所定の角度を成すように、カム面は形成されている。転動体を外レース20の内周面14と内レース20の外周面22の間にしっかり噛み込ませるためには、上記角度は好ましくは約4°〜約10°とする。この角度が上記範囲を下回ると、転動体と内外レースとの接触ヘルツ応力が高くなりすぎて、転動体34が押しつぶされたり、内外レース12、20の周面にブリネル圧痕が発生しやすくなる。またこの角度が上記範囲を上回ると、外レース12の内周面14と内レース20の外周面22の間から抜け出してしまいやすくなる。カム面の形状と、カム面と転動体との相互作用については、共にNTN株式会社に譲渡されている米国特許No.5927456、5924510に詳しく記載されている。
【0019】
好ましい実施例におけるアクチュエーター58は、固定の車軸ハウジング(図示省略)の外面に取り付けられたハウジング62に収容された電磁コイル60である。ケースエンド18には、ケースエンド18を軸方向に貫通し、互いに円周方向に離れた複数の円周方向のスロット66が形成されている。電磁コイル60に通電すると、磁束が発生し、その磁束はスロット66から作動ディスク46を通過する。磁束が作動ディスク46を通過すると、作動ディスク46は、磁力によりケースエンド18の内面40の方に引っ張られる。そして電磁コイル60の磁力が第2付勢部材56の力を上回ると、作動ディスク46はケースエンド18の内面に向かって実際に動き始める。
【0020】
アクチュエーター58の形態としては電磁コイル60が好ましいが、別のタイプのアクチュエーターを用いることもできる。たとえば作動ディスク46を動かす手段として、電磁手段以外に、油圧手段、空気圧手段等を用いてもよい。本発明のアクチュエーター58は、駆動機構の固定の車軸ハウジングに直接取り付けることができるので、本発明の差動機は既存の車軸支持部に装着することができる。このため交換の費用を抑えることができる。
【0021】
アクチュエーター58の通電を切ると、作動ディスク46を吸引する力がなくなるため、作動ディスク46は第2付勢部材56によって、ケースエンド18の内面から引き離され、両者の間の摩擦はなくなるので、作動ディスク46にはもはや回転力は伝わらなくなる。こうして保持器36とローラー34を中立位置から引き離す回転力がなくなるため、第1付勢部材81によって、保持器36は中立位置に戻り、ローラー34はカム面の中央部の位置に戻り、クラッチ機構10の係合が解除され、外レース12は内レース20に対して再び相対回転できるようになる。
【0022】
好ましい実施例の作動ディスク46には内周縁50に沿って、ケースエンド18の内面と対向する環状の段部82が設けられている。この段部によって形成される凹部に第2付勢部材56が挿入されており、作動ディスク46がケースエンド18の内面40に押しつけられた状態で、第2付勢部材は圧縮されて上記凹部に完全に納まるようになっている。第2付勢部材56としては、作動ディスク46の環状段部82に挿入され、電磁コイル60の磁力が第2付勢部材56の力を上回ると圧縮されて環状段部82内に完全に納まる波形バネが好ましい。
【0023】
電磁コイル60のハウジング62は、固定の車軸支持部に取り付け、ケースエンド18には軸受68を介して連結するのがよい。軸受68としては、玉軸受、ころ軸受、ジャーナル軸受などを用いることができる。軸受68を介することによって、電磁コイル60とハウジング62は、車軸ハウジングに固定することができる。電磁コイル60は静止しているため、その配線は、回転体に対する電気配線に比べ単純なもので済む。図示の軸受に代えて、ジャーナル軸受等の他の種類の軸受を用いてもよい。ハウジング62とケースエンド18の外面の相対的な回転を許容するものであれば何でもよい。
【0024】
図4、5に示すように、好ましい実施例では、作動ディスク46の内周50に沿って複数の切り欠き70が形成されている。また内レース20は外周面22に隣接してハブ72を有し、ハブ72には半径方向外方および軸方向外方に延びる段部74が形成されている。段部74はケースエンド18の内面40に向かって軸方向に延び、段部74とケースエンド18の内面40の間に隙間76が形成されている。作動ディスク46は、作動ディスク46が保持器36に押しつけられた状態で、内周縁が上記隙間76内に位置し、段部74が切り欠き70に係合するように高さ寸法が設定されている。したがってこの状態では、段部74と切り欠き70の係合によって、作動ディスク46が内レース20のハブ72に対して相対回転できないため、作動ディスク46が回転して、クラッチ10がロックしては困るときにロックしてしまうのを確実に防ぐことができる。段部74と欠き70がない場合、たとえばクラッチ10内のオイルの粘度が高い状態で、外レース12の回転速度が上昇すると、アクチュエーター58によって作動ディスク46がケースエンド18の内面40に引きつけられていなくても、オイルの摩擦によって作動ディスクが回転してしまう可能性がある。しかし本発明では、ハブ72の段部74が作動ディスク46の切り欠き70に係合している間は、作動ディスク46は回転できず、したがってクラッチ10がロックすることはあり得ない。
【0025】
電磁コイル60に通電すると、作動ディスク46はケースエンド18に向かって動き始め、ケースエンド18の内面40に接触する直前に、作動ディスク46の内周縁に形成された切り欠き70から段部74が抜ける。このため作動ディスク46は、段部74とケースエンド18の内面40の間のスペース76内を自由に回転して、クラッチ10をロックできる状態になる。段部74は内レース20のハブ72に形成するのがよいが、内レース20のハブ72に押し嵌めしたリング78に形成してもよい。
【0026】
好ましい実施例においては、保持器のタブ38は保持器36に直接形成されているが。図2、3に示すように、保持器36と一体回転するように固着された作動スパイダー80に設けてもよい。第1付勢部材81は保持器36を内レース20に対して中立位置に保持する。作動スパイダー80から延びるタブ38は、作動ディスク46の外周縁48に形成された切り欠き54に係合している。
【0027】
このクラッチ機構は、自動車の差動機に用いて、2本の車軸をロックさせるのに用いることができる。図6、7に示すように、差動機は外周104に入力リングギア(図示省略)が形成されたハウジング102を有する。車両の駆動系からの回転運動が、リングギアを介してハウジング102に伝わる。ハウジング102の内部には、車両の2本の車軸(図示省略)にそれぞれ連結された第1および第2のサイドギア106、108が組み込まれている。2個以上のスパイダーギア110がハウジング102内で、第1および第2のサイドギア106、108と噛み合っている。
【0028】
車両が直進している時は、2本の車軸は同速度で回転するため、リングギアを介してハウジング102に伝わった動力によって、ハウジング102と車軸は同速度で回転する。このためサイドギア106、108とスパイダーギア110は相対的に回転しない。車両が曲がっているときは、車輪が異なる大きさの円軌道上を移動するため、2本の車軸の間に回転速度差が生じる。このためサイドギア106、108間にも回転速度差が生じるが、2本の車軸はスパイダーギア110を介して互いに連結されているため、トルクは各車軸の速度に比例して分配される。
【0029】
クラッチ機構10は、第1のサイドギア106を差動機のハウジング102にロックさせることによって、車軸をロックさせることができるように、ハウジング102内に組み込まれる。図7に示すように、第2のサイドギア108は、ハウジング102内の第2の端部114側に回転自在に組み込まれている。すなわち第2のサイドギア108は、ハウジング102に対して、軸方向には移動できないが、相対回転できる。クラッチ10の外レースは、ハウジング102の第1の端部112側に固着されている。
【0030】
図示のように、クラッチ機構10と差動機のハウジング102は、それぞれのフランジ116、117を機械的固定手段で固定することによって連結されている。しかし機械的固定手段を用いる代わりに、外レース12の外周面とハウジング102の第1端部112側の内周面122にそれぞれスプラインを形成して、クラッチ10をハウジング102の第1端部112側の内周122に圧入することによって、両者を固着してもよい。
【0031】
第1のサイドギア106は、クラッチ機構10の内レース20に固定されている。好ましい実施例では、内レース20の中心には孔124が形成され、第1のサイドギア106の外周126が内レース20の孔124に、圧入またはスプラインにより固定されている。あるいは第1サイドギア106に中心孔を形成し、この中心孔と内レース20の中心孔124の両方にスプラインを形成し、第1サイドギアに連結される第1の車軸の外周にもスプラインを形成し、これらのスプラインを噛み合わせることによって、この第1の車軸を介して第1サイドギアと内レースを連結すれば、内レース20と第1サイドギアの相対回転をより確実に防ぐことができる。上記どの実施例においても、第1サイドギア106と内レース20は互いに固着され、機能的に一体化されている。
【0032】
スパイダーギア110はハウジング102内に組み込まれ、第2の軸線128すなわちハウジング102に取り付けられたシャフト129の軸線を中心に回転する。第1および第2のサイドギア106、108は、前記第1の軸線に直交する、第1、第2の車軸の軸線に一致する第2の軸線を中心に回転する。各スパイダーギアは第1および第2サイドギア106、108の両方と噛み合っている。
【0033】
クラッチ機構10の係合が解除されている状態では、内レース20と外レース12は相対回転できるので、第1サイドギア106と第1車軸109もハウジング102に対して相対的に回転できる。車両が曲がっている時などは、両車軸間に回転速度差が生じるが、2本の車軸はスパイダーギア110を介して互いに連結されているため、トルクは各車軸の速度に比例して分配される。路面摩擦係数が低い場合(濡れた路面、雪道、凍結路等)は、駆動輪の一方が空転して、差動機の作用で他方の駆動輪にトルクが伝わらなくなることがある。このような状況に陥ると、車両は、そんなに急ではない上り坂を登攀するのが困難になる。
【0034】
このような場合、クラッチ10をロックさせると、第1の車軸、第1のサイドギア106、内レース20、外レース12、ハウジング102が互いに固着され、相対回転できなくなる。第1サイドギア106がハウジング102に固着しているため、第1サイドギア106と噛み合っているスパイダーギア110は第1の軸線128を中心に回転することはできない。このため、スパイダーギア110と噛み合っている第2のサイドギア108も、ハウジング102に対して相対的に回転できない。すなわち簡単に言うと、クラッチ機構10がロックすると、第1、第2のサイドギア106、108およびそれに連結された第1、第2の車軸は互いに固着され、第1、第2の車軸にはトルクが等しく伝わると共に、両者は相対回転ができなくなる。
【0035】
上では一つの好ましい実施例についてのみ説明したが、当業者なら、上記説明、添付の図面、クレームから、クレームで定める発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更、改良を行うことができるはずである。上記発明の説明で用いている用語は、明細書全体に照らして解釈すべきものであり、発明を限定することを意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオーバーランニングクラッチの斜視図
【図2】図1のオーバーランニングクラッチの断面側面図
【図3】図2のオーバーランニングクラッチの部分詳細図
【図4】オーバーランニングクラッチに用いる内レース、保持器、ローラー、作動ディスクから成る組立体の斜視図
【図5】図1の線5−5に沿った断面図
【図6】本発明のオーバーランニングクラッチを備えた差動機ハウジングの斜視図
【図7】図6の差動機ハウジングの断面側面図[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a two-way overrunning clutch suitable for use in an automobile differential. Specifically, the present invention relates to a two-way overrunning clutch mechanism using a roller and a cam surface that can selectively lock a differential of an automobile.
[0002]
[Background]
A differential is a device that allows both to rotate at different speeds while transmitting power to the drive wheels of an automobile. Various types of differential mechanisms are known which are used to transmit power to the drive axle of an automobile.
[0003]
In the case of a normal differential, when the vehicle is bent, power is transmitted to the differential housing via the pinion gear and the ring gear, but the inner wheel and the outer wheel follow different circular tracks. Therefore, the side gears to which the two axles are respectively connected rotate at different speeds as the spider gear engaged with the side gears rotates. If the friction between the driving wheel and the road surface is sufficient, the power is sufficiently transmitted to the driving wheel through the differential mechanism. However, if the friction with the road surface becomes small or disappears at all, the normal differential mechanism starts to idle, and almost no power is transmitted to the drive wheels. For example, if one tire of the drive wheel rides on a slippery road surface such as a frozen road surface and the other drive wheel is on a dry road surface, only the low friction side wheel will idle, and as a result all the power will be idle. It happens to be transmitted to the wheel that is running. In this case, since no power is transmitted to the wheels on the dry road surface, the vehicle cannot move forward or backward. In such a case, it is necessary to lock the two axles.
[0004]
A mechanism for eliminating the above-mentioned drawbacks of the standard differential mechanism is called a diff lock. A typical differential lock mechanism includes a “dog” clutch or axial gear for locking the two drive axles. However, this type of differential lock mechanism cannot be operated while the vehicle is running. This is because if the gear teeth are engaged during traveling, the gears are easily damaged. Therefore, a device that can instantaneously lock the differential mechanism while traveling is desired.
[0005]
A clutch mechanism having a roller and a cam surface for selectively locking parts of a drive system other than the differential is known. For example, a two-way overrunning clutch described in US Pat. No. 927456 (this reference is regarded as a part of the present specification) assigned to NTN Corporation uses a roller and a cam surface to press the roller. A holding mechanism is provided. The rotation transmission device described in US Pat. No. 5,924,510 (also referred to as a part of this specification), also assigned to NTN Corporation, is housed in a transfer of a four-wheel drive vehicle. A clutch mechanism for selectively transmitting the driving force is provided.
[0006]
It is desirable to use such a device in a differential machine so that the two axles can be locked as required while the vehicle is running.
[0007]
A first object of the present invention is to incorporate a two-way overrunning clutch as disclosed in U.S. Pat. Nos. 5,927,456 and 5,924,510 into a differential of an automobile and operate one of the side gears by operating the clutch. By locking the drive axle to the housing of the differential, the two drive wheels cannot be rotated relative to each other. The clutch can be controlled using an electromagnetic trigger clutch, a hydraulic or pneumatic device, or the like according to the friction state between the wheel and the road surface.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a differential mechanism that can be instantaneously locked in accordance with the situation while the automobile is running.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION
The overrunning clutch mechanism of the present invention has a cylindrical inner peripheral surface, is rotatable about an axis, and has an outer race whose one end is closed by a case end member, and the cylindrical inner peripheral surface through a gap. And an inner race that is coaxial with the cylindrical inner circumference and that is rotatable relative to the outer race about the axis. A plurality of (planar or slightly concave) cam surfaces are formed on the outer peripheral surface. A plurality of rollers are incorporated between the outer race and the inner race in a state where each roller is located at the center of each cam surface, and the diameter of the roller is the center of the cylindrical inner peripheral surface and each cam surface It is set smaller than the distance between the parts. The rollers are held by a cage so as to move simultaneously in the circumferential direction, and the cage can rotate relative to the inner race within a predetermined range about the axis. . A first urging member is supported by the cage, and the roller is held at the center of each cam surface by urging the cage in the circumferential direction by the first urging member. The working disk is connected to the cage so that it can move somewhat axially toward the case end member relative to the cage. In a preferred embodiment, a notch is formed in the outer peripheral edge of the working disk, and the working disk is attached to the retainer by engaging a tab extending in an axial direction from one end of the retainer. It can move in the axial direction, but it cannot be rotated relatively. A second urging member that urges the working disk toward the cage in a direction away from the case end member is incorporated between the working disk and the inner surface of the case end member.
[0010]
The clutch mechanism further includes an actuator for pressing the operating disk against the case end member against the second urging member, and selectively actuates the actuator to friction the operating disk against the case end member. By contacting, the rotation of the outer race and the case end member is transmitted to the operating disk and the cage, and the cage is rotated against the first urging member, thereby rotating the roller on the cam surface. By moving and interposing between the inner race and the outer race, the inner race and the outer race can be prevented from rotating relatively.
[0011]
[Preferred embodiment]
The following description of the preferred embodiment is not intended to limit the invention to this embodiment, but is intended to enable one of ordinary skill in the art to practice the invention.
[0012]
In FIG. 1-3, the whole overrunning clutch mechanism of this invention is shown by 10. The
[0013]
A plurality of slopes, that is, cam surfaces are formed on the outer
[0014]
The roller is urged toward the central portion of each cam surface by a first urging
[0015]
The first biasing member in the preferred embodiment is supported by the
[0016]
As shown in FIG. 4, a groove for improving the flow of the lubricant is formed on one surface of the working
[0017]
The
[0018]
When the
[0019]
The
[0020]
As the form of the
[0021]
When the
[0022]
The working
[0023]
The
[0024]
As shown in FIGS. 4 and 5, in the preferred embodiment, a plurality of
[0025]
When the
[0026]
In the preferred embodiment, the
[0027]
This clutch mechanism can be used to lock two axles by using it in a differential of an automobile. As shown in FIGS. 6 and 7, the differential has a
[0028]
Since the two axles rotate at the same speed when the vehicle is traveling straight, the
[0029]
The
[0030]
As shown in the figure, the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
When the
[0034]
In such a case, when the clutch 10 is locked, the first axle, the
[0035]
Although only one preferred embodiment has been described above, those skilled in the art will be able to make various changes and improvements from the above description, the accompanying drawings, and the claims without departing from the scope of the invention as defined by the claims. It is. The terms used in the above description of the invention should be interpreted in light of the entire specification, and are not intended to limit the invention.
[Brief description of the drawings]
1 is a perspective view of an overrunning clutch of the present invention. FIG. 2 is a sectional side view of the overrunning clutch of FIG. 1. FIG. 3 is a partial detail view of the overrunning clutch of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 1. FIG. 6 is a cross-sectional view of the differential housing with an overrunning clutch according to the present invention. FIG. 7 is a sectional side view of the differential housing of FIG.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US22388200P | 2000-08-08 | 2000-08-08 | |
US25838300P | 2000-12-27 | 2000-12-27 | |
US09/908402 | 2001-07-18 | ||
US60/258383 | 2001-07-18 | ||
US60/223882 | 2001-07-18 | ||
US09/908,402 US6595337B2 (en) | 2000-08-08 | 2001-07-18 | For two-way roller clutch assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002195299A JP2002195299A (en) | 2002-07-10 |
JP4318411B2 true JP4318411B2 (en) | 2009-08-26 |
Family
ID=27397280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001235042A Expired - Fee Related JP4318411B2 (en) | 2000-08-08 | 2001-08-02 | Two-way overrunning clutch mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4318411B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6755763B1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-06-29 | Ntn Corporation | Vehicle driveline system with electronically controlled roller clutch assembly |
US7350632B2 (en) * | 2005-04-27 | 2008-04-01 | Ntn Automotive Center | Mechanical clutch unit |
JP5732892B2 (en) * | 2011-02-16 | 2015-06-10 | 株式会社ジェイテクト | Electromagnetic engagement device |
-
2001
- 2001-08-02 JP JP2001235042A patent/JP4318411B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002195299A (en) | 2002-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4435547B2 (en) | Roller clutch mechanism | |
US9022195B2 (en) | Bi-directional overrunning clutch having split roll cage and drag mechanism | |
US8919513B2 (en) | Bi-directional overrunning clutch having split roll cage | |
US5971123A (en) | Bi-directional overrunning clutch | |
US6398686B1 (en) | Electronically controlled limited slip differential assembly | |
US9360059B2 (en) | Twin ratio differential with bi-directional overrunning clutch | |
EP2971830B1 (en) | Bi-directional overrunning clutch having split roll cage | |
US6595337B2 (en) | For two-way roller clutch assembly | |
US5884526A (en) | Actuator for transfer case | |
US20080006499A1 (en) | Selectable Mode Clutch | |
EP1628029B1 (en) | Electronic locking clutch with lock indication device | |
US6481548B2 (en) | Two-way clutch with limited slip feature | |
US11047464B2 (en) | Differential with bi-directional overrunning clutch | |
US10337570B2 (en) | Transaxle including bi-directional overrunning clutch | |
JP2007517732A (en) | Four-wheel drive system | |
EP1243814B1 (en) | Electromagnetically-Actuated limited slip differential | |
US5782328A (en) | Transfer case with selectively grounded member | |
JP4318411B2 (en) | Two-way overrunning clutch mechanism | |
JP2004533589A (en) | Ball arrangement structure in torque transmission device | |
JP4335990B2 (en) | 2-way differential clutch | |
JPH0117455Y2 (en) | ||
JPH0811569A (en) | Rotation transmitting device | |
JP2001012508A (en) | Coupling | |
JPH0720450U (en) | Clutch device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080407 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090106 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090223 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090313 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090512 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090526 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120605 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120605 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130605 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |