JPH0434102Y2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0434102Y2
JPH0434102Y2 JP1987110816U JP11081687U JPH0434102Y2 JP H0434102 Y2 JPH0434102 Y2 JP H0434102Y2 JP 1987110816 U JP1987110816 U JP 1987110816U JP 11081687 U JP11081687 U JP 11081687U JP H0434102 Y2 JPH0434102 Y2 JP H0434102Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dog
hub
clutch
input shaft
angle
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
Application number
JP1987110816U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6414532U (en
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP1987110816U priority Critical patent/JPH0434102Y2/ja
Priority to US07/221,293 priority patent/US5038884A/en
Priority to EP88306680A priority patent/EP0300776B1/en
Priority to DE8888306680T priority patent/DE3865568D1/en
Publication of JPS6414532U publication Critical patent/JPS6414532U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0434102Y2 publication Critical patent/JPH0434102Y2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は前輪と後輪とを推進軸で連結した四輪
駆動車(以下に4WD車と略称する)における推
進軸に介設されてブレーキ作動時に動力伝達を遮
断するようにした動力切換用ドグクラツチに関す
る。
[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) This invention is a four-wheel drive vehicle (hereinafter referred to as 4WD vehicle) in which the front wheels and rear wheels are connected by a propulsion shaft. This invention relates to a power switching dog clutch that cuts off power transmission when activated.

(従来の技術) 制動時に前輪の制動力が後輪に伝達されないよ
うにするワンウエイクラツチは、既に実用化され
ている。
(Prior Art) A one-way clutch that prevents the braking force of the front wheels from being transmitted to the rear wheels during braking has already been put into practical use.

(考案が解決しようとする問題点) 上記装置として前輪から後輪への推進軸にコス
ト的に安い簡易型のドグクラツチを設けることが
考えられるが、従来のドグクラツチは互いに噛み
合うドグ歯の噛み合い面が軸方向と平行面となつ
ていたため、動力伝達中における遮断を行う場合
はドグ歯の噛み合い力に打ち勝つに充分な非常に
高い操作力が必要となる。
(Problem to be solved by the invention) As the above-mentioned device, it is possible to install a simple dog clutch that is inexpensive and can be installed on the propulsion shaft from the front wheels to the rear wheels, but in the conventional dog clutch, the meshing surfaces of the dog teeth that mesh with each other are Since the surface was parallel to the axial direction, a very high operating force sufficient to overcome the meshing force of the dog teeth was required to interrupt the power transmission.

そこで本考案の目的は、前進駆動力伝達中のブ
レーキ作動時における推進軸に作用する減速力を
利用して低い操作力で容易に遮断できるととも
に、両ドグ歯を噛み合い可能とする許容差回転数
をアツプできる動力切換用ドグクラツチを提供す
るにある。
Therefore, the purpose of this invention is to use the deceleration force that acts on the propulsion shaft when the brake is activated during transmission of forward driving force to easily interrupt the operation with a low operating force, and to create a tolerance rotation speed that allows both dog teeth to engage. The purpose of the present invention is to provide a dog clutch for power switching that can be used for power switching.

(問題点を解決するための手段) 以上の問題を解決して目的を達成すべく本考案
は、前輪と後輪とを連結する推進軸にブレーキ作
動時に動力伝達を遮断する動力切換用ドグクラツ
チ10を介設した4WD車において、入・出力軸
1,2の一方に固定されるドグピース4と他方に
軸方向へ摺動自在に設けられるハブ5とこのハブ
5の軸方向への摺動を規制または解除する電動ア
クチユエータ97とを備え、且つドグピース4と
ハブ5とにそれぞれ設けられて互いに噛み合う両
ドグ歯42…,52…の前進駆動力伝達時におけ
る回転伝達側の一側面及びその反対側の他側面
を、ともに軸線と交差する角度をもつたデーパ面
に形成するとともに、その回転伝達側のテーパ面
の軸線との交差角を、回転伝達側と反対側のテー
パ面の軸線との交差角より小さく形成して成る動
力切換用ドグクラツチ10を装備したことを特徴
とする。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems and achieve the purpose, the present invention provides a power switching dog clutch 10 that cuts off power transmission when the brake is applied to the propulsion shaft that connects the front wheels and the rear wheels. In a 4WD vehicle equipped with a dog piece 4 fixed to one of the input/output shafts 1 and 2, a hub 5 provided on the other side so as to be slidable in the axial direction, and the sliding of the hub 5 in the axial direction restricted. or an electric actuator 97 for releasing, and one side surface on the rotation transmission side and the opposite side thereof when forward driving force is transmitted between the dog teeth 42..., 52... provided on the dog piece 4 and the hub 5 respectively and meshing with each other. The other side surface is formed into a tapered surface with an angle that intersects the axis, and the angle of intersection with the axis of the tapered surface on the rotation transmission side is the angle of intersection with the axis of the tapered surface on the opposite side to the rotation transmission side. It is characterized by being equipped with a power switching dog clutch 10 formed smaller.

(作用) 前進駆動力伝達中において、ドグピース4及び
ハブ5にそれぞれ設けられたドグ歯42…,52
…における回転伝達側とは反対側の他側面がテー
パ面43…,53…となつているので、ブレーキ
作動時における減速力によつて固定のドグピース
4のドグ歯テーパ面43…との噛み合いによるス
ラスト力をハブ5のドグ歯テーパ面53…が受
け、ハブ5がドグピース4から離間する方向に付
勢されることになる。
(Function) During transmission of forward driving force, the dog teeth 42..., 52 provided on the dog piece 4 and the hub 5, respectively.
Since the other side surface opposite to the rotation transmission side in ... is a tapered surface 43..., 53..., the meshing with the dog tooth tapered surface 43... of the fixed dog piece 4 is caused by the deceleration force during brake operation. The dog tooth tapered surfaces 53 of the hub 5 receive the thrust force, and the hub 5 is urged in a direction away from the dog piece 4.

斯かるブレーキ作動時に各ドグ歯テーパ面43
…、53…間に発生するスラスト力を利用してハ
ブ5を移動できるので、電動アクチユエータ97
による低い操作力で容易にドグクラツチ10を遮
断することができる。
When such a brake is activated, each dog tooth taper surface 43
Since the hub 5 can be moved using the thrust force generated between ..., 53..., the electric actuator 97
The dog clutch 10 can be easily disconnected with a low operating force.

そして両ドグ歯42…,52…の回転伝達側も
テーパ面44…、54とし、このテーパ面44
…,54…の軸線と交差するテーパ角θ1を、他方
のテーパ面43…,53…の軸線と交差するテー
パ角θ2より小さくしているので、両ドグ歯42
…,52…を噛み合い可能とする許容差回転数を
アツプすることができる。
The rotation transmission side of both dog teeth 42..., 52... is also made into a tapered surface 44..., 54, and this tapered surface 44
..., 54... is made smaller than the taper angle θ 2 that intersects with the axis of the other tapered surface 43..., 53... , so both dog teeth 42
. . , 52 . . . can be engaged with each other by increasing the rotational speed tolerance.

(実施例) 以下に添付図面を基に実施例を説明する。(Example) Examples will be described below based on the accompanying drawings.

第1図において、1は入力軸、2は出力軸、3
はクラツチケースであり、クラツチケース3前部
にベアリング31にて位置決めされた入力軸1の
前部外周上にスプライン11,33篏合してフラ
ンジ継手32がナツト12で固定され、またクラ
ツチケース3後部にベアリング34にて位置決め
された出力軸2の前端外周は入力軸1後部の円形
凹部13内にベアリング35を介して相対回転自
在に篏合されている。
In Figure 1, 1 is the input shaft, 2 is the output shaft, and 3 is the input shaft.
is a clutch case, and a flange joint 32 is fixed with a nut 12 by engaging splines 11 and 33 on the front outer periphery of the input shaft 1, which is positioned at the front of the clutch case 3 with a bearing 31. The outer periphery of the front end of the output shaft 2, which is positioned at the rear by a bearing 34, is fitted into the circular recess 13 at the rear of the input shaft 1 via a bearing 35 so as to be relatively rotatable.

ここで、第9図の如くエンジン101からの回
転駆動力は前輪駆動系102の差動装置103に
入力されるとともに、エンジン101から後方に
延出されて回転駆動力を伝達する推進軸104が
入力軸1にフランジ継手32で連結され、出力軸
2は後方の後輪駆動系105のビスカスカツプリ
ングによる差動装置106に連結されており、斯
かる4WD車における推進軸を構成する入力軸1
と出力軸2間に本考案に係る動力切換用ドグクラ
ツチ10が配設されている。
Here, as shown in FIG. 9, the rotational driving force from the engine 101 is input to the differential device 103 of the front wheel drive system 102, and a propulsion shaft 104 that extends rearward from the engine 101 and transmits the rotational driving force is connected. The input shaft 1 is connected to the input shaft 1 by a flange joint 32, and the output shaft 2 is connected to a differential device 106 using a viscous coupling spring of a rear wheel drive system 105 at the rear, and the input shaft 1 constitutes a propulsion shaft in such a 4WD vehicle.
A power switching dog clutch 10 according to the present invention is disposed between the output shaft 2 and the output shaft 2.

第1図のようにドグクラツチ10はドグピース
4とハブ5とボール6とスリーブ8等から成り、
ドグピース4はクラツチケース3内における出力
軸2の前部外周上にスプライン21,41篏合し
てナツト22で固定され、またハブ5はクラツチ
ケース3内における入力軸1の前部外周上にスプ
ライン15,51篏合して軸方向へ摺動自在、且
つ回転方向は軸一体に設けられている。ドグピー
ス4とハブ5の両対向面には軸方向に突出して互
いに噛み合い自在な多数のドグ歯42…,52…
がそれぞれ円周方向に等間隔で設けられ、斯かる
ドグ歯42,52は第2図に示すように前進駆動
力伝達時における回転方向を矢印Fとした場合、
回転伝達側とは反対側の側面が軸線と比較的大き
な角度をもつて交差するテーパ面43,53に形
成されており、また回転伝達側の側面も軸線と僅
かに小さな角度で交差するテーパ面44,54に
形成されている。
As shown in FIG. 1, the dog clutch 10 consists of a dog piece 4, a hub 5, a ball 6, a sleeve 8, etc.
The dog piece 4 is fitted with splines 21 and 41 on the front outer periphery of the output shaft 2 in the clutch case 3 and fixed with a nut 22, and the hub 5 is fixed with a nut 22 on the front outer periphery of the input shaft 1 in the clutch case 3. 15 and 51 are fitted together and can freely slide in the axial direction, and the rotation direction is provided integrally with the shaft. On both opposing surfaces of the dog piece 4 and the hub 5, there are a large number of dog teeth 42..., 52... that protrude in the axial direction and can freely engage with each other.
are provided at equal intervals in the circumferential direction, and the dog teeth 42, 52 are arranged as shown in FIG.
The side surface opposite to the rotation transmission side is formed into a tapered surface 43, 53 that intersects the axis at a relatively large angle, and the side surface on the rotation transmission side also has a tapered surface that intersects the axis at a slightly small angle. 44, 54.

特に回転伝達側の各テーパ面44…,54…の
噛み合いによる矢印F方向への前進駆動力伝達中
において、安定性確保のために後輪側より前輪側
を強くしたブレーキ配分によるブレーキングを行
うと、そのブレーキ配分により先ず入力軸1側に
回転方向Fとは逆に矢印B方向への減速力が作用
するので、今度は回転伝達側と反対側の各テーパ
面43…,53…が噛み合うことになり、この各
テーパ面43…,53…の噛み合いによりハブ5
にはスラスト方向への移動力が発生するようにな
つている。
In particular, during the transmission of forward driving force in the direction of arrow F due to the engagement of each tapered surface 44..., 54... on the rotation transmission side, braking is performed by distributing the brakes stronger on the front wheels than on the rear wheels in order to ensure stability. As a result of the brake distribution, a decelerating force is first applied to the input shaft 1 side in the direction of arrow B, which is opposite to the rotational direction F, so that each of the tapered surfaces 43..., 53... on the side opposite to the rotation transmission side meshes with each other. Therefore, due to the engagement of each tapered surface 43..., 53..., the hub 5
A moving force is generated in the thrust direction.

以下では回転伝達側と反対側のテーパ面43,
53を減速側テーパ面、逆に回転伝達側のテーパ
面44,54を加速側テーパ面と呼ぶ。
Below, the tapered surface 43 on the side opposite to the rotation transmission side,
53 is called a deceleration side tapered surface, and conversely, the rotation transmission side tapered surfaces 44 and 54 are called acceleration side tapered surfaces.

そしてハブ5の前部は小径部55に形成されて
入力軸1の中間部外周上に摺動自在に延出し、こ
の小径部55の後部には例えば円周方向に等間隔
で三箇所のガイド孔56…が放射状に貫通形成さ
れるとともに、小径部55の前部にも同様のガイ
ド孔57…が貫通形成されており、これら各ガイ
ド孔56…,57…内にボール6…,7…がそれ
ぞれ収納されている。また入力軸1の中間部外周
でスプライン15前端に連続する部分には後方の
各ボール6…が押し込まれる環状の係合溝16が
形成されている。
The front part of the hub 5 is formed into a small diameter part 55 and extends slidably onto the outer circumference of the intermediate part of the input shaft 1, and the rear part of the small diameter part 55 has, for example, three guides arranged at equal intervals in the circumferential direction. Holes 56 are formed through the holes 56 radially, and similar guide holes 57 are formed through the front part of the small diameter portion 55, and the balls 6, 7, . are stored in each. Furthermore, an annular engagement groove 16 into which the rear balls 6 are pushed is formed in a portion of the outer periphery of the intermediate portion of the input shaft 1 that is continuous with the front end of the spline 15.

更にハブ5の小径部55外周側にはスリーブ8
が軸方向へ摺動自在に配設されており、スリーブ
8の後寄り中間部内周には後方の各ボール6…を
入力軸1外周の係合溝16内に押し込み自在で、
且つ小径部55外周上を摺動自在な環状の突部8
6が形成されている。またスリーブ8の前部内周
は入力軸1の中間部外周上を転動する前方の各ボ
ール7…と摺接するガイド面87となつており、
斯かるスリーブ8の前方への移動時に後部内周も
後方の各ボール6…のガイド面88となつてい
る。
Furthermore, a sleeve 8 is provided on the outer circumferential side of the small diameter portion 55 of the hub 5.
is arranged to be slidable in the axial direction, and each of the rear balls 6 can be freely pushed into the engagement groove 16 on the outer periphery of the input shaft 1 on the inner periphery of the rear intermediate portion of the sleeve 8.
An annular protrusion 8 that is slidable on the outer periphery of the small diameter portion 55
6 is formed. Further, the inner periphery of the front part of the sleeve 8 serves as a guide surface 87 that comes into sliding contact with each of the front balls 7 rolling on the outer periphery of the intermediate part of the input shaft 1.
When the sleeve 8 moves forward, the rear inner periphery also serves as a guide surface 88 for each of the balls 6 at the rear.

一方、クラツチケース3に以上のドグクラツチ
10の操作装置9が設けられている。即ちスリー
ブ8の外周に設けた環状溝82に係合する二股状
のフオーク爪92,92を備えたシフトフオーク
91がスプリングピン93にてシフトロツド94
に結合され、シフトロツド94は同一軸線上に配
置された入・出力軸1,2と平行にクラツチケー
ス3内に軸方向へ摺動自在に組み込まれている。
またシフトロツド94外周でクラツチケース3内
の前部とシフトフオーク91間にはドグクラツチ
10を接続方向に付勢するリターンスプリング9
5が縮装され、更にクラツチケース3から前方へ
突出するシフトロツド94前端には連結ピン96
にて電動アクチユエータであるソレノイド97の
可動部98が結合されている。
On the other hand, the clutch case 3 is provided with an operating device 9 for the dog clutch 10 described above. That is, a shift fork 91 equipped with bifurcated fork claws 92, 92 that engage with an annular groove 82 provided on the outer periphery of the sleeve 8 is connected to a shift rod 94 by a spring pin 93.
The shift rod 94 is slidably installed in the clutch case 3 in the axial direction parallel to the input/output shafts 1 and 2 arranged on the same axis.
Also, a return spring 9 is provided on the outer periphery of the shift rod 94 between the front part inside the clutch case 3 and the shift fork 91 to bias the dog clutch 10 in the connection direction.
5 is compressed, and a connecting pin 96 is attached to the front end of the shift rod 94 that protrudes forward from the clutch case 3.
A movable portion 98 of a solenoid 97, which is an electric actuator, is coupled at.

斯くしてブレーキ作動時に連動してソレノイド
97を通電すると、その磁力により可動部98が
連結ピン96を介しシフトロツド94を図示状態
からリターンスプリング95の付勢に抗して前方
へ移動させ、これによりシフトフオーク91を介
しスリーブ8を図示状態から前方に移動させる。
またソレノイド97への通電を遮断すれば、リタ
ーンスプリング95の付勢によつて操作装置9及
びスリーブ8は図示状態に復帰する。
When the solenoid 97 is energized in conjunction with the brake operation, the magnetic force causes the movable portion 98 to move the shift rod 94 forward from the illustrated state against the bias of the return spring 95 through the connecting pin 96. The sleeve 8 is moved forward from the illustrated state via the shift fork 91.
Further, when the power to the solenoid 97 is cut off, the operating device 9 and the sleeve 8 are returned to the illustrated state by the bias of the return spring 95.

以上において、図示状態のようにドグクラツチ
10の接続による入力軸1から出力軸2への動力
伝達中、特に第2図のように各加速側テーパ面4
4…,54…の噛み合いによる矢印F方向への前
進駆動力伝達中において、ブレーキ作動と同時に
ソレノイド97を通電し、リターンスプリング9
5の付勢に抗してシフトロツド94及びシフトフ
オーク91を介しスリーブ8を前方に移動させる
と、先ずスリーブ8内周の突部86による後方の
ボール6…の入力軸1外周に設けた係合溝16へ
の押し込みが解除される。
In the above, during the power transmission from the input shaft 1 to the output shaft 2 by the connection of the dog clutch 10 as shown in the figure, especially as shown in FIG.
4..., 54... while forward driving force is being transmitted in the direction of arrow F due to the engagement of the solenoid 97 and the return spring 9.
When the sleeve 8 is moved forward through the shift rod 94 and the shift fork 91 against the bias of the input shaft 1, the protrusion 86 on the inner circumference of the sleeve 8 engages the rear balls 6 on the outer circumference of the input shaft 1. The push into the groove 16 is released.

そして前述の如くブレーキングは安定性確保の
ために後輪側より前輪側を強くしたブレーキ配分
により行われ、これにより入力軸1側に回転方向
Fとは逆に矢印B方向への減速力が作用して各減
速側テーパ面43…,53…が噛み合うことにな
るので、出力軸2上に固定したドグピース4のド
グ歯42…の減速側テーパ面43…と入力軸1上
にスプライン15,51篏合したハブ5のドグ歯
52…の減速側テーパ面53…との回転中での噛
み合いによるスラスト力が作用するため、そのス
ラスト力によつて係合溝16からボール6…が外
れてスリーブ8後部内周のガイド面88に突出す
ると同時に、ハブ5が入力軸1上を前方に移動し
て両ドグ歯42…,52…の噛み合いが断たれ
る。
As mentioned above, braking is done by distributing the brakes so that the front wheels are stronger than the rear wheels in order to ensure stability, and as a result, a decelerating force is applied to the input shaft 1 side in the direction of arrow B, opposite to the rotational direction F. As a result, the reduction side tapered surfaces 43..., 53... of the dog teeth 42... of the dog piece 4 fixed on the output shaft 2 and the splines 15, 53... on the input shaft 1 engage with each other. 51, the engaged dog teeth 52 of the hub 5 are engaged with the deceleration side tapered surfaces 53, and a thrust force is applied during rotation, so the balls 6 are disengaged from the engagement grooves 16 due to the thrust force. At the same time as the sleeve 8 protrudes into the guide surface 88 on the rear inner circumference, the hub 5 moves forward on the input shaft 1 and the dog teeth 42..., 52... are disengaged.

またソレノイド97への通電を遮断すれば、リ
ターンスプリング95の付勢によつて操作装置9
及びスリーブ8は図示状態に復帰し、更にドグク
ラツチ10が接続される。
Moreover, if the power to the solenoid 97 is cut off, the operating device 9 is biased by the return spring 95.
The sleeve 8 then returns to the state shown, and the dog clutch 10 is connected.

このように本考案のドグクラツチ10は前進駆
動トルク伝達中でのブレーキ作動時において、前
進駆動系102側の入力軸1に作用する減速力に
よる両ドグ歯42…,52…の各減速側テーパ面
43…,53…の噛み合いにより発生するスラス
ト力を利用することによつて、ボール6…の動き
を規制するスリーブ8を移動するだけの低い操作
力で入力軸1から出力軸2へのトルク伝達を遮断
することができる。
In this way, the dog clutch 10 of the present invention is configured such that when the brake is applied during transmission of forward drive torque, each deceleration side tapered surface of both dog teeth 42..., 52... is generated by the deceleration force acting on the input shaft 1 on the forward drive system 102 side. By utilizing the thrust force generated by the meshing of 43..., 53..., torque is transmitted from the input shaft 1 to the output shaft 2 with a low operating force that is enough to move the sleeve 8 that restricts the movement of the balls 6... can be blocked.

従つて第9図に示す4WD車に四輪アンチロツ
クブレーキを組み合わせた場合において、四輪ア
ンチロツクブレーキ作動に連動させて後輪駆動系
105へのトルク伝達を低い操作力で遮断できる
ため、四輪アンチロツクブレーキを有効に作動す
ることができる。また通常のブレーキとの組み合
わせでも車両の挙動安定確保に有効である。
Therefore, when a four-wheel anti-lock brake is combined with the four-wheel drive vehicle shown in FIG. Wheel antilock brakes can be operated effectively. It is also effective in ensuring stable vehicle behavior when used in combination with regular brakes.

尚、入力軸1にドグピース4を配置して出力軸
2にハブ5を配置しても良い。
Note that the dog piece 4 may be arranged on the input shaft 1 and the hub 5 may be arranged on the output shaft 2.

次に本考案のドグクラツチ10が特に減速時に
おいて、低い操作力で切り換え可能であることを
理論計算式を用いて解析する。
Next, using a theoretical calculation formula, it will be analyzed that the dog clutch 10 of the present invention can be switched with a low operating force, especially during deceleration.

第3図において、Fa1はドグ歯42,52の噛
み合いにより発生するスラスト力、Fa2は入力軸
1とハブ5とのスプライン15,51篏合による
軸方向の摩擦抵抗、Faはハブ5がボール6を押
す力、Tは伝達トルク、r1はドグ歯42,52の
回転半径、r2はスプライン15,51の回転半径
であり、 Fa=Fa1−Fa2 と表せる。
In Fig. 3, Fa 1 is the thrust force generated by the meshing of the dog teeth 42, 52, Fa 2 is the axial frictional resistance due to the engagement of the splines 15, 51 between the input shaft 1 and the hub 5, and Fa is the frictional resistance in the axial direction due to the engagement of the splines 15, 51 between the input shaft 1 and the hub 5. The force pushing the ball 6, T is the transmitted torque, r1 is the rotation radius of the dog teeth 42, 52, r2 is the rotation radius of the splines 15, 51, and can be expressed as Fa= Fa1 - Fa2 .

ここで、第4図の如く仮に加速側テーパ面4
4,54と減速側テーパ面43,53の両テーパ
角θ1,θ2を同角度(θ1=θ2)とした場合、 Fa>0 となるが、本考案では第5図のように加速側テー
パ面44,54のテーパ角θ1を減速側テーパ面4
3,53のテーパ角θ2より小さくし、 Fa<0 となる設定としている。
Here, as shown in FIG.
When the taper angles θ 1 and θ 2 of the tapered surfaces 4 and 54 and the tapered surfaces 43 and 53 on the deceleration side are the same angle (θ 1 = θ 2 ), Fa>0, but in the present invention, as shown in FIG. The taper angle θ 1 of the acceleration side taper surfaces 44 and 54 is the deceleration side taper surface 4.
It is set to be smaller than the taper angle θ 2 of 3.53, and Fa<0.

即ちドグ歯42,52の歯面の摩擦係数をμ1
すると、 Fa1=T/r1tanθ1−μ1・T/r1 が求められる。
That is, when the friction coefficient of the tooth surfaces of the dog teeth 42 and 52 is μ 1 , Fa 1 =T/r 1 tanθ 1μ 1 ·T/r 1 is obtained.

またスプライン15,51の圧力角をα、その
歯面の摩擦係数をμ2とすると、 Fa2=T/r2・μ2/cosα が求められる。
Further, if the pressure angle of the splines 15, 51 is α and the friction coefficient of the tooth surface is μ 2 , then Fa 2 =T/r 2 ·μ 2 /cosα is obtained.

そして加速方向Fの動力伝達において、 Fa<0 であるから、 Fa=Fa1−Fa2<0 Fa1<Fa2 T/r1tanθ1−μ1・T/r1<T/r2・μ2/cosα ∴θ1<tan-1r1μ2/r2cosα+μ1 となるようθ1を設定すれば良い。 In power transmission in the acceleration direction F, since Fa<0, Fa=Fa 1 −Fa 2 <0 Fa 1 <Fa 2 T/r 1 tanθ 1 −μ 1・T/r 1 <T/r 2・θ 1 may be set so that μ 2 /cosα ∴θ 1 <tan −1 r 1 μ 2 /r 2 cosα+μ 1 .

次に本考案のドグクランチ10による噛み合い
可能な許容差回転数のアツプについて説明する。
Next, the increase in the allowable rotational speed that can be engaged by the dog crunch 10 of the present invention will be explained.

先ず本考案のドグクラツチ10の構造上、加速
方向Fの動力伝達において、Fa<0のため、第
6図のような加速側テーパ面44…,54…の噛
み合いが不完全な状態、つまりボール6が入力軸
1の係合溝16に完全に入り込まない状態におい
ても、ハブ5は第6図の状態を保つことが可能で
ある。
First, due to the structure of the dog clutch 10 of the present invention, in power transmission in the acceleration direction F, since Fa<0, the acceleration side tapered surfaces 44..., 54... as shown in FIG. Even when the hub 5 does not completely enter the engagement groove 16 of the input shaft 1, the hub 5 can maintain the state shown in FIG.

ここで、Fa>0の場合、第7図のようにボー
ル6が入力軸係合溝16に完全に入り込み、且つ
スリーブ8の内周突部86がボール6のセンター
を乗り越さない限りトルク伝達不能であり、結果
としてハブ5はスラストFaの力で後退すること
になる。特にハブ5とドグピース4の差回転が大
の場合、ハブ5とドグピース4の相対速度が速い
ため、上記動作が異音を伴つて連続的に発生して
しまう。
Here, in the case of Fa>0, the torque will not be increased unless the ball 6 completely enters the input shaft engaging groove 16 as shown in FIG. Transmission is not possible, and as a result, the hub 5 is moved backward by the force of the thrust Fa. In particular, when the differential rotation between the hub 5 and the dog piece 4 is large, the relative speed between the hub 5 and the dog piece 4 is high, so the above-mentioned operation occurs continuously accompanied by abnormal noise.

これに対しFa<0の場合は、第6図の噛み合
い不完全状態でハブ5とドグピース4との差回転
を0にし、伝達トルクが低下した時にボール6が
入力軸係合溝16に完全に入り込み、スリーブ内
周突部86がボール6のセンターを乗り越えてシ
フト完了となる。
On the other hand, if Fa<0, the rotation difference between the hub 5 and the dog piece 4 is set to 0 in the incomplete meshing state shown in FIG. The inner peripheral protrusion 86 of the sleeve passes over the center of the ball 6, and the shift is completed.

故にFa>0よりFa<0となるドグ歯テーパ角
を設定することにより噛み合い可能なスリーブ8
のストロークを低減でき、許容差回転数のアツプ
が図れる。
Therefore, by setting the dog tooth taper angle such that Fa<0 than Fa>0, the sleeve 8 can be engaged.
The stroke can be reduced and the tolerance rotation speed can be increased.

またスリーブ8のストローク低減はボール6の
小径化によつても達成できる。
Further, the stroke of the sleeve 8 can also be reduced by reducing the diameter of the ball 6.

即ちFa>0の場合は伝達トルクTの増加によ
りFaの値、つまりボール6にかかる荷重が増加
するが、本考案では加速方向Fにおいて、Fa<
0のため、ボール6に荷重は加わらない。故に減
速方向Bのトルク伝達時のみボール6に荷重がか
かる。減速トルクは加速トルクに比較して小さい
ため、ボール6の強制的制約は半減する。従つて
ボール6の小径化が可能となる。
In other words, when Fa > 0, the value of Fa, that is, the load applied to the ball 6 increases due to the increase in the transmitted torque T. However, in the present invention, in the acceleration direction F, Fa <
0, no load is applied to the ball 6. Therefore, a load is applied to the ball 6 only when torque is transmitted in the deceleration direction B. Since the deceleration torque is smaller than the acceleration torque, the forced restriction of the ball 6 is halved. Therefore, the diameter of the ball 6 can be reduced.

以下に斯かるボール6の小径化によるスリーブ
8のストローク低減を理論計算式で証明する。
The reduction in the stroke of the sleeve 8 due to the reduction in the diameter of the ball 6 will be demonstrated below using a theoretical calculation formula.

第8図において、Dsはスリーブ内周突部86
の直径、D1はボール6とスリーブ内周突部86
側面との接触部である点Pの直径、Xは4WD時
の破線で示すボール6のセンターから点Pまでの
軸方向距離、D2は入力軸1の直径、aは4WD時
のボール6センターからスリーブ内周突部86終
端までの軸方向距離の、rはボール6の半径、θ
はスリーブ内周突部86側面の傾斜角度である。
In FIG. 8, Ds is the sleeve inner peripheral protrusion 86
The diameter of D 1 is the diameter of the ball 6 and the inner protrusion 86 of the sleeve.
The diameter of point P, which is the contact part with the side surface, X is the axial distance from the center of ball 6 shown by the broken line in 4WD to point P, D 2 is the diameter of input shaft 1, a is the center of ball 6 in 4WD of the axial distance from to the end of the sleeve inner peripheral protrusion 86, r is the radius of the ball 6, θ
is the inclination angle of the side surface of the sleeve inner peripheral protrusion 86.

斯かる第8図において、ボール6とスリーブ8
の相対位置が破線から実線へ移行すると、ハブ5
は軸方向摺動可能となる。との時、ボール6はス
リーブ内周突部86側面の傾斜面点Pで接触す
る。この状態になるまでのスリーブストローク
Lsを求める。
In such FIG. 8, the ball 6 and the sleeve 8
When the relative position of hub 5 shifts from the broken line to the solid line,
can be slid in the axial direction. At this time, the ball 6 comes into contact with the inclined surface point P on the side surface of the sleeve inner peripheral protrusion 86. Sleeve stroke to reach this state
Find Ls.

D1=D2+2r+2rsinθ =D2+2r(1+sinθ) … X=a+D1−Ds/2tanθ … そして Ls=X+rcosθ であるから、式を代入して Ls=a+D1−Ds/2tanθ+rcosθ 更に式を代入すると、 Ls=a+{D2+2r(1+sinθ)+Ds} ×tanθ/2+rcosθ を得る。 D 1 = D 2 + 2r + 2rsin θ = D 2 + 2r ( 1 + sin θ) ... X = a + D 1 - Ds / 2 tan θ ... and Ls = Ls=a+{D 2 +2r(1+sinθ)+Ds}×tanθ/2+rcosθ is obtained.

故にrを小さくすると、Lsが小さくなる。 Therefore, when r is made smaller, Ls becomes smaller.

(考案の効果) 以上のように本考案に係る4WD車の動力切換
用ドグクラツチよれば、前進駆動力伝達中におい
て、ドグピース及びハブにそれぞれ設けられたド
グ歯における回転伝達側とは反対側の他側面がテ
ーパ面となつているので、ブレーキ作動時におけ
る推進軸に作用する減速力によつて固定のドグピ
ースのドグ歯テーパ面との噛み合いによるスラス
ト力をハブのドグ歯テーパ面が受け、ハブがドグ
ピースから離間する方向に付勢されることにな
り、即ちブレーキ作動時に各ドグ歯テーパ面間に
発生するスラスト力を利用してハブを移動できる
ため、電動アクチユエータによる低い操作力で容
易にドグクラツチを遮断することができる。
(Effect of the invention) As described above, according to the power switching dog clutch for a 4WD vehicle according to the present invention, during forward driving force transmission, the dog teeth provided on the dog piece and the hub, on the opposite side to the rotation transmission side, Since the side surface is tapered, the hub's dog tooth taper receives the thrust force caused by the engagement with the dog tooth taper surface of the fixed dog piece due to the deceleration force acting on the propulsion shaft when the brake is applied, and the hub Since the hub is biased in the direction away from the dog piece, in other words, the hub can be moved using the thrust force generated between the tapered surfaces of each dog tooth when the brake is applied, so the dog clutch can be easily moved with a low operating force from the electric actuator. Can be blocked.

そして本考案では、両ドグ歯の回転伝達側もテ
ーパ面とし、このテーパ面の軸線と交差するテー
パ角を、他方のテーパ面の軸線と交差するテーパ
角より小さくしているので、両ドグ歯を噛み合い
可能とする許容差回転数をアツプすることができ
る。
In the present invention, the rotation transmission side of both dog teeth is also a tapered surface, and the taper angle that intersects the axis of this tapered surface is smaller than the taper angle that intersects the axis of the other tapered surface. It is possible to increase the tolerance rotation speed that allows for meshing.

以上の通り、本考案によれば、特に、両ドグ歯
のの回転伝達側と反対側のテーパ面の軸線との交
差角を大きくすることにより、4WD車のブレー
キ時におけるドグクラツチの遮断を容易にするこ
とができ、また、ハブの軸方向への摺動を規制ま
たは解除する電動アクチユエータを設けること
で、クラツチの制御を行なうことができ、電動ア
クチユエータの駆動力のみでハブの摺動を行なう
ものと比較して、クラツチ自体をコンパクトに製
造することができる。
As described above, according to the present invention, in particular, by increasing the intersection angle between the rotation transmission side of both dog teeth and the axis of the tapered surface on the opposite side, it is possible to easily disconnect the dog clutch during braking of a 4WD vehicle. In addition, by providing an electric actuator that restricts or cancels the sliding of the hub in the axial direction, the clutch can be controlled, and the hub can be slid only by the driving force of the electric actuator. The clutch itself can be manufactured compactly compared to the conventional clutch.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案に係るドグクラツチ部分の断面
図、第2図は両ドグ歯の噛み合いを示す展開図、
第3図は理論解析のために軸とハブとボール及び
スリーブの関係の諸元を示す模式図、第4図は加
速側と減速側の両側面を同角度のテーパ面とした
ドグ歯噛み合い状態の模式図、第5図は本考案に
よる減速側のテーパ面の角度を大きくしたドグ歯
噛み合い状態の模式図、第6図はそのドグ歯の半
噛み合い状態の模式図、第7図は同ボール部分の
模式図、第8図は更なる理論解析のための諸元を
示す模式図、第9図は4WD車の模式的構成図で
ある。 尚、図面中、1は入力軸、2は出力軸、4はド
グピース、42はドグ歯、43は減速側テーパ
面、44は加速側テーパ面、5はハブ、52はド
グ歯、53は減速側テーパ面、54は加速側テー
パ面、10はドグクラツチ、97は電動アクチユ
エータである。
Fig. 1 is a sectional view of the dog clutch portion according to the present invention, Fig. 2 is a developed view showing the meshing of both dog teeth,
Figure 3 is a schematic diagram showing the specifications of the relationship between the shaft, hub, ball, and sleeve for theoretical analysis, and Figure 4 is a dog tooth meshing state with both acceleration and deceleration side surfaces tapered at the same angle. Fig. 5 is a schematic diagram of the dog tooth meshing state with a large angle of the tapered surface on the deceleration side according to the present invention, Fig. 6 is a schematic diagram of the dog tooth half meshing state, and Fig. 7 is a schematic diagram of the same ball. FIG. 8 is a schematic diagram showing specifications for further theoretical analysis, and FIG. 9 is a schematic diagram of the 4WD vehicle. In the drawings, 1 is an input shaft, 2 is an output shaft, 4 is a dog piece, 42 is a dog tooth, 43 is a tapered surface on the deceleration side, 44 is a tapered surface on the acceleration side, 5 is a hub, 52 is a dog tooth, and 53 is a deceleration 54 is an acceleration side tapered surface, 10 is a dog clutch, and 97 is an electric actuator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 前輪と後輪とを連結する推進軸にブレーキ作動
時に動力伝達を遮断する動力切換用ドグクラツチ
を介設した四輪駆動車において、 前記ドグクラツチは入・出力軸の一方に固定さ
れるドグピースと他方に軸方向へ摺動自在に設け
られるハブとこのハブの軸方向への摺動を規制ま
たは解除する電動アクチユエータとを備え、 且つドグピースとハブとにそれぞれ設けられて
互いに噛み合う両ドグ歯の前進駆動力伝達時にお
ける回転伝達側の一側面及びその反対側の他側面
を、ともに軸線と交差する角度をもつたテーパ面
に形成するとともに、 その回転伝達側のテーパ面の軸線との交差角
を、回転伝達側と反対側のテーパ面の軸線との交
差角より小さく形成してなる、 四輪駆動車の動力切換用ドグクラツチ。
[Scope of Claim for Utility Model Registration] A four-wheel drive vehicle in which a power switching dog clutch is interposed on the propulsion shaft connecting the front wheels and the rear wheels to cut off power transmission when the brake is applied, the dog clutch being one of the input and output shafts. A dog piece fixed to the dog piece, a hub slidably provided on the other hand in the axial direction, and an electric actuator for regulating or canceling the sliding of the hub in the axial direction, and the dog piece and the hub are each provided with One side surface on the rotation transmission side and the other side surface on the opposite side when transmitting the forward driving force of both meshing dog teeth are both formed into tapered surfaces with an angle intersecting the axis, and the tapered surface on the rotation transmission side is formed. A dog clutch for power switching of a four-wheel drive vehicle, in which the angle of intersection with the axis is smaller than the angle of intersection with the axis of the tapered surface on the opposite side to the rotation transmission side.
JP1987110816U 1987-07-20 1987-07-20 Expired JPH0434102Y2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1987110816U JPH0434102Y2 (en) 1987-07-20 1987-07-20
US07/221,293 US5038884A (en) 1987-07-20 1988-07-19 Dog clutch mechanism
EP88306680A EP0300776B1 (en) 1987-07-20 1988-07-20 Dog clutch mechanism
DE8888306680T DE3865568D1 (en) 1987-07-20 1988-07-20 CLUTCH MECHANISM WITH CLAWS.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1987110816U JPH0434102Y2 (en) 1987-07-20 1987-07-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6414532U JPS6414532U (en) 1989-01-25
JPH0434102Y2 true JPH0434102Y2 (en) 1992-08-14

Family

ID=31348319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1987110816U Expired JPH0434102Y2 (en) 1987-07-20 1987-07-20

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0434102Y2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017145351A1 (en) * 2016-02-26 2019-01-17 三菱重工コンプレッサ株式会社 Variable speed gearbox

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0478050U (en) * 1990-11-20 1992-07-08

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4880937A (en) * 1972-02-01 1973-10-30
JPS58149421A (en) * 1982-02-28 1983-09-05 Daihatsu Motor Co Ltd Dog clutch for switching two wheels to four in transfer device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4880937A (en) * 1972-02-01 1973-10-30
JPS58149421A (en) * 1982-02-28 1983-09-05 Daihatsu Motor Co Ltd Dog clutch for switching two wheels to four in transfer device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017145351A1 (en) * 2016-02-26 2019-01-17 三菱重工コンプレッサ株式会社 Variable speed gearbox
US10605338B2 (en) 2016-02-26 2020-03-31 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Variable-speed speed increaser

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6414532U (en) 1989-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3628983B2 (en) Power transmission device having an electromagnetic clutch
JP3002040B2 (en) Differential device
JPH11325125A (en) Controllable two-way overrunning clutch assembly
JP2000039053A (en) Torque distributing device for automobile
JPH0434102Y2 (en)
US5799749A (en) Rotation transmission device for connecting and disconnecting the transmission of driving force
US4441597A (en) Automatic hub clutch
US4470491A (en) Automatic hub clutch
US4685352A (en) Power distributing mechanism
JP3477506B2 (en) On-off type torque limiter
JPH0723062B2 (en) Dog clutch device
WO2023135870A1 (en) Power transmission path switching device and two-speed transmission
JP3049130B2 (en) Vehicle driving force transmission device
JP3137387B2 (en) Vehicle driving force transmission device
JP2002070884A (en) Parking brake apparatus for vehicle
JPH0139966Y2 (en)
EP0387707B1 (en) Power Transmission
JP2975134B2 (en) Rotation transmission device
JP2605626Y2 (en) Detent structure of ball type transmission
JPH08197974A (en) Driving force transmitting device of vehicle
JP3594652B2 (en) Hub clutch device
JPH0247366B2 (en)
JPH05118359A (en) Rotation transmitting device
JPH054246B2 (en)
JPH0121048Y2 (en)