JPH05139172A

JPH05139172A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JPH05139172A
Application number: JP30919791A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ito; 健一郎伊藤; Tateo Adachi; 健郎安達; Makoto Yasui; 誠安井
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1991-11-25
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、入出力間の回転差に応じて駆動ト
ルクの伝達と遮断の切換えを自動的に行なうことがで
き、機械的結合により大トルクを伝達できる装置を提供
する。【構成】外輪１と内方部材２の間に、反対方向の回転
によって作動する２個の一方向クラッチ５、６を設け、
内方部材２に設けた結合切換え手段１５により、内方部
材２の回転方向の変化によって一方向クラッチ５、６の
一方と内方部材２との結合状態を切換える。上記の構造
では、正逆の回転において一方向クラッチ５、６の一方
と内方部材２が結合され、各クラッチのロックとオーバ
ーランニングによりトルクの伝達と遮断を行なう。

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、車両の車輪に対する駆動力の伝達と遮断に利用でき
る。

【０００２】

【従来の技術】単にサイドギヤとピニオンギヤを噛み合
せた機械式デフでは、車輪の一方が脱輪等により浮き上
った場合、デフのもつトルク等配性能によって空転する
車輪だけに駆動力が流れ、接地側の車輪には全く伝わら
ない不具合がある。

【０００３】また、４輪駆動車においては、４輪を直結
した状態で走行が行なえるように、通常前後輪の回転差
を吸収し、駆動力を前後輪に適切に配分するセンタデフ
を備えているが、従来のセンタデフの構造では、４輪の
うち１輪でも浮き上ると全ての駆動力がその車輪に流
れ、走行不能になる問題がある。

【０００４】このような問題に対して、従来の機械式デ
フやセンタデフに、ビスカスカップリング等の高粘性抵
抗体のせん断抵抗を利用して駆動力を伝達するカップリ
ングを併設し、デフの差動機能を制限する機能をもたせ
たものが提案されている。この差動制限装置は、浮き上
った車輪が高速で回転し、接地車輪との間で回転差が生
じた場合、その回転差により高粘性抵抗体にせん断抵抗
を生じさせ、そのせん断抵抗によって接地車輪に駆動力
の一部を分配するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の差動
制限装置では、入出力間の速度差を利用して駆動力を伝
達するものであるため、大きな回転差が生じないと大き
なトルクが発生せず、このため、小さい速度差しか得ら
れない低速走行域では、大きな駆動力を伝達できない欠
点がある。

【０００６】これに対し、小さな回転差でも大きなトル
クを発生するように高粘性抵抗体の粘度を大きくする
と、通常の使用における旋回や走行時において、引きず
りトルクが生じやすくなる不具合がある。

【０００７】そこで、この発明は、機械式クラッチを利
用することにより、コンパクトな形状で低速域でも大き
な回転力を伝達することができ、しかも車両の駆動経路
に組込むことで、２輪から４輪への駆動の自動切換えと
デフロックの機能とを発揮できる回転伝達装置を提供し
ようとするものである。

【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、この発明は、外輪とそれに嵌合する内方部材との間
に、互いに反対方向の回転によって作動する２個の一方
向クラッチを設け、その２個の一方向クラッチと外輪又
は内方部材との間に遊び用すき間を設けると共に、外輪
又は内方部材の一方に、回転方向の変化によって上記２
個の一方向クラッチの一方と外輪又は内方部材を結合さ
せる結合切換え手段を設けた構造としたのである。

【０００９】なお、上記の結合切換え手段は、外輪又は
内方部材に設けたねじの推進により２個の一方向クラッ
チの間を移動する係合部材と、その係合部材を上記一方
向クラッチの一方と係合する位置で停止させるストッパ
と、上記係合部材と外輪又は内方部材のねじとの間に回
転差を生じさせる差動機構とから構成することができ
る。

【００１０】

【作用】上記の構造において、例えば内方部材を前輪用
プロペラシャフトに連結し、外輪をフロントデフに連結
した状態で、車両を前進走行させると、結合切換え手段
が一方向クラッチの一方と外輪及び内方部材を結合す
る。

【００１１】この場合、外輪が内方部材より速く回転し
た際に、上記結合した一方向クラッチがオーバーランニ
ングするように設定すると、直進走行状態では、内方部
材から外輪に回転が伝わって前輪が駆動され、旋回によ
り前輪が後輪より速く回転すると、クラッチが切れ、前
後輪が切り離される。

【００１２】一方、車両が後退すると、結合切換手段が
もう一方の一方向クラッチと外輪及び内方部材を結合
し、上記と同じ作動を発揮する。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、この発明に係る
実施例を説明する。図１及び図２に示すように、中空軸
からなる内方部材２の一方の端部に、軸受３、３を介し
て外輪１が回転自在に支持され、その内方部材２の他方
の端部に、スプラインの嵌合を介して入力用リング４が
連結されている。

【００１４】上記外輪１の内径面と内方部材２の外径面
の間には、互いに反対方向の回転によって作動する２個
の一方向クラッチ５、６が隣接して組込まれている。

【００１５】この各一方向クラッチ５、６は、図３及び
図４に示すように、径の異なる２個の保持器７、８の間
に、それぞれ複数のスプラグ９、１０を組込み、その各
スプラグ９、１０を、両保持器７、８の間に設けた弾性
リング１１で保持して構成されている。

【００１６】上記スプラグ９、１０は、それぞれ両端部
にクラッチ係合用の弧状面１２、１３を備えており、こ
の弧状面１２、１３の配置は、各スプラグ９、１０にお
いて回転方向に対し反対方向に傾斜している。

【００１７】上記各スプラグ９、１０は、弾性リング１
１による側面の押圧によって係合方向に傾斜し、係合可
能なスタンバイ状態に保持されている。この場合、弾性
リング１１の付勢力は、各スプラグ９、１０を傾斜させ
てその各スプラグの外径側の弧状面１２を外輪１の内径
面に当接させる一方、内径側の弧状面１３を内包部材２
の外径面から浮き上がらせて保持する大きさに設定され
ている。これにより、各スプラグ９、１０の内径と内方
部材２の外径面との間には、両者の結合を切離す遊び用
すき間１４が設けられている。

【００１８】また、上記のように形成された遊び用すき
間１４には、各々の一方向クラッチ５、６と内方部材２
との結合状態を切換える結合切換え手段１５が設けられ
ている。

【００１９】この結合切換え手段１５は、内方部材２の
外径面に、角ねじ１６を介してリング状の係合部材１７
を移動可能に取付け、その係合部材１７に差動機構１８
を連結して形成されている。

【００２０】上記係合部材１７は、外径面の一方の端部
に、他の外径面より大径の係合面１９が設けられ、この
係合面１９が一方向クラッチ５、６のどちらか一方の内
側までくると、各スプラグ９、１０の内径側の弧状面１
３と当接し、各スプラグ９、１０を外輪１の内径面との
間で係合作動状態にするようになっている。

【００２１】また、上記係合面１９以外の係合部材１７
の外径面は、全て係合面１９より径が小さく形成されて
おり、その係合面１９以外には、各一方向クラッチ５、
６のスプラグ９、１０との間に間隙２０が形成されるよ
うに設定されている。

【００２２】上記の係合部材１７は、内方部材２の角ね
じ部の奥側端面と、入力用リング４の内側端面に設けた
ストッパ面２１、２２により、前後方向の移動量が規制
される。このストッパ面２１、２２は、それぞれ係合部
材１７の係合面１９が各一方向クラッチ５、６の内側に
きたときに係合部材１７の動きを止め、各一方向クラッ
チ５、６のどちらか一方と、内方部材２とを結合状態で
位置決めするようになっている。

【００２３】一方、上記差動機構１８は、転動体の公転
半径が異なる２個の単列深みぞ玉軸受２３、２４を縦列
配置し、その両玉軸受２３、２４の各外輪を、外部の固
定部材（図示省略）に連結される外筒２５に圧入嵌合
し、公転半径の小さい玉軸受２３の内輪を、入力用リン
グ４の外径面に取付けて形成されている。また、図５に
示すように、転動体の公転半径が大きい玉軸受２４の内
輪に、連結リング２６を取付け、この連結リング２６と
係合部材１７との間に、押圧摩擦部材としての星形断面
の押圧バネ２７を組込んでいる。

【００２４】さらに、上記両玉軸受２３、２４は、それ
ぞれの転動体を保持する保持器２８を共用しており、転
動体の公転数が同じになるように連結されている。

【００２５】また、各玉軸受２３、２４の転動体には、
内輪側から予圧が加えられ、さらに軸受の内部には転動
体の潤滑剤として高粘度のグリースが封入されており、
転動体の公転時のすべりが出来る限り小さくなるように
設定されている。

【００２６】上記構造で成る差動機構１８では、入力用
リング４と内方部材２が正方向に回転すると、両玉軸受
２３、２４の各外輪が外筒２５に固定され、各転動体の
公転数が一体の保持器２８によって同一に規制されてい
るため、公転半径の大きな玉軸受２４の内輪の回転速度
が、他方の玉軸受２３の内輪よりも若干遅れる。

【００２７】この回転の遅れは、押圧バネ２７を介して
係合部材１７に伝えられ、係合部材１７と内方部材２と
の間に回転差を生じさせる。このため、係合部材１７は
角ねじ１６の案内により図２に示すように内方部材２の
奥側に向かって移動し、ストッパ面２１に当接して停止
する。この状態では、係合面１９が左側一方向クラッチ
５のスプラグ９に当接し、一方向クラッチ５と内方部材
２を結合状態にする。

【００２８】反対に、入力用リング４と内方部材２が上
記とは逆方向に回転すると、係合部材１７は逆方向に移
動し、図１に示すように入力用リング４のストッパ面２
２に当接して停止する。この状態では、内方部材２に対
して右側の一方向クラッチ６が結合状態となり、左側の
一方向クラッチ５は切り離される。

【００２９】ここで、上記係合部材１７を推進する角ね
じ１６は、大きなリード角で設定するのが望ましい。こ
れは、係合部材１７がストッパ面２１、２２に押し当た
ってもねじ山の弾性変形によって喰い付くことがなく、
次に内方部材２が逆回転することにより係合部材１７が
簡単に離れるようにするためである。また、上記角ねじ
１６のリード角と長さは、内方部材２が約１回転する間
に係合部材１７がストッパ面からストッパ面２２まで移
動するように設定し、左右の一方向クラッチ５、６に対
する結合状態の切換えを早くし、切換えのタイムラグが
小さくなるようにする。

【００３０】この実施例の回転伝達装置Ａは上記のよう
な構造であり、図６は、後輪を主駆動輪とする４輪駆動
車の駆動経路に上記装置Ａを装着した例を示している。
この図６において、Ｂはエンジンに連結するトランスフ
ァ、Ｃはフロントプロペラシャフト、Ｄはリアプロペラ
シャフト、Ｅはフロントデフであり、回転伝達装置Ａ
は、入力用リング４をフロントプロペラシャフトＣに連
結し、外輪１をフロントデフＥに連結して装着される。

【００３１】上記のように装着した状態で、フロントプ
ロペラシャフトＣにより入力用リング４と内方部材２が
回されると、差動機構１８の減速作用により係合部材１
７が図２に示すようにストッパ面２１に当接するまで移
動し、左側の一方向クラッチ５と内方部材２が結合状態
となる。この場合、一方向クラッチ５の各スプラグ９
は、弾性リング１１の付勢により内外径の弧状面１２、
１３が外輪１と係合部材１７に接触し、係合のスタンバ
イ状態におかれる。

【００３２】いま、車両が直進走行状態にあるときは、
前輪が後輪につれ回りするため、外輪１と内方部材２が
同一速度で回転し、一方向クラッチ５はスタンバイ状態
のまま係合しないはずであるが、実際には、駆動輪であ
る後輪と路面の間でわずかなスリップが生じ、リアプロ
ペラシャフトＤの回転に対して車速が落ちる。このた
め、外輪１に対して内方部材２の回転が上回り、一方向
クラッチ５がロックして駆動力が外輪１から前輪に伝わ
り、４輪駆動状態になる。

【００３３】この状態から、タイトコーナの旋回等によ
って前輪の回転が後輪を上回ると、回転伝達装置Ａでは
外輪１の回転が内方部材２の回転を上回り、外輪１はス
プラグ９に対してオーバランニングする。このため、一
方向クラッチ５が切れ、車両は後輪だけによる２輪駆動
となり、タイトコーナのブレーキング現象は生じない。

【００３４】また、上記の２輪駆動状態において、後輪
の一方がスリップしたり脱輪すると、車速が落ち、減速
する前輪の回転にフロントプロペラシャフトＣの回転が
追い付くため、内方部材２の回転が外輪１より速くな
る。このため、一方向クラッチ５がロックして前輪に駆
動力が加わり、４輪駆動に切換わる。

【００３５】一方、フロントプロペラシャフトＣが逆転
し、入力用リング４と内方部材２に加わる回転が上記と
は逆になると、差動機構１８の作用により係合部材１７
が図１に示すようにストッパ面２２まで移動し、右側の
一方向クラッチ６と内方部材２が結合状態になる。この
状態では、一方向クラッチ６は上記と全く同様の作動を
行なうため、車両の前進と後退の両方向において、駆動
の切換えを同じ様に行なうことができる。

【００３６】このように、上記の構造では、直進走行中
は前輪が駆動される一方、旋回中は前輪が切離されてタ
イトコーナのブレーキング現象が防止され、また、後輪
がスリップすると、自動的に４輪駆動に切換わり、後輪
の前輪に対するスリップ率は、それ以上増大しない。

【００３７】また、４輪駆動に切換った場合、前輪はス
プラグ９、１０の係合によって機械的にフロントプロペ
ラシャフトＣと直結された状態になるため、エンジンの
フルトルクを前輪に伝えることができ、低速域から強力
な駆動力が得られる。

【００３８】なお、上記の回転伝達装置Ａは、図７に示
すような前輪を主駆動輪とする４輪駆動車の駆動経路に
も適用することができる。この場合は、入力用リング４
をリアプロペラシャフトＤ’に連結し、外輪１にリヤデ
フＦを連結する。加えて、前輪の回転を常に後輪の回転
より高くしてタイトコーナのブレーキング現象が生じな
いように、トランスファと前輪ハブを連結する歯車のギ
ヤ比を、前輪の回転に対してリヤプロペラシャフトＤ’
の回転が低くなるように設定する。

【００３９】また、上述の実施例では、内方部材２を入
力側としたが、外輪１を入力側として、入出力の方向を
逆にすることもできる。この場合は、一方向クラッチ
５、６と外輪１の間に両者を切り離すすき間を設け、外
輪１の側に結合切換え手段１５を配置するようにする。

【００４０】さらに、結合切換え手段１５の差動機構１
８は、上述した軸受を利用する構造に限らず、歯車を組
合わせた差速機構や、摩擦材のすべり接触によって減速
するブレーキ機構などを利用することができる。

【００４１】また、結合切換え手段１５自体について
も、図示した構造の他に、シリンダやソレノイド等の手
段によって外部から係合部材１７を進退動させる方法を
採用するようにしてもよい。

【００４２】その他、一方向クラッチの係合子は、図示
したスプラグ９、１０に限らず、ローラ等を利用するこ
ともできる。

【００４３】

【効果】以上のように、この発明の回転伝達装置は、機
械式クラッチの係合とオーバーランニングを利用して駆
動力の伝達と遮断を自動的に切換えるので、車両の駆動
経路に組込むことにより、フルタイムの４輪駆動切換え
とデフロックの機能を発揮することができる。

【００４４】また、機械式クラッチによる直結構造によ
って駆動力を伝達するので、低速走行時でもエンジンの
フルトルクを伝達でき、強力な走行力を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の回転伝達装置を示す縦断正面図

【図２】同上の作用状態を示す縦断正面図

【図３】図２のIII −III 線の断面図

【図４】図２のVI−VI線の断面図

【図５】図２のＶ−Ｖ線の断面図

【図６】同上の車両の駆動経路への装着例を示す図

【図７】他の装着例を示す図

【符号の説明】

１外輪２内方部材５、６一方向クラッチ１４遊び用すき間１５結合切換え手段Ａ回転伝達装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外輪とそれに嵌合する内方部材との間
に、互いに反対方向の回転によって作動する２個の一方
向クラッチを設け、その２個の一方向クラッチと外輪又
は内方部材との間に遊び用すき間を設けると共に、外輪
又は内方部材の一方に、回転方向の変化によって上記２
個の一方向クラッチの一方と外輪又は内方部材を結合さ
せる結合切換え手段を設けた回転伝達装置。
【請求項２】上記結合切換え手段を、外輪又は内方部
材に設けたねじの推進により上記２個の一方向クラッチ
の間を移動する係合部材と、その係合部材を上記一方向
クラッチの一方と係合する位置で停止させるストッパ
と、上記係合部材と外輪又は内方部材のねじとの間に回
転差を生じさせる差動機構とから構成した請求項１に記
載の回転伝達装置。