JPH0560185A

JPH0560185A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JPH0560185A
Application number: JP3218707A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ito; 健一郎伊藤; Hiromi Nojiri; 博海野尻; Tateo Adachi; 健郎安達
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1991-08-29
Filing date: 1991-08-29
Publication date: 1993-03-09
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JP3144847B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、機械式クラッチにより、回転の２
方向においてデフの差動機能とその差動を制限する機能
を併せもつ装置を提供する。【構成】デフ１１に連結する出力軸１８、１９と外輪
２１、２２との間に、外輪と共回りする制御保持器２７
と、固定保持器２６を設け、その保持器２６、２７に、
正逆の回転で出力軸と外輪に係合するスプラグ３６を組
み込む。両外輪２１、２２とデフ１１を、外輪側を増速
させる変位ギヤ８、９、１０を介して入力軸２に連結
し、制御保持器２７に外輪に対して減速させる差動手段
３１を連結する。出力軸の回転が外輪より低い間は、外
輪がオーバーランニングして、デフが機能する。出力軸
の回転が外輪を上回ると、スプラグが係合して、外輪と
出力軸を直結し、デフロックされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の駆動経路に組
込むことにより車輪に対する駆動力の伝達を切換える回
転伝達装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】４輪駆動車においては、４
輪を直結した状態でスムーズな走行が行なえるように、
旋回走行中の前後輪の回転差を吸収して、前後輪に無理
なく駆動力を配分するセンタデフが必要になる。

【０００３】また、単にサイドギヤとピニオンを噛み合
せたデフの構造では、車輪の一方が脱輪等で浮き上った
場合、駆動力が空輪する車輪だけに流れ、負荷が得られ
る車輪には全く伝わらない不具合が生じるため、必要な
時にデフの差動機能を制限できる機構が必要になる。

【０００４】従来、このような回転差の吸収と、デフの
差動を制限する機能を併せもつものとして、高粘性流体
のせん断抵抗を利用して駆動力を伝達するビスカスカッ
プリングや、デフ内部に組込んだ複数のクラッチ板によ
りサイドギヤの動きを重くし、両車輪に駆動力を伝える
ようにしたカップリング等が提案されている。

【０００５】しかし、これらのカップリングは、入力側
と出力側の速度差を利用して駆動力を伝達するものであ
るため、低速域で大きな駆動力を伝達することができ
ず、また、出力側に加わる高粘性流体の抵抗やクラッチ
板の摩擦力により、低速時の旋回時に引きづりトルクが
生じやすい欠点がある。

【０００６】これに対して、一般にファーガソン方式と
呼ばれる機械式クラッチを用いた差動制限装置が、従来
より知られている。この装置は、図６に示すように、エ
ンジン入力軸４１に３組のギヤ４２、４３、４４を連結
し、その１組のギヤ４３で、ピニオンギヤ４５とサイド
ギヤ４６、４６から成るセンタデフ４７を駆動し、他の
２組のギヤ４２、４４を、センタデフ４７に連結させた
左右の出力軸４８、４９の上に配置して、その各出力軸
と各ギヤとの間に、ワンウェイクラッチ５０、５０を組
込んだ構造となっている。

【０００７】この装置では、センタデフ４７を駆動する
ギヤ４３に対して他の２組のギヤ４２、４４が速く回転
するように、ギヤ比を設定し、一方の出力軸が空回りす
ると、その出力軸の回転がそれに嵌合するギヤの回転を
上回った時点でワンウェイクラッチ５０が噛み合い、デ
フをロックするようになっており、機械式クラッチの結
合により入力軸と出力軸を連結するため、低速域でも大
きな駆動力を伝達できる利点がある。

【０００８】しかし、上記構造の装置は、入力軸と出力
軸の連結をワンウェイクラッチ５０で行なうため、デフ
ロック機能を一方向の回転だけにしか作動させることが
できない欠点がある。すなわち、車両に適用した場合、
前進方向だけにしかデフロック機能を行なうことができ
ず、後退方向には全く機能させることができない問題が
ある。

【０００９】また、ワンウェイクラッチ５０が、通常時
遊びをもった状態におかれるため、頻繁なクラッチの噛
み合いの際に、その遊びによって衝撃を伴なった係合が
繰返されることになり、駆動切換え時のショックやクラ
ッチの係合面の摩耗などが生じやすい不具合がある。

【００１０】そこで、この発明は、機械式クラッチを用
いて大きな駆動力を効率よく伝達すると共に、デフの差
動機能を２方向の回転方向で制限することができ、しか
も駆動力の駆換えを衝撃なしにスムーズに行なうことが
できる回転伝達装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【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、対向する一対のサイドギヤと、そのサ
イドギヤに噛み合って、ケースと一体に回転するピニオ
ンギヤとから成るデフを備え、そのデフの各サイドギヤ
に連結した一対の出力軸の外周に、それぞれ外輪を回転
自在に支持し、その各々の出力軸と外輪の間に、出力軸
又は外輪と回転方向すき間を介して共回りする保持器を
設け、この各保持器のポケットに、出力軸と保持器の正
逆方向の相対回転によって上記出力軸と外輪の対向面間
に係合する係合子と、その係合子を上記対向面間に係合
しない位置に保持する弾性部材とを組込み、上記デフの
ケースと両外輪を入力軸に共回り可能に連結すると共
に、その連結部にケースに対して両外輪の回転を増速さ
せる変速機構を設け、かつ各保持器とそれが連結する各
出力軸又は外輪との間に回転差を生じさせる差動手段を
備えた構成としたものである。

【００１２】

【作用】上記の構成においては、入力軸によりデフと両
外輪を回転させると、変速機構の作用によってデフに連
結する各出力軸よりも外輪が速く回転する。また、差動
手段の作用により、保持器と出力軸又は外輪が相対回転
し、係合子を係合作動位置に移動させる。

【００１３】この状態で、出力軸の回転が外輪よりも低
い間は、外輪がオーバーランニングしてクラッチが入ら
ず、入力軸の回転はデフを介して各出力軸に伝えられ
る。一方、出力軸の回転が外輪を上回ると、係合子が係
合して、外輪から直接その出力軸に入力軸の回転が伝わ
り、デフがロックされる。

【００１４】この構造では、係合子が出力軸と外輪の正
逆方向の相対回転で係合するため、回転の２方向に対し
てデフの差動制限を行なうことができる。

【００１５】また、係合子が係合作動位置に待機し、遊
びのない状態におかれるため、クラッチの係合が瞬時に
起こり、衝撃のないスムーズな切換えが行なえる。

【００１６】

【実施例】図１乃至図４は、実施例の回転伝達装置を示
している。

【００１７】図１に示すように、ハウジング１の内部
に、入力軸２が軸受３、３により回転自在に支持され、
その入力軸２に固定したベベルギヤ４に、外部の駆動軸
５に連結するピニオンギヤ６が噛み合っている。

【００１８】上記入力軸２には、変速機構７を構成する
３個の変速ギヤ８、９、１０が取付けられ、その中央の
ギヤ９に、デフ１１の外径面に形成したリングギヤ１２
が噛み合される。デフ１１は、デフケース１３に支軸１
４を介してピニオンギヤ１５、１５を連結し、そのピニ
オンギヤ１５、１５に噛み合う一対のサイドギヤ１６、
１７を対向配置させて成っており、ギヤ９によりデフケ
ース１３が回されると、ピニオンギヤ１５を介してサイ
ドギヤ１６、１７に回転力が伝えられる。また、各サイ
ドギヤ１６、１７に回転差がある場合は、ピニオンギヤ
１５、１５とサイドギヤ１６、１７が相対回転して回転
差を吸収し、各サイドギヤ１６、１７に負荷に応じた回
転力を伝える。これは、従来用いられている前後輪のデ
フと同じ構造である。

【００１９】上記デフ１１の各サイドギヤ１６、１７に
は、それぞれハウジング１に回転自在に支持された出力
軸１８、１９が連結している。この各出力軸１８、１９
の外周には、軸受２０、２０により外輪２１、２２が回
転自在に支持され、その各外輪２１、２２の外周面に設
けたギヤ歯２３、２４に、上述した入力軸２の両側のギ
ヤ８、１０が噛み合っている。

【００２０】ここで、上記両側のギヤ８、１０と外輪２
１、２２との噛み合い部のギヤ比は、中央のギヤ９とデ
フ１１の噛み合い部のギヤ比よりも高く設定されてお
り、入力軸２が回転すると、デフケース１３に対して両
外輪２１、２２が速く回転するように設定されている。

【００２１】上記各外輪２１、２２の内径面と、それに
対向する各出力軸１８、１９の外径面は、同心の円筒面
２４、２５で形成され、その両円筒面２４、２５の間
に、外輪２１、２２にピン止めされた小径の固定保持器
２６と、大径の制御保持器２７が組込まれている。この
制御保持器２７は、外周部に設けたフランジ２８にピン
孔２９を形成し、そのピン孔２９に外輪２１、２２の端
面に取付けたピン３０を遊嵌させて、外輪と共回り可能
に取付けられており、ピン３０とピン孔２９の間の回転
方向すき間の分だけ制御保持器と外輪が相対回転できる
ようになっている。この回転方向すき間は、制御保持器
２７の外輪に対する遅れ角を決めるもので、その大きさ
は、後述するスプラグ３６が円筒面２４、２５間の中立
位置から弾性部材３７を介して両係合面に接触するまで
の距離よりも大きく設定されている。

【００２２】また、制御保持器２７には、外輪に対して
保持器の回転を減速させる差動手段３１が連結してい
る。この差動手段３１は、ハウジング１に取付けられる
摩擦板３２と、その摩擦板３２と制御保持器２７のフラ
ンジ２８との間に組込まれる皿バネ３３とから成り、フ
ランジ２８に押し付けられる皿バネ３３が摩擦板３２に
対してスリップし、そのスリップにより発生する摩擦力
によって制御保持器の回転を外輪に対して遅れさせるよ
うになっている。

【００２３】上記制御保持器２７と固定保持器２６に
は、周方向に複数のポケット３４、３５が対向して形成
され、その各ポケット３４、３５に、係合子としてのス
プラグ３６と弾性部材３７とが組込まれている。このス
プラグ３６は、図４に示すように、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３８で形成さ
れ、左右の両方向に傾くと、弧状面３８が円筒面２４、
２５に係合して出力軸１８、１９と外輪２１、２２を一
体化する。また、弾性部材３７は、制御保持器２７に取
付けられ、スプラグ３６を両側から押圧して両円筒面２
４、２５と係合しない中立位置に保持している。

【００２４】この実施例の回転伝達装置は、上記のよう
な構造であり、車両の駆動経路に装着する場合は、駆動
軸５をプロペラシャフトに連結し、両出力軸１８、１９
を両側の車輪に連結する。

【００２５】いま、駆動軸５からピニオンギヤ６とベベ
ルギヤ４を介して入力軸２に回転が加わると、３個の変
速ギヤ８、９、１０によってデフ１１と両外輪２１、２
２が回されるが、変速ギヤ間のギヤ比の差により、外輪
２１、２２がデフ１１よりも速く回転する。

【００２６】また、外輪と制御保持器２７は共回りする
が、差動手段３１の作用により、ピン３０とピン孔２９
の回転すき間の分だけ制御保持器２７の回転が外輪より
遅れる。このため、制御保持器２７と固定保持器２６が
相対回転し、スプラグ３６が図４に示すように円筒面２
４、２５に接触する位置まで傾いて、係合作動状態で待
機する。

【００２７】通常の走行状態では、デフ１１に連結する
出力軸１８、１９の回転が外輪２１、２２より遅くなる
ため、外輪２１、２２がスプラグ３６に対してオーバー
ランニングし、クラッチが入らない。このため、入力軸
２の回転は、デフ１１を介して各出力軸１８、１９に伝
わり、車輪間に生じる回転差はデフ１１の差動機能によ
って吸収される。

【００２８】一方、片側の車輪（例えば図１において右
側の車輪）がスリップや脱輪すると、その車輪に連結す
る出力軸１８の回転が上昇し、外輪２１の回転を上回っ
た時点で、係合作動状態にあるスプラグ３６が即座に円
筒面２４、２５に係合する。このため、入力軸２の回転
は、外輪２１から直接出力軸１８に伝わり、デフ１１が
ロックされるため、他方の出力軸１８にも駆動力が伝え
られる。したがって、接地した車輪に負荷が加わり、安
定した走行状態が維持される。

【００２９】このように、デフ１１と両外輪２１、２２
の間の回転差と、出力軸１８、１９の回転数によって自
動的にクラッチがオン・オフされるので、上記回転差
を、正常走行時の最小旋回時における前後輪間の回転差
以上に設定することにより、車輪がスリップや脱輪した
場合、自動的にデフロック状態にすることができ、安定
した走行を行なうことができる。

【００３０】また、上記の構造では、駆動軸３から入力
軸２に加わる回転方向が逆になると、スプラグ３６が逆
に傾いて円筒面２４、２５に係合するため、前進と後退
の両方向においてデフの差動制限を全く同様に行なうこ
とができる。

【００３１】図５は、差動手段に上記とは異なる構造の
ものを用いた他の実施例を示している。この例の差動手
段３１’は、制御保持器２７’のフランジ２８’に内輪
を嵌合させた差動軸受３９と、その差動軸受３９をハウ
ジング１に支持する支持フレーム４０とから成り、この
支持フレーム４０は、差動軸受３９の外輪の外径方向へ
の寸法膨張は許すが、回転は阻止するように設定されて
いる。

【００３２】また、差動軸受３９は、半径方向すき間を
ゼロ以下に設定し、通常圧以上の予圧を加えて転がり時
の回転抵抗を大きく設定してあり、その回転抵抗により
制御保持器２７’を減速して、外輪２１に対して遅れ回
転させるようになっている。

【００３３】なお、上記の各実施例では、係合子として
正逆の２つの回転方向で係合するスプラグ３６を示した
が、これに代えて、１方向だけに係合するスプラグを左
右対称で使用したり、ローラ等の係合子を利用すること
もできる。

【００３４】また、実施例では、回転伝達装置を車輪の
ディファレンシャルとして使用した例について説明した
が、入力軸２に連結する駆動軸５をエンジンの入力軸に
接続し、２つの出力軸１８、１９のうち一方を前輪の出
力軸に、他方を後輪の出力軸に連結すれば、４輪駆動車
のセンタデフとして利用することができる。

【００３５】

【効果】以上のように、この発明の回転伝達装置は、入
出力間の回転差を吸収するデフを備えると共に、出力軸
の回転数の変化に応じてデフの差動機能を制限するの
で、車両の駆動経路に組込むことにより、センタデフの
機能を併せもつことができる。また、機械式クラッチの
係合により回転力の伝達を行なうため、低速回転時にお
いても大きな駆動力を伝達することができる。

【００３６】さらに、クラッチの係合子が出力軸と外輪
の正逆方向相対回転で係合するため、回転の２方向にお
いて全く同様にデフの機能制限を行なうことができる。

【００３７】加えて、クラッチの係合子を常に係合作動
状態に待機させるため、クラッチを瞬時に係合させるこ
とができ、ショックのないスムーズな駆動の切換えが行
なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の縦断正面図

【図２】同上の要部を拡大した縦断正面図

【図３】図２のIII −III 線に沿った断面図

【図４】スプラグの作動状態を示す図

【図５】他の実施例を示す縦断正面図

【図６】従来例を示す斜視図

【符号の説明】

２入力軸７変速機構１１デフ１５ピニオンギヤ１６、１７サイドギヤ１８、１９出力軸２１、２２外輪２７、２７’ 制御保持器３１、３１’ 差動手段３６スプラグ３７弾性部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する一対のサイドギヤと、そのサイ
ドギヤに噛み合ってケースと一体に回転するピニオンギ
ヤとから成るデフを備え、そのデフの各サイドギヤに連
結した一対の出力軸の外周に、それぞれ外輪を回転自在
に支持し、その各々の出力軸と外輪の間に、出力軸又は
外輪と回転方向すき間を介して共回りする保持器を設
け、この各保持器のポケットに、出力軸と保持器の正逆
方向の相対回転によって上記出力軸と外輪の対向面間に
係合する係合子と、その係合子を上記対向面間に係合し
ない位置に保持する弾性部材とを組込み、上記デフのケ
ースと両外輪を入力軸に共回り可能に連結すると共に、
その連結部にケースに対して両外輪の回転を増速させる
変速機構を設け、かつ各保持器とそれが連結する各出力
軸又は外輪との間に回転差を生じさせる差動手段を備え
て成る回転伝達装置。