JPH0781596B2 - 2方向差動クラッチ - Google Patents

2方向差動クラッチ

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JPH0781596B2
JPH0781596B2 JP33926689A JP33926689A JPH0781596B2 JP H0781596 B2 JPH0781596 B2 JP H0781596B2 JP 33926689 A JP33926689 A JP 33926689A JP 33926689 A JP33926689 A JP 33926689A JP H0781596 B2 JPH0781596 B2 JP H0781596B2
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宗久 今井
勉 安江
健一郎 伊藤
博海 野尻
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • F16D41/07Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、インプット側の左右両方向の回転の伝達又
は遮断を可能にする2方向差動クラッチに関する。
(従来の技術) パートタイム式の4輪駆動車(以下4WD車ともいう)に
おいては、後輪がスリップして速度が落ちた瞬間に自動
的に前輪に駆動力を伝える差動クラッチ、即ちオーバラ
ンニング型クラッチが使われるようになってきた。
このような差動クラッチでは、前輪ハブが駆動軸より速
く回転するように設定されており、2輪駆動時は駆動軸
の回転は前輪ハブに伝達されないようになっている。後
輪がスリップして駆動軸の回転が上がると、駆動軸と前
輪ハブの隙間に挿入されたローラ又はボールの楔作用に
よって駆動軸と前輪ハブが噛み合い状態になり、回転が
前輪ハブに伝達される。
しかしながらこの差動クラッチに楔作用を生じさせるた
めに、駆動軸の表面には鋸状のカムが設けられており、
一方向の回転においてのみ作動するので後進時に前輪を
駆動できないという問題があった。又、上記のローラ又
はボールの代わりにスプラグを使用した差動クラッチに
おいても、スプラグの作用は一方向に限られており、上
記の問題を伴っていた。
(発明が解決しようとする課題) この発明は、このような従来の問題点に着目して成され
たもので、インプット側の左右両方向の回転の伝達又は
遮断を可能にする2方向差動クラッチの提供を目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであっ
て、インプットギヤ側の円筒面とアウトプットギヤ側の
円筒面とを間隙を持たせて相対回転可能に配設し、該間
隙に複数のスプラグを介装してなる2方向差動クラッチ
において、インプットギヤ側の円筒面を外側内周面に、
アウトプットギヤ側の円筒面を内側外周面に設定し、前
記スプラグは、前記インプットギヤ側の円筒面に固設さ
れた第1保持部材のポケットと、前記アウトプットギヤ
側の円筒面に隣接して円周方向に摺動可能に配設された
第2保持部材のポケット内に格納され、前記インプット
ギヤ側の円筒面と前記アウトプットギヤ側の円筒面に係
合しない中立位置から、前記両円筒面に係合するクラッ
チ作動位置に亘り傾動可能に配設されているとともに、
前記第2保持部材は前記インプットギヤの回転に対応し
て差速を発生するサブギヤと連携され、該差速により前
記第2保持部材が円周方向に摺動し、前記スプラグをク
ラッチ作動位置へ傾動し得るように構成したことであ
る。
(作用) サブギヤの歯数をインプットギヤの歯数より多くする
と、同一の回転入力によりサブギヤはインプットギヤよ
り遅れて回転し、両ギヤ間に差速が生じ、この差速によ
ってインプットギヤの左回転又は右回転の何れの場合に
も、スプラグを傾斜させ、インプットギヤとアウトプッ
トギヤをクラッチ作動状態とすることができるので、イ
ンプットギヤの左右両方向の回転をアウトプットギヤに
伝達し、又は遮断することができる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図には第1実施例の2方向差動クラッチの縦断面図
を、第2図には第1図のA−A線断面図を、第3図,第
4図には作用説明図を、第5図,第6図には要部拡大図
を示す。
第1図において、1は回転軸で、外周面には種々の段差
部を有している。4はアウトプットギヤで、回転軸1の
一つの段差部にスプライン4aにより結合されている。4b
はアウトプットギヤ4の外周に形成された歯で、図示し
ない被駆動軸側のギヤと噛み合う。17は外周円筒面で、
回転軸1の外周の別の段差部に形成されている。2はイ
ンプットギヤで、内周円筒面18を持ち、外周円筒面17の
外周に間隙を有して外装されている。2aはインプットギ
ヤ2の外周に設けられた歯で、図示しない駆動軸側のギ
ヤと噛み合う。
第6図の要部拡大図に見られるように、インプットギヤ
2の内周円筒面18と回転軸1の外周円筒面17間には、複
数のスプラグ6が円周方向に所定間隔で配設されてい
る。
スプラグ6の外径側円弧面6a及び内径側円弧面6bは、第
7図に示すように半径値r1及びr2の円弧面である。半径
値r2は第8図に示すように左右非対称にr3,r4としても
良い。この半径値r1,r2,r3,r4は何れもインプットギヤ
2の内周円筒面18と回転軸1の外周円筒面17間の間隔δ
の1/2より大きく設定されている。又、円弧面6a,6bが対
向する方向での最少高さlは、上記間隔δより若干小さ
くなっている。このため、スプラグ6が対向する円筒面
17,18間に起立する中立状態において、スプラグ6の円
弧面6a,6bと上記円筒面17,18間にラジアルスキマが形成
される。また、中立状態から円筒面17,18の周方向に倒
れると、外径側円弧面6a及び内径側円弧面6bが対向する
円筒面17,18に対して係合する。
上記スプラグ6の外径側端部6d,6eは、インプットギヤ
2の内周円筒面18に圧入等の方法で固定した外側保持部
材10のポケット10aに填まり込み、内径側端部6c,6fは外
側保持部材10と回転軸1間に、回転軸1に対し摺動可能
に挿入された内側保持部材9のポケット9aに填まり込ん
でいる。尚、この実施例では外側保持部材10はピン16で
インプットギヤ2に固定されている。内側保持部材9に
おけるポケット9aの周方向で対向する側面間の寸法A
は、外側保持部材10におけるポケット10aの周方向で対
向する側面間の寸法Bより大きくなっている。又、内側
保持部材9におけるポケット9aの周方向で対向する側面
の中央部には凹部9bが形成され、その凹部9b内に組み込
んだ一対の弾性体7はスプラグ6の内径側端部6c,6fを
両側から押圧し、第6図に示したように、スプラグ6を
中立状態に保持している。ここで、弾性体7として板バ
ネ,コイルスプリング等を用いることができる。尚、本
実施例では第5図のように、内側保持部材9の内径部9c
から弾性体7として金属性板バネを取り付けた例を示し
ているが、内側保持部材9の外径部9dから取り付ける構
造としても良い。
第1図に戻り、図中8はサブギヤで、インプットギヤ2
に隣接されている。8aはサブギヤ8の外周に設けられた
歯で、インプットギヤ2と同じく駆動軸側の図示しない
ギヤと噛み合う。サブギヤ8の歯数はインプットギヤ2
の歯数より多くなるように設定されている。サブギヤ8
の内周側には内側保持部材9が回転軸1の外周に摺動可
能に挿入されている。サブギヤ8は内側保持部材9に取
り付けた止め輪20と内側保持部材9の段差部側面の間に
皿バネ19により圧接されている。内側保持部材9にはス
トッパー9eが突設されており、一方、外側保持部材10に
はストッパー9eに対面する位置に、ストッパー9eに対し
間隙を持った角穴11が設けられている。
12,14は回転軸1を支持するベアリングで、13,15はイン
プットギヤ2と内側保持部材9をそれぞれ支持するベア
リングである。
以上のように構成された2方向差動クラッチの作用を説
明する。
この2方向差動クラッチを、例えばパートタイム式4WD
車の動力伝達装置に設けた場合、駆動軸側の回転はこれ
と噛み合っているインプットギヤ2とサブギヤ8に伝達
される。しかしながらインプットギヤ2の歯2aは、例え
ば歯数が53であるのに対し、サブギヤ8の歯8aは、例え
ば歯数が54と設定されており、同一駆動軸の回転により
サブギヤ8の回転はインプットギヤ2の回転より遅れる
ことになる。従って、第4図に見られるように、サブギ
ヤ8に圧接されている内側保持部材9は、インプットギ
ヤ2の回転に対して差速を有して内側保持部材9のスト
ッパー9eが角穴11の図示左側面に当接するまで左回転方
向に相対回転する。そして、内側保持部材9のポケット
9a内に収容されたスプラグ6は、内側保持部材9の逆回
転方向に倒れる。このため、第4図に示すように、スプ
ラグ6の外径側円弧面6a及び内径側円弧面6bが対向する
円筒面17,18に係合し、矢印方向のクラッチ作動可能状
態になる。
ここで4WDが2輪駆動状態である時は、アウトプットギ
ヤ4、即ち回転軸1の回転は、インプットギヤ2の回転
より速く回転するように設定されているので、スプラグ
6は起立する方向に摩擦力を受け空転し、円筒面17,18
に噛み込むことはない。これに対し、後輪にスリップが
あると駆動軸の回転数が上がるので、インプットギヤ2
の回転がアウトプットギヤ4、即ち回転軸1の回転より
速くなり、矢印方向のクラッチが作動し、インプットギ
ヤ2の回転力をアウトプットギヤ4に伝達するようにな
る。ストッパー9eが角穴11の壁面に当接した後、サブギ
ヤ8に対して内側保持部材9は空転するので、サブギヤ
8が破損することはない。
このようにサブギヤ8の差速によるスプラグ6のクラッ
チ作動原理は、インプットギヤ2の回転の方向には係わ
らないので、パートタイム式4輪駆動車の後進時におい
ても、この2方向差動クラッチは有効に機能する。
さらにスプラグ6は、インプットギヤ2に固定された外
側保持部材10の回転速度に応じて、外側に遠心力が働い
てインプットギヤ2の内周円筒面18に接触するので、イ
ンプットギヤ2が設定回転数以上になると、スプラグ6
に作用する遠心力及びバネ7の押し付け力の総モーメン
トがスプラグ7を中立状態に戻そうとする。従って、ク
ラッチ不作動状態でインプットギヤ2と回転軸1が空転
して差速が大きい時、スプラグ6が摩耗しない利点があ
る。
第9図は本発明の第2実施例であり、インプットギヤ2
を支持するベアリング13をベアリング13′,21に変更し
たものである。
この実施例では、スプラグ6の両側でボールベアリング
21を介してそれぞれ回転軸1から支持されているので、
内周円筒面18と外周円筒面17は同心度が出易く、従っ
て、スプラグ6とのロック作用がより確実となる。
(発明の効果) この発明の2方向差動クラッチは、インプットギヤ側の
円筒面とアウトプットギヤ側の円筒面とを間隙を持たせ
て相対回転可能に配設し、該間隙に複数のスプラグを介
装してなる2方向差動クラッチにおいて、インプットギ
ヤ側の円筒面を外側内周面に、アウトプットギヤ側の円
筒面を内側外周面に設定し、前記スプラグは、前記イン
プットギヤ側の円筒面に固設された第1保持部材のポケ
ットと、前記アウトプットギヤ側の円筒面に隣接して円
周方向に摺動可能に配設された第2保持部材のポケット
内に格納され、前記インプットギヤ側の円筒面と前記ア
ウトプットギヤ側の円筒面に係合しない中立位置から、
前記両円筒面に係合するクラッチ作動位置に亘り傾動可
能に配設されているとともに、前記第2保持部材は前記
インプットギヤの回転に対応して差速を発生するサブギ
ヤと連携され、該差速により前記第2保持部材が円周方
向へ摺動し、前記スプラグをクラッチ作動位置へ傾動し
得るように構成したことによって、インプットギヤの左
又は右方向の何れの回転においても、その回転をアウト
プットギヤに伝達し、又は遮断することができる。
さらにこの発明の2方向クラッチは、スプラグに遠心力
が働いてインプットギヤ側の内周円筒面に接触し、アウ
トプットギヤ側の外周円筒面との間に僅かに隙間ができ
るので、クラッチ不作動状態でインプットギヤとアウト
プットギヤの差速が大きい時、スプラグの摩耗を防止で
きる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例の縦断面図、第2図は第
1図のA−A線断面図、第3図及び第4図は作用説明
図、第5図及び第6図は要部拡大図、第7図及び第8図
はスプラグ単体の横断面図、第9図は第2実施例の縦断
面図である。 1……回転軸、2……インプットギヤ 4……アウトプットギヤ、6……スプラグ 7……弾性体、8……サブギヤ 9……内側保持部材、10……外側保持部材 17……外周円筒面、18……内周円筒面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野尻 博海 静岡県磐田市明ケ島1019―68 (56)参考文献 特開 平3−14923(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インプットギヤ側の円筒面とアウトプット
    ギヤ側の円筒面とを間隙を持たせて相対回転可能に配設
    し、該間隙に複数のスプラグを介装してなる2方向差動
    クラッチにおいて、インプットギヤ側の円筒面を外側内
    周面に、アウトプットギヤ側の円筒面を内側外周面に設
    定し、前記スプラグは、前記インプットギヤ側の円筒面
    に固設された第1保持部材のポケットと、前記アウトプ
    ットギヤ側の円筒面に隣接して円周方向に摺動可能に配
    設された第2保持部材のポケット内に格納され、前記イ
    ンプットギヤ側の円筒面と前記アウトプットギヤ側の円
    筒面に係合しない中立位置から、前記両円筒面に係合す
    るクラッチ作動位置に亘り傾動可能に配設されていると
    ともに、前記第2保持部材は前記インプットギヤの回転
    に対応して差速を発生するサブギヤと連携され、該差速
    により前記第2保持部材が円周方向に摺動し、前記スプ
    ラグをクラッチ作動位置へ傾動し得るように構成したこ
    とを特徴とする2方向差動クラッチ。
  2. 【請求項2】インプットギヤの中央部にスプラグを配
    し、インプットギヤの一方の端部はアウトプットギヤに
    固着した回転軸に軸受で支持し、他方の端部は上記回転
    軸に軸受にて支持された保持部材を介して更に軸受で支
    持したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の2
    方向差動クラッチ。
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