JP2003278804A - 動力切換装置 - Google Patents
動力切換装置Info
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Abstract
と、完全4輪駆動状態を容易に切換えること。 【解決手段】 駆動部材15から左右の2個の被動部材
21、22への動力の伝達状態を切換えるに際し、両被
動部材21、22のそれぞれに対応するケージ41、4
2を軸方向に移動し、各ケージ41、42の端面を被動
部材21、22に摩擦接触させて連れ回り回転させ、駆
動部材15の円周状結合面30と両被動部材21、22
の円周状結合面31、32のそれぞれとを転動体43、
44の介在により楔結合させる動力切換装置10であっ
て、両被動部材21、22の間にそれら被動部材21、
22と同軸配置されるスペーサ23を設け、両ケージ4
1、42をスペーサ23の外周で同軸上に支持するも
の。
Description
輪駆動状態と4輪駆動状態とを切換えるに好適な動力切
換装置に関する。
0385に記載の如く、駆動軸の回転を車輪対へ伝達するデ
ィファレンシャルと、該ディファレンシャルの一方の車
輪側の出力部材である第1回転部材と、該第1回転部材
と相対回転可能に配設されるとともに一方の車輪と一体
回転する第2回転部材と、前記駆動軸の回転に応じて回
転するディファレンシャルのケースと一体回転する第3
回転部材と、前記第1回転部材と第2回転部材との連結
を解除する第1の位置と、前記第1回転部材と第2回転
部材とを連結する第2の位置と、前記第1回転部材と前
記第2回転部材と第3回転部材とを連結する第3の位置
とに切換可能とするドグクラッチとを有してなるものが
ある。
にあるときには後輪だけの2輪駆動状態になり、ドグク
ラッチが第2の位置にあるときには4輪駆動のデファレ
ンシャルフリー状態(車両の旋回時に、左右前輪の回転
差を吸収できる4輪駆動状態)になり、ドグクラッチが
第3の位置にあるときには4輪駆動のデファレンシャル
ロック状態(左右前輪を一体回転で駆動して走破性を向
上させる直結4輪駆動状態)になる。
は、2輪駆動状態と、4輪駆動のデファレンシャルフリ
ー状態と、4輪駆動のデファレンシャルロック状態を切
換えるための、デファレンシャル機構はベベルギヤを内
蔵しており、複雑で大型化する。
ものであり、ドグクラッチの係合時には、ドグクラッチ
を構成するスリーブとスプラインの係脱位相を合せる必
要がある。
完全2輪駆動状態と、完全4輪駆動状態を安定かつ容易
に切換えることにある。尚、完全2輪駆動状態とは、前
輪2輪だけ、又は後輪2輪だけの駆動状態をいう。ま
た、完全4輪駆動状態とは、前輪2輪及び後輪2輪の駆
動状態であって、かつ左右輪を一体回転で駆動する状態
をいう。
部材から左右の2個の被動部材への動力の伝達状態を切
換えるに際し、駆動部材に設けた円周状結合面と、両被
動部材に設けた円周状結合面のそれぞれとを内外に同軸
配置し、駆動部材の円周状結合面と、両被動部材の円周
状結合面の間の周方向に楔状間隙をくり返し形成する環
状空間を設け、両被動部材のそれぞれに対応するケージ
を環状空間に納め、各ケージの周方向複数位置に転動体
を保持し、各転動体を駆動部材と被動部材の一方の円周
状結合面に接触させ、駆動部材と被動部材の他方の円周
状結合面に非接触とする方向に付勢する付勢部材を設
け、両ケージのそれぞれを軸方向移動し、各ケージの端
面を駆動部材と被動部材の他方に摩擦接触させて連れ回
り回転させ、駆動部材の円周状結合面と両被動部材の円
周状結合面のそれぞれとを転動体の介在により楔結合さ
せる切換手段を設けてなる動力切換装置であって、両被
動部材の間にそれら被動部材と同軸配置されるスペーサ
を設け、両ケージをスペーサの外周で支持するようにし
たものである。
て更に、前記スペーサの両端部のそれぞれと、両被動部
材のそれぞれの端部とが、互いに同軸嵌合されてなるよ
うにしたものである。
図、図2は図1の要部拡大図、図3は図2のIII−III線
に沿う断面図であり、非楔結合状態を示す断面図、図4
は図2のIII−III線に沿う断面図であり、楔結合状態を
示す断面図、図5は動力切換装置の分解斜視図、図6は
図5の要部拡大図である。
力側に変速機を接続し、変速機の出力側に駆動軸を接続
し、駆動軸の後輪側端にデファレンシャルを介して左右
の後輪軸を接続し、駆動軸の前輪側端に本発明の動力切
換装置10を介して左右の前輪軸を接続している。この
車両では、駆動軸から後輪のデファレンシャルに伝えら
れたエンジン回転力が常時後輪に伝えられ、駆動軸から
前輪側の動力切換装置10に伝えられた回転力は動力切
換装置10の切換動作によって左右の前輪に伝えられ
る。動力切換装置10が左右の前輪に回転力を伝えない
状態とするオフモードにあるときには、車両は後輪2駆
だけの完全2輪駆動状態になる。動力切換装置10が左
右の前輪に回転力を伝える状態とするオンモードにある
ときには、車両は前輪直結2駆及び後輪2駆の完全4輪
駆動状態になる。
く、第1〜第3ハウジング11A〜11Cをボルト10
Aにより一体結合している。ハウジング11Aには、ピ
ニオンギヤ12Aを備えるピニオンギヤ軸12が軸受1
3A、13Bを介して支持され、ピニオンギヤ軸12に
はヨーク14がスプライン結合により固定され、ヨーク
14には前述の駆動軸が接続される。
Bには、駆動部材15が軸受16、17を介して支持さ
れる。駆動部材15は、リングギヤ18Aを備えるリン
グギヤ軸18と、ケース19をボルト20により一体結
合された組立体である。リングギヤ18Aはピニオンギ
ヤ12Aと噛合う。これにより、駆動部材15は駆動軸
の回転により常時駆動される。
とケース19の中心軸上で互いに相対する端面の間に
は、左右の2個の被動部材21、22と、それら被動部
材21、22に挟まれるスペーサ23が配置される。被
動部材21には左前輪軸24がスプライン結合により固
定され、被動部材22には右前輪軸25がスプライン結
合により固定される。
1、22とスペーサ23は、互いに同軸配置される。リ
ングギヤ軸18の打ち抜き端面に凹設した段差状内径部
18Bに、被動部材21の外向き端面に突設した段差状
外周部21Aを相対回転可能に同軸嵌合し、リングギヤ
軸18の打ち抜き端面に被動部材21の外向き端面をそ
れらの軸方向で衝合可能としている。また、ケース19
の打ち抜き端面に凹設した段差状内径部19Aに、被動
部材22の外向き端面に突設した段差状外周部22Aを
相対回転可能に同軸嵌合し、ケース19の打ち抜き端面
に被動部材22の外向き端面をそれらの軸方向で衝合可
能としている。更に、スペーサ23の両側端面のそれぞ
れに突設した段差状外径部23A、23Bを、被動部材
21と被動部材22の打ち抜き端面に凹設した段差状内
周部21B、22Bのそれぞれに同軸嵌合し、スペーサ
23の両側端面のそれぞれと、被動部材21と被動部材
22の打ち抜き端面のそれぞれとをそれらの軸方向で衝
合可能としている。これにより、両被動部材21、22
とスペーサ23は駆動部材15(リングギヤ軸18、ケ
ース19)に相対回転可能状態で保持されるとともに、
駆動部材15(リングギヤ軸18、ケース19)と両被
動部材21、22とスペーサ23を互いに同軸嵌合状態
で同軸配置するものとなる。
を構成するケース19の内径面に設けた円周状結合面3
0と、両被動部材21、22の外径面に設けた円周状結
合面31、32のそれぞれとは、図2、図3に示す如
く、内外に同軸配置される。ケース19の円周状結合面
30は多角形状をなし、ケース19の円周状結合面30
と両被動部材21、22の円周状結合面31、32の間
の環状空間33に、円周方向の両側(正転方向と逆転方
向)が狭巾となる楔状間隙33Aをくり返し形成してい
る。
21、22のそれぞに対応するケージ41、42を、駆
動部材15(ケース19)と両被動部材21、22の間
の環状間隙33に納め、各ケージ41、42の周方向複
数位置に設けたポケット41A、42Aにローラー状の
転動体43、44を保持し、以下の如くにローラークラ
ッチ機構を構成する。
の中央部に環状溝43A、44Aを備え、各転動体43
の溝43Aには、被動部材21の周囲に設けたリング状
の付勢部材45を係着し、各転動体44の溝44Aに
は、被動部材22の周囲に設けたリング状の付勢部材4
6を係着する。付勢部材45は、一端折曲げ部を1個の
転動体43の溝43Aに係止した状態で、周方向に隣接
する全ての転動体43の溝43Aに被動部材21の側か
ら係着し、各転動体43をケース19の円周状結合面3
0の最大内径部に接するように付勢し、被動部材21の
円周状結合面31には非接触となる中立位置に保持し、
駆動部材15(ケース19)と被動部材21とを非係合
とする空転状態にする(図3)。付勢部材46は、一端
折曲げ部を1個の転動体44の溝44Aに係止した状態
で、周方向に隣接する全ての転動体44の溝44Aに被
動部材22の側から係着し、各転動体44をケース19
の円周状結合面30の最大内径部に接するように付勢
し、被動部材22の円周状結合面32には非接触となる
中立位置に保持し、駆動部材15(ケース19)と被動
部材22とを非係合とする空転状態にする(図3と同
じ)。
動部材21、22とを上述の付勢部材45、46により
非係合にして空転可能にし、駆動部材15から両被動部
材21、22への動力の伝達を解除可能とするオフモー
ド(後輪だけの完全2輪駆動状態を形成可能とするモー
ド)から、駆動部材15と両被動部材21、22とを係
合させ、駆動部材15から両被動部材21、22への動
力の伝達を可能とするオンモード(前後輪の完全4輪駆
動状態を形成可能とするモード)へ切換える切換手段5
0を有する。
動部材15と両被動部材21、22の間の環状間隙33
に納めるに際し、両ケージ41、42の内側端面を互い
に背中合せにし、両ケージ41、42の内側端面内周部
41B、42Bをスペーサ23の外周ガイド面23Cに
支持させた状態で、該ケージ41、42を両被動部材2
1、22のフランジ21C、22Cに対する軸方向に若
干移動可能にしている。そして、切換手段50は、オン
モードにおいて、両ケージ41、42のそれぞれをスペ
ーサ23のガイド面23Cに摺動ガイドさせて軸方向の
外側へ移動し、各ケージ41、42の外側端面を被動部
材21、22の対向するフランジ21C、22Cに当て
ることにより摩擦接触させ、各ケージ41、42を被動
部材21、22のそれぞれと連れ回り回転可能とする。
この状態で、駆動部材15が正転し、駆動部材15と被
動部材21、22との間にさらに回転位相差が生ずる
と、各ケージ41、42の転動体43、44はケース1
9の円周状結合面30の周方向の正方向に相対移動し、
ケース19の円周状結合面30と両被動部材21、22
の円周状結合面31、32とを楔結合させ、駆動部材1
5(ケース19)と被動部材21、22とを正転方向で
一体回転させる(図4)。他方、駆動部材15が逆転
し、駆動部材15と被動部材21、22との間に回転位
相差が生ずると、各ケージ41、42の転動体43、4
4はケース19の円周状結合面30の周方向の逆方向に
相対移動し、ケース19の円周状結合面30と両被動部
材21、22の円周状結合面31、32とを楔結合さ
せ、駆動部材15(ケース19)と被動部材21、22
とを逆転方向で一体回転させる。
生成せしめられる電磁力により、ボールカム機構を介し
て、両ケージ41、42を軸方向に移動させる。具体的
には、ハウジング11Cに電磁コイル51Aを内蔵した
電磁石51を設け、ケース19の外周に軸方向移動可能
に嵌着したカム筒54の基端部にワッシャ53により固
定したアーマチュアプレート52を電磁石51の正面に
配置し、電磁石51への通電により生ずる電磁力により
カム筒54を移動可能とする。更にケース19の周方向
複数位置(例えば3位置)に設けた貫通孔55にボール
56を納め、カム筒54の先端部の内周にはボール56
に対する押動カム面54Aを設け、両ケージ41、42
の内側端面の外周部には傾斜面状従動カム面41C、4
2Cを設ける。
で、電磁石51の電磁力によりカム筒54を移動し、カ
ム筒54の押動カム面54Aによりボール56を径方向
内方に押動し、このボール56が両ケージ41、42の
従動カム面41C、42Cに押込まれ、結果として両ケ
ージ41、42のそれぞれをスペーサ23のガイド面2
3Cに摺動ガイドさせて軸方向の外側へ移動し、各ケー
ジ41、42の外側端面を被動部材21、22のフラン
ジ21C、22Cに押し当てることを可能にする。
る。即ち、車速センサの検出車速が予め定めた一定値を
超えた高車速状態に到達したとき、電磁石51に通電
し、前述のオフモードからオンモードへの切換えを行な
う。
アル操作により、オフモードからオンモードへの切換え
を行なうこともできる。
動作する。 (A)完全2輪駆動状態 電磁石51への通電がオフされて切換手段50がオフモ
ードに設定された状態で、駆動部材15と左右の被動部
材21、22の楔結合が解除されているとき、左右の被
動部材21、22への駆動力の伝達がなくなり、完全2
輪駆動状態になる。デファレンシャルのベベルギヤ等の
空転を伴うことがなく、燃費が良い。
ードに設定された状態で、エンジン回転力が急加速され
る等により駆動部材15と被動部材21、22との間に
回転位相差が生ずると、駆動部材15と左右の被動部材
21、22とが直ちに楔結合され、左右の被動部材2
1、22へ駆動力が伝わり、完全4輪駆動状態になる。
左右の被動部材21、22がともに駆動部材15に楔結
合されるから、左右の被動部材21、22に伝わる回転
力は均等になり、高速直進安定性が良い。
も結合状態は維持されるので直進安定性は維持される。
ないから、小型簡素で軽量化できる。
1、42を軸方向に移動し、ケージ41、42の端面を
被動部材21、22のフランジ21C、22Cに摩擦接
触させて連れ回り回転させる状態下で、被動部材21、
22と駆動部材15の回転位相差が生ずると直ちに駆動
部材15と左右の被動部材21、22とを転動体43、
44の介在により楔結合させることができる(ローラー
クラッチ機構)。駆動部材15と被動部材21、22の
楔結合の係脱は容易かつ軽快である。
スペーサ23の外周ガイド面23Cに、両ケージ41、
42を支持することにより、2個のケージ41、42を
簡易に同軸上に配置でき、該ケージ41、42の軸方向
移動を安定させることができる。駆動部材15と被動部
材21、22の楔結合の係脱を一層軽快にできる。
3の両端部のそれぞれに同軸嵌合することにより、両被
動部材21、22とスペーサ23の3者を簡易に同軸上
に組立てできる。
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、付
勢部材により各ケージの転動体を被動部材の多角形状円
周状結合面に接触保持させ、駆動部材の円周状結合面に
は非接触とする方向に付勢し、切換手段がオンモードに
設定された状態で、電磁力により軸方向移動せしめられ
るケージの端面を駆動部材に摩擦接触させて連れ回り回
転させることにより、駆動部材の円周状結合面と両被動
部材の円周状結合面のそれぞれとを転動体の介在により
楔結合させるものでも良い。
電磁力によらず、遠心力により軸方向移動させても良
い。このとき、切換手段としては、ケージの軸方向に斜
交するボール衝合面を該ケージの内径側に設け、該ケー
ジのボール衝合面にボールを衝合させ、該ボールに作用
する遠心力により該ケージを軸方向に移動可能にするも
のを採用できる。
な構成により、完全2輪駆動状態と、完全4輪駆動状態
を安定かつ容易に切換えることができる。
非楔結合状態を示す断面図である。
楔結合状態を示す断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 駆動部材から左右の2個の被動部材への
動力の伝達状態を切換えるに際し、 駆動部材に設けた円周状結合面と、両被動部材に設けた
円周状結合面のそれぞれとを内外に同軸配置し、 駆動部材の円周状結合面と、両被動部材の円周状結合面
の間の周方向に楔状間隙をくり返し形成する環状空間を
設け、 両被動部材のそれぞれに対応するケージを環状空間に納
め、各ケージの周方向複数位置に転動体を保持し、 各転動体を駆動部材と被動部材の一方の円周状結合面に
接触させ、駆動部材と被動部材の他方の円周状結合面に
非接触とする方向に付勢する付勢部材を設け、 両ケージのそれぞれを軸方向移動し、各ケージの端面を
駆動部材と被動部材の他方に摩擦接触させて連れ回り回
転させ、駆動部材の円周状結合面と両被動部材の円周状
結合面のそれぞれとを転動体の介在により楔結合させる
切換手段を設けてなる動力切換装置であって、 両被動部材の間にそれら被動部材と同軸配置されるスペ
ーサを設け、両ケージをスペーサの外周で支持すること
を特徴とする動力切換装置。 - 【請求項2】 前記スペーサの両端部のそれぞれと、両
被動部材のそれぞれの端部とが、互いに同軸嵌合されて
なる請求項1に記載の動力切換装置。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP2002084304A JP4094315B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 動力切換装置 |
US10/243,186 US6688444B2 (en) | 2002-03-25 | 2002-09-13 | Power switching apparatus |
EP02020742A EP1350660B1 (en) | 2002-03-25 | 2002-09-16 | Power switching apparatus |
DE60220374T DE60220374T2 (de) | 2002-03-25 | 2002-09-16 | Antriebs-Schaltvorrichtung |
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