JP2008230543A - Waiting mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータリアクチュエータの駆動回転により2輪駆動と4輪駆動を切り替える待ち機構に関し、特に、入力シフト回転による駆動力を渦巻きばねの巻き込みにより蓄積してギア位相が揃った際にシフトギアを移動させる待ち機構に関する。
The present invention relates to a waiting mechanism that switches between two-wheel drive and four-wheel drive by driving rotation of a rotary actuator, and in particular, shift gears are moved when gear phases are aligned by accumulating driving force due to input shift rotation by winding a spiral spring. Relates to a waiting mechanism.
従来、ロータリアクチュエータの駆動回転により2輪駆動と4輪駆動を切り替える待ち機構としては、例えば図4のものが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, as a waiting mechanism that switches between two-wheel drive and four-wheel drive by driving rotation of a rotary actuator, for example, the one shown in FIG. 4 is known (see Patent Document 1).
図4(A)は従来の待ち機構の組立分解図であり、入力軸100、入力レバー102、渦巻きばね104、ブッシュ部材106、出力レバー108及び出力軸110で構成される。更に図4(B)は渦巻きばね104とブッシュ部材106を分離した組立分解図である。
FIG. 4A is an exploded view of a conventional waiting mechanism, which includes an
入力軸100にはモータを備えたロータリアクチュエータからの回転が入力され、入力軸100に固定した入力レバー102を右回りに回転させる。入力レバー102の先端は軸方向にL字型に屈曲されており、渦巻きばね104の外周端に起立した当接片112に当接し、渦巻きばね104を巻き込む。
The
渦巻きばね104の内周端の嵌合片114はブッシュ部材106の溝116に嵌合しており、更にブッシュ部材106に固定した連結レバー118の先端は、出力軸110に固定して先端を軸方向にL字型に屈曲した出力レバー108の左側に当接している。
The
このとき出力軸110側の図示しないカップリングスリーブのスプラインがシフト先のギアの位相と一致していない場合は、出力軸110は動くことができず、渦巻きばね104の内周端はブッシュ部材106及び出力レバー108を介して出力軸110と共に固定状態にあり、入力軸100のシフト回転に応じて渦巻きばね104が巻き込まれ、駆動力を蓄積する。
At this time, if the spline of a coupling sleeve (not shown) on the
その後、スプラインに対しシフト先のギアとの位相が合うと、巻き込まれた渦巻きばね104の力でブッシュ部材106及び出力レバー108を介して出力軸110が回転され、シフトを完了する。
Thereafter, when the phase of the gear to be shifted with respect to the spline is matched, the
また渦巻きばねを使用した従来の待ち機構として、特性の異なる渦巻きばねを2本使い、各々の内径端を出力軸に結合し、回転方向によって待ちトルクを変えたものもある(特許文献2参照)。 In addition, as a conventional waiting mechanism using a spiral spring, there are two which use two spiral springs having different characteristics, connect each inner diameter end to an output shaft, and change the waiting torque depending on the rotation direction (see Patent Document 2). .
更に、2本の渦巻きばねを同方向に配置し、内径端に係合したブッシュからアームを出し、入出力軸を挟み込み、方向によって、片方の渦巻きばねを縮めたり、両方の渦巻きばねを縮めたりして、回転方向により待ちトルクを変えるものもある(特許文献3参照)。
しかしながら、このような従来の待ち機構にあっては次の問題がある。まず特許文献1の1本の渦巻きばねに対しブッシュからアームを出して入出力軸を挟み込む待ち機構は、非常に合理的なデザインであるが、ばね定数を抑えるために回転角を大きく取りたい時には、渦巻きばねの巻き数を増やさなければならず、これにより待ち機構の外径が決まってしまうので、設計の自由度があまりない。 However, such a conventional waiting mechanism has the following problems. First, the waiting mechanism that puts out the arm from the bush and sandwiches the input / output shaft with respect to one spiral spring of Patent Document 1 is a very rational design, but when you want to take a large rotation angle to suppress the spring constant Since the number of turns of the spiral spring must be increased, and the outer diameter of the waiting mechanism is thus determined, there is not much design freedom.
また、実際に生産されているものでは、連結レバー118を一体に設けたブッシュ部材106は焼結製品であり、製造コストが嵩み、高価になる問題点もある。
Further, in the actual production, the
また特許文献2,3のブッシュ部材を2本の渦巻きばね連結のみに使用した待ち機構にあっては、回転方向に応じて異なった待ちトルクを個別に設定可能であるが、特に方向によって待ちトルクを変える必要が無い場合は、構造が複雑化し、スペースの無駄が生じる問題がある。 Further, in the waiting mechanism using the bush members of Patent Documents 2 and 3 only for connecting two spiral springs, different waiting torques can be set depending on the rotation direction. When there is no need to change the structure, there is a problem that the structure becomes complicated and space is wasted.
本発明は、ばねの巻き数を多くとっても径方向に大きくならず、構造が簡単で設計自由度が高いコスト的にも安価な待ち機構を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a waiting mechanism that does not increase in the radial direction even if the number of turns of the spring is large, has a simple structure, and has a high degree of design freedom and is inexpensive in terms of cost.
本発明は待ち機構を提供する。本発明は、回転駆動される入力軸と、所定の角度回転することによってシフトを行う出力軸との間に設けられた待ち機構に於いて、
入力軸及び出力軸と同軸に配置された第1渦巻きばねと、
第1渦巻きばねと同軸に出力軸側に隣接配置された逆巻きの第2渦巻きばねと、
入力軸の一方向の回転を第1渦巻きばねの一方の周端に加えて巻き込むと共に入力軸の逆方向の回転を第2渦巻きばねの一方の周端に加えて巻き込む入力回転伝達部材と、
第1渦巻きばねの他方の周端と第2渦巻きばねの他方の周端を連結し、第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込む連結部材と、
第2渦巻きばねの一方の周端又は第1渦巻きばねの一方の周端の当接を受け、ばね巻き込みによる回転を取出して出力軸に伝達する出力回転伝達部材と、
を備えたことを特徴とする。
The present invention provides a waiting mechanism. The present invention relates to a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating a predetermined angle.
A first spiral spring disposed coaxially with the input shaft and the output shaft;
A reverse spiral second spiral spring disposed adjacent to the first spiral spring coaxially with the output shaft;
An input rotation transmission member that winds by applying rotation in one direction of the input shaft to one circumferential end of the first spiral spring and winding the rotation in the opposite direction of the input shaft to one circumferential end of the second spiral spring;
A connecting member that connects the other peripheral end of the first spiral spring and the other peripheral end of the second spiral spring, transmits the rotation of one of the first spiral spring and the second spiral spring to the other, and winds ,
An output rotation transmitting member that receives contact of one peripheral end of the second spiral spring or one peripheral end of the first spiral spring, extracts rotation by spring winding, and transmits the rotation to the output shaft;
It is provided with.
また本発明の具体的な形態にあっては、回転駆動される入力軸と、所定の角度回転することによってシフトを行う出力軸との間に設けられた待ち機構に於いて、
入力軸及び出力軸と同軸に配置された第1渦巻きばねと、
第1渦巻きばねと同軸に出力軸側に隣接配置された逆巻きの第2渦巻きばねと、
入力軸の一方向の回転を第1渦巻きばねの外周端に加えて巻き込むと共に入力軸の逆方向の回転を第2渦巻きばねの外周端に加えて巻き込む入力回転伝達部材と、
第1渦巻きばねの内周端と第2渦巻きばねの内周端を連結し、第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込む連結部材と、
第2渦巻きばねの外周端又は第1渦巻きばねの外周端の当接を受け、ばね巻き込みによる回転を取出して出力軸に伝達する出力回転伝達部材と、
を備えたことを特徴とする。
In a specific form of the present invention, in a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating a predetermined angle,
A first spiral spring disposed coaxially with the input shaft and the output shaft;
A reverse spiral second spiral spring disposed adjacent to the first spiral spring coaxially with the output shaft;
An input rotation transmission member that winds by applying rotation in one direction of the input shaft to the outer peripheral end of the first spiral spring and winding the rotation in the opposite direction of the input shaft to the outer peripheral end of the second spiral spring;
A connecting member that connects the inner peripheral end of the first spiral spring and the inner peripheral end of the second spiral spring, transmits the rotation of one of the first spiral spring and the second spiral spring to the other, and winds it in;
An output rotation transmitting member that receives contact of the outer peripheral end of the second spiral spring or the outer peripheral end of the first spiral spring, extracts the rotation by the spring winding, and transmits it to the output shaft;
It is provided with.
また本発明の具体的な別の形態にあっては、回転駆動される入力軸と、所定の角度回転することによってシフトを行う出力軸との間に設けられた待ち機構に於いて、
入力軸及び出力軸と同軸に配置された第1渦巻きばねと、
第1渦巻きばねと同軸に出力軸側に隣接配置された逆巻きの第2渦巻きばねと、
入力軸の一方向の回転を第1渦巻きばねの内周端に加えて巻き込むと共に入力軸の逆方向の回転を第2渦巻きばねの内周端に加えて巻き込む入力回転伝達部材と、
第1渦巻きばねの外周端と第2渦巻きばねの外周端を連結し、第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込む連結部材と、
第2渦巻きばねの内周端又は第1渦巻きばねの内周端の当接を受け、ばね巻き込みによる回転を取出して出力軸に伝達する出力回転伝達部材と、
を備えたことを特徴とする。
In another specific form of the present invention, in the waiting mechanism provided between the rotationally driven input shaft and the output shaft that shifts by rotating a predetermined angle,
A first spiral spring disposed coaxially with the input shaft and the output shaft;
A reverse spiral second spiral spring disposed adjacent to the first spiral spring coaxially with the output shaft;
An input rotation transmission member that winds by applying rotation in one direction of the input shaft to the inner circumferential end of the first spiral spring and winding the rotation in the opposite direction of the input shaft to the inner circumferential end of the second spiral spring;
A connecting member that connects the outer peripheral end of the first spiral spring and the outer peripheral end of the second spiral spring, transmits the rotation of one of the first spiral spring and the second spiral spring to the other, and winds it in;
An output rotation transmitting member that receives the contact of the inner peripheral end of the second spiral spring or the inner peripheral end of the first spiral spring, extracts the rotation by the spring winding, and transmits the rotation to the output shaft;
It is provided with.
また本発明のより具体的な形態にあっては、回転駆動される入力軸と、所定の角度回転することによってシフトを行う出力軸との間に設けられた待ち機構に於いて、
入力軸及び出力軸と同軸に配置され、外周端に当接片を起立すると共に内周端に嵌合片を起立した第1渦巻きばねと、
第1渦巻きばねと同軸に出力軸側に隣接配置され、内周端に嵌合片を起立すると共に外周端に当接片を起立した逆巻きの第2渦巻きばねと、
入力軸に固定され、L字型に屈曲したレバー先端を第1渦巻きばねの外周端の当接片と第2渦巻きばねの外周端の当接片との間に位置し、入力軸の一方向の回転により第1渦巻きばねの外周端に当接して巻き込むと共に入力軸の逆方向の回転により第2渦巻きばねの外周端に当接して巻き込む入力レバーと、
第1渦巻きばねの内周端の嵌合片と第2渦巻きばねの内周端の嵌合片を外周軸方向の溝に嵌合して第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込むブッシュ部材と、
第2渦巻きばねの外周端の当接片の当接又は第1渦巻きばねの外周端の当接片の当接を受け、ばね巻きこみによる回転を出力軸に伝達する出力軸に形成されたカム突起と、
を備えたことを特徴とする。
In a more specific form of the present invention, in a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating a predetermined angle,
A first spiral spring which is arranged coaxially with the input shaft and the output shaft and has a contact piece standing at the outer peripheral end and a fitting piece rising at the inner peripheral end;
A second spiral spring of reverse winding, which is disposed adjacent to the output shaft side coaxially with the first spiral spring and has a fitting piece upright at the inner peripheral end and a contact piece upright at the outer peripheral end;
The lever tip fixed to the input shaft and bent in an L shape is positioned between the contact piece of the outer peripheral end of the first spiral spring and the contact piece of the outer peripheral end of the second spiral spring, and is in one direction of the input shaft An input lever that abuts and winds in contact with the outer peripheral end of the first spiral spring and rotates in the reverse direction of the input shaft by the rotation of the first spiral spring;
The fitting piece at the inner circumferential end of the first spiral spring and the fitting piece at the inner circumferential end of the second spiral spring are fitted into a groove in the outer peripheral axial direction, and either the first spiral spring or the second spiral spring is fitted. A bush member that transmits the rotation of the winding to the other and winds it,
Cam protrusion formed on the output shaft that receives the contact of the contact piece of the outer peripheral end of the second spiral spring or the contact piece of the outer peripheral end of the first spiral spring and transmits the rotation caused by the spring winding to the output shaft. When,
It is provided with.
さらに本発明のより具体的な別の形態にあっては、回転駆動される入力軸と、所定の角度回転することによってシフトを行う出力軸との間に設けられた待ち機構に於いて、
入力軸及び出力軸と同軸に配置され、内周端に当接片を起立すると共に外周端に嵌合片を起立した第1渦巻きばねと、
第1渦巻きばねと同軸に出力軸側に隣接配置され、外周端に嵌合片を起立すると共に内周端に当接片を起立した逆巻きの第2渦巻きばねと、
入力軸に固定され、L字型に屈曲したレバー先端を第1渦巻きばねの内周端の当接片と第2渦巻きばねの内周端の当接片との間に位置し、入力軸の一方向の回転により第1渦巻きばねの内周端に当接して巻き込むと共に入力軸の逆方向の回転により第2渦巻きばねの内周端に当接して巻き込む入力レバーと、
第1渦巻きばねの外周端の嵌合片と第2渦巻きばねの外周端の嵌合片を内周軸方向の溝に嵌合して第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込むブッシュ部材と、
第2渦巻きばねの内周端の当接片の当接又は第1渦巻きばねの内周端の当接片の当接を受け、ばね巻きこみによる回転を出力軸に伝達する前記出力軸に形成されたカム突起と、
を備えたことを特徴とする。
Furthermore, in another more specific form of the present invention, in a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating a predetermined angle,
A first spiral spring which is arranged coaxially with the input shaft and the output shaft and has a contact piece standing at the inner peripheral end and a fitting piece rising at the outer peripheral end;
A second spiral spring of reverse winding, which is arranged adjacent to the output shaft side coaxially with the first spiral spring and has a fitting piece upright at the outer peripheral end and a contact piece upright at the inner peripheral end;
The tip of the lever fixed to the input shaft and bent in an L shape is located between the contact piece of the inner peripheral end of the first spiral spring and the contact piece of the inner peripheral end of the second spiral spring. An input lever which is brought into contact with the inner circumferential end of the first spiral spring by rotation in one direction and is brought into contact with the inner circumferential end of the second spiral spring by rotation in the reverse direction of the input shaft;
A fitting piece at the outer peripheral end of the first spiral spring and a fitting piece at the outer peripheral end of the second spiral spring are fitted into a groove in the inner peripheral axial direction, and either the first spiral spring or the second spiral spring is involved. A bushing member that transmits the rotation of
It is formed on the output shaft that receives the contact of the contact piece at the inner peripheral end of the second spiral spring or the contact piece of the inner peripheral end of the first spiral spring and transmits the rotation caused by the spring winding to the output shaft. Cam protrusion,
It is provided with.
本発明によれば、巻き方向の異なる2本の渦巻きばねを軸方向に並列に配置し、ばね内周端を連結部材(ブッシュ部材)で連結して一本の渦巻きばねとして使用することで、部品点数は一点増えるものの、2本の渦巻きばねを連結する連結部材(ブッシュ部材)は外周にばね端部を嵌合する溝を備えた円筒状の部材で済み、従来のようにレバーを一体に形成する必要がなく、構造が簡単で高い部品精度が要求されず、非常に安価に製作することができる。 According to the present invention, two spiral springs having different winding directions are arranged in parallel in the axial direction, and the spring inner peripheral ends are connected by a connecting member (bush member) to be used as a single spiral spring. Although the number of parts increases by one, the connecting member (bush member) that connects the two spiral springs is a cylindrical member with a groove that fits the spring end on the outer periphery, and the lever is integrated as in the conventional case. It is not necessary to form, and the structure is simple, high component accuracy is not required, and it can be manufactured at a very low cost.
また、巻き方向を逆にした同じ2本の渦巻きばねを並列に並べて連結部材(ブッシュ部材)にて連結することで、1本の渦巻きばねとして使用するため、巻き数を多くとっても径方向に大きくなることを抑えることができ、必要とされる待ちトルク特性に対し、レイアウト上の設計の自由度を高めることができる。
In addition, the same two spiral springs with the winding direction reversed are arranged in parallel and connected by a connecting member (bush member), so that it can be used as a single spiral spring. Therefore, the degree of freedom in designing the layout can be increased with respect to the required waiting torque characteristics.
図1は本発明による待ち機構の実施形態を示した組立分解図である。図1において、本実施形態の待ち機構10は、入力軸12、入力レバー14、第1渦巻きばね16、第2渦巻きばね18、連結部材としてのブッシュ部材20、及び出力軸として機能する出力ドラム22で構成される。
FIG. 1 is an exploded view showing an embodiment of a waiting mechanism according to the present invention. In FIG. 1, the waiting mechanism 10 of this embodiment includes an
入力軸12には入力レバー14が固定され、入力レバー14は先端を軸方向にL字型に屈曲している。また入力軸12には軸部12aが一体に形成されている。入力軸12には、モータなどを用いたロータリアクチュエータから例えば2WDから4WDに切り替える際に、矢印で示す右回りの回転を入力してシフト操作を行わせ、シフト後にあっては、破線の矢印のように逆方向となる左回りの回転により2WDから4WDに切替える。
An
入力軸12と出力ドラム22の間には、同軸上に第1渦巻きばね16と第2渦巻きばね18が隣接して配置される。第1渦巻きばね16は、外周端に当接片16aを起立し、内周端には嵌合片16bを起立している。第2渦巻きばね18は、第1渦巻きばね16に対し巻き方向が逆方向であり、内周端に嵌合片18bを起立し、外周端に当接片18aを起立している。
Between the
第1渦巻きばね16と第2渦巻きばね18は、ブッシュ部材20により連接されて1本の渦巻きばねを構成する。ブッシュ部材20はフランジ付の円筒部材であり、円筒部に軸方向の溝20aを形成している。ブッシュ部材20の溝20aには、第1渦巻きばね16の内周端の嵌合片16bと第2渦巻きばね18の内周端の嵌合片18bが軸方向の嵌め込みにより嵌合し、第1渦巻きばね16はブッシュ部材20を介して第2渦巻きばね18に連結される。
The
第1渦巻きばね16の外周端に起立した当接片16aと第2渦巻きばね18の外周端に起立した当接片18aとの間には、出力ドラム22内に対する組込み状態で入力レバー14が位置し、入力軸12を矢印で示す右方向に回転すると、入力レバー14の側端が当接片16aに当接し、第1渦巻きばね16を外側から右回りに巻き込む。また逆に入力軸12を左方向に回転すると、入力レバー14の側端が当接片18aに当接し、第2渦巻きばね18を外側から左回りに巻き込む。
The
第2渦巻きばね18の外周端の当接片18aは、出力ドラム22の開放側外周に押込み成形により形成したカム突起24の左側に位置し、入力軸12による入力レバー14、第1渦巻きばね16及びブッシュ部材20を介した第2渦巻きばね18の内周端の嵌合片18bの右回りの巻込みに対し、外周端の当接片18bがカム突起24の左側に当接し、出力ドラム22に右回りの回転力を加える。
The
また第1渦巻きばね16の外周端の当接片16aは、出力ドラム22のカム突起24の右側に位置し、入力軸12による入力レバー14、第2渦巻きばね18及びブッシュ部材20を介した第1渦巻きばね18の内周端の嵌合片16bの左回りの巻込みに対し、外周端の当接片16aがカム突起24に右側に当接し、出力ドラム22に左回りの回転力を加える。
The
出力ドラム22の端面には軸穴22aが形成されており、軸穴22aに対し入力軸12の軸部12aが、ブッシュ部材20、第1渦巻きばね16及び第2渦巻きばね18を挿入した状態で嵌め込まれ、これによって待ち機構10が出力ドラム22の内部に組付け配置されることになる。
A shaft hole 22a is formed in the end surface of the
なお、出力ドラム22のは端面外側にはカム溝が半径方向に形成され、このカム溝にシフトピンが嵌合し、出力ドラム22の回転をシフトピンの直線運動に変換してカップリングスリーブをシフト方向に移動させる。
A cam groove is formed in the radial direction on the outer end face of the
図2は本実施形態における入力レバー、第1渦巻きばね16、第2渦巻きばね18及び出力ドラム22の連結関係を、出力ドラム22に形成したカム突起24の部分について取り出して示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing the connection relationship between the input lever, the
図2において、本実施形態の待ち機構の組立状態で、出力ドラム22の内部に位置する第1渦巻きばね16の当接片16aと第2渦巻きばね18の当接片18bの間に、入力軸12に固定している入力レバー14のL字型に屈曲した先端部分が位置している。また、この組立状態で第2渦巻きばね18の当接片18aは、出力ドラム22に形成したカム突起24の左側に当接している。また第1渦巻きばね16の当接片16aは、出力ドラム22に形成したカム突起24の右側に当接している。
In FIG. 2, in the assembled state of the waiting mechanism of the present embodiment, the input shaft is interposed between the
次に図1及び図2を参照して、本実施形態による待ち機構の動作を説明する。図1において、例えばトランスファーを2WDから4WDに切り替える際には、図示しないロータリアクチュエータにより入力軸12を矢印で示す右回りに所定角度回転させる。
Next, the operation of the waiting mechanism according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, for example, when switching the transfer from 2WD to 4WD, the
このとき出力ドラム22に続いて設けられる図示しないトランスファーのシフト機構において、内周にスプラインを切ったカップリングスリーブがシフト側のギアと位相が合っていなかった場合、カップリングスリーブは動くことができず、入力軸12の回転に対し出力ドラム22側は固定状態となる。
At this time, in a transfer shift mechanism (not shown) provided subsequent to the
このため入力軸12の右回転により入力レバー14が図2の第1渦巻きばね16の外周に対する初期位置から右回りに回転することで当接片16aを回転し、これによって第1渦巻きばね16は外周側から右回りに巻き込まれる。第1渦巻きばね16が入力レバー14により巻き込まれると、この巻込みによる反力は内周端の嵌合片16bからブッシュ部材20を介して第2渦巻きばね18の嵌合片18bに伝わり、内周の嵌合片18bが右回りに回転することで、第2渦巻きばね18は内側から右回りに巻き込まれる。
Therefore, when the
このとき出力ドラム22は固定状態にあるため、出力ドラム22のカム突起24に当接片18aが当たって第2渦巻きばね18の外周端は動くことができず、当接片18aを固定部として、第2渦巻きばね18及びブッシュ部材20で連結された第1渦巻きばね16が1本の渦巻きばねとして、入力軸12の回転に伴って巻き込まれる。
At this time, since the
入力軸12の回転が停止すると、この状態でブッシュ部材20で連結された第1渦巻きばね16と第2渦巻きばね18の巻込みによる駆動力(ばね開放力)で決まる待ちトルクが、第2渦巻きばね18の当接片18aのカム突起24に対する当接で出力ドラム22に右回りに加わった待ち状態となる。
When the rotation of the
その後、車両が動き始めるなどによりカップリングスリーブのスプラインとシフト先のギアの位相が一致すると、第1渦巻きばね16と第2渦巻きばね18の巻込みによる待ちトルクを受けて出力ドラム22が右回りに回転し、これによりカップリングスリーブをシフト先のギアに噛み込ませ、2WDから4WDへの切替えを行う。
Thereafter, when the phases of the spline of the coupling sleeve and the gear to be shifted coincide with each other, for example, when the vehicle starts to move, the
一方、4WDの状態から2WDに切り替える場合には、入力軸12を破線の矢印で示すように左回りに所定角度回転して制御原点に戻す。このときトランスファーのシフト側のギアとカップリングスリーブのスプラインの位相がずれることで固く噛み合っていたとすると、入力軸12を左回転させても出力ドラム22は動くことができず、入力軸12の左回転に伴い入力レバー14が左回転する。
On the other hand, when switching from the 4WD state to the 2WD state, the
このため図2に示すように入力レバー14の左側が第2渦巻きばね18の当接片18aに当たって、第2渦巻きばね18の外周側を左回転して巻き込む。この第2渦巻きばね18の外周の当接片18aの左回転によるばねの巻込みに伴い、第2渦巻きばね18の左回転は嵌合片18bを溝20aに嵌合したブッシュ部材20を介して第1渦巻きばね16に伝えられる。
Therefore, as shown in FIG. 2, the left side of the
このため第2渦巻きばね18の外周側の左回転に伴う巻込みに伴い、第1渦巻きばね16は内周側の嵌合片16bの左回転により内周側から巻き込まれる。これにより図2に示すように、第1渦巻きばね16の外周端の当接片16aがカム突起24の右側のカム面に当接して固定状態となる。
For this reason, the
このように4Wから2Wに戻す際の入力軸12の左回転に伴いブッシュ部材20で連結された第1渦巻きばね16と第2渦巻きばね18は、当接片18aが左回転され且つ当接片16aを出力ドラム22のカム突起24に対する当接で固定側となることで、1本の渦巻きばねとして左回りに巻き込まれ、ばね巻込みにより発生した待ちトルクを出力ドラム22に加えることになる。
As described above, the
その後、車両の動きなどによりカップリングスリーブとシフトしていたギア側との位相が噛み合うと、待ちトルクを受けている出力ドラム22の左回転によりカップリングスリーブがシフト先のギアから離脱して、4WDから2WDに切り替えることができる。
After that, when the phase of the coupling sleeve and the shifted gear side meshes due to the movement of the vehicle or the like, the coupling sleeve is detached from the shift destination gear by the left rotation of the
このように本実施形態の待ち機構にあっては、図4の従来例と対比すると、渦巻きばねが1つ増加することになるが、2つの渦巻きばねを連結するブッシュ部材20は従来のブッシュ部材106のように連結レバー118を設けるといった複雑な構造とする必要がなく、円筒状の部材の外周に溝20aを形成するだけでよいことから、例えば板金加工などにより簡単に、特に精度を必要とすることなく作ることができ、部品コストを大幅に低減できる。
Thus, in the waiting mechanism of the present embodiment, the spiral spring is increased by one as compared with the conventional example of FIG. 4, but the bush member 20 connecting the two spiral springs is a conventional bush member. It is not necessary to provide a complicated structure such as providing the connecting
またブッシュ部材20により2本の渦巻きばねの内周端を連結して1本つの渦巻きばねとしており、これによって従来と同じ渦巻きばねを2本使用したとすると、ばね外形を大きくすることなく巻き数を2倍に増やすことができる。 Further, the inner peripheral ends of the two spiral springs are connected by the bush member 20 to form one spiral spring. Thus, if two spiral springs that are the same as conventional ones are used, the number of turns is not increased without increasing the spring outer shape. Can be doubled.
このように巻き数が多くとれることで、ばね定数を抑えて回転角を大きくとりたい場合、渦巻きばねの外形を従来の1本の渦巻きばねの場合には2倍に増やさなければならないものを、本実施形態にあっては、その半分のサイズとでき、渦巻きばねの設置スペースを低減し、待ち機構10における配置等の設計の自由度を大幅に高めることができる。 In this way, if the number of turns can be increased and the spring constant is to be suppressed and the rotation angle is increased, the spiral spring must be doubled in the case of a single spiral spring. In the present embodiment, the size can be reduced to half of that, the space for installing the spiral spring can be reduced, and the degree of freedom in design such as the arrangement in the waiting mechanism 10 can be greatly increased.
図3は本実施形態の待ち機構を組み込んだトランスファーの断面図であり、バギーカーに使用されるトランスファーを例にとっている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a transfer incorporating the waiting mechanism of this embodiment, taking a transfer used for a buggy car as an example.
図3において、本実施形態のトランスファーは、待ち機構10に対しロータリアクチュエータ26を駆動源として設け、ロータリアクチュエータ26は例えばモータを内蔵しており、モータの出力回転をギア減速して入力軸12に伝達している。
In FIG. 3, the transfer according to the present embodiment is provided with a rotary actuator 26 as a drive source for the waiting mechanism 10, and the rotary actuator 26 has a built-in motor, for example, to reduce the output rotation of the motor to the
待ち機構10は入力軸12と一体に入力レバー14を備え、入力軸12、入力レバー14、及び図1の配置構造を持つ2本の渦巻きばねは出力ドラム22内に組み込まれている。
The waiting mechanism 10 includes an
出力ドラム22に対してはガイドロッド28により軸方向に摺動自在なシフトフォーク30が設けられており、シフトフォーク30に設けたシフトピン27が出力ドラム22の端面のガイド溝に嵌め込まれ、出力ドラム22の回転に伴いガイドロッド28に沿ってシフトフォーク30を軸方向に移動できるようにしている。
A
シフトフォーク30は、入力駆動軸38と出力駆動軸40の突き合せ部分に形成したギア34,36に対し、内周の軸穴スプラインを形成したカップリングスリーブ32に連結されており、図示の状態でカップリングスリーブ32は右側に移動してギア34とギア36を連結し、入力駆動軸38の回転を出力駆動軸40に伝える4WDの切替状態となっている。
The
出力駆動軸40のギア41は、フロントデフ42に設けた入力ギア44に噛み合っている。入力ギア44を一体に設けたギアケースの内部には、ベベルギア46,48、50,52が直交配置され、入力ギア44のギアケースの回転に伴うベべルギア46,48の回転を直交配置されたベベルギア50,52に伝えることで差動回転を作り出し、ベベルギア50,52に連結されたフロント車軸54、56に駆動力を出力し、4Wの切替状態による4輪駆動による走行を行うようにしている。
A
なお本実施形態はロータリアクチュエータで駆動されるバギーカー用のトランスファーにおける2Wと4Wの切替用の待ち機構を例に取るものであったが、ロータリアクチュエータで駆動されるシフト機構であれば適宜のトランスファーにつきそのまま適用することができる。 In this embodiment, a waiting mechanism for switching between 2 W and 4 W in a transfer for a buggy car driven by a rotary actuator is taken as an example. However, if the shift mechanism is driven by a rotary actuator, It can be applied as it is.
また上記の実施形態は、第1渦巻きばねと第2渦巻きばねについて、入力外側、連結内側、出力外側とする構成を例にとるものであったが、本発明はこれに限定されず、入力内側、連結外側、出力内側とする構成としても良い。 In the above-described embodiment, the first spiral spring and the second spiral spring are configured to have an input outer side, a connection inner side, and an output outer side, but the present invention is not limited to this. Further, it is possible to adopt a configuration in which the outside is connected and the inside is output.
また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, includes appropriate modifications that do not impair the object, and is not limited by the numerical values shown in the above-described embodiment.
10:待ち機構
12:入力軸
12a:軸部
14:入力レバー
16:第1渦巻きばね
16a,18a:当接片
16b,18b:嵌合片
18:第2渦巻きばね
20:ブッシュ部材
22:出力ドラム
22a:軸穴
24:カム突起
26:ロータリアクチュエータ
27:シフトピン
28:ガイドロッド
30:シフトフォーク
32:カップリングスリーブ
34,36:ギア
38:入力駆動軸
40:出力駆動軸
42:フロントデフ
44:入力ギア
46,48,50,52:ベベルギア
54,56:フロント車軸
10: Waiting mechanism 12:
Claims (5)
前記入力軸及び出力軸と同軸に配置された第1渦巻きばねと、
前記第1渦巻きばねと同軸に前記出力軸側に隣接配置された逆巻きの第2渦巻きばねと、
前記入力軸の一方向の回転を前記第1渦巻きばねの一方の周端に加えて巻き込むと共に前記入力軸の逆方向の回転を前記第2渦巻きばねの一方の周端に加えて巻き込む入力回転伝達部材と、
前記第1渦巻きばねの他方の周端と前記第2渦巻きばねの他方の周端を連結し、前記第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込む連結部材と、
前記第2渦巻きばねの一方の周端又は第1渦巻きばねの一方の周端の当接を受け、ばね巻き込みによる回転を取出して前記出力軸に伝達する出力回転伝達部材と、
を備えたことを特徴とする待ち機構。
In a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating by a predetermined angle,
A first spiral spring disposed coaxially with the input shaft and the output shaft;
A reversely wound second spiral spring disposed adjacent to the output shaft side coaxially with the first spiral spring;
An input rotation transmission in which a rotation in one direction of the input shaft is applied to one peripheral end of the first spiral spring and the rotation is applied in a reverse direction to the one peripheral end of the second spiral spring. Members,
The other peripheral end of the first spiral spring is connected to the other peripheral end of the second spiral spring, and the rotation of one of the first spiral spring and the second spiral spring is transmitted to the other to be wound. A connecting member;
An output rotation transmitting member that receives abutment of one peripheral end of the second spiral spring or one peripheral end of the first spiral spring, extracts the rotation due to the spring winding, and transmits the rotation to the output shaft;
A waiting mechanism characterized by comprising:
前記入力軸及び出力軸と同軸に配置された第1渦巻きばねと、
前記第1渦巻きばねと同軸に前記出力軸側に隣接配置された逆巻きの第2渦巻きばねと、
前記入力軸の一方向の回転を前記第1渦巻きばねの外周端に加えて巻き込むと共に前記入力軸の逆方向の回転を前記第2渦巻きばねの外周端に加えて巻き込む入力回転伝達部材と、
前記第1渦巻きばねの内周端と前記第2渦巻きばねの内周端を連結し、前記第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込む連結部材と、
前記第2渦巻きばねの外周端又は第1渦巻きばねの外周端の当接を受け、ばね巻き込みによる回転を取出して前記出力軸に伝達する出力回転伝達部材と、
を備えたことを特徴とする待ち機構。
In a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating by a predetermined angle,
A first spiral spring disposed coaxially with the input shaft and the output shaft;
A reversely wound second spiral spring disposed adjacent to the output shaft side coaxially with the first spiral spring;
An input rotation transmission member that winds by applying rotation in one direction of the input shaft to the outer peripheral end of the first spiral spring and winding the rotation in the opposite direction of the input shaft to the outer peripheral end of the second spiral spring;
A connecting member that connects the inner peripheral end of the first spiral spring and the inner peripheral end of the second spiral spring, and transmits the rotation of one of the first spiral spring and the second spiral spring to the other to be wound. When,
An output rotation transmitting member that receives contact with the outer peripheral end of the second spiral spring or the outer peripheral end of the first spiral spring, extracts the rotation by the spring winding, and transmits the rotation to the output shaft;
A waiting mechanism characterized by comprising:
前記入力軸及び出力軸と同軸に配置された第1渦巻きばねと、
前記第1渦巻きばねと同軸に前記出力軸側に隣接配置された逆巻きの第2渦巻きばねと、
前記入力軸の一方向の回転を前記第1渦巻きばねの内周端に加えて巻き込むと共に前記入力軸の逆方向の回転を前記第2渦巻きばねの内周端に加えて巻き込む入力回転伝達部材と、
前記第1渦巻きばねの外周端と前記第2渦巻きばねの外周端を連結し、前記第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込む連結部材と、
前記第2渦巻きばねの内周端又は第1渦巻きばねの内周端の当接を受け、ばね巻き込みによる回転を取出して前記出力軸に伝達する出力回転伝達部材と、
を備えたことを特徴とする待ち機構。
In a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating by a predetermined angle,
A first spiral spring disposed coaxially with the input shaft and the output shaft;
A reversely wound second spiral spring disposed adjacent to the output shaft side coaxially with the first spiral spring;
An input rotation transmission member which winds by applying a rotation in one direction of the input shaft to the inner peripheral end of the first spiral spring and winding the reverse rotation of the input shaft to the inner peripheral end of the second spiral spring; ,
A connecting member that connects the outer peripheral end of the first spiral spring and the outer peripheral end of the second spiral spring, transmits the rotation of one of the first spiral spring and the second spiral spring to the other, and winds it in;
An output rotation transmitting member that receives the contact of the inner peripheral end of the second spiral spring or the inner peripheral end of the first spiral spring, extracts the rotation due to the spring winding, and transmits the rotation to the output shaft;
A waiting mechanism characterized by comprising:
前記入力軸及び出力軸と同軸に配置され、外周端に当接片を起立すると共に内周端に嵌合片を起立した第1渦巻きばねと、
前記第1渦巻きばねと同軸に前記出力軸側に隣接配置され、内周端に嵌合片を起立すると共に外周端に当接片を起立した逆巻きの第2渦巻きばねと、
前記入力軸に固定され、L字型に屈曲したレバー先端を前記第1渦巻きばねの外周端の当接片と前記第2渦巻きばねの外周端の当接片との間に位置し、前記入力軸の一方向の回転により前記第1渦巻きばねの外周端に当接して巻き込むと共に前記入力軸の逆方向の回転により前記第2渦巻きばねの外周端に当接して巻き込む入力レバーと、
前記第1渦巻きばねの内周端の嵌合片と前記第2渦巻きばねの内周端の嵌合片を外周軸方向の溝に嵌合して第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込むブッシュ部材と、
前記第2渦巻きばねの外周端の当接片の当接又は第1渦巻きばねの外周端の当接片の当接を受け、ばね巻きこみによる回転を前記出力軸に伝達する前記出力軸に形成されたカム突起と、
を備えたことを特徴とする待ち機構。
In a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating by a predetermined angle,
A first spiral spring which is arranged coaxially with the input shaft and the output shaft and has a contact piece standing at the outer peripheral end and a fitting piece rising at the inner peripheral end;
A reversely wound second spiral spring that is arranged adjacent to the output shaft side coaxially with the first spiral spring, and has a fitting piece upright at the inner peripheral end and a contact piece upright at the outer peripheral end;
The lever tip fixed to the input shaft and bent in an L shape is located between the contact piece of the outer peripheral end of the first spiral spring and the contact piece of the outer peripheral end of the second spiral spring, and the input An input lever that contacts and winds around the outer peripheral end of the first spiral spring by rotating in one direction of the shaft and winds in contact with the outer peripheral end of the second spiral spring by rotating in the reverse direction of the input shaft;
Either the first spiral spring or the second spiral spring is formed by fitting the fitting piece at the inner circumferential end of the first spiral spring and the fitting piece at the inner circumferential end of the second spiral spring into the groove in the outer peripheral axial direction. A bush member for transmitting the rotation of one winding to the other and winding it,
It is formed on the output shaft that receives the contact of the contact piece of the outer peripheral end of the second spiral spring or the contact piece of the outer peripheral end of the first spiral spring and transmits the rotation caused by the spring winding to the output shaft. Cam protrusion,
A waiting mechanism characterized by comprising:
前記入力軸及び出力軸と同軸に配置され、内周端に当接片を起立すると共に外周端に嵌合片を起立した第1渦巻きばねと、
前記第1渦巻きばねと同軸に前記出力軸側に隣接配置され、外周端に嵌合片を起立すると共に内周端に当接片を起立した逆巻きの第2渦巻きばねと、
前記入力軸に固定され、L字型に屈曲したレバー先端を前記第1渦巻きばねの内周端の当接片と前記第2渦巻きばねの内周端の当接片との間に位置し、前記入力軸の一方向の回転により前記第1渦巻きばねの内周端に当接して巻き込むと共に前記入力軸の逆方向の回転により前記第2渦巻きばねの内周端に当接して巻き込む入力レバーと、
前記第1渦巻きばねの外周端の嵌合片と前記第2渦巻きばねの外周端の嵌合片を内周軸方向の溝に嵌合して第1渦巻きばねと第2渦巻きばねのいずれか一方の巻き込みによる回転を他方に伝達して巻き込むブッシュ部材と、
前記第2渦巻きばねの内周端の当接片の当接又は第1渦巻きばねの内周端の当接片の当接を受け、ばね巻きこみによる回転を前記出力軸に伝達する前記出力軸に形成されたカム突起と、
を備えたことを特徴とする待ち機構。 In a waiting mechanism provided between an input shaft that is rotationally driven and an output shaft that shifts by rotating by a predetermined angle,
A first spiral spring that is arranged coaxially with the input shaft and the output shaft, and has a contact piece upright at an inner peripheral end and a fitting piece upright at an outer peripheral end;
A second spiral spring of reverse winding, which is disposed adjacent to the output shaft side coaxially with the first spiral spring, and has a fitting piece standing on the outer peripheral end and a contact piece rising on the inner peripheral end;
The lever tip fixed to the input shaft and bent in an L shape is located between the contact piece of the inner peripheral end of the first spiral spring and the contact piece of the inner peripheral end of the second spiral spring, An input lever that contacts and winds with the inner circumferential end of the first spiral spring by rotating in one direction of the input shaft and winds in contact with the inner circumferential end of the second spiral spring by rotating in the reverse direction of the input shaft; ,
One of the first spiral spring and the second spiral spring is formed by fitting the fitting piece at the outer peripheral end of the first spiral spring and the fitting piece at the outer peripheral end of the second spiral spring into the groove in the inner peripheral axial direction. A bushing member that transmits the rotation by entrainment to the other and entrains,
The output shaft that receives the contact of the contact piece of the inner peripheral end of the second spiral spring or the contact piece of the inner peripheral end of the first spiral spring and transmits the rotation caused by the spring winding to the output shaft. Formed cam projections,
A waiting mechanism characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007076285A JP2008230543A (en) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | Waiting mechanism |
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---|---|
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ID=39903837
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007076285A Pending JP2008230543A (en) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | Waiting mechanism |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07179138A (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Aisin Seiki Co Ltd | Two-wheel-four-wheel drive switching device |
EP1626144A2 (en) * | 2003-10-22 | 2006-02-15 | ArvinMeritor Light Vehicle Systems (UK) Ltd | Actuator assembly |
-
2007
- 2007-03-23 JP JP2007076285A patent/JP2008230543A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH07179138A (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Aisin Seiki Co Ltd | Two-wheel-four-wheel drive switching device |
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