JP2992109B2 - Rotational force switching device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、回転力切換え装置に
関し、例えば車両の発進時における駆動力の切換えに利
用できる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotational force switching device, and can be used, for example, for switching a driving force when a vehicle starts moving.

【０００２】[0002]

【従来の技術及びその課題】車両の発進や停止時におい
て、タイヤと路面の間に生じる摩擦係数は、路面状態に
関係なく、スリップ率が所定の範囲にあるときに最大の
値を示す。このため、従来から車両を安定して発進又は
停止させるため、摩擦係数が最大の値となるように車体
速度や車輪速度を制御して、スリップ率を所定の範囲に
コントロールする手段が多くとられている。2. Description of the Related Art When a vehicle starts or stops, a coefficient of friction generated between a tire and a road surface has a maximum value when the slip ratio is within a predetermined range, regardless of the road surface condition. For this reason, conventionally, in order to stably start or stop the vehicle, many means have been used to control the vehicle speed and the wheel speed so that the friction coefficient becomes a maximum value, and to control the slip ratio within a predetermined range. ing.

【０００３】特に、凍結路面や雪道等での発進において
は、タイヤに急激に大きな回転力を与えると、タイヤが
激しくスリップして駆動が全く行なわれないために、電
子制御により適切なブレーキングを加えつつタイヤに回
転力を与えて、タイヤと路面との間の摩擦を細かくコン
トロールする方法が提案されている。In particular, when the vehicle is started on a frozen road surface or a snowy road, if a large rotational force is applied to the tires suddenly, the tires slip sharply and no driving is performed. A method of finely controlling the friction between the tire and the road surface by applying a rotational force to the tire while adding the force to the tire has been proposed.

【０００４】しかし、このような摩擦を制御する方法で
は、車輪速度等を検出する検出器や、電子制御装置、或
いはその制御信号に基づいてブレーキ装置を作動させる
作動部材などを備える必要があるため、駆動系の構造が
複雑化して価格的に著しく高価なものとなり、重量の増
大等も引き起こす欠点がある。However, in such a method of controlling friction, it is necessary to provide a detector for detecting a wheel speed or the like, an electronic control device, or an operating member for operating a brake device based on a control signal thereof. However, there is a disadvantage that the structure of the drive system is complicated and the cost is extremely high, and the weight is increased.

【０００５】また、装置が高価なために、高級車や特殊
な車両だけに採用範囲が限定されてしまい、大衆車等の
廉価な車両には採用しにくい問題もある。[0005] Further, since the device is expensive, the range of application is limited only to luxury cars and special vehicles, and there is also a problem that it is difficult to adopt it to inexpensive vehicles such as popular cars.

【０００６】そこで、この発明は、電子制御等によらず
に、出力側における抵抗の大きさに応じて自動的に回転
力を切換えることができる簡単で廉価な構造の回転力切
換え装置を提供することを目的としている。Accordingly, the present invention provides a simple and inexpensive rotating force switching device capable of automatically switching the rotating force in accordance with the magnitude of the resistance at the output side without using electronic control or the like. It is intended to be.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、入力軸に連結する第１駆動軸
と、出力軸に連結するねじり変形可能な第２駆動軸を粘
性流体層を介して連結し、出力軸と第１駆動軸の間に、
出力軸の回りを回動する係合子によって両者を係合離脱
するクラッチを組み込むと共に、その係合子の作動部材
を第２駆動軸に連結し、前記第１駆動軸に２種類の歯数
のギヤを設け、一方のギヤは入力軸に形成されたギヤと
噛み合い、他方のギヤはクラッチの出力部材に形成され
たギヤと噛み合っている構成を採用したものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a first drive shaft connected to an input shaft and a torsional deformable second drive shaft connected to an output shaft. Connected via a layer, between the output shaft and the first drive shaft,
A clutch for disengaging and disengaging the two with an engaging element that rotates about an output shaft is incorporated, and an operating member of the engaging element is connected to a second drive shaft, and the first drive shaft has two types of gears. And one of the gears is the same as the gear formed on the input shaft.
The other gear is formed on the output member of the clutch.
The gear is configured to mesh with the gear .

【０００８】[0008]

【作用】上記の構造において、クラッチを切離した状態
で入力軸を回転させると、粘性流体層の内部でせん断抵
抗が生じ、その流体のせん断作用によって第２駆動軸に
徐々にトルクが加わる。このため、第２駆動軸はゆっく
りと回り、出力軸には小さな回転力が伝えられる。In the above structure, when the input shaft is rotated with the clutch disengaged, a shear resistance is generated inside the viscous fluid layer, and a torque is gradually applied to the second drive shaft by the shearing action of the fluid. For this reason, the second drive shaft rotates slowly, and a small torque is transmitted to the output shaft.

【０００９】出力軸に加わる摩擦力が大きくなると、第
２駆動軸がねじり変形し、作動部材により係合子が回さ
れ、クラッチが出力軸と第１駆動軸を係合する。このた
め、入力軸の回転力は、第１駆動軸を介して直接出力軸
に伝えられる。この場合、出力軸に第２駆動軸を変形さ
せるだけの摩擦力が加わわっている間は、クラッチの係
合が保持され、第１駆動軸を経由した伝達経路が維持さ
れる。When the frictional force applied to the output shaft increases, the second drive shaft is torsionally deformed, the engaging member is turned by the operating member, and the clutch engages the output shaft with the first drive shaft. For this reason, the torque of the input shaft is transmitted directly to the output shaft via the first drive shaft. In this case, while the frictional force for deforming the second drive shaft is applied to the output shaft, the engagement of the clutch is maintained, and the transmission path via the first drive shaft is maintained.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、添付図面に基づいて説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

【００１１】図１に示すように、この実施例の回転力切
換え装置は、ケーシング１の内部に軸方向に向き合せて
入力軸２と出力軸３を回転可能に支持し、その両軸２、
３に並列して第１駆動軸４を回転可能に支持している。As shown in FIG. 1, the rotational force switching device of this embodiment rotatably supports an input shaft 2 and an output shaft 3 inside a casing 1 so as to face each other in the axial direction.
The first drive shaft 4 is rotatably supported in parallel with the first drive shaft 3.

【００１２】出力軸３には、軸線に沿って軸孔６を形成
し、その軸孔６に、バネ鋼などのねじり変形可能な材料
から成る第２駆動軸５を挿入する。この第２駆動軸５の
一方の端部５ａは、ピン７を介して出力軸３に固定し、
出力軸３から突させた第２駆動軸５の他方の端部５ｂ
を、入力軸２に設けた有底孔８内に挿入する。また、有
底孔８内部には、入力軸２と第２駆動５を連結する粘性
流体層９を設ける。A shaft hole 6 is formed in the output shaft 3 along the axis, and a second drive shaft 5 made of a torsionally deformable material such as spring steel is inserted into the shaft hole 6. One end 5a of the second drive shaft 5 is fixed to the output shaft 3 via a pin 7,
The other end 5b of the second drive shaft 5 protruding from the output shaft 3
Is inserted into the bottomed hole 8 provided in the input shaft 2. A viscous fluid layer 9 that connects the input shaft 2 and the second drive 5 is provided inside the bottomed hole 8.

【００１３】この有底孔８の内部の連結構造は、所謂ビ
スカスカップリングを形成するものであり、第２駆動軸
５の端部に一体に固定したインナーシャフト１０の周面
と、入力軸２の有底孔８の内周面に、それぞれスペーサ
１１を介して交互に多数のプレート１２を突出させ、そ
の各プレート１２の間にシリコンオイル等の粘性流体層
９を充填して構成される。この構造では、入力軸２が回
転すると、入力軸と第２駆動軸に粘着する粘性流体層９
の内部にせん断抵抗が発生し、第２駆動軸５の周面にト
ルクを発生させる。The connection structure inside the bottomed hole 8 forms a so-called viscous coupling. The peripheral surface of the inner shaft 10 integrally fixed to the end of the second drive shaft 5 and the input shaft 2 A large number of plates 12 are alternately projected from the inner peripheral surface of the bottomed hole 8 via spacers 11, and a viscous fluid layer 9 such as silicon oil is filled between the plates 12. In this structure, when the input shaft 2 rotates, the viscous fluid layer 9 adheres to the input shaft and the second drive shaft.
Generates a shearing resistance inside, and generates a torque on the peripheral surface of the second drive shaft 5.

【００１４】また、第２駆動軸５の中央部には、出力軸
３のピン孔１３に挿通させた半径方向の作動ピン１４を
固定し、その作動ピン１４の端部に、出力軸３と第１駆
動軸４を係合離脱させるクラッチ１５を連結する。At the center of the second drive shaft 5, an operating pin 14 in the radial direction inserted through the pin hole 13 of the output shaft 3 is fixed. A clutch 15 for engaging and disengaging the first drive shaft 4 is connected.

【００１５】このクラッチ１５は、図２に示すように、
出力軸３の周面に軸受１６、１６によって外輪１７を回
転可能に支持し、その外輪１７に、第１駆動軸４の周面
のギヤ歯１８と噛み合うギヤ歯１９を一体に形成し、そ
の外輪１７と出力軸３の対向面に形成した円筒形の係合
面２０、２１の間に、回動する大径の作動保持器２２
と、出力軸３に固定される小径の固定保持器２３を組込
んでいる。This clutch 15 is, as shown in FIG.
An outer ring 17 is rotatably supported on the peripheral surface of the output shaft 3 by bearings 16, 16, and gear teeth 19 meshing with gear teeth 18 on the peripheral surface of the first drive shaft 4 are integrally formed on the outer ring 17. A rotating large-diameter operation retainer 22 is provided between cylindrical engagement surfaces 20 and 21 formed on the outer ring 17 and the opposed surface of the output shaft 3.
And a small-diameter fixed retainer 23 fixed to the output shaft 3.

【００１６】また、作動保持器２２と固定保持器２３に
対向して設けた複数のポケット２４、２５に、係合子と
してのスプラグ２６と、そのスプラグの姿勢を制御する
弾性部材２７とをそれぞれ組込み、作動保持器２２に上
記作動ピン１４を一体に固定している。A sprag 26 as an engaging element and an elastic member 27 for controlling the attitude of the sprag are incorporated in a plurality of pockets 24 and 25 provided opposite to the operation retainer 22 and the fixed retainer 23, respectively. The operation pin 14 is integrally fixed to the operation holder 22.

【００１７】上記スプラグ２６は、図４に示すように、
内径側と外径側がスプラグの中央線上に曲線中心をもつ
弧状面２８で形成され、左右の両方向に所定角度傾く
と、両係合面２０、２１と係合して外輪１７と出力軸３
を一体化する。また、弾性部材２７は、作動保持器２２
に支持し、通常時スプラグ２７の両側面を押圧して弧状
面２８が係合面２０、２１に係合しない中立位置に保持
する。The sprag 26 is, as shown in FIG.
The inner diameter side and the outer diameter side are formed by an arcuate surface 28 having a curved center on the center line of the sprag, and when inclined by a predetermined angle in both the left and right directions, the outer ring 17 and the output shaft 3 engage with both engagement surfaces 20 and 21.
Are integrated. Further, the elastic member 27 is attached to the operation holder 22.
During normal operation, the sprags 27 are pressed against both side surfaces to hold the sprags 27 at a neutral position where the arcuate surfaces 28 do not engage with the engaging surfaces 20 and 21.

【００１８】上記の作動ピン１４は、図３に示すよう
に、第２駆動軸５と作動保持器２２に対してはすき間な
く一体で連結するが、ピン孔１３との間には回転方向す
き間２９を設ける。その回転方向すき間２９の大きさ
は、スプラグ２６が中立位置から弾性部材２７を介して
係合面２０、２１に係合するまでの距離よりも大きく設
定する。As shown in FIG. 3, the operation pin 14 is integrally connected to the second drive shaft 5 and the operation retainer 22 without any gap. 29 are provided. The size of the rotational gap 29 is set to be larger than the distance from the neutral position to the engagement of the sprags 26 with the engagement surfaces 20 and 21 via the elastic member 27.

【００１９】一方、入力軸２と向き合う第２駆動軸５の
周面にはギヤ歯３０を形成し、そのギヤ歯３０と噛み合
うギヤ歯３１を入力軸２の外周面に形成して、入力軸２
と第１駆動軸４が一体で回転するようにする。On the other hand, gear teeth 30 are formed on the peripheral surface of the second drive shaft 5 facing the input shaft 2, and gear teeth 31 meshing with the gear teeth 30 are formed on the outer peripheral surface of the input shaft 2. 2
And the first drive shaft 4 are integrally rotated.

【００２０】この実施例の回転切換え装置は、上記のよ
うな構造であり、これを車両の発進時における回転力の
切換に用いるには、ケーシング１を車体に固定し、車両
のプロペラシャフトの途中に入力軸２と出力軸３を連結
する。この場合、後で理由を説明するように、プロペラ
シャフトの回転数に比べて入力軸２の回転数が常に速く
なるように、プロペラシャフトと入力軸の間のギヤ比を
適宜設定する。The rotation switching device of this embodiment has the above-described structure. To use the rotation switching device for switching the rotation force when the vehicle starts moving, the casing 1 is fixed to the vehicle body, and the rotation switching device is located in the middle of the propeller shaft of the vehicle. To the input shaft 2 and the output shaft 3. In this case, as will be described later, the gear ratio between the propeller shaft and the input shaft is appropriately set such that the rotation speed of the input shaft 2 is always higher than the rotation speed of the propeller shaft.

【００２１】入力軸２が回転しない状態では、弾性部材
２７の保持によりスプラグ２６が中立位置にあってクラ
ッチ１５が切れた状態にある。出力軸３に抵抗が無く、
入力軸２が回転すると、第１駆動軸４は出力軸３に対し
てクラッチ係合しない。When the input shaft 2 does not rotate, the sprag 26 is in the neutral position by the holding of the elastic member 27, and the clutch 15 is in a disengaged state. There is no resistance on output shaft 3,
When the input shaft 2 rotates, the first drive shaft 4 does not engage the clutch with the output shaft 3.

【００２２】このため、入力軸２の回転力は、粘性流体
層９のせん断作用により徐々に第２駆動軸５に伝わり、
第２駆動軸５を介して出力軸３を回転させる。For this reason, the rotational force of the input shaft 2 is gradually transmitted to the second drive shaft 5 by the shearing action of the viscous fluid layer 9,
The output shaft 3 is rotated via the second drive shaft 5.

【００２３】この場合、入力軸２から入力される回転数
差が小さいと、粘性流体層９の内部に発生するせん断抵
抗も小さく、伝達されるトルクも小さいので、極めてゆ
っくりと出力軸３が回される。このため、雪道や凍結路
面等の摩擦係数が小さい路面においても、スムーズに発
進することができる。In this case, when the difference in the number of revolutions input from the input shaft 2 is small, the shear resistance generated inside the viscous fluid layer 9 is small and the transmitted torque is also small, so that the output shaft 3 rotates very slowly. Is done. Therefore, the vehicle can start smoothly even on a road surface with a small friction coefficient such as a snowy road or a frozen road surface.

【００２４】このように第２駆動軸５を介して回転力が
伝わると、第２駆動軸５はピン７と粘性流体層９の間で
ねじられる。この第２駆動軸がねじり変形するバネ力の
値を、雪道や凍結路面等におけるタイヤと路面間の摩擦
係数に釣り合うように設定しておくと、車両がゆっくり
と発進した段階で作動ピン１４と作動保持器２２が回さ
れてスプラグ２６が両係合面２０、２１に係合し、クラ
ッチ１５が出力軸３と第１駆動軸４を一体化する。した
がって、車両が発進してタイヤに十分な摩擦力が生じた
時点で、入力軸２の回転が第１駆動軸４を介して出力軸
３に伝わり、出力軸３は大きな回転力で駆動させること
ができる。When the rotational force is transmitted through the second drive shaft 5 as described above, the second drive shaft 5 is twisted between the pin 7 and the viscous fluid layer 9. If the value of the spring force at which the second drive shaft is torsionally deformed is set so as to be balanced with the friction coefficient between the tire and the road surface on a snowy road, a frozen road surface, or the like, the operation pin 14 is started when the vehicle starts slowly. Then, the operation retainer 22 is rotated, the sprag 26 is engaged with the engagement surfaces 20 and 21, and the clutch 15 integrates the output shaft 3 and the first drive shaft 4. Therefore, when the vehicle starts and a sufficient frictional force is generated in the tires, the rotation of the input shaft 2 is transmitted to the output shaft 3 via the first drive shaft 4, and the output shaft 3 is driven with a large rotational force. Can be.

【００２５】また、この場合、上記したように入力軸２
がプロペラシャフトの回転数に対して速く回転するよう
に設定してあるので、摩擦係数の高い路面を走行中など
路面から出力軸３に大きな抵抗が加わっている間は、常
にクラッチ１５の係合状態が保持され、出力軸３は入力
軸２と直結状態で駆動されることになる。In this case, as described above, the input shaft 2
Is set to rotate faster than the rotation speed of the propeller shaft, so that the clutch 15 is always engaged while a large resistance is applied to the output shaft 3 from the road surface, such as when traveling on a road surface having a high friction coefficient. The state is maintained, and the output shaft 3 is driven in a state of being directly connected to the input shaft 2.

【００２６】上記の図１の構造において、入力軸２を直
接第１駆動軸４に連結し、第１駆動軸４を介して粘性流
体層９を回転させるようにしても、同じ作用を得ること
ができる。この場合は、入力軸２と出力軸３の回転が逆
向きになる。In the structure shown in FIG. 1, even if the input shaft 2 is directly connected to the first drive shaft 4 and the viscous fluid layer 9 is rotated via the first drive shaft 4, the same effect can be obtained. Can be. In this case, the rotations of the input shaft 2 and the output shaft 3 are reversed.

【００２７】なお、クラッチの係合子としてのスプラグ
は、一方向の傾きによって係合するスプラグを左右方向
組み合せて用いてもよく、又、ローラを利用することも
できる。As the sprags as the clutch engagement members, sprags engaged by one-way inclination may be used in combination in the left-right direction, or rollers may be used.

【００２８】また、粘性流体層による連結構造としてビ
スカスカップリングを示したが、これに限らず、粘性流
体を利用した他のカップリング構造を利用することもで
きる。Although the viscous coupling has been described as a connecting structure using a viscous fluid layer, the present invention is not limited to this, and another coupling structure using a viscous fluid may be used.

【００２９】[0029]

【効果】以上のように、この発明によると、入力軸に連
結する第１駆動軸と、出力軸に連結するねじり変形可能
な第２駆動軸を粘性流体層を介して連結し、出力軸と第
１駆動軸の間に、出力軸の回りを回動する係合子によっ
て両者を係合離脱するクラッチを組み込むと共に、その
係合子の作動部材を第２駆動軸に連結し、第１駆動軸に
２種類の歯数のギヤを設け、一方ギヤを入力軸に形成さ
れたギヤと噛み合合わせ、他方のギヤはクラッチの出力
部材に形成したギヤと噛み合せたので、入力と出力間の
駆動経路を粘性流体層を介するものと、直結状態とに切
換える回転力切換え装置において、歯数の異なる両ギヤ
とクラッチの作用で、出力側に加わる抵抗によって機械
的に伝達できる回転力の大きさを切換えることができ
る。As described above, according to the present invention, the first drive shaft connected to the input shaft and the torsional deformation connected to the output shaft can be formed.
A second drive shaft is connected via a viscous fluid layer, and a clutch is provided between the output shaft and the first drive shaft, the clutch being engaged and disengaged by an engagement element rotating around the output shaft. Connect the operating member of the splicer to the second drive shaft and connect it to the first drive shaft.
Two types of gears are provided, one of which is formed on the input shaft.
Gear is engaged with the other gear, and the other gear is the output of the clutch.
Since it meshed with the gear formed on the member,
Switch the drive path between the one via the viscous fluid layer and the directly connected state.
In the rotating torque switching device, the magnitude of the rotating force that can be mechanically transmitted by the resistance applied to the output side can be switched by the action of both gears and clutches having different numbers of teeth.

【００３０】また、内蔵した第２駆動軸とクラッチの作
動により出力側の抵抗の変化を自動的に検出するので、
速度検出器や電子制御装置等用いずに、極めて簡単な構
造で回転力の切換えを行なうことができる。Further, since the change in the resistance on the output side is automatically detected by the operation of the built-in second drive shaft and the clutch,
The rotation force can be switched with a very simple structure without using a speed detector, an electronic control device, or the like.

【００３１】したがって、この発明を車両の駆動系に適
用すれば、摩擦抵抗の低い路面における発進を安定して
行なわせることができ、駆動系の構造の簡略化と低コス
ト化を実現できる効果がある。Therefore, when the present invention is applied to a drive system of a vehicle, the vehicle can be stably started on a road surface with low frictional resistance, and the effect of simplifying the structure of the drive system and reducing the cost can be achieved. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】実施例の縦断正面図FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of an embodiment.

【図２】図１のII−II線に沿った断面図FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1;

【図４】図３の要部の拡大断面図FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ 入力軸 ３ 出力軸 ４ 第１駆動軸 ５ 第２駆動軸 ９ 粘性流体層 １４ 作動ピン １５ クラッチ ２２ 作動保持器 ２６ スプラグ ２７ 弾性部材 2 input shaft 3 output shaft 4 first drive shaft 5 second drive shaft 9 viscous fluid layer 14 operating pin 15 clutch 22 operation retainer 26 sprag 27 elastic member

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 入力軸に連結する第１駆動軸と、出力軸
に連結するねじり変形可能な第２駆動軸を粘性流体層を
介して連結し、出力軸と第１駆動軸の間に、出力軸の回
りを回動する係合子によって両者を係合離脱するクラッ
チを組み込むと共に、その係合子の作動部材を第２駆動
軸に連結し、前記第１駆動軸に２種類の歯数のギヤを設
け、一方のギヤは入力軸に形成されたギヤと噛み合い、
他方のギヤはクラッチの出力部材に形成されたギヤと噛
み合っていることを特徴とする回転力切換え装置。1. A first drive shaft connected to an input shaft and a torsional deformable second drive shaft connected to an output shaft are connected via a viscous fluid layer, and between the output shaft and the first drive shaft. A clutch for disengaging and disengaging the two with an engaging element that rotates about an output shaft is incorporated, and an operating member of the engaging element is connected to a second drive shaft, and the first drive shaft has two types of gears. And one of the gears meshes with a gear formed on the input shaft,
The other gear meshes with a gear formed on the output member of the clutch.
Rotational force switching device characterized by being engaged .