JPH0384222A - ２方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、駆動軸の左右両方向の回転を被駆動軸に対
して伝達し又は遮断する２方向クラツチに関するもので
ある。

〔従来の技術］ パートタイム式の４輪駆動車（以下４ＷＤという）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、即ちオーバーラ
ンニング型クラッチが使われるようになってきている。

上記差動クラッチにおいては、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
楔作用により、回転が前輪ハブに伝達される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来のクラッチにおいては、駆動軸の一方向
の回転だけを前輪ハブに伝える構成であるため、後退時
に前輪を駆動することができない不都合があった。

この発明は上記の点に鑑み、入力端の左右方向の回転の
伝達又は遮断を可能とする２方向クラツチを提供するこ
とを目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明においては、外
輪の内径面、およびその外輪の内側に挿通されて相対的
に回転自在に支持された入力軸の外径面にカム面を形成
し、両カム面間に保持器を組込み、前記外輪から外側に
臨む入力軸の一端に駆動力を入力する入力リングを嵌合
し、その嵌合部における回転係合部に回転方向すきまを
設け、入力軸には一端から他端に向く軸方向の挿入孔を
形成し、この挿入孔に回転自在に挿入されたシャフトの
一端部と回転リングおよびシャフトの他端部と前記外輪
の内側に組込まれた制御リングを入力軸に形成した半径
方向のピン孔に円周方向すきまをもって挿入された一対
のピンで互いに連結し、上記制御リングと前記保持器と
の間に、入力軸に対して制御リングが回転方向すきまが
無くなるまで回転した際の入力リングの回転を回転方向
を逆にして保持器に伝達するトルク反転伝達機構を設け
、保持器に設けたポケットには、入力軸に対する保持器
の相対的な回転時に上記ポケットの周方向で対向する端
面で押されて外輪および入力軸のカム面にカム係合する
カム素子と、そのカム素子をカム面に係合しない中立状
態に保持する弾性体とを組込んだ構成を採用したのであ
る。

〔作用〕

上記のように構成された２方向クラツチの入力リングに
駆動力を伝達すると、入力リングは回転方向すきまが無
くなるまで入力軸に対して相対回転し、上記入力リング
が左回転すると保持器は右回転し、また入力リングが右
回転すると保持器は左回転する。いずれの回転の場合も
ポケットの周方向で対向する端面がカム素子を押し、そ
のカム素子を外輪のカム面および入力軸のカム面に係合
させるため、入力軸の左右両方向の回転を外輪に伝達し
、遮断することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図乃至第６図は、この発明に係る２方向クラツチの
第１の実施例を示す。

外輪１とその内側に挿通された入力軸２とは２個の軸受
３により相対的に回転自在に支持されている。

外輪１の内径面には円筒形のカム面４が設けられている
。一方、人力１ｉ１１２の外径面には上記カム面４に対
向して円筒形のカム面５が形成され、両カム面４．５間
に組込まれた径の異なる保持器６ａ、６ｂのうち、小径
側保持器６ｂは入力軸２に固定されている。

外輪１の端から外側に位置する入力軸２の一端部外側に
は入力リング７が組込まれている。入力リング７として
、ここではプーリが示されているがギヤあるいはスプロ
ケットであってもよい。

この入力リング７の内周には第２図に示すように、複数
の軸方向の溝８が形成され、その溝８に入力軸２の外周
に設けた軸方向の突条９が挿入され、この突条９と溝８
との間に回転方向すきま１０が設けられている。

入力軸２の一端部に設けた軸方向の挿入孔１１にはシャ
フト１２が回転自在に挿入され、そのシャフト１２の一
端部と前記入カリングテとは、入力軸２に形成した半径
方向のピン孔１３に挿入したピン１４によって連結され
ている。ピン１４とピン孔１３との間には、図では省略
した円周方向すきまが形成され、その円周方向すきまは
前記回転方向すきま１０より大きくなっている。

前記外輪１の内側において、保持器６ａ、６ｂの一側方
に組込まれた制御リング１５とシャフト１２とは入力軸
２に形成した半径方向のピン孔１６に挿通したピン１７
で連結されている。このピン１７とピン孔１６との間に
は、前記回転方向すきま１０より大きい円周方向すきま
が設けられている。

制御リング１５は上記のように、シャフト１２及びピン
１４．１７を介して入力リング７に連結されているため
、その制御リング１５は入力リング７と共に入力軸２に
対して円周方向すきま１０に対応する角度だけその入力
軸２に対して相対回転することができる。このときの回
転は、トルク反転伝達機構２０を介して前記大径側保持
器６ａに伝達される。

ここで、トルク反転伝達機構２０は、外輪２１と内輪２
２との間に組込まれた転動体２３を上記両輪２１．２２
に圧接し、その転動体２３を保持器２４で保持した転が
り軸受から戒り、上記外輪２１を制御リング１５に固定
し、内輪２２を大径側保持器６ａに固定し、さらに保持
器２４を入力軸２にピン止めしである。

このため、外輪２１が制御リング１５と共に、第４図の
矢印方向に回転すると、その外輪２１との接触により転
動体２３が回転する。また転動体２３との接触により内
輪２２が外輪２１の回転方向に対して相対的に逆方向に
回転する。

内輪２２と共に回転する大径側保持器６ａと小径側保持
器６ｂとには、カム面４．５と対向スる位置にポケット
３０．３１が形成され、そのポケット３０．３１内にカ
ム素子としてのスプラグ３２が組込まれている。

スプラグ３２は第５図に示すように、外径側および内径
側が半径ｒとする円弧面３３．３４とされ、その半径ｒ
は、カム面４．５間の間隔δの１／２より大きくなって
いる。

また、円弧面３３．３４の中心を結ぶ方向の長さｌは上
記間隔δより若干小さくなついる。

このため、スプラグ３２が対向するカム面４．５間にお
いて起立する中立状態においてスプラグ３２の円弧面３
３．３４と上記カム面４．５間にラジアルすきまが形成
される。また、中立状態からカム面４．５の周方向に倒
れると、第６図に示すように、外径側円弧面３３および
内径側円弧面３４が対向するカム面４．５に係合する。

上記スプラグ３２の内径面側における両端部は小径側保
持器５ｂにおけるポケット３１の周方向で対向する端面
に接触している。

また、スプラグ３２の外径側における両端部と大径側保
持器６ａにおけるポケット３００周方向で対向する端面
間には隙間があり、その隙間内においてスプラグ３２が
傾動し得るようになっている。

上記ポケット３０の両端面には切欠部３５が形成され、
その切欠部３５内に組込んだ弾性体３６はスプラグ３２
の外径部を両側から押圧してスプラグ３２を中立状態に
保持している。

ここで、弾性体３６として板ばね、コイルスプリング等
を用いることができる。実施例では両端に折曲片を有す
る板ばねを保持器６ａの外径側から柱３７の外側に取付
けるようにしているが、保持器６ａの内径側から柱３７
の内側に取付けるようにしてもよい。

第１の実施例で示す２方向クラツチは上記の構造から成
り、そのクラッチを例えば４ＷＤの動力伝達装置に組込
む場合は、入力リング７に駆動力が伝達されるようにし
、また、外輪１の外側にギヤ等の出力リングを取付け、
その出力リングの回転が前輪に伝達されるようにする。

上記４ＷＤの動力伝達装置への組込みにおいて、人力リ
ング７が回転されると、その入力リング７は第２図に示
す回転方向すきま１０に対応する角度だけ入力軸２に対
して相対回転する。

上記回転により突条９が溝８の側面に当接して回転方向
すきま１０が無くなると、入力リング７の回転は入力軸
２に伝達され、入力リング７と共に入力軸２が回転する
。

入力リング７が入力軸２に対して相対回転するとき、そ
の入力リング７の回転はピン１４、シャフト１２、ピン
１７を介して制御リング１５に伝達されるため、制御リ
ング１５も人力リング７と同方向に回転する。

また、制御リング１５の回転は、トルク反転伝達機構２
０を介して大径側保持器６ａに伝達されるため、大径側
保持器６ａは入力軸２に固定された小径側保持器６ｂに
対して相対回転する。

このとき、大径側保持器６ａは、人力リング７に対して
逆方向に回転し、その大径側保持器６ａの回転により、
スプラグ３２が倒れて第６図に示すように、外径側およ
び内径側の円弧面３３．３４が対向するカム面４．５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輪駆動状態にあるとき、入力リング
７および入力軸２の回転は外輪１の回転より遅く回転す
るように設定されているので、外輪１との接触によりス
プラグ３２は起立する方向の接触回転力を受ける。この
ため、スプラグ３２はカム面４．５に噛み込むことはな
い。

４ＷＤの走行時において、後輪がスリップすると、駆動
軸の回転が上がるので、人力リング７および入力軸２の
回転が外輪１の回転より速くなる。

このとき、スプラグ３２は第６図に示すようにクラッチ
作動可能状態にあるため、入力軸２の回転はスプラグ３
２を介して外輪１に伝達され、その外輪１から前輪が駆
動される。

スプラグ３２は、前記のように、入力軸２に対して人力
リング７が相対回転したとき外径側円弧面３３および内
径側円弧面３４がカム面４．５に係合する状態に倒れ、
その倒れる方向は入力リング７の回転方向と逆方向であ
るため、入力リング７と共に同方向に回転する入力軸２
の回転を上記スプラグ３２を介して外輪１に確実に伝達
することができる。また、スプラグ３２は入力リング７
の左右いずれの方向に回転した場合においても、その入
力リング７の回転方向と逆方向に倒れるため、パートタ
イム式４ＷＤ車の後進時においても、この２方向クラツ
チは有効に機能する。

第７図及び第８図は、この発明に係る２方向クラツチの
第２の実施例を示す、この実施例においては、入力軸２
に角軸部４０を形成し、その角軸部４０の外周の平面４
１をカム面とし、このカム面４１と外輪１の円筒形カム
面４１間に組込んだ保持器４２に上記カム面４１と対向
してポケット４３を形成し、そのポケット４３内にカム
素子としての一対のローラ４４．４５と、各ローラ４４
．４５をポケット４３の周方向で対向する端面に押し付
ける弾性体４６とを組込んである。各ローラ４４．４５
がポケット４３の端面に当接する状態では、各ローラ４
４．４５とカム面４４．４５との間にすきまが形成され
ている。

他の構成は第１の実施例と同一であるため、同一の部品
には同一の符号を付して説明を省略する。

この第２の実施例においては、入力リング７が第８図の
入力軸２の回転方向を示す矢印の方向にその人力ｌＩ［
ＩＩ２に対して相対回転すると、保持器４２が上記矢印
の反対方向に回転し、ポケット４３内に組込まれた一対
のローラ４４．４５のうち、左側のローラ４４が入力軸
２のカム面４１と外輪１のカム面４のそれぞれに接触す
る。また、入力リング７が上記と逆方向に回転すると、
右側のローラ４５が対向するカム面４．４１のそれぞれ
に接触する。

したがって、入力軸２の左右両方向の回転を外輪１に伝
達することができる。

第９図は、この発明に係る２方向クラツチの第３の実施
例を示す、この実施例においては、外輪１のカム面４と
入力軸２の平坦なカム面４１間に組込んだ保持器５０の
ポケット５１にカム素子としての１本のローラ５２を組
込み、このローラ５２を保持器５０の柱５３に支持され
た弾性体５４で両側から押圧して上記ローラ５２をカム
面４．４１と係合しない中立状態に保持するようにして
おり、他の構成は第２の実施例と同様であるため、同一
部品に同一の符号を付して説明を省略する。

この実施例においては、入力リング７と連動して入力リ
ング７と逆方向に回転する保持器５０が右方向又は左方
向に回転すると、ローラ５２が保持器５０と同方向に移
動して対向するカム面４．４１に当接し、入力軸２の左
右両方向の回転を外輪１に伝えることができる。

上記のように、１つのポケット５１に１本のローラ５２
を組込むことにより、ローラ５２の本数を第２の実施例
の場合に比較して多くすることができるため、容量の大
きな２方向クラツチを得ることができる。

第１０図および第１１図はこの発明に係る２方向クラツ
チの第４の実施例を示す、この実施例においては、外輪
１の円筒形カム面４と入力軸２の円筒形カム面５間に形
の異なる２つの保持器６０．６１を、各保持器６０．６
１に形成したポケット６２．６３の位置を半ピツチ位置
をずらして組込み、大径側保持器６０をトルク反転伝達
機構２０を介して制御リング１５と連動し、小径側保持
器６１を入力軸２に固定しである。

また、他保持器６０．６１に他方保持器のポケット内に
入り込む突部６４．６５を形成し、その突部６４．６５
の両側方において大径側保持器６０のポケット６２と小
径側保持器６１のポケット６３の対向部間に正転用のス
プラグ６６と、逆転用のスプラグ６７とを周方向に交互
に組込み、各スプラグ６６．６７を突部６４．６５との
間に組み込んだ弾性体６８で中立状態に保持している。

ここで、正転用のスプラグ６６と逆転用のスプラグ６７
は左右対称になり、正転用スプラグ６６は大径側保持器
６０が小径側保持器６１に対して第１１図の左方向に相
対回転したとき、その保持器６０の回転方向に倒れて両
端の円弧面６９がカム面４．５に当接する。

一方、逆転用のスプラグ６７は大径側保持器６０が小径
側保持器６１に対して左方向に相対回転したとき、その
回転方向に倒れて両端の円弧面７０がカム面４．５と係
合する。

他の構成は第１の実施例と同じであるため同一部品に同
一の符号を付して説明を省略する。

この第４の実施例においても、入力軸２に対して入力リ
ング７が相対回転すると、正転用スプラグ６６と逆転用
スプラグ６７の一方がカム面４．５に当接するため、入
力軸２の左右両方向の回転を外輪１に伝えることができ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明においては、入力軸に対して入
力リングが相対回転すると、保持器が入力リングの回転
方向と逆方向に回転し、その保持器の回転によりカム素
子が保持器の回転方向に押されて外輪のカム面と入力軸
のカム面に接触するクラッチ作動状態になるため、入力
軸の左右両方向の回転を外輪に伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る２方向クラツチの第１の実施
例を示す断面図、第２図は第１図のｎ−■線に沿った断
面図、第３図は第１図の■−■線に沿った断面図、第４
図は同上のトルク反転伝達機構の一部分を示す断面図、
第５図は第３図の一部を拡大して示す断面図、第６図は
第５図の作動状態を示す断面図、第７図は同上クラッチ
の第２の実施例を示す断面図、第８図は第７図の■−■
線に沿った断面図、第９図は同上クラッチの第３の実施
例を示す断面図、第１０図は同上クラッチの第４の実施
例を示す断面図、第１１図は第１０図のＨ−Ｘｌ線に沿
った断面図である。 １・・・・・・外輪、　　　　２・・・・・・入力軸、
４．５．４１・・・・・・カム面、 ５ａ、ａｂ、４２．５０．６０１６１・・・・・・保持
器、７・・・・・・入力リング、　　１０・・・・・・
回転方向すきま、１１・・・・・・挿入孔、　　１２・
・・・・・シャフト、１３．１６・・・・・・ピン孔、 １４．１７・・・・・・ピン、１５・・・・・・制御リ
ング、２０・・・・・・トルク反転伝達機構、３０．３
１．４３．５１．６２．６３・・・・・・ポケット、 ３６．４６．５４・・・・・・弾性体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外輪の内径面、およびその外輪の内側に挿通され
   て相対的に回転自在に支持された入力軸の外径面にカム
   面を形成し、両カム面間に保持器を組込み、前記外輪か
   ら外側に臨む入力軸の一端に駆動力を入力する入力リン
   グを嵌合し、その嵌合部における回転係合部に回転方向
   すきまを設け、入力軸には一端から他端に向く軸方向の
   挿入孔を形成し、この挿入孔に回転自在に挿入されたシ
   ャフトの一端部と回転リングおよびシャフトの他端部と
   前記外輪の内側に組込まれた制御リングを入力軸に形成
   した半径方向のピン孔に円周方向すきまをもって挿入さ
   れた一対のピンで互いに連結し、上記制御リングと前記
   保持器との間に、入力軸に対して入力リングが回転方向
   すきまが無くなるまで回転した際の制御リングの回転を
   回転方向を逆にして保持器に伝達するトルク反転伝達機
   構を設け、保持器に設けたポケットには、入力軸に対す
   る保持器の相対的な回転時に上記ポケットの周方向で対
   向する端面で押されて外輪および入力軸のカム面にカム
   係合するカム素子と、そのカム素子をカム面に係合しな
   い中立状態に保持する弾性体とを組込んだ２方向クラッ
   チ。