(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸上にインプットギヤと、アウトプットギヤとを設け、上記回転軸の外周とインプットギヤの内周間に径の異なる二つの保持器を組込み、小径側保持器のインプットギヤの側面から外方に突出する端部外周にフランジを設け、このフランジの一側に摩擦板と、この摩擦板をフランジに押し付ける一部が切り離された弾性リングとを設け、上記摩擦板によって回転抵抗が付与された小径側保持器とインプットギヤと共に回転する大径側保持器の相対的な回転により、両保持器のポケットに跨がって組込まれたスプラグを、その両端が回転軸の外周面とインプットギヤの内周面に接触するまで傾動させるようにした２方向差動クラッチにおいて、前記弾性リングが、切り離し端を有する波形ばね座金からなり、前記摩擦板にはその弾性リングの拡径量を制限する規制部を、弾性リングの外周間に間隔をおいて設けたことを特徴とする２方向差動クラッチ。
【請求項２】
前記規制部が、切り起し片から成ることを特徴とする請求項１に記載の２方向差動クラッチ。
【請求項３】
前記回転軸とアウトプットギヤとの間に、回転軸の回転をアウトプットギヤに伝えるトルク伝達機構を設け、このトルク伝達機構に回転方向の遊びを形成し、上記アウトプットギヤの一側方に設けられた摩擦リングを回転軸に回り止めし、この摩擦リングの外周に前記アウト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、そのサブギヤを摩擦リングの外周に設けられたフランジに押し付ける一部が切り離された弾性リングを取付け、前記サブギヤに、その弾性リングの拡径量を制限する規制部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２方向差動クラッチ。
【請求項４】
前記サブギヤを押圧する弾性リングの拡径量を制限する規制部が、切り起し片から成ることを特徴とする請求項３に記載の２方向差動クラッチ。
【請求項５】
回転軸上にインプットギヤとアウトプットギヤとを設け、前記回転軸の外周とインプットギヤの内周間に径の異なる二つの保持器を組込み、小径側保持器の前記インプットギヤの側面から外方に突出する端部外周に第１フランジを設け、該第１フランジの一側に摩擦板と該摩擦板を前記第１フランジに押し付ける一部が切り離された第１弾性リングとを設け、前記摩擦板によって回転抵抗が付与された前記小径側保持器と前記インプットギヤと共に回転する前記大径側保持器との相対的な回転により、両保持器のポケットに跨がって組込まれたスプラグを、その両端が前記回転軸の外周面と前記インプットギヤの内周面に接触するまで傾動させるようにした２方向差動クラッチにおいて、
前記摩擦板には前記第１弾性リングの拡径量を制限する第１規制部を設け、
前記回転軸と前記アウトプットギヤとの間に、前記回転軸の回転を前記アウトプットギヤに伝えるトルク伝達機構を設け、該トルク伝達機構に回転方向の遊びを形成し、前記アウトプットギヤの一側方に設けられた摩擦リングを前記回転軸に回り止めし、前記摩擦リングの外周に前記アウト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、該サブギヤを前記摩擦リングの外周に設けられた第２フランジに押し付ける一部が切り離された第２弾性リングを取付け、前記サブギヤに前記第２弾性リングの拡径量を制限する第２規制部を設けたことを特徴とする２方向差動クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スプラグを用いた２方向差動クラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パートタイム式の４輪駆動車においては、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オーバランニング型の２方向差動クラッチが用いられている。
【０００３】
特開平９−２５９５９号公報には、スプラグを用いたオーバランニング型の２方向差動クラッチが開示されている。この２方向差動クラッチは、回転軸の外周面と、その回転軸上に設けられたインプットギヤの内周面間に径の異なる二つの保持器を組込み、その大径側保持器をインプットギヤに固定し、小径側保持器を回転軸に対して回転自在に支持し、この小径側保持器に付与される摩擦抵抗により、インプットギヤと共に回転する大径側保持器と小径側保持器との間で差速を生じさせて、両保持器のポケットに跨がって組込まれたスプラグを、その両端が回転軸の外周面とインプットギヤの内周面に接触するスタンバイ状態まで傾動させ、回転軸の回転速度がインプットギヤの回転速度より低下したとき、スプラグを係合状態としてインプットギヤの回転を回転軸に伝えるようにしている。
【０００４】
上記２方向差動クラッチにおいては、インプットギヤの回転方向が切り換わると、スプラグの傾むき方向も自動的に切り換わるため、インプットギヤの正逆両方向の回転を回転軸に伝達することができる。
【０００５】
ここで、小径側保持器に回転抵抗を付与する抵抗手段として、その小径側保持器のインプットギヤの側面から外方に突出する端部外周にフランジを設け、このフランジの一側に設けた摩擦板を小径側保持器の軸方向に移動自在に支持し、その摩擦板を小径側保持器に支持された一部に切り離しを有する弾性リングでフランジに押し付けるようにした方法を採用することが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記２方向差動クラッチにおいて、小径側保持器に摩擦抵抗を付与する抵抗付与手段として、一部が切り離された弾性リングを用いると、高速回転時に、弾性リングが拡径して装着位置から外れるおそれがある。この場合、摩擦板とフランジ間の摩擦力がなくなり、小径側保持器は自由に回転し得る状態となるため、２方向差動クラッチがクラッチとしての機能を発揮させることができなくなる。
【０００７】
この発明の課題は、摩擦板押圧用の弾性リングが高速回転時の遠心力により拡径して装着位置から外れるのを防止できるようにした２方向差動クラッチを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、回転軸上にインプットギヤと、アウトプットギヤとを設け、上記回転軸の外周とインプットギヤの内周間に径の異なる二つの保持器を組込み、小径側保持器のインプットギヤの側面から外方に突出する端部外周にフランジを設け、このフランジの一側に摩擦板と、この摩擦板をフランジに押し付ける一部が切り離された弾性リングとを設け、上記摩擦板によって回転抵抗が付与された小径側保持器とインプットギヤと共に回転する大径側保持器の相対的な回転により、両保持器のポケットに跨がって組込まれたスプラグを、その両端が回転軸の外周面とインプットギヤの内周面に接触するまで傾動させるようにした２方向差動クラッチにおいて、前記弾性リングが、切り離し端を有する波形ばね座金からなり、前記摩擦板にはその弾性リングの拡径量を制限する規制部を、弾性リングの外周間に間隔をおいて設けた構成を採用している。
【０００９】
上記のように、摩擦板に規制部を設けることによって、一部が切り離された弾性リングが遠心力によって必要以上に拡径するのを防止することができる。このため、摩擦板を押圧する装着位置に弾性リングを常に保持することができ、２方向差動クラッチを確実に機能させることができる。
【００１０】
ここで、規制部は、摩擦板に２条の切り込みを設け、その切り込み間を弾性リング側に起こした切り起し片であってもよい。
【００１１】
上記のような２方向差動クラッチにおいて、アウトプットギヤが回転軸にスプライン嵌合されていると、インプットギヤが正転状態から停止して逆転状態に切り換えられるとき、車輪側ギヤからアウトプットギヤを介して逆転される回転軸の回転速度がインプットギヤの回転速度より高い場合に、スプラグは回転軸との接触によって中立の状態に戻されるため、インプットギヤの逆転を回転軸に伝達することができない。
【００１２】
そのような不都合を解消するため、前記回転軸とアウトプットギヤとの間に、回転軸の回転をアウトプットギヤに伝えるトルク伝達機構を設け、このトルク伝達機構に回転方向の遊びを形成し、上記アウトプットギヤの一側方向に設けられた摩擦リングを回転軸に回り止めし、この摩擦リングの外周に前記アウト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、そのサブギヤを摩擦リングの外周に設けられたフランジに押し付ける一部が切り離された弾性リングを取付け、前記サブギヤに、その弾性リングの拡径量を制限する規制部を設けるようにしている。そのような構成の採用によって、インプットギヤの回転方向の切り換わり時、サブギヤとフランジの接触部に作用する摩擦抵抗によって回転軸は制動され、トルク伝達機構の遊びがなくなるまでに減速される。このため、スプラグはインプットギヤの内周面および回転軸の外周面に直ちに係合し、インプットギヤの回転を回転軸に直ちに伝達することができる。
【００１３】
また、サブギヤに弾性リングの拡径量を制限する規制部を設けることによって、弾性リングが高速回転時の遠心力によって必要以上に拡径するのを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、ギヤケース１の対向側壁２には軸受３が取付けられ、その軸受３によって両端部が回転自在に支持された回転軸４上に、インプットギヤ５とアウトプットギヤ６とが設けられている。
【００１５】
インプットギヤ５は、回転軸４に取付けられた軸受７によって回転自在に支持されて駆動ギヤ８と噛合し、その駆動ギヤ８から回転が伝達されるようになっている。
【００１６】
インプットギヤ５の円筒形内周面９と回転軸４の円筒形外周面１０間には径の異なる二つの保持器１１、１２が組込まれている。
【００１７】
大径側保持器１１はインプットギヤ５に固定され、一方、小径側保持器１２は軸受１３を介して回転軸４に回転自在に支持されている。その小径側保持器１２に取付けられたピン１４は、大径側保持器１０に形成された周方向に長いピン孔１５に挿入され、そのピン孔１５の両端にピン１４が当接する範囲内において、大径側保持器１１と小径側保持器１２は相対回転し得るようになっている。
【００１８】
大径側保持器１１と小径側保持器１２のそれぞれには複数のポケット１６、１７が周方向に等間隔に形成され、径方向で対向するポケット１６、１７に跨がるようにしてスプラグ１８が組込まれている。
【００１９】
スプラグ１８は、図３に示すように、小径側保持器１２に取付けられた弾性部材１９によって両側から押圧されている。その押圧によってスプラグ１８は外・内端のカム面２０、２１が円筒形内周面９および円筒形外周面１０と非係合の中立の状態に保持される。
【００２０】
小径側保持器１２のインプットギヤ５の側面から外方に臨む端部の外周には、フランジ２２と、その一側にリング溝２３とが設けられている。フランジ２２の一側に設けられた摩擦板２４は、リング溝２３に取付けられた弾性リング２５の押圧によってフランジ２２に押し付けられている。弾性リング２５は、図４に示すように、断面矩形の帯板を波形に成形しつつリング状に成形しており、一部に切り離し部を有している。この弾性リングの巻き数は任意であり、必要とする弾性力を得るために、板厚との関係で巻き数を決定する。
【００２１】
摩擦板２４は、図１および図２に示すように、回り止め機構２６によって固定部としてのギヤケース１に回り止めされている。回り止め機構２６として、ここでは、摩擦板２４の外周に設けた突片２７をギヤケース１の内面に取付けた係合板２８の切欠部２９に係合している。
【００２２】
前記摩擦板２４には、弾性リング２５の拡径量を制限して、弾性リング２５がリング溝２３から抜け出るのを防止する規制部３０が設けられている。
【００２３】
図５（Ｉ）、（II）、（III ）は、規制部３０の各例を示す。図５（Ｉ）に示す規制部３０は、摩擦板２４に２条の切り込みを平行に形成し、その切り込み間を摩擦板２４の片面側にＶ形に起こしたＶ形切り起し片３１から成る。
【００２４】
図５（II）に示す規制部３０は摩擦板２４にＨ形の切り込みを形成し、その切り込み間を摩擦板２４の片面側に起こした一対の切り起し片３２から成る。
【００２５】
図５（III ）に示す規制部３０は摩擦板２４にＵ字形の切り込みを形成し、その切り込み間を摩擦板２４の片面側に起こした切り起し片３３から成る。
【００２６】
図２は、図５に示すＶ形切り起し片３１の複数を周方向に等間隔に形成した例を示し、その切り起し片３１によって弾性リング２５の拡径量を制限し、弾性リング２５からリング溝２３から外れるのを防止している。
【００２７】
図１および図６に示すように、回転軸４とアウトプットギヤ６との間には、回転軸４の回転をアウトプットギヤ６に伝達するトルクの伝達機構３４が設けられている。トルク伝達機構３４は回転軸４の外周面とアウトプットギヤ６の内周面間にトルク伝達リング３５を組込み、そのトルク伝達リング３５と回転軸４とをスプライン３６によって相対的に回り止めし、このトルク伝達リング３５の外周に設けた突部３７をアウトプットギヤ６の内周面に形成された切欠部３８に挿入し、この切欠部３８と突部３７との間に回転方向の遊びδを設け、前記突部３７と切欠部３８の端面の係合によって回転軸４の回転をアウトプットギヤ６に伝えるようにしている。
【００２８】
アウトプットギヤ６の一側方には摩擦リング３９が設けられている。摩擦リング３９は前記スプライン３６によって回転軸４に対して回り止めされている。
【００２９】
摩擦リング３９の外周にはフランジ４０と、リング溝４１とが設けられている。フランジ４０の一側にはサブギヤ４２が設けられている。サブギヤ４２は摩擦リング３９によって回転自在に支持され、その外周に形成された歯の数はアウトプットギヤ６の外周に形成された歯の数より少なくなっている。アウトプットギヤ６およびサブギヤ４２のそれぞれは車輪側ギヤ４３と噛合し、その車輪側ギヤ４３からアウトプットギヤ６およびサブギヤ４２が回転された場合に、サブギヤ４２は歯数差によってアウトプットギヤ６より低速度で回転するようになっている。
【００３０】
サブギヤ４２は、摩擦リング３９のリング溝４１に取付けられた弾性リング４４によってフランジ４０に押し付けられている。弾性リング４４は図４に示す弾性リング４４と同一の構成から成り、一部に切り離し部が設けられている。
【００３１】
上記弾性リング４４はサブギヤ４２に設けられた規制部４５によって拡径量が制限され、リング溝４１から外れるのが防止されている。
【００３２】
ここで、規制部４５は前記摩擦板２４に形成された図５に示す規制部３０と同一の構造であるため説明を省略する。
【００３３】
いま、図１に示す駆動ギヤ８からインプットギヤ５に回転が伝達されると、摩擦板２４によって回転抵抗が付与された小径側保持器１２とインプットギヤ５の内周面に固定された大径側保持器１１との間に回転速度差が生じる。このため、大径側保持器１１に設けられたポケット１６と小径側保持器１２に形成されたポケット１７との間に内周方向にずれが生じ、両ポケット１６、１７に跨がるようにして組込まれたスプラグ１８がインプットギヤ５の回転方向に傾動する。
【００３４】
例えば、インプットギヤ５が図３の矢印で示す方向に回転すると、スプラグ１８は同図の左側に倒れて、両端のカム面２０、２１がインプットギヤ５の内周面９および回転軸４の外周面１０に接触してクラッチが成立するスタンバイ状態となる。
【００３５】
ここで、回転軸４は、パートタイム式４輪駆動車が２輪駆動で走行しているとき、前輪（被駆動輪）からの回転が伝達されてインプットギヤ５の回転方向と同方向に回転され、その回転速度はインプットギヤ５の回転速度より速く回転するよう設定されているため、スプラグ１８はインプットギヤ５の内周面９および回転軸４の外周面１０に係合せず、インプットギヤ５の回転は回転軸４に伝達されない。
【００３６】
４輪駆動車の駆動輪がスリップして被駆動輪の回転速度が低下し、あるいは停止し、その被駆動輪からの回転伝達によって回転する回転軸４の回転速度がインプットギヤ５の回転速度より低下すると、スプラグ１８がインプットギヤ５の内周面および回転軸４の外周面に係合し、インプットギヤ５の回転が回転軸４に伝達される。その回転軸４の回転はトルク伝達機構３４を介してアウトプットギヤ６に伝達され、被駆動輪が駆動される。
【００３７】
上記のような状態から自動車の進行方向の切り換えが行われると、インプットギヤ５は停止後、逆転されることになり、大径側保持器１１と小径側保持器１２の回転速度差によってスプラグ１８は図３に示す状態の逆方向に傾動してインプットギヤ５の内周面９および回転軸４の外周面１０に接触する。その接触状態において、回転軸４の回転速度がインプットギヤ５の回転速度より速いと、スプラグ１８は内周面９および外周面１０に係合せず、インプットギヤ５の回転は回転軸４に伝達されないこととなる。
【００３８】
しかし、回転方向の切り換わりによって車輪側ギヤ４３からアウトプットギヤ６およびサブギヤ４２が回転されるとき、両ギヤ６、４２の歯数差によってサブギヤ４２はアウトプットギヤ６より低速度で回転する。このとき、サブギヤ４２は弾性リング４４の押圧によりフランジ４０に押し付けられているため、回転軸４は制動されて、トルク伝達機構３４の遊びδがなくなるまでにインプットギヤ５の回転速度より低下する。
【００３９】
このため、スプラグ１８は内周面９および外周面１０に係合してクラッチが成立し、インプットギヤ５の回転がスプラグ１８を介して回転軸４に直ちに伝達される。
【００４０】
このように、インプットギヤ５の回転方向が切り換えられた場合に、回転軸４はサブギヤ４２とフランジ４０の接触部に作用する摩擦抵抗により減速されるため、２方向差動クラッチを直ちに差動させることができる。
【００４１】
ここで、自動車の走行速度が速くなると、小径側保持器１２および摩擦リング３９の回転速度も速くなり、その小径側保持器１２のリング溝２３に取付けられた弾性リング２５および摩擦リング３９のリング溝４１に取付けられた弾性リング４４が遠心力により拡径しようとする。
【００４２】
このとき、弾性リング２５、４４のそれぞれは摩擦板２４およびサブギヤ４２に形成された規制部３０、４５によって拡径量が制限されるため、必要以上に拡径するのが防止される。
【００４３】
このため、弾性リング２５、４４がリング溝２３、４１から外れるという不都合の発生は皆無であり、２方向差動クラッチを常に確実に差動させることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、摩擦板に弾性リングの拡径量を制限する規制部を設けたことによって、高速回転時に弾性リングが遠心力によって必要以上に拡径して小径側保持器の装着部から外れるのを防止することができ、２方向差動クラッチが機能不能になるというトラブルの発生を未然に防止することができる。
【００４５】
また、規制部を切り起しの突片とすることにより、重量の増加を防止することができる。
【００４６】
さらに、アウトプットギヤと回転軸との間に回転方向の遊びを有するトルク伝達機構を設け、回転軸と一体に回転する摩擦リングの外周上にアウトプットギヤの回転に対応して差速を発生するサブギヤを設け、このサブギヤを弾性リングの押圧により摩擦リングの外周に設けられたフランジに圧接して回転軸に回転抵抗を付与したことにより、正転後、停止し、逆転方向に切り換わった時に回転軸に制動力が付与されて、回転軸の回転速度がインプットギヤの回転速度より低下するため、２方向差動クラッチを直ちに作動状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る２方向差動クラッチの断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図
【図４】同上２方向差動クラッチの弾性リングの側面図
【図５】（Ｉ）、（II）、（III ）は同上２方向差動クラッチの摩擦板に形成した規制部の各例を示す斜視図
【図６】図１のVI−VI線に沿った断面図
【図７】図１のVII −VII 線に沿った断面図
【符号の説明】
４  回転軸
５  インプットギヤ
６  アウトプットギヤ
１１  大径側保持器
１２  小径側保持器
１６、１７  ポケット
１８  スプラグ
２２  フランジ
２４  摩擦板
２５  弾性リング
３０  規制部
３１、３２、３３  切り起し片
３４  トルク伝達機構
３９  摩擦リング
４０  フランジ
４２  サブギヤ
４５  規制部
δ  遊び
【図１】
0004335990.tif 000002
【図２】
0004335990.tif 000003
【図３】
0004335990.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004335990.tif 000008