JPH0366931A - 動力伝達継手 - 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、駆動軸の回転動力を従動軸に伝達する際に
、両者の回転数差に応じた回転動力を伝達するようにし
た動力伝達継手に関し、特に四輪駆動車の動力伝達系に
一適用して好適なものである。

〔従来の技術〕

従来の動力伝達継手としては、例えば四輪駆動車に使用
されているセンターデフを例にとると、ねじ状のウオー
ムと、これに直角な回転を持つ大径のウオームホイール
とを噛合させることにより、ウオームとウオームホイー
ルとの非可逆性を利用して差動と差動制限とを行うよう
にしたウオームギヤドライブ方式（昭和６２年２月１日
株式会社三栄書房発行「モーターファンＪ　１９８７年
２月号第６４頁参照）や、ビスカスカップリングを使用
したビスカスドライブ方式（昭和６２年２月１日株式会
社三栄書房発行「モーターファン」１９８７年２月号第
７６〜７８頁参照）、油圧式多板クラッチを使用し、こ
の油圧式多板クラッチに供給する油圧を電子制御するト
ルクスプリット方式（昭和６２年１２月２日株式会社鉄
道日本社発行「オール・ザ・４　Ｗ　Ｄ　Ｊ自動車工学
第３６巻第１４号第１３０〜１４７頁参照）、入力軸と
出力軸の間の速度差に応じた油圧を油圧ポンプで発生さ
せ、この油圧によって摩擦力を作用させて相対回転を抑
制することにより動力伝達を行う油圧ポンプ方式（特開
昭６３−２８４０２８号公報参照）等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記ウオームギヤドライブ方式にあって
は、ウオーム及びウオームホイールの歯面の工作が困難
であると共に、摩擦・摩耗が大きいため耐久性に欠ける
という課題があり、またビスカスドライブ方式にあって
は、伝達トルクがオイルの粘性に依存するので、温度変
化による粘性変化の影響が大きいという課題があり、さ
らにトルクスプリット方式にあっては、油圧回路、油圧
制御の電子回路等の構造が複雑となるという課題があり
、油圧ポンプ方式にあっては油圧ポンプや油圧回路の槽
底が複雑となるという課題があった。

そこで、この発明は、上記従来例の課題に着目してなさ
れたものであり、簡易な構成で駆動軸と従動軸との間で
両者の回転速度差に応じた動力伝達を行うことができる
動力伝達継手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〕

請求項（１）に係る動力伝達継手は、駆動軸と従動軸と
の間に介装され、両者の回転数差に応じて動力を伝達す
る動力伝達継手において、前記駆動軸及び従動軸の何れ
か一方に連結された螺軸と、他方に連結された螺軸と螺
合する螺合部材とを有する螺合手段と、該螺合手段の螺
軸及び螺合部材の相対移動に応じて前記駆動軸及び従動
軸間の結合力を変化させる動力結合手段とを備えたこと
を特徴とする。

また、請求項（２）に係る動力伝達継手は、前記螺合手
段の螺軸及び螺合部材の何れか一方が駆動軸及び従動軸
の何れか一方に対して軸方向に摺動可能に連結されてい
ることを特徴とする。

さらに、請求項（３）に係る動力伝達継手は、動力結合
手段が、螺合手段の相対変位による押圧力が作用される
湿式多板クラッチで構成されていることを特徴としてい
る。

〔作用〕

請求項（１）に係る動力伝達継手は、例えば螺合手段が
右ねじ系であると共に、駆動軸及び従動軸が右回転して
おり、且つ螺合手段の螺合部材が駆動軸に、螺軸が従動
軸にそれぞれ連結されているものとしたとき、駆動軸と
従動軸とが同一回転速度であるときには、螺合手段の螺
軸と螺合部材との相対移動位置が中立位置となって、多
板クラッチ等で構成される動力結合手段が非押圧状態と
なって、駆動軸と従動軸とが非結合状態となっている。

この状態から、駆動軸の回転速度が従動軸に対して上昇
すると、両者の回転速度差に応じて螺合手段の螺合部材
が中立位置から移動し、これに応じて動力結合手段で相
対変位に応じた結合力が発生され、駆動軸の回転駆動力
が動力結合手段を介して従動軸に伝達されて従動軸の回
転速度が駆動軸の回転速度と一致するように上昇される
。

二のように、従動軸の回転速度が上昇すると、これに伴
って螺合部材が中立位置側に復帰し、駆動軸と従動軸の
回転速度が一致したときに螺合部材及び螺軸の相対移動
位置が中立位置に復帰して、駆動軸と従動軸とが非結合
状態となる。

また、請求項（２）に係る動力伝達継手では、螺合手段
の螺軸及び螺合部材の何れか一方が駆動軸及び従動軸の
何れか一方に対して軸方向に摺動可能に連結されている
ので、螺合部材の相対変位が吸収され、駆動軸及び従動
軸が相対移動することなく、両者間の距離を一定とする
ことができる。

さらに、請求項（３）に係る動力伝達継手においては、
動力伝達手段が湿式多板クラッチで構成されているので
、潤滑及び冷却を行って多板クラッチの焼付きを防止し
長期の使用に耐えることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を伴って説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。

図中、１は駆動軸であって、この駆動軸１に動力伝達継
手２を介して従動軸３が連結されている。

ここで、駆動軸１は、その右端にフランジ１ａを有し、
従動軸３は内周面にセレーション３ａを形成した円筒部
３ｂとその右端に形成された取付用フランジ３Ｃとを有
する。

動力伝達継手２は、駆動軸ｌ及び従動軸３間に配設され
た螺合手段４を有する。この螺合手段４は、駆動軸ｌに
一体に形成された右ねじ系の螺軸４ａと、この螺軸４ａ
に螺合する螺合部材としての円筒状のボールナラ１−４
ｂと、両者間に循環可能に介装された多数のボール４ｃ
とからなるボールねじ４ｄで構成され、ボールナツト４
ｂの右端に軸部４ｅが一体に形成され、この軸部４ｅが
従動軸３の円筒部３ｂに軸方向に摺動自在にセレーショ
ン嵌合されている。

また、駆動軸ｌのフランジ部１ａには、その右側縁の外
周縁側に、内周縁にセレーション６ａを形成した円筒体
６が螺軸４ａと同心的に固着され、この円筒体６の右端
が端板７によって閉塞され、この端板７の内周縁に従動
軸３の円筒部３ｂの外周面に接触するオイルシール８が
取付けられている。

さらに、ポールナツト４ｂの右端にはその外側に同心的
に配設された外周面にセレーション９ａを形成した円筒
体９が固着されている。

そして、円筒体６のセレーション６ａの軸方向中央部に
リング状のセンタープレッシャープレート１０が軸方向
の移動を止め輪１０ａ、１０ｂによって規制されて嵌合
されていると共に、円筒体９のセレーション９ａのセン
タープレッシャープレート１０を挟んで対称的な軸方向
両端部にそれぞれ外方への移動を止め輪１１ａ、ｌｌｂ
によって規制されたプレッシャープレート１１．１１’
が嵌合され、さらにセンタープレッシャープレート１０
と両プレッシャープレート１１．１１’　との間に動力
結合手段としての多板クラッチ１２ａ。

１２ｂが介装されている。これら多板クラッチ１２ａ、
１２ｂのそれぞれは、円筒体６のセレーション６ａに嵌
合する複数のドライブプレート１３と円筒体９のセレー
ション９ａに嵌合する複数のドリブンプレート１４と、
両プレート間に介装されたフリクションプレート１５と
で構成されている。

そして、フランジ部１ａ、円筒体６、端板７で構成され
るケーシング内に自動変速機用オイル１６が充填され、
多板クラッチ１２ａ、１２ｂの潤滑と冷却が行われる。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、駆動軸ｌが第
１図で矢示Ａで示すように右回転駆動されるものとする
。

駆動軸１及び従動軸３が回転停止している状態から駆動
軸１の右回転駆動を開始すると、螺合手段４の螺軸４ａ
が駆動軸１に一体に形成されていることから、ポールナ
ツト４ｂが駆動軸１側に前進し、このポールナツト４ｂ
に一体に固着されている円筒体９も駆動軸１側に前進す
ることになるので、この円筒体９に取付けられたブレッ
シ十−プレート１１′と駆動軸１と一体に固着された円
筒体６に軸方向の移動が規制されて取付けられたセンタ
ープレッシャープレート１０との間隔ｉ。

が減少し、多板クラッチ１２ｂに押圧力が作用すること
になって、駆動軸１の回転駆動力がフランジ部１ａ、円
筒体６、センタープレッシャープレート１０、多板クラ
ッチ１２ｂ、プレッシャープレー）１１’、円筒体９及
びボールナラ）４ｂを介して従動軸３に伝達されるので
、従動軸３が回転を開始する。このとき、ボールナフト
４ｂが軸方向に移動することになるが、このポールナツ
ト４ｂの軸部４ｅと従動軸３とがセレーション嵌合され
ているので、従動軸３が軸方向に移動することはなく、
従って駆動軸１と従動軸３とが相対移動することがなく
なり、動力伝達継手２の取付けを確実且つ容易に行うこ
とができる。

そして、従動軸３の回転速度が上昇して、駆動＊ｋｌと
の回転速度差が少なくなると、ポールナツト４ｂが従動
軸３側に後退することにより、多板クラッチ１２ｂに対
する押圧力が徐々に少なくなることから、多板クラッチ
１２ｂの締結力が徐々に低下し、従動軸３に対する伝達
動力が減少する。

その後、駆動軸１と従動軸３とが等速状態となると、ボ
ールナラ）４ｂが中立位置となって、多板クラッチ１２
ａ及び１２ｂに対する押圧力が零となることから、これ
ら多板クラッチ１２ａ、１２ｂが非締結状態となり、駆
動軸１と従動軸３との間の動力伝達が遮断されて非結合
状態となる。

一方、駆動軸１を左回転させたときには、駆動軸１の回
転速度が従動軸３の回転速度より高いときには、ボール
ナラ）４ｂが中立位置から回転速度差に応じた距離だけ
後退し、これに応じて多板クラッチ１２ａに押圧力が作
用して、これが締結状態となることにより、駆動軸ｌの
回転駆動力が従動軸３に伝達されて従動軸３が回転駆動
され、両者の回転速度差が少なくなると、−ポールナツ
ト４ｂが中立位置側に移動し、多板クラッチ１２ａの押
圧力が解除されることにより、駆動軸１と従動軸３との
間の動力伝達が遮断される。

結局、駆動軸１と従動軸２との間に回転速度差が生じて
いるときには、両者の回転速度差をなくす方向に駆動軸
１と従動軸２との間の動力伝達が行われ、両者が等速状
態であるときには、動力伝達が遮断される。

なお、上記実施例においては、駆動軸ｌに螺軸４ａ及び
円筒体６を連結し、従動軸３にボールナラ）４ｂ及び円
筒体９を連結した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、駆動軸１を従動軸とし、従動軸３
を駆動軸とするようにしてもよい。

また、上記実施例においては、軸方向に移動しない円筒
体６にセンタープレッシャープレート１０を軸方向の移
動を規制して配設し、軸方向に移動する円筒体９にプレ
ージャープレー）１１．１１′を設けた場合について説
明したが、これに限らず、円筒体６にプレッシャープレ
ート１１，１１′を設け、円筒体９にセンタープレッシ
ャープレート１０を設けるようにしてもよい。

さらに、上記実施例においては、駆動軸１が正逆転する
場合について説明したが、駆動軸ｌが１方向にのみ回転
駆動される場合には、多板クラッチ１２ａ、１２ｂの何
れか一方を省略するようにしてもよい。

またさらに、ポールナツト４ｂと従動軸３との連結手段
は、セレーシゴン嵌合に限らず、スプライン結合、リニ
アボールベアリング、等速ジツイント、ゴムカップリン
グ等の種々の連結手段を適用し得え、また、螺軸４ａを
駆動軸１及び従動軸３の何れか一方に軸方向に摺動自在
とし、ポールナツト４ｂを他方に固定するようにしても
よい。

なおさらに、螺合手段４としては、ボールねじの構成に
限らず角ねじ、三角ねじ等を適用することができる。

次に、この発明に係る動力伝達継手２を車両の動力伝達
系に適用した場合の第１実施例を第２図について説明す
る。

この第１実施例は、前置きエンジン前輪駆動車をベース
とするフルタイム四輪駆動車にこの発明を適用したもの
であり、第２図に示すように、横置きエンジン２１から
の回転駆動力が変速機２２を経て前輪側終減速装置２３
に伝達され、この終減速装置２３から前輪２４に伝達さ
れる。一方、後輪２５へは、前輪側終減速装置！２３に
連結されたトランスファ２６の出力軸の回転駆動力がプ
ロペラシャフト２７を介してこの発明による動力伝達継
手２の駆動軸１に伝達され、この動力伝達継手２の従動
軸３がプロペラシャフト２８を介して後輪側終減速装置
２９に連結され、この終減速装置２９から後輪２５に伝
達される。

この第２実施例の動作を説明する。低Ｉ！！擦係数路（
例えば悪路、凍結路、降雨路）における車両の発進時或
いは加速走行時、駆動輪である前輪２４と路面との間に
滑りが生じることがある。このとき、前輪側の回転速度
が後輪側の回転速度に対して速くなるので、プロペラシ
ャフト２７の回転速度がプロペラシャフト２８の回転速
度より速くなる。このため、前述したように動力伝達継
手２のポールナツト４ｂが前進することによって多板ク
ラッチ１２ｂを介してプロペラシャフト２７の駆動力が
プロペラシャフト２８に伝達されて後輪２５が回転駆動
されて四輪駆動状態となり、その後定速走行状態となる
と、前輪２４と後輪２５の回転速度とに回転速度差を生
じたときに、これを解消するように動力伝達継手２で動
力伝達が行われる。

前記したように、雪路、凍結路、降雨路等の低摩擦係数
路を走行する状態となると、定速走行状態でも駆動輪と
なっている前輪２４にホイールスピンを生じることにな
るので、前記と同様に、前輪２４の回転速度が後輪２５
の回転速度に対して速くなって、動力伝達継手２を介し
て後輪２５に動力が配分され、操縦安定性を向上させる
ことができる。

さらに、下り坂等を走行中にエンジンブレーキを作用さ
せたときには、先ず前輪２４の回転速度が後輪２５の回
転速度に対して遅くなる。このため、動力伝達継手２の
ボールナラ）４ｂが中立位置から後退することによって
、多板クラッチ１２ａに押圧力が作用して、このクラッ
チ１２ａが締結状態となり、プロペラシャフト２７とプ
ロペラシャフト２８とが連結状態となって、後輪２５に
もエンジンブレーキが作用することになり、エンジンブ
レーキ効果を向上させることができる。

このように、四輪駆動車においては、この発明による動
力伝達継手を介装することにより、前輪及び後輪の回転
速度差がなくなるように動力伝達が行われるので、タイ
ヤの摩耗が前後輪で略等しくなると共に、エネルギロス
が少なくなり、さらに乗心地も向上し、しかも低速走行
時に小さい旋回半径の旋回を行ったときに生じるタイト
コーナーブレーキング現象を緩和することができる。

以上のように、前輪と後輪に路面状況に応じた駆動力配
分を複雑な制御回路を必要とすることなく行うことがで
きる。

次に、この発明に係る動力伝達継手を車両に適用した場
合の第２実施例を第３図について説明する。

この第２実施例は、前置きエンジン後輪駆動車をベース
にしたフルタイム四輪駆動車にこの発明を適用したもの
であり、第３図に示すように、縦置きエンジン３１に連
結した変速機３２の出力側に駆動力を前後輪に分配する
トランスファ３３が連結され、このトランスファ３３の
後輪用出力軸がプロペラシャフト３４を介して後輪用終
減速装置３５に接続され、前輪用出力軸がこの発明によ
る動力伝達継手２の駆動軸１に連結され、動力伝達継手
２の従動軸３が前輪側終減速装置３６に連結され、後輪
側終減速装置３５の出力軸が後輪３７に連結されている
と共に、前輪側終減速装置３６の出力軸が前輪３８に連
結されている。

この第２実施例によっても、前後輪の回転速度差がない
ときには、後二輪駆動状態となり、加速状態又は減速状
態となって又は後輪が路面との間で滑りを生じて前後輪
に回転速度差が生じたときに、前輪側に駆動力が配分さ
れて四輪駆動状態となり、前記第１実施例と同様の作用
効果を得ることができる。

次に、この発明を車両の動力伝達系に適用した場合の第
３実施例を第４図について説明する。

この第３実施例は、二輪駆動状態と四輪駆動状態を選択
するようにしたパートタイム四輪駆動車にこの発明を適
用したものであり、第４図に示すように、前記第１実施
例におけるトランスファ２６内に四輪駆動と前二輪駆動
とをシフトロッド４１の操作によって切換えるドッグク
ラッチ４２を設けたことを除いては、前記第２図と同様
の構成を有し、第２図との対応部分には同一符号を付し
、その詳細説明はこれを省略する。

この第３実施例によれば、ドッグクラッチ４２で四輪駆
動を選択したときには、前記第１実施例と同様の四輪駆
動状態となり、動力伝達継手２によって前後輪の回転速
度差がなくなるように後輪に駆動力配分が行われ、二輪
駆動を選択したときには、後輪側への動力伝達が遮断さ
れて、通常の前輪駆動車と同様の前輪駆動状態となる。

なお、この発明を適用し得る四輪駆動車の動力伝達形式
は、上記第１〜第３実施例に限定されるものではなく、
後置きエンジン型の四輪駆動車、ミツドシップエンジン
型の四輪駆動車等の任意の形式の四輪駆動車に適用し得
る。

また、上記第１〜第３実施例においては、この発明にか
かる動力伝達継手を車両の動力伝達系に適用した場合に
ついて説明したが、これらに限定されるものではなく、
駆動軸と従動軸との間に回転速度差を生じたときに、両
者間でその回転速度差に応じた動力伝達を行う必要があ
る機器に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、請求項（１）に係る動力伝達継手によれ
ば、駆動軸及び従動軸間に介装された螺合手段と、この
螺合手段の相対変位量に応じて駆動軸と従動軸との結合
力が発生するように締結力が変化される動力締結手段と
を備えるだけの簡単な構成で、駆動軸及び従動軸間の回
転速度差に応じて駆動軸及び従動軸間の伝達動力を機械
的に且つ自動的に正確に制御することができ、ビスカス
カップリング方式のように、温度依存性等の作動不安定
さを有することがないと共に、ウオームギヤドライブ方
式、油圧ポンプを使用した動力配分装置、トルクスプリ
ット方式のように複雑な構成となることもない効果が得
られる。

また、請求項（２）に係る動力伝達継手によれば、螺合
手段を構成する螺軸及び螺合部材の何れか一方が駆動軸
又は従動軸に摺動自在に連結されているので、螺合手段
の相対変位を吸収することができ、駆動軸及び従動軸の
軸間が変化することがないので、動力伝達継手の取付け
が確実且つ容易となる効果が得られる。

さらに、請求項（３）に係る動力伝達継手によれば、動
力締結手段として湿式多板クラッチを適用しているので
、封入したオイルによって多板クラッチの潤滑と冷却を
行うことができ、多板クラッチの焼付きを防止して長期
の使用に耐えることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図〜第
４図はそれぞれこの発明の動力伝達継手を四輪駆動車に
適用した場合の実施例を示す路線的構成図である。 １・・・駆動軸、２・・・動力伝達継手、３・・・従動
軸、４・・・螺合手段、４　ａ−・・螺軸、４ｂ・・・
ポールナツト（螺合部材）、４ｄ・・・ボールねじ、６
・・・円筒体、９・・・円筒体、１０・・・センタープ
レッシャープレート、１１．．１１’　・・・プレッシ
ャープレート、１２ａ、１２ｂ・・・多板クラッチ（動
力結合手段）。 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動軸と従動軸との間に介装され、両者の回転数
   差に応じて動力を伝達する動力伝達継手において、前記
   駆動軸及び従動軸の何れか一方に連結された螺軸と、他
   方に連結された螺軸と螺合する螺合部材とを有する螺合
   手段と、該螺合手段の螺軸及び螺合部材の相対移動に応
   じて前記駆動軸及び従動軸間の結合力を変化させる動力
   結合手段とを備えたことを特徴とする動力伝達継手。
2. （２）前記螺合手段の螺軸及び螺合部材の何れか一方が
   駆動軸及び従動軸の何れか一方に対して軸方向に摺動可
   能に連結されている請求項（１）記載の動力伝達継手。
3. （３）動力結合手段は、螺合手段の相対変位による押圧
   力が入力される湿式多板クラッチで構成されている請求
   項（１）又は（２）記載の動力伝達継手。