JPH09202153A

JPH09202153A - ４輪駆動車の回転伝達装置

Info

Publication number: JPH09202153A
Application number: JP8011650A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yasui; 誠安井
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】４輪駆動車の後輪に対して、加速時の駆動力
の伝達と制動時の駆動力の遮断を機械的に切換える装置
を提供する。【解決手段】後輪推進軸に、差動装置又は差動制限装
置と内方部材２３とを直列に接続し、その内方部材２３
と後輪に連結する外輪２１との対向面に、楔形空間を形
成する円筒面２６とカム面２７を形成し、その間に設け
た保持器２８のポケット２９に係合子のローラ３０を組
込み、保持器２８に一方向ラチェットを連結する。保持
器２８と内方部材２３の間に回転抵抗を与えるコイルバ
ネ３３を取付け、一方向ラチェットの作動により保持器
２８に加わる回転抵抗の方向を変化させて、内方部材２
３に対する保持器の遅れ方向を切換え、ローラ３０を正
逆の回転方向で係合作動状態にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、４輪駆動車の後
輪に駆動力を伝達する回転伝達装置、詳しくは、４輪駆
動車における加速時の駆動力の伝達と制動時の駆動力の
遮断の切り換えに用いられる回転伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発進、加速時の駆動力・走破性を
高める４輪駆動車（以下４ＷＤという）は、その前後軸
間にセンタデフやビスカスカップリング等の差動制限装
置が設けられているが、このような差動制限装置と、制
動時の制動力・操縦安定性を向上させるアンチロックブ
レーキシステム（以下ＡＢＳという）との組み合わせ
は、４輪ロックや車体振動が生じやすいなど、ＡＢＳの
制御性と駆動系の車輪間回転拘束力の面から相性が悪
い。

【０００３】この問題を解決する手段として、本出願人
は、特願平５−１３７７３６号によって、ＡＢＳ用４輪
駆動車の回転伝達装置を提案した。

【０００４】この回転伝達装置Ａは、図１０に示すよう
に、従動部材となる外輪１の内部に軸受２を介して駆動
部材である内方部材３を回転可能に嵌合し、内方部材３
の端部にスプラインを介して入力用リング４を取付け、
内方部材３と外輪１の間に両者を回転方向に結合可能と
する係合子５を組込み、この係合子５の保持器６と内方
部材３の間に一方向クラッチ７を組込み、該クラッチ７
は入力リング８を介して回転抵抗付与手段９と連結され
ている。

【０００５】この回転抵抗付与手段９は、連結棒１０を
介して自動車の車体等に固定するハウジング１１を軸受
を介して外輪１と内方部材３で回転自在に指示し、ハウ
ジング１１内に圧入した摩擦パッド１３と入力リング８
のフランジ１４とを擦り合せ、止リング１５との間に縮
設した皿バネ１６の弾性で保持器６と共回りしようとす
る入力リング８に対してその回転を遅らせる抵抗を与え
た構造になっている。

【０００６】上記の回転伝達装置Ａは、図１１のよう
に、後輪推進軸Ｂの流体カップリングＣとリヤデフＤの
間において、内方部材３を流体カップリングＣに連結
し、外輪１をリヤデフＤと直列に接続する。

【０００７】上記の構造においては、車両が前進走行す
るとき、回転抵抗（弾性部材）によって保持器６が内方
部材３より遅れて回転し、その相対回転により係合子５
が係合作動状態になる。逆に、車両が後退走行すると、
一方向クラッチ７の作動により保持器６の遅れ方向が切
り換り、係合子５が同じ様に係合作動状態になる。

【０００８】上記の係合作動状態で、車両が前進又は後
退方向に直進走行すると、前輪と後輪及び後輪推進軸は
同速度で回転するため、係合子５は係合スタンバイ状態
を維持し、このため、前輪だけの２駆走行となる。

【０００９】一方、走行中前輪がスリップすると、後輪
に対して後輪推進軸の回転が上がり、係合子５が係合す
るため、駆動力が後輪に伝わり、４駆状態に切り換わ
る。

【００１０】逆に、車両が急制動し、前輪がロックしよ
うとすると、後輪推進軸がその前輪ロックに伴なって急
減速するが、後輪（外輪１）の回転が後輪推進軸の回転
を上回るため、内方部材３と外輪１が空回りし、後輪に
は前輪ロックに伴う減速力が伝わらない。このように後
輪と、ロックしようとする前輪との間には何ら拘束力が
生じないため、２ＷＤ車と同様にＡＢＳ制御が容易とな
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な回転伝達装置は、回転方向によって、保持器と入力軸
の位相をきりかえ、両回転方向に対して駆動、空転がで
きるようにしており、そのため、内部構造は複雑であ
り、車体に固定して回転しない部分もあるため、寸法、
重量、部品点数、コスト、装着方法に改善の余地が見い
出された。

【００１２】そこで、この発明の課題は、加速時は駆動
力を伝達し、ＡＢＳ作動時は前後輪の拘束力を自動的に
遮断することができ、なおかつ、上述の車体固定部分を
排除し、コンパクトで低価格な回転伝達装置を提供する
ことにある。

【００１３】

【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、請求項１の発明は、４輪駆動車の後輪推進軸
に差動制限装置と直列に接続する駆動部材と、後輪の車
軸に連結する従動部材とを内外に回転可能に嵌合させ、
その駆動部材と従動部材の対向面間に保持器を設け、こ
の保持器に形成したポケットに、保持器と駆動部材が正
逆方向に相対回転したときに上記駆動部材と従動部材を
係合させる係合子を組込み、前記保持器と従動部材の間
に、該保持器と従動部材の回転方向の結合と切り離しを
行なう一方向ラチェットを設けた構成を採用したもので
ある。

【００１４】請求項２の発明は、４輪駆動車の後輪推進
軸に差動制限装置と直列に接続する駆動部材と、後輪の
車軸に連結する従動部材とを内外に回転可能に嵌合さ
せ、その駆動部材と従動部材の対向面間に保持器を設
け、この保持器に形成したポケットに、保持器と駆動部
材が正逆方向に相対回転したときに上記駆動部材と従動
部材を係合させる係合子を組込み、上記駆動部材と保持
器の間に、両者に相対回転付与力を与える弾性部材を組
込んで形成した回転伝達機構と、前記保持器と従動部材
の間に、該保持器と従動部材の回転方向の結合と切り離
しを行なう一方向ラチェットをそれぞれ設けた構成を採
用したものである。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、一方向ラチェットが、前記保持器又は従動部
材の一方にラジアル方向に対して突出する爪部を設け、
保持器又は従動部材の他方に支点を固定され、その支点
まわりに回動可能な重り部材を設け、その重り部材を縮
径方向に押すための弾性部材を組み込み、上記重り部材
の一部に上記爪部に係合する凹部を設けて形成されてい
る構成を採用したものである。

【００１６】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記重り部材の支点が、上記保持器と駆動部材の間
に組込まれた弾性部材の付勢力より大きい摩擦力をもっ
て保持器または従動部材に圧接固定されている構成とし
たものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１８】図１乃至図５に示す第１の実施形態におい
て、従動部材となる外輪２１の内部に軸受２２を介して
駆動部材である内方部材２３が回転自在に嵌合され、そ
の内方部材２３の端部にスプライン２４を介して入力用
リング２５が取付けられている。

【００１９】外輪２１の内径面には円筒面２６が形成さ
れ、対向する内方部材２３の外径面に、所定の間隔をお
いて複数の平坦なカム面２７が形成される。各カム面２
７は外輪２１の円筒面２６との間で、円周方向の両側が
幅狭になる楔形空間を形成している。

【００２０】また、外輪２１と内方部材２３の間には、
環状の保持器２８が設けられ、その保持器２８には周方
向にカム面２７と同じ数のポケット２９が形成され、そ
の各ポケット２９に係合子としてのローラ３０が組み込
まれている。ローラ３０は内方部材２３の各カム面２７
に対してそれぞれ１個ずつ組み込まれており、保持器２
８によって周方向に所定量移動すると、カム面２７と円
筒面２６との間に係合し、外輪２１と内方部材２３を一
体化する。

【００２１】上記保持器２８の端部には後述するラチェ
ットが相対回転不可能に嵌合されている。また、保持器
２８のフランジ部には係止穴３１が設けられ、内方部材
２３の係止穴３２との間にリングバネ３３の各端がそれ
ぞれ係止されており、そのリングバネ３３のバネ力によ
り、保持器２８を内方部材２３に対してその回転方向と
は逆方向に回転させる付勢力を与えている。

【００２２】一方、保持器２８の端部に嵌合されたラチ
ェット３４はウェイト３５、ウエイトハウス３６を介し
て外輪２１と連結し、一方向ラチェットを形成してい
る。

【００２３】ラチェット３４の外周には複数の爪３７が
形成されている。また、ウェイトハウス３６は外輪２１
に圧入固定されており、弧状に形成された複数のウェイ
ト３５はその後端が、ウェイトハウス３６に圧入固定さ
れた支柱３８に回転自在に嵌合支持され、各ウェイト３
５の先端には上記ラチェット３４の爪３７に係合する凹
部３９が形成されている。

【００２４】また、各ウエイト３５の先端に設けられた
ピン４０と、対向するウェイト３５の支柱３８との間に
引っ張りコイルバネ４１が係止され、各ウェイト３５の
先端を中心方向に付勢している。

【００２５】上記の構造では、内方部材２３とリングバ
ネ３３の駆動により、保持器２８が外輪２１に対して図
４の矢印（ロ）方向に相対回転すると、保持器２８に嵌
合されたラチェット３４が上記ウェイト３５の凹部３９
にロックし、それ以上回転すると、保持器２８の回転を
リングバネ３３に対向して押し止め、内方部材２３の回
転に対して減速させる。更に内方部材２３が回転すると
ローラ３０が係合し、内方部材２３と外輪２１は一体と
なる。

【００２６】逆に、図３のように、内方部材２３と共に
保持器２８が外輪２１に対して（イ）方向に相対回転す
ると、ラチェット３４の係合が切れ、ウェイト３５は保
持器２８に抵抗を加えないが、リングバネ３３が保持器
２８に対して上記（イ）方向とは反対側に回転力を与え
ているため、そのバネ力によって保持器２８が減速され
ローラ３０が係合し、内方部材２３と外輪２１は一体と
なる。

【００２７】また、図５に示すように、装置全体の回転
が上昇し、ウェイト３５に加わる遠心力が引っ張りコイ
ルバネ４１の付勢力に打ち勝ってウェイトハウス３６側
に拡径すると、保持器２８が外輪２１に対して上記図４
の（ロ）方向に相対回転しても、ラチェット３４の爪３
１とウェイト３５の凹部３９はロックしないため、ロー
ラ３０は係合せず、内方部材２３は外輪２１に対して
（ロ）方向に空転できる。

【００２８】第１の実施形態の回転伝達装置Ａは、上記
のような構成でなり、図１１に示したような、前輪が主
駆動輪になる４輪駆動車の後輪駆動経路上に適用され
る。

【００２９】すなわち、トランスファから出た後輪推進
軸に、差動制限装置であるビスカスカップリング等の流
体カップリングと内方部材２３の入力用リング２５とを
直列に連結し、外輪２１にリヤデフＤを連結する。

【００３０】また、車両の前進走行時における内方部材
２３の回転方向と、図３の矢印（イ）方向（ラチェット
が切れる方向）とが一致し、後退時における回転方向と
図４の矢印（ロ）方向（ラチェットがロックする方向）
とが一致するよう設定する。

【００３１】この状態で、実際の車両の走行において考
えると、車両が正常な状態で前進又は後退方向に直進走
行している間は、前輪と、それにつれ回りする後輪及び
後輪推進軸が同速度で回転するため、ローラ３０は係合
スタンバイ状態を維持する。このため、前輪だけの２駆
走行になる。

【００３２】また、車両が旋回して舵角をもち、前輪が
後輪より、速く回転した場合は、内方部材２３の回転が
上がるため、ローラ３０が円筒面２６とカム面２７に係
合して外輪２１と内方部材２３が一体化され、さらに、
後輪推進軸にある流体カップリングの差動制限作用によ
り後輪に駆動力を伝えながら、前輪が後輪より、速く回
転することを許容する。したがって、旋回中は４駆状態
となる。

【００３３】一方、加速走行中前輪がスリップすると、
後輪（外輪）に対して後輪推進軸の回転が上がるため、
ローラ３０が円筒面２６とカム面２７に係合し、外輪２
１と内方部材２３が一体化される。このため、前輪のス
リップ時は４駆状態に切り換わる。

【００３４】逆に、急制動する場合、路面の摩擦係数が
低いと、一般に車両は前輪がロックしようとする。この
とき、後輪推進軸（内方部材）は前輪ロックに伴い急減
速するが、ちなみに設定速度（１０ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ
／ｈ）以上であれば、ウェイト３５がラチェット３４と
噛み合わず、外輪２１と内方部材２３が空転するため、
後輪には前輪ロックに伴う減速力を伝えない。したがっ
て、ロックしない後輪とロックしようとする前輪との間
になんら拘束力が無いため、ＡＢＳ制御としては前後輪
の回転数差を感知でき、２ＷＤ車と同様に容易にＡＢＳ
制御が可能になる。

【００３５】もし、前記設定速度以下から急減速した場
合、ウェイト３５はラチェット３４と噛み合っているた
め、外輪２１と内方部材２３は空転しない。しかし、こ
のような速度からＡＢＳが作動すると逆に制動距離が長
くなることもあり、このような低速ではＡＢＳ自体が作
動しない設定がなされている場合が多い。したがって、
このような低速時は前後輪を遮断する必要は無いのであ
る。

【００３６】次に、図６乃至図８は、この発明の第２の
実施形態を示している。なお、先の第１の実施形態と同
一部分については同一符号を付して説明に代える。

【００３７】この第２の実施形態は、第１の実施形態と
は逆に、外輪２１を入力側に、内方部材２３を出力側に
したものである。

【００３８】外輪２１の内径面には多角形状をなす複数
のカム面２７が形成され、それに対向する内方部材２３
の外径面には円筒面２６が形成されており、この円筒面
２６とカム面２７との間に、環状の保持器２８が組み込
まれている。この保持器２８は外輪２１に対して回動可
能に嵌合されており、その周面に設けたポケット２９に
正逆方向に係合するローラ３０が組み込まれている。

【００３９】保持器２８の端部にはハウジング部４１が
設けられ、それに固定された支柱３８に回転可能にウエ
イト３５が組み込まれる。

【００４０】保持器２８のフランジ部には係止穴３１が
設けられ、外輪２１の係止穴４２との間にリングバネ３
３（スイッチバネ）の各端がそれぞれ係止されており、
そのリングバネ３３のバネ力によって保持器２８を外輪
２１に対してその回転方向とは逆方向に付勢している。

【００４１】内方部材２３の軸部にはラチェット３４が
固定されており、そのラチェット３４の外周部に形成さ
れた爪３７とウエイト３５に形成された凹部３９と噛み
合う仕組みになっている。

【００４２】ウエイト３５に設けられたピン４０と、対
向するウエイト３５の支柱３８との間に引っ張りコイル
ばね４１が係止され、各ウエイト３５の先端を中心方向
に付勢している。

【００４３】この第２の実施形態の回転伝達装置Ａ’
は、図８に示すように、外輪２１が流体カップリングＣ
に接続され、内方部材２３がリヤデフＤに接続されてい
る。

【００４４】この第２の実施形態の作用は、先に述べた
第１の実施形態の説明において、第１の実施形態の外輪
の回転が第２の実施形態では内方部材の回転に、また、
第１の実施形態の内方部材の回転が第２の実施形態では
外輪に変える以外は第１の実施形態と同様である。

【００４５】図９は第３の実施形態を示している。この
第３の実施形態回転伝達装置Ａ”では、先の第１の実施
形態でウエイトハウス３６と外輪２１を圧入固定してい
るのに対し、外輪２１内にウエイトハウス３６を回転可
能に嵌合し、外輪２１に固定した止リング５１とウエイ
トハウス３６の端面間に縮設した皿バネ５２等の弾性部
材を用い、ウエイトハウス３６と外輪２１を摩擦固定し
たものである。その摩擦力は、リングバネ３８のばね力
よりも大きく設定されている。

【００４６】これにより、一方向ラチェットが噛合った
時の衝撃緩和や各部品の応力集中を防止することができ
る。

【００４７】また、図示省略したが、外輪２１とウエイ
トハウス３６を摩擦固定するかわりに、ラチェット３４
と保持器２８を摩擦固定にしても同様の効果が得られ
る。

【００４８】更に、各実施の形態において、ウエイト３
５を中心方向に付勢する弾性部材４１は第１実施形態の
様な引っ張りコイルバネで無くとも、板バネをウエイト
の外側に組み込んだり、ガータースプリングをウエイト
の外側に巻いたりしても良く、かつ、図８の駆動経路に
おいて差動制限装置と回転伝達装置の装着位置を入れ換
えても、後輪推進軸に対して直列接続であれば上記と同
じ機能を発揮する。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、車両
の前進、後退を問わず、加速時は駆動トルクを後輪に伝
達して４ＷＤ化し、急制動時にＡＢＳが作動する速度等
で前輪がスリップしてロックに向かう時には機械式クラ
ッチの空転機能によって回転拘束力を後輪へ伝えず、前
後輪の回転数差が２ＷＤ車と同様に互いに独立して変化
することを可能にする。そのため、従来では４ＷＤ車に
とって相性の悪かったＡＢＳ機能を、２ＷＤ車と同様に
容易に装着することができる。

【００５０】また、装置の駆動方向を遠心力と一方向ラ
チェットを利用することにより、車体への固定部分がな
く、従来の装置に比べて寸法、重量、部品点数、コス
ト、装着性、オイルシール耐久性がすべて向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を示す縦断面図

【図２】（Ａ）は図１の矢印ａ−ａの断面図、（Ｂ）は
図１の矢印ｂ−ｂの断面図

【図３】（Ａ）は図２（Ａ）の作動状態を示す断面図、
（Ｂ）は図２（Ｂ）の作動状態を示す断面図

【図４】（Ａ）は図２（Ａ）の作動状態を示す断面図、
（Ｂ）は図２（Ｂ）の作動状態を示す断面図

【図５】（Ａ）は図２（Ａ）の作動状態を示す断面図、
（Ｂ）は図２（Ｂ）の作動状態を示す断面図

【図６】この発明の第２の実施形態を示す縦断面図

【図７】（Ａ）は図６の矢印ａ−ａの断面図、（Ｂ）は
図６の矢印ｂ−ｂに沿う断面図

【図８】同上を装着した車両の駆動経路を模式的に示す
平面図

【図９】この発明の第３の実施形態を示す縦断面図

【図１０】従来の回転伝達装置を示す縦断面図

【図１１】同上を装着した車両の駆動経路を模式的に示
す平面図

【符号の説明】

２１外輪２３内方部材２６円筒面２７カム面２８保持器２９ポケット３０ローラ３３リングバネ３４ラチェット３５ウエイト３６ウエイトハウス３７爪３８支柱３９凹部４０ピン４１コイルバネ５１止リング５２皿バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】４輪駆動車の後輪推進軸に差動制限装置
と直列に接続する駆動部材と、後輪の車軸に連結する従
動部材とを内外に回転可能に嵌合させ、その駆動部材と
従動部材の対向面間に保持器を設け、この保持器に形成
したポケットに、保持器と駆動部材が正逆方向に相対回
転したときに上記駆動部材と従動部材を係合させる係合
子を組込み、前記保持器と従動部材の間に、該保持器と
従動部材の回転方向の結合と切り離しを行なう一方向ラ
チェットを設けた４輪駆動車の回転伝達装置。
【請求項２】４輪駆動車の後輪推進軸に差動制限装置
と直列に接続する駆動部材と、後輪の車軸に連結する従
動部材とを内外に回転可能に嵌合させ、その駆動部材と
従動部材の対向面間に保持器を設け、この保持器に形成
したポケットに、保持器と駆動部材が正逆方向に相対回
転したときに上記駆動部材と従動部材を係合させる係合
子を組込み、上記駆動部材と保持器の間に、両者に相対
回転付与力を与える弾性部材を組込んで形成した回転伝
達機構と、前記保持器と従動部材の間に、該保持器と従
動部材の回転方向の結合と切り離しを行なう一方向ラチ
ェットをそれぞれ設けた４輪駆動車の回転伝達装置。
【請求項３】一方向ラチェットが、前記保持器又は従
動部材の一方にラジアル方向に対して突出する爪部を設
け、保持器又は従動部材の他方に支点を固定され、その
支点まわりに回動可能な重り部材を設け、その重り部材
を縮径方向に押すための弾性部材を組み込み、上記重り
部材の一部に上記爪部に係合する凹部を設けて形成され
ている請求項１又は２記載の４輪駆動車の回転伝達装
置。
【請求項４】前記重り部材の支点が、上記保持器と駆
動部材の間に組込まれた弾性部材の付勢力より大きい摩
擦力をもって保持器または従動部材に圧接固定されてい
る請求項３記載の４輪駆動車の回転伝達装置。