JP2008128262A - Reverse rotation preventing mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、副変速機構のシフト動作をモータ駆動により行う4輪駆動車に用いる逆転防止機構に関する。
The present invention relates to a reverse rotation prevention mechanism used for a four-wheel drive vehicle in which a shift operation of an auxiliary transmission mechanism is driven by a motor.
副変速機構付き四輪駆動車用駆動力配分装置にあっては、車両を停止しトランスミッションをニュートラルポジションにした状態で副変速機構のシフト動作を行うのが一般的である。 In a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle with a subtransmission mechanism, the subtransmission mechanism is generally shifted when the vehicle is stopped and the transmission is in a neutral position.
この場合、四輪駆動車用駆動力配分装置の入力軸は回転していないため、切替用の噛み合いクラッチの位相が合わずにシフト動作を完了できないことがある。 In this case, since the input shaft of the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle is not rotating, the shift operation may not be completed because the phase of the meshing clutch for switching does not match.
ドライバーが直接手動操作でシフトを行う場合にはこの状態をドライバーが認識して、トランスミッションのクラッチを接続することで噛み合い位相を合わせることが可能であるが、モータで駆動する場合には途中でシフト動作が停止したままになる。 When the driver shifts directly by manual operation, the driver can recognize this state and adjust the meshing phase by connecting the clutch of the transmission. The operation remains stopped.
この状態でモータに電流を流し続けるとモータが過熱して危険なため、モータとシフト機構の途中のどこかに待ち機構と呼ばれるバネによるストローク吸収機構を設ける。
この待ち機構は負荷側が停止した状態であっても、バネを縮めることで入力側の移動を可能にするものであり、前記の噛み合いクラッチの位相が合わずにシフト動作が途中で停止した場合でも、入力側は本来のシフト完了位置まで移動させることが出来る(特許文献1)。
If a current is continuously supplied to the motor in this state, the motor will overheat, which is dangerous. Therefore, a stroke absorbing mechanism called a waiting mechanism is provided somewhere in the middle of the motor and the shift mechanism.
Even when the load side is stopped, this waiting mechanism allows the input side to move by contracting the spring, and even when the shifting operation is stopped halfway because the phase of the meshing clutch is not matched. The input side can be moved to the original shift completion position (Patent Document 1).
しかしながら、この状態では待ち機構のバネを圧縮しているため、バネにより入力側を元に戻そうとする荷重が作用する。モータの電気を切ってこの状態を維持するためには、バネ荷重が作用しても入力側が元に戻らないような機能が必要である。 However, in this state, since the spring of the waiting mechanism is compressed, a load acts to return the input side to the original state by the spring. In order to turn off the motor and maintain this state, a function is required so that the input side does not return to its original state even when a spring load is applied.
ここで入力側が元に戻らなければ、車両が発進して噛み合いクラッチの位相が合ったところでシフトが完了し車両が走行可能となる。 If the input side does not return to the original state, the shift is completed when the vehicle starts and the mesh clutch phase is matched, and the vehicle can run.
一般にシフト用のアクチュエータはモータとウォーム減速機が組合わされており、モータから駆動するときに比べて負荷側から逆転されるときはウォーム減速機の効率が非常に低くなることからそれ自体逆転を防止する効果がある。 In general, a shift actuator is a combination of a motor and a worm speed reducer. When the motor is driven from the motor, the efficiency of the worm speed reducer is very low when it is reversed from the load side. There is an effect to.
この効果によって、上記待ち機構作動状態でもモータをシフト完了位置まで移動したところで電気を切って待機することができる。 Due to this effect, even when the waiting mechanism is operating, it is possible to turn off electricity and wait when the motor is moved to the shift completion position.
しかしながら、エンジン排気量の大型化にともなって副変速機構の切替力および待ち機構荷重も大きくなっており、上記のウォーム減速機だけでは逆転を阻止できなくなってきた。そのため、モータと待ち機構の間のどこかに逆転を防止する機構を設ける必要がある。 However, as the engine displacement is increased, the switching force and the waiting mechanism load of the auxiliary transmission mechanism are also increased, and the reverse rotation cannot be prevented only by the worm reducer. Therefore, it is necessary to provide a mechanism for preventing reverse rotation somewhere between the motor and the waiting mechanism.
このような負荷側から加わる反力によるモータの回転を防止する逆転防止機構を備えたアクチュエータとしては、例えば図9に示すものがある。 As an actuator provided with a reverse rotation prevention mechanism for preventing the rotation of the motor due to the reaction force applied from the load side, there is an actuator shown in FIG. 9, for example.
図9において、モータ200の駆動軸202は逆転防止機構204を介して分割された負荷側駆動軸206に連結され、負荷側駆動軸206に一体に設けたウォームギア208をウォームホイールギア210に噛み合わせている。ウォームホイールギア210はシフト制御機構に結合されている。
In FIG. 9, the
モータ200の駆動軸202は軸受211と212に支持され、また分割された負荷側駆動軸206は軸受213と214で支持され、駆動軸202の軸端にスラスト軸受215を設け、駆動軸202と負荷側駆動軸206の突合せ部分にスラスト軸受216を設け、更に負荷側駆動軸206の軸端にスラスト軸受218を設けている。
The
ここでモータ200の回転はウォームギア機構により負荷側に伝達されており、通常、ウォームギア機構は負荷側からの反力を受けてウォームホイールギア210が逆転しようとしてもウォームギア208との噛合いで逆転を防止できる。
Here, the rotation of the motor 200 is transmitted to the load side by the worm gear mechanism. Normally, the worm gear mechanism receives the reaction force from the load side, and the
しかし、実際には負荷側から継続して反力を受けているとウォームギア機構で逆転は抑制されるが万全とはいえず、負荷側からの反力を受けてモータ200が少しずつ逆転し、待ち機構で保持しているバネ力が低下してしまう。このためウォームギア機構とモータ200との間に逆転防止機構204を設け、ウォームギア機構でカバー仕切れない負荷側からの反力による逆転を防止している。
However, in reality, if the reaction force is continuously received from the load side, the reverse rotation is suppressed by the worm gear mechanism, but it is not perfect, and the motor 200 reverses little by little due to the reaction force from the load side, The spring force held by the waiting mechanism is reduced. For this reason, a reverse
図10は図9のアクチュエータに設けた従来の逆転防止機構204の例である。図10(A)は逆転防止機構を径方向に切って見た断面図であり、図10(B)に軸方向に切って見た断面図を示している。
FIG. 10 shows an example of a conventional
図10(A)において、逆転防止機構204は、入力軸としてのモータの駆動軸202に固定した入力部材268、出力軸としての負荷側駆動軸206に固定した出力部材270、ケースに固定されたロックリング272、ロックリング272の内側に所定のフリクションをもって配置されたローラ用保持器274、ローラ用保持器274に回転自在に保持され出力部材270に対し図示の中立位置で所定のスキマを介して配置されたローラ276で構成されている。
10A, the reverse
出力部材270は負荷側駆動軸206を装着した中心部から外周方向に3つの放射アーム部270aを形成し、放射アーム部270aの先端に放射軸線と直交する方向の直線カム面270bを形成している。ローラ用保持器274は、ロックリング272の内径部に若干のフリクションをもって回転自在に保持されており、出力部材270の放射アーム部270aに対し所定の隙間を介して放射状に延在した形状の張出し部274aを内周部に形成している。
The
ローラ用保持器274における張出し部274aの中央部には、それぞれローラ276が回転自在に支持され、ローラ276の内側先端は図示の中立位置で張出し部274aの直線カム面270bに相対した直線面より僅かに突出し、且つ出力部材270の直線カム面270bとの間に所定のスキマを形成している。
A
入力部材268は、出力部材270の放射アーム部270aとローラ用保持器274の張出し部274aで仕切られる3箇所の空間にそれぞれ爪部268aを配置しており、爪部268aは図10(A)の断面に示すように、出力部材270の放射アーム部270aからローラ用保持器274の張出し部274aに至る径方向の長さを持つ放射形状を備えている。
The
図11は図10の負荷側から逆転力が加わった場合と、モータで駆動した場合の説明図である。図11(A)は負荷側からの反力を受けて出力部材270が矢印方向に逆転した場合の逆転防止動作を示している。出力部材270に負荷側からの反力で逆回転方向の駆動力が加わると、ロックリング272とローラ用保持器274の間には僅かなフリクションがあるため、出力部材270がローラ276に対し先行して矢印方向に回転する。
FIG. 11 is an explanatory diagram when the reverse rotation force is applied from the load side of FIG. 10 and when the motor is driven. FIG. 11A shows the reverse rotation prevention operation when the
このためローラ276と出力部材270との中立関係が崩れ、ローラ276と出力部材270における直線カム面270bとのスキマがなくなり、ローラ276に出力部材270の直線カム面270bの回転方向とは反対側のカム面が当接してロック状態となる。このとき出力部材270によって入力部材268が僅かに回転されることもあるが、出力部材270がロックした位置で入力部材268も停止する。これによって負荷側駆動軸206から加わる負荷側からの反力による逆回転を阻止し、モータ200の電流を切ってもモータ200に反力による逆回転が加わることを防止する。
For this reason, the neutral relationship between the
図11(B)はモータ200を正回転した場合の動作である。モータ200の回転により入力部材268を矢印方向に駆動した場合は、入力部材268の爪部268aの回転側の側面が入力部材268の放射アーム部270aとローラ用保持器274の張出し部274aの側面に当たって両者を中立位置に整列させ、ローラ276と出力部材270を中立位置に保持したまま入力部材268からの駆動力は直接、出力部材270に伝達される。
FIG. 11B shows the operation when the motor 200 is rotated forward. When the
この場合には、出力部材270とローラ276の間には隙間ができており、ローラ276はローラ用保持器274と一体にロックリング272内を空転されることとなり、ロックされることはない。
しかしながら、このような従来の逆転防止機構にあっては、モータ駆動軸と負荷側駆動軸を分離して別部品としなければならず、負荷側駆動軸にも別途軸受を必要とし、このため構造が複雑で部品点数が多く、コストが高く、また重量も増加する問題がある。 However, in such a conventional reverse rotation prevention mechanism, the motor drive shaft and the load side drive shaft must be separated into separate parts, and a separate bearing is also required for the load side drive shaft. However, there is a problem that the number of parts is complicated, the cost is high, and the weight is increased.
また、モータ駆動軸と負荷側駆動軸との間に逆転防止機構を配置する必要があるため、モータ、逆転防止機構及びウォームギア機構を備えたアクチュエータとしてユニット化した場合、アクチュエータの全長が長くなり、4輪駆動車用駆動力配分装置に組み込むための設置スペースが大きく、大型化する問題もある。 In addition, since it is necessary to arrange a reverse rotation prevention mechanism between the motor drive shaft and the load side drive shaft, when unitized as an actuator having a motor, a reverse rotation prevention mechanism and a worm gear mechanism, the total length of the actuator becomes long, There is a problem that the installation space for incorporation into the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle is large and the size is increased.
本発明は、駆動軸を分離することなく、モータに対する通電をオフした際の負荷側からの反力によるモータ逆転を確実に防止する構造が簡単で小型軽量化と低コスト化を可能とする逆転防止機構を提供することを目的とする。
The present invention has a simple structure that reliably prevents motor reverse rotation due to a reaction force from the load side when the motor is de-energized without separating the drive shaft, and enables reverse rotation that enables reduction in size and weight and cost. An object is to provide a prevention mechanism.
本発明は逆転防止機構を提供する。本発明の逆転防止機構は、
ボディに対し軸が時計方向に自由に回転でき、かつその状態で反時計方向のトルクを受けても所定のトルク未満であれば逆転を阻止する第1の状態と、
ボディに対し軸が反時計方向に自由に回転でき、かつその状態で時計方向のトルクを受けても所定のトルク未満であれば逆転を阻止する第2の状態を持ち、
逆転トルクが所定の値を超えた場合には第1の状態から第2の状態に、もしくは第2の状態から第1の状態に移行することを特徴とする。
The present invention provides an anti-reverse mechanism. The reverse rotation prevention mechanism of the present invention is
A first state in which the shaft can be freely rotated clockwise with respect to the body, and reverse rotation is prevented if it is less than a predetermined torque even if it receives counterclockwise torque in that state;
The shaft can rotate freely counterclockwise with respect to the body, and has a second state in which reverse rotation is prevented if the torque is less than a predetermined torque even if it receives a clockwise torque in that state,
When the reverse rotation torque exceeds a predetermined value, the first state is shifted to the second state, or the second state is shifted to the first state.
本発明の逆転防止機構は、副変速機構付き四輪駆動車用駆動力配分装置に設けられ、副変速機構の切替をモータで行うアクチュエータに内蔵され、ボディがアクチュエータのハウジングに回転不能に固定されるとともに、軸がモータ軸である。 The reverse rotation prevention mechanism of the present invention is provided in a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle with a subtransmission mechanism, and is built in an actuator that uses a motor to switch the subtransmission mechanism, and the body is fixed to the actuator housing in a non-rotatable manner. And the shaft is a motor shaft.
ここで、逆転防止機構は、
軸を取り囲むボディと、
ボディ内に軸と所定の距離を持って保持され、軸から離れる方向に移動自在に保持されたストッパと、
ストッパを軸に向かって付勢する与圧バネと、
軸とストッパーとの間に配置され、中立位置で与圧バネによる軸に対する押付力を最大とし、中立位置から離れるにしたがって軸に対する押付力を低減させるロック部材と、
ロック部材を中立位置に付勢する中立バネと、
を備え、
ロック部材の中立位置で押付力により軸に働く摩擦トルクが、負荷側からの逆転トルクよりも大きく、かつモータの駆動トルクよりも小さくなるように与圧バネのバネ荷重を設定する。
Here, the reverse rotation prevention mechanism is
A body that surrounds the axis;
A stopper held in the body at a predetermined distance from the shaft and held free to move away from the shaft;
A pressurizing spring that biases the stopper toward the shaft;
A locking member that is disposed between the shaft and the stopper, maximizes the pressing force against the shaft by the pressurizing spring at the neutral position, and reduces the pressing force against the shaft as it moves away from the neutral position;
A neutral spring that biases the locking member to the neutral position;
With
The spring load of the pressurizing spring is set so that the friction torque acting on the shaft by the pressing force at the neutral position of the lock member is larger than the reverse torque from the load side and smaller than the driving torque of the motor.
ここでロック部材は、軸の回転に応じて中立位置から回動するのにしたがって高さを減ずるスプラグで構成される。またロック部材は、軸の回転に応じて中立位置から移動するにしたがってストッパとの接触高さを減ずるローラで構成しても良い。 Here, the lock member is constituted by a sprag that decreases in height as it rotates from the neutral position according to the rotation of the shaft. Further, the lock member may be constituted by a roller that reduces the contact height with the stopper as it moves from the neutral position according to the rotation of the shaft.
本発明の逆転防止機構は、例えば4輪駆動車用駆動力配分装置に設けた副変速機構のシフト機構を負荷とする。
The reverse rotation prevention mechanism of the present invention uses, for example, a shift mechanism of an auxiliary transmission mechanism provided in a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle as a load.
本発明によれば、モータ駆動により副変速機構をシフト動作した状態でモータの通電をオフした際に、負荷側からの逆方向トルクを受けても、逆転防止機構のロック部材が中立位置に移動しようとすることで、モータ駆動軸を固定するに必要な摩擦トルクを発生して逆転を確実に阻止することができる。 According to the present invention, when the energization of the motor is turned off while the auxiliary transmission mechanism is shifted by the motor drive, the lock member of the reverse rotation prevention mechanism moves to the neutral position even if the reverse torque is received from the load side. As a result, it is possible to reliably prevent reverse rotation by generating a friction torque necessary for fixing the motor drive shaft.
また逆転防止機構がモータ駆動軸の回転をロックしている中立状態でモータを逆方向に回転駆動してシフト動作を反転する場合には、モータ駆動トルクがロックトルクを上回ることから、モータ起動時にロック部材を中立位置を超えて反対側に移動させることでロックが解除される。 When the reverse rotation prevention mechanism reverses the shift operation by rotating the motor in the reverse direction in the neutral state where the rotation of the motor drive shaft is locked, the motor drive torque exceeds the lock torque. The lock is released by moving the lock member beyond the neutral position to the opposite side.
そして、シフトを反転動作後にモータの通電をオフした状態であっても、負荷側からの逆転トルクに対してモータ駆動軸の回転をロックして固定状態に保持できる。即ち、モータ駆動軸の正転逆転駆動のいずれについても、モータ通電をオフした際にそれまでの回転方向とは逆の負荷側からのトルクに対しモータ駆動軸の回転をロックできる。 Even when the motor is turned off after the shift is reversed, the rotation of the motor drive shaft can be locked against the reverse torque from the load side and held in a fixed state. That is, in both the forward and reverse rotation driving of the motor drive shaft, when the motor energization is turned off, the rotation of the motor drive shaft can be locked against the torque from the load side opposite to the rotation direction so far.
また、モータ駆動軸をモータ側と負荷側に分離する必要がなくなり、モータ、逆転防止機構及びウォームギア機構で構成されるアクチュエータの構造を簡単にして部品点数を低減し、コストが安く、軽量なアクチュエータを実現できる。更に、アクチュエータの全長が短くなり、4輪駆動車用動力配分装置のアクチュエータの設置スペースを低減し、小型軽量化を図ることできる。
In addition, there is no need to separate the motor drive shaft from the motor side to the load side, the actuator structure consisting of the motor, reverse rotation prevention mechanism and worm gear mechanism is simplified, the number of parts is reduced, the cost is low, and the actuator is lightweight. Can be realized. Furthermore, the total length of the actuator is shortened, and the installation space for the actuator of the power distribution device for a four-wheel drive vehicle can be reduced, thereby reducing the size and weight.
図1は本発明の逆転防止機構が適用されるシフト待ち機構を備えた4輪駆動車用駆動力配分装置の実施形態を示した断面図である。図1において、本実施形態の4輪駆動車用駆動力配分装置はケース10を有し、ケース10の左側にエンジンからの動力を自動変速機あるいは手動変速機を介して入力する入力軸12が設けられ、入力軸12は副変速機構14を介して、同軸に配置された主出力軸としての後輪出力軸24に連結されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle equipped with a shift waiting mechanism to which the reverse rotation prevention mechanism of the present invention is applied. In FIG. 1, the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle of this embodiment has a case 10, and an input shaft 12 for inputting power from the engine via an automatic transmission or a manual transmission is provided on the left side of the case 10. The input shaft 12 is connected to a rear wheel output shaft 24 as a main output shaft arranged coaxially via the auxiliary transmission mechanism 14.
副変速機構14は、サンギア16、キャリアケース20に設けたプラネアリギア18及びリングギア22を備えた遊星歯車機構であり、キャリアケース20と一体にクラッチギア54を設け、これに対応してシフト操作可能なシフトギア52を配置している。副変速機構14はHポジションとLポジションの切替えを行う。 The auxiliary transmission mechanism 14 is a planetary gear mechanism including a sun gear 16, a planetary gear 18 provided on the carrier case 20, and a ring gear 22. A clutch gear 54 is provided integrally with the carrier case 20, and a shift operation can be performed correspondingly. A shift gear 52 is arranged. The auxiliary transmission mechanism 14 switches between the H position and the L position.
副変速機構14は、シフトギア52が図示の位置のときHポジションにあり、サンギア16を後輪出力軸24に直結している。シフトギア52がクラッチギア54に噛み合う位置がLポジションとなり、リングギア22が固定で、サンギア16の入力回転を、プラネタリギア18を備えたキャリアケース20の回転として、クラッチギア54からシフトギア52を介して後輪出力軸24に伝えている。 The subtransmission mechanism 14 is in the H position when the shift gear 52 is at the illustrated position, and directly connects the sun gear 16 to the rear wheel output shaft 24. The position where the shift gear 52 meshes with the clutch gear 54 is the L position, the ring gear 22 is fixed, and the input rotation of the sun gear 16 is rotated as the rotation of the carrier case 20 with the planetary gear 18 from the clutch gear 54 via the shift gear 52. This is transmitted to the rear wheel output shaft 24.
後輪出力軸24と同軸に摩擦クラッチ26が設けられる。摩擦クラッチ26はクラッチハブ44を後輪出力軸24に固定し、クラッチドラム46を後輪出力軸24に対し回転自在に設けたスプロケットギア25に連結している。後輪出力軸24と平行には、反対側に動力を取り出す副出力軸としての前輪出力軸30がケース10に設けられており、前輪出力軸30にはスプロケットギア31が一体に形成され、摩擦クラッチ26側のスプロケットギア25との間にチェーンベルト28を掛けて連結している。
A friction clutch 26 is provided coaxially with the rear wheel output shaft 24. The friction clutch 26 has a clutch hub 44 fixed to the rear wheel output shaft 24, and a clutch drum 46 is connected to a
このような4輪駆動車用駆動力配分装置において、2輪駆動の際には摩擦クラッチ26のクラッチハブ44とクラッチドラム46の間に設けた多板クラッチ48が切り離され、入力軸12の回転は副変速機構14を介して後輪出力軸24に伝達される。4輪駆動時にあっては摩擦クラッチ26が接続状態となり、入力軸12からの動力を後輪出力軸24、摩擦クラッチ26、スプロケットギア25、チェーンベルト28、スプロケットギア31を介して、前輪出力軸30にも伝達する。
In such a four-wheel drive vehicle driving force distribution device, the multi-plate clutch 48 provided between the clutch hub 44 and the clutch drum 46 of the friction clutch 26 is disconnected during two-wheel drive, and the input shaft 12 rotates. Is transmitted to the rear wheel output shaft 24 via the auxiliary transmission mechanism 14. During four-wheel drive, the friction clutch 26 is in a connected state, and the power from the input shaft 12 is transmitted through the rear wheel output shaft 24, the friction clutch 26, the
摩擦クラッチ26に対しては、クラッチハブ44とクラッチドラム46の間に設けた多板クラッチ48のクラッチ押付力(伝達トルク)を無段階に制御するボールカム機構32が設けられる。ボールカム機構32は、後輪出力軸24と同軸に設けられた固定カムプレート34と回転カムプレート36の相対するカム面のボールカム溝39に挟まれてボール38を保持している。
For the friction clutch 26, a ball cam mechanism 32 for continuously controlling the clutch pressing force (transmission torque) of a multi-plate clutch 48 provided between the clutch hub 44 and the clutch drum 46 is provided. The ball cam mechanism 32 holds a
固定カムプレート34の右側にはスラストベアリングを介して固定プレート35が配置され、回転カムプレート36の左側にはスラストベアリングを介して押付部材42が配置されている。
A fixed
ボールカム機構32は、図示しないアクチュエータにより回転カムプレート36が固定カムプレート34に対し一定方向に回転駆動されると、相対する面の傾斜溝であるボールカム溝39に入れているボール38による押圧を受けて押付部材42が軸方向に押され、摩擦クラッチ26の多板クラッチ48を押すことで、駆動ギア40の回転量に応じてクラッチ押付力を増加させる。
When the rotating
副変速機構14のシフト機構50を制御する駆動源としてアクチュエータ70が設けられている。アクチュエータ70はモータ71とウォームギア機構を用いた減速機72で構成され、減速された回転を出力軸73に伝えている。出力軸73にはシフト用円筒カム78が固定されている。
An
アクチュエータ70は出力軸73のシフト用円筒カム78を回転することで、その外周に形成したシフト用カム溝96によりシフトピン82を軸方向に案内移動し、例えば図示の副変速機構14におけるHポジションからシフトピン82を右方向に移動してLポジションに切り替えることができる。
The
シフト用円筒カム78により軸方向にシフトされるシフトピン82とシフトフォーク56の間には待ち機構60が設けられている。待ち機構60は、シフトロット58に固定したシフトフォーク56の右側に配置され、内蔵したスプリング62に対し、右側にストッパリング64を入れて固定している。
A waiting mechanism 60 is provided between the
待ち機構60はシフトピン82のシフト操作を行った際に、シフトギア52とクラッチギア54が噛み合わない位置関係にある場合があり、この場合にシフトピン82のシフト動作でスプリング62を圧縮して、スプリング62の力でシフトフォーク56をシフト方向に付勢した待ち状態とし、待ち状態でギア噛合いがあるとシフト操作がスプリング62の力で行われ、ギア噛合いができなくてもシフト操作そのものは完了できるようにしている。
The waiting mechanism 60 may be in a positional relationship where the shift gear 52 and the clutch gear 54 do not mesh when a shift operation of the
図2は本発明の逆転防止機構を備えた図1のアクチュエータを取り出して示した説明図である。図2において、アクチュエータ70はハウジング111の右側にモータ71を装着し、モータ71のモータ駆動軸110を両側のスラスト軸受115,118及び軸受116,117によりハウジング111に対し回転自在に支持している。
FIG. 2 is an explanatory view showing the actuator shown in FIG. 1 with the reverse rotation prevention mechanism of the present invention. In FIG. 2, the
モータ駆動軸110にはウォームギア112が一体に形成され、ウォームギア112に直交する出力軸73に固定したウォームホイールギア114が噛み合い、ウォームギア112とウォームホイールギア114により減速機72を構成している。モータ駆動軸110の先端側には本発明による逆転防止機構120が組み込まれている。
A
図3は図2のアクチュエータ70に設けた本発明による逆転防止機構120の実施形態を示した説明図である。図3(A)において、逆転防止機構120は、図2のハウジング111に組み込まれるボディ122を有し、その下側の開口にモータ駆動軸110を貫通収納している。
FIG. 3 is an explanatory view showing an embodiment of the reverse
ボディ122内にはストッパ124が配置され、ストッパ124はストッパ係止部132に対する当接でモータ駆動軸110との間に所定の距離を持って保持されており、モータ駆動軸110から離れる方向に移動自在に保持されている。ストッパ124の上部には与圧バネ126が組み込まれ、ストッパ124をモータ駆動軸110側に付勢している。モータ駆動軸110とストッパ124の間にはロック部材として機能するスプラグ128が配置される。
A
スプラグ128は中立バネ130により中立方向に付勢されている。中立バネ130としてはU字型の板バネのトーチを固定し、脚部をスプラグ128の両側に配置したバネ構造とすればよい。
The
スプラグ128は図3(B)に取り出して示すように、モータ駆動軸110側に駆動軸接触面128aを形成するとともに、ストッパ124側にストッパ接触面128bを形成した略ひょうたん形の部材であり、駆動軸接触面128aはP点を中心とした仮想円弧136に対し、図示の中立位置から右側または左側に向かうほど仮想円弧136との間の隙間が広がるように駆動軸接触面128aを形成している。
As shown in FIG. 3B, the
即ち、スプラグ128は中立位置における図3(A)のストッパ124とモータ駆動軸110と接触する接触位置の高さである中立高さH0がもっとも高く、中立位置から例えば右側にはずれるロック解除位置高さH1に向かうほどストッパ接触面128bと駆動軸接触面128aの中心Pを通る高さが減少するように構成されている。
That is, the
このようなスプラグ128を図3(A)のようにモータ駆動軸110とストッパ124の間にスプラグ保持部134を介して配置することにより、図3(B)に示す姿勢となるスプラグ128の中立位置で最大高さとなる中立高さH0を持ってモータ駆動軸110とストッパ124の間に介在することで、ストッパ124をストッパ係止部132から与圧バネ126に抗して押し上げ、与圧バネ126によるモータ駆動軸110に対する押付力を最大とし、中立位置から離れるにしたがってモータ駆動軸110に対する高さを減ずることで押付力を低減させる。
Such a
即ち、ロック部材として機能するスプラグ128はモータ駆動軸110の回転に応じて中立位置から回動することによって高さを減ずるようになる。
That is, the
ここで、ロック部材として機能するスプラグ128の中立位置で与圧バネ126のバネ荷重に応じた押付力によりモータ駆動軸110に働く摩擦によるロックトルクが、負荷側からの逆転トルクよりも大きく且つモータ71による駆動トルクよりも小さくなるように与圧バネ126のバネ荷重を設定している。
Here, the lock torque due to the friction acting on the
図4及び図5は図2の逆転防止機構120の動作を示した説明図である。図4(A)はモータによりモータ駆動軸110を矢印138で示す反時計方向に駆動している状態を示す。中立バネ130により中立位置の方向に付勢されていたスプラグ128は、モータ出力軸110の反時計方向への回転に伴い、モータ駆動軸110から離れる左側に回動される。
4 and 5 are explanatory views showing the operation of the reverse
スプラグ128の高さは中立位置から回動するにしたがって低くなるため、ストッパ124が下がってストッパ係止部132に当接し、与圧バネ126のバネ荷重はスプラグ128に加わることがなく、スプラグ128は左側に回動した状態でモータ出力軸110をフリー状態で回転することができる。
Since the height of the
この図4(A)のモータ出力軸110の回転は例えばHポジションからLポジジョンへのシフト動作に対応する。ここで、シフトフォーク側の待ち機構が作動した状態で、Lポジョンへの移動を完了した後、モータをオフした場合、シフトフォーク側から図4(B)の矢印140に示す反力が作用する。しかし、この反力による逆トルクよりも与圧バネ126の押付力で決まる摩擦力144によるロックトルクの方が大きいため、モータの逆転は阻止される。
The rotation of the
この状態でトランスミッション側から入力軸12にトルクが伝達されると、クラッチギア54とシフトギア52が噛み合ってシフトが完了し、車両が走行可能となる。 When torque is transmitted from the transmission side to the input shaft 12 in this state, the clutch gear 54 and the shift gear 52 mesh with each other to complete the shift, and the vehicle can travel.
その後、LポジションからHポジションにシフトを戻す場合は、図4(C)に示すように、モータ出力軸110を矢印140に示す時計方向に駆動することでスプラグ128が右側に回動する。
Thereafter, when the shift is returned from the L position to the H position, the
ここで与圧バネ126の押付力で発生する摩擦力144によるロックトルクに対し、モータによるモータ出力軸110の回転トルクのほうが大きいことから、図4(C)のようにモータ駆動軸110の時計方向の回転に伴ってスプラグ128が回動し、中立位置で与圧バネ126に抗してストッパ124を押し上げ、更にモータ出力軸110に伴って図5(D)のように中立位置を越えて左側に回動する。
Here, since the rotational torque of the
スプラグ128が中立位置を越えて回動すると、スプラグ128の高さが低くなるため、与圧バネ126で押されているストッパ124はストッパ係止部126に当接し、与圧バネ126のバネ荷重はスプラグ128にほとんどかかることがなく、モータ駆動軸110はフリー状態で回転してLポシジョンからHポジジョン方向にシフト動作を行うことができる。
When the
図5(D)において、モータによりモータ駆動軸110を矢印146で示す時計方向に駆動すると、スプラグ128はモータ駆動軸110から離れる左側に回動し、モータ出力軸110はフリー状態で回転する。
In FIG. 5D, when the
図5(E)(F)は、図4(A)(B)に対しモータ駆動軸110の回転方向を逆方向、即ち矢印146のように反時計方向とした場合の動作を示す。
FIGS. 5E and 5F show the operation when the rotation direction of the
ここでモータ出力軸110の回転によりシフトフォーク側の待ち機構が作動し、モータをオフした場合、シフトフォーク側から図5(E)の矢印148で示す反力が作用するが、この反力による逆トルクよりも与圧バネ120の押付力で決まる摩擦力144によるロックトルクの方が大きいため、モータの逆転は阻止される。
Here, when the waiting mechanism on the shift fork side is operated by the rotation of the
このようシフトフォーク側の待ち機構を動作させるモータ駆動軸110の回転方向が時計方向又は反時計方向のいずれであっても、本実施形態の逆転防止機構は、シフトを完了してモータをオフした状態で待ち機構から反力をロックし、モータの逆転を防止することができる。
The reverse rotation prevention mechanism of this embodiment completes the shift and turns off the motor regardless of whether the rotation direction of the
シフトを完了した後、逆方向にシフトする場合を図5(F)に示す。ここでは、モータトルクが逆転防止機構120のロックトルクよりも大きいため、モータ駆動軸110はクプラグ128を押し上げて中立位置を超えて回転する。
FIG. 5F illustrates a case where the shift is performed in the reverse direction after the shift is completed. Here, since the motor torque is larger than the lock torque of the reverse
図6は図2のアクチュエータ70に設けた本発明による逆転防止機構120の他の実施形態を示した説明図である。図6において、本発明の逆転防止機構120は、モータ駆動軸110を囲むボディ150を設け、ボディ150にはストッパ係止部160による位置決めでモータ駆動軸110に対する所定の距離を持て保持されるストッパ152をモータ駆動軸110から離れる方向に移動自在に設け、ストッパ152の上部にはモータ駆動軸110に向かって付勢する与圧バネ154を配置している。
FIG. 6 is an explanatory view showing another embodiment of the reverse
モータ駆動軸110とストッパ152の間には本実施形態にあってはローラ156を配置しており、ローラ156は中立バネ158により中立方向に付勢されている。ローラ156はロック部材として機能し、モータ駆動軸110の回転に応じて中立位置から移動するにしたがってストッパ152に対する接触位置の高さを減ずるようにしている。
In this embodiment, a
図7及び図8は図6の逆転防止機構の動作を示した説明図である。図7(A)はモータによりモータ駆動軸110を矢印162で示す反時計方向に駆動している状態を示す。中立バネ158により中立位置の方向に付勢されていたローラ158は、モータ駆動軸110の反時計方向の回転により左側に移動する。
7 and 8 are explanatory views showing the operation of the reverse rotation prevention mechanism of FIG. FIG. 7A shows a state in which the
ローラ156の位置は中立位置から外れるに従って下がるため、ストッパ124はストッパ係止部132に当接し、与圧バネ126のバネ荷重がローラ156に加わらなくなり、モータ出力軸110をフリー状態で回転することができる。
Since the position of the
この図7(A)のモータ出力軸110の回転は例えばHポジションからLポジジョンへのシフト動作に対応し、シフトフォーク側の待ち機構が作動した状態でモータをオフした場合、シフトフォーク側から図7(B)の矢印164で示す反力が作用する。しかし、この反力による逆トルクよりも与圧バネ120の押付力で決まる摩擦力166によるロックトルクの方が大きいため、モータの逆転は阻止される。
The rotation of the
HポジションからLポジジョンへのシフト完了後、LポジションからHポジションにシフトを戻す場合は、図7(C)に示すように、モータ出力軸110を矢印164に示す時計方向に駆動することでローラ156が右側に移動する。ここで与圧バネ154の押付力で決まる摩擦力166により発生するロックトルクに対し、モータによるモータ出力軸110の回転トルクの方が大きいことから、図7(C)のようにモータ駆動軸110の時計方向の回転に伴ってローラ156が移動し、中立位置で与圧バネ154に抗してストッパ152を押し上げ、更にモータ出力軸110に伴って図8(D)のように中立位置を越えて右側に移動する。
When the shift from the L position to the H position is completed after the shift from the H position to the L position is completed, the
ローラ156が中立位置を越えて移動すると、その位置が下がるため、与圧バネ154で押されているストッパ152はストッパ係止部160に当接し、与圧バネ154のバネ荷重はローラ156にほとんどかかることがなく、モータ駆動軸110はフリー状態で回転してシフトを行うことができる。この状態を図8(D)に示す。
When the
図8(E)(F)は、図7(B)(C)に対しモータ駆動軸110の回転方向を逆方向、即ち矢印168のように反時計方向とした場合の動作を示す。
8E and 8F show the operation when the rotation direction of the
ここでモータ出力軸110の回転によりシフトフォーク側の待ち機構が作動し、モータをオフした場合、シフトフォーク側から図8(E)に矢印168で示す方向の反力が作用するが、この反力による逆トルクよりも与圧バネ154の押付力で決まる摩擦力170によるロックトルクの方が大きいため、モータの逆転は阻止される。
Here, when the
シフトを完了した後、逆方向にシフトする場合を図8(F)に示す。ここでは、モータトルクが逆転防止機構120のロックトルクよりも大きいため、モータ駆動軸110はローラ156を押し上げて中立位置を超えて回転する。
FIG. 8F shows a case where the shift is performed in the reverse direction after the shift is completed. Here, since the motor torque is larger than the lock torque of the reverse
尚、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
The present invention includes appropriate modifications that do not impair the object and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above embodiments.
10:ケース
12:入力軸
14:副変速機構
16:サンギア
18:プラネタリギア
20:キャリアケース
22:リングギア
24:後輪出力軸
25,31:スプロケットギア
26:摩擦クラッチ
28:チェーンベルト
30:前輪出力軸
32:ボールカム機構
34:固定カムプレート
35:固定プレート
36:回転カムプレート
38:ボール
40:駆動ギア
42:押付部材
44:クラッチハブ
46:クラッチドラム
48:多板クラッチ
50:シフト機構
52:シフトギア
53:クラッチギア(Hポジション)
54:クラッチギア(Lポジション)
56:シフトフォーク(H−L切替用)
58:シフトロッド
60:待ち機構
62:スプリング
64:ストッパリング
70:アクチュエータ
71:モータ
72:出力軸
78:シフト用円筒カム
80:カム溝
82:シフトピン
120:逆転防止機構
122,150:ボディ
124,152:ストッパ
126,154:与圧バネ
128:スプラグ
128a:駆動軸接触面
128b:ストッパ接触面
130,158:中立バネ
132,160:ストッパ係止部
134:スプラグ保持部
136:仮想円弧
156:ローラ
10: Case 12: Input shaft 14: Sub transmission mechanism 16: Sun gear 18: Planetary gear 20: Carrier case 22: Ring gear 24: Rear
54: Clutch gear (L position)
56: Shift fork (for HL switching)
58: Shift rod 60: Waiting mechanism 62: Spring 64: Stopper ring 70: Actuator 71: Motor 72: Output shaft 78: Shifting cylindrical cam 80: Cam groove 82: Shift pin 120: Reverse
Claims (6)
ボディに対し軸が反時計方向に自由に回転でき、かつその状態で時計方向のトルクを受けても所定のトルク未満であれば逆転を阻止する第2の状態を持ち、
前記逆転トルクが所定の値を超えた場合には第1の状態から第2の状態に、もしくは第2の状態から第1の状態に移行することを特徴とする逆転防止機構。
A first state in which the shaft can freely rotate clockwise with respect to the body, and the reverse rotation is prevented if the torque is less than a predetermined torque even when receiving a counterclockwise torque in that state;
The shaft can rotate freely counterclockwise with respect to the body, and has a second state in which reverse rotation is prevented if the torque is less than a predetermined torque even if it receives clockwise torque in that state,
A reverse rotation prevention mechanism, wherein when the reverse rotation torque exceeds a predetermined value, the first state is shifted to the second state, or the second state is shifted to the first state.
2. The reverse rotation prevention mechanism according to claim 1, wherein the reverse transmission mechanism is provided in a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle with a subtransmission mechanism, and is incorporated in an actuator that switches the subtransmission mechanism with a motor, and the body rotates to the housing of the actuator. A reverse rotation prevention mechanism characterized in that it is fixed impossible and the shaft is a motor shaft.
前記軸を取り囲むボディと、
前記ボディ内に前記軸と所定の距離を持って保持され、前記軸から離れる方向に移動自在に保持されたストッパと、
前記ストッパを前記軸に向かって付勢する与圧バネと、
前記軸とストッパとの間に配置され、中立位置で前記与圧バネによる前記軸に対する押付力を最大とし、中立位置から離れるにしたがって前記軸に対する押付力を低減させるロック部材と、
前記ロック部材を中立位置に付勢する中立バネと、
を備え、
前記ロック部材の中立位置で前記押付力により前記軸に働く摩擦トルクが、負荷側からの逆転トルクよりも大きく且つ前記モータによる駆動トルクよりも小さくなるように前記与圧バネのバネ荷重を設定したことを特徴とする逆転防止機構。
In the reverse rotation prevention mechanism according to claim 1 or 2,
A body surrounding the axis;
A stopper that is held in the body at a predetermined distance from the shaft, and is held movably in a direction away from the shaft;
A pressurizing spring that biases the stopper toward the shaft;
A locking member that is disposed between the shaft and the stopper, maximizes the pressing force against the shaft by the pressurizing spring at a neutral position, and reduces the pressing force against the shaft as it moves away from the neutral position;
A neutral spring that biases the locking member to a neutral position;
With
The spring load of the pressurizing spring is set so that the friction torque acting on the shaft by the pressing force at the neutral position of the lock member is larger than the reverse torque from the load side and smaller than the driving torque by the motor. An anti-reverse mechanism characterized by that.
4. The anti-reverse mechanism according to claim 3, wherein the lock member comprises a sprag whose height decreases as the shaft rotates from a neutral position in accordance with rotation of the shaft.
4. The reverse rotation preventing mechanism according to claim 3, wherein the lock member is a roller that reduces a contact height with the stopper as it moves from a neutral position in accordance with rotation of the shaft. Reverse rotation prevention mechanism.
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- 2006-11-16 JP JP2006310057A patent/JP2008128262A/en active Pending
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