(57)【要約】【課題】  クラッチ部による伝達トルク調整に際して締結力をエネルギロス少なく正確に測定することを可能とする。【解決手段】  回転軸１９及びドライブピニオンシャフト２１間に介設され押圧力の付与及び解除に応じて伝達トルクを調整可能なクラッチ部３９と、クラッチ部３９を締結するために電動モータ６６の回転出力を増大してスラスト力に変換するカム機構４１と、電動モータ６６の回転出力を減速してカム機構４１へ入力する歯車減速機構４３とを備え、クラッチ部３９の締結反力を歯車減速機構４３を介して受けることで変位する中間軸９７を設け、中間軸９７の変位に反力を与える皿ばね１０３を設け、中間軸９７の変位を検出する変位センサ１０７を設け、変位センサ１０７が検出する変位に基づいてクラッチ部３９の締結力を測定することを特徴とする。【選択図】  図１
2006022880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材間に介設され押圧力の付与及び解除に応じて伝達トルクを調整可能なクラッチ部と、
前記クラッチ部を締結するためにアクチュエータの回転出力を増大してスラスト力に変換する変換手段と、
前記アクチュエータの回転出力を減速して前記変換手段へ入力する減速部とを備え、
前記クラッチ部の締結反力を前記減速部を介して受けることで変位する可動部を設け、
前記可動部の変位に反力を与える付勢部材を設け、
前記可動部の変位を検出する変位センサを設け、
前記変位センサが検出する変位に基づいて前記クラッチ部の締結力を測定する
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項２】
請求項１記載のカップリング装置であって、
前記可動部の変位は、回転軸方向又は回転半径方向であり、
前記変位センサは、前記可動部の回転軸方向端面又は回転軸方向側面の変位を検出する
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のカップリング装置であって、
前記可動部は、前記減速部の構成部品である
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項４】
請求項３記載のカップリング装置であって、
前記減速部は、ヘリカルギヤの減速歯車組を備えた減速歯車機構であり、
前記ヘリカルギヤの一方を、軸方向変位可能に支持した中間軸に設け、
前記付勢部材は、前記中間軸を前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載のカップリング装置であって、
前記可動部は、前記アクチュエータである
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項６】
請求項５記載のカップリング装置であって、
前記減速部は、ヘリカルギヤの減速歯車組を備えた歯車減速機構であり、
前記アクチュエータは、アクチュエータハウジングが回転不能且つ軸方向に変位可能に支持され、
前記付勢部材は、前記アクチュエータハウジングを前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項７】
請求項５記載のカップリング装置であって、
前記減速部は、ウォーム及びウォームホイールで形成された歯車減速機構であり、
前記アクチュエータは、アクチュエータハウジングが回転不能且つ軸方向に変位可能に支持され、
前記付勢部材は、前記アクチュエータハウジングの前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載のカップリング装置であって、
前記変換手段は、回転軸方向にカムプレートが対向するカム機構であり、
前記減速部からの入力により前記カムプレートを低速で相対回転させる
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載のカップリング装置であって、
前記アクチュエータは、電動モータである
ことを特徴とするカップリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータ等により摩擦クラッチ等を締結する場合に締結力を検出可能なカップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、四輪駆動車等において電動モータなどを用いて摩擦クラッチを締結し、走行状態に応じて従動輪である後輪側（又は前輪側）へトルク伝達を行わせるカップリング装置がある。このカップリング装置で自動車の走行状態に応じて後輪側へ伝達する制御トルクを調整する場合、カップリング装置の締結力を正確に検出する必要がある。この締結力の検出は、締結力に応じた変位を測定して行うことができる。
【０００３】
しかし、カップリング装置の締結力に応じた変位は、摩擦多板クラッチの隙間を詰める程度であり、図８のように締結力Ｆ１，Ｆ２が大きいのに比較して変位ｘ１，ｘ２は極めて小さなものであり、且つクラッチ板の圧縮特性の経時変化や温度による変化、クラッチ板の平面度等により、締結力の検出は実質的に困難であった。
【０００４】
これに対し、図９のように摩擦多板クラッチ２０１及びカップリングハウジング２０３側間に、皿ばね２０５を介設すると、摩擦多板クラッチ２０１締結のための変位量を増大し、変位量に応じた締結力を比較的正確に検出することが可能となる。
【０００５】
しかし、皿ばね２０５には、締結トルクそのものが作用するため、皿ばね２０５として大きなばね定数のものを使用する必要がある。このため、図１０のように変位ｘ１，ｘ２に対する皿ばね２０５のばね反力Ｆ３，Ｆ４が極めて大きくなり、その反力が電動モータに回転反力として伝達され、図１０に斜線部で示す大きな操作エネルギを必要とし、さらに操作レスポンスの悪化、電動モータの大容量化を招くものとなる。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−６６９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、カップリング装置の締結力を正確に検出するためにばねを介設して締結力に応じた変位量を増大すると、エネルギロスが増大すると共に、レスポンスの悪化、電動モータの大型化を招く点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、カップリング装置の締結力を正確に検出するために付勢部材を介設して締結力に応じた変位量を増大しながら、エネルギロスの増大を抑制するため、アクチュエータの回転出力を減速して前記変換手段へ入力する減速部とを備え、クラッチ部の締結反力を前記減速部を介して受けることで変位する可動部を設け、可動部の変位に反力を与える付勢部材を設け、可動部の変位を検出する変位センサを設け、変位センサが検出する変位に基づいてクラッチ部の締結力を測定することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のカップリング装置は、アクチュエータの回転出力を減速して前記変換手段へ入力する減速部を備え、クラッチ部の締結反力を前記減速部を介して受けることで変位する可動部を設け、可動部の変位に反力を与える付勢部材を設け、可動部の変位を検出する変位センサを設け、変位センサが検出する変位に基づいてクラッチ部の締結力を測定するため、前記クラッチ部の締結反力を、減速部を介して可動部が受けることで可動部の変位量を増幅することができる。また、付勢部材には、クラッチ部の締結力そのものが作用するのではなく、減速部を介した小さな力が作用することになり、ばね定数の小さなものを用いることができる。従って、可動部の変位を小さな力で増大することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができる。このため、カップリング装置の正確な制御トルクを得ながら、操作必要エネルギの減少、レスポンスの向上、電動モータの小容量化による小型軽量化を図ることができる。
【００１０】
前記可動部の変位は、回転軸方向又は回転半径方向であり、前記変位センサが、前記可動部の回転軸方向端面又は回転軸方向側面の変位を検出する場合は、変位の検出を正確に行うことができる。
【００１１】
前記可動部が、前記減速部の構成部品である場合は、可動部として特別な部品を必要とすることなく構造を簡単にすることができる。
【００１２】
前記減速部は、ヘリカルギヤの減速歯車組を備えた歯車減速機構であり、前記ヘリカルギヤの一方を、軸方向変位可能に支持した中間軸に設け、前記付勢部材が、前記中間軸の前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する場合は、中間軸の変位を小さな力で増大することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
【００１３】
前記可動部が、前記アクチュエータである場合は、可動部として特別な部品を必要とすることなく構造を簡単にすることができる。
【００１４】
前記減速部は、ヘリカルギヤの減速歯車組を備えた歯車減速機構であり、前記アクチュエータは、アクチュエータハウジングが回転不能且つ軸方向に変位可能に支持され、前記付勢部材が、前記アクチュエータハウジングを前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する場合は、アクチュエータの変位を小さな力で増大することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
【００１５】
前記減速部は、ウォーム及びウォームホイールで形成された歯車減速機構であり、前記アクチュエータは、アクチュエータハウジングが回転不能且つ軸方向に変位可能に支持され、前記付勢部材が、前記アクチュエータハウジングの前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する場合は、アクチュエータの変位を小さな力で増大することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
【００１６】
前記変換手段は、回転軸方向にカムプレートが対向するカム機構であり、前記減速部からの入力により前記カムプレートを低速で相対回転させる場合は、アクチュエータの回転出力を増大してスラスト力に変換し、クラッチ部へ確実に伝達することができる。また、クラッチ部の締結反力を回転力に変換して減速部側へ伝達することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができる。
【００１７】
前記アクチュエータが、電動モータである場合は、電動モータの回転出力によりクラッチ部を確実に締結することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
クラッチ部による伝達トルク調整に際して締結力をエネルギロス少なく正確に測定するという目的を、クラッチ部の締結反力を減速部を介して付勢部材により受けることで実現した。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１に係るカップリング装置の配置を示す断面図、図２は同装置の要部拡大断面図である。カップリング装置１は、例えば横置きフロントエンジンフロントドライブベース（ＦＦベース）のパートタイム四輪駆動車（オンデマンド式の四輪駆動車とも称する。）のリヤデファレンシャル装置とプロペラシャフトとの間に配置されている。リヤデファレンシャル装置は、常時駆動力が伝達される主駆動側のフロントデファレンシャル装置に対して従動側のデファレンシャル装置である。
【００２０】
前記カップリング装置１は、キャリアカバー３内に配置されている。キャリアカバー３は、キャリア本体であるデフキャリア５と共にキャリアを構成し、該デフキャリア５にボルト等によって着脱自在に取り付けられている。
【００２１】
前記キャリアカバー３は、大径部７及び小径部９を備えている。大径部７及び小径部９間の段部には、アクチュエータ支持部１１が設けられている。アクチュエータ支持部１１は、大径部７側の接合部１３及び該接合部１３に着脱可能に設けられた蓋部１５から成っている。蓋部１５は、外周側の図示しないフランジ部などにおいて接合部１３にボルトナットなどにより締結固定されている。
【００２２】
前記カップリング装置１は、一端側の回転部材である回転軸１９及び他端側の回転部材であるドライブピニオンシャフト２１を備えている。
【００２３】
前記回転軸１９は、前記キャリアカバー３の小径部９先端の軸支持部１７から突出し、ユニバーサルジョイントを介してプロペラシャフトに結合されている。回転軸１９は、前記キャリアカバー３の軸支持部１７にボールベアリング２３によって回転自在に支持されている。回転軸１１の外端部には、結合フランジ２５がスプライン係合している。結合フランジ２５は、ナット２７によって回転軸１９に締結され、抜け止めが行われている。結合フランジ２５とキャリアカバー３の軸支持部１７との間に、シール２７が設けられている。結合フランジ２５が、前記ユニバーサルジョイントに結合される。
【００２４】
前記ドライブピニオンシャフト２１は、一対のテーパーローラを有するユニットベアリング２９によってデフキャリア５の軸受ハウジング３１に回転自在に支持されている。ユニットベアリング２９は、ドライブピニオンシャフト２１に螺合するナット３３で締結されている。この締結によって、ユニットベアリング２９にプリロード（予圧）が付与されている。ドライブピニオンシャフト２１は、デフキャリア５内においてドライブピニオンギヤ３５がリヤデファレンシャル装置のリングギヤ３７に噛み合って連動連結されている。  
前記カップリング装置１は、クラッチ部３９を備える他、変換手段としてのカム機構４１、及び減速部として歯車減速機構４３を備えている。
【００２５】
前記クラッチ部３９は、前記回転軸１９及びドライブピニオンシャフト２１間に介設され押圧力の付与及び解除に応じて伝達トルクを調整可能となっている。クラッチ部３９は、クラッチ外筒４５とクラッチハブ４７とを備えている。
【００２６】
前記クラッチ外筒４５は、その内周側に周回状の縦壁部４９を一体に備えている。縦壁部４９の内周縁には、内周ボス部５１が一体に設けられている。内周ボス部５１は、ドライブピニオンシャフト２１の端部にスプライン係合している。このスプライン係合によりクラッチ外筒４５は、ドライブピニオンシャフト２１に対し回転方向に係合している。内周ボス部５１は前記ナット３３に軸方向に押し付けられ、ドライブピニオンシャフト２１の端部に設けられたスナップリング５３により位置決められている。
【００２７】
前記クラッチハブ４７は、前記回転軸１９の一端に一体に設けられている。すなわち、クラッチハブ４７は、縦壁部５５及び中空部５６を介して回転軸１９に一体に結合されている。前記縦壁部５５は、前記クラッチ外筒４５の縦壁部４９に軸方向に対向するように設けられている。前記中空部５６には、前記縦壁部５５の内周側が一端部に一体に結合され、該中空部５６の他端部が前記回転軸１９に同軸に一体に設けられている。中空部５６には、前記クラッチ外筒４５の内周ボス部５１が径方向に近接して遊嵌している。なお、内周ボス部５１及び中空部５６間、或いはドライブピニオンシャフト２１及び中空部５６間にニードルベアリングを設け、相互に連れ持ち支持させることもできる。この連れ持ち支持により回転軸１９及びドライブピニオンシャフト２１間の支持剛性を向上し、がたつき、振動等を抑制することができる。
【００２８】
前記クラッチ外筒４５及びクラッチハブ４７間には、摩擦多板クラッチ５７が設けられている。摩擦多板クラッチ５７は、アウタープレートが前記クラッチ外筒４５にスプライン係合し、インナープレートが前記クラッチハブ４７にスプライン係合している。従って、摩擦多板クラッチ５７の摩擦係合により、クラッチ外筒４５及びクラッチハブ４７間のトルク伝達を行わせることができる。
【００２９】
前記クラッチ外筒４５及びクラッチハブ４７間の一端側には、前記縦壁部４９外周部に形成された受圧部５９が配置され、同他端側部には押圧プレート６１が対向配置されている。
【００３０】
図２の要部拡大断面図をも参照すると、前記押圧プレート６１は、外周の押圧部６３が前記クラッチ外筒４５及びクラッチハブ４７間に嵌合している。押圧プレート６１の内周部に、カム連繋部６５が一体に設けられている。カム連繋部６５の内周縁には、連係支持部６７が周回状に設けられている。
【００３１】
前記カム機構４１は、前記クラッチ部３９を締結するためにアクチュエータとしての電動モータ６６の回転出力を増大してスラスト力に変換する変換手段を構成している。カム機構４１は、一対のカムプレート６９，７１及びカムプレート６９，７１のカム面７３，７５間に介設されたカムボール７７とからなっている。一方のカムプレート６９は、前記キャリアカバー３の小径部９に一体に設けられ、他方のカムプレート７１は、前記カムプレート６９に回転軸方向に対向配置されている。
【００３２】
前記カムプレート７１の内周側には、筒部７９が設けられ、筒部７９は、ラジアルニードルベアリング８１を介して前記小径部９の断面円形の端部内周面８３に回転自在に支持されている。また、カムプレート７１の内周は、前記押圧プレート６１の連係支持部６７に嵌合し、相対回転可能に連れ持ち支持されている。従って、カム機構４１及び押圧プレート６１間の支持剛性を向上させることができる。カムプレート７１及び押圧プレート６１のカム連繋部６５間には、スラストニードルベアリング８５が介設されている。
【００３３】
前記電動モータ６６は、駆動軸６８を備え、前記アクチュエータ支持部１１の蓋部１５に着脱可能に固定して取り付けられている。
【００３４】
前記歯車減速機構４３は、前記電動モータ６６の回転出力を減速して前記カム機構４１へ入力するものである。歯車減速機構４３は、第１，第２のヘリカルギヤ８７，８９で構成され減速歯車組と、第３，第４のヘリカルギヤ９１，９３で構成され減速歯車組とを備えている。歯車減速機構４３は、第１，第２のヘリカルギヤ８７，８９の組と第３，第４のヘリカルギヤ９１，９３の組とで２段に減速する構成となっている。なお、第１，第２のヘリカルギヤ８７，８９の組と第３，第４のヘリカルギヤ９１，９３の組の何れかをスパーギヤ等で構成することもできる。
【００３５】
前記第１のヘリカルギヤ８７は、電動モータ６６の駆動軸６８に一体に形成されている。第２のヘリカルギヤ８９は、前記第１のヘリカルギヤ８７に噛み合い、中間軸９７に一体に設けられている。第３のヘリカルギヤ９１は、第２のヘリカルギヤ８９と共に中間軸９７に一体に設けられている。第４のヘリカルギヤ９３は、前記第３のヘリカルギヤ９１に噛み合い、前記カムプレート７１の外周部に一体に設けられている。
【００３６】
前記中間軸９７は、可動支持穴９９，１０１に可動支持されている。可動支持穴９９は、前記キャリアカバー３の大径部７の側壁１０２に設けられている。可動支持穴１０１は、前記キャリアカバー３のアクチュエータ支持部１１の蓋部１５に設けられている。可動支持穴１０１及び中間軸９７の軸方向間には、中間軸９７の軸方向変位を許容する間隔が設けられている。前記第２のヘリカルギヤ８９及び前記蓋部１５間には、皿ばね１０３及びスラストニードルベアリング１０５が介設されている。皿ばね１０３は、中間軸９７の変位に反力を与える付勢部材を構成している。  前記第２，第３のヘリカルギヤ８９，９１を一体に設けた中間軸９７は、減速部である歯車減速機構４３の構成部品であり、前記クラッチ部３９の締結反力を前記歯車減速機構４３を介して受けることで変位する可動部を構成している。
【００３７】
前記可動部である中間軸９７の変位は、変位センサ１０７で検出されるようになっている。変位センサ１０７は、蓋部１５側に支持され、中間軸９７の回転軸方向の変位を検出するものとしてその端面の変位を検出する。
【００３８】
前記変位センサ１０７としては、非接触式、接触式の何れのものも使用することができる。非接触式としては、静電容量センサ、光センサ、音波センサ、磁界センサ等を用いることができる。接触式としては、ゲージ等を用いることができる。
【００３９】
前記変位センサ１０７の検出する変位は、例えばマイクロコンピュータなどによって構成されたコントローラに入力され、コントローラの演算により前記クラッチ部３９の締結力が逐次測定される。
【００４０】
次に作用を説明する。
【００４１】
通常走行時等、前記電動モータ６６が通電制御されず、クラッチ部３９が締結されないと前記回転軸１９及びドライブピニオンシャフト２１間は相対回転が自由となっている。従って、自動車は前記のように前輪による二輪駆動状態で走行することができる。
【００４２】
悪路走行等における必要性により、電動モータ６６を通電制御すると、電動モータ６６の回転出力が駆動軸６８を介して第１のヘリカルギヤ８７に入力される。第１のヘリカルギヤ８７の回転は、第１，第２のヘリカルギヤ８７，８９の噛み合い、中間軸９７、第３，第４のヘリカルギヤ９１，９３の噛み合いを介してカムプレート７１へ減速して伝達される。
【００４３】
前記カムプレート７１への減速した回転伝達によりカムプレート７１がカムプレート６９に対して低速度で相対回転する。カムプレート６９に対するカムプレート７１の相対回転によりカムボール７７がカム面７３，７５に乗り上げ、カム機構４１が働く。カム機構４１の働きで前記電動モータ６６からの減速された回転入力がスラスト力に変換される。このスラスト力は、キャリアカバー３の小径部９側にに対する反力としてカムプレート７１からスラストニードルベアリング８５を介して押圧プレート６１のカム連繋部６５に伝達され、カム連繋部６５が移動力を受ける。この移動力によって押圧プレート６１の押圧部６３が摩擦多板クラッチ５７を押圧する。この押圧により、摩擦多板クラッチ５７が押圧プレート６１と受圧部５９との間で締結される。
【００４４】
前記摩擦多板クラッチ５７の締結によって、前記回転軸１９から中空部５６、縦壁部５５、クラッチハブ４７へと伝達されたトルクは、摩擦多板クラッチ５７を介してクラッチ外筒４５に伝達される。クラッチ外筒４５からは、縦壁部４９、内周ボス部５１を介してドライブピニオンシャフト２１へトルク伝達が行われる。
【００４５】
従って、自動車は、前後輪による四輪駆動状態で走行することができ、前輪等がスリップ状態になる悪路走行等での走破性を向上することができる。
【００４６】
前記後輪への伝達トルクは、摩擦多板クラッチ５７の前記押圧プレート６１による押圧力の付与及び解除に応じて調整することができる。この調整は、摩擦多板クラッチ５７の締結力検出により正確に行うことができる。
【００４７】
すなわち、前記摩擦多板クラッチ５７が締結されているときは、該摩擦多板クラッチ５７の締結反力が逆の伝達ルートで押圧プレート６１、スラストニードルベアリング８５、カムプレート７１へと伝達され、カムボール７７及びカム面７３，７５間で回転反力に変換され、第４，第３のヘリカルギヤ９３，９１、さらには中間軸９７を介して第２，第１のヘリカルギヤ８９，８７の噛合部に作用する。第４，第３のヘリカルギヤ９３，９１、及び第２，第１のヘリカルギヤ８９，８７は、ヘリカルヘリカルギヤ構成されているため、前記噛合部への回転反力の作用により中間軸９７が軸方向へ力を受け、皿ばね１０３の反力に抗して変位する。この変位は変位センサ１０７で検出され、前記のようにコントローラによりクラッチ部３９の締結力が逐次測定される。この締結力の測定により、コントローラは電動モータ６６を正確に通電制御し、正確な伝達トルクの調整を行わせることができる。
【００４８】
しかも、前記摩擦多板クラッチ５７の締結反力を、歯車減速機構４３の第４，第３のヘリカルギヤ９３，９１、及び第２，第１のヘリカルギヤ８９，８７の噛合部に入力するから前記締結反力に対して中間軸９７の変位量を増幅することができる。また、皿ばね１０３には、摩擦多板クラッチ５７の締結力そのものが作用するのではなく、減速部である減速歯車機構４３を介して小さな力が作用することになり、ばね定数の小さなものを用いることができる。従って、中間軸９７のある変位ｘ１，ｘ２と中間軸９７の変位力との関係を図３のようにすることができ、摩擦多板クラッチ５７の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
【００４９】
前記歯車減速機構４３の中間軸９７が可動部を構成するため、可動部として特別な部品を必要とすることなく構造を簡単にすることができる。
【００５０】
なお、前記変位センサ１０７は、中間軸９７の半径方向変位すなわち中間軸９７の側面の回転変位、第２，第３のヘリカルギヤ８９，９１の回転変位を検出する構成にすることもできる。可動部は、第２，第３のヘリカルギヤ８９，９１等で構成することもできる。この場合も、回転軸方向の変位、回転変位の何れによっても変位を検出することができる。
【００５１】
前記中間軸９７は軸方向に変位不能に支持し、この中間軸９７に第２，第３のヘリカルギヤ８９，９１の何れかを軸方向へ相対変位可能に支持して可動部とし、該第２，第３のヘリカルギヤ８９，９１の何れかの回転軸方向の変位又は回転変位を検出する構成にすることもできる。
【実施例２】
【００５２】
図４は、本発明の実施例２に係るカップリング装置の配置を示すトルク伝達装置の断面図、図５は同装置要部の拡大断面図である。なお、実施例１と対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付して説明する。
【００５３】
本実施例のカップリング装置１Ａは、アクチュエータである電動モータ６６Ａそのものを可動部としたものである。
【００５４】
前記キャリアカバー３Ａは、アクチュエータ支持部１１Ａにくびれ部１１１が設けられ、くびれ部１１１にインナースプライン１１３が設けられている。くびれ部１１１に対して外側には、支持筒部１１５が設けられている。
【００５５】
前記電動モータ６６Ａには、アクチュエータハウジングとしてのモータハウジング１１７にフランジ部１１９及び頭部１２１が設けられている。頭部１２１には、スプライン１２３が設けられている。スプライン１２３は、前記アクチュエータ支持部１１Ａのくびれ部１１１側のインナースプライン１１３にスプライン係合している。前記支持筒部１１５には、先端側内周にスナップリング１２５が取り付けられている。スナップリング１２５及び電動モータ６６Ａのフランジ部１１９間、前記支持筒部１１５の奥壁及びフランジ部１１９間に皿ばね１０３Ａａ，１０３Ａｂが介設されている。
【００５６】
歯車減速機構４３Ａの第１，第３のヘリカルギヤ８７Ａ，９１Ａは、電動モータ６６Ａの駆動軸６８Ａに設けられている。第２のヘリカルギヤ８９Ａは、カムプレート６９Ａに設けられている。第１，第２のヘリカルギヤ８７Ａ，８９Ａ間のヘリカルギヤ比は、第３，第４のヘリカルギヤ９１Ａ，９３Ａ間のヘリカルギヤ比よりも若干大きく形成されている。
【００５７】
前記カムプレート６９Ａは、本実施例においてキャリアカバー３Ａの小径部９Ａとは別体に形成され、内周に筒部１２５が設けられている。筒部１２５は、小径部９Ａの端部に設けられたカム支持部１２７に断面Ｌ字状のメタル軸受１２９を介して可軸方向及び回転方向に支持され、カムプレート６９Ａは、小径部９Ａに対して相対回転可能となっている。
【００５８】
そして、前記電動モータ６６Ａの通電制御により駆動軸６８Ａを介して第１，第３のヘリカルギヤ８７Ａ，９１Ａが駆動されると、第１，第２のヘリカルギヤ８７Ａ，８９Ａ間のヘリカルギヤ比と第３，第４のヘリカルギヤ９１Ａ，９３Ａ間のヘリカルギヤ比との相違によりカムプレート６９Ａ，７１Ａが低速で相対回転する。この相対回転によりカムボール７７がカム面７３，７５に乗り上げ、カム機構４１Ａが働く。このようにして、上記実施例同様に摩擦多板クラッチ５７を締結することができる。
【００５９】
この締結に際して、摩擦多板クラッチ５７の締結反力は、カム機構４１Ａを介して歯車減速機構４３Ａの第１，第２のヘリカルギヤ８７Ａ，８９Ａ間及び第３，第４のヘリカルギヤ９１Ａ，９３Ａ間に作用し、前記中間軸９７の場合と同様にして駆動軸６８Ａを増幅して軸方向変位させることができる。駆動軸６８Ａのこの軸方向変位により電動モータ６６Ａが変位力を受け、頭部１２１のスプライン係合にガイドされつつ皿ばね１０３Ａａの反力に抗して軸方向変位する。
【００６０】
従って、本実施例でも電動モータ６６Ａのある変位ｘ１，ｘ２と電動モータ６６Ａの変位力Ｆ５，Ｆ６との関係が図３のようになり、摩擦多板クラッチ５７の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
【００６１】
前記アクチュエータである電動モータ６６Ａが可動部を構成するため、可動部として特別な部品を必要とすることなく構造を簡単にすることができる。
【００６２】
なお、変位センサによる変位測定箇所は、電動モータ６６Ａの端面又は側面の何れでも良い。
【実施例３】
【００６３】
図６は、本発明の実施例３に係るカップリング装置の配置を示すトルク伝達装置の断面図、図７は図６のＳＡ−ＳＡ矢視断面図である。なお、実施例１と対応する構成部分には同符号又は同符号にＢを付して説明する。
【００６４】
図６，図７のように、本実施例のカップリング装置１Ｂは、キャリアカバー等として構成されるケース１３１内に配置されている。ケース１３１には、アクチュエータ支持部１１Ｂが設けられている。アクチュエータ支持部１１Ｂに段部１１１Ｂが設けられ、段部１１１Ｂにインナースプライン１１３Ｂが設けられている。段部１１１Ｂに対して外側には、支持筒部１１５Ｂが設けられている。
【００６５】
前記カップリング装置１Ｂは、一対の回転部材である回転軸１３３，１３５を備えている。
【００６６】
前記回転軸１３３，１３５は、前記ケース１３１の両側からそれぞれ突出し、回転軸１３３は、例えばユニバーサルジョイントを介してプロペラシャフトに結合されている。回転軸１３５は、例えばドライブピニオンシャフトに結合されている。  
前記カップリング装置１Ｂは、クラッチ部３９Ｂを備える他、変換手段としてのカム機構４１Ｂ、及び減速部として歯車減速機構４３Ｂを備えている。
【００６７】
前記クラッチ部３９Ｂは、前記回転軸１３３，１３５間に介設され押圧力の付与及び解除に応じて伝達トルクを調整可能となっている。クラッチ部３９Ｂは、クラッチ外筒４５Ｂとクラッチハブ４７Ｂとを備えている。
【００６８】
前記クラッチ外筒４５Ｂは、その縦壁部４９Ｂが回転軸１３５に一体に結合されている。クラッチ外筒４５Ｂ及びケース１３１間には、ニードルベアリング１３７が介設されている。前記クラッチハブ４７Ｂは、前記回転軸１３３の一端に一体に設けられている。
【００６９】
前記カム機構４１Ｂは、一方のカムプレート６９Ｂが前記ケース１３１の一部で一体に形成され、他方のカムプレート７１Ｂは、前記歯車減速機構４３Ｂのウオームホイール１３９の一部で一体に形成されている。
【００７０】
前記歯車減速機構４３Ｂは、前記ウォームホイール１３９及びウォーム１４１から成っている。ウォームホイール１３９は、前記回転軸１３３にメタル軸受１４３を介して相対回転自在に支持されている。ウォーム１４１は、電動モータ６６Ｂの駆動軸６８Ｂに一体に設けられている。
【００７１】
前記電動モータ６６Ｂには、モータハウジング１１７Ｂにカバー１４５が着脱自在に取り付けられている。カバー１４５と駆動軸６８Ｂとの間には、ボールベアリング１４７が介設されている。カバー１４５には、フランジ部１１９Ｂ及び頭部１２１Ｂが設けられている。頭部１２１Ｂには、スプライン１２３Ｂが設けられている。スプライン１２３Ｂは、前記アクチュエータ支持部１１Ｂの段部１１１Ｂ側のインナースプライン１１３Ｂにスプライン係合している。
【００７２】
前記支持筒部１１５Ｂには、先端側内周にスナップリング１２５Ｂが取り付けられている。スナップリング１２５Ｂ及びフランジ部１１９Ｂ間に、皿ばね１０３Ｂが介設されている。
【００７３】
前記電動モータ６６Ｂが通電制御されると、電動モータ６６Ｂの回転がウォーム１４１及びウォームホイール１３９間の減速によりウォームホイール１３９へ大きく減速して伝達される。ウォームホイール１３９の減速回転によりカムプレート６９Ｂ，７１Ｂが相対回転する。この相対回転によりカム機構４１Ｂが働き、ウォームホイール１３９、スラストニードルベアリング８５Ｂ、押圧プレート６１Ｂを順次介し、摩擦多板クラッチ５７Ｂが締結される。
【００７４】
従って、前記同様、自動車は、例えば前後輪による四輪駆動状態で走行することができ、前輪等がスリップ状態になる悪路走行等での走破性を向上することができる。
【００７５】
前記後輪への伝達トルクは、摩擦多板クラッチ５７Ｂの前記押圧プレート６１Ｂによる押圧力の付与及び解除に応じて調整することができる。この調整は、前記のように摩擦多板クラッチ５７Ｂの締結力検出により正確に行うことができる。
【００７６】
本実施例では、前記摩擦多板クラッチ５７Ｂが締結されているときは、該摩擦多板クラッチ５７Ｂの締結反力が逆の伝達ルートで押圧プレート６１Ｂ、スラストニードルベアリング８５Ｂ、ウォームホイール１３９へと伝達され、カムボール７７及びカム面７３，７５間で回転反力に変換される。この回転反力は、ウォームホイール１３９からウォーム１４１へ伝達される。この回転伝達によりウォーム１４１は、回転はしないがウォームホイール１３９との噛み合いにより軸方向へ変位力を受ける。
【００７７】
前記変位力により駆動軸６８Ｂを増幅して軸方向変位させることができる。駆動軸６８Ｂのこの軸方向移動により電動モータ６６Ｂが変位力を受け、頭部１２１Ｂのスプライン係合にガイドされつつ皿ばね１０３Ｂの反力に抗して電動モータ６６Ｂが軸方向変位する。
【００７８】
従って、本実施例でも電動モータ６６Ｂのある変位ｘ１，ｘ２と電動モータ６６Ｂの変位力Ｆ５，Ｆ６との関係が図３のようになり、摩擦多板クラッチ５７Ｂの締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
【００７９】
第３実施例において、変位センサによる変位測定箇所は、電動モータ６６Ｂの端面又は側面の何れでも良い。
【００８０】
なお、前記各実施例において中間軸９７や電動モータ６６Ａ，６６Ｂに連動する更に他の部材を設け、この部材の回転軸方向の変位、回転変位を検出する構成にすることもできる。他の部材を設けると、測定基準面の拡大や、変位量を増大させることもでき、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】カップリング装置の配置を示す断面図である（実施例１）。
【図２】カップリング装置の要部拡大断面図である（実施例１）。
【図３】力と変位との関係を示すグラフである（実施例１）。
【図４】カップリング装置の配置を示す断面図である（実施例２）。
【図５】カップリング装置の要部拡大断面図である（実施例２）。
【図６】カップリング装置の配置を示す断面図である（実施例３）。
【図７】図６のＳＡ−ＳＡ矢視断面図である（実施例３）。
【図８】力と変位との関係を示すグラフである（従来例）。
【図９】カップリング装置の配置を示す断面図である（従来例）。
【図１０】力と変位との関係を示すグラフである（従来例）。
【符号の説明】
【００８２】
１，１Ａ，１Ｂ  カップリング装置
１９，１３３，１３５  回転軸（回転部材）
２１  ドライブピニオンシャフト（回転部材）
３９，３９Ｂ  クラッチ部
４１，４１Ａ，４１Ｂ  カム機構（変換手段）
４３，４３Ａ，４３Ｂ  歯車減速機構（減速部）
６６  電動モータ（アクチュエータ）
６６Ａ，６６Ｂ  電動モータ（アクチュエータ、可動部）
６９，６９Ａ，６９Ｂ，７１，７１Ｂ  カムプレート
９７  中間軸（可動部）
１０３，１０３Ａａ，１０３Ａｂ，１０３Ｂ  皿ばね（付勢部材）
１０７  変位センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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