(57)【要約】【課題】  クラッチ締結のレスポンスを向上する等、設計自由度を広げることを可能とする。【解決手段】  押圧力の付与及び解除に応じて回転部材間の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の回転出力を減速回転して締結のための回転をカム機構４１へ入力する歯車減速機構４３とを備え、減速回転の減速比を回転に応じて変更する変速手段４４を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
2006071070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧力の付与及び解除に応じて回転部材間の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出力を減速回転して前記締結のための回転を前記変換手段へ入力する減速部とを備え、
前記減速回転の減速比を前記回転に応じて変更する変速手段を設けた
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、
前記変速手段は、前記回転の締結始端側を早く締結終端側を遅くするように変更する
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、
前記アクチュエータは、電動モータであり、
前記減速部は、前記アクチュエータにより回転入力を受ける小径ギヤ及び該小径ギヤに噛み合い前記変換手段へ回転出力を行う大径ギヤからなり、
前記変速手段は、前記小径ギヤ及び大径ギヤ間の噛み合い半径が回転に応じて変化するように形成したものである
ことを特徴とするカップリング装置。
【請求項４】
請求項１又は２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、ピストンシリンダ装置であり、
前記減速部は、前記アクチュエータにより回転入力を受ける小径ギヤ及び該小径ギヤに噛み合い前記変換手段へ回転出力を行う大径ギヤからなり、
前記変速手段は、前記ピストンシリンダ装置を前記小径ギヤの外周側に結合しピストンシリンダ装置から小径ギヤへの回転入力半径が回転に応じて変化するように構成したものである
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カップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のカップリング装置としては、例えば図６に示すようなものがある。図６は四輪駆動車のトランスファの断面図を示している。トランスファ２０１は、トルク伝達カップリング２０３を備えている。トルク伝達カップリング２０３は、クラッチケージ２０５と、スリーブ２０７とを備えている。クラッチケージ２０５とスリーブ２０７との間には、摩擦クラッチ２０９が配置されている。摩擦クラッチ２０９のアウタープレートは、クラッチケージ２０５側に係合し、インナープレートはスリーブ２０７側に係合している。
【０００３】
前記摩擦クラッチ２０９に対向して、加圧リング２１１が配置されている。加圧リング２１１は、ピン２１３を介してトランスファケース２１５に回転方向に係合し、回転軸芯に沿った方向には移動可能となっている。加圧リング２１１に対し、駆動リング２１７が対向配置されている。支持リング２１７と加圧リング２１１との間には、ボール２１９を備えたカム機構が設けられている。
【０００４】
前記支持リング２１７は、プレート２２０を介して軸２３３側に回転軸芯に沿った方向で支持されている。支持リング２１７には、歯車２２１が噛み合っている。歯車２２１は、軸２２３に連動連結されている。軸２２３は、歯車２２１、ピニオン２２７を介してモータ２２９の駆動軸２３１に連動連結されている。
【０００５】
前記クラッチケージ２０５には、後輪側への出力軸２３３が結合されている。出力軸２３３は、エンジンから回転入力を受ける入力軸２３５に連動連結されている。
【０００６】
前記スリーブ２０７には、歯車２３７が連動連結されている。トランスファケース２１５には、前輪側へ出力を行う副軸２３９が回転自在に支持されている。副軸２３９には、歯車２４１が設けられている。歯車２４１と前記歯車２３７とには、チェーン２４３が掛け回されている。
【０００７】
従って、エンジンから入力軸２３５に伝達されたトルクは、出力軸２３３を介してそのまま後輪側へ伝達される。また、前輪側へは摩擦クラッチ２０９の締結に応じて伝達される。摩擦クラッチ２０９の締結は、モータ２２９の駆動によって行われる。
【０００８】
前記モータ２２９を駆動すると、駆動軸２３１に連動してピニオン２２７が回転し、歯車２２５、軸２２３を介し歯車２２１が回転する。この回転によって、支持リング２１７が１８０度の範囲内で回転し、加圧リング２１１に対して相対回転する。この相対回転によって、ボール２１９を備えたカム機構が働き、推力を発生する。この推力は、プレート２２０で受けられ、プレート２２０に対する反力として支持リング２１７を介し加圧リング２１１に作用する。この反力の作用により加圧リング２１１が摩擦クラッチ２０９側へ移動する。この移動によって、摩擦クラッチ２０９が締結される。
【０００９】
前記摩擦クラッチ２０９が締結されると、クラッチケージ２０５とスリーブ２０７とが締結力に応じて係合し、出力軸２３３からクラッチケージ２０５、摩擦クラッチ２０９、スリーブ２０７を介して歯車２３７側へもトルク伝達が行われる。歯車２３７からは、チェーン２４３、歯車２４１を介して、副軸２３９にトルク伝達が行われ、前輪側への出力が行われる。
【００１０】
しかしながら、上記構造では、モータ２２９による締結のためのレスポンス向上には限界があった。
【００１１】
図７を用いてさらに説明する。図７は加圧リングの変位（ストローク）と加圧力（押圧力）との関係のグラフである。
【００１２】
前記摩擦クラッチ２０９が加圧リング２１１により加圧されるとその圧力により各部が、ギャップの存在や各部の撓みにより変位する。このため、図７のように摩擦クラッチ２０９の必要加圧力Ｐを得るためには必要変位Ｘまで加圧リング２１１を移動させなければならない。
【００１３】
前記加圧リング２１１を移動させるためには、支持リング２１７が所定角度自転する必要がある。この支持リング２１７を自転させるためにはモータ２２９がさらに数多く回転しなければならない。
【００１４】
従って、短時間で所定の必要加圧力を得るためには、所定の時間内にモータ２２９が数多く回転し、その後停止することが必要である。
【００１５】
この場合、モータの特性として回転数が多くなると発生トルクは低下する傾向となる。このため、上記のように締結始端側と同終端側との間で多くの回転数を必要とする場合、モータ２２９により摩擦クラッチ２０９を締結するためのモータ必要トルクを確保するには、モータ２２９の回転出力を減速部により高減速して支持リング２１７に伝達する必要がある。
【００１６】
このような状況で良好なレスポンスを得るためには、モータ２２９の回転を極短時間に急速に立ち上げ、急速に停止しなければならない。
【００１７】
しかし、モータ２２９の回転速度が速くなるとモーターロータの必要角加速度は非常に大きくなる。このとき、モーターロータを加速するための必要トルクは、角加速度とモーターロータの慣性モーメントとの積である。従って、良好なレスポンスを得ようとすると、角加速度を大きくする必要がありモーターロータを加速するための必要トルクは、摩擦クラッチ２０９を加圧するために本質的に必要なトルクの数十倍になり、結果としてモーターロータの加速に限界を招き、レスポンス向上には無理があった。
【００１８】
また、締結のためのモータ必要トルクとモータ２２９の駆動状態とが一義的となり、設計自由度が狭いという問題があった。
【００１９】
【特許文献１】特許２７１５３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
解決しようとする問題点は、摩擦クラッチ締結のレスポンス向上に無理があり、また設計自由度が狭い点である。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のカップリング装置は、クラッチ締結のレスポンスを向上する等、設計自由度を広げるため、減速回転の減速比を回転に応じて変更する変速手段を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のカップリング装置は、減速回転の減速比を回転に応じて変更する変速手段を設けたため、全回転においてアクチュエータによるトルクに余裕があるときは減速比を小さくして変換手段を迅速に動作させ、回転数が増加しトルクに余裕が無くなるときは減速比を大きくしてクラッチ部の締結に必要なトルクを確保することができる。このため、必要トルクを確保しながらレスポンスを向上させることができる。また、必要トルクとアクチュエータによる駆動状態との関係を変更することができ、設計自由度を広げることができる。
【００２３】
前記変速手段が、前記回転の締結始端側を早く締結終端側を遅くするように変更する場合は、全回転においてアクチュエータによるトルクに余裕がある回転の締結始端側は減速比を小さくして変換手段を迅速に動作させ、回転数が増加しトルクに余裕が無くなる締結終端側は減速比を大きくしてクラッチ部の締結に必要なトルクを確保することができる。このため、必要トルクを確保しながらレスポンスを確実に向上させることができる。
【００２４】
前記アクチュエータは、電動モータであり、前記減速部は、前記アクチュエータにより回転入力を受ける小径ギヤ及び該小径ギヤに噛み合い前記変換手段へ回転出力を行う大径ギヤからなり、前記変速手段は、前記小径ギヤ及び大径ギヤ間の噛み合い半径が回転に応じて変化するように形成したものである場合は、全回転において電動モータによるトルクに余裕がある回転の締結始端側は、小径ギヤ及び大径ギヤ間の噛み合い半径が減速比を小さくするように変化して変換手段を迅速に動作させることができる。また、回転数が増加しトルクに余裕が無くなる締結終端側は、小径ギヤ及び大径ギヤ間の噛み合い半径が減速比を大きくするように変化してクラッチ部の締結に必要なトルクを確保することができる。このため、必要トルクを確保しながらレスポンスを確実に向上させることができる。さらに、モーター必要トルクとアクチュエータによる駆動状態との関係を確実に変更することができ、設計自由度を広げることができる。
【００２５】
前記アクチュエータは、ピストンシリンダ装置であり、前記減速部は、前記アクチュエータにより回転入力を受ける小径ギヤ及び該小径ギヤに噛み合い前記変換手段へ回転出力を行う大径ギヤからなり、前記変速手段は、前記ピストンシリンダ装置を前記小径ギヤの外周側に結合しピストンシリンダ装置から小径ギヤ側への回転入力半径が回転に応じて変化するように構成した場合は、全回転においてピストンシリンダ装置による回転入力によるトルクに余裕がある回転の締結始端側は、減速部の減速比を小さくするようにピストンシリンダ装置から小径ギヤへの回転入力半径が変化して変換手段を迅速に動作させることができる。また、回転数が増加しトルクに余裕が無くなる締結終端側は、減速比を大きくするようにピストンシリンダ装置から小径ギヤへの回転入力半径が変化してクラッチ部の締結に必要なトルクを確保することができる。このため、必要トルクを確保しながらレスポンスを確実に向上させることができる。さらに、必要トルクとアクチュエータによる駆動状態との関係を確実に変更することができ、設計自由度を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
クラッチ締結のレスポンスを向上する等、設計自由度を広げるという目的を、減速部に変速手段を設けることで実現した。
【実施例１】
【００２７】
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トルク伝達装置の断面図、図２は、同装置の要部拡大断面図、図３は、減速部の拡大正面図である。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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間の伝達トルクを調整する。
【００３２】
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１９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。
【００３３】
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、減速部として歯車減速機構４３、及び変速手段４４を備えている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。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。
【００４１】
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、摺動ブッシュ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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。歯車減速機構４３は、第１，第２のヘリカルギヤ８７，８９で構成された減速歯車組と、第３，第４のヘリカルギヤ９１，９３で構成された減速歯車組とを備え、２段に減速する構成となっている。
【００４４】
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。
【００４５】
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、摺動ブッシュ１０４を備えている。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
前記変速手段４４は、前記歯車減速機構４３の減速比をクラッチ部３９締結のための回転に応じて変更する。本実施例では、変速手段４４は、前記回転の締結始端側を早く締結終端側を遅くするように変更する。
【００５０】
前記減速機構４１の第３のヘリカルギヤ９１は、前記電動モータ６６により回転入力を受ける小径ギヤを構成している。前記減速機構４１の第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機構４１へ回転出力を行う大径ギヤを構成している。
【００５１】
前記変速手段４４は、前記第３のヘリカルギヤ９１及び第４のヘリカルギヤ９３間の噛み合い半径が回転に応じて変化するように形成したものであり、本実施例では、図３のように、第３，第４のヘリカルギヤ９１，９３の歯先円形状１０９，１１１が渦巻き状に形成されている。第３，第４のヘリカルギヤ９１，９３は、双方の歯先円が対称的な渦巻き状に形成されており、噛み合い回転時に軸間距離に変化はない。
【００５２】
図３のように、前記第３のヘリカルギヤ９１が渦巻き状の小径側で前記第４のヘリカルギヤ９３の渦巻き状の大径側に噛み合うときは、減速比が大きく、クラッチ部３９の締結終端側となる。前記第３のヘリカルギヤ９１が渦巻き状の大径側で前記第４のヘリカルギヤ９３の渦巻き状の小径側に噛み合うときは、減速比が小さく、クラッチ部３９の締結始端側となる。
【００５３】
なお、第３のヘリカルギヤ９１等の軸心が噛み合い回転に応じて平行移動するように回転支持した場合は、第３，第４のヘリカルギヤ９１，９３の一方の歯先円のみ渦巻き状に形成することもできる。
【００５４】
次に作用を説明する。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
前記クラッチ部３９の締結に際して、電動モータ６６の回転当初は、第３のヘリカルギヤ９１が渦巻き状の大径側で第４のヘリカルギヤ９３の渦巻き状の小径側に噛み合うため、減速比が小さく、クラッチ部３９の締結始端側でカムプレート７１の回転を相対的に速めることができる。このため、カム機構４１を迅速に動作させクラッチ部３９締結のためのレスポンスを向上させることができる。また、減速比が小さいため締結始端側では電動モータ６６の回転の立ち上がり速度を抑制することができ、モーターロータを加速するための必要トルクを小さくすることができ、かかる点からもレスポンスを向上させることができる。
【００６１】
前記電動モータ６６の回転が進んで、クラッチ部３９の締結終端側では、第３のヘリカルギヤ９１が渦巻き状の小径側で第４のヘリカルギヤ９３の渦巻き状の大径側に噛み合うため、減速比が大きく、カムプレート７１の回転を相対的に遅くすることができる。このため、電動モータ６６の回転数が増加しトルクに余裕が無くなるときは前記のようにして減速比を大きくしてカム機構４１の動作を相対的に遅くすることができる。すなわち、クラッチ部３９の締結に必要なトルクを確保することができ、小型のモータにより確実に締結することができる。
【００６２】
こうして、全体として必要トルクを確保しながらレスポンスを確実に向上させることができる。
【００６３】
さらに、モーター必要トルクと電動モータ６６による駆動状態との関係を変更することができ、設計自由度を広げることができる。
【００６４】
なお、前記のように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。
【００６５】
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。
【実施例２】
【００６６】
図４，図５は、本発明の実施例２に係り、図４は、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、減速部の拡大正面図である。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。
【００６７】
本実施例のカップリング装置１Ａは、アクチュエータをピストンシリンダ装置６６Ａとしたものである。変速手段４４Ａは、前記ピストンシリンダ装置６６Ａを前記小径ギヤとしてのヘリカルギヤ９１Ａの外周側に結合しピストンシリンダ装置６６Ａからヘリカルギヤ９１Ａへの回転入力半径が回転に応じて変化するように構成した。
【００６８】
前記ピストンシリンダ装置６６Ａのシリンダ１１３は、蓋部１５Ａに設けられたブラケット１１５に揺動回転可能に支持されている。ピストンシリンダ装置６６Ａのピストン１１７は、先端のプレート状結合部１１８がピン１１９に相対回転自在に結合されている。ピン１１９は、アーム１２１の先端に支持されている。アーム１２１は、軸９７Ａに一体的に設けられている。
【００６９】
本実施例のヘリカルギヤ９１Ａ，９３Ａは、歯先円形状が渦巻き状ではなく円形状に形成されている。
【００７０】
本実施例では、前記ピストンシリンダ装置６６Ａのピストン１１７の進退動作によりピン１１９、アーム１２１を介して軸９７Ａに回転力が伝達される。この回転は、歯車減速機構４３Ａにより減速されてカム機構４１Ａに入力される。
【００７１】
従って、本実施例でも、実施例１と同様にピストンシリンダ装置６６Ａの出力によりクラッチ部３９を締結することができる。
【００７２】
この締結に際し、クラッチ部３９締結のための全回転においてピストンシリンダ装置６６Ａによるの回転入力のトルクに余裕がある回転の締結始端側では、歯車減速機構４３Ａの減速比を小さくするようにピン１１９は図５の一点鎖線図示側にある。このとき、ピストン１１７の軸心に直交する方向でピストン１１７軸心及びヘリカルギヤ９１Ａの軸心間の距離は、相対的に大きくなる。このため、ピストンシリンダ装置６６Ａによるヘリカルギヤ９１Ａへの回転入力半径（トルクアーム）が大きくなって減速比が小さくなり、カム機構４１Ａを迅速に動作させることができる。
【００７３】
締結のための回転数が増加し回転入力のトルクに余裕が無くなる締結終端側は、歯車減速機構４３Ａの減速比を大きくするようにピン１１９は図５の実線図示側となる。このとき、ピストン１１７に直交する方向でピストン１１７軸心及びヘリカルギヤ９１Ａの軸心間の距離は、相対的に小さくなる。このため、ピストンシリンダ装置６６Ａによるヘリカルギヤ９１Ａへの回転入力半径（トルクアーム）が小さくなって減速比が大きくなり、カム機構４１Ａの動作を相対的に遅くすることができる。
【００７４】
従って、本実施例でも、全体として必要トルクを確保しながらレスポンスを確実に向上させることができる。
【００７５】
さらに、必要トルクとピストンシリンダ装置６６Ａによる駆動状態との関係を変更することができ、設計自由度を広げることができる。
【００７６】
なお、上記実施形態では、変速手段４４，４４Ａは、前記締結のための回転の締結始端側を早く締結終端側を遅くするように減速比を変更する構成としたが、逆の構成とすることもできる。すなわち、変速手段４４，４４Ａにより、設計の自由度が増大する。
【００７７】
前記第３のヘリカルギヤ９１及びヘリカルギヤ９１Ａ、第４のヘリカルギヤ９３及びヘリカルギヤ９３Ａは、スパーギヤなどで構成することもできる。
【００７８】
また、モータは、サーボモータ、スラッピングモータ、パルスモータ、あるいは超音波モータなど回転角と回転スピード、応答レスポンスの設定などによって種々の中から選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【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】減速部の拡大正面図である（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】減速部の拡大正面図である（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（従来例）。
【図７】押圧力とストロークとの関係を示すグラフである（従来例）。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ  カップリング装置
１９  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  クラッチ部
４１，４１Ａ  カム機構（変換手段）
４３，４３Ａ  歯車減速機構（減速部）
４４，４４Ａ  変速手段
６６  電動モータ（アクチュエータ）
６６Ａ  ピストンシリンダ装置（アクチュエータ）
９１  第３のヘリカルギヤ（小径ギヤ）
９１Ａ  ヘリカルギヤ（小径ギヤ）
９３  第４のヘリカルギヤ（大径ギヤ）
９３Ａ  ヘリカルギヤ（大径ギヤ）
【図１】
2006071070.tif 000003
【図２】
2006071070.tif 000004
【図３】
2006071070.tif 000005
【図４】
2006071070.tif 000006
【図５】
2006071070.tif 000007
【図６】
2006071070.tif 000008
【図７】
2006071070.tif 000009