(57)【要約】【課題】電磁石を駆動源とする電磁クラッチ部によって湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するようにした回転伝達装置において、湿式多板クラッチの結合を容易に解除できるようにすることである。【解決手段】外輪３と内輪５間に湿式多板クラッチ７を組込み、その湿式多板クラッチ７の軸方向一側に、電磁石１３を駆動源とし、その電磁石１３に対する通電によって外輪３に取付けられたロータ１２にアーマチュア１１を吸着させる電磁クラッチ部１０Ａと、その電磁クラッチ部１０Ａのアーマチュア１１と外輪３の締結時に、アーマチュア１１を内輪５に回り止めされたプレッシャプレート２１に対して相対回転させ、ボールカム２２によりプレッシャプレート２１を軸方向に移動させて湿式多板クラッチ７に軸力を負荷する軸力負荷部１０Ｂを設ける。アーマチュア１１と内輪５間にスイッチばね３０を組込み、電磁石１３に対する通電の遮断時に、スイッチばね３０によりアーマチュア１１を中立位置に戻して湿式多板クラッチ７の結合解除の容易化を図る。【選択図】図１
2006349109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材と出力部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設け、そのクラッチ制御装置が、電磁石に対する通電によって入力部材に取付けられたロータにアーマチュアを吸着させる電磁クラッチ部と、前記アーマチュアの吸着時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、その軸力負荷部が、前記アーマチュアと出力部材に回り止めされて軸方向に移動可能なプレッシャプレートの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成る回転伝達装置において、前記アーマチュアと出力部材の相互間に、プレッシャプレートに対するアーマチュアの相対回転により弾性変形し、その復元弾性によってカム溝の中央にボールが配置される中立位置にアーマチュアを復帰回転させる弾性部材を設けたことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
入力部材と出力部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設け、そのクラッチ制御装置が、電磁石に対する通電によって入力部材に取付けられたロータにアーマチュアを吸着させる電磁クラッチ部と、前記アーマチュアの吸着時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、その軸力負荷部が、前記アーマチュアと出力部材に回り止めされて軸方向に移動可能なプレッシャプレートの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成る回転伝達装置において、前記アーマチュアとプレッシャプレートの相互間に、プレッシャプレートに対するアーマチュアの相対回転により弾性変形し、その復元弾性によってカム溝の中央にボールが配置される中立位置にアーマチュアを復帰回転させる弾性部材を設けたことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項３】
前記アーマチュアを前記出力部材によって回転自在に支持し、かつ軸方向に移動自在に支持した請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力の伝達経路上において、動力の伝達と遮断の切換えに用いられる回転伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲベースの４輪駆動車において、補助駆動輪としての前輪に駆動力の伝達と遮断とを行なう回転伝達装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
【０００３】
上記回転伝達装置は、トランスミッションからの駆動力が入力される入力部材内に出力部材を組込んで相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設けている。
【０００４】
ここで、クラッチ制御装置は、電磁クラッチ部と、その電磁クラッチ部の締結時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、上記電磁クラッチ部は、入力部材の内径面に案内されて軸方向に移動可能なアーマチュアと、入力部材に取付けられて上記アーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向する電磁石とから成り、上記電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着して、入力部材とアーマチュアとを結合させるようにしている。
【０００５】
一方、軸力負荷部は、アーマチュアと湿式多板クラッチ間にプレッシャプレートを組込み、そのプレッシャプレートを出力部材に回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、上記プレッシャプレートとアーマチュアの対向面それぞれに中央から周方向両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込み、上記プレッシャプレートに対するアーマチュアの相対回転によりプレッシャプレートを軸方向に移動させて湿式多板クラッチに軸力を負荷するようにしている。
【０００６】
上記回転伝達装置においては、電磁石に対する通電により電磁クラッチ部をＯＮにすると軸力負荷部に軸力（軸方向推力）が発生し、その軸力により湿式多板クラッチが結合状態とされると共に、湿式多板クラッチに負荷される軸力の反力によりアーマチュアがロータに押し付けられるため、僅かな電磁クラッチトルクでも湿式多板クラッチを結合状態（ロック状態）に維持できるという特徴を有する。
【特許文献１】特開２００５−４８７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の回転伝達装置においては、湿式多板クラッチを結合解除する際に電磁クラッチ部をＯＦＦにしてもアーマチュアには軸方向推力（反力）が負荷されており、その軸方向推力はアーマチュアの回転抵抗となるため、アーマチュアを中立位置に復帰回転させることができない可能性がある。
【０００８】
また、低温時には封入オイルの粘性が高いため、電磁クラッチ部がＯＦＦとされた入力部材の空転時、封入オイルの粘性抵抗により、入力部材から負荷される引き擦りトルクによりアーマチュアがプレッシャプレートに対して相対回転し、軸力負荷部に軸方向推力が発生して湿式多板クラッチが意図せず結合する可能性がある。
【０００９】
さらに、電磁クラッチ部のＯＦＦ時、出力部材が急減速されると、アーマチュアが回転慣性により回転して、軸力負荷部に軸力が発生し、湿式多板クラッチが結合する可能性がある。
【００１０】
また、従来の回転伝達装置においては、アーマチュアが入力部材により案内されているため、電磁クラッチ部をＯＦＦとした入力部材の空転時に、アーマチュアに封入オイルの粘性抵抗が加わり易く、入力部材から負荷される引き擦りトルクによりアーマチュアが回転して軸方向推力が発生し、湿式多板クラッチを結合させる可能性がきわめて高い。
【００１１】
この発明の課題は、入力部材と出力部材間に組込まれた湿式多板クラッチの結合および結合解除を電磁クラッチ部と軸力負荷部とから成る電磁式のクラッチ制御部で制御するようにした回転伝達装置において、電磁クラッチ部のＯＦＦ時に湿式多板クラッチの結合を容易に解除できるようにすること、および入力部材の空転時や出力部材の急減速時に湿式多板クラッチが誤作動するのを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、第１の発明においては、入力部材と出力部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設け、そのクラッチ制御装置が、電磁石に対する通電によって入力部材に取付けられたロータにアーマチュアを吸着させる電磁クラッチ部と、前記アーマチュアの吸着時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、その軸力負荷部が、前記アーマチュアと出力部材に回り止めされて軸方向に移動可能なプレッシャプレートの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成る回転伝達装置において、前記アーマチュアと出力部材の相互間に、プレッシャプレートに対するアーマチュアの相対回転により弾性変形し、その復元弾性によってカム溝の中央にボールが配置される中立位置にアーマチュアを復帰回転させる弾性部材を設けた構成を採用したのである。
【００１３】
また、第２の発明においては、入力部材と出力部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設け、そのクラッチ制御装置が、電磁石に対する通電によって入力部材に取付けられたロータにアーマチュアを吸着させる電磁クラッチ部と、前記アーマチュアの吸着時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、その軸力負荷部が、前記アーマチュアと出力部材に回り止めされて軸方向に移動可能なプレッシャプレートの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成る回転伝達装置において、前記アーマチュアとプレッシャプレートの相互間に、プレッシャプレートに対するアーマチュアの相対回転により弾性変形し、その復元弾性によってカム溝の中央にボールが配置される中立位置にアーマチュアを復帰回転させる弾性部材を設けた構成を採用したのである。
【００１４】
上記第１および第２の発明に係る回転伝達装置において、アーマチュアを出力部材によって回転自在に支持すると、入力部材とアーマチュアの対向面間に比較的大きな間隙を確保することができるため、電磁クラッチ部がＯＦＦとされた入力部材の空転時、その入力部材から封入オイルを介してアーマチュアに負荷される引き擦りトルクの低減化を図ることができる。このため、アーマチュアがプレッシャプレートに対して相対回転することはなく、軸力負荷部に軸力が発生することがないので、湿式多板クラッチが結合するという誤動作の発生をより効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明のように、アーマチュアと出力部材間に弾性部材を組込み、あるいは第２の発明のように、アーマチュアとプレッシャプレートの相互間に弾性部材を設けることにより、湿式多板クラッチの結合解除のため、電磁クラッチ部をＯＦＦにすると、弾性部材の復元弾性によってアーマチュアが中立位置に戻されることになり、湿式多板クラッチの結合を容易に解除することができる。
【００１６】
また、電磁クラッチ部をＯＦＦにした入力部材の空転時に、封入オイルの粘性抵抗により入力部材からアーマチュアに引き擦りトルクが負荷されてもアーマチュアが回転することはなく、アーマチュアはプレッシャプレートに対して相対回転しない。このため、軸力負荷部に軸力が発生することはないので、湿式多板クラッチが誤作動するのを防止することができる。
【００１７】
さらに、入力部材の空転時に、出力部材が急減速されてもアーマチュアが慣性力により回転するのを防止することができ、湿式多板クラッチが誤動作するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、静止部材としてのハウジング１は、一端に端壁２を有している。
【００１９】
ハウジング１内には、入力部材としての外輪３が組込まれている。外輪３はハウジング１の他端部内に組込まれた軸受４によって回転自在に支持されている。
【００２０】
外輪３の内側には出力部材としての内輪５が組込まれ、その内輪５と外輪３間に組込まれた軸受６によって両輪３、５は相対的に回転自在とされている。
【００２１】
外輪３と内輪５間には、湿式多板クラッチ７が組込まれている。湿式多板クラッチ７は、多数の入力側クラッチプレート８と多数の出力側クラッチプレート９とから成る。入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９は軸方向に交互に組込まれ、上記入力側クラッチプレート８は外輪３に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されている。一方、出力側クラッチプレートは内輪５に回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されている。
【００２２】
入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９は、負荷される軸力により互に密着して結合状態となり、外輪３の回転を内輪５に伝達する。
【００２３】
湿式多板クラッチ７の軸方向一側には、その湿式多板クラッチ７の結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置１０が設けられている。
【００２４】
クラッチ制御装置１０は、電磁クラッチ部１０Ａと、その電磁クラッチ部１０Ａの締結時に外輪３の回転トルクを軸力に変換して湿式多板クラッチ７に負荷する軸力負荷部１０Ｂとから成る。
【００２５】
電磁クラッチ部１０Ａは、アーマチュア１１と、そのアーマチュア１１の一側方に設けられたロータ１２と、そのロータ１２の一側方に設けられた電磁石１３とから成る。
【００２６】
アーマチュア１１は、内輪５の端部に嵌合され、その内輪５の外径面を案内面として回転自在および軸方向に移動自在とされている。
【００２７】
ロータ１２は、外筒部１２ａおよび内筒部１２ｂを有し、外筒部１２ａの外周には雄ねじ１４が形成されている。ロータ１２は外輪３の一端部内周に形成された雌ねじ１５に対する雄ねじ１４のねじ込みによって外輪３に固定され、上記雌ねじ１５にねじ係合されたロックナット１６の締付けによって弛み止めされている。ロータ１２とアーマチュア１１との間には微小なエアギャップ１７が形成され、そのエアギャップ１７はロータ１２のねじ込み量を加減することによって調整し得るようになっている。ロータ１２とアーマチュア１１との間には、アーマチュア１１をロータ１２から離反する方向に付勢する離反ばね１８が組込まれている。
【００２８】
電磁石１３は、ロータ１２の外筒部１２ａと内筒部１２ｂ間に組込まれている。この電磁石１３は、電磁コイル１３ａと、その電磁コイル１３ａを支持し、ハウジング１によって支持されたコア１３ｂとから成り、上記電磁コイル１３ａに対する通電により、コア１３ｂ、ロータ１２およびアーマチュア１１に磁束が流れてロータ１２にアーマチュア１１が吸着される。その吸着により外輪３にアーマチュア１１が結合されて外輪３と共にアーマチュア１１が回転する。
【００２９】
図１乃至図３に示すように、軸力負荷部１０Ｂは、アーマチュア１１と湿式多板クラッチ７との間にプレッシャプレート２１を設け、そのプレッシャプレート２１を内輪５に回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、上記プレッシャプレート２１とアーマチュア１１の対向面間にボールカム２２を設けている。ここで、ボールカム２２は、プレッシャプレート２１とアーマチュア１１の対向面それぞれに中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなるカム溝２２ａ、２２ｂを設け、そのカム溝２２ａ、２２ｂ間にボール２４を組込んだ構成から成り、上記プレッシャプレート２１に対するアーマチュア１１の相対回転により、プレッシャプレート２１を湿式多板クラッチ７に向けて移動させて湿式多板クラッチ７を軸方向に押すようにしている。
【００３０】
図１、図２および図４に示すように、内輪５の軸力負荷部１０Ｂ側に位置する端部内には弾性部材としてのスイッチばね３０が組込まれている。スイッチばね３０は、Ｃ形をなし、その両端には外向きに一対の押圧片３１が設けられ、その一対の押圧片３１は内輪５の端部に形成された切欠き３２からアーマチュア１１の内周に設けられた切欠部３３内に挿入されて、切欠き３２および切欠部３３の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧している。
【００３１】
上記スイッチばね３０は、内輪５に対するアーマチュア１１の相対回転により弾性変形し、その復元弾性によってカム溝２２ａ、２２ｂの中央にボール２４が配置される中立位置にアーマチュア１１を復帰回転させるようになっている。
【００３２】
実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、外輪３には入力軸を接続し、内輪５には出力軸を接続する。その入力軸および出力軸の接続のため、外輪３および内輪５の内周にスプライン歯４０、４１が設けられている。
【００３３】
図１は、電磁石１３の電磁コイル１３ａに対して通電を遮断した状態を示し、湿式多板クラッチ７は結合解除状態とされている。このため、外輪３が回転しても、その回転は内輪５に伝達されず、外輪３のみがフリー回転する。
【００３４】
外輪３の回転状態において、電磁石１３の電磁コイル１３ａに通電すると、コア１３ｂ、ロータ１２およびアーマチュア１１に磁束が流れてロータ１２とアーマチュア１１間に磁気吸引力が作用し、その磁気吸引力によりアーマチュア１１がロータ１２に吸着され、外輪３とアーマチュア１１とが結合されて外輪３と共にアーマチュア１１が回転する。
【００３５】
また、アーマチュア１１はプレッシャプレート２１に対して相対回転し、その相対回転によって、図３（ロ）に示すように、アーマチュア１１に形成されたカム溝２２ｂとプレッシャプレート２１に形成されたカム溝２２ａが周方向に位相がずれるため、プレッシャプレート２１は湿式多板クラッチ７側に移動して、その湿式多板クラッチ７を軸方向に押圧する。その押圧によって入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９が互に密着する。
【００３６】
このため、外輪３の回転は湿式多板クラッチ７を介して内輪５に伝達され、内輪５が外輪３と同方向に回転する。
【００３７】
ここで、プレッシャプレート２１が湿式多板クラッチ７を軸方向に押圧するとき、その反力によってアーマチュア１１がロータ１２に押し付けられるため、一旦電磁クラッチ部１０Ａの締結が行なわれれば、その後の電磁コイル１３ａに流す電流を小さくしても、アーマチュア１１は吸着状態に保持され、電流消費量の低減化を図ることができる。
【００３８】
アーマチュア１１がプレッシャプレート２１に対して相対回転するとき、そのアーマチュア１１は内輪５に対して相対回転するため、図５に示すように、スイッチばね３０が弾性変形する。
【００３９】
このため、電磁コイル１３ａに対する通電を遮断すると、スイッチばね３０の復元弾性によりアーマチュア１１が回転されて、図３（イ）および図６で示すように、カム溝２２ａ、２２ｂの中央にボール２４が配置される中立位置までアーマチュア１１が戻される。
【００４０】
このため、湿式多板クラッチ７への軸力の負荷は解除されると共に、湿式多板クラッチ７は締結解除状態となり、外輪３から内輪５への回転トルクの伝達が遮断される。
【００４１】
上記のように、電磁コイル１３ａに対する通電の遮断により、アーマチュア１１はスイッチばね３０の復元弾性によってカム溝２２ａ、２２ｂの中央にボール２４が配置される中立位置に戻されるため、湿式多板クラッチ７の結合を容易に解除することができる。
【００４２】
また、電磁コイル１３ａに対する通電の遮断時、アーマチュア１１はスイッチばね３０によってカム溝２２ａ、２２ｂの中央にボール２４が配置される中立位置に弾性保持されるため、外輪３内に封入されたオイルの粘性抵抗により外輪３からアーマチュア１１に引き擦りトルクが負荷されてもアーマチュア１１は回転せず、プレッシャプレート２１に対して相対回転することはない。
【００４３】
このため、軸力負荷部１０Ｂに軸力が発生することはなく、湿式多板クラッチ７が結合するという誤作動の発生はない。
【００４４】
さらに、外輪３の空転時、内輪５が急減速されても、アーマチュア１１が慣性力によって回転することはなく、軸力負荷部１０Ｂに軸力が発生することもないので、この場合も、湿式多板クラッチ７が結合するという誤動作の発生はない。
【００４５】
図２および図４に示す例では、弾性部材としてのスイッチばね３０を内輪５とアーマチュア１１の相互間に組込むようにしたが、図７に示すように、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１の相互間にスイッチばね３０を組込むようにしてもよい。そのスイッチばね３０の組込みに際し、プレッシャプレート２１の外周にアーマチュア１１側に向く円筒部３４を形成すると共に、アーマチュア１１の外周には上記円筒部３４の外側に配置される外筒３５を設け、上記円筒部３４内にスイッチばね３０を組込み、そのスイッチばね３０の両端に設けられた一対の押圧片３１を円筒部３４に形成された切欠き３６から外筒部３５に設けられた切欠部３７に挿入して、切欠き３６および切欠部３７の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧している。
【００４６】
上記のように、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１の相互間にスイッチばね３０を組込むことによっても、カム溝２２ａ、２２ｂの中央にボール２４が配置される中立位置にアーマチュア１１を弾性保持することができるため、図４に示す場合と同様に、電磁コイル１３ａに対する通電の遮断時に、湿式多板クラッチ７の結合を容易に解除することができる。また、外輪３の空転時に、引き擦りトルクや慣性力によってアーマチュア１１が回転するという不都合の発生はなく、湿式多板クラッチ７が誤作動するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】（イ）は軸力負荷部を示す断面図、（ロ）は軸力発生時の状態を示す断面図
【図４】図１に示される軸力負荷部の拡大断面図
【図５】アーマチュアと内輪の相対回転状態を示す断面図
【図６】アーマチュアが中立位置に戻された状態の断面図
【図７】スイッチばねの組込みの他の例を示す断面図
【符号の説明】
【００４８】
１      ハウジング
３      外輪（入力部材）
５      内輪（出力部材）
７      湿式多板クラッチ
１０    クラッチ制御装置
１０Ａ  電磁クラッチ部
１０Ｂ  軸力負荷部
１１    アーマチュア
１２    ロータ
１３    電磁石
２１    プレッシャプレート
２２ａ、２２ｂ    カム溝
２４    ボール
３０    スイッチばね（弾性部材）
【図１】
2006349109.tif 000003
【図２】
2006349109.tif 000004
【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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