(57)【要約】【課題】相対回転する一対のカム部材のうちカム推力の反力を受ける一方のカム部材を焼結により形成しながらも、当該一方のカム部材における他方のカム部材とは反対側の軸方向端面を平面加工する必要がないカム機構、及びこのカム機構を備えた駆動力伝達装置を提供する。【解決手段】焼結体からなるパイロットカム４１及びメインカム４２、ならびにこれらカム部材のそれぞれに形成されたカム溝４１０，４２０を転動可能なカムボール４３を有するカム機構４において、パイロットカム４１は、メインカム４２とは反対側の軸方向端面４１ｂの一部がカム推力の反力を出力する焼結肌からなる出力面４１ｂ１として形成され、カム溝４１０の最深部４１０ｂの裏側にあたる部位ならびに当該部位の外径側及び内径側にあたる部位の少なくとも一部を含む領域が周方向の近傍領域４１ｈよりも軸方向に窪んで形成され、当該窪んで形成された領域が出力面４１ｂ１に含まれない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成された焼結体からなる第１カム部材、前記第１カム部材と相対回転可能に軸方向に並列配置された環状の第２カム部材、及び前記第１カム部材に形成された第１カム溝ならびに前記第２カム部材に形成された第２カム溝を転動可能な球状の転動部材を有し、前記転動部材が前記第１カム溝及び前記第２カム溝を転動することにより発生するカム推力によって前記第２カム部材が前記第１カム部材に対して軸方向に移動するカム機構であって、
前記第１カム溝及び前記第２カム溝は、径方向断面形状が前記転動部材の半径に対応する曲率半径を有する湾曲形状で、かつ軸方向の深さが最深部から周方向に離間するにしたがって徐々に浅くなる周方向溝であり、
前記第１カム部材は、前記第２カム部材とは反対側の軸方向端面の一部が前記カム推力の反力を出力する焼結肌からなる出力面として形成され、
前記第１カム部材の前記軸方向端面は、前記第１カム溝の前記最深部の裏側にあたる部位ならびに当該部位の外径側及び内径側にあたる部位の少なくとも一部を含む領域が周方向の近傍領域よりも軸方向に窪んで形成され、当該窪んで形成された領域が前記出力面に含まれない、
カム機構。
【請求項２】
前記窪んで形成された領域は、前記第１カム溝の前記最深部の裏側にあたる部位よりも外径側の部位の少なくとも一部を含む、
請求項１に記載のカム機構。
【請求項３】
前記第１カム部材の前記軸方向端面のうち、前記第１カム溝の前記最深部の裏側にあたる部位の外径側であってかつ前記第１カム溝の裏側にあたる領域の少なくとも一部が、前記球状部材の直径以上の周方向幅にわたって前記出力面に含まれない、
請求項２に記載のカム機構。
【請求項４】
前記第１カム部材の前記軸方向端面のうち、前記第１カム溝の前記最深部の裏側にあたる部位の内径側及び外径側の領域が前記出力面に含まれない、
請求項２に記載のカム機構。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のカム機構と、
同軸上で相対回転可能に配置された第１回転部材及び第２回転部材と、
前記第１回転部材との相対回転が規制された第１摩擦板、及び前記第２回転部材との相対回転が規制された第２摩擦板を有する多板クラッチと、
前記第１カム部材を前記第２カム部材に対して回転させる回転力を付与する回転力付与機構と、
前記第１カム部材の前記軸方向端面と前記第１回転部材との間に配置され、前記第１カム部材の前記第１回転部材に対する軸方向移動を規制すると共に前記出力面から出力された前記カム推力の反力を受けるスラストころ軸受と、を備え、
前記第２カム部材が前記第１カム部材に対して軸方向に移動することで前記多板クラッチの前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とが摩擦係合し、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で駆動力が伝達される、
駆動力伝達装置。
【請求項６】
前記スラストころ軸受は、保持器に転動可能に保持された複数の針状ころを含み、前記針状ころが転動する軌道面の全体が前記出力面と軸方向に重なっている、
請求項６に記載の駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カム機構、及びカム機構を備えた駆動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、供給される電流に応じて伝達される駆動力を調節可能な駆動力伝達装置が、例えば四輪駆動車の補助駆動輪に駆動力を伝達する駆動力伝達系に用いられている。このような駆動力伝達装置には、一対のカム部材の相対回転により回転軸線方向に沿った軸方向のカム推力を発生させるカム機構、及びカム機構のカム推力により押圧されるクラッチを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、同軸回転軸線上で相対回転可能に配置された外側回転部材としてのアウタハウジング及び内側回転部材としてのインナシャフトと、アウタハウジングとインナシャフトをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、メインクラッチを軸方向に押圧するカム推力を発生させるカム機構と、カム機構を作動させる電磁クラッチ機構とを有している。
【０００４】
カム機構は、一対のカム部材の相対回転によってカム推力を発生させる。具体的には、インナシャフトに対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結された一方のカム部材としてのメインカムと、アウタハウジングに対して軸方向移動不能かつ相対回転可能に配置された他方のカム部材としてのパイロットカムと、メインカム及びパイロットカムのそれぞれに形成されたカム溝を転動可能な複数の球状転動体とによってカム機構が構成され、パイロットカムがメインカムに対して回転して球状転動体がカム溝を転動することでカム推力を発生させる。
【０００５】
電磁クラッチ機構は、パイロットカムをメインカムに対して相対回転させるトルクを伝達するパイロットクラッチを有しており、インナシャフトに対するアウタハウジングの回転力の一部がパイロットクラッチを介してパイロットカムに伝達される。パイロットカムの外周面には、パイロットクラッチのクラッチプレートが相対回転不能かつ軸方向移動可能に嵌合するストレートスプライン嵌合部が形成されている。
【０００６】
アウタハウジングは、有底円筒状の第１ハウジング部材と、第１ハウジング部材の開口側を閉塞する第２ハウジング部材とを有している。パイロットカムと第２ハウジング部材との間にはスラストころ軸受が配置されている。スラストころ軸受は、カム機構で発生するカム推力の反力を受けながら、パイロットカムを第２ハウジング部材に対して回転自在としている。パイロットカムは、カム溝が形成されたメインカムとの対向面とは反対側の軸方向端面の一部がスラストころ軸受に当接しており、この当接面からカム推力の反力をスラストころ軸受に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１１４８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
パイロットカムは、その形状が複雑であるため、金型を用いた焼結によって形成することが考えられる。しかし、本発明者らによる実験では、焼結体からなるパイロットカムをそのまま用いて上記のように駆動力伝達装置を構成した場合、スラストころ軸受の耐久寿命が短くなってしまうことが確認された。本発明者は、この原因を鋭意研究した結果、パイロットカムにおけるスラストころ軸受との当接面の不整（部分的な膨出）により、スラストころ軸受のころの中心軸方向の一部に荷重が集中し、フレーキングや局所的な摩耗が発生していることが確認された。このため、焼結によって形成されたパイロットカムを用いる場合には、カム溝が形成された面とは反対側の軸方向端面を研削等によって平面加工しなければならず、この加工のために製造コストが増大してしまう。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、相対回転する一対のカム部材のうちカム推力の反力を受ける一方のカム部材を焼結により形成しながらも、当該一方のカム部材における他方のカム部材とは反対側の軸方向端面を平面加工する必要がないカム機構、及びこのカム機構を備えた駆動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するため、環状に形成された焼結体からなる第１カム部材、前記第１カム部材と相対回転可能に軸方向に並列配置された環状の第２カム部材、及び前記第１カム部材に形成された第１カム溝ならびに前記第２カム部材に形成された第２カム溝を転動可能な球状の転動部材を有し、前記転動部材が前記第１カム溝及び前記第２カム溝を転動することにより発生するカム推力によって前記第２カム部材が前記第１カム部材に対して軸方向に移動するカム機構であって、前記第１カム溝及び前記第２カム溝は、径方向断面形状が前記転動部材の半径に対応する曲率半径を有する湾曲形状で、かつ軸方向の深さが最深部から周方向に離間するにしたがって徐々に浅くなる周方向溝であり、前記第１カム部材は、前記第２カム部材とは反対側の軸方向端面の一部が前記カム推力の反力を出力する焼結肌からなる出力面として形成され、前記第１カム部材の前記軸方向端面は、前記第１カム溝の前記最深部の裏側にあたる部位ならびに当該部位の外径側及び内径側にあたる部位の少なくとも一部を含む領域が周方向の近傍領域よりも軸方向に窪んで形成され、当該窪んで形成された領域が前記出力面に含まれない、カム機構を提供する。
【００１１】
また本発明は、上記の目的を達成するため、上記のカム機構と、同軸上で相対回転可能に配置された第１回転部材及び第２回転部材と、前記第１回転部材との相対回転が規制された第１摩擦板、及び前記第２回転部材との相対回転が規制された第２摩擦板を有する多板クラッチと、前記第１カム部材を前記第２カム部材に対して回転させる回転力を付与する回転力付与機構と、前記第１カム部材の前記軸方向端面と前記第１回転部材との間に配置され、前記第１カム部材の前記第１回転部材に対する軸方向移動を規制すると共に前記出力面から出力された前記カム推力の反力を受けるスラストころ軸受と、を備え、前記第２カム部材が前記第１カム部材に対して軸方向に移動することで前記多板クラッチの前記第１摩擦板と前記第２摩擦板とが摩擦係合し、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で駆動力が伝達される、駆動力伝達装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、相対回転する一対のカム部材のうちカム推力の反力を受ける一方のカム部材を焼結により形成しながらも、当該一方のカム部材における他方のカム部材とは反対側の軸方向端面を平面加工する必要がなく、カム機構及び駆動力伝達装置の製造コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るカム機構を備えた駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。
【図３】カム機構及びその周辺部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】（ａ）はパイロットカムにおける一方の軸方向端面を示す平面図、（ｂ）はパイロットカムにおける他方の軸方向端面を示す平面図である。
【図５】図４（ｂ）のＡ−Ａ線断面を示すパイロットカムの断面斜視図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は図４（ｂ）に示すパイロットカムのＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は比較例に係るパイロットカムを示す径方向断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るパイロットカムを示し、（ａ）は一方の軸方向端面を示す平面図、（ｂ）は他方の軸方向端面を示す平面図である。
【図９】図８（ｂ）のＣ−Ｃ線断面を示すパイロットカムの断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図６を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカム機構を備えた駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。
【００１６】
図１に示すように、四輪駆動車１は、走行用のトルク（駆動力）を発生する駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１の出力を変速するトランスミッション１２と、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力が常に伝達される主駆動輪としての左右前輪１８１，１８２と、四輪駆動車１の走行状態に応じてエンジン１１の駆動力が伝達される補助駆動輪としての左右後輪１９１，１９２とを備えている。この四輪駆動車１は、左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２にエンジン１１の駆動力を伝達する四輪駆動状態と、左右前輪１８１，１８２のみに駆動力を伝達する二輪駆動状態とを切り替え可能である。
【００１７】
また、四輪駆動車１には、フロントディファレンシャル１３と、プロペラシャフト１４と、リヤディファレンシャル１５と、左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２と、左右の後輪側のドライブシャフト１７１，１７２と、プロペラシャフト１４とリヤディファレンシャル１５との間に配置された駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置１０とが搭載されている。
【００１８】
制御装置１０は、左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２の回転速度をそれぞれ検出する回転速センサ７１〜７４、ならびにアクセルペダル１００の踏み込み量を検出するためのアクセルペダルセンサ７５の検出結果を取得可能であり、これらの検出結果に基づいて、駆動力伝達装置２を制御する。より具体的には、例えば左右前輪１８１，１８２の平均回転速度と左右後輪１９１，１９２の平均回転速度との差が大きいほど、またアクセルペダル１００の踏み込み量が大きいほど、大きな駆動力が左右後輪１９１，１９２に伝達されるように、駆動力伝達装置２を制御する。
【００１９】
制御装置１０は、回転速センサ７１〜７４やアクセルペダルセンサ７５の検出結果などに基づいて駆動力伝達装置２が伝達すべき指令トルクを演算し、この指令トルクに応じた励磁電流を駆動力伝達装置２に供給する。駆動力伝達装置２は、励磁電流に応じた駆動力をプロペラシャフト１４からリヤディファレンシャル１５側に伝達する。制御装置１０は、励磁電流を例えばＰＷＭ制御によって増減することにより、駆動力伝達装置２を介して左右後輪１９１，１９２に伝達される駆動力を調節可能である。
【００２０】
左右前輪１８１，１８２には、エンジン１１の駆動力が、トランスミッション１２、フロントディファレンシャル１３、及び左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２を介して伝達される。フロントディファレンシャル１３は、左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１３１，１３１と、一対のサイドギヤ１３１，１３１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１３２，１３２と、一対のピニオンギヤ１３２，１３２を支持するピニオンギヤシャフト１３３と、これらを収容するフロントデフケース１３４とを有している。
【００２１】
フロントデフケース１３４には、リングギヤ１３５が固定され、このリングギヤ１３５がプロペラシャフト１４の車両前方側の端部に設けられたピニオンギヤ１４１に噛み合っている。プロペラシャフト１４の車両後方側の端部は、駆動力伝達装置２のハウジング２０に連結されている。駆動力伝達装置２は、ハウジング２０と相対回転可能に配置されたインナシャフト２３を有しており、制御装置１０から供給される励磁電流に応じた駆動力を、インナシャフト２３と相対回転不能に連結されたピニオンギヤシャフト１５０を介してリヤディファレンシャル１５に伝達する。駆動力伝達装置２の詳細については後述する。
【００２２】
リヤディファレンシャル１５は、左右の後輪側のドライブシャフト１７１，１７２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１５１，１５１と、一対のサイドギヤ１５１，１５１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１５２，１５２と、一対のピニオンギヤ１５２，１５２を支持するピニオンギヤシャフト１５３と、これらを収容するリヤデフケース１５４と、リヤデフケース１５４に固定されてピニオンギヤシャフト１５０と噛み合うリングギヤ１５５とを有している。
【００２３】
（駆動力伝達装置の構成）
図２は、駆動力伝達装置２の構成例を示す断面図である。図３は、駆動力伝達装置２のカム機構４及びその周辺部を拡大して示す拡大断面図である。図２において、回転軸線Ｏよりも上側は駆動力伝達装置２の作動状態（トルク伝達状態）を、下側は駆動力伝達装置２の非作動状態（トルク非伝達状態）を、それぞれ示す。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。
【００２４】
駆動力伝達装置２は、フロントハウジング２１及びリヤハウジング２２からなる第１回転部材としてのハウジング２０と、ハウジング２０と同軸上で相対回転可能に支持された第２回転部材としての筒状のインナシャフト２３と、ハウジング２０とインナシャフト２３との間に配置されたメインクラッチ３と、メインクラッチ３を押圧する押圧力を発生させるカム機構４と、フロントハウジング２１の回転力を受けてカム機構４を作動させる電磁クラッチ機構５とを有して構成されている。ハウジング２０の内部空間には、図略の潤滑油が封入されている。本実施の形態では、カム機構４がボールカム機構として構成されている。また、ハウジング２０及びインナシャフト２３は、左右後輪１９１，１９２に駆動力を伝達する駆動力伝達経路における一対の回転部材の一態様である。
【００２５】
フロントハウジング２１は、円筒状の筒部２１ａと底部２１ｂとを一体に有する有底円筒状である。筒部２１ａの開口端部における内面には、雌ねじ部２１ｃが形成されている。また、フロントハウジング２１は、アルミニウム等の非磁性金属材料からなり、底部２１ｂには、プロペラシャフト１４（図１参照）が例えば十字継手を介して連結される。
【００２６】
フロントハウジング２１は、軸方向に延びる複数の外側スプライン突起２１１を筒部２１ａの内周面に有している。外側スプライン突起２１１は、ハウジング２０及びインナシャフト２３の回転軸線Ｏに向かって、径方向内側に突出している。
【００２７】
リヤハウジング２２は、鉄等の磁性材料からなる第１環状部材２２１、第１環状部材２２１の内周側に溶接等により一体に結合されたオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる第２環状部材２２２、及び第２環状部材２２２の内周側に溶接等により一体に結合された鉄等の磁性材料からなる第３環状部材２２３からなる。第１環状部材２２１と第３環状部材２２３との間には、電磁コイル５３を収容する環状の収容空間２２ａが形成されている。また、第１環状部材２２１の外周面には、フロントハウジング２１の雌ねじ部２１ｃに螺合する雄ねじ部２２１ａが形成されている。
【００２８】
インナシャフト２３は、玉軸受６１及び針状ころ軸受６２によってハウジング２０の内周側に支持されている。インナシャフト２３は、軸方向に延びる複数の内側スプライン突起２３１を外周面に有している。また、インナシャフト２３の一端部における内面には、ピニオンギヤシャフト１５０（図１参照）の一端部が相対回転不能に嵌合されるスプライン嵌合部２３２が形成されている。
【００２９】
メインクラッチ３は、軸方向に沿って交互に配置された複数の第１摩擦板としてのメインアウタクラッチプレート３１及び複数の第２摩擦板としてのメインインナクラッチプレート３２を有する多板クラッチである。メインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２との摩擦摺動は、ハウジング２０とインナシャフト２３との間に封入された図略の潤滑油によって潤滑され、摩耗や焼き付きが抑制されている。
【００３０】
メインアウタクラッチプレート３１は、フロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起３１１を外周端部に有している。メインアウタクラッチプレート３１は、係合突起３１１が外側スプライン突起２１１に係合することにより、フロントハウジング２１との相対回転が規制され、かつフロントハウジング２１に対して軸方向に移動可能である。
【００３１】
メインインナクラッチプレート３２は、インナシャフト２３の内側スプライン突起２３１に周方向のガタをもって係合する複数の係合突起３２１を外周端部に有している。メインインナクラッチプレート３２は、係合突起３２１が内側スプライン突起２３１に係合することにより、インナシャフト２３との相対回転が規制され、かつインナシャフト２３に対して軸方向に移動可能である。また、メインインナクラッチプレート３２には、潤滑油を流通させる複数の油孔３２２がメインアウタクラッチプレート３１よりも内側に形成され、メインアウタクラッチプレート３１と摩擦摺動する摺動面には、例えば天然パルプや有機合成繊維を母材として形成される摩擦材が貼着されている。
【００３２】
カム機構４は、第１カム部材としてのパイロットカム４１と、パイロットカム４１と相対回転可能に配置された環状の第２カム部材としてのメインカム４２と、パイロットカム４１とメインカム４２との間に配置された球状の転動部材としての複数のカムボール４３とを有している。パイロットカム４１及びメインカム４２は共に環状であり、その中心部にインナシャフト２３が挿通されている。メインカム４２は、パイロットカム４１と軸方向に並列し、メインカム４２がメインクラッチ３側に、パイロットカム４１がリヤハウジング２２側に、それぞれ配置されている。
【００３３】
また、パイロットカム４１及びメインカム４２は、鉄等の金属粉を焼結した焼結体からなる。ここで、焼結とは、原料となる金属の粉末を金型に入れて圧縮成形し、得られた成形体を焼結炉にて焼き固める製法をいう。なお、メインカム４２は、焼結に限らず、例えば機械加工によって成形してもよい。
【００３４】
パイロットカム４１には、メインカム４２との対向面に複数の第１カム溝としてのカム溝４１０が形成されている。また、メインカム４２には、パイロットカム４１との対向面に同数の第２カム溝としてのカム溝４２０が形成されている。パイロットカム４１及びメインカム４２のカム溝４１０，４２０は、図２に示す径方向断面形状がカムボール４３の半径に対応する曲率半径を有する湾曲形状であり、かつ軸方向の深さが最深部から周方向に離間するにしたがって徐々に浅くなる周方向溝である。カムボール４３は、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転することにより、パイロットカム４１及びメインカム４２のカム溝４１０，４２０を転動可能である。
【００３５】
カム機構４は、カムボール４３がパイロットカム４１及びメインカム４２のカム溝４１０，４２０を転動することにより発生するカム推力によって、メインカム４２がパイロットカム４１に対して軸方向に移動することでメインクラッチ３を押圧する。これにより、メインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２とが摩擦係合し、ハウジング２０とインナシャフト２３との間で駆動力が伝達される。
【００３６】
メインカム４２は、メインクラッチ３の一端におけるメインインナクラッチプレート３２に接触してメインクラッチ３を押圧する環板状の押圧部４２１と、押圧部４２１よりもメインカム４２の内周側に設けられたカム部４２２とを一体に有している。メインカム４２のカム溝４２０は、カム部４２２の軸方向端面に設けられている。メインカム４２は、押圧部４２１の内周端部に形成されたスプライン係合部４２１ａがインナシャフト２３の内側スプライン突起２３１に係合し、インナシャフト２３との相対回転が規制されている。また、メインカム４２は、インナシャフト２３に形成された段差面２３ａとの間に配置された皿バネ４４により、メインクラッチ３から軸方向に離間するように付勢されている。このため、制御装置１０から駆動力伝達装置２に励磁電流が供給されない非作動状態では、カムボール４３がカム溝４１０，４２０の最深部に位置する。
【００３７】
パイロットカム４１は、メインカム４２に対して相対回転する回転力を電磁クラッチ機構５から受けるスプライン係合部４１１ａが外周面に形成された円筒部４１１と、円筒部４１１よりも内径側に設けられたカム部４１２とを一体に有している。パイロットカム４１のカム溝４１０は、カム部４１２の軸方向端面に設けられている。
【００３８】
図３に示すように、パイロットカム４１とリヤハウジング２２の第３環状部材２２３との間には、スラストころ軸受４５及びシム４６が配置されている。スラストころ軸受４５とシム４６とは軸方向に並列し、シム４６の両側面４６ａ，４６ｂのうち一方の側面４６ａがパイロットカム４１に当接している。スラストころ軸受４５は、シム４６の他方の側面４６ｂと第３環状部材２２３の軸方向端面２２３ａとの間に配置されている。なお、図３では、駆動力伝達装置２の非作動状態を示している。
【００３９】
スラストころ軸受４５は、パイロットカム４１のハウジング２０に対する軸方向移動を規制すると共に、カム機構４で発生するカム推力の反力をシム４６を介して受ける。スラストころ軸受４５は、複数の針状ころ４５１と、複数の針状ころ４５１を転動可能に保持する保持器４５２と、保持器４５２を軸方向に係止するレース部材４５３とを有している。レース部材４５３は、外径側の端部に保持器４５２を係止する係止部４５３ａを有すると共に、針状ころ４５１が転動する軌道面４５３ｂ、及び第３環状部材２２３の軸方向端面２２３ａに当接する当接面４５３ｃとを有している。
【００４０】
複数の針状ころ４５１は、レース部材４５３の軌道面４５３ｂ、及びシム４６の側面４６ｂを転動する。換言すれば、シム４６の側面４６ｂの一部が、針状ころ４５１が転動する軌道面４６ｃとして形成されている。回転軸線Ｏに直交する径方向において、軌道面４６ｃの外径と内径との差は、針状ころ４５１の長手方向の長さに相当する。本実施の形態では、回転軸線Ｏに直交する径方向において、複数の針状ころ４５１がカムボール４３の中心よりも内側にあたる位置に配置されている。
【００４１】
シム４６は、メインクラッチ３のメインアウタクラッチプレート３１及びメインインナクラッチプレート３２の厚みのバラつき等によるパイロットカム４１とリヤハウジング２２との間隔の誤差を調整するものであり、駆動力伝達装置２の組み立て工程における測定結果に基づいて、シム４６の側面４６ｂと第３環状部材２２３の軸方向端面２２３ａとの間隔が適切な値となる厚みのものが選択される。シム４６は、円環板状であり、その軸方向の厚みは例えば１．０〜２．２ｍｍである。
【００４２】
電磁クラッチ機構５は、アーマチャ５０と、複数のパイロットアウタクラッチプレート５１と、複数のパイロットインナクラッチプレート５２と、電磁コイル５３とを有して構成されている。電磁クラッチ機構５は、パイロットカム４１をメインカム４２に対して回転させる回転力を付与する回転力付与機構として機能する。
【００４３】
電磁コイル５３は、磁性材料からなる環状のヨーク５３０に保持され、リヤハウジング２２の収容空間２２ａに収容されている。ヨーク５３０は、玉軸受６３によってリヤハウジング２２の第３環状部材２２３に支持され、その外周面が第１環状部材２２１の内周面に対向している。また、ヨーク５３０の内周面は、第３環状部材２２３の外周面に対向している。電磁コイル５３には、電線５３１を介して制御装置１０から励磁電流が供給される。
【００４４】
複数のパイロットアウタクラッチプレート５１及び複数のパイロットインナクラッチプレート５２は、アーマチャ５０とリヤハウジング２２との間に、軸方向に沿って交互に配置されている。パイロットアウタクラッチプレート５１及びパイロットインナクラッチプレート５２の径方向の中央部には、電磁コイル５３の通電により発生する磁束の短絡を防ぐための複数の円弧状のスリットが形成されている。
【００４５】
パイロットアウタクラッチプレート５１は、フロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起５１１を外周端部に有している。パイロットインナクラッチプレート５２は、パイロットカム４１のスプライン係合部４１１ａに係合する複数の係合突起５２１を内周端部に有している。
【００４６】
アーマチャ５０は、鉄等の磁性材料からなる環状の部材であり、外周部にはフロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起５０１が形成されている。これにより、アーマチャ５０は、フロントハウジング２１に対して軸方向に移動可能、かつフロントハウジング２１に対する相対回転が規制されている。
【００４７】
上記のように構成された駆動力伝達装置２は、電磁コイル５３に励磁電流が供給されることにより発生する磁力によってアーマチャ５０がリヤハウジング２２側に引き寄せられ、パイロットアウタクラッチプレート５１とパイロットインナクラッチプレート５２とが摩擦接触する。これにより、ハウジング２０の回転力がパイロットカム４１に伝達され、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転し、カムボール４３がカム溝４１０，４２０を転動する。このカムボール４３の転動により、メインカム４２にメインクラッチ３を押圧するカム推力が発生し、複数のメインアウタクラッチプレート３１と複数のメインインナクラッチプレート３２との間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力により、ハウジング２０とインナシャフト２３との間で駆動力が伝達される。メインクラッチ３によって伝達される駆動力は、電磁コイル５３に供給される励磁電流に応じて増減する。
【００４８】
（メインカムの構成）
図４（ａ）は、パイロットカム４１におけるメインカム４２側の軸方向端面４１ａを示す平面図である。図４（ｂ）は、パイロットカム４１におけるシム４６側（メインカム４２とは反対側）の軸方向端面４１ｂを示す平面図である。図５は、パイロットカム４１の図４（ｂ）に示すＡ−Ａ線断面を示す断面斜視図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、図４（ｂ）に示すパイロットカム４１のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ線断面図である。カムボール４３は、Ａ−Ａ線断面の位置とＢ−Ｂ線断面の位置との間でカム溝４１０を転動する。なお、図示は省略しているが、メインカム４２のカム溝４２０も、パイロットカム４１のカム溝４１０と同様に形成されている。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、本実施の形態ではパイロットカム４１に６つのカム溝４１０が形成されており、これらのカム溝４１０の周方向の端部同士が互いに連続している。また、これら６つのカム溝４１０のそれぞれに対応して、６つのカムボール４３がパイロットカム４１とメインカム４２との間に等間隔に配置されている。カム溝４１０の内面４１０ａは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、その径方向断面形状が円弧状である。換言すれば、パイロットカム４１の軸方向端面４１ａのうち、円弧状に窪んだ部分がカム溝４１０の内面４１０ａとなっている。本実施の形態では、この径方向断面におけるカム溝４１０の内面４１０ａがカムボール４３の半径よりも僅かに大きい曲率半径を有する円弧状である。
【００５０】
図４（ａ）では、カム溝４１０の内面４１０ａにおける最深部４１０ｂを黒丸で示している。最深部４１０ｂは、カム溝４１０における軸方向の深さが最も深い部分であり、より詳細には、複数のカムボール４３の中心点を含む仮想平面から軸方向に最も離れた部分である。また、図４（ａ）では、パイロットカム４１の周方向に延びるカム溝４１０の中心線４１０ｃを一点鎖線で示し、最深部４１０ｂを含みかつ中心線４１０ｃに直交する径方向線４１０ｄを実線で示している。図４（ｂ）では、軸方向端面４１ｂ側から見たカム溝４１０の外縁を中心線４１０ｃ及び径方向線４１０ｄと共に破線で示している。
【００５１】
各カム溝４１０は、径方向線４１０ｄに対して対称な形状であり、軸方向の深さが径方向線４１０ｄから周方向に離れるほど浅くなっている。なお、カムボール４３は、中心線４１０ｃ上の一点でカム溝４１０の内面４１０ａに接触してもよく、中心線４１０ｃを挟む二点でカム溝４１０の内面４１０ａに接触（アンギュラコンタクト）してもよい。
【００５２】
パイロットカム４１は、カム溝４１０の裏側にあたる軸方向端面４１ｂの少なくとも一部がカム推力の反力を出力する出力面４１ｂ１として形成されている。以下、パイロットカム４１の軸方向端面４１ｂのうち、出力面４１ｂ１に含まれない部分を非出力面４１ｂ２という。出力面４１ｂ１は、非出力面４１ｂ２から軸方向に突出しており、出力面４１ｂ１と非出力面４１ｂ２との間には、段差面４１ｂ３が形成されている。
【００５３】
本実施の形態では、出力面４１ｂ１及び非出力面４１ｂ２が焼結肌からなる。ここで、焼結肌とは、いわゆる黒皮面のことであり、焼結されたままの表面肌、すなわち研削等によって平面加工されていない粗面の表面肌をいう。
【００５４】
本実施の形態では、パイロットカム４１の出力面４１ｂ１がシム４６の一方の側面４６ａに当接する。スラストころ軸受４５は、パイロットカム４１の出力面４１ｂ１から出力されたカム推力の反力を、シム４６を介して間接的に受ける。ただし、スラストころ軸受４５が一対のレース部材を有し、これら一対のレース部材の間に複数の針状ころが配置されている場合には、シム４６を用いることなく、一対のレース部材のうちリヤハウジング２２側とは反対側のレース部材をパイロットカム４１の出力面４１ｂ１に当接させてもよい。この場合には、スラストころ軸受４５がカム推力の反力をパイロットカム４１の出力面４１ｂ１から直接的に受ける。
【００５５】
パイロットカム４１の出力面４１ｂ１は、軸方向に対して直交する平面であることが望ましい。パイロットカム４１の出力面４１ｂ１の一部に軸方向に突出した膨出部があると、例えばスラストころ軸受４５の針状ころ４５１が受ける荷重の長手方向における不均一性が高まり、針状ころ４５１に局所的なフレーキングや摩耗が発生しやすくなるためである。つまり、カム推力の反力が膨出部から集中的にスラストころ軸受４５側に出力され、針状ころ４５１の長手方向においてこの膨出部と軸方向にならぶ位置でフレーキングや摩耗が発生しやすくなる。
【００５６】
ところで、一般に焼結体は、前述のように圧縮成形された金属粉からなる成形体を焼き固めることで製造されるので、厚みが異なる部分があると、金属粉の密度や焼き固め時における厚い部分と薄い部分との収縮量の違い等によって歪が発生する場合がある。例えばボールカム機構のカム部材のように、軸方向端面の一方に深さが徐々に変化する溝が形成された焼結体の場合には、溝の深い部分の裏側にあたる部分が圧縮成型後の状態よりも膨出しやすいことが本発明者らによって確認されている。
【００５７】
そこで、本実施の形態に係るパイロットカム４１の軸方向端面４１ｂは、カム溝４１０の最深部４１０ｂの裏側にあたる部位ならびに当該部位の外径側及び内径側にあたる部位の少なくとも一部を含む領域が周方向の近傍領域よりも軸方向に窪んで形成され、当該窪んで形成された領域が出力面４１ｂ１に含まれないように形成されている。以下、パイロットカム４１の軸方向端面４１ｂにおいて、最深部４１０ｂの裏側にあたる部位を最深部対応部位といい、図４（ｂ）等に符号４１ｃで示す。また、カム溝４１０の裏側であって最深部対応部位４１ｃの外径側にあたる部位を最深部対応外径側部位といい、符号４１ｄで示す。また、カム溝４１０の裏側であって最深部対応部位４１ｃの内径側にあたる部位を最深部対応内径側部位といい、符号４１ｅで示す。またさらに、軸方向端面４１ｂのうち、カム溝４１０の裏側にあたる領域をカム溝裏面領域といい、符号４１ｆで示す。
【００５８】
カム溝裏面領域４１ｆは、パイロットカム４１を軸方向に見た場合にカム溝４１０の内面４１０ａと重なる領域である。本実施の形態では、前述のように、複数のカム溝４１０の周方向の端部同士が互いに連続しているので、カム溝４１０の内面４１０ａが外縁線４１０ｅと内縁線４１０ｆとの間に回転軸線Ｏを中心として環状に形成されており、カム溝裏面領域４１ｆもまた、回転軸線Ｏを中心とする環状の領域である。
【００５９】
本実施の形態では、最深部対応部位４１ｃよりも外径側の部位である最深部対応外径側部位４１ｄの少なくとも一部を含む領域が、その周方向の近傍領域よりも軸方向に窪んで形成されている。以下、この窪んで形成された領域を窪部といい、図４（ｂ）等に符号４１ｇで示す。また、窪部４１ｇの周方向の近傍領域を符号４１ｈで示す。近傍領域４１ｈは、出力面４１ｂ１に含まれる。窪部４１ｇは、カム溝裏面領域４１ｆ内において非出力面４１ｂ２に含まれる。一方、最深部対応内径側部位４１ｅは、その全体が出力面４１ｂ１に含まれる。
【００６０】
パイロットカム４１の軸方向端面４１ｂを軸方向に見た場合、出力面４１ｂ１の外縁線４１ｉは、図４（ｂ）に示すように、６つの直線部４１ｉ１及び６つの円弧部４１ｉ２からなる。直線部４１ｉ１は、径方向線４１０ｄに直交し、かつ最深部対応部位４１ｃを含む直線状である。円弧部４１ｉ２は、カム溝４１０の最も浅い部分を挟んでその周方向に所定の角度範囲にわたって延びる円弧状である。外縁線４１ｉは、その全体がカム溝裏面領域４１ｆに含まれる。この構成により、外縁線４１ｉは、軸方向視において径方向線４１０ｄと重なる部分の外径が、カム溝４１０の周方向の端部と重なる部分の外径よりも小さくなっている。
【００６１】
また、図４（ｂ）では、回転軸線Ｏを中心として６つの円弧部４１ｉ２の間をそれぞれ接続する６つの仮想円弧線４１ｉ０を二点鎖線で示している。窪部４１ｇは、直線部４１ｉ１と仮想円弧線４１ｉ０との間に形成されている。近傍領域４１ｈは、円弧部４１ｉ２における周方向端部の内側にあたる領域である。
【００６２】
２つの円弧部４１ｉ２の間の直線部４１ｉ１の長さは、カムボール４３の直径よりも長い。これにより、本実施の形態では、カム溝裏面領域４１ｆに含まれる最深部対応部位４１ｃの外径側の少なくとも一部がカムボール４３の直径以上の周方向幅にわたって出力面４１ｂ１に含まれないようにパイロットカム４１が構成されている。換言すれば、窪部４１ｇがカムボール４３の直径以上の周方向幅にわたって形成されている。
【００６３】
また、本実施の形態では、前述のように、複数の針状ころ４５１がカムボール４３の中心よりも内側にあたる位置に配置されているので、カム機構４、スラストころ軸受４５、及びシム４６を軸方向に見た場合、針状ころ４５１が転動するシム４６の軌道面４６ｃの全体がパイロットカム４１の出力面４１ｂ１と軸方向に重なっている。これにより、カム推力の反力によって針状ころ４５１が受ける荷重が針状ころ４５１の長手方向に均等化されている。
【００６４】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
次に、本実施の形態の作用及び効果を比較例との比較によって説明する。
【００６５】
図７は、比較例に係るパイロットカム４１Ａを示す径方向断面図である。このパイロットカム４１Ａは、窪部４１ｇが設けられていない他は、本実施の形態に係るパイロットカム４１と同様に形成されている。パイロットカム４１Ａの構成要素のうち、パイロットカム４１と共通する部分については図６に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。図７（ａ）は図４（ｂ）に示すパイロットカム４１のＡ−Ａ断面に対応する断面図であり、図７（ｂ）は図４（ｂ）に示すパイロットカム４１のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。
【００６６】
パイロットカム４１Ａは、窪部４１ｇが設けられていないので、出力面４１ｂ１の外縁が円形である。このような構成のパイロットカム４１Ａを焼結によって形成した場合、最深部対応外径側部位４１ｄに膨出部４１ｊが発生することが本発明者らによって確認されている。この膨出部４１ｊは、膨出部４１ｊ以外の部分の出力面４１ｂ１を含む仮想面Ｖ（図７（ａ）に二点鎖線で示す）よりも軸方向に突出している。
【００６７】
このような膨出部４１ｊが出力面４１ｂ１に発生すると、カム推力の反力が膨出部４１ｊから集中的に出力され、スラストころ軸受４５の針状ころ４５１の長手方向の一方の端部における荷重が大きくなる。このため、この一方の端部において針状ころ４５１にフレーキングや局所的な摩耗が発生しやすくなる。
【００６８】
一方、本実施の形態に係るパイロットカム４１では、パイロットカム４１Ａにおいて膨出部４１ｊが発生する部位に窪部４１ｇが設けられているので、研削等による平面加工をしなくとも、出力面４１ｂ１が軸方向に対して直交する突起のない平面に形成されている。このため、カム推力の反力が一部に集中的に出力されることがなく、カム機構４が作動した際の出力面４１ｂ１の面圧が均等化され、針状ころ４５１にフレーキングや局所的な摩耗が発生することが抑制される。また、パイロットカム４１Ａのように窪部４１ｇが設けられていない場合、膨出部４１ｊは、カムボール４３の直径が大きいほど広い範囲にわたって発生する。しかし、本実施の形態では、カムボール４３の直径以上の周方向幅にわたって窪部４１ｇが形成されているので、膨出部４１ｊの発生が確実に抑止されている。
【００６９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るパイロットカム４１Ｂについて、図８及び図９を参照して説明する。この焼結体からなるパイロットカム４１Ｂは、第１の実施の形態に係るメインカム４２及び複数のカムボール４３と共にカム機構４を構成し、駆動力伝達装置２に組み込まれる。以下、パイロットカム４１Ｂについて、第１の実施の形態との違いの部分について重点的に説明する。
【００７０】
図８（ａ）は、パイロットカム４１におけるメインカム４２側の軸方向端面４１ａを示す平面図である。図８（ｂ）は、パイロットカム４１におけるシム４６側の軸方向端面４１ｂを示す平面図である。図９は、パイロットカム４１Ｂの図８（ｂ）に示すＣ−Ｃ線断面を示す断面斜視図である。図８及び図９において、第１の実施の形態について説明したものと共通する構成要素については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００７１】
第１の実施の形態では、窪部４１ｇが最深部対応外径側部位４１ｄの一部を含む領域に設けられ、この領域が出力面４１ｂ１に含まれない場合について説明した。本実施の形態では、パイロットカム４１Ｂの軸方向端面４１ｂのうち、最深部対応部位４１ｃならびにその内径側及び外径側の領域である最深部対応外径側部位４１ｄ及び最深部対応内径側部位４１ｅが出力面４１ｂ１に含まれない。より具体的には、周方向の近傍領域４１ｈよりも軸方向に窪んで形成された窪部４１ｇがパイロットカム４１Ｂの径方向に延在し、この窪部４１ｇによって出力面４１ｂ１が分割されている。本実施の形態では、６つの窪部４１ｇによって出力面４１ｂ１が６分割されている。出力面４１ｂ１は、パイロットカム４１Ｂの軸方向端面４１ｂにランド状に形成された突起の端面に形成された平坦面である。
【００７２】
窪部４１ｇにおける軸方向端面４１ｂは、非出力面４１ｂ２に含まれる。また、パイロットカム４１Ｂの周方向において、出力面４１ｂ１における窪部４１ｇ側の端部が近傍領域４１ｈに相当する。それぞれの出力面４１ｂ１は、軸方向視において扇形であり、その外縁線４１ｋは、外周円弧部４１ｋ１及び内周円弧部４１ｋ２と、外周円弧部４１ｋ１と内周円弧部４１ｋ２との両端部間における一対の直線部４１ｋ３とからなる。窪部４１ｇは、周方向に隣り合う一対の出力面４１ｂ１におけるそれぞれの直線部４１ｋ３の間に設けられている。窪部４１ｇを介して向かい合うこれらの直線部４１ｋ３は互いに平行である。
【００７３】
（第２の実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。また、本実施の形態では、パイロットカム４１Ｂの軸方向端面４１ｂのうち、最深部対応部位４１ｃ、最深部対応外径側部位４１ｄ、及び最深部対応内径側部位４１ｅが出力面４１ｂ１に含まれないので、より確実に出力面４１ｂ１に膨出部が発生することが抑制される。
【００７４】
なお、窪部４１ｇがパイロットカム４１Ｂの径方向に延在して形成されることにより、最深部対応部位４１ｃの周辺部全体が非出力面４１ｂ２となるが、カム溝４１０の最深部４１０ｂはカム機構４の中立位置にあたり、この近傍にカムボール４３が位置する場合には、大きなカム推力及びその反力が発生しない。このため、窪部４１ｇが最深部対応部位４１ｃ、最深部対応外径側部位４１ｄ、及び最深部対応内径側部位４１ｅにわたって形成されていても、カム推力の反力によってパイロットカム４１Ｂやシム４６が大きく変形することはない。
【００７５】
（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００７６】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、カム機構４を駆動力伝達装置２に適用した場合について説明したが、これに限らず、回転力を軸方向のカム推力に変換して作動する様々な装置に本発明のカム機構を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
２…駆動力伝達装置
２０…ハウジング（第１回転部材）
２３…インナシャフト（第２回転部材）
３…メインクラッチ（多板クラッチ）
３１…メインアウタクラッチプレート（第１摩擦板）
３２…メインインナクラッチプレート（第２摩擦板）
４１，４１Ｂ…パイロットカム（第１カム部材）
４１０…カム溝（第１カム溝）
４１０ａ…内面
４１０ｂ…最深部
４１ｂ…軸方向端面
４１ｂ１…出力面
４１ｃ…最深部対応部位（最深部の裏側にあたる部位）
４１ｄ…最深部対応外径側部位（最深部対応部位の外径側にあたる部位）
４１ｅ…最深部対応内径側部位（最深部対応部位の内径側にあたる部位）
４１ｆ…カム溝裏面領域（カム溝の裏側にあたる領域）
４１ｇ…窪部（窪んで形成された領域）
４１ｈ…近傍領域
４２…メインカム（第２カム部材）
４２０…カム溝（第２カム溝）
４３…カムボール（転動部材）
４５…カム機構
５…電磁クラッチ機構（回転力付与機構）
【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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