(57)【要約】【課題】摩擦面間の相対回転速度を摩擦係合させる２部材間の相対回転速度よりも低くすることを可能とする。【解決手段】相対回転可能なアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３にそれぞれ備えられた摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレート１０９を介設し、理論的にはアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３の摩擦面とフローティング・プレート１０９との間の相対回転速度をアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３の相対回転速度の１／２にすることができ、摩擦面間の相対回転速度をアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３間の相対回転速度よりも低くすることができることを特徴とする。【選択図】図２
2011256933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能な一対の部材にそれぞれ備えられた摩擦面の摩擦係合を行わせる摩擦伝動構造であって、
前記摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレートを介設した、
ことを特徴とする摩擦伝動構造。
【請求項２】
請求項1記載の摩擦伝動構造であって、
前記摩擦面は、前記相対回転自在な一対の部材間に介設された摩擦クラッチに備えられたものである、
ことを特徴とする摩擦伝動構造。
【請求項３】
相対回転可能な内外回転部材間に介設された多板のメイン・クラッチと、
前記メイン・クラッチを押圧して前記内外回転部材間のトルク伝達を制御する押圧部材と、
前記押圧部材と前記内外回転部材の一方との間に介設されパイロット・クラッチの締結による摩擦面の摩擦係合に起因して前記押圧部材を押圧動作させる締結機構とよりなる摩擦クラッチであって、
前記パイロット・クラッチの摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレートを介設した、
ことを特徴とする摩擦クラッチ。
【請求項４】
相対回転可能な回転部材間に介設され回転部材間をロック可能なロック部材と、
前記ロック部材を押圧して前記回転部材間の相対回転をロックする押圧部材と、
前記押圧部材と固定側との間に介設され締結による摩擦面の摩擦係合に起因して前記押圧部材を押圧動作させる締結機構とよりなるデフ・ロック装置であって、
前記摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレートを介設した、
ことを特徴とするデフ・ロック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦伝動構造、摩擦クラッチ、デフ・ロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献1に記載されている摩擦クラッチがある。この摩擦クラッチは、外周側のケースと内周側のシャフトからなる一対の回転部材間に係合する多板のメイン・クラッチを締結制御するものである。
【０００３】
この摩擦クラッチでは、電磁石が励磁されるとアーマチャが吸引されパイロット・クラッチが締結調整される。このパイロット・クラッチの締結調整によりカム機構が働いてスラスト力に変換され、メイン・クラッチに所定の締結力を付与する。
【０００４】
しかし、パイロット・クラッチの摩擦面間の相対回転速度を、相互に摩擦係合するアウター・プレート及びインナー・プレート間の相対回転速度よりも低くすることができないという問題があった。
【０００５】
このため、潤滑オイルの粘性が高い低温時に前記パイロット・クラッチの潤滑オイルによる粘性抵抗を低くすることができず、大きなドラグトルクが発生するため、低粘度の潤滑オイルの使用や油面高さの低下を必要としていた。
【０００６】
また、高速回転時にはパイロット・クラッチの摩擦面間の相対回転速度が速く、粘性抵抗によりパイロット・クラッチが作動する可能性があり、高速回転の使用に限界があった。
【０００７】
さらに、摩擦面間の相対回転速度が速く、摩耗に対しても不利であるという問題があり、このような問題は、上記構造に限らず、ブレーキ摩擦面間においても同様であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７６６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、摩擦面間の相対回転速度を、摩擦係合する２部材間の相対回転速度よりも低くすることができなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、摩擦面間の相対回転速度を、摩擦係合する２部材間の相対回転速度よりも低くすることを可能とするため、相対回転可能な一対の部材にそれぞれ備えられた摩擦面の摩擦係合を行わせる摩擦伝動構造であって、前記摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレートを介設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明は、相対回転可能な一対の部材にそれぞれ備えられた摩擦面の摩擦係合を行わせる摩擦伝動構造であって、前記摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレートを介設した。
【００１２】
このため、理論的には摩擦面とフローティング・プレートとの間の相対回転速度を、一対の部材の相対回転速度より低くすることができ、摩擦面間の相対回転速度を、一対の部材間の相対回転速度よりも低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】減速駆動装置の断面図である。（実施例１）
【図２】要部拡大断面図である。（実施例１）
【図３】減速駆動装置のである。（実施例２）
【図４】デフ・ロック装置に係り、上半部がデフ・ロック解除状態、下半部がデフ・ロック状態を示す断面図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
摩擦面間の相対回転速度を、摩擦係合する２部材間の相対回転速度よりも低くすることを可能にするという目的を、フローティング・プレートにより実現した。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１の摩擦伝動構造を適用した減速駆動装置の断面図である。
【００１６】
図１のように、減速駆動装置１は、駆動源として電動モーター或いはモーター・ジェネレータ３を備え、車体側に支持され固定側であるキャリヤ・ケース５に、複数段の減速ギヤ組である第１，第２の減速機構７，９と、摩擦クラッチ１１、リヤ・デファレンシャル装置１３とを備えている。
【００１７】
本発明実施例の特徴は、摩擦クラッチ１１に、後述するフローティング・プレートを設けたことにあるが、その前提構成である減速駆動装置１について全体的に説明する。
【００１８】
キャリヤ・ケース５は、モーター・ジェネレータ３、第１，第２の減速機構７，９、摩擦クラッチ１１、及びリヤ・デファレンシャル装置１３を支持するものであり、ケース本体部１５及びケース・カバー部１７の合わせ構造となっている。ケース本体部１５及びケース・カバー部１７は、ボルト１９によって締結結合されている。
【００１９】
キャリヤ・ケース５の入力部側には、ケース本体部１５に貫通部２０が設けられ、貫通部２０の外周囲に取付フランジ２１が設けられている。取付フランジ２１にモーター・ジェネレータ３が取り付けられ、ボルトによって締結固定されている。貫通部２０には、シール部材２３が装着されている。
【００２０】
キャリヤ・ケース５の出力部側左右には、ボス部２７，２９が設けられている。ボス部２７，２９には、シール部材３１，３３が装着されている。
【００２１】
第１，第２の減速機構７，９は、モーター・ジェネレータ３の駆動力を減速して出力するもので、第１の減速機構７は、複数段の減速ギヤ組の前段を構成し、キャリヤ・ケース５の入力部側に支持されている。
【００２２】
第１の減速機構７は、第１の小径ギヤ３５及び第１の大径ギヤ３７によって構成されている。
【００２３】
第１の小径ギヤ３５は、入力軸３９に一体に設けられている。入力軸３９は、ベアリング４１，４３によりキャリヤ・ケース５に回転自在に支持されている。入力軸３９の一端に、モーター・ジェネレータ３の出力軸が結合され、入力軸３９の端部外周にシール部材２３が接している。
【００２４】
第１の大径ギヤ３７は中間軸４５に圧入支持されている。中間軸４５の一端側はボール・ベアリング４７によってケース・カバー部１７に支時され、他端側はニードル・ベアリング４９によってケース本体部５に支時されている。中間軸４５の一端側とケース・カバー部１７との間にはオイル・シール５１が配置され、外部へのオイル漏れを防止している。中間軸４５の端部は、ケース・カバー部１７外へ突出し、回転検出用のギヤ５３が取り付けられている。  
【００２５】
第２減速機構９は、互いに噛み合った第２の小径ギヤ５５と第２の大径ギヤ５７とから構成されている。第２の小径ギヤ５５は、中間軸４５に一体形成され、第２の大径ギヤ５７は、リヤ・デフ３１のアウター・デフ・ケース５９の端部に溶接されている。
【００２６】
モーター・ジェネレータ３の出力トルクは、第１，第２減速機構７，９によって後輪の走行回転数域まで減速され、トルクが増幅されてリヤ・デフ１３のアウター・デフ・ケース５９を回転させるようになっている。
【００２７】
摩擦クラッチ１１は、アウター・デフ・ケース５９、インナー・デフ・ケース６１、多板式のメイン・クラッチ６３、締結機構としてのボール・カム６５、プレッシャー・プレート６７、カム・リング６９、多板式のパイロット・クラッチ７１、リターン・スプリング７３、アーマチャ７５、電磁石７７により構成されている。
【００２８】
アウター・デフ・ケース５９の第２の大径ギヤ５７は、ボール・ベアリング７９，８１によってインナー・デフ・ケース６１上に支承されている。アウター・デフ・ケース５９は、第２の大径ギヤ５７によるトルク伝達だけを行い、部材の支持機能から開放されたフローティング構造になっている。
【００２９】
インナー・デフ・ケース６１は、一端のボス部８３がボール・ベアリング８５によってケース・カバー部１７に支承され、他端のボス部８７がボール・ベアリング８９と電磁石７７のコア９１とを介してケース本体部５に支持されている。コア９１はケース本体部５に固定されている。
【００３０】
ボス部８７の外周には、磁性材料で形成されたローター９３が配置され、スナップ・リング９５によって軸方向に位置決められている。ローター９３には、非磁性部９３ａが形成されている。
【００３１】
前記メイン・クラッチ６３は、アウター・デフ・ケース５９とインナー・デフ・ケース６１との間に配置されている。メイン・クラッチ６３のアウター・プレートは、アウター・デフ・ケース５９の内周にスプライン係合し、同インナー・プレートは、インナー・デフ・ケース６１の外周にスプライン係合している。
【００３２】
パイロット・クラッチ７１は、本実施例の摩擦伝動構造としてアウター・デフ・ケース５９とカム・リング６９との間に配置されている。パイロット・クラッチ７１の後述するアウター・プレートはアウター・デフ・ケース５９の内周にスプライン係合し、同インナー・プレートはカム・リング６９の外周にスプライン係合している。アウター・プレート及びインナー・プレートには、径方向中間部に非磁性部を構成する周方向の長孔が形成されている。
【００３３】
ボール・カム６５は押圧部材としてのプレッシャー・プレート６７とカム・リング６９との間に形成されている。プレッシャー・プレート６７はインナー・デフ・ケース６１の外周に軸方向移動自在にスプライン係合し、ボール・カム６５のカムスラスト力を受けてメイン・クラッチ６３を押圧する。
【００３４】
カム・リング６９とローター９３との間には、スラスト・ベアリング９７が配置されている。スラスト・ベアリング９７は、ボール・カム６５のカム反力を受けると共に、カム・リング６９とローター９３との間の相対回転を許容する。
【００３５】
プレッシャー・プレート６７とインナー・デフ・ケース６１との間には、リターン・スプリング７３が配置されている。プレッシャー・プレート６７は、リターン・スプリング７３によりメイン・クラッチ６３の連結解除方向に付勢されている。
【００３６】
アーマチャ７５はリング状に形成されており、プレッシャー・プレート６７とパイロット・クラッチ７１との間に軸方向移動自在に配置されている。
【００３７】
電磁石７７のリード線はグロメットを介してケース本体部５の外部に引き出され、コネクターによってバッテリー３７側に接続されている。
【００３８】
電磁石７７のコア９１とローター９３との間には適度なエアギャップが形成されており、このエアギャップ、ローター９３、パイロット・クラッチ７１、アーマチャ７５によって電磁石７７の磁路が構成されている。電磁石７７を通電制御すると磁路上に磁束ループが形成される。
【００３９】
リヤ・デフ１３の差動機構は、ピニオン・シャフト１０１、ピニオン・ギヤ１０３、出力側のサイド・ギヤ１０５，１０７から構成されている。
【００４０】
サイド・ギヤ１０５，１０７は左右のアクスル・シャフトにそれぞれスプライン係合されている。
［トルク伝達］  
モーター・ジェネレータ３の出力は、入力軸３９から第１，第２減速機構７，９を介してアウター・デフ・ケース５９に伝達される。このアウター・デフ・ケース５９から摩擦クラッチ１１を介してインナー・デフ・ケース６１に伝達される。
【００４１】
インナー・デフ・ケース６１の回転はピニオン・シャフト１０１からピニオン・ギヤ１０３を介して各サイド・ギヤ１０５，１０７に配分され、さらにアクスル・シャフトから左右の後輪に伝達される。
【００４２】
悪路などで後輪の間に駆動抵抗差が生じると、モーター・ジェネレータ３の駆動力はピニオン・ギヤ１０３の自転によって左右の後輪に差動配分される。
【００４３】
前記摩擦クラッチ１１の締結制御は、例えば次のような電磁石７７の通電制御により行われる。
【００４４】
コントローラは、各種センサーによって検知した路面状態、車両の発進、加速、旋回のような走行条件及び操舵条件などに応じて、電磁石７７の通電制御を行う。
【００４５】
電磁石７７の通電制御は、モーター・ジェネレータ３の動作コントロールと共に行われ、電磁石７７の通電停止は、モーター・ジェネレータ３を駆動停止させるときに行われる。
【００４６】
電磁石７７が励磁されると、上記の磁束ループによってアーマチャ７５が吸引され、ローター９３との間でパイロット・クラッチ７１を締結し、パイロット・トルクを発生させる。パイロット・トルクが発生すると、パイロット・クラッチ７１によってアウター・デフ・ケース５９に連結されたカム・リング６９と、インナー・デフ・ケース６１側のプレッシャー・プレート６７とを介してボール・カム６５にモーター・ジェネレータ３側からの伝達トルクが作用する。ボール・カム６５は、前記伝達トルクを増幅しながらカムスラスト力に変換し、プレッシャー・プレート６７を移動させてメイン・クラッチ６３を締結させる。
【００４７】
こうして摩擦クラッチ１１が連結されると、第２の大径ギヤ５７に伝達されたモーター・ジェネレータ３のトルクがアウター・デフ・ケース５９からインナー・デフ・ケース６１に伝達され、その回転は差動機構によって左右の後輪に配分され、車両が四輪駆動状態になる。
【００４８】
このとき、電磁石７７の励磁電流を制御すると、パイロット・クラッチ７１の滑り率が変化してボール・カム６５のカムスラスト力が変わり、後輪側への伝達トルクが制御される。このような伝達トルクの制御を、例えば、旋回時に行うと旋回性と車体の安定性とを大きく向上させることができる。
【００４９】
前記電磁石７７の励磁を停止すると、パイロット・クラッチ７１が開放されてボール・カム６５のカムスラスト力が消失し、リターン・スプリング７３の付勢力によってプレッシャー・プレート６７が戻り、メイン・クラッチ６３が開放されて摩擦クラッチ１１の連結が解除され、車両は前輪駆動での二輪駆動状態になる。
【００５０】
前記摩擦クラッチ１１の締結解除操作は、上記のようにモーター・ジェネレータ３の停止操作と同時に行われるから、二輪駆動状態では、アウター・デフ・ケース５９と減速機構７，９とモーター・ジェネレータ３とが後輪の連れ回りから切り離され、機械的に回されることが防止される。
【００５１】
従って、減速機構７，９、モーター・ジェネレータ３及びそのベアリング、バッテリー、レギュレータなどの集積回路の回路素子が後輪の連れ回りによる悪影響から保護され、耐久性が向上する。
［フローティング・プレート］
図２は、要部拡大断面図である。
【００５２】
図２のように、摩擦クラッチであるパイロット・クラッチ７１の各摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレート１０９が各1枚ずつ介設されている。摩擦面は、対回転自在な一対の部材であるアウター・プレート１１１、インナー・プレート１１３に形成されている。
【００５３】
フローティング・プレート１０９は、スチールなどの磁性体で形成され、アウター・デフ・ケース５９及びインナー・デフ・ケース６１の何れにも係合していない。このフローティング・プレート１０９には、径方向の中間部に、非磁性部を構成する周方向の長孔が形成されている。
【００５４】
そして、アウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３が相対回転するときには、フローティング・プレート１０９に対して相対回転することになり、理論的にはアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３とフローティング・プレート１０９との間の相対回転速度をアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３間の相対回転速度に対して１／２にすることができる。
［実施例の効果］
本願発明の実施例では、相対回転可能なアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３にそれぞれ備えられた摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレート１０９を介設した。
【００５５】
理論的にはアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３の摩擦面とフローティング・プレート１０９との間の相対回転速度をアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３の相対回転速度の１／２（複数枚のフローティング・プレート１０９を介設することで１／２を下回る）にすることができ、摩擦面間の相対回転速度をアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３間の相対回転速度よりも低くすることができる。
【００５６】
このため、潤滑オイルとして低粘度オイルではなく、通常粘度のオイルを使用しても、或いは油面高さを低下させなくてもよい。すなわち、摩擦面間の相対回転速度を低くすることができることより潤滑オイルの粘性が高い低温時でもパイロット・クラッチ７１の潤滑オイルによる粘性抵抗を低くすることができ、ドラグトルク発生を抑制することができる。
【００５７】
油面高さの影響を受け難くすることができるため、レイアウトの要件を緩和することができる。
【００５８】
また、高速回転時でもパイロット・クラッチ７１の摩擦面間の相対回転速度を従来より低くすることが可能であり、粘性抵抗によりパイロット・クラッチ７１が作動する可能性を抑え、使用できる高速回転の限界を高めることができる。
【００５９】
さらに、摩擦面間の相対回転速度を実質的に低くすることができ、摩耗に対しても有利となる。
【実施例２】
【００６０】
図３は、本発明の実施例２に係り、減速駆動装置の断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応した構成部分には同符号を付し又は同符号にＡを付して重複した説明は省略する。
【００６１】
本実施例の減速駆動装置１Ａは、摩擦クラッチ１１Ａを油圧駆動としたものである。
【００６２】
ケース本体部１５Ａには、シリンダ部１１５が形成され、ピストン１１７が配置されている。ケース本体部１５Ａには、シリンダ部１１５に連通する油路１１９が形成されている。
【００６３】
パイロット・クラッチ７１は、アウター・デフ・ケース５９に回転方向及び軸方向に係合する受圧プレート１２１で受けられている。
【００６４】
カム・リング６９は、スラスト・ベアリング９７を介し支持プレート１２３で軸方向に受けられ、支持プレート１２３とピストン１１７との間にはリターン・スプリング１２５が介設されている。
【００６５】
本実施例でも、パイロット・クラッチ７１のアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３にそれぞれ備えられた摩擦面間に、回転自在なフローティング・プレート１０９が介設されている。
【００６６】
そして、油路１１９からシリンダ部１１５内に油圧を供給することによりピストン１１７がパイロット・クラッチ７１側へ移動し、パイロット・クラッチ７１が受圧プレート１２１に対して締結される。
【００６７】
油圧の供給がなくなるとピストン１１７は、リターン・スプリング１２５の付勢力により元位置に復帰する。
【００６８】
したがって、本実施例でもアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３の摩擦面とフローティング・プレート１０９との間の相対回転速度を理論的にはアウター・プレート１１１及びインナー・プレート１１３の相対回転速度の１／２にすることができ、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。
【実施例３】
【００６９】
図４は、本発明の実施例３のデフ・ロック装置に係り、上半部がデフ・ロック解除状態、下半部がデフ・ロック状態を示す断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応した構成部分には同符号を付し又は同符号にＢを付して重複した説明は省略する。
【００７０】
本実施例の摩擦伝動構造は、デファレンシャル装置１３Ｂのデフ・ロック装置として適用され、相対回転可能な一対の部材である電磁石１２５とアーマチャ１２７とにそれぞれ備えられた摩擦面の摩擦係合を行わせるものである。
【００７１】
本実施例では、これら電磁石１２５とアーマチャ１２７との間に１枚のフローティング・プレート１０９Ｂが設けられている。
【００７２】
電磁石１２５は、固定側に支持され、内周面はデフ・ケース６１Ｂのボス部外周に支持された受け部材１２９の外周面にブッシュ１３１を介して受けられている。アーマチャ１２７は、ボール・カム６５Ｂのカム・リング６９Ｂに係合している。
【００７３】
プレッシャー・プレート６７Ｂの内周側には、ロック・ピン１３３の一端が対向配置され、ロック・ピン１３３の他端は、サイド・ギヤ１０５Ｂの凹部１０５Ｂａに対して係脱する構成となっている。
【００７４】
ロック・ピン１３３の一端部には、周溝１３５が形成され、ばね受けプレート１３７の内周側が係合している。
【００７５】
プレッシャー・プレート６７Ｂの外周側でばね受けプレート１３７には、リターン・スプリング１３９の端部が対向配置され、このリターン・スプリング１３９は、周方向複数配置され、デフ・ケース６１Ｂの孔６１Ｂａに収容されている。
【００７６】
ボール・カム６５Ｂ、プレッシャー・プレート６７Ｂ、カム・リング６９Ｂ、電磁石１２５、アーマチャ１２７は、本実施例において締結機構を構成する。
【００７７】
そして、電磁石１２５への通電によりアーマチャ１２７が吸引され、摩擦係合する。
【００７８】
この摩擦係合によりカム・リング６９Ｂが回転規制を受け、ボール・カム６５Ｂの作用により受け部材１２９に対してプレッシャー・プレート６７Ｂがロック・ピン１３３側へスラスト力を受ける。
【００７９】
このスラスト力でロック・ピン１３３がリターン・スプリング１３９の付勢力に抗して移動し、サイド・ギヤ１０５Ｂの凹部１０５Ｂａに係合する。
【００８０】
この係合によりサイド・ギヤ１０５Ｂがデフ・ケース６１Ｂに対して相対回転不能となりデフ・ロック状態となる。
【００８１】
電磁石１２５への通電が解除されると電磁石１２５に対するアーマチャ１２７の吸引が解除され、リターン・スプリング１３９の付勢力によりばね受けプレート１３７及びプレッシャー・プレート６７Ｂが押し戻される。
【００８２】
ばね受けプレート１３７の押し戻しによりロック・ピン１３３の凹部１０５Ｂａに対する係合がなくなり、デフ・ロックは解除される。
【００８３】
電磁石１２５への通電が解除されると電磁石１２５とアーマチャ１２７とが相対回転する。このときの相対回転数は、実施例１と同様にフローティング・プレート１０９Ｂにより理論的に１／２にすることができる。
【００８４】
したがって、本実施例でも実施例１と同様な作用効果を奏することができる。
［その他］
摩擦伝動構造としては、ブレーキとして構成することもできる。また、フローティング・プレート１０９は、摩擦クラッチの内外プレート内に複数枚重ね合わせて設けることができ、この場合の摩擦クラッチの相対回転速度は、さらに低く抑えることができる。
【符号の説明】
【００８５】
５９  アウター・デフ・ケース（外回転部材）
６１  インナー・デフ・ケース（内回転部材）
６３  メイン・クラッチ
６５，６５Ｂ  ボール・カム
６７，６７Ｂ  プレッシャー・プレート（押圧部材、締結機構）
６９，６９Ｂ  カム・リング（締結機構）
７１  パイロット・クラッチ（摩擦伝動構造、締結機構）
７５，１２７  アーマチャ（締結機構）
７７，１２５  電磁石（締結機構）
１０９，１０９Ｂ  フローティング・プレート
１１１  アウター・プレート（相対回転可能な部材）
１１３  インナー・プレート（相対回転可能な部材）
【図１】
2011256933.tif 000003
【図２】
2011256933.tif 000004
【図３】
2011256933.tif 000005
【図４】
2011256933.tif 000006