(57)【要約】【課題】カム機構によるメインクラッチへの押圧時に外側回転部材と内側回転部材との差回転に対するトルクの立ち上がりを向上させることができる駆動力伝達装置を提供すること。【解決手段】パイロットクラッチ側カム部材３１は、軸受５によって回転軸Ｃの軸線方向に支持され、カム溝は、周方向位置によりボール３６ａ，３６ｂの保持深さが漸次変動するように、かつ、保持するボール３６ａ，３６ｂの移動起動が回転軸Ｃの軸線を中心とする円弧軌道となるように形成され、複数のカム溝には、円弧軌道の半径が互いに異なる内側カム溝と外側カム溝とが含まれ、内側カム溝の半径方向の中心４が回転軸Ｃの軸線方向にみて軸受５の軌道の幅６内に位置し、外側カム溝の半径方向の中心７が回転軸Ｃの軸線方向にみてメインクラッチ５０の接触面の幅９内に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線上に相対回転自在に支持された外側回転部材と内側回転部材との間でトルクの伝達と切断とを切り替えるメインクラッチと、
前記外側回転部材と前記内側回転部材との差回転に応じたトルクを前記メインクラッチに対する押圧力に変換して前記メインクラッチを押圧するカム機構と、
を備え、
前記カム機構は、
前記回転軸線上に相対回転可能、かつ、前記回転軸線方向に相対移動可能に支持され、前記回転軸線方向の対向面に複数のカム溝を有する一対のカム部材と、
複数の前記カム溝にそれぞれ保持された複数のボールと、
を有し、
前記一対のカム部材の一方は、軸受によって前記回転軸線方向に支持され、前記カム溝は、周方向位置により前記ボールの保持深さが漸次変動するように、かつ、保持する前記ボールの移動起動が前記回転軸線を中心とする円弧軌道となるように形成され、複数の前記カム溝には、前記円弧軌道の半径が互いに異なる内側カム溝と外側カム溝とが含まれる駆動力伝達装置であって、
前記内側カム溝の半径方向の中心が前記回転軸線方向にみて前記軸受の軌道の幅内に位置し、前記外側カム溝の半径方向の中心が前記回転軸線方向にみて前記メインクラッチの接触面の幅内に位置していることを特徴とする駆動力伝達装置。
【請求項２】
回転軸線上に相対回転自在に支持された外側回転部材と内側回転部材との間でトルクの伝達と切断とを切り替えるメインクラッチと、
前記外側回転部材と前記内側回転部材との差回転に応じたトルクを前記メインクラッチに対する押圧力に変換して前記メインクラッチを押圧するカム機構と、
を備え、
前記カム機構は、
前記回転軸線上に相対回転可能、かつ、前記回転軸線方向に相対移動可能に支持され、前記回転軸線方向の対向面に複数のカム溝を有する一対のカム部材と、
複数の前記カム溝にそれぞれ保持された複数のボールと、
を有し、
前記カム溝は、周方向位置により前記ボールの保持深さが漸次変動するように、かつ、保持する前記ボールの移動起動が前記回転軸線を中心とする円弧軌道となるように形成される駆動力伝達装置であって、
前記カム溝の幅と前記メインクラッチの接触面の幅とが前記回転軸線方向にみて重複していることを特徴とする駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力伝達装置、特にメインクラッチへの押圧力を発生させるカム機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばフロントエンジン・フロントドライブ形式のいわゆるＦＦ車ベースの４輪駆動車においては、エンジンから発生する駆動力（以下、トルクという）を前輪および後輪に適切に分配して伝達するための駆動力伝達装置が用いられているものがある。この駆動力伝達装置においては、電磁コイルにより作動させたパイロットクラッチの作動力をカム機構により増幅してメインクラッチを押圧することにより、摩擦トルクを発生させて、エンジンから発生するトルクを前輪と後輪とに分配して伝達するようになっている。
【０００３】
カム機構は、回転軸線上に相対回転可能、かつ、回転軸線方向に相対移動可能に支持され、回転軸線方向の対向面にカム溝を有する一対のカム部材と、カム溝にそれぞれ保持された複数のボールとを有し、カム機構は、一対のカム部材の差回転に応じて回転軸方向に伸縮し、メインクラッチを押圧する。
【０００４】
特許文献１には、メインクラッチとカム機構とを備えた駆動力伝達装置において、カム機構のカム溝を半径方向に並列に配置し、カム機構のストローク量を増加させるものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３８２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、カム機構は外側回転部材と内側回転部材との差回転に応じてメインクラッチを押圧するが、この際、カム部材の変形によってメインクラッチへの押圧力の伝達ロスが発生し、差回転に対するトルクの立ち上がりが悪い場合があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、カム機構によるメインクラッチへの押圧時に外側回転部材と内側回転部材との差回転に対するトルクの立ち上がりを向上させることができる駆動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る駆動力伝達装置は、回転軸線上に相対回転自在に支持された外側回転部材と内側回転部材との間でトルクの伝達と切断とを切り替えるメインクラッチと、前記外側回転部材と前記内側回転部材との差回転に応じたトルクを前記メインクラッチに対する押圧力に変換して前記メインクラッチを押圧するカム機構と、を備え、前記カム機構は、前記回転軸線上に相対回転可能、かつ、前記回転軸線方向に相対移動可能に支持され、前記回転軸線方向の対向面に複数のカム溝を有する一対のカム部材と、複数の前記カム溝にそれぞれ保持された複数のボールと、を有し、前記一対のカム部材の一方は、軸受によって前記回転軸線方向に支持され、前記カム溝は、周方向位置により前記ボールの保持深さが漸次変動するように、かつ、保持する前記ボールの移動起動が前記回転軸線を中心とする円弧軌道となるように形成され、複数の前記カム溝には、前記円弧軌道の半径が互いに異なる内側カム溝と外側カム溝とが含まれる駆動力伝達装置であって、前記内側カム溝の半径方向の中心が前記回転軸線方向にみて前記軸受の軌道の幅内に位置し、前記外側カム溝の半径方向の中心が前記回転軸線方向にみて前記メインクラッチの接触面の幅内に位置していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る駆動力伝達装置は、回転軸線上に相対回転自在に支持された外側回転部材と内側回転部材との間でトルクの伝達と切断とを切り替えるメインクラッチと、前記外側回転部材と前記内側回転部材との差回転に応じたトルクを前記メインクラッチに対する押圧力に変換して前記メインクラッチを押圧するカム機構と、を備え、前記カム機構は、前記回転軸線上に相対回転可能、かつ、前記回転軸線方向に相対移動可能に支持され、前記回転軸線方向の対向面に複数のカム溝を有する一対のカム部材と、複数の前記カム溝にそれぞれ保持された複数のボールと、を有し、前記カム溝は、周方向位置により前記ボールの保持深さが漸次変動するように、かつ、保持する前記ボールの移動起動が前記回転軸線を中心とする円弧軌道となるように形成される駆動力伝達装置であって、前記カム溝の幅と前記メインクラッチの接触面の幅とが前記回転軸線方向にみて重複していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る駆動力伝達装置によれば、カム機構によるメインクラッチへの押圧時に外側回転部材と内側回転部材との差回転に対するトルクの立ち上がりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態である駆動力伝達装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、メインクラッチ側カム部材をＺ方向にみた図である。
【図３】図３は、差回転に対する駆動トルクの立ち上がり特性を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態の変形例である駆動力伝達装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態である駆動力伝達装置の構成及びその動作について説明する。
【００１３】
［全体構成］
図１は、本発明の実施形態である駆動力伝達装置１の構成を示す断面図である。図１に示すように、駆動力伝達装置１は、アウタケース１１と、インナシャフト１２と、リヤカバー１３と、クラッチ機構１４と、アーマチャ１５と、電磁コイル１６とを備えている。ここで、アウタケース１１とインナシャフト１２とリヤカバー１３とで画成された空間には、オイルが満たされている。
【００１４】
アウタケース１１は、図示しないプロペラシャフトに直結されるとともに、軸受１０ａを介してハウジング１０に回転可能に支持されている。ハウジング１０は、図示しない車両の車体に固定されている。
【００１５】
インナシャフト１２は、アウタケース１１内にアウタケース１１と同軸で、図示しないリヤデフピニオンに直結されている。インナシャフト１２は、軸受１０ｂを介してアウタケース１１に対して相対回転可能に支持されている。また、インナシャフト１２は、パイロットクラッチ側カム部材３１を回転可能に支持している。パイロットクラッチ側カム部材３１は、軸受５によって支持されている。
【００１６】
リヤカバー１３は、インナシャフト１２が貫通するよう構成されている。また、リヤカバー１３は、回転軸Ｃのまわりで外側に開口した円筒状の凹部を有する。この凹部には、同心円状の電磁コイル１６およびヨーク１７が配置される。電磁コイル１６およびヨーク１７は、ハウジング１０とともに車両の車体に固定されている。リヤカバー１３は、軸受１０ｃを介してヨーク１７に回転可能に結合されている。
【００１７】
なお、インナシャフト１２及びアウタケース１１は、それぞれ回転軸Ｃ上で相対回転自在に支持された内側回転部材及び外側回転部材である。
【００１８】
クラッチ機構１４は、パイロットクラッチ４０と、メインクラッチ５０と、カム機構６０とを備えている。
【００１９】
パイロットクラッチ４０は、パイロットインナクラッチ板４１と、パイロットアウタクラッチ板４２とを有している。パイロットインナクラッチ板４１は、パイロットクラッチ側カム部材３１の外周部にスプライン結合され、パイロットクラッチ側カム部材３１に対して軸線方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。パイロットアウタクラッチ板４２は、アウタケース１１の内周部にスプライン結合され、アウタケース１１に対して軸線方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。パイロットインナクラッチ板４１とパイロットアウタクラッチ板４２は、回転軸Ｃの軸線方向に交互に配置されている。また、これらパイロットインナクラッチ板４１とパイロットアウタクラッチ板４２との間には、オイルが介在されている。
【００２０】
このように構成されたパイロットクラッチ４０は、パイロットインナクラッチ板４１とパイロットアウタクラッチ板４２とを摩擦係合および解放するよう作動し、アウタケース１１とパイロットクラッチ側カム部材３１との間のトルクの伝達と切断とを行うようになっている。
【００２１】
メインクラッチ５０は、回転軸Ｃの軸線方向に交互に配置されたメインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２とを有している。これらメインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２との間には、オイルが介在されている。
【００２２】
メインインナクラッチ板５１は、インナシャフト１２の外周部にスプライン結合され、インナシャフト１２に対して軸線方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。メインアウタクラッチ板５２は、アウタケース１１の内周部にスプライン結合され、アウタケース１１に対して軸線方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。
【００２３】
このように構成されたメインクラッチ５０は、メインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２とを摩擦係合および解放するよう作動し、アウタケース１１とインナシャフト１２との間のトルクの伝達と切断とを行うようになっている。ここで、アウタケース１１とインナシャフト１２との間で伝達されるトルクを伝達トルクという。
【００２４】
カム機構６０は、パイロットクラッチ側カム部材３１と、このパイロットクラッチ側カム部材３１に対向し、メインクラッチ５０を押圧するメインクラッチ側カム部材３４と、パイロットクラッチ側カム部材３１およびメインクラッチ側カム部材３４間に保持された複数のボール３６ａ，３６ｂとを有している。なお、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４とは一対のカム部材であり、パイロットクラッチ側カム部材３１は一対のカム部材のうちの一方のカム部材であり、メインクラッチ側カム部材３４は、一対のカム部材のうちの他方のカム部材である。
【００２５】
パイロットクラッチ側カム部材３１は、インナシャフト１２に回転可能に支持されている。メインクラッチ側カム部材３４は、インナシャフト１２にスプライン結合され、インナシャフト１２に対して軸線方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。なお、上記のように、パイロットクラッチ側カム部材３１は、軸受５によって支持されている。
【００２６】
図１に示すように、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４との間には、それぞれ円弧状の凹部が形成されており、これらの凹部にカムボール３６が配置されている。パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４とは、カムボール３６を介してボールカム結合されており、パイロットクラッチ側カム部材３１のトルクをメインクラッチ側カム部材３４によるメインクラッチ５０の作動力に変換するようになっている。
【００２７】
このように構成されたクラッチ機構１４は、パイロットインナクラッチ板４１とパイロットアウタクラッチ板４２、メインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２のそれぞれが摩擦係合することにより、互いに相対回転可能なアウタケース１１およびインナシャフト１２間を結合するようになっている。
【００２８】
図１に示すように、アーマチャ１５は、パイロットクラッチ４０とメインクラッチ５０の間に配置される。アーマチャ１５は、電磁コイル１６が発生させる磁力により磁気吸引され、パイロットクラッチ４０のうちのパイロットアウタクラッチ板４２を押圧する。
【００２９】
電磁コイル１６は、クラッチ機構１４と回転軸Ｃの線方向に隣接するように配置されている。具体的には、電磁コイル１６は、リヤカバー１３の凹部に配置され、通電によりアーマチャ１５を磁気吸引し、クラッチ機構１４を作動させるようになっている。電磁コイル１６が通電状態にあるときには、ヨーク１７、リヤカバー１３の外周部、アーマチャ１５およびリヤカバー１３の内周部に磁束回路が形成され、アーマチャ１５が磁気吸引されるようになっている。すなわち、電磁コイル１６への通電により、パイロットクラッチ４０が作動するようになっている。電磁コイル１６への通電は、図示しないＥＣＵからのトルク指令に基づいて行われる。
【００３０】
電磁コイル１６が非通電状態であるときは、アーマチャ１５は、電磁コイル１６により磁気吸引されないので、アウタケース１１、パイロットインナクラッチ板４１およびパイロットアウタクラッチ板４２が非摩擦係合している状態となる。すなわち、パイロットクラッチ４０は解放状態となる。このため、アウタケース１１のトルクは、パイロットクラッチ側カム部材３１に伝達されないので、メインクラッチ５０も解放状態となる。したがって、アウタケース１１のトルクは、インナシャフト１２に伝達されない。
【００３１】
一方、電磁コイル１６が通電されたときは、電磁コイル１６が発生する磁力は、ヨーク１７、リヤカバー１３の外周部およびリヤカバー１３の内周部を介して、アーマチャ１５に作用される。このため、アーマチャ１５は、電磁コイル１６の方向（−Ｚ方向に）に磁気吸引される。アーマチャ１５の磁気吸引により、アウタケース１１、パイロットアウタクラッチ板４２およびパイロットインナクラッチ板４１が互いに摩擦係合して、パイロットクラッチ４０が摩擦係合状態になる。
【００３２】
［カム機構］
カム機構６０は、上述したように、回転軸Ｃの軸線上に相対回転可能、かつ、回転軸Ｃの軸線方向（Ｚ方向）に相対移動可能に支持され、回転軸Ｃの軸線方向の対向面に複数のカム溝を有する一対のカム部材であるパイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４とを有するとともに、複数のカム溝にそれぞれ保持された複数のボール３６ａ，３６ｂを有する。パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４とは、対向面に対して同一構造のカム溝を有している。
【００３３】
図２は、メインクラッチ側カム部材３４をＺ方向にみた図である。図２に示すように、メインクラッチ側カム部材３４は、周方向位置にボール３６ａ，３６ｂの保持深さが漸次変動するように、かつ、保持するボール３６ａ，３６ｂの移動起動が回転軸Ｃを中心とする円弧軌道となるようにそれぞれ形成された複数の内側カム溝３７及び複数の外側カム溝３８を有する。３つの内側カム溝３７と３つの外側カム溝３８とは、円弧軌道の半径が互いに異なる。内側カム溝３７は、半径方向の中心４がボール３６ａの円弧軌道となる。外側カム溝３８は、半径方向の中心７が半径方向の中心４よりも大きい半径であり、ボール３６ｂの円弧軌道となる。
【００３４】
ここで、アウタケース１１が回転している場合、パイロットクラッチ４０が摩擦係合状態になると、アウタケース１１のトルクがパイロットクラッチ側カム部材３１に伝達され、パイロットクラッチ側カム部材３１が回転する。このとき、まだメインクラッチ側カム部材３４が回転していないので、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間で差回転が発生する。これにより、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間に挟持されているボール３６ａ，３６ｂは、それぞれメインクラッチ側カム部材３４の内側カム溝３７及び外側カム溝３８に沿って移動する。上記のように、内側カム溝３７及び外側カム溝３８は、それぞれボール３６ａ，３６ｂの保持深さが漸次、周方向に向けて浅くなるように形成され、この移動に伴い、ボール３６ａ，３６ｂは、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間の間隔を押し広げる。この押し広げる力がメインクラッチ５０への押圧力となる。
【００３５】
このため、メインクラッチ側カム部材３４がパイロットクラッチ側カム部材３１から離隔する方向（Ｚ方向）に移動し、メインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２が互いに摩擦係合する。これにより、メインクラッチ５０が摩擦係合状態となる。この結果、アウタケース１１のトルクがインナシャフト１２に伝達され、インナシャフト１２が回転する。
【００３６】
図１に示すように、内側カム溝３７の半径方向の中心４は、回転軸Ｃの軸線方向（Ｚ方向）にみて軸受５の軌道の幅６内に位置し、外側カム溝３８の半径方向の中心７は、回転軸Ｃの軸線方向（Ｚ方向）にみてメインクラッチ５０の接触面の幅９内に位置している。
【００３７】
したがって、カム機構６０がメインクラッチ５０を押圧する際、カム機構６０の変形が抑制できる。この結果、アウタケース１１（外側回転部材）とインナシャフト１２（内側回転部材）との差回転に対してメインクラッチを押圧する押圧力のロスを抑制でき、差回転に対する駆動トルクの立ち上がりを向上させることができる。
【００３８】
［差回転に対する駆動トルクの立ち上がり特性］
図３は、差回転に対する駆動トルクの立ち上がり特性を示す図である。図３に示した曲線Ｌ２は従来の立ち上がり特性を示し、曲線Ｌ１は本発明の立ち上がり特性を示している。図３に示すように、本実施の形態では、カム機構６０の変形が抑制されるため、従来に比して、小さい差回転で、高い駆動トルクである定格トルクＴｒに到達することができる。
【００３９】
［変形例］
図４は、本発明の実施形態の変形例である駆動力伝達装置１の構成を示す断面図である。図４に示すように、本変形例では、カム機構６０において、外側カム溝３８及びボール３６ｂを設けず、内側カム溝３７及びボール３６ａのみを設けている。そして、内側カム溝３７の幅２６とメインクラッチ５０の接触面の幅９とが回転軸Ｃの軸線方向（Ｚ方向）にみて重複するようにしている。
【００４０】
これにより、カム機構６０がメインクラッチ５０を押圧する際、カム機構６０の変形が抑制できる。この結果、アウタケース１１（外側回転部材）とインナシャフト１２（内側回転部材）との差回転に対してメインクラッチを押圧する押圧力のロスを抑制でき、差回転に対する駆動トルクの立ち上がりを向上させることができる。
【００４１】
なお、外側カム溝３８の幅とメインクラッチ５０の接触面の幅とが回転軸Ｃの軸線方向（Ｚ方向）にみて重複するならば、外側カム溝３８及びボール３６ｂを設けてもよい。
【００４２】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１  駆動力伝達装置
４，７  中心
６，９，２６  幅
１０  ハウジング
５，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  軸受
１１  アウタケース
１２  インナシャフト
１３  リヤカバー
１４  クラッチ機構
１５  アーマチャ
１６  電磁コイル
１７  ヨーク
３１  パイロットクラッチ側カム部材
３４  メインクラッチ側カム部材
３６ａ，３６ｂ  ボール
３７  内側カム溝
３８  外側カム溝
４０  パイロットクラッチ
４１  パイロットインナクラッチ板
４２  パイロットアウタクラッチ板
５０  メインクラッチ
５１  メインインナクラッチ板
５２  メインアウタクラッチ板
６０  カム機構
Ｃ  回転軸
Ｌ１，Ｌ２  曲線
【図１】
2019157977.tif 000003
【図２】
2019157977.tif 000004
【図３】
2019157977.tif 000005
【図４】
2019157977.tif 000006