(57)【要約】    【課題】大型で重くコストの高い連続定格のモータを使うことなく、モータ電流を切っても摩擦クラッチに大きな伝達トルクを保持できるようにする。    【解決手段】モータ３８による油圧駆動で回転運動を直線運動に変換して摩擦クラッチ１６を押付けする変換機構１１を備え、トルク制御ユニット３５はモータ３８の駆動力に応じて摩擦クラッチ１６の伝達トルクを制御する。逆転防止機構は変換機構１１側からの逆入力に対してはモータ３８の回転を阻止し、モータ３８側からの駆動力は変換機構１１に伝達する。例えば逆転防止機構はモータ３８の正転方向に対してはフリー回転し、逆転方向に対してはブレーキ力が働く選択的ブレーキ機構で構成され、モータ停止状態では変換機構１１からの逆転を阻止するに必要なブレーキ力が働く。    【選択図】      図２
2007131194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦クラッチと、
モータと、
前記モータの回転運動を直線運動に変換し前記摩擦クラッチを押付けする変換機構と、
前記モータの駆動力を制御するコントローラと、
を備え、前記モータの駆動力に応じて前記摩擦クラッチの伝達トルクを制御する４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、
前記変換機構側からの逆入力に対しては回転を阻止し、前記モータ側からの駆動力は前記変換機構に伝達する逆転防止機構を設けたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項２】
請求項1記載の4輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、前記逆転防止機構がモータの正転方向に対してはフリー回転し、逆転方向に対してはブレーキ力が働く選択的ブレーキ機構で構成され、モータ停止状態では前記変換機構からの逆転を阻止するに必要なブレーキ力が働くことを特徴とする4輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項３】
請求項２記載の４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、前記逆転防止機構は、
モータ駆動軸にインナーレースを固定し、正回転方向に対し前記インナーレースをアウターレースとの間でフリー回転し、逆回転方向に対し前記インナーレースをアウターレースとの間でロックするワンウェイクラッチと、
前記ワンウェイクラッチのアウターレースに所定のブレーキ力を付加するブレーキ機構と、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項４】
請求項２記載の４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、
前記変換機構からの反力が前記モータの軸方向に作用する如く前記変換機構と前記モータの問にウォームギア減速機を備えると共に、モータ軸上にインナーレースを固定し、正回転方向に対して前記インナーレースをアウターレースとめ問でフリー回転し、逆回転方向に対して前記インナーレースをアウターレースとの問でロックするワンウェイクラッチを備え、前記モータに作用する軸方向反力を受けて前記ワンウェイクラッチのアウターレースにブレーキカを加えるブレーキ機構とを備えたことを特徴とする4輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項５】
請求項２記載の４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、前記逆転防止機構は、
モータの駆動軸を用いたインナーレースと、
ケースに固定され、軸穴に前記インナーレースを回転自在に設けたアウターレースと、
前記アウターレースの軸穴から径方向に延在し、周端に前記駆動軸の正転方向で高く逆転方向で低くなる傾斜面を形成したシュー収納部と、
前記シュー収納部に収納され、内周にインナーレースに摺接する円弧面を形成し、外周に前記シュー収納部の傾斜面に摺接する傾斜面を形成したブレーキシューと、
前記ブレーキシューを前記シュー収納部の傾斜面の低くなる方向に付勢させるバネを備え、正回転方向に対し前記ブレーキシューを傾斜面の高くなる方向に移動させて前記駆動軸のインナーレースをアウターレースに対しフリー回転し、逆回転方向に対しは前記ブレーキシューを傾斜面の低くなる方向に移動させて前記駆動軸のインナーレースをアウターレースに対し制動停止させる４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項６】
請求項1記載の4輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、
前記変換機構が、前記モータにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出油圧を受けて前記摩擦クラッチを押付けするピストンで構成されるとともに、モータを駆動して油圧を第1の閾値まで上昇させた後にモータを停止し、油圧が第2の閾値まで低下した場合に再びモータを駆動するごとく間欠運転を行うことで、油圧を第1の閾値と第2の閾値の範囲で制御することを特徴とする4輪駆動車用駆動力配分装置
【請求項７】
請求項1記載の4輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、
前記逆転防止機構が
モータ出力軸と前記変換機構を駆動する駆動軸を分離するとともに、モータ停止状態では前記変換機構駆動軸をロックするロック機構と、
モータ駆動時には前記ロック機構を解除するとともにモータ出力軸からの駆動力を前記変換機構駆動軸に伝達する手段で構成され、
モータ駆動時には前記変換機構を駆動し、モータ停止時は前記変換機構をロックすることを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪若しくは後輪への駆動力の配分制御をスリップ可能な摩擦クラッチで行う４輪駆動車用駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの回転運動を直線運動に変換し、モータの駆動力に応じて摩擦クラッチを押付けすることで伝達トルクを制御する４輪駆動車用駆動力配分装置が各種提案されている。
【０００３】
図１３は従来の４輪駆動車用駆動力配分装置であり、モータ２０２の回転運動を直線運動に変換する変換機構２０４ａは、モータ２０２により油圧ポンプ２０６を駆動して油圧を発生し、この油圧をシリンダ２０８に供給してピストン２１０を軸方向に移動し、加圧部材２１１により摩擦クラッチ２００を押付けし、伝達トルクを制御している。
【０００４】
油圧ポンプ２０６の発生油圧は、圧力センサ２１４で検知され、トルク制御ユニット（ＴＦＣＵ）２１２が車両状態に基づいて決定した指令油圧になるようにモータ２０２をＰＷＭ制御する。
【０００５】
図１４は従来の４輪駆動車用駆動力配分装置の他の例であり、モータ２０２の回転運動を直線運動に変換する変換機構２０４ｂとしてボールカム機構を使用している。変換機構２０４ｂは、モータ２０２の回転を減速機２１６で減速した後にギア２１８を駆動し、ギア２１8によりカムプレート２２０を回転し、固定側カムプレート２２２との間に配置したボール２２４を介してカムプレート２２０を軸方向に移動し、スラストベアリング２３０を介して摩擦クラッチ２００を加圧板２３２により押付けし、駆動トルクを制御している。
【０００６】
ボール２２４は、カムプレート２２０，２２２の相対面に形成されたカム溝２２６，２２８の間に配置され、固定側のカムプレート２２２に対しカムプレート２２０が矢印A方向に回転すると、ボール２２４の移動でカムプレート２２０を矢印B方向に移動させる。
【０００７】
モータ２０２の回転による変換機構２０４ｂの押付け荷重は、モータ２０２の回転角を検出することで荷重を推定する荷重推定用センサ２３４で推定し、トルク制御ユニット２１２が押付荷重指令値となるようにモータ２０２をＰＷＭ制御する。
【０００８】
図１５は図１４のボールカム機構を使用して前輪への駆動力の配分制御を摩擦クラッチで制御する従来の４輪駆動車用駆動力配分装置の例であり、図１６にボールカム機構を取り出して示している（特許文献１）。
【０００９】
図１５及び図１６において、ケース２４１内にはエンジンから変速機を介して駆動される入力軸２４２が設けられ、入力軸２４２は後輪の第１出力軸２４３に直結され、前輪の第２出力軸２４４に対しては摩擦クラッチ２５０、スプロケットギア２５６、チェーン２５７及びスプロケットギア２５８を介して連結される。摩擦クラッチ２５０の締結力は、モータ２６２の駆動で連続的に制御され、車両の前後輪の駆動力配分を制御する。
【００１０】
モータ２６２は、互いに向き合った2個のボールカム、即ち相対する面のカム傾斜溝にボール２７１を介在した支持リング２６９と加圧リング２７０を相対回転させることで、両者の相対距離を開き、摩擦クラッチ２５０の押付け力を制御する。
【００１１】
即ち、図１６のように、支持リング２６９スリーブ２６８に対し回転自在に配置され、ボール２７１を介して相対した加圧リング２７０は外周に形成したピン２７２をケースの軸方向溝２７３に入れることで回転が規制され、モータ２６２の回転を減速して歯車２６５が噛みあう支持リング２６９に伝えて回転させると、回転が規制された加圧リング２７０がボール２７１に対するカム傾斜溝の回転移動によりボールカム同士の相対距離が変化して軸方向に移動し、摩擦クラッチ２５０の押付け力を制御する。
【特許文献１】特許第２７１５３４０号公報
【特許文献２】米国特許公開２００３／００２９６９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来の４輪駆動車用駆動力配分装置の機構に共通することは、摩擦クラッチの伝達トルクを保持するにはモータに常に電流を流し続ける必要があるということであり、このためモータの連続定格の大きなものが必要となり、システムとして大きく、重く、コストが高くなるという問題があった。
【００１３】
この問題を解消するため、モータに常時接続型の電磁ブレーキを接続し、モータに電流を流さなくてもトルクを保持できるようにしたものもあるが、電磁ブレーキのスペースが大きく、コストも高くなるという問題もあった。また、電流を流して電磁ブレーキを開放するには時間がかかるため、摩擦クラッチのトルクを素早く制御できないという問題もあった。
【００１４】
本発明は、大きく、重く、コストの高い連続定格のモータを使うことなく、モータ電流を切っても摩擦クラッチに大きな伝達トルクを保持できる４輪駆動車用駆動力配分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】
【００１５】
本発明は、摩擦クラッチと、モータと、モータの回転運動を直線運動に変換し摩擦クラッチを押付けする変換機構と、モータの駆動力を制御するコントローラとを備え、モータの駆動力に応じて摩擦クラッチの伝達トルクを制御する４輪駆動車用駆動力配分装置を提供する。
【００１６】
このような４輪駆動車用駆動力配分装置につき、本発明は、変換機構側からの逆入力に対しては回転を阻止し、モータ側からの駆動力は変換機構に伝達する逆転防止機構を設けたことを特徴とする。
【００１７】
ここで、逆転防止機構がモータの正転方向に対してはフリー回転し、逆転方向に対してはブレーキ力が働く選択的ブレーキ機構で構成され、モータ停止状態では変換機構からの逆転を阻止するに必要なブレーキ力が働くことを特徴とする。
【００１８】
ブレーキ型の逆転防止機能は、
モータ駆動軸にインナーレースを固定し、正回転方向に対しインナーレースをアウターレースとの間でフリー回転し、逆回転方向に対しインナーレースをアウターレースとの間でロックするワンウェイクラッチと、
ワンウェイクラッチのアウターレースに所定のブレーキ力を付加するブレーキ機構と、
を備える。
【００１９】
ブレーキ型の逆転防止機構の他の形態にあっては、変換機構からの反力がモータの軸方向に作用する如く変換機構とモータの間にウォームギア減速機を備えると共に、モータ軸上にインナーレースを固定し、正回転方向に対して前記インナーレースをアウターレースとの間でフリー回転し、逆回転方向に対して前記インナーレースをアウターレースとの間でロックするワンウェイクラッチを備え、.モータに作用する軸方向反力を受けて前記ワンウェイクラッチのアウターレースにブレーキ力を加えるブレーキ機構を備える。
【００２０】
ブレーキ型の逆転防止機構の他の形態にあっては、
モータの駆動軸を用いたインナーレースと、
ケースに固定され、軸穴にインナーレースを回転自在に設けたアウターレースと、
アウターレースの軸穴から径方向に延在し、周端に駆動軸の正転方向で高く逆転方向で低くなる傾斜面を形成したシュー収納部と、
シュー収納部に収納され、内周にインナーレースに摺接する円弧面を形成し、外周にシュー収納部の傾斜面に摺接する傾斜面を形成したブレーキシューと、
ブレーキシューをシュー収納部の傾斜面の低くなる方向に付勢させるバネと、
を備え、正回転方向に対しブレーキシューを傾斜面の高くなる方向に移動させて駆動軸のインナーレースをアウターレースに対しフリー回転し、逆回転方向に対しはブレーキシューを傾斜面の低くなる方向に移動させて駆動軸のインナーレースをアウターレースに対し制動停止させる。
【００２１】
変換機構は、モータにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプの吐出油圧を受けて前記摩擦クラッチを押付けするピストンで構成されるとともに、モータを駆動して油圧を第1の閾値まで上昇させた後にモータを停止し、油圧が第2の閾値まで低下した場合に再びモータを駆動するごとく間欠運転を行うことで、油圧を第1の閾値と第2の閾値の範囲で制御する。
【００２２】
また逆転防止機構は、
モータ出力軸と変換機構を駆動する駆動軸を分離するとともに、モータ停止状態では変換機構駆動軸をロックするロック機構と、
モータ駆動時にはロック機構を解除するとともにモータ出力軸からの駆動力を変換機構駆動軸に伝達する手段で構成され、
モータ駆動時には変換機構を駆動し、モータ停止時は変換機構をロックする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、大きく、重く、コストの高い連続定格のモータを使うことなく、モータの回転運動を直線運動に変換して摩擦クラッチを押付けて伝達トルクを発生した状態でモータ電流を切っても、逆転防止機構の働きで摩擦クラッチからの反力による逆転を防止し、摩擦クラッチに大きな伝達トルクを保持できる。
【００２４】
また、トルクを保持するのに電流を流し続ける必要がないため、コントローラの電流容量を小さくでき、コントローラを小さく、安価にできる。
【００２５】
また、車両としてもモータを駆動するエネルギーが節約できる。更に、モータが逆転しないように常時電磁ブレーキをかける方法も考えられるが、その場合に比べて駆動トルクが小さくて済むためモータを小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は本発明による４輪駆動車用駆動力配分装置の実施形態を示した断面図であり、変換機構としてモータによる油圧駆動で回転運動を直線運動に変換して摩擦クラッチの伝達トルクを制御することを特徴とする。
【００２７】
図１において、本発明の４輪駆動車用駆動力配分装置はケース１０を有し、ケース１０の左側に、エンジンからの回転を自動変速機あるいは手動変速機を介して入力する入力軸１２が設けられ、入力軸１２は同軸に配置された後輪出力軸１４に直結されている。
【００２８】
後輪出力軸１４と同軸には摩擦クラッチ１６が設けられる。摩擦クラッチ１６はクラッチハブ４４を後輪出力軸１４に固定し、クラッチドラム４６を後輪出力軸１４に対し回転自在に設けたスプロケットギア５０に連結している。後輪出力軸１４と平行には、反対側に動力を取り出す前輪出力軸２０がケース１０に設けられており、前輪出力軸２０にはスプロケットギア５２が一体に形成されており、摩擦クラッチ１６側のスプロケットギア５０との間にチェーンベルト１８を掛けて連結している。
【００２９】
このような４輪駆動車用駆動力配分装置において、２輪駆動の際には摩擦クラッチ１６のクラッチハブ４４とクラッチドラム４６間が切り離され、入力軸１２の回転は後輪出力軸１４に直接伝達される。４輪駆動時にあっては摩擦クラッチ１６が接続状態となり、入力軸１２からの回転を、後輪出力軸１４、摩擦クラッチ１６、スプロケットギア５０、チェーンベルト１８、スプロケットギア５２を介して前輪出力軸２０にも伝達する。
【００３０】
摩擦クラッチ１６に対しては、クラッチハブ４４とクラッチドラム４６の間に設けた多板クラッチ４８のクラッチ締結力を制御する変換機構が設けられる。この変換機構は、モータ３８により油圧ポンプ６２を駆動し、油圧ポンプ６２からの高圧油を摩擦クラッチ１６の右側に配置したシリンダ６３に摺動自在に設けたピストン６４に供給し、ピストン６４を左側にストロークさせ、スラストベアリング５６を介して押付け部材４２で多板クラッチ４８を押し、クラッチ締結力を増加させ、伝達トルクを制御する。
【００３１】
このようなクラッチ伝達トルクを制御する変換機構に対し、本発明にあっては更に、モータ３８と油圧ポンプ６２との間に逆転防止機構６０を設けている。逆転防止機構６０は、モータ３８からの駆動力に対しては回転をそのまま油圧ポンプ６２（変換機構側）に伝達し、油圧ポンプ６２側（変換機構側）からの逆回転の駆動力に対しては回転を阻止する。
【００３２】
逆転防止機構６０は、この実施形態にあってはブレーキ型の逆転防止機構を使用しており、ワンウェイクラッチ７８とブレーキシュー８０により構成されている。
【００３３】
モータ３８に対してはトルク制御ユニット（ＴＦＣＵ）３５が設けられ、トルク制御ユニット３５の出力信号Ｅ１によりモータ３８を正転駆動することで摩擦クラッチ１６の締結力を増加させ、またモータ３８を逆転駆動することで摩擦クラッチ１６の締結力を解除する。
【００３４】
トルク制御ユニット３５には更に、圧力センサ６１で検出された油圧ポンプ６２の油圧検出信号Ｅ２が入力されている。このためトルク制御ユニット３５は、制御目標として設定された摩擦クラッチ１６の締結力に対応した所定の設定油圧となるように圧力センサ６１の検出油圧信号Ｅ２を用いてフィードバック制御を行う。なおトルク制御ユニット３５による摩擦クラッチ１６の締結力の制御は、２ＷＤから４ＷＤへの切替え、あるいは４ＷＤに切り替えた状態での伝達トルクの高、低の切替設定などに応じてモータ３８を制御することになる。
【００３５】
図２は図１の実施形態に用いたモータによる油圧駆動で回転運動を直線運動に変換して摩擦クラッチの伝達トルクを制御する本発明による変換機構の説明図である。
【００３６】
図２において、変換機構１１は、モータ３８により油圧ポンプ６２を駆動し、油圧ポンプ６２で発生した油圧を変換機構１１におけるシリンダ６３に対し摺動自在に設けたピストン６４に加え、ピストン６４を左方向にストロークさせ、スラストベアリング５６を介して押付け部材４２を押すことで、摩擦クラッチ１６におけるクラッチハブ４４とクラッチドラム４６の間に設けた多板クラッチ４８の締結力を増加させ、クラッチ伝達トルクを制御している。
【００３７】
このような変換機構１１につき、本発明にあっては更に、モータ３８と油圧ポンプ６２の間に逆転防止機構６０を設けている。また、油圧ポンプ６２によりピストン６４に加える油圧は圧力センサ６１で検出され、油圧検出信号Ｅ２としてトルク制御ユニット３５に入力されている。
【００３８】
図３は本発明で用いる逆転防止機構６０の第１実施形態の説明図であり、この第１実施形態にあってはブレーキ型の逆転防止機構としたことを特徴とする。
【００３９】
図３（Ａ）はブレーキ型逆転防止機構６０Ａの概略構成であり、モータ３８の油圧ポンプ６２を駆動するモータ出力軸３９にワンウェイクラッチ７８を設け、ワンウェイクラッチ７８に対しバネ８２で押付けしたブレーキシュー８０を設けている。ワンウェイクラッチ７８は、モータ出力軸３９に固定したインナーレース７８ａ、インナーレース７８ａに対しローラ７８ｃを介して一方向に回転自在に設けたアウターレース７８ｂで構成される。
【００４０】
図３（Ｂ）はブレーキ型逆転防止機構６０Ａにおける軸方向から見た説明図であり、ワンウェイクラッチ７８の外周に位置するアウターレース７８ｂに対し、バネ８２によりブレーキシュー８０を当接することでブレーキ力を加えている。
【００４１】
図４は、図３（Ａ）（Ｂ）のブレーキ型逆転防止機構６０Ａに使用するワンウェイクラッチ７８の説明図である。ワンウェイクラッチ７８は、モータ出力軸３９に固定されたインナーレース７８ａ、インナーレース７８ａの外側にローラ７８ｃを介して一方向に回転自在に配置されたアウターレース７８ｂ、アウターレース７８ｂと一体に形成されたローラ保持部７８ｄにより保持されて配置された複数のローラ７８ｃで構成される。
【００４２】
アウターレース７８ｂのローラー７８ｃが当接する面は傾斜をもったカム面７８ｅを形成している。カム面７８ｅは、ブレーキシュー８０（図３参照）により制動停止されるアウターレース７８ｂを固定側とした場合、モータ出力軸３９と一体に回転するインナーレース７８ａの矢印Ａで示す反時計回りの回転をフリーとし、破線の矢印Ｂで示す時計回りの回転をロックするようにしている。
【００４３】
再び図３を参照するに、このようなブレーキ型逆転防止機構６０Ａをモータ３８と油圧ポンプ６２の間に設けたことで、モータ３８のモータ出力軸３９が摩擦クラッチ１６の締結力を増加させるためにクラッチを押し付ける方向に正回転するときはフリー回転となり、摩擦クラッチについて規定の押付け力（クラッチ締結力）が得られた時点でモータ３８を停止した際の摩擦クラッチからの反力が加わる逆回転時には、ブレーキシュー８０をバネ８２によりアウターレース７８ｂに押し付けてブレーキを掛けていることから、油圧ポンプ６２からの逆回転に対しブレーキが作用し、逆転を防止する。
【００４４】
図３（Ａ）（Ｂ）のブレーキ型逆転防止機構６０Ａにおいては、摩擦クラッチの伝達トルクを上昇させる正回転時には、摩擦クラッチ１６の反力に打ち勝ってモータ３８を回す必要があるため大きな駆動力を必要とする。図３（Ｃ）は、油圧ポンプの内部漏れがない理想状態におけるモータ３８のモータ回転変位θに対する摩擦クラッチ１６における押付け力Ｆの関係を示した特性グラフであり、モータ回転変位θに応じて摩擦クラッチ１６の押付け力Ｆがほぼ直線的に増加する関係にある。
【００４５】
図３（Ｃ）の特性図は、モータ回転変位の設定回転変位としてθ１とθ２の２段階に設定する場合を例にとっており、これら設定回転変位θ１，θ２に対応し摩擦クラッチ１６の押付け力としてＦ１，Ｆ２が得られる。このような２段階のモータ３８の設定回転変位θ１，θ２は、摩擦クラッチ１６における４ＷＤの切替状態での伝達トルクの高、低切替えに対応している。
【００４６】
図３（Ｃ）のように、モータ３８の回転変位により例えば設定回転変位θ２に制御して摩擦クラッチ１６に押付け力Ｆ２を加えてクラッチ締結力を制御した場合は、この設定値への到達でモータ３８の電流を遮断することとなり、モータ３８の電流遮断に伴い摩擦クラッチ１６側からの反力がモータ３８を逆転させる方向に作用する。
【００４７】
この摩擦クラッチ側からの反力が機構全体のフリクションより大きい場合にはモータ３８が逆転させられてしまい、摩擦クラッチ１６における伝達トルクを保持できない。そこで本発明にあっては、ブレーキ型逆転防止機構６０Ａを設け、摩擦クラッチ側からの反力に対しブレーキ力を加えることでモータ３８の逆転を防止し、摩擦クラッチ１６の伝達トルクを保持する。この逆転を防止するためのブレーキ力としては、次式で与えられる程度の強さでよい。
（ブレーキ力）＞｛（摩擦クラッチから反力）−（機構フリクション）｝      （１）
【００４８】
一方、摩擦クラッチ１６の押付けで伝達トルクを保持した後に伝達トルクを下げる逆転時には、ブレーキ型逆転防止機構６０Ａのブレーキ力に打ち勝ってモータ３８を逆転させる必要があるが、もともと摩擦クラッチ１６からの反力が逆転方向に作用しているため、それより大きなモータ３８の駆動力は必要としない。この伝達トルクを下げる際の逆転時のモータ駆動力は次の関係式で与えられる。
（モータ駆動力）＞
｛（ブレーキ力）＋（機構フリクション）−（摩擦クラッチから反力）｝      （２）
【００４９】
図５は図２の油圧駆動における摩擦クラッチの押付け力を保持するモータ制御のタイムチャートである。図２の油圧ポンプ６２を用いた変換機構１１においては、モータ３８の正回転による油圧ポンプ６２の駆動で発生した油圧で、摩擦クラッチ１６に所定のクラッチ伝達トルクを発生させた状態でモータ３８を停止し、摩擦クラッチ１６からの反力による逆回転をブレーキ型逆転防止機構６０Ａによるブレーキ作用で阻止したとしても、油圧ポンプ６２の内部漏れにより摩擦クラッチ１６への押付け力は徐々に低下する。
【００５０】
図５にあっては、モータ３８の正回転で油圧ポンプ６２を駆動して油圧を増加させ、ピストン６４による押付けで摩擦クラッチ１６の伝達トルクを設定トルクＴ１に増加させ、設定トルクＴ１の到達でモータ３８の正回転を停止した場合、時間の経過に従い、油圧ポンプ６２の内部漏れに伴って伝達トルクが徐々に低下する。
【００５１】
そこで、設定トルクＴ１に対しそれより低い設定トルクＴ２を設定し、伝達トルクが設定トルクＴ２に低下したら再びモータ３８を正回転して伝達トルクをＴ１に回復させ、これを繰り返すように制御する。
【００５２】
この伝達トルクＴ１を保持するためのモータ３８のオン、オフ駆動は、オン周期に対し停止しているオフ周期が十分に長いことから、モータ３８に伝達トルクＴ１を保持するための電流を流し続けている場合に比べモータ３８の消費電力を十分に低減でき、モータ３８の発熱も必要最小限に抑えることができる。
【００５３】
図５における伝達トルクＴ１，Ｔ２の検出は、油圧ポンプ６２によりピストン６４に加える油圧と摩擦クラッチ１６の押付け力による伝達トルクとの間には一定の関係があることから、実際には圧力センサ６１により油圧ポンプ６２の発生油圧を検出し、これを伝達トルクの設定トルクＴ１，Ｔ２に対応した設定圧力Ｐ１，Ｐ２と比較することで、伝達トルクを設定トルクＴ１に保持するためのモータ３８のオンオフ制御が可能となる。
【００５４】
図６は本発明で用いる逆転防止機構の第２実施形態の説明図であり、図３と同様、ブレーキ型逆転防止機構としたことを特徴とする。図６において、ブレーキ型逆転防止機構６０Ｂは、モータ３８のモータ出力軸３９を用いたインナーレース８４、ケース側に固定され軸穴にインナーレース８４を回転自在に設けたアウターレース８６、アウターレース８６の軸穴に開口して３箇所に設けたシュー収納部８８、シュー収納部８８に収納されたブレーキシュー９０、ブレーキシューを押付けするバネ９２で構成される。
【００５５】
アウターレース８６の軸穴に形成したシュー収納部８８は軸穴から径方向に収納部を形成し、外周側となる終端にインナーレース８４の矢印Ａで示す正回転方向で高く逆転方向で低くなる傾斜面８８ａを形成している。シュー収納部８８に収納されたブレーキシュー９０は、内周にインナーレース８４に周接する円弧面を形成し、外周にシュー収納部８８の傾斜面８８ａに周接する傾斜面を形成している。
【００５６】
このようなブレーキ型逆転防止機構６０Ｂにあっては、モータ３８によりモータ出力軸３９即ちインナーレース８４を矢印Ａ方向に正回転する場合には、インナーレース８４の正回転に伴いブレーキシュー９０は、傾斜面８８ａの勾配により隙間が広がる方向にバネ９２を押付け、固定側となるアウターレース８６に対しインナーレース８４をフリーに回転することができる。
【００５７】
これに対し摩擦クラッチ１６側から反力を受ける逆回転時には、インナーレース８４は反時計回りに回転するが、これに伴いブレーキシュー９０はシュー収納部８８の傾斜面８８ａの下がる方向にバネ９２の押付けと合せて移動し、ブレーキシュー９０によりインナーレース８４にブレーキ力が作用し、インナーレース８４の逆転を防止することができる。
【００５８】
この場合のモータ３８の電流を遮断した際の摩擦クラッチ１６にかかる反力に対し、逆転を防止するためのブレーキ力は、図３について示した前記（１）式と同じ条件でよく、また摩擦クラッチ１６の伝達トルクを下げるための逆転時のブレーキ力に打ち勝ってモータ３８を逆転させるためのモータ駆動力も図３について示した前記（２）式の条件とすればよい。
【００５９】
図７は本発明で用いる逆転防止機構の第３実施形態の説明図であり、図３と同様、ブレーキ型逆転防止機構としたことを特徴とする。
【００６０】
図７において、モータ３８はステータ９６とローター９８で構成され、ステータ９６はモータケース９４の内側に固定され、ステータ９６はモータ回転軸３９に固定され、モータ回転軸３９は左側をケース１０に対しベアリング１０４で回転自在に支持し、左側はベアリング１０６によりモータケース９４の端部側に回転自在に支持している。
【００６１】
モータ回転軸３９の左側にはウォーム１００が形成され、これに直交する回転軸をもつウォームギア１０２が噛みあい、ウォームギア機構を構成している。ウォームギア機構は、ウォームギア１０２が摩擦クラッチ装置側から矢印Ａの方向となる反力を受けると、ウォーム１００を回転させる際に、モータ回転軸３９の軸方向に矢印Ｂで示す反力を伝える。
【００６２】
モータ回転軸３９の右端にはブレーキ型逆転防止機構６０Ｃが設けられる。ブレーキ型逆転防止機構６０Ｃはワンウェイクラッチ１０８を備え、モータ駆動軸２８の軸端にインナーレース１１０を固定し、アウターレース１１２はモータケース９４の端部に組み込まれている。アウターレース１１２はモータース９４内に固定されておらず、ブレーキ力を超える回転力が加われば、回転可能である。
【００６３】
ワンウェイクラッチ１０８は、モータ回転軸３９の正回転に対しインナーレース１１０をアウターレース１１２との間でフリー回転し、逆回転方向に対ししてインナーレース１１０をアウターレース１１２との間でロックすると共に軸方向の反力を受ける。
【００６４】
ワンウェイクラッチ１０８のアウターレース１１２の側端に相対してモータケース内端面が摩擦面１１４として形成されており、軸方向の反力を受けてアウターレース１１２が押圧された際にブレーキ力を発生し、逆転を防止する。
【００６５】
この場合のモータ３８の電流を遮断した際の摩擦面１１４にかかる反力に対し、逆転を防止するためのブレーキ力は、図３について示した前記（１）式と同じ条件でよく、また摩擦クラッチ１６の伝達トルクを下げるための逆転時のブレーキ力に打ち勝ってモータ３８を逆転させるためのモータ駆動力も図３について示した前記（２）式の条件とすればよい。
【００６６】
図８は本発明による４輪駆動車用駆動力分配装置の他の実施形態を示した断面図であり、変換機構としてモータによる直接駆動で回転運動を直線運動に変換して摩擦クラッチの伝達トルクを制御することを特徴とする。
【００６７】
図８において、本発明の４輪駆動車用駆動力配分装置はケース１０を有し、ケース１０の左側に、エンジンからの回転を自動変速機あるいは手動変速機を介して入力する入力軸１２が設けられ、入力軸１２は同軸に配置された後輪出力軸１４に直結されている。
【００６８】
後輪出力軸１４と同軸には摩擦クラッチ１６が設けられる。摩擦クラッチ１６はクラッチハブ４４を後輪出力軸１４に固定し、クラッチドラム４６を後輪出力軸１４に対し回転自在に設けたスプロケットギア５０に連結している。後輪出力軸１４と平行には、反対側に動力を取り出す前輪出力軸２０がケース１０に設けられており、前輪出力軸２０にはスプロケットギア５２が一体に形成されており、摩擦クラッチ１６側のスプロケットギア５０との間にチェーンベルト１８を掛けて連結している。
【００６９】
このような４輪駆動車用駆動力配分装置において、２輪駆動の際には摩擦クラッチ１６のクラッチハブ４４とクラッチドラム４６間が切り離され、入力軸１２の回転は後輪出力軸１４に直接伝達される。４輪駆動時にあっては摩擦クラッチ１６が接続状態となり、入力軸１２からの回転を、後輪出力軸１４、摩擦クラッチ１６、スプロケットギア５０、チェーンベルト１８、スプロケットギア５２を介して前輪出力軸２０にも伝達する。
【００７０】
摩擦クラッチ１６に対しては、クラッチハブ４４とクラッチドラム４６の間に設けた多板クラッチ４８のクラッチ締結力を制御する変換機構が設けられる。この変換機構は、後輪出力軸１４と同軸に相対回転自在に設けられた一対のボールカム２２，２４の相対するカム面の一方の傾斜溝部に挟まれて保持されたボール２６、ボールカム２２からアーム部により延在されて先端側に形成した外歯ギア３０、ボールカム２４からアーム部を延在して先端側の内側に外歯ギア３０に相対する空間的に重なり合う回転面の位置に形成した内歯ギア３４、外歯ギア３０と内歯ギア３４の間に配置されて両方に噛み合う駆動ギア３６、駆動ギア３６を減速機４０を介して回転駆動するモータ３８、ボールカム２２，２４の両側に配置されたスラストベアリング５４，５６、スラストベアリング５４の外側に配置され後輪出力軸１４に固定された固定部材５８、スラストベアリング５６側に配置され後輪出力軸１４に対し軸方向及び回転方向に移動自在な押付け部材４２、更にモータ３８を制御する逆転防止機構６０で構成される。
【００７１】
図９は図８の摩擦クラッチ１６の変換機構を取り出して示している。図９において、後輪出力軸１４には一対のボールカム２２，２４が回転自在に設けられ、ボールカム２２，２４の相対面の一方に設けた複数の傾斜溝部に挟まれて複数のボール２６が保持されている。このボールカム２２，２４及びボール２６で構成されるボールカム機構は、ボールカム２２，２４の相対回転により、両者の軸方向の間隔が、ボール２６が位置する傾斜溝部の深さにより変化する。
【００７２】
ボールカム２２からはアーム部２８が延在され、アーム部２８の先端に上向きに形成したＬ字部分に外歯ギア３０を形成している。またボールカム２４から延在されたアーム部３２の先端に下向きに形成したＬ字部分の内側に、外歯ギア３０に相対して内歯ギア３４を形成している。このため外歯ギア３０と内歯ギア３４は、回転中心に対し同じギア回転面に位置し、回転面を共有した構造としている。
【００７３】
外歯ギア３０と内歯ギア３４の間には、両方に噛み合って駆動ギア３６が配置され、駆動ギア３６はモータ３８の回転を減速出力する減速機４０の出力軸に連結されている。ここで、モータにより減速機４０を矢印Ａ方向に回転すると、駆動ギア３６に噛み合っている外歯ギア３０は矢印Ｂ方向に回転し、同時に内歯ギア３４は矢印Ｃ方向に回転し、この外歯ギア３０と内歯ギア３４の反対方向の回転に伴うボールカム２２，２４の相対回転で、ボールカム２２とボールカム２４の間隔が変化することになる。
【００７４】
ここで、クラッチ締結力を制御する本発明の機構にあっては、一対のボールカム２２，２４から延在したアーム部２８，３２の先端に一体に形成した外歯ギア３０と内歯ギア３４が空間的に重なり合う構造のため、装置内部におけるスペースを共有することとなり、装置内の設置スペースを小さくでき、４輪駆動車用駆動力配分装置の小型化と軽量化を図ることができる。
【００７５】
再び図８を参照するに、ボールカム機構を用いた変換機構を駆動するモータ３８と減速機４０の間には、逆転防止機構６０が配置されている。逆転防止機構６０は、変換機構側からの逆入力に対しては回転を阻止し、モータ３８側からの駆動力に対しては回転をそのまま変換機構に伝達する。
【００７６】
図１０は図８に示したモータによる直接駆動で回転運動を直線運動に変換して摩擦クラッチを押付けする本発明における変換機構の説明図である。図１０において、変換機構１１は、モータ３８の回転力を減速機４０で減速して駆動ギア３６に加え、図９に示したボールカム機構により直線運動に変換して摩擦クラッチ１６を押付けしている。
【００７７】
ボールカム機構におけるボールカム２２，２４の間にはボール２６が配置され、右側に取り出して示すように、ボールカム２２，２４の相対面にはカム溝２２ａ，２４ａが形成され、このカム溝２２ａ，２４ａの間にボール２６を配置しており、例えばボールカム２２に対し矢印Ａ方向にボールカム２４が相対回転すると、カム溝２２ａ，２４ａにボール２６が乗り上げるように動作し、ボールカム２４を矢印Ｂ方向に移動し、摩擦クラッチ１６を押付けすることになる。
【００７８】
このような変換機構１１におけるモータ３８と減速機４０の間には逆転防止機構６０が配置され、モータ３８の摩擦クラッチ１６を押付けする正回転はそのまま減速機４０に伝達され、モータ３８の電流を遮断した際に摩擦クラッチ１６の反力により減速機４０を介して加わる逆回転を阻止している。逆転防止機構６０としては、図３のブレーキ型逆転防止機構６０Ａ、図６のブレーキ型逆転防止機構６０Ｂまたは図７のブレーキ型逆転防止機構６０Ｃのいずれを使用してもよい。
【００７９】
モータ３８はトルク制御ユニット３５からの出力信号Ｅ１で正回転または逆回転が制御される。またモータ３８の駆動電流に基づき、摩擦クラッチ１６に加わる押付け荷重を荷重推定用センサ４１で検出して荷重推定信号Ｅ３としてトルク制御ユニット３５に入力している。この荷重推定用センサ４１からの荷重推定信号Ｅ３を用いたフィードバック制御によるモータ３８の駆動で、摩擦クラッチ１６に対する押付け荷重を、所定の伝達トルクを得るための設定荷重に制御することができる。
【００８０】
図１１は本発明で用いる逆転防止機構の第４実施形態の説明図である。この第４実施形態にあっては、図３、図６及び図７のブレーキ型に対し機械的に逆回転を阻止するロック型逆転防止機構としたことを特徴とする。
【００８１】
図１１（Ａ）は逆転防止機構の第４実施形態としてのロック型逆転防止機構を径方向に切って見た断面図であり、図１１（Ｂ）に軸方向に切って見た断面図を示している。
【００８２】
図１１（Ａ）において、ロック型逆転防止機構６０Ｄは、入力軸６５に固定した入力部材６８、出力軸６６に固定した出力部材７０、ケースに固定されたロックリング７２、ロックリング７２の内側に所定のフリクションをもって配置されたローラ用保持器７４、ローラ用保持器７４に回転自在に保持され出力部材７０に対し図示の中立位置で所定のスキマを介して配置されたローラ７６で構成されている。
【００８３】
出力部材７０は出力軸６６を装着した中心部から外周方向に３つの放射アーム部７０ａを形成し、放射アーム部７０ａの先端に放射軸線と直交する方向の直線カム面７０ｂを形成している。ローラ用保持器７４は、ロックリング７２の内径部に若干のフリクションをもって回転自在に保持されており、出力部材７０の放射アーム部７０ａに対し所定の隙間を介して放射状に延在した形状の張出し部７４ａを内周部に形成している。
【００８４】
ローラ用保持器７４における張出し部７４ａの中央部には、それぞれローラ７６が回転自在に支持され、ローラ７６の内側先端は図示の中立位置で張出し部７４ａの直線カム面７０ｂに相対した直線面より僅かに突出し、且つ出力部材７０の直線カム面７０ｂとの間に所定のスキマを形成している。
【００８５】
入力部材６８は、出力部材７０の放射アーム部７０ａとローラ用保持器７４の張出し部７４ａで仕切られる３箇所の空間にそれぞれ爪部６８ａを配置しており、爪部６８ａは図１１（Ａ）の断面に示すように、出力部材７０の放射アーム部７０ａからローラ用保持器７４の張出し部７４ａに至る径方向の長さを持つ放射形状を備えている。
【００８６】
図１２は図１１の第４実施形態による正転時と逆転時の動作の説明図である。図１２は摩擦クラッチ１６側からの反力を受けて出力部材７０が矢印方向に逆転した場合の逆転防止動作を示している。
【００８７】
出力部材７０に摩擦クラッチ側からの反力で逆回転方向の駆動力が加わると、ロックリング７２とローラ用保持器７４の間には僅かなフリクションがあるため、出力部材７０がローラ７６に対し先行して矢印方向に回転する。
【００８８】
このためローラ７６と出力部材７０との中立関係が崩れ、ローラ７６と出力部材７０における直線カム面７０ｂとのスキマがなくなり、ローラ７６に出力部材７０の直線カム面７０ｂの回転方向とは反対側のカム面が当接してロック状態となる。このとき出力部材７０によって入力部材６８が僅かに回転されることもあるが、出力部材７０がロックした位置で入力部材６８も停止する。これによって出力軸６６から加わる摩擦クラッチ１６の反力による逆回転を阻止し、モータ３８の電流を切ってもモータに反力による逆回転が加わることを防止する。
【００８９】
図１２（Ｂ）はモータ３８を正回転した場合の動作である。モータ３８の回転により入力部材６８を矢印方向に駆動した場合は、入力部材６８の爪部６８ａの回転側の側面が入力部材６８の放射アーム部７０ａとローラ用保持器７４の張出し部７４ａの側面に当たって両者を中立位置に整列させ、ローラ７６と出力部材７０を中立位置に保持したまま入力部材６８からの駆動力は直接、出力部材７０に伝達される。
【００９０】
この場合には、出力部材７０とローラ７６の間には隙間ができており、ローラ７６はローラ用保持器７４と一体にロックリング７２内を空転されることとなり、ロックされることはない。
【００９１】
この図１１及び図１２に示したロック型逆転防止機構についても、図２に示した変換機構１１における逆転防止機構６０あるいは図１０の変換機構１１に設けた逆転防止機構６０に使用することができる。
【００９２】
ここで図３、図６及び図７に示したブレーキ型逆転防止機構６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃと、図１０及び図１１に示した逆転防止機構６０Ｄの使い分けとしては、図１１及び図１２のロック型逆転防止機構６０Ｄにあっては、図１２（Ａ）の逆回転時及び図１２（Ｂ）の正回転時のいずれについても、中立位置からロックまたはフリー回転するまでに若干のバックラッシュがあることから、ロック型逆転防止機構６０Ｄとしては２ＷＤと４ＷＤの切替えのみを行う場合に適している。
【００９３】
これに対しブレーキ型逆転防止機構６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃについては、中立位置から逆回転によるロック及び正回転によるフリー回転の際にバックラッシュはほとんどないことから、４ＷＤ状態で摩擦クラッチによる伝達トルクを多段階あるいは連続的に変化させるような場合に適している。
【００９４】
なお本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明による４輪駆動車用駆動力分配装置の実施形態を示した断面図
【図２】モータによる油圧駆動で回転運動を直線運動に変換し摩擦クラッチを押付けする本発明による変換機構の説明図
【図３】本発明で用いる逆転防止機構の第１実施形態の説明図
【図４】図３のワンウェイクラッチの説明図
【図５】図２の油圧駆動における摩擦クラッチの押付け力を保持するモータ制御のタイムチャート
【図６】本発明で用いる逆転防止機構の第２実施形態の説明図
【図７】本発明で用いる逆転防止機構の第３実施形態の説明図
【図８】本発明による４輪駆動車用駆動力分配装置の他の実施形態を示した断面図
【図９】図８の変換機構の説明図
【図１０】モータによる直接駆動で回転運動を直線運動に変換し摩擦クラッチを押付けする本発明による変換機構の説明図
【図１１】本発明で用いる逆転防止機構の第４実施形態の説明図
【図１２】図１１の第４実施形態による正転時と逆転時の動作の説明図
【図１３】モータによる直接駆動で回転運動を直線運動に変換し摩擦クラッチを押付けする従来の変換機構の説明図
【図１４】モータによる油圧駆動で回転運動を直線運動に変換し摩擦クラッチを押付けする従来の変換機構の説明図
【図１５】図１４の変換機構を備えた従来の４輪駆動車用駆動力分配装置の断面図
【図１６】図１５の摩擦クラッチの締結力を制御する変換機構を取出して示した説明図
【符号の説明】
【００９６】
１０：ケース
１１：変換機構
１２：入力軸
１４：後輪出力軸
１６：摩擦クラッチ
１８：チェーンベルト
２０：前輪出力軸
２２，２４：ボールカム
２６：ボール
２８，３２：アーム部
３０：外歯ギア
３４：内歯ギア
３５：トルク制御ユニット（ＴＦＣＵ）
３６：駆動ギア
３８：モータ
３９：モータ出力軸
４０：減速機
４１：荷重推定用センサ
４２：押付け部材
４４：クラッチハブ
４６：クラッチドラム
４８：多板クラッチ
５０，５２：スプロケットギア
５４，５６：スラストベアリング
５８：固定部材
６０：逆転防止機構
６０Ａ，６０Ｂ：ブレーキ型逆転防止機構
６０Ｃ：ロック型逆転防止機構
６１：圧力センサ
６２：油圧ポンプ
６３：シリンダ
６４：ピストン
６５：入力軸
６６：出力軸
６８：入力部材
６８ａ：爪部
７０：出力部材
７０ａ：放射アーム部
７０ｂ：直線カム面
７２：ロックリング
７４：ローラ用保持器
７４ａ：張出し部
７６：ローラ
７８，１０８：ワンウェイクラッチ
７８ａ，８４，１１０：インナーレース
７８ｂ，８６，１１２：アウターレース
７８ｃ：ローラ
７８ｄ：ローラ保持部
７８ｅ：カム面
８０，９０：ブレーキシュー
８２，９２：バネ
８８：シュー収納部
９４：モータケース
９４ａ：モータケース端部
９６：ステータ
９８：ローター
１００：ウォーム
１０２：ウォームギア
１０４，１０６：ベアリング
１１４：摩擦面
【図１】
2007131194.tif 000003
【図２】
2007131194.tif 000004
【図３】
2007131194.tif 000005
【図４】
2007131194.tif 000006
【図５】
2007131194.tif 000007
【図６】
2007131194.tif 000008
【図７】
2007131194.tif 000009
【図８】
2007131194.tif 000010
【図９】
2007131194.tif 000011
【図１０】
2007131194.tif 000012
【図１１】
2007131194.tif 000013
【図１２】
2007131194.tif 000014
【図１３】
2007131194.tif 000015
【図１４】
2007131194.tif 000016
【図１５】
2007131194.tif 000017
【図１６】
2007131194.tif 000018