(57)【要約】【課題】簡易な構成で、オイルポンプの駆動損失を低減する。【解決手段】動力伝達装置１１８は、入力軸２００から出力軸２０２に動力を伝達する動力伝達機構１３０と、入力軸２００と出力軸２０２とに回転数差が発生したときに係合するカム機構１４０と、回転軸２３０が回転することにより動力伝達機構１３０にオイルを供給するオイルポンプ１３２と、カム機構１４０が係合したときの反力により回転軸２３０と入力軸２００とを接続し、カム機構１４０が係合していないときに回転軸２３０と入力軸２００とを切断するクラッチ機構１３８とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸から出力軸に動力を伝達する動力伝達機構と、
前記入力軸と前記出力軸とに回転数差が発生したときに係合するカム機構と、
回転軸が回転することにより前記動力伝達機構にオイルを供給するオイルポンプと、
前記カム機構が係合したときの反力により前記回転軸と前記入力軸とを接続し、前記カム機構が係合していないときに該回転軸と該入力軸とを切断するクラッチ機構と、
を備えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記カム機構は、
前記入力軸と前記出力軸とに回転数差が生じていない場合には、１対のカムプレートが相対的に近接しており、該入力軸と該出力軸とに回転数差が発生した場合には、該１対のカムプレートが相対的に離隔することで前記クラッチ機構を接続することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記クラッチ機構は、
前記入力軸からの動力が入力されるとともに、前記カム機構の１つのカムプレートと連結された第１クラッチ部と、
前記オイルポンプの前記回転軸に連結され、前記第１クラッチ部と噛合する第２クラッチ部と、
を備え、
前記カム機構は、
前記入力軸と前記出力軸とに回転数差が生じていない場合には、前記第１クラッチ部を前記第２クラッチ部に対して離隔させ、該入力軸と該出力軸とに回転数差が発生した場合には、該第２クラッチ部を該第１クラッチ部に噛合させることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸から出力軸に動力を伝達する動力伝達機構にオイルを供給する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４輪駆動車では、エンジンからの駆動力を直接前輪に伝達するとともに、電子制御カップリング等の動力伝達機構を介して後輪に伝達するようになされている。
【０００３】
そして、電子制御カップリングでは、入力軸に接続された摩擦板と、出力軸に接続された摩擦板とが互い違いに重ねられており、摩擦板の摩擦力により入力軸と出力軸とを連結するようになっている。そのため、入力軸と出力軸との間で回転数差が生じると、摩擦板に摩擦熱が発生する。
【０００４】
そこで、入力軸と出力軸との回転数差、および、入力軸から出力軸に伝達される伝達トルクに基づいて摩擦板での発熱量を推定し、推定した発熱量に基づいてオイルポンプを駆動し、摩擦板にオイルを供給して冷却するようになされた動力伝達装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７０１２８３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、従来の動力伝達装置では、入力軸と出力軸との回転数差、および、伝達トルクに基づいて摩擦板での発熱量を推定するための演算装置、および、オイルポンプを駆動するための電気的な駆動装置が必要となるため、構成が複雑になるといった問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な構成で、オイルポンプの駆動損失を低減することが可能な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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の動力伝達装置は、入力軸から出力軸に動力を伝達する動力伝達機構と、前記入力軸と前記出力軸とに回転数差が発生したときに係合するカム機構と、回転軸が回転することにより前記動力伝達機構にオイルを供給するオイルポンプと、前記カム機構が係合したときの反力により前記回転軸と前記入力軸とを接続し、前記カム機構が係合していないときに該回転軸と該入力軸とを切断するクラッチ機構と、を備える。
【０００９】
また、前記カム機構は、前記入力軸と前記出力軸とに回転数差が生じていない場合には、１対のカムプレートが相対的に近接しており、該入力軸と該出力軸とに回転数差が発生した場合には、該１対のカムプレートが相対的に離隔することで前記クラッチ機構を接続するとよい。
【００１０】
また、前記クラッチ機構は、前記入力軸からの動力が入力されるとともに、前記カム機構の１つのカムプレートと連結された第１クラッチ部と、前記オイルポンプの前記回転軸に連結され、前記第１クラッチ部と噛合する第２クラッチ部と、を備え、前記カム機構は、前記入力軸と前記出力軸とに回転数差が生じていない場合には、前記第１クラッチ部を前記第２クラッチ部に対して離隔させ、該入力軸と該出力軸とに回転数差が発生した場合には、該第２クラッチ部を該第１クラッチ部に噛合させるとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成で、オイルポンプの駆動損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両の構成を示す図である。
【図２】動力伝達装置の構成を示す図である。
【図３】接続時の動力伝達装置を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、車両１００の構成を示す図である。図１に示すように、車両１００は、エンジン１０２を有する自動車である。エンジン１０２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが適応され、車両制御装置１０４の制御に基づいて、不図示の燃料タンクから供給される燃料を燃焼させることで駆動力が生成される。エンジン１０２で生成された駆動力は、有段変速機や無段変速機等の変速機１０６およびギヤ機構１０８を介して入力側ドライブシャフト１１０に出力される。
【００１５】
エンジン１０２で生成された駆動力は、入力側ドライブシャフト１１０、フロントデファレンシャルギア１１２、前輪シャフト１１４を介して前輪１１６に伝達される。また、エンジン１０２で生成された駆動力は、入力側ドライブシャフト１１０、動力伝達装置１１８、出力側ドライブシャフト１２０、リアデファレンシャルギア１２２、および、後輪シャフト１２４を介して後輪１２６にも伝達される。
【００１６】
動力伝達装置１１８は、車両制御装置１０４の制御に基づいて、エンジン１０２から出力される駆動力を後輪１２６に伝達する連結状態と、後輪１２６に伝達しない切断状態とを切り替えることが可能となっている。つまり、車両１００では、動力伝達装置１１８を制御することにより、前輪１１６のみで駆動する２輪駆動と、前輪１１６および後輪１２６で駆動する４輪駆動とを切り替えることが可能となっている。
【００１７】
図２は、動力伝達装置１１８の構成を示す図である。なお、図２および後に説明する図３において、一部を断面で示しているが、各部の構成を容易に把握できるように、断面で示している部品のうち、一部のみハッチングで示している。
【００１８】
図２に示すように、動力伝達装置１１８は、電子制御カップリング（動力伝達機構）１３０、オイルポンプ１３２、ギヤ機構１３４、ギヤ機構１３６、クラッチ機構１３８、カム機構１４０を含んで構成される。
【００１９】
電子制御カップリング１３０は、入力軸２００および出力軸２０２が同軸上に配置されている。入力軸２００は、入力側ドライブシャフト１１０に連結され、入力側ドライブシャフト１１０と一体回転する。出力軸２０２は、出力側ドライブシャフト１２０に連結され、出力側ドライブシャフト１２０と一体回転する。また、出力軸２０２には、出力軸２０２と同軸に配置され、出力軸２０２と一体回転するクラッチドラム２０４が連結されている。
【００２０】
また、電子制御カップリング１３０は、ユニットケース２０６に固定された電磁コイル２０８と、ユニットケース２０６にスラスト軸受を介して配設され、入力軸２００と同軸に相対回転可能な制御カム２１０とが設けられている。
【００２１】
さらに、電子制御カップリング１３０は、電磁コイル２０８に発生する磁力によって制御カム２１０に摩擦トルクを発生させる制御クラッチ２１２が設けられている。
【００２２】
さらに、電子制御カップリング１３０は、傾斜溝内の複数のボール２１４を制御カム２１０との間で挟持するメインクラッチ２１６、制御カム２１０のメインクラッチ２１６に対する相対回転により発生するスラスト力を受けて摩擦トルクを発生させるメインカム２１８が設けられている。
【００２３】
メインカム２１８は、入力軸２００と嵌合して入力軸２００と一体回転するクラッチハブ２２０、クラッチドラム２０４、クラッチハブ２２０およびクラッチドラム２０４にそれぞれ装着され、互い違いに重ねられたハブ側摩擦板２２２およびドラム側摩擦板２２４が設けられている。
【００２４】
これにより、電子制御カップリング１３０は、車両制御装置１０４から電磁コイル２０８に供給される励磁電流に応じた駆動力（トルク）を、出力軸２０２へ伝達する。
【００２５】
ここで、電子制御カップリング１３０では、入力軸２００から出力軸２０２へ駆動力を伝達する際、入力軸２００および出力軸２０２に回転数差が発生していない場合には、ハブ側摩擦板２２２とドラム側摩擦板２２４との間に摩擦熱が発生することはない。一方、電子制御カップリング１３０では、入力軸２００から出力軸２０２へ駆動力を伝達する際、入力軸２００および出力軸２０２に回転数差が発生すると、ハブ側摩擦板２２２とドラム側摩擦板２２４との間で摩擦熱が発生する。
【００２６】
そこで、電子制御カップリング１３０では、入力軸２００が軸方向に沿って中空に形成されているとともに、中央から側面に向けて貫通したオイル流路２００ａがハブ側摩擦板２２２およびドラム側摩擦板２２４に向けて形成されている。
【００２７】
オイルポンプ１３２は、回転軸２３０が設けられ、回転軸２３０が回転されることにより駆動し、電子制御カップリング１３０のハブ側摩擦板２２２およびドラム側摩擦板２２４にオイル流路２００ａを介してオイルを供給し、ハブ側摩擦板２２２およびドラム側摩擦板２２４を冷却する。
【００２８】
ところで、オイルポンプ１３２の回転軸２３０が入力軸２００に常に連結されているとすると、入力軸２００が回転している間、つまり、エンジン１０２が駆動している間、オイルポンプ１３２は、ハブ側摩擦板２２２およびドラム側摩擦板２２４に常にオイルを供給することになる。
【００２９】
しかしながら、上記したように、入力軸２００および出力軸２０２に回転数差が発生していない場合には、ハブ側摩擦板２２２とドラム側摩擦板２２４との間に摩擦熱が発生することはないので、冷却する必要がないにも拘わらずオイルを供給し続けると、その分だけ、オイルポンプ１３２の駆動損失が増加することになる。
【００３０】
そこで、本実施形態の動力伝達装置１１８は、ギヤ機構１３４、ギヤ機構１３６、クラッチ機構１３８およびカム機構１４０が設けられており、入力軸２００および出力軸２０２に回転数差が発生した場合にのみ、入力軸２００と回転軸２３０とが接続され、オイルポンプ１３２が駆動する。
【００３１】
これにより、ハブ側摩擦板２２２とドラム側摩擦板２２４との間に摩擦熱が発生していない場合にはオイルポンプ１３２は停止しており、ハブ側摩擦板２２２とドラム側摩擦板２２４との間に摩擦熱が発生している場合にだけオイルポンプ１３２を駆動させることで、オイルポンプ１３２の駆動損失を低減させることができる。
【００３２】
具体的には、ギヤ機構１３４は、ギヤ２４０およびギヤ２４２により構成されている。ギヤ２４０は、電子制御カップリング１３０の入力軸２００に連結され、入力軸２００と一体回転する。ギヤ２４２は、ギヤ２４０と噛合するとともに、回転軸２３０と同軸であって軸方向に移動可能に配置されている。ギヤ２４２は、軸方向の一端にクラッチ機構１３８のドグ２５２が形成されているとともに、軸方向の他端にカム機構１４０のカムプレート２７０が連結されている。
【００３３】
ギヤ機構１３６は、ギヤ２６０およびギヤ２６２により構成されている。ギヤ２６０は、電子制御カップリング１３０の出力軸２０２と連結され、出力軸２０２と一体回転する。ギヤ２６２は、ギヤ２６０と噛合し、軸方向の一端が軸受を介してユニットケース２６４に固定されているとともに、軸方向の他端にカム機構１４０のカムプレート２７２が連結されている。
【００３４】
クラッチ機構１３８は、ギヤ２４２の他端に形成されたドグ（第１クラッチ部）２５０と、オイルポンプ１３２の回転軸２３０における、ギヤ２４２の一端に形成されたドグ２５０と対向する位置に形成されたドグ（第２クラッチ部）２５２とにより構成されている。
【００３５】
カム機構１４０は、ギヤ２４２の他端に連結されたカムプレート２７０と、ギヤ２６２の他端に連結されたカムプレート２７２と、カムプレート２７０とカムプレート２７２との相対するカム面に形成されたボールカム溝２７０ａ、２７２ａに挟持されたボール２７４により構成される。
【００３６】
カム機構１４０では、カムプレート２７０とカムプレート２７２とに回転数差が発生していない場合には、ボールカム溝２７０ａ、２７２ａ内にボール２７４が不図示のバネの付勢力により位置している。
【００３７】
したがって、カム機構１４０では、カムプレート２７０とカムプレート２７２とに回転数差が発生していない場合、つまり、入力軸２００と出力軸２０２とに回転数差が発生していない場合には、カムプレート２７０とカムプレート２７２とが接近した状態となっている。このとき、クラッチ機構１３８では、ドグ２５０とドグ２５２とが離隔しているため、入力軸２００と回転軸２３０とが切断されており、オイルポンプ１３２の回転軸２３０が回転することはなく、オイルポンプ１３２は停止している。
【００３８】
そして、図３に示すように、カム機構１４０では、カムプレート２７０とカムプレート２７２とに回転数差が発生すると、ボール２７４がボールカム溝２７０ａ、２７２ａの傾斜に沿って移動し、カムプレート２７０とカムプレート２７２とが離隔した係合状態となる。このとき、カムプレート２７２は、ギヤ２６２の一端が固定されているため移動することはない。一方、カムプレート２７０は、ギヤ２４２が軸方向に移動可能であるため、ギヤ２４２とともにオイルポンプ１３２側に移動する。
【００３９】
そうすることで、クラッチ機構１３８では、ドグ２５０とドグ２５２とが嵌合し、入力軸２００と回転軸２３０とがギヤ機構１３４を介して接続される。つまり、クラッチ機構１３８は、カム機構１４０が係合することによる反力により嵌合することになる。これにより、オイルポンプ１３２の回転軸２３０が入力軸２００の回転に伴って回転してオイルポンプ１３２が駆動され、電子制御カップリング１３０にオイルが供給される。
【００４０】
以上のように、動力伝達装置１１８では、入力軸２００および出力軸２０２に回転数差が発生した場合、つまり、ハブ側摩擦板２２２とドラム側摩擦板２２４との間に摩擦熱が発生した場合にのみ、入力軸２００と回転軸２３０とが接続され、オイルポンプ１３２が駆動する。これにより、入力軸２００および出力軸２０２に回転数差が発生しておらず、ハブ側摩擦板２２２とドラム側摩擦板２２４との間に摩擦熱が発生していない場合にはオイルポンプ１３２は停止している。かくして、動力伝達装置１１８では、クラッチ機構１３８およびカム機構１４０を設けるといった簡易な構成で、オイルポンプ１３２の駆動損失を低減させることができる。
【００４１】
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００４２】
なお、上述した実施形態においては、カム機構１４０として、カムプレート２７０、２７２およびボール２７４を設ける構成とした。しかしながら、これに限らず、入力軸２００と出力軸２０２とに回転数差が生じていない場合には相対的に近接しており、入力軸２００と出力軸２０２とに回転数差が発生した場合に、相対的に離間し反力を発生させることができる構成であればよい。
【００４３】
また、上述した実施形態においては、動力伝達機構として電子制御カップリング１３０を適応したが、これに限らず、入力軸２００から出力軸２０２に動力を伝達し、かつ、入力軸２００と出力軸２０２とに回転数差が発生した場合に摩擦熱が発生するものであれば動力伝達機構として適応することができる。
【００４４】
また、上述した実施形態においては、クラッチ機構１３８として、ドグ２５０、２５２を設ける構成としたが、これに限らず、ギヤ２４２と回転軸２３０とを接続および切断することができれば、他の構成であってもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態においては、入力軸２００と回転軸２３０とを接続する構成としてギヤ機構１３４を設けるようにしたが、これに限らず、ベルト機構やチェーン機構を設けるようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態においては、出力軸２０２とカム機構１４０のカムプレート２７２とを接続する構成としてギヤ機構１３６を設けるようにしたが、これに限らず、ベルト機構やチェーン機構を設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、入力軸から出力軸に動力を伝達する動力伝達装置にオイルを供給する動力伝達装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１１８  動力伝達装置
１３０  電子制御カップリング（動力伝達機構）
１３２  オイルポンプ
１３８  クラッチ機構
１４０  カム機構
２００  入力軸
２０２  出力軸
２５０  ドグ（第１クラッチ部）
２５２  ドグ（第２クラッチ部）
２７０、２７２  カムプレート
【図１】
2017057959.tif 000003
【図２】
2017057959.tif 000004
【図３】
2017057959.tif 000005