JP2001082508A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電磁式パイロット機構、カム機構を有する駆動
力伝達装置を簡単な構造に構成する。 【解決手段】内外両回転部材１０ａ，１０ｂと、外側回
転部材１０ａにカムフォロア１７を介して連結されて両
回転部材１０ａ，１０ｂ間にて軸方向へ移動可能に位置
するカムリング１６と、カムリング１６および内側回転
部材１０ｂ間に位置する摩擦クラッチ１０ｃと、摩擦ク
ラッチ１０ｃにカムリング１６の移動方向とは逆方向の
力を作用させる押圧部材１８と、カムリング１６にカム
フォロア１７側への吸引力を作用させる電磁石１４を備
えた構成とし、これらの構成部品１０ａ，１４，１６，
１７にてパイロット機構１０ｄおよびカム機構１０ｅを
一体に構成して、装置を簡単な構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の回転軸間に
配設されてこれら両回転軸間でトルク伝達を行う駆動力
伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】駆動力伝達装置の一形式として、電磁式
のパイロット機構を備えた形式の駆動力伝達装置があ
る。当該形式の駆動力伝達装置は、例えば特開平１０−
３０６５６号公報に示されているように、互いに同軸的
かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材間に、摩擦
クラッチ、電磁式パイロット機構およびカム機構を備え
ているもので、パイロット機構を構成する電磁石に通電
することにより、パイロット機構を動作して作用力を発
生させ、この作用力をカム機構を介して摩擦クラッチに
伝達して摩擦クラッチの摩擦係合を制御し、両回転部材
間でのトルク伝達を制御するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該形式の
駆動力伝達装置においては、両回転部材、摩擦クラッ
チ、パイロット機構およびカム機構は互いに関連して配
設されてはいるが、互いに独立した構造に構成されてい
るため、装置全体が極めて複雑な構造になっており、ま
た、この複雑な構造に起因して構成部品点数が多く、か
つ、それらの組付けが複雑で面倒である。

【０００４】従って、本発明の目的は、これらの問題に
対処すべく、当該形式の駆動力伝達装置を簡単な構造に
構成することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は駆動力伝達装置
に関し、特に、一対の回転軸間に配設されてこれら両回
転軸間でトルク伝達を行う駆動力伝達装置に関する。

【０００６】しかして、本発明に係る駆動力伝達装置
は、互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する外側回転
部材および内側回転部材と、これら両回転部材の一方に
カムフォロアを介して連結されこれら両回転部材間にて
軸方向へ移動可能に位置するカムリングと、同カムリン
グおよび前記両回転部材の他方との間に位置する摩擦ク
ラッチと、同摩擦クラッチに前記カムリングの移動方向
とは逆方向の力を作用させる押圧部材と、前記カムリン
グに前記カムフォロア側への吸引力を作用させる電磁石
を備えていることを特徴とするものである。

【０００７】本発明に係る駆動力伝達装置においては、
前記カムフォロアと前記押圧部材とを前記摩擦クラッチ
を挟んで互いに対向して位置させ、かつ、前記カムフォ
ロアと前記電磁石とを前記両回転部材の一方を挟んで互
いに対向して位置させる構成とすることができ、また、
前記押圧部材を、前記両回転部材の相対回転に応じて押
圧力を発生させる押圧力発生機構の構成部材として、同
押圧力発生機構にて発生する押圧力を前記摩擦クラッチ
に伝達すべく機能するように構成することができる。

【０００８】

【発明の作用・効果】本発明に係る駆動力伝達装置にお
いては、カムリング、カムフォロア、両回転部材の一
方、および電磁石が、パイロット機構およびカム機構を
一体に構成していて、電磁石への通電により、カムリン
グをその通電量に応じて電磁石側に吸引して、パイロッ
ト機構およびカム機構を作動させ、摩擦クラッチの摩擦
係合を制御する。

【０００９】例えば、電磁石には、設定された範囲の最
大値の電流を常時通電してカムリングを最大吸引力で吸
引し、カムリングをカムフォロアを介して両回転部材の
一方（一方の回転部材）に結合しておく。この結合状態
では、カムリングと一方の回転部材とは一体回転してカ
ム機構は作動せず、パイロット機構からの摩擦クラッチ
への作用力は伝達されず、パイロット機構により摩擦ク
ラッチの摩擦係合が制御されることはない。

【００１０】この状態で、電磁石に最大電流値より低い
電流を通電すると、カムリングに対する吸引力が弱くな
ってカムリングと一方の回転部材との結合力が低下し
て、カムリングと一方の回転部材とは相対回転可能とな
る。これにより、摩擦クラッチの摩擦係合力がカムリン
グに対する電磁石の吸引力に打ち勝つときカム機構が作
動して、カムフォロアがカムリングを摩擦クラッチ側へ
押動し、摩擦クラッチはロック状態となる。摩擦クラッ
チは、電磁石へ通電する電流値を制御することによりロ
ックポイントを制御される。

【００１１】このように、本発明に係る駆動力伝達装置
においては、パイロット機構およびカム機構が、カムリ
ング、カムフォロア、一方の回転部材、および電磁石に
て一体に構成されている。このため、本発明に係る駆動
力伝達装置は、両回転部材、パイロット機構およびカム
機構がそれぞれ独立して構成されて互いに関連ずけられ
て組付けられている、従来のこの種形式の駆動力伝達装
置に比較して、構造が簡単であって構成部品点数が少な
く、かつ、それらの組付けが容易である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明すると、図１には本発明の一例に係る駆動力伝達装置
が示されている。当該駆動力伝達装置１０は、図４に示
すように、四輪駆動車における後輪側への駆動力伝達経
路に搭載される。なお、駆動力伝達装置１０の主要部
は、軸線に対して略対称の構成であるため、図１には、
駆動力伝達装置１０の略半分の部位を示し、他の略半分
の部位を省略している。

【００１３】当該四輪駆動車において、トアランスアク
スル２１はトランスミッション、トランスファおよびフ
ロントディファレンシャルを一体に備えるもので、エン
ジン２２の駆動力をトランスアクスル２１のフロントデ
ィファレンシャル２３を介して、両アクスルシャフト２
４ａ，２４ａに出力して左右の前輪２４ｂ，２４ｂを駆
動させるとともに、第１プロペラシャフト２５側に出力
させる。第１プロペラシャフト２５は、駆動力伝達装置
１０を介して第２プロペラシャフト２６に連結されてお
り、第１プロペラシャフト２５と第２プロペラシャフト
２６がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力は
リヤディファレンシャル２７に伝達され、リヤディファ
レンシャル２７から両アクスルシャフト２８ａ，２８ａ
へ出力されて左右の後輪２８ｂ，２８ｂを駆動させる。

【００１４】駆動力伝達装置１０は、第１プロペラシャ
フト２５と第２プロペラシャフト２６間に配設されてい
るもので、図１に示すように、アウタケース１０ａ、イ
ンナシャフト１０ｂ、摩擦クラッチ１０ｃ、パイロット
機構１０ｄ、カム機構１０ｅ、および押圧力発生機構１
０ｆを備えている。

【００１５】駆動力伝達装置１０を構成するアウタケー
ス１０ａは、有底筒状のハウジング１１と、ハウジング
１１の後端開口部に螺着されて同開口部を覆蓋するリヤ
カバー１２とにより形成されている。ハウジング１１は
非磁性材料であるアルミ合金にて、かつ、リヤカバー１
２は磁性材料である鉄にてそれぞれ形成されている。な
お、リヤカバー１２にはその中間部に、非磁性材料であ
るステンレス製の筒体１２ａが埋設されており、筒体１
２ａは環状の非磁性部位を形成している。

【００１６】インナシャフト１０ｂは、リヤカバー１２
の中央部を液密的に貫通してハウジング１１内に同軸的
に挿入されていて、軸方向を規制された状態で、ハウジ
ング１１とリヤカバー１２に回転可能に支持されてい
る。インナシャフト１０ｂには、第２プロペラシャフト
２６の先端部が挿入されて、トルク伝達可能に連結され
る。なお、アウタケース１０ａを構成するハウジング１
１の前端部には、第１プロペラシャフト２５がトルク伝
達可能に連結されている。

【００１７】摩擦クラッチ１０ｃは湿式多板式の摩擦ク
ラッチであり、多数のクラッチプレート（インナクラッ
チプレート１３ａ、アウタクラッチプレート１３ｂ）を
備え、ハウジング１１内に配設されている。摩擦クラッ
チ１０ｃを構成する各インナクラッチプレート１３ａ
は、インナシャフト１０ｂの外周にスプライン嵌合して
軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各アウタクラッ
チプレート１３ｂは後述するカムリング１６の筒部１６
ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付
けられている。各インナクラッチプレート１３ａと各ア
ウタクラッチプレート１３ｂは交互に位置していて、互
いに当接して摩擦係合するとともに互いに離間して自由
状態となる。

【００１８】パイロット機構１０ｄとカム機構１０ｅと
は一体に構成されている。パイロット機構１０ｄは、リ
ヤカバー１２、電磁石１４、電磁石１４を一体に支持す
るヨーク１５、およびカムリング１６にて構成されてい
る。また、カム機構１０ｅは、リヤカバー１２、カムリ
ング１６、およびカムフォロア１７にて構成されてい
る。パイロット機構１０ｄを構成するヨーク１５は、電
磁石１４を支持した状態でリヤカバー１２の凹所１２ｂ
内に嵌合されて、リヤカバー１２に回転可能に支持され
ている。リヤカバー１２の先端面にはカム溝１２ｃが形
成されている。カム溝１２ｃは、リヤカバー１２の先端
面の円周方向に所定間隔を保持して複数形成されてい
る。

【００１９】カムリング１６は、パイロット機構１０ｄ
を構成するアーマチャとして機能するとともに、カム機
構１０ｅを構成する可動カムとして機能するもので、所
定長さの筒部１６ａと、筒部１６ａの後端に位置する環
状の内向フランジ部１６ｂとからなり、筒部１６ａの内
周には摩擦クラッチ１０ｃの各アウタクラッチプレート
１３ｂが嵌合する内スプライン１６ｃが形成され、か
つ、内向フランジ部１６ｂの後端面にはカム溝１６ｄが
形成されている。カム溝１６ｄは、内向フランジ部１６
ｂの円周方向に所定間隔を保持して複数形成されてい
て、リヤカバー１２の先端面の各カム溝１２ｃと対向す
る。

【００２０】カムリング１６は、ハウジング１１内に回
転可能に嵌合されて、筒部１６ａの内周とインナシャフ
ト１０ｂの外周間にクラッチ室を形成していて、このク
ラッチ室に摩擦クラッチ１０ｃが配設されている。摩擦
クラッチ１０ｃを構成する各インナクラッチプレート１
３ａはインナシャフト１０ｂに、各アウタクラッチプレ
ート１３ｂはカムリング１６の筒部１６ａにそれぞれス
プライン嵌合している。

【００２１】カムリング１６は、ハウジング１１内では
リヤカバー１２の先端側に位置して、その内向フランジ
部１６ｂをリヤカバー１２の先端面に対向させ、かつ、
内向フランジ部１６ｂの各カム溝１６ｄをリヤカバー１
２の先端面の各カム溝１２ｃに対向させている。ボール
状の各カムフォロア１７は、これら両カム溝１２ｃ，１
６ｄ間に介在している。

【００２２】押圧力発生機構１０ｆは、ハウジング１１
とインナシャフト１０ｂ間にて、パイロット機構１０ｄ
およびカム機構１０ｅとは摩擦クラッチ１０ｃを挟んで
反対側の部位に配設されているもので、図１および図２
に示すように、作動ピストン１８、ロータ１９、および
流体室Ｒに封入された粘性流体にて構成されている。作
動ピストン１８は、本発明における押圧部材を構成する
もので、ハウジング１１内にて、インナシャフト１０ｂ
の外周に液密的に回転可能で軸方向へ移動可能に組付け
られ、かつ、カムリング１６に対しては一体回転可能で
軸方向へ移動可能に組付けられている。

【００２３】作動ピストン１８は、この状態でハウジン
グ１１の奥壁の内側面に設けた凹所１１ａを流体室Ｒに
形成している。ロータ１９は、筒状基部１９ａの外周に
径方向へ延びる３枚のベーン部１９ｂを有するととも
に、筒状基部１９ａの内周にスプライン部１９ｃを有す
るもので、インナシャフト１０ｂの外周にスプライン嵌
合した状態で流体室Ｒに収容されている。各ベーン部１
９ｂは流体室Ｒを複数の滞留室に区画していて、各滞留
室にはシリコンオイル等の高粘性の粘性流体が封入され
ている。

【００２４】当該駆動力伝達装置１０を搭載した車両に
おいて、第１プロペラシャフト２５と第２プロペラシャ
フト２６間に差動回転が発生し、これに起因してアウタ
ケース１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が発
生した場合には、押圧力発生機構１０ｆを構成するロー
タ１９は流体室Ｒ内でアウタケース１０ａに対して相対
回転して、流体室Ｒ内には第１プロペラシャフト２５と
第２プロペラシャフト２６間の差動回転数に応じた押圧
力が発生する。この押圧力は、作動ピストン１８を押圧
して摩擦クラッチ１０ｃに伝達され、摩擦クラッチ１０
ｃは差動回転数に応じて摩擦係合する。このため、第１
プロペラシャフト２５は、アウタケース１０ａ、摩擦ク
ラッチ１０ｃ、インナシャフト１０ｂを介して第２プロ
ペラシャフト２６に連結され、第１プロペラシャフト２
５から第２プロペラシャフト２６へ差動回転数に応じた
トルクが伝達され、車両はリアルタイムの四輪駆動状態
となる。図３に示すグラフは、押圧力発生機構１０ｆの
作動による、第１プロペラシャフト２５と第２プロペラ
シャフト２６間での差動回転数と伝達トルクの関係を示
している。

【００２５】しかして、当該駆動力伝達装置１０におい
ては、リヤカバー１２、電磁石１４、ヨーク１５、カム
リング１６、およびカムフォロア１７が、パイロット機
構１０ｄおよびカム機構１０ｅを一体に構成していて、
電磁石１４への通電により、カムリング１６をその通電
量に応じて電磁石１４側に吸引して、パイロット機構１
０ｄおよびカム機構１０ｅを作動して、摩擦クラッチ１
０ｃのロック（結合）ポイントを制御する。

【００２６】例えば、電磁石１４には、設定された範囲
の最大値の電流を常時通電してカムリング１６を最大吸
引力で吸引し、カムリング１６をカムフォロア１７を介
してリヤカバー１２と結合しておく。この結合状態で
は、カムリング１６とリヤカバー１２とは一体回転して
カム機構１０ｅは作動せず、パイロット機構１０ｄから
の摩擦クラッチ１０ｃへの作用力は伝達されず、摩擦ク
ラッチ１０ｃがロックされることはない。

【００２７】この状態で、電磁石１４に最大電流値より
低い電流を通電すると、カムリング１６に対する吸引力
が弱くなってカムリング１６とリヤカバー１２との結合
力が低下して、カムリング１６とリヤカバー１２とは相
対回転可能となる。これにより、摩擦クラッチ１０ｃの
摩擦係合力がカムリング１６に対する電磁石１４の吸引
力に打ち勝つときカム機構１０ｅが作動し、カムフォロ
ア１７がカムリング１６を摩擦クラッチ１０ｃ側へ押動
して、摩擦クラッチ１０ｃの摩擦係合力が増大する。こ
の摩擦係合力はカム機構１０ｅ側へフィードバックさ
れ、最終的には摩擦クラッチ１０ｃがロック状態とな
る。

【００２８】当該パイロット機構１０ｄにおいて、電磁
石１４への通電量をスイッチやボリューム等の手段で数
段階に変化させるようにすれば、両プロペラシャフト２
５，２６間の差動回転数に対する摩擦クラッチ１０ｃの
ロックポイントを変化させることができる。例えば、電
磁石１４への通電量を最大電流値を基点として２段に変
化するように構成すれば、摩擦クラッチ１０ｃのロック
ポイントを、例えば図３のグラフに示すＡ点とＢ点の２
点に変更することができる。

【００２９】このように、当該駆動力伝達装置１０にお
いては、カム機構１０ｅの作動により、パイロット機構
１０ｄで発生した作動力を推力に変換されて摩擦クラッ
チ１０ｃを押圧して、摩擦クラッチ１０ｃを瞬時に結合
状態として車両を直結状態の四輪駆動状態に構成するこ
とができる。これにより、車両の脱輪状態からの脱出、
悪路走行、砂地走行等の過酷な走行条件下での走行性能
を向上させることができ、過酷な状態に遭遇した場合に
は、車両をこの過酷な走行条件に適した走行性能に容易
に切換えることができる。

【００３０】しかして、当該駆動力伝達装置１０におい
ては、パイロット機構１０ｄおよびカム機構１０ｅを、
アウタケース１０ａを構成するリヤカバー１２、電磁石
１４、ヨーク１５、カムリング１６、およびカムフォロ
ア１７にて一体に構成されている。このため、当該駆動
力伝達装置１０は、パイロット機構およびカム機構がそ
れぞれ独立して形成されて互いに関連ずけられて組付け
られている従来のこの種駆動力伝達装置に比較して、構
造が簡単であって、構成部品点数が少なく、かつ、それ
らの組付けが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例に係る駆動力伝達装置の部分断面
図である。

【図２】同駆動力伝達装置を構成する押圧力発生機構の
縦断面図である。

【図３】同押圧力発生機構の作動による、車両の両プロ
ペラシャフト間での差動回転数と伝達トルクの関係を示
すグラフである。

【図４】同駆動力伝達装置を搭載した四輪駆動車の概略
構成図である。

【符号の説明】

１０…駆動力伝達装置、１０ａ…アウタケース、１０ｂ
…インナシャウト、１０ｃ…摩擦クラッチ、１０ｄ…パ
イロット機構、１０ｅ…カム機構、１０ｆ…押圧力発生
機構、１１…ハウジング、１１ａ…凹所、１２…リヤカ
バー、１２ａ…筒体、１２ｂ…凹所、１２ｃ…カム溝、
１３ａ…インナクラッチプレート、１３ｂ…アウタクラ
ッチプレート、１４…電磁石、１５…ヨーク、１６…カ
ムリング、１６ａ…筒部、１６ｂ…内向フランジ部、１
６ｃ…スプライン、１６ｄ…カム溝、１７…カムフォロ
ア、１８…作動ピストン、１９…ロータ、１９ａ…筒状
基部、１９ｂ…ベーン部、１９ｃ…スプライン部、２１
…トランスアクスル、２２…エンジン、２３…フロント
ディファレンシャル、２４ａ…アクスルシャフト、２４
ｂ…前輪、２５，２６…プロペラシャフト、２７…リヤ
ディファレンシャル、２８ａ…アクスルシャフト、２８
ｂ…後輪、Ｒ…流体室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の回転軸間に配設されてこれら両回転
   軸間でトルク伝達を行う駆動力伝達装置であり、互いに
   同軸的かつ相対回転可能に位置する外側回転部材および
   内側回転部材と、これら両回転部材の一方にカムフォロ
   アを介して連結されこれら両回転部材間にて軸方向へ移
   動可能に位置するカムリングと、同カムリングおよび前
   記両回転部材の他方との間に位置する摩擦クラッチと、
   同摩擦クラッチに前記カムリングの移動方向とは逆方向
   の力を作用させる押圧部材と、前記カムリングに前記カ
   ムフォロア側への吸引力を作用させる電磁石を備えてい
   ることを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の駆動力伝達装置におい
   て、前記カムフォロアと前記押圧部材とは前記摩擦クラ
   ッチを挟んで互いに対向して位置し、かつ、前記カムフ
   ォロアと前記電磁石とは前記両回転部材の一方を挟んで
   互いに対向して位置していることを特徴とする駆動力伝
   達装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の駆動力伝達装置
   において、前記押圧部材は、前記両回転部材の相対回転
   に応じて押圧力を発生させる押圧力発生機構を構成し、
   同押圧力発生機構にて発生する押圧力を前記摩擦クラッ
   チに伝達すべく機能することを特徴とする駆動力伝達装
   置。