JP2002106605A - 電磁クラッチを有した動力伝達装置 - Google Patents
電磁クラッチを有した動力伝達装置Info
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Abstract
くはこれと逆の移行のとなる条件下で電磁クラッチが係
合した状態の移行をスムーズに行わせる。 【解決手段】 ソレノイドコイル80を囲むコイルハウ
ジング81の側面にアーマチュアプレート82を対向し
て配設し、アーマチュアプレートをクラッチハウジング
52に連結し、ソレノイドコイルへの通電によりコイル
ハウジングにアーマチュアプレートを吸着させ、この吸
着力をボールカム機構65を介してクラッチ機構に作用
させる。クラッチ機構が係合した状態で、回転入力部材
と回転出力部材との間で発生する第1回転バックラッシ
ュ量BLmと、コイルハウジングにアーマチュアプレー
トを吸着させるとともにカム機構を固定した状態で、回
転入力部材と回転出力部材との間で発生する第2回転バ
ックラッシュ量BLpとが、BLm> BLp となる
ように設定されている。
Description
と、ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジ
ングと、コイルハウジングの側面に対向して配設された
アーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して構成
される電磁クラッチを有し、ソレノイドコイルへの通電
電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレー
トを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作
用する吸着力をカム機構を介してクラッチ機構に作用さ
せてクラッチ機構の係合制御を行うように構成された動
力伝達装置に関する。
のものが知られており、特開平10−194004号
や、特開2000−240685号等に開示のものがあ
る。これら公報に開示の電磁クラッチは、自動車のアク
スル装置におけるディファレンシャル機構として用いら
れている。例えば、特開平10−194004号には、
リアアクスル装置におけるハイポイドギヤからなる終減
速機構の左右に電磁クラッチからなるディファレンシャ
ルクラッチ機構を配設し、これら左右ディファレンシャ
ルクラッチ機構の係脱制御を行ってディファレンシャル
作用を行わせるとともに2−4輪駆動切換を行わせるよ
うに構成されている。
ィファレンシャルクラッチ機構は、湿式多板クラッチ機
構と、ソレノイド機構と、ボールカム機構とを有して構
成される。ソレノイド機構は、ソレノイドコイルの周囲
に配設したコイルハウジングに対向してアーマチュアプ
レートを配設して構成され、アーマチュアプレートは湿
式多板クラッチ機構の入力側に連結され、コイルハウジ
ングはボールカム機構の一端側に連結される。ボールカ
ム機構の他端側は湿式多板クラッチ機構の出力側に連結
されるとともにクラッチ機構を係合させるスラスト力を
与えるように構成されている。
いて、ソレノイドコイルに通電して発生する磁力により
コイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる
と、コイルハウジングがアーマチュアプレートと同一回
転してボールカム機構の一端側を湿式多板クラッチ機構
の入力側と同一回転させる。ここでボールカム機構の他
端側は湿式多板クラッチ機構の出力側に連結されている
ため、クラッチ機構の入出力間に回転差があると(アク
スル駆動側回転に対して後輪回転が相違するような場
合)ボールカム機構の一端側に対して他端側が回転駆動
され、他端側から湿式多板クラッチ機構に係合方向のス
ラスト力が付与されてこれが係合され、ディファレンシ
ャルクラッチ機構が係合されるようになっている。
ァレンシャルクラッチ機構においては、ソレノイドコイ
ルに通電されてコイルハウジングにアーマチュアプレー
トが吸着された状態であっても、上記のように入出力回
転に回転差があるときにのみボールカム機構が作動され
て湿式多板クラッチ機構が係合されるものであり、この
回転差がないときにはボールカム機構から湿式多板クラ
ッチ機構を係合させるスラスト力は作用しない。このた
め、例えば、加速走行時のようにディファレンシャルク
ラッチ機構の入力側から駆動されて入力回転数Ninが出
力回転数Noutより大きくなると、ボールカム機構から
湿式多板クラッチ機構の係合方向のスラスト力が作用し
てこれが係合される。逆に、走行中にスロットルペダル
の踏み込みが解放されて入力回転数Ninが減少し出力回
転数Noutより小さくなっても、ボールカム機構から湿
式多板クラッチ機構に係合方向のスラスト力が作用して
これが係合される。
場合とでは、入出力部材間の回転差が発生する方向が逆
方向であり、ボールカム機構の一端側に対して他端側が
回転駆動される方向が逆となる。このため、例えば、加
速走行状態からスロットルペダルの踏み込みを解放して
減速走行状態となるときに、加速走行状態でボールカム
機構において他端側に作用していた回転駆動力が一旦解
放されて湿式多板クラッチ機構が解放され、減速状態に
移行するときに他端側に逆方向の回転駆動力が作用して
ボールカム機構から湿式多板クラッチ機構に係合方向の
スラスト力が作用してこれが再び係合される。このた
め、加速走行状態から減速走行状態への移行と同時にボ
ールカム機構に作用する回転駆動方向を逆転させ、スム
ーズに減速走行状態に移行できるようにすることが望ま
れる。
行状態においてボールカム機構からのスラスト係合力を
受けて湿式多板クラッチ機構が係合した状態では、ソレ
ノイドコイルに通電して発生する磁力によりコイルハウ
ジングにアーマチュアプレートが吸着されており、ボー
ルカム機構の両側の動力伝達経路を介して入出力部材間
でトルク伝達が行われる状態である。すなわち、アーマ
チュアプレートおよびこれが吸着されたコイルハウジン
グからボールカム機構を介する動力伝達経路と、湿式多
板クラッチ機構を介する動力伝達経路とが並列に存在す
る状態である。このため、この状態から減速走行状態に
移行するときにボールカム機構が一時的にロック状態と
なり、減速走行状態への移行が進んでコイルハウジング
に対してアーマチュアプレートが滑ったときに初めてボ
ールカム機構のトルクロック状態が急激に解除されると
いう現象が発生する。これにより、ボールカム機構に作
用する回転駆動力が逆方向となって湿式多板クラッチ機
構が再度係合されるのであるが、このとき、ボールカム
機構に作用する回転駆動方向が急激に大きく変化して走
行ショックが発生するおそれがあるという問題がある。
行状態から減速走行状態への移行もしくはこれと逆の移
行のように、Nin>Noutとなる条件下で電磁クラッチ
が係合した状態と、Nin<Noutとなる条件下で電磁ク
ラッチが係合した状態との間の移行をスムーズに行わせ
ることができるような動力伝達装置を提供することを目
的とする。本発明はまた、上記移行に際して、カム機構
に作用する駆動方向の切換を時間遅れなく行わせてスム
ーズな走行を行わせることができるような動力伝達装置
を提供することを目的とする。
め、本発明においては、ソレノイドコイルと、このソレ
ノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、
このコイルハウジングの側面に対向して配設されたアー
マチュアプレートと、クラッチ機構(例えば、実施形態
において、クラッチハウジング52、セパレータプレー
ト53、クラッチプレート54、プレッシャプレート5
5等から構成される機構)とを有し、アーマチュアプレ
ートを回転入力部材(例えば、実施形態におけるクラッ
チハウジング52)に連結し、クラッチ機構により前記
回転入力部材と回転出力部材(例えば、実施形態におけ
る左もしくは右サイドシャフト60)との係脱を行うよ
うに電磁クラッチが構成され、ソレノイドコイルへの通
電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレ
ートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに
作用する吸着力をカム機構(例えば、実施形態における
ボールカム機構65)を介してクラッチ機構に作用させ
てクラッチ機構の係合制御を行うように構成される。そ
して、クラッチ機構が係合した状態で、クラッチ機構を
介した回転伝達系において回転入力部材と回転出力部材
との間で発生する第1回転バックラッシュ量BLmと、
コイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる
とともにカム機構を固定した状態で、カム機構を介した
回転伝達系において回転入力部材と回転出力部材との間
で発生する第2回転バックラッシュ量BLpとが、 B
Lm>BLp となるように設定されている。
ように構成すれば、加速走行状態から減速走行状態への
移行時に、上記バックラッシュ量の差を利用してカム機
構を遅れなくすみやかに解除させてトルクロックの発生
を防止することができ、減速走行状態にショックなくス
ムーズに移行させることができる。
するクラッチハウジングと、クラッチハウジング内に軸
方向に交互に並んで配設された複数のセパレータプレー
トおよびクラッチプレートと、これら複数のセパレータ
プレートおよびクラッチプレートを覆って配設されたプ
レッシャプレートと、上記複数のセパレータプレートお
よびクラッチプレートの内周側に配設されたクラッチハ
ブとから構成し、セパレータプレートおよびクラッチプ
レートの一方をクラッチハウジングに連結するとともに
他方をクラッチハブに連結し、クラッチハブを回転出力
部材に連結して構成することができる。この場合には、
第1回転バックラッシュ量BLmが、セパレータプレー
トおよびクラッチプレートの一方とクラッチハウジング
との連結部の回転バックラッシュ量BLm(1)と、セパ
レータプレートおよびクラッチプレートの他方とクラッ
チハブとの連結部の回転バックラッシュ量BLm(2)
と、クラッチハブと回転出力部材との連結部の回転バッ
クラッシュ量BLm(3)との合計により決まる。
された第1カムプレートと、回転出力部材に連結される
とともにクラッチに係合スラスト力を付与する第2カム
プレートと、第1および第2カムプレートに形成された
カム溝内に配設されて第1および第2カムプレートによ
り挟持されたカムボールとから構成される。そして、第
2回転バックラッシュ量BLpが、回転入力部材とアー
マチュアプレートとの連結部の回転バックラッシュ量B
Lp(1)と、コイルハウジングと第1カムプレートとの
連結部の回転バックラッシュ量BLp(2)と、第2カム
プレートと回転出力部材との連結部の回転バックラッシ
ュ量BLp(3)との合計により決まる。この場合、コイ
ルハウジングと第1カムプレートとを圧入スプライン係
合して、回転バックラッシュ量BLp(2)=0としても
良い。
ときに、クラッチ機構の変形により生じるカム機構の回
転量BLcを考慮し、 (BLm)>(BLp+BL
c)となるように設定するのが好ましい。これにより、
クラッチ機構における変形が発生する場合でも、加速走
行状態から減速走行状態への移行時に、上記バックラッ
シュ量の差を利用してカム機構を遅れなくすみやかに解
除させてトルクロックの発生を防止することができる。
の車輪に駆動力を伝達するアクスル装置内に配設するこ
とができる。
ドリブンギヤの左右に対称となって本発明に係る動力伝
達装置をそれぞれ配設し、2−4輪駆動切換およびディ
ファレンシャル作用を行うようにすることができる。
イブギヤの前に本発明に係る動力伝達装置を配設し、2
−4輪駆動切換を行うようにしても良い。
ましい実施形態について説明する。まず、本発明に係る
動力伝達装置の一例として、電磁クラッチをディファレ
ンシャルクラッチ機構として用いて構成されたアクスル
装置がある。このようなディファレンシャルクラッチ機
構を用いて構成されるアクスル装置を有する車両の動力
伝達系を図1に示している。
に横置きにエンジンENが配設され、エンジンENの出
力端に一体に繋がってトランスミッションTMが取り付
けられている。このトランスミッションTM内にはフロ
ントディファレンシャル機構DFとトランスファー機構
TFとが設けられている。トランスミッションTMによ
り変速されたエンジンENの動力(パワー)は、フロン
トディファレンシャル機構DFにおいて左右のフロント
アクスルシャフトSFAに分割されて伝達され、左右の
前輪WFを駆動する。上記エンジン動力はトランスファ
ー機構TFにも分割されてフロントカップリングFCか
らプロペラシャフトPSに伝達される。このプロペラシ
ャフトPSはリアカップリングRCを介してリアアクス
ル装置ARに繋がる。
トPSの回転をこれと直交するリアアクスルシャフトS
RAに伝達できるように回転方向を変換するとともにこ
の回転を減速するハイポイドギヤ機構HG(終減速機
構)と、ハイポイドギヤ機構HGの左右に位置してハイ
ポイドギヤ機構HGの回転動力を左右のリアアクスルシ
ャフトSRAに伝達する制御を行う左右一対のリアディ
ファレンシャルクラッチ機構DRL,DRRとを有す
る。リアアクスル装置ARにおいては、プロペラシャフ
トPSを介して伝達されるエンジン動力が、ハイポイド
ギヤ機構HGを介して回転方向の変換がなされるととも
に減速され、左右のリアディファレンシャルクラッチ機
構DRL,DRRにより伝達制御されて左右のリアアク
スルシャフトSRAに分割されて伝達され、左右の後輪
WRを駆動可能となっている。
DRL,DRRは電磁クラッチを有して構成され、車輪
の回転速度、車両の減速度等に応じて係合制御が行われ
る。このため、左右のリアディファレンシャルクラッチ
機構DRL,DRRをともに解放させれば後輪WRには
エンジン動力は伝達されず、前輪WFのみ駆動される二
輪駆動状態となる。一方、左右のリアディファレンシャ
ルクラッチ機構DRL,DRRを係合させればエンジン
動力を前輪WFおよび後輪WRに伝達する四輪駆動状態
となる。この四輪駆動状態においては、後述するように
駆動側回転と車輪回転とに差が発生するときにリアディ
ファレンシャルクラッチ機構DRL,DRRが係合する
ように構成されている。また、左右のリアディファレン
シャルクラッチ機構DRL,DRRの係合を適宜制御す
ることにより、左右の後輪WRへの動力分割比率を適宜
制御でき、いわゆるディファレンシャル機構としての機
能を発揮させることもできる。
図6を参照して説明する。なお、上述のようにリアアク
スル装置AR内には左右一対のリアディファレンシャル
クラッチ機構DRL,DRRが配設されるが、これらは
左右対称の構造を有しているため、左右対称部分につい
ては同一符号を付して、重複する説明は省略する。
ング1と、このセンターハウジング1の左右端部に結合
配設された左右サイドハウジング2L,2Rとを有す
る。そして、センターハウジング1内に形成されたセン
ター空間1a内にハイポイドギヤ機構HGが配設され、
左サイドハウジング2L内に形成された左サイド空間2
a内に左ディファレンシャルクラッチ機構DRLが配設
され、右サイドハウジング2R内に形成された右サイド
空間2b内に右ディファレンシャルクラッチ機構DRR
が配設されている。
ポイドギヤHGは、回転軸が直交して配設されるととも
に互いに噛合するドライブピニオン11とドリブンギヤ
15とから構成される。ドライブピニオン11は車体前
後方向に延びる回転軸を中心として回転可能であり、車
体前後方向に延びるとともにテーパローラベアリング1
3a,13bによりセンターハウジング1に対して回転
自在に支持されたピニオンシャフト12を有し、ピニオ
ンシャフト12の先端がセンターハウジング1の外方に
突出する。
外方に突出した部分にコンパニオンフランジ30が保持
ナット14により締結されてスプライン結合されてい
る。コンパニオンフランジ30はボス部31に形成され
たスプライン31aによりピニオンシャフト12と連結
され、外端部に図5に示す形状の端面フランジ部32を
有する。端面フランジ部32には締結ボルト取付用ネジ
32aが形成されている。一方、プロペラシャフトPS
は車体前後に延びて回転自在に支持されたドライブチュ
ーブ36の後端にユニバーサルジョイント37を介して
取り付けられたヨークフランジ38を有し、このヨーク
フランジ38とコンパニオンフランジ30とが締結ボル
ト35により結合されている。これらヨークフランジ3
8およびコンパニオンフランジ30によりリアカップリ
ングRCが構成され、プロペラシャフトPSの回転がピ
ニオンシャフト12に伝達され、ハイポイドギヤ機構H
Gを回転駆動させる。
ンギヤ15は、ボールベアリング16により車幅方向に
延びる回転軸(ピニオンギヤ11の回転軸と直交する回
転軸)を中心として回転自在となって、センターハウジ
ング1により支持されている。ドリブンギヤ15には回
転軸を中心とするインターナルスプライン15aが形成
されており、左端部においてこのインターナルスプライ
ン15aと噛合するセンターシャフト21がドライブギ
ヤ15と同軸上を延びてセンターハウジング1内に配設
されている。センターシャフト21の右端部はボールベ
アリング17を介してセンターハウジング1により回転
自在に支持されており、センターシャフト21はドリブ
ンギヤ15と一体回転する。
部において左連結リング51とスプライン結合されてお
り、この左連結リング51を介してドリブンギヤ15が
左ディファレンシャルクラッチ機構DRLと連結されて
いる。また、センターシャフト21の右端部21aは、
外周部において右連結リング51とスプライン結合され
ており、この右連結リング51を介してセンターシャフ
ト21が左ディファレンシャルクラッチ機構DRLと連
結されている。ここで、センターシャフト21はドリブ
ンギヤ15とスプライン結合されており、ドリブンギヤ
15(すなわち、ハイポイドギヤ機構HG)は、左右の
ディファレンシャルクラッチ機構DRL,DRRと連結
されている。
構DRL,DRRについて、左ディファレンシャルクラ
ッチ機構DRLを示す図4を参照して説明する。なお、
前述したように、左ディファレンシャルクラッチ機構D
RLは右ディファレンシャルクラッチ機構DRRと左右
対称形状であり、その構造および作動は同一であるた
め、左ディファレンシャルクラッチ機構DRLのみにつ
いて説明し、右ディファレンシャルクラッチ機構DRR
についての説明は省略する。
は、円筒形状のクラッチハウジング52と、このクラッ
チハウジング52内に配設された複数のセパレータプレ
ート53および複数のクラッチプレート54とを有す
る。クラッチハウジング52は右端ハブ部52aにおい
て連結リング51の外周51bとスプライン結合され
る。セパレータプレート53は金属製の円盤状部材から
なり外周部においてクラッチハウジング52の内面と係
合しており、クラッチハウジング52と一体回転する。
クラッチプレート54は金属製の円盤状部材の両側面に
クラッチフェーシング材を貼り付けて構成され、それぞ
れセパレータプレート53の間に配設されている。すな
わち、セパレータプレート53とクラッチプレート54
とが軸方向に交互に並んで配設されている。このように
して交互に位置してクラッチハウジング52内に配設さ
れた両プレート53,54を外側から覆うようにして円
盤状のプレッシャプレート55が配設されている。
設されたセパレータプレート53、クラッチプレート5
4およびプレッシャプレート55の内周側にクラッチハ
ブ56が配設されている。クラッチプレート54の内周
がクラッチハブ56の外周と係合しており、クラッチプ
レート54とクラッチハブ56とが一体回転する。この
クラッチハブ56は内周部においてスプライン結合して
左サイドシャフト60の上に配設されている。クラッチ
ハウジング52は、ラジアルベアリング64bおよびス
ラストベアリング74により左サイドシャフト60上に
回転自在に取り付けられている。
ドリブンギヤ15の右端部に形成された支持孔内に挿入
されてラジアルベアリング64aにより回転自在に支持
され、左側部においてボールベアリング70を介して左
サイドハウジング2Lにより回転自在に支持されてい
る。なお、右サイドシャフト60の場合は、右端部がセ
ンターシャフト21の左端部に形成された支持孔内に挿
入されてラジアルベアリング64aにより回転自在に支
持される。この左シャフト60は左後輪WRに繋がって
おり、左側リアアクスルシャフトSRAを構成する。
側に突出して押圧部55aが形成されており、この押圧
部55aに当接するようにしてボールカム機構65が配
設されている。ボールカム機構65は、左サイドシャフ
ト60の上に回転自在に配設された第1カムプレート6
6と、左サイドシャフト60にスプライン結合されて配
設された第2カムプレート68と、両カムプレート6
6,68に形成された複数のカム溝66a,68a内に
位置して配設された複数のカムボール67とから構成さ
れる(図6Aおよび図6B参照)。
グ71およびスラストベアリング72により左サイドシ
ャフト60に対して軸方向の位置決めがなされている。
このため、後述するようにボールカム機構65により発
生するスラスト力は第1カムプレート66により受け止
められ、カムボール67を介して第2カムプレート68
に作用し、第2カムプレート68を右方向に移動させ
て、プレッシャプレート55の押圧部55aを右に押圧
する。
口した矩形断面を有するドーナッツ状のコイルハウジン
グ81が配設されている。このコイルハウジング81
は、左サイドシャフト60の回転中心を中心とするドー
ナッツ形状をしており、内周部が第1カムプレート66
の外周とスプライン結合されており、第1カムプレート
66と一体となって左サイドシャフト60の上を回転自
在となっている。
した断面矩形状の空間内にソレノイドコイル80が突出
して配設されている。このソレノイドコイル80はソレ
ノイドカバー80aにより覆われてドーナッツ形状に形
成され、左サイドハウジング2Lに固設されている。ソ
レノイドカバー80aの外面とコイルハウジング81の
矩形断面空間の内面との間には間隙を有しており、コイ
ルハウジング81は固定保持されたソレノイドコイル8
0に対して自由に回転可能である。
摺接面81aに対向して円盤状のアーマチュアプレート
82が配設されている。アーマチュアプレート82は外
周部においてクラッチハウジング52に係合しており、
クラッチハウジング52と一体回転する。
イルシール75が圧入されて取り付けられており、その
リップ部が第1カムプレート66の左側面に摺接してい
る。また、アーマチュアプレート82の内周面にオイル
フェンスリング76が圧入されて取り付けられている。
このため、コイルハウジング81の内周面およびアーマ
チュアプレート82の内周面の内周側に、オイルシール
75とオイルフェンスリング76に挟まれて油溜部77
が形成される。この油溜部77はコイルハウジングの摺
接面81aとアーマチュアプレート82の左端面を形成
する摺接面82aとの間隙に連通する。
グ状の金属心材の内周端にゴム製のリップを取り付けて
構成している。このため、オイルフェンスリング76の
内周端が第2カムプレート68の外周面と近接している
が、両者が回転中に接触してもゴムと金属の接触であ
り、接触により異音が発生したり、傷ついたりする問題
はない。
向に延びる第1潤滑孔61が形成され、この第1潤滑孔
61から径方向に延びる第2および第3潤滑孔62,6
3が形成されている。第1潤滑孔61には、センターシ
ャフト21の上に取り付けられたトロコイドポンプPT
から潤滑油が供給される。この潤滑油が、第2潤滑孔6
2からクラッチハブ56に形成された潤滑孔56aを通
ってセパレータプレート53とクラッチプレート54と
の間に供給され、第3潤滑孔63からボールカム機構6
5を通って(第1カムプレート66および第2カムプレ
ート68の間を通って)油溜部77に供給される。この
ため、ボールカム機構65の潤滑も十分に行われる。
コイルハウジング81の摺接面81aとアーマチュアプ
レート82の摺接面82aとの間隙に効果的に供給され
る。このため、コイルハウジング81の摺接面81aと
アーマチュアプレート82の摺接面82aとが滑り接触
する場合にも異音を発生させることなく、スムーズな滑
り接触となる。
ンシャルクラッチ機構DRLの作動を以下に説明する。
ハイポイドギヤ機構HGに伝達され、ドリブンギヤ15
が回転駆動されると、その回転動力は連結リング51を
介してクラッチハウジング52に伝達され、クラッチハ
ウジング52が回転駆動される。ここで、ボールカム機
構65を介してプレッシャプレート55にスラスト力が
作用していない場合、すなわち、プレッシャプレート5
5がフリーな状態にある場合には、セパレータプレート
53はクラッチハウジング52と一体回転し、クラッチ
プレート54はクラッチハブ56と一体回転するだけ
で、両プレート53,54間での動力伝達は行われな
い。このため、後輪WRには駆動力は伝達されず、車両
は二輪駆動状態となる。
プレート55を右方向に押圧するスラスト力を作用させ
ると、プレッシャプレート55がセパレータプレート5
3およびクラッチプレート54をクラッチハウジング5
2に押し付け、両者の摩擦力により両プレート53,5
4を係合させる。これによりクラッチハウジング52と
クラッチハブ56とが一体回転し、後輪WRに駆動力が
伝達される四輪駆動状態となる。
レッシャプレート55にスラスト力を付与する制御は、
ソレノイドコイル80への通電制御により行われる。ソ
レノイドコイル80が通電されるとこれを囲むコイルハ
ウジング81に磁力が発生し、アーマチュアプレート8
2がコイルハウジング81に吸着される。これにより、
コイルハウジング81の摺接面81aがアーマチュアプ
レート82の摺接面82aと摺接し、コイルハウジング
81を、クラッチハウジング52と一体回転するアーマ
チュアプレート82と同一回転させようとする回転力F
がコイルハウジング81に作用する。
プレート66に結合され、第1カムプレート66は左サ
イドシャフト60に結合されており、後輪WRと一体に
回転する。一方、アーマチュアプレート82はクラッチ
ハウジング52に係合され、クラッチハウジング52は
ドリブンギヤ15に連結されており、エンジンENの回
転と対応する。このことから分かるように、エンジンE
Nにより駆動されるドリブンギヤ15の回転と後輪WR
の回転とが同一回転のときには、上記回転力Fは発生し
ないが、回転差が発生したときに上記回転力Fが発生す
る。
ドリブンギヤ15の回転と後輪WRの回転とに回転差が
発生したときに上記回転力Fが発生し、この回転力Fは
ボールカム機構65において、図6Bに示すように第1
カムプレート66に対して第2カムプレート68を回転
させる力として作用する。ここで、両カムプレート6
6,68の間にはテーパ面を有したカム溝66a,68
a内に位置してカムボール67が配設されている。この
ため、上記回転力Fにより第1カムプレート66に対し
て第2カムプレート68を相対回転させ、図6Bに示す
ように、第2カムプレート68が矢印Aで示すように、
軸方向右に移動する。
に移動するとこれがプレッシャプレート55の押圧部5
5aを右方向に押圧し、プレッシャプレート55がセパ
レータプレート53およびクラッチプレート54をクラ
ッチハウジング52に押し付ける。この結果、両者の摩
擦力により両プレート53,54が係合し、上記回転差
が抑えられる。この場合におけるプレッシャプレート5
5に加わる押圧力は、上記回転力Fに対応し、この回転
力Fはソレノイドコイル80の磁力によるアーマチュア
プレート82の吸引力に対応する。
イル80に通電する電流を制御して、左ディファレンシ
ャルクラッチ機構DRLにおけるクラッチ係合力を自由
に制御可能であり、コイルハウジング81の摺接面81
aに対してアーマチュアプレート82の摺接面82aが
滑りながらアーマチュアプレート82を吸着させる制御
となる。このとき、両摺接面81a,82aの間には油
溜部77から潤滑油が効果的に供給されるため、スムー
ズな制御が可能である。
面81aにアーマチュアプレート82の摺接面82aを
磁力により吸着させる場合、両摺接面81a,82aの
間に隙間があるとこの部分での磁束の流れが阻害されて
吸着力が低下する。このため、両摺接面81a,82a
の間隙をできる限り小さくする、すなわち両摺接面81
a,82aをできる限り密着させるのが好ましい。ここ
でアーマチュアプレート82は図示のように円盤形状で
あるため、熱処理等により円錐形状に変形することがあ
る。この変形量は小さなものであるが、この変形により
上記両摺接面81a,82aに間隙が生じて吸着力が低
下する。このため、アーマチュアプレート81の変形形
状に合わせてコイルハウジング81の摺接面81aを加
工し、両摺接面81a,82aの間隙を小さくして密着
性を高くするのが好ましい。
ラッチ機構DRLにおいて、ソレノイドコイルに通電さ
れてコイルハウジングにアーマチュアプレートが吸着さ
れた状態すなわち四輪駆動状態であっても、エンジンE
Nにより駆動されるドリブンギア15の回転と後輪WR
の回転とに回転差がないとボールカム機構65は作動さ
れない。この回転差が発生した時に初めてボールカム機
構65によりプレッシャプレート55がセパレータプレ
ート53およびクラッチプレート54をクラッチハウジ
ング52に押し付け、両者の摩擦力により両プレート5
3,54が係合される。
ディファレンシャルクラッチ機構DRLの入力側(ドリ
ブンギア15側)から駆動されてこの左ディファレンシ
ャルクラッチ機構DRLの入力回転数Ninが出力回転数N
Outより大きくなると、ボールカム機構65からプレッ
シャプレート55に押圧力が作用してセパレータプレー
ト53およびクラッチプレート54に係合される。逆
に、走行中にスロットルペダルの踏み込みが解放されて
入力回転数Ninが減少し出力回転数Noutより小さくなっ
ても、ボールカム機構65からプレッシャプレート55
に押圧力が作用してセパレータプレート53およびクラ
ッチプレート54が係合される。
とでは、入出力部材間の回転差が発生する方向が逆方向
であり、ボールカム機構65の一端側(第1カムプレー
ト66)に対して他端側(第2カムプレート68)が回
転駆動される方向が逆となる。例えば、加速走行状態で
Nin>Noutとなる条件下では図6Bに示すような回転駆
動力Fがボールカム機構65に作用するが、減速走行状
態でNin<Noutとなる条件下では、図6Cに示すような
図6Bとは逆方向に回転駆動力Fが作用する。いずれの
場合もボールカム機構65を構成する第2カムプレート
68からプレッシャプレート55を押圧する押圧力Aの
方向は同一となる。このため、例えば、加速走行状態か
らスロットルペダルの踏み込みを解放して減速走行状態
となるときに、加速走行状態でボールカム機構65にお
いて図6Bに示すように作用していた回転駆動力Fが一
旦解放され、減速状態においては図6Cに示すように逆
方向の回転駆動力Fがボールカム機構65に作用する。
機構65からのスラスト係合力Aを受けてセパレータプ
レート53およびクラッチプレート54が係合された状
態では、ソレノイドコイル80に通電して発生する磁力
によりコイルハウジング81にアーマチュアプレート8
2が吸着されている。このため、アーマチュアプレート
82およびこれが吸着されたコイルハウジング81から
ボールカム機構65を介して動力伝達経路(これをボー
ルカム回転伝達系と称する)が形成されるとともに、ク
ラッチハウジング52から係合された状態のセパレータ
プレート53およびクラッチプレート54とクラッチハ
ブ56を介して動力伝達経路(これをメイン回転伝達系
と称する)が形成されており、これら二つの動力伝達経
路が並列に形成された状態となっている。
に移行するときにボールカム機構65が図6Bの状態の
まま一時的にロックされた状態となり、減速走行状態へ
の移行が進んでコイルハウジング81に対してアーマチ
ュアプレート82が滑ったときに初めてボールカム機構
65のトルクロック状態が解除されるという現象が発生
するおそれがある。このような現象が発生すると、加速
走行状態から減速走行状態に移行するときに、ボールカ
ム機構65の解除が遅れて急激に解除されることにな
り、ボールカム機構65に作用する回転駆動方向が急激
に大きく変化して走行ショックが発生するおそれがあ
る。
ンシャルクラッチ機構DRLにおいては、メイン回転伝
達系で発生する第1回転バックラッシュ量BLmと、ボー
ルカム回転伝達系で発生する第2回転バックラッシュ量
BLpとを、(第1回転バックラッシュ量BLm)>(第2回
転バックラッシュ量BLp)となるように設定している。
タプレート53およびクラッチプレート54が係合した
状態でクラッチハウジング52から左サイドシャフト6
0まで両プレート53,54を介して回転動力伝達を行
う動力伝達系である。このメイン回転伝達系において、
クラッチハウジング52と左サイドシャフト60との間
で発生するバックラッシュ量が第1回転バックラッシュ
量BLmである。また、ボールカム回転伝達系とは、コイ
ルハウジング81にアーマチュアプレート82を吸着さ
せるとともにボールカム機構65を固定した状態で、ク
ラッチハウジング52から左サイドシャフト60までこ
れらを介して回転動力伝達を行う動力伝達系である。こ
のボールカム回転伝達系において、クラッチハウジング
52と左サイドシャフト60との間で発生するバックラ
ッシュ量が第2回転バックラッシュ量BLpである。
mは、クラッチハウジング52とクラッチプレート54
とのスプライン係合部の回転バックラッシュ量BLm(1)
と、セパレータプレート53とクラッチハブ56とのス
プライン係合部の回転バックラッシュ量BLm(2)と、クラ
ッチハブ56と左サイドシャフト60とのスプライン係
合部の回転バックラッシュ量BLm(3)の合計である。ま
た、第2回転バックラッシュ量BLpは、クラッチハウジ
ング52とアーマッチュアプレート82との係合部の回
転バックラッシュ量BLp(1)と、コイルハウジング81と
第1カムプレート66とのスプライン係合部の回転バッ
クラッシュ量BLp(2)と、第2カムプレート68と左サイ
ドシャフト60とのスプライン係合部の回転バックラッ
シュ量BLp(3)の合計である。但し、この例では、コイル
ハウジング81と第1カムプレート66とは圧入スプラ
イン係合されており、この部分の回転バックラッシュ量
BLp(2)=0である。
は、加速走行状態から減速走行状態に移行するときに回
転駆動方向が逆転されるため、メイン回転伝達系全体が
セパレータプレート53およびクラッチプレート54が
契合されたまま第1回転バックラッシュ量BLmだけ減速
方向に回転され、ボールカム回転伝達系全体がボールカ
ム機構65がロックされた状態のまま第2回転バックラ
ッシュ量BLpだけ減速方向に回転される。このとき、上
記のように(第1回転バックラッシュ量BLm)>(第2
回転バックラッシュ量BLp)に設定されているので、メ
イン回転伝達系の回転量の方が大きい。メイン回転伝達
系として回転するプレッシャプレート55が第2カムプ
レート68と当接接合しているため、第2カムプレート
68はメイン回転系と同じだけ回転され、ボールカム機
構65において、第1カムプレート66より第2カムプ
レート68の方が大きく回転される。この結果、ボール
カム機構65のロックが解除され、これに伴ってプレッ
シャプレート55の押圧力が解放されてセパレータプレ
ート53およびクラッチプレート54の係合も解除され
る。
BLm)>(第2回転バックラッシュBLp)に設定すること
により、加速走行状態から減速走行状態への移行時に、
ボールカム機構65を遅れなくすみやかに解除させてト
ルクロックの発生を防止することができ、減速走行状態
にショックなくスムーズに移行させることができる。以
上においては、加速走行状態から減速走行状態への移行
を例にして説明したが、これと逆の場合も同様である。
ート68からプレッシャプレート55を押圧してセパレ
ータプレート53およびクラッチプレート54を係合さ
せるときに、この押圧力Aによりこれらプレートが圧縮
変形する(特に、クラッチプレート54のフェーシング
材が圧縮変形する)。この変形を吸収するように第2カ
ムプレート68がさらに回転されて押圧方向に移動す
る。このため、上記のように加速走行状態から減速走行
状態への移行時にボールカム機構65からの押圧力がな
くなると上記圧縮変形が元に戻され、これに対応して第
2カムプレート68がその分だけ回転する。この第2カ
ムプレート68における上記圧縮変形に対応する回転量
は、見かけ上、上記第2回転バックラッシュ量BLpを増
加させる。
上記圧縮変形に対応する回転量を第3回転バックラッシ
ュ量BLcと称し、これを考慮して、(第1回転バックラ
ッシュ量BLm)>((第2回転バックラッシュ量BLp)+
(第3回転バックラッシュ量BLc))となるように設定
するのが好ましい。これにより、加速走行状態から減速
走行状態への移行時にボールカム機構65のトルクロッ
クの発生を確実に防止することができる。
大きくなるのは好ましくなく、できる限り小さく押さえ
るのが望ましい。特に、第3回転バックラッシュ量BLc
はクラッチハウジング52、セパレータプレート53、
クラッチプレート54およびプレッシャプレート55の
剛性を高めることにより小さく抑えることが可能であ
る。
イポイドギヤ機構HGを構成するドリブンギヤ15の両
側に左右ディファレンシャルクラッチ機構DRL,DR
Rを配設しているが、図7に示すように、ハイポイドギ
ヤ機構HGの前に本発明に係る電磁クラッチ機構を配設
しても良い。なお、図7において図1の動力伝達系と同
一部分には同一番号を付して説明を省略する。
RCとハイポイドギヤ機構HGとの間に電磁クラッチ機
構を配設し、この電磁クラッチ機構により2−4切換機
構CTを構成している。これにより、プロペラシャフト
PSからハイポイドギヤ機構HGへの動力伝達を遮断し
て二輪駆動状態としたり、この動力伝達を行わせて四輪
駆動状態とすることができる。このハイポイドギヤ機構
HGからリヤディファレンシャル機構DRにより動力が
分割されて左右の後輪WRに伝達される。このリヤディ
ファレンシャル機構DRは従来から一般的に用いられて
いる機構でも良いが、上述した左右リヤディファレンシ
ャルクラッチ機構DRL,DRRを用いて構成しても良
い。
クラッチ機構が係合した状態で、クラッチ機構を介した
回転伝達系において回転入力部材と回転出力部材との間
で発生する第1回転バックラッシュ量BLmと、コイル
ハウジングにアーマチュアプレートを吸着させるととも
にカム機構を固定した状態で、カム機構を介した回転伝
達系において回転入力部材と回転出力部材との間で発生
する第2回転バックラッシュ量BLpとが、 BLm>
BLp となるように設定されているので、加速走行状
態から減速走行状態への移行時に、上記バックラッシュ
量の差を利用してカム機構を遅れなくすみやかに解除さ
せてトルクロックの発生を防止することができ、減速走
行状態にショックなくスムーズに移行させることができ
る。
四輪駆動車の動力伝達系を示す概略図である。
の構成を示す断面図である。
連結部の構成を示す部分断面図である。
シャルクラッチ機構を示す断面図である。
ランジの端面形状を示す図である。
するボールカム機構を示す断面図である。
四輪駆動車の異なる例に係る動力伝達系を示す概略図で
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 ソレノイドコイルと、前記ソレノイドコ
イルを囲んで配設されたコイルハウジングと、前記コイ
ルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュア
プレートと、クラッチ機構とを有し、前記アーマチュア
プレートを回転入力部材に連結し、前記クラッチ機構に
より前記回転入力部材と回転出力部材との係脱を行うよ
うに電磁クラッチが構成され、 前記ソレノイドコイルへの通電電流を制御して前記コイ
ルハウジングに前記アーマチュアプレートを吸着させる
制御を行い、前記アーマチュアプレートに作用する吸着
力をカム機構を介して前記クラッチ機構に作用させて前
記クラッチ機構の係合制御を行うように構成され、 前記クラッチ機構が係合した状態で、前記クラッチ機構
を介した回転伝達系において前記回転入力部材と前記回
転出力部材との間で発生する第1回転バックラッシュ量
BLmと、前記コイルハウジングに前記アーマチュアプ
レートを吸着させるとともに前記カム機構を固定した状
態で、前記カム機構を介した回転伝達系において前記回
転入力部材と前記回転出力部材との間で発生する第2回
転バックラッシュ量BLpとが、 BLm > BLp となるように設定されていることを特徴とする電磁クラ
ッチを有した動力伝達装置。 - 【請求項2】 前記クラッチ機構が、前記回転入力部材
を構成するクラッチハウジングと、前記クラッチハウジ
ング内に軸方向に交互に並んで配設された複数のセパレ
ータプレートおよびクラッチプレートと、前記複数のセ
パレータプレートおよびクラッチプレートを覆って配設
されたプレッシャプレートと、前記複数のセパレータプ
レートおよびクラッチプレートの内周側に配設されたク
ラッチハブとから構成され、前記セパレータプレートお
よびクラッチプレートの一方が前記クラッチハウジング
に連結されるとともに他方が前記クラッチハブに連結さ
れ、前記クラッチハブが前記回転出力部材に連結されて
おり、 前記第1回転バックラッシュ量BLmが、前記セパレー
タプレートおよびクラッチプレートの一方と前記クラッ
チハウジングとの連結部の回転バックラッシュ量BLm
(1)と、前記セパレータプレートおよびクラッチプレー
トの他方と前記クラッチハブとの連結部の回転バックラ
ッシュ量BLm(2)と、前記クラッチハブと前記回転出
力部材との連結部の回転バックラッシュ量BLm(3)の
合計により決ま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】 前記カム機構が、前記コイルハウジング
に連結された第1カムプレートと、前記回転出力部材に
連結されるとともに前記クラッチに係合スラスト力を付
与する第2カムプレートと、前記第1および第2カムプ
レートに形成されたカム溝内に配設されて前記第1およ
び第2カムプレートにより挟持されたカムボールとから
構成され、 前記第2回転バックラッシュ量BLpが、前記回転入力
部材と前記アーマチュアプレートとの連結部の回転バッ
クラッシュ量BLp(1)と、前記コイルハウジングと前
記第1カムプレートとの連結部の回転バックラッシュ量
BLp(2)と、前記第2カムプレートと前記回転出力部
材との連結部の回転バックラッシュ量BLp(3)との合
計により決ま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4】 前記コイルハウジングと前記第1カムプ
レートとが圧入スプライン係合されており、前記回転バ
ックラッシュ量BLp(2)=0であることを特徴とする
請求項3に記載の動力伝達装置。 - 【請求項5】 前記カム機構により前記クラッチ機構を
係合させるときに、前記クラッチ機構の変形により生じ
る前記カム機構の回転量BLcを考慮し、 (BLm) > (BLp+BLc) となるように設定されていることを特徴とする請求項1
に記載の電磁クラッチを有した動力伝達装置。 - 【請求項6】 左右の車輪に駆動力を伝達するアクスル
装置内に配設されてい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7】 前記アクスル装置を構成する終減速ドリ
ブンギヤの左右に対称となってそれぞれ配設され、2−
4輪駆動切換およびディファレンシャル作用を行うこと
を特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。 - 【請求項8】 前記アクスル装置を構成する終減速ドラ
イブギヤの前に配設され、2−4輪駆動切換を行うこと
を特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
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