JP2006022880A - Coupling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータ等により摩擦クラッチ等を締結する場合に締結力を検出可能なカップリング装置に関する。 The present invention relates to a coupling device capable of detecting a fastening force when a friction clutch or the like is fastened by an electric motor or the like.
一般に、四輪駆動車等において電動モータなどを用いて摩擦クラッチを締結し、走行状態に応じて従動輪である後輪側(又は前輪側)へトルク伝達を行わせるカップリング装置がある。このカップリング装置で自動車の走行状態に応じて後輪側へ伝達する制御トルクを調整する場合、カップリング装置の締結力を正確に検出する必要がある。この締結力の検出は、締結力に応じた変位を測定して行うことができる。 In general, there is a coupling device in which a friction clutch is fastened using an electric motor or the like in a four-wheel drive vehicle or the like, and torque is transmitted to a rear wheel side (or front wheel side) that is a driven wheel according to a traveling state. When adjusting the control torque transmitted to the rear wheel side in accordance with the traveling state of the automobile with this coupling device, it is necessary to accurately detect the fastening force of the coupling device. The detection of the fastening force can be performed by measuring a displacement corresponding to the fastening force.
しかし、カップリング装置の締結力に応じた変位は、摩擦多板クラッチの隙間を詰める程度であり、図8のように締結力F1,F2が大きいのに比較して変位x1,x2は極めて小さなものであり、且つクラッチ板の圧縮特性の経時変化や温度による変化、クラッチ板の平面度等により、締結力の検出は実質的に困難であった。 However, the displacement according to the fastening force of the coupling device is such that the clearance of the friction multi-plate clutch is reduced, and the displacements x1 and x2 are extremely small compared to the case where the fastening forces F1 and F2 are large as shown in FIG. In addition, it has been substantially difficult to detect the fastening force due to changes in the compression characteristics of the clutch plate over time, changes due to temperature, flatness of the clutch plate, and the like.
これに対し、図9のように摩擦多板クラッチ201及びカップリングハウジング203側間に、皿ばね205を介設すると、摩擦多板クラッチ201締結のための変位量を増大し、変位量に応じた締結力を比較的正確に検出することが可能となる。
On the other hand, if a
しかし、皿ばね205には、締結トルクそのものが作用するため、皿ばね205として大きなばね定数のものを使用する必要がある。このため、図10のように変位x1,x2に対する皿ばね205のばね反力F3,F4が極めて大きくなり、その反力が電動モータに回転反力として伝達され、図10に斜線部で示す大きな操作エネルギを必要とし、さらに操作レスポンスの悪化、電動モータの大容量化を招くものとなる。
However, since the fastening torque itself acts on the
解決しようとする問題点は、カップリング装置の締結力を正確に検出するためにばねを介設して締結力に応じた変位量を増大すると、エネルギロスが増大すると共に、レスポンスの悪化、電動モータの大型化を招く点である。 The problem to be solved is that if a spring is interposed in order to accurately detect the fastening force of the coupling device and the amount of displacement corresponding to the fastening force is increased, energy loss increases and response is deteriorated. This is a point that increases the size of the motor.
本発明は、カップリング装置の締結力を正確に検出するために付勢部材を介設して締結力に応じた変位量を増大しながら、エネルギロスの増大を抑制するため、アクチュエータの回転出力を減速して前記変換手段へ入力する減速部とを備え、クラッチ部の締結反力を前記減速部を介して受けることで変位する可動部を設け、可動部の変位に反力を与える付勢部材を設け、可動部の変位を検出する変位センサを設け、変位センサが検出する変位に基づいてクラッチ部の締結力を測定することを最も主要な特徴とする。 The present invention provides a rotational output of an actuator to suppress an increase in energy loss while increasing the amount of displacement according to the fastening force by interposing an urging member in order to accurately detect the fastening force of the coupling device. And a decelerating part that decelerates and inputs to the conversion means, and a movable part that displaces by receiving the fastening reaction force of the clutch part via the decelerating part is provided, and an urging force that applies a reaction force to the displacement of the movable part The main feature is that a member is provided, a displacement sensor for detecting the displacement of the movable portion is provided, and the fastening force of the clutch portion is measured based on the displacement detected by the displacement sensor.
本発明のカップリング装置は、アクチュエータの回転出力を減速して前記変換手段へ入力する減速部を備え、クラッチ部の締結反力を前記減速部を介して受けることで変位する可動部を設け、可動部の変位に反力を与える付勢部材を設け、可動部の変位を検出する変位センサを設け、変位センサが検出する変位に基づいてクラッチ部の締結力を測定するため、前記クラッチ部の締結反力を、減速部を介して可動部が受けることで可動部の変位量を増幅することができる。また、付勢部材には、クラッチ部の締結力そのものが作用するのではなく、減速部を介した小さな力が作用することになり、ばね定数の小さなものを用いることができる。従って、可動部の変位を小さな力で増大することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができる。このため、カップリング装置の正確な制御トルクを得ながら、操作必要エネルギの減少、レスポンスの向上、電動モータの小容量化による小型軽量化を図ることができる。 The coupling device of the present invention includes a speed reduction unit that decelerates and outputs the rotational output of the actuator to the conversion means, and provides a movable part that is displaced by receiving the fastening reaction force of the clutch part via the speed reduction unit, An urging member that provides a reaction force to the displacement of the movable portion is provided, a displacement sensor that detects the displacement of the movable portion is provided, and the clutch portion is configured to measure the fastening force of the clutch portion based on the displacement detected by the displacement sensor. When the movable part receives the fastening reaction force via the speed reduction part, the displacement amount of the movable part can be amplified. In addition, the urging member does not act on the fastening force itself of the clutch portion, but acts on the urging member with a small force via the speed reduction portion, and a member having a small spring constant can be used. Accordingly, the displacement of the movable portion can be increased with a small force, and a large displacement amount can be detected with a small force regardless of the fastening force of the clutch portion. For this reason, while obtaining an accurate control torque of the coupling device, it is possible to reduce the required energy for operation, improve the response, and reduce the size and weight by reducing the capacity of the electric motor.
前記可動部の変位は、回転軸方向又は回転半径方向であり、前記変位センサが、前記可動部の回転軸方向端面又は回転軸方向側面の変位を検出する場合は、変位の検出を正確に行うことができる。 The displacement of the movable part is in the direction of the rotational axis or the rotational radial direction, and when the displacement sensor detects the displacement of the end surface in the rotational axis direction or the side surface in the rotational axis direction of the movable part, the displacement is accurately detected. be able to.
前記可動部が、前記減速部の構成部品である場合は、可動部として特別な部品を必要とすることなく構造を簡単にすることができる。 When the movable part is a component part of the speed reducing part, the structure can be simplified without requiring any special part as the movable part.
前記減速部は、ヘリカルギヤの減速歯車組を備えた歯車減速機構であり、前記ヘリカルギヤの一方を、軸方向変位可能に支持した中間軸に設け、前記付勢部材が、前記中間軸の前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する場合は、中間軸の変位を小さな力で増大することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。 The reduction portion is a gear reduction mechanism including a reduction gear set of a helical gear, and one of the helical gears is provided on an intermediate shaft that is supported so as to be axially displaceable, and the urging member is the fastening reaction of the intermediate shaft. When energizing against axial displacement due to force, the displacement of the intermediate shaft can be increased with a small force, and a large amount of displacement can be detected with a small force regardless of the fastening force of the clutch part, Accurate fastening force detection can be performed while suppressing energy loss.
前記可動部が、前記アクチュエータである場合は、可動部として特別な部品を必要とすることなく構造を簡単にすることができる。 When the movable part is the actuator, the structure can be simplified without requiring any special parts as the movable part.
前記減速部は、ヘリカルギヤの減速歯車組を備えた歯車減速機構であり、前記アクチュエータは、アクチュエータハウジングが回転不能且つ軸方向に変位可能に支持され、前記付勢部材が、前記アクチュエータハウジングを前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する場合は、アクチュエータの変位を小さな力で増大することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。 The speed reduction unit is a gear speed reduction mechanism including a reduction gear set of a helical gear, the actuator is supported so that the actuator housing cannot rotate and is axially displaceable, and the biasing member fastens the actuator housing When urging against the axial displacement due to the reaction force, the displacement of the actuator can be increased with a small force, and a large amount of displacement can be detected with a small force regardless of the fastening force of the clutch part, Accurate fastening force detection can be performed while suppressing energy loss.
前記減速部は、ウォーム及びウォームホイールで形成された歯車減速機構であり、前記アクチュエータは、アクチュエータハウジングが回転不能且つ軸方向に変位可能に支持され、前記付勢部材が、前記アクチュエータハウジングの前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する場合は、アクチュエータの変位を小さな力で増大することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。 The speed reduction part is a gear speed reduction mechanism formed of a worm and a worm wheel, the actuator is supported so that the actuator housing cannot rotate and can be displaced in the axial direction, and the biasing member is the fastening of the actuator housing When urging against the axial displacement due to the reaction force, the displacement of the actuator can be increased with a small force, and a large amount of displacement can be detected with a small force regardless of the fastening force of the clutch part, Accurate fastening force detection can be performed while suppressing energy loss.
前記変換手段は、回転軸方向にカムプレートが対向するカム機構であり、前記減速部からの入力により前記カムプレートを低速で相対回転させる場合は、アクチュエータの回転出力を増大してスラスト力に変換し、クラッチ部へ確実に伝達することができる。また、クラッチ部の締結反力を回転力に変換して減速部側へ伝達することができ、クラッチ部の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができる。 The conversion means is a cam mechanism in which the cam plate faces in the direction of the rotation axis. When the cam plate is relatively rotated at a low speed by an input from the speed reduction unit, the rotation output of the actuator is increased and converted into a thrust force. And it can transmit to a clutch part reliably. Further, the engagement reaction force of the clutch portion can be converted into a rotational force and transmitted to the speed reduction portion side, and a large displacement can be detected with a small force regardless of the engagement force of the clutch portion.
前記アクチュエータが、電動モータである場合は、電動モータの回転出力によりクラッチ部を確実に締結することができる。 When the actuator is an electric motor, the clutch portion can be securely fastened by the rotation output of the electric motor.
クラッチ部による伝達トルク調整に際して締結力をエネルギロス少なく正確に測定するという目的を、クラッチ部の締結反力を減速部を介して付勢部材により受けることで実現した。 The purpose of accurately measuring the fastening force with less energy loss when adjusting the transmission torque by the clutch part is realized by receiving the fastening reaction force of the clutch part by the urging member through the reduction part.
図1は、本発明の実施例1に係るカップリング装置の配置を示す断面図、図2は同装置の要部拡大断面図である。カップリング装置1は、例えば横置きフロントエンジンフロントドライブベース(FFベース)のパートタイム四輪駆動車(オンデマンド式の四輪駆動車とも称する。)のリヤデファレンシャル装置とプロペラシャフトとの間に配置されている。リヤデファレンシャル装置は、常時駆動力が伝達される主駆動側のフロントデファレンシャル装置に対して従動側のデファレンシャル装置である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the arrangement of a coupling device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. The coupling device 1 is disposed, for example, between a rear differential device and a propeller shaft of a laterally mounted front engine front drive base (FF base) part-time four-wheel drive vehicle (also referred to as an on-demand four-wheel drive vehicle). Has been. The rear differential device is a driven-side differential device with respect to a main drive-side front differential device to which a driving force is always transmitted.
前記カップリング装置1は、キャリアカバー3内に配置されている。キャリアカバー3は、キャリア本体であるデフキャリア5と共にキャリアを構成し、該デフキャリア5にボルト等によって着脱自在に取り付けられている。
The coupling device 1 is disposed in the
前記キャリアカバー3は、大径部7及び小径部9を備えている。大径部7及び小径部9間の段部には、アクチュエータ支持部11が設けられている。アクチュエータ支持部11は、大径部7側の接合部13及び該接合部13に着脱可能に設けられた蓋部15から成っている。蓋部15は、外周側の図示しないフランジ部などにおいて接合部13にボルトナットなどにより締結固定されている。
The
前記カップリング装置1は、一端側の回転部材である回転軸19及び他端側の回転部材であるドライブピニオンシャフト21を備えている。
The coupling device 1 includes a rotating
前記回転軸19は、前記キャリアカバー3の小径部9先端の軸支持部17から突出し、ユニバーサルジョイントを介してプロペラシャフトに結合されている。回転軸19は、前記キャリアカバー3の軸支持部17にボールベアリング23によって回転自在に支持されている。回転軸11の外端部には、結合フランジ25がスプライン係合している。結合フランジ25は、ナット27によって回転軸19に締結され、抜け止めが行われている。結合フランジ25とキャリアカバー3の軸支持部17との間に、シール27が設けられている。結合フランジ25が、前記ユニバーサルジョイントに結合される。
The rotating
前記ドライブピニオンシャフト21は、一対のテーパーローラを有するユニットベアリング29によってデフキャリア5の軸受ハウジング31に回転自在に支持されている。ユニットベアリング29は、ドライブピニオンシャフト21に螺合するナット33で締結されている。この締結によって、ユニットベアリング29にプリロード(予圧)が付与されている。ドライブピニオンシャフト21は、デフキャリア5内においてドライブピニオンギヤ35がリヤデファレンシャル装置のリングギヤ37に噛み合って連動連結されている。
前記カップリング装置1は、クラッチ部39を備える他、変換手段としてのカム機構41、及び減速部として歯車減速機構43を備えている。
The
The coupling device 1 includes a
前記クラッチ部39は、前記回転軸19及びドライブピニオンシャフト21間に介設され押圧力の付与及び解除に応じて伝達トルクを調整可能となっている。クラッチ部39は、クラッチ外筒45とクラッチハブ47とを備えている。
The
前記クラッチ外筒45は、その内周側に周回状の縦壁部49を一体に備えている。縦壁部49の内周縁には、内周ボス部51が一体に設けられている。内周ボス部51は、ドライブピニオンシャフト21の端部にスプライン係合している。このスプライン係合によりクラッチ外筒45は、ドライブピニオンシャフト21に対し回転方向に係合している。内周ボス部51は前記ナット33に軸方向に押し付けられ、ドライブピニオンシャフト21の端部に設けられたスナップリング53により位置決められている。
The clutch
前記クラッチハブ47は、前記回転軸19の一端に一体に設けられている。すなわち、クラッチハブ47は、縦壁部55及び中空部56を介して回転軸19に一体に結合されている。前記縦壁部55は、前記クラッチ外筒45の縦壁部49に軸方向に対向するように設けられている。前記中空部56には、前記縦壁部55の内周側が一端部に一体に結合され、該中空部56の他端部が前記回転軸19に同軸に一体に設けられている。中空部56には、前記クラッチ外筒45の内周ボス部51が径方向に近接して遊嵌している。なお、内周ボス部51及び中空部56間、或いはドライブピニオンシャフト21及び中空部56間にニードルベアリングを設け、相互に連れ持ち支持させることもできる。この連れ持ち支持により回転軸19及びドライブピニオンシャフト21間の支持剛性を向上し、がたつき、振動等を抑制することができる。
The
前記クラッチ外筒45及びクラッチハブ47間には、摩擦多板クラッチ57が設けられている。摩擦多板クラッチ57は、アウタープレートが前記クラッチ外筒45にスプライン係合し、インナープレートが前記クラッチハブ47にスプライン係合している。従って、摩擦多板クラッチ57の摩擦係合により、クラッチ外筒45及びクラッチハブ47間のトルク伝達を行わせることができる。
A
前記クラッチ外筒45及びクラッチハブ47間の一端側には、前記縦壁部49外周部に形成された受圧部59が配置され、同他端側部には押圧プレート61が対向配置されている。
A
図2の要部拡大断面図をも参照すると、前記押圧プレート61は、外周の押圧部63が前記クラッチ外筒45及びクラッチハブ47間に嵌合している。押圧プレート61の内周部に、カム連繋部65が一体に設けられている。カム連繋部65の内周縁には、連係支持部67が周回状に設けられている。
Referring also to the enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 2, the
前記カム機構41は、前記クラッチ部39を締結するためにアクチュエータとしての電動モータ66の回転出力を増大してスラスト力に変換する変換手段を構成している。カム機構41は、一対のカムプレート69,71及びカムプレート69,71のカム面73,75間に介設されたカムボール77とからなっている。一方のカムプレート69は、前記キャリアカバー3の小径部9に一体に設けられ、他方のカムプレート71は、前記カムプレート69に回転軸方向に対向配置されている。
The
前記カムプレート71の内周側には、筒部79が設けられ、筒部79は、ラジアルニードルベアリング81を介して前記小径部9の断面円形の端部内周面83に回転自在に支持されている。また、カムプレート71の内周は、前記押圧プレート61の連係支持部67に嵌合し、相対回転可能に連れ持ち支持されている。従って、カム機構41及び押圧プレート61間の支持剛性を向上させることができる。カムプレート71及び押圧プレート61のカム連繋部65間には、スラストニードルベアリング85が介設されている。
A
前記電動モータ66は、駆動軸68を備え、前記アクチュエータ支持部11の蓋部15に着脱可能に固定して取り付けられている。
The
前記歯車減速機構43は、前記電動モータ66の回転出力を減速して前記カム機構41へ入力するものである。歯車減速機構43は、第1,第2のヘリカルギヤ87,89で構成され減速歯車組と、第3,第4のヘリカルギヤ91,93で構成され減速歯車組とを備えている。歯車減速機構43は、第1,第2のヘリカルギヤ87,89の組と第3,第4のヘリカルギヤ91,93の組とで2段に減速する構成となっている。なお、第1,第2のヘリカルギヤ87,89の組と第3,第4のヘリカルギヤ91,93の組の何れかをスパーギヤ等で構成することもできる。
The
前記第1のヘリカルギヤ87は、電動モータ66の駆動軸68に一体に形成されている。第2のヘリカルギヤ89は、前記第1のヘリカルギヤ87に噛み合い、中間軸97に一体に設けられている。第3のヘリカルギヤ91は、第2のヘリカルギヤ89と共に中間軸97に一体に設けられている。第4のヘリカルギヤ93は、前記第3のヘリカルギヤ91に噛み合い、前記カムプレート71の外周部に一体に設けられている。
The first
前記中間軸97は、可動支持穴99,101に可動支持されている。可動支持穴99は、前記キャリアカバー3の大径部7の側壁102に設けられている。可動支持穴101は、前記キャリアカバー3のアクチュエータ支持部11の蓋部15に設けられている。可動支持穴101及び中間軸97の軸方向間には、中間軸97の軸方向変位を許容する間隔が設けられている。前記第2のヘリカルギヤ89及び前記蓋部15間には、皿ばね103及びスラストニードルベアリング105が介設されている。皿ばね103は、中間軸97の変位に反力を与える付勢部材を構成している。 前記第2,第3のヘリカルギヤ89,91を一体に設けた中間軸97は、減速部である歯車減速機構43の構成部品であり、前記クラッチ部39の締結反力を前記歯車減速機構43を介して受けることで変位する可動部を構成している。
The
前記可動部である中間軸97の変位は、変位センサ107で検出されるようになっている。変位センサ107は、蓋部15側に支持され、中間軸97の回転軸方向の変位を検出するものとしてその端面の変位を検出する。
The displacement of the
前記変位センサ107としては、非接触式、接触式の何れのものも使用することができる。非接触式としては、静電容量センサ、光センサ、音波センサ、磁界センサ等を用いることができる。接触式としては、ゲージ等を用いることができる。
As the
前記変位センサ107の検出する変位は、例えばマイクロコンピュータなどによって構成されたコントローラに入力され、コントローラの演算により前記クラッチ部39の締結力が逐次測定される。
The displacement detected by the
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
通常走行時等、前記電動モータ66が通電制御されず、クラッチ部39が締結されないと前記回転軸19及びドライブピニオンシャフト21間は相対回転が自由となっている。従って、自動車は前記のように前輪による二輪駆動状態で走行することができる。
When the
悪路走行等における必要性により、電動モータ66を通電制御すると、電動モータ66の回転出力が駆動軸68を介して第1のヘリカルギヤ87に入力される。第1のヘリカルギヤ87の回転は、第1,第2のヘリカルギヤ87,89の噛み合い、中間軸97、第3,第4のヘリカルギヤ91,93の噛み合いを介してカムプレート71へ減速して伝達される。
When the
前記カムプレート71への減速した回転伝達によりカムプレート71がカムプレート69に対して低速度で相対回転する。カムプレート69に対するカムプレート71の相対回転によりカムボール77がカム面73,75に乗り上げ、カム機構41が働く。カム機構41の働きで前記電動モータ66からの減速された回転入力がスラスト力に変換される。このスラスト力は、キャリアカバー3の小径部9側にに対する反力としてカムプレート71からスラストニードルベアリング85を介して押圧プレート61のカム連繋部65に伝達され、カム連繋部65が移動力を受ける。この移動力によって押圧プレート61の押圧部63が摩擦多板クラッチ57を押圧する。この押圧により、摩擦多板クラッチ57が押圧プレート61と受圧部59との間で締結される。
Due to the reduced rotational transmission to the
前記摩擦多板クラッチ57の締結によって、前記回転軸19から中空部56、縦壁部55、クラッチハブ47へと伝達されたトルクは、摩擦多板クラッチ57を介してクラッチ外筒45に伝達される。クラッチ外筒45からは、縦壁部49、内周ボス部51を介してドライブピニオンシャフト21へトルク伝達が行われる。
The torque transmitted from the
従って、自動車は、前後輪による四輪駆動状態で走行することができ、前輪等がスリップ状態になる悪路走行等での走破性を向上することができる。 Therefore, the automobile can travel in a four-wheel drive state with front and rear wheels, and can improve the traveling performance on rough roads where the front wheels and the like slip.
前記後輪への伝達トルクは、摩擦多板クラッチ57の前記押圧プレート61による押圧力の付与及び解除に応じて調整することができる。この調整は、摩擦多板クラッチ57の締結力検出により正確に行うことができる。
The torque transmitted to the rear wheel can be adjusted according to the application and release of the pressing force by the
すなわち、前記摩擦多板クラッチ57が締結されているときは、該摩擦多板クラッチ57の締結反力が逆の伝達ルートで押圧プレート61、スラストニードルベアリング85、カムプレート71へと伝達され、カムボール77及びカム面73,75間で回転反力に変換され、第4,第3のヘリカルギヤ93,91、さらには中間軸97を介して第2,第1のヘリカルギヤ89,87の噛合部に作用する。第4,第3のヘリカルギヤ93,91、及び第2,第1のヘリカルギヤ89,87は、ヘリカルヘリカルギヤ構成されているため、前記噛合部への回転反力の作用により中間軸97が軸方向へ力を受け、皿ばね103の反力に抗して変位する。この変位は変位センサ107で検出され、前記のようにコントローラによりクラッチ部39の締結力が逐次測定される。この締結力の測定により、コントローラは電動モータ66を正確に通電制御し、正確な伝達トルクの調整を行わせることができる。
That is, when the
しかも、前記摩擦多板クラッチ57の締結反力を、歯車減速機構43の第4,第3のヘリカルギヤ93,91、及び第2,第1のヘリカルギヤ89,87の噛合部に入力するから前記締結反力に対して中間軸97の変位量を増幅することができる。また、皿ばね103には、摩擦多板クラッチ57の締結力そのものが作用するのではなく、減速部である減速歯車機構43を介して小さな力が作用することになり、ばね定数の小さなものを用いることができる。従って、中間軸97のある変位x1,x2と中間軸97の変位力との関係を図3のようにすることができ、摩擦多板クラッチ57の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
In addition, since the engagement reaction force of the frictional multi-plate clutch 57 is input to the meshing portions of the fourth and third
前記歯車減速機構43の中間軸97が可動部を構成するため、可動部として特別な部品を必要とすることなく構造を簡単にすることができる。
Since the
なお、前記変位センサ107は、中間軸97の半径方向変位すなわち中間軸97の側面の回転変位、第2,第3のヘリカルギヤ89,91の回転変位を検出する構成にすることもできる。可動部は、第2,第3のヘリカルギヤ89,91等で構成することもできる。この場合も、回転軸方向の変位、回転変位の何れによっても変位を検出することができる。
The
前記中間軸97は軸方向に変位不能に支持し、この中間軸97に第2,第3のヘリカルギヤ89,91の何れかを軸方向へ相対変位可能に支持して可動部とし、該第2,第3のヘリカルギヤ89,91の何れかの回転軸方向の変位又は回転変位を検出する構成にすることもできる。
The
図4は、本発明の実施例2に係るカップリング装置の配置を示すトルク伝達装置の断面図、図5は同装置要部の拡大断面図である。なお、実施例1と対応する構成部分には同符号又は同符号にAを付して説明する。 FIG. 4 is a sectional view of the torque transmission device showing the arrangement of the coupling device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged sectional view of the main part of the device. Note that components corresponding to those in the first embodiment will be described with the same reference numerals or A added to the same reference numerals.
本実施例のカップリング装置1Aは、アクチュエータである電動モータ66Aそのものを可動部としたものである。
In the coupling device 1A of the present embodiment, an
前記キャリアカバー3Aは、アクチュエータ支持部11Aにくびれ部111が設けられ、くびれ部111にインナースプライン113が設けられている。くびれ部111に対して外側には、支持筒部115が設けられている。
In the
前記電動モータ66Aには、アクチュエータハウジングとしてのモータハウジング117にフランジ部119及び頭部121が設けられている。頭部121には、スプライン123が設けられている。スプライン123は、前記アクチュエータ支持部11Aのくびれ部111側のインナースプライン113にスプライン係合している。前記支持筒部115には、先端側内周にスナップリング125が取り付けられている。スナップリング125及び電動モータ66Aのフランジ部119間、前記支持筒部115の奥壁及びフランジ部119間に皿ばね103Aa,103Abが介設されている。
The
歯車減速機構43Aの第1,第3のヘリカルギヤ87A,91Aは、電動モータ66Aの駆動軸68Aに設けられている。第2のヘリカルギヤ89Aは、カムプレート69Aに設けられている。第1,第2のヘリカルギヤ87A,89A間のヘリカルギヤ比は、第3,第4のヘリカルギヤ91A,93A間のヘリカルギヤ比よりも若干大きく形成されている。
The first and third
前記カムプレート69Aは、本実施例においてキャリアカバー3Aの小径部9Aとは別体に形成され、内周に筒部125が設けられている。筒部125は、小径部9Aの端部に設けられたカム支持部127に断面L字状のメタル軸受129を介して可軸方向及び回転方向に支持され、カムプレート69Aは、小径部9Aに対して相対回転可能となっている。
The
そして、前記電動モータ66Aの通電制御により駆動軸68Aを介して第1,第3のヘリカルギヤ87A,91Aが駆動されると、第1,第2のヘリカルギヤ87A,89A間のヘリカルギヤ比と第3,第4のヘリカルギヤ91A,93A間のヘリカルギヤ比との相違によりカムプレート69A,71Aが低速で相対回転する。この相対回転によりカムボール77がカム面73,75に乗り上げ、カム機構41Aが働く。このようにして、上記実施例同様に摩擦多板クラッチ57を締結することができる。
When the first and third
この締結に際して、摩擦多板クラッチ57の締結反力は、カム機構41Aを介して歯車減速機構43Aの第1,第2のヘリカルギヤ87A,89A間及び第3,第4のヘリカルギヤ91A,93A間に作用し、前記中間軸97の場合と同様にして駆動軸68Aを増幅して軸方向変位させることができる。駆動軸68Aのこの軸方向変位により電動モータ66Aが変位力を受け、頭部121のスプライン係合にガイドされつつ皿ばね103Aaの反力に抗して軸方向変位する。
At the time of this engagement, the engagement reaction force of the
従って、本実施例でも電動モータ66Aのある変位x1,x2と電動モータ66Aの変位力F5,F6との関係が図3のようになり、摩擦多板クラッチ57の締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
Accordingly, in this embodiment, the relationship between the displacements x1 and x2 of the
前記アクチュエータである電動モータ66Aが可動部を構成するため、可動部として特別な部品を必要とすることなく構造を簡単にすることができる。
Since the
なお、変位センサによる変位測定箇所は、電動モータ66Aの端面又は側面の何れでも良い。
Note that the displacement measurement location by the displacement sensor may be either the end face or the side face of the
図6は、本発明の実施例3に係るカップリング装置の配置を示すトルク伝達装置の断面図、図7は図6のSA−SA矢視断面図である。なお、実施例1と対応する構成部分には同符号又は同符号にBを付して説明する。 6 is a cross-sectional view of the torque transmission device showing the arrangement of the coupling device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the arrow SA-SA in FIG. Note that components corresponding to those of the first embodiment will be described with the same reference numerals or B added to the same reference numerals.
図6,図7のように、本実施例のカップリング装置1Bは、キャリアカバー等として構成されるケース131内に配置されている。ケース131には、アクチュエータ支持部11Bが設けられている。アクチュエータ支持部11Bに段部111Bが設けられ、段部111Bにインナースプライン113Bが設けられている。段部111Bに対して外側には、支持筒部115Bが設けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the coupling device 1 </ b> B of the present embodiment is disposed in a
前記カップリング装置1Bは、一対の回転部材である回転軸133,135を備えている。
The coupling device 1B includes
前記回転軸133,135は、前記ケース131の両側からそれぞれ突出し、回転軸133は、例えばユニバーサルジョイントを介してプロペラシャフトに結合されている。回転軸135は、例えばドライブピニオンシャフトに結合されている。
前記カップリング装置1Bは、クラッチ部39Bを備える他、変換手段としてのカム機構41B、及び減速部として歯車減速機構43Bを備えている。
The rotating
The coupling device 1B includes a clutch mechanism 39B, a
前記クラッチ部39Bは、前記回転軸133,135間に介設され押圧力の付与及び解除に応じて伝達トルクを調整可能となっている。クラッチ部39Bは、クラッチ外筒45Bとクラッチハブ47Bとを備えている。
The clutch portion 39B is interposed between the
前記クラッチ外筒45Bは、その縦壁部49Bが回転軸135に一体に結合されている。クラッチ外筒45B及びケース131間には、ニードルベアリング137が介設されている。前記クラッチハブ47Bは、前記回転軸133の一端に一体に設けられている。
The clutch
前記カム機構41Bは、一方のカムプレート69Bが前記ケース131の一部で一体に形成され、他方のカムプレート71Bは、前記歯車減速機構43Bのウオームホイール139の一部で一体に形成されている。
In the
前記歯車減速機構43Bは、前記ウォームホイール139及びウォーム141から成っている。ウォームホイール139は、前記回転軸133にメタル軸受143を介して相対回転自在に支持されている。ウォーム141は、電動モータ66Bの駆動軸68Bに一体に設けられている。
The
前記電動モータ66Bには、モータハウジング117Bにカバー145が着脱自在に取り付けられている。カバー145と駆動軸68Bとの間には、ボールベアリング147が介設されている。カバー145には、フランジ部119B及び頭部121Bが設けられている。頭部121Bには、スプライン123Bが設けられている。スプライン123Bは、前記アクチュエータ支持部11Bの段部111B側のインナースプライン113Bにスプライン係合している。
In the
前記支持筒部115Bには、先端側内周にスナップリング125Bが取り付けられている。スナップリング125B及びフランジ部119B間に、皿ばね103Bが介設されている。
A
前記電動モータ66Bが通電制御されると、電動モータ66Bの回転がウォーム141及びウォームホイール139間の減速によりウォームホイール139へ大きく減速して伝達される。ウォームホイール139の減速回転によりカムプレート69B,71Bが相対回転する。この相対回転によりカム機構41Bが働き、ウォームホイール139、スラストニードルベアリング85B、押圧プレート61Bを順次介し、摩擦多板クラッチ57Bが締結される。
When the
従って、前記同様、自動車は、例えば前後輪による四輪駆動状態で走行することができ、前輪等がスリップ状態になる悪路走行等での走破性を向上することができる。 Therefore, as described above, the automobile can travel in a four-wheel drive state using front and rear wheels, for example, and can improve traveling performance on a rough road where the front wheels and the like slip.
前記後輪への伝達トルクは、摩擦多板クラッチ57Bの前記押圧プレート61Bによる押圧力の付与及び解除に応じて調整することができる。この調整は、前記のように摩擦多板クラッチ57Bの締結力検出により正確に行うことができる。
The transmission torque to the rear wheel can be adjusted according to the application and release of the pressing force by the
本実施例では、前記摩擦多板クラッチ57Bが締結されているときは、該摩擦多板クラッチ57Bの締結反力が逆の伝達ルートで押圧プレート61B、スラストニードルベアリング85B、ウォームホイール139へと伝達され、カムボール77及びカム面73,75間で回転反力に変換される。この回転反力は、ウォームホイール139からウォーム141へ伝達される。この回転伝達によりウォーム141は、回転はしないがウォームホイール139との噛み合いにより軸方向へ変位力を受ける。
In this embodiment, when the
前記変位力により駆動軸68Bを増幅して軸方向変位させることができる。駆動軸68Bのこの軸方向移動により電動モータ66Bが変位力を受け、頭部121Bのスプライン係合にガイドされつつ皿ばね103Bの反力に抗して電動モータ66Bが軸方向変位する。
The
従って、本実施例でも電動モータ66Bのある変位x1,x2と電動モータ66Bの変位力F5,F6との関係が図3のようになり、摩擦多板クラッチ57Bの締結力に係わらず小さな力で大きな変位量を検出することができ、エネルギ損失を抑制しながら、正確な締結力検出を行わせることができる。
Therefore, also in this embodiment, the relationship between the displacements x1 and x2 of the
第3実施例において、変位センサによる変位測定箇所は、電動モータ66Bの端面又は側面の何れでも良い。
In the third embodiment, the displacement measurement location by the displacement sensor may be either the end surface or the side surface of the
なお、前記各実施例において中間軸97や電動モータ66A,66Bに連動する更に他の部材を設け、この部材の回転軸方向の変位、回転変位を検出する構成にすることもできる。他の部材を設けると、測定基準面の拡大や、変位量を増大させることもでき、測定精度を向上させることができる。
In each of the above-described embodiments, another member interlocked with the
1,1A,1B カップリング装置
19,133,135 回転軸(回転部材)
21 ドライブピニオンシャフト(回転部材)
39,39B クラッチ部
41,41A,41B カム機構(変換手段)
43,43A,43B 歯車減速機構(減速部)
66 電動モータ(アクチュエータ)
66A,66B 電動モータ(アクチュエータ、可動部)
69,69A,69B,71,71B カムプレート
97 中間軸(可動部)
103,103Aa,103Ab,103B 皿ばね(付勢部材)
107 変位センサ
1, 1A,
21 Drive pinion shaft (rotating member)
39,
43, 43A, 43B Gear reduction mechanism (reduction part)
66 Electric motor (actuator)
66A, 66B Electric motor (actuator, moving part)
69, 69A, 69B, 71,
103, 103Aa, 103Ab, 103B Belleville spring (biasing member)
107 Displacement sensor
Claims (9)
前記クラッチ部を締結するためにアクチュエータの回転出力を増大してスラスト力に変換する変換手段と、
前記アクチュエータの回転出力を減速して前記変換手段へ入力する減速部とを備え、
前記クラッチ部の締結反力を前記減速部を介して受けることで変位する可動部を設け、
前記可動部の変位に反力を与える付勢部材を設け、
前記可動部の変位を検出する変位センサを設け、
前記変位センサが検出する変位に基づいて前記クラッチ部の締結力を測定する
ことを特徴とするカップリング装置。 A clutch portion interposed between the rotating members and capable of adjusting the transmission torque according to the application and release of the pressing force;
Conversion means for increasing the rotational output of the actuator and converting it into a thrust force in order to fasten the clutch part;
A decelerating unit that decelerates the rotational output of the actuator and inputs it to the conversion means;
Providing a movable part that is displaced by receiving the fastening reaction force of the clutch part through the speed reduction part;
An urging member that provides a reaction force to the displacement of the movable part is provided,
A displacement sensor for detecting the displacement of the movable part;
A coupling device that measures a fastening force of the clutch portion based on a displacement detected by the displacement sensor.
前記可動部の変位は、回転軸方向又は回転半径方向であり、
前記変位センサは、前記可動部の回転軸方向端面又は回転軸方向側面の変位を検出する
ことを特徴とするカップリング装置。 The coupling device according to claim 1,
The displacement of the movable part is the rotation axis direction or the rotation radius direction,
The said displacement sensor detects the displacement of the rotating shaft direction end surface or rotating shaft direction side surface of the said movable part, The coupling apparatus characterized by the above-mentioned.
前記可動部は、前記減速部の構成部品である
ことを特徴とするカップリング装置。 The coupling device according to claim 1 or 2,
The movable device is a component of the speed reduction unit.
前記減速部は、ヘリカルギヤの減速歯車組を備えた減速歯車機構であり、
前記ヘリカルギヤの一方を、軸方向変位可能に支持した中間軸に設け、
前記付勢部材は、前記中間軸を前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する
ことを特徴とするカップリング装置。 The coupling device according to claim 3,
The reduction part is a reduction gear mechanism including a reduction gear set of a helical gear,
One of the helical gears is provided on an intermediate shaft supported so as to be axially displaceable,
The coupling device according to claim 1, wherein the biasing member biases the intermediate shaft against axial displacement caused by the fastening reaction force.
前記可動部は、前記アクチュエータである
ことを特徴とするカップリング装置。 The coupling device according to claim 1 or 2,
The coupling device, wherein the movable part is the actuator.
前記減速部は、ヘリカルギヤの減速歯車組を備えた歯車減速機構であり、
前記アクチュエータは、アクチュエータハウジングが回転不能且つ軸方向に変位可能に支持され、
前記付勢部材は、前記アクチュエータハウジングを前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する
ことを特徴とするカップリング装置。 The coupling device according to claim 5,
The reduction part is a gear reduction mechanism provided with a reduction gear set of a helical gear,
The actuator is supported such that the actuator housing is non-rotatable and axially displaceable,
The coupling device according to claim 1, wherein the biasing member biases the actuator housing against axial displacement caused by the fastening reaction force.
前記減速部は、ウォーム及びウォームホイールで形成された歯車減速機構であり、
前記アクチュエータは、アクチュエータハウジングが回転不能且つ軸方向に変位可能に支持され、
前記付勢部材は、前記アクチュエータハウジングの前記締結反力による軸方向変位に抗して付勢する
ことを特徴とするカップリング装置。 The coupling device according to claim 5,
The speed reduction part is a gear speed reduction mechanism formed of a worm and a worm wheel,
The actuator is supported such that the actuator housing is non-rotatable and axially displaceable,
The coupling device according to claim 1, wherein the biasing member biases against an axial displacement caused by the fastening reaction force of the actuator housing.
前記変換手段は、回転軸方向にカムプレートが対向するカム機構であり、
前記減速部からの入力により前記カムプレートを低速で相対回転させる
ことを特徴とするカップリング装置。 The coupling device according to any one of claims 1 to 7,
The conversion means is a cam mechanism that is opposed to a cam plate in a rotation axis direction,
A coupling device characterized in that the cam plate is relatively rotated at a low speed by an input from the speed reduction unit.
前記アクチュエータは、電動モータである
ことを特徴とするカップリング装置。
A coupling device according to any one of claims 1 to 8,
The coupling device, wherein the actuator is an electric motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004200930A JP2006022880A (en) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Coupling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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JP2006022880A true JP2006022880A (en) | 2006-01-26 |
Family
ID=35796305
Family Applications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2006022880A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103061997A (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 吴小杰 | Wind power constant brake permanent magnetic yaw-variable pitch hypocycloid reduction gear box |
WO2016088232A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Gkn ドライブライン ジャパン株式会社 | Clutch to be used by incorporation in car power transfer unit |
JP2019199925A (en) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | 不二ラテックス株式会社 | Rotary damper |
-
2004
- 2004-07-07 JP JP2004200930A patent/JP2006022880A/en active Pending
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WO2016088232A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Gkn ドライブライン ジャパン株式会社 | Clutch to be used by incorporation in car power transfer unit |
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