JP2006090533A - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化を図ると共にクラッチの締結レスポンスを迅速にすることを可能とする。
【解決手段】 クラッチハブ６５及びクラッチハウジング６３と、摩擦多板クラッチ６７と、加圧セット６９と、電動モータ７０とを備え、加圧セット６９は、一対のインターナルギヤ１０７，１０９とインターナルギヤ１０７，１０９に噛み合う遊星ギヤ１１１及び遊星ギヤ１１１を支持する遊星キャリヤ１１３と遊星ギヤ１１１に噛み合うサンギヤ１１５とインターナルギヤ１０７，１０９間のカム機構１１７とを有し、一対のインターナルギヤ１０７，１０９と遊星ギヤ１１１との各間のギヤ比が異なり、一対のインターナルギヤ１０７，１０９の一方が回転不能に支持されサンギヤ１１５が回転駆動されその他が相対回転することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車のトルク伝達装置に関する。

従来のこの種のトルク伝達装置としては、例えば図７に示すようなものがある。図７は、四輪駆動車のトランスファの断面図を示している。トランスファ２０１は、トルク伝達装置２０３を備えている。トルク伝達装置２０３は、クラッチケージ２０５と、スリーブ２０７とを備えている。クラッチケージ２０５とスリーブ２０７との間には、摩擦クラッチ２０９が配置されている。摩擦クラッチ２０９のアウタープレートは、クラッチケージ２０５側に係合し、インナープレートはスリーブ２０７側に係合している。

前記摩擦クラッチ２０９に対向して、加圧リング２１１が配置されている。加圧リング２１１は、ピン２１３を介してトランスファケース２１５に回転方向に係合し、回転軸芯に沿った方向には移動可能となっている。加圧リング２１１に対し、支持リング２１７が対向配置されている。支持リング２１７と加圧リング２１１との間には、ボール２１９を備えたカム機構が設けられている。

前記支持リング２１７には、歯車２２１が噛み合っている。歯車２２１は、軸２２３に連動連結されている。軸２２３は、歯車２２１、ピニオン２２７を介してサーボモータ２２９の駆動軸２３１に連動連結されている。

前記クラッチケージ２０５には、後輪側への出力軸２３３が結合されている。出力軸２３３は、エンジンから回転入力を受ける入力軸２３５に連動連結されている。

前記スリーブ２０７には、歯車２３７が連動連結されている。トランスファケース２１５には、前輪側へ出力を行う副軸２３９が回転自在に支持されている。副軸２３９には、歯車２４１が設けられている。歯車２４１と前記歯車２３７とには、チェーン２４３が掛け回されている。

従って、エンジンから入力軸２３５に伝達されたトルクは、出力軸２３３を介してそのまま後輪側へ伝達される。また、前輪側へは摩擦クラッチ２０９の締結に応じて伝達される。摩擦クラッチ２０９の締結は、サーボモータ２２９の駆動によって行われる。

前記サーボモータ２２９を駆動すると、駆動軸２３１に連動してピニオン２２７が回転し、歯車２２５、軸２２３を介し歯車２２１が回転する。この回転によって、支持リング２１７が１８０度の範囲内で回転し、加圧リング２１１に対して相対回転する。この相対回転によって、ボール２１９を備えたカム機構が働き、支持リング２１７に対して加圧リング２１１が摩擦クラッチ２０９側へ移動する。この移動によって、摩擦クラッチ２０９が締結される。

前記摩擦クラッチ２０９が締結されると、クラッチケージ２０５とスリーブ２０７とが締結力に応じて係合し、出力軸２３３からクラッチケージ２０５、摩擦クラッチ２０９、スリーブ２０７を介して歯車２３７側へもトルク伝達が行われる。歯車２３７からは、チェーン２４３、歯車２４１を介して、副軸２３９にトルク伝達が行われ、前輪側への出力が行われる。

しかしながら、上記構造では、固定側の加圧リング２１１に対して、低速で相対回転させる支持リング２１７を、サーボモータ２２９によりピニオン２２７、歯車２２５，２２１を介して減速回転駆動するため、支持リング２１７、歯車２２１、歯車２２５、ピニオン２２７とを用いた減速機構が大型となり、トランスファ２０１内の狭いスペースに取り付けるには無理を伴うものであった。

また、サーボモータ２２９から支持リング２１７までの減速比をそれほど大きくせずに減速機５の小型化を図ると、支持リング２１７の回転が急峻となって慣性力が大きく摩擦クラッチ２０９の締結レスポンスが遅れることになる。

特許２７１５３４０号公報

解決しようとする問題点は、大型化により狭いスペースに取り付けることに無理が伴うと共に締結レスポンスが遅い点である。

本発明は、小型化を図ると共に締結微調整を容易とするために、トルクの入出力伝達を行うための入出力回転部材と、前記入出力回転部材間に設けられ摩擦係合により入出力回転部材間のトルク伝達を行う摩擦係合部と、回転駆動による入力を回転軸芯に沿った方向の加圧力に変換して前記摩擦係合部を摩擦係合させる加圧セットと、前記回転駆動を行う回転アクチュエータとを備え、前記加圧セットは、一対のインターナルギヤと該インターナルギヤに噛み合う遊星ギヤ及び該遊星ギヤを支持する遊星キャリヤと前記遊星ギヤに噛み合うサンギヤと前記インターナルギヤ間のカム機構とを有し、前記一対のインターナルギヤと遊星ギヤとの各間のギヤ比又は噛み合い半径が異なり、前記一対のインターナルギヤの一方又は遊星キャリヤが回転不能に支持されサンギヤが回転駆動されその他が相対回転することを最も主要な特徴とする。

本発明のトルク伝達装置は、回転アクチュエータにより回転駆動を行わせると、一対のインターナルギヤと遊星ギヤとの各間のギヤ比又は噛み合い半径が異なることに起因して一対のインターナルギヤを低速、高トルクで相対回転させることができる。この低速の相対回転によって前記回転駆動による入力を回転軸心に沿った方向の加圧力に変換して、前記摩擦係合部を摩擦係合させることができる。

すなわち、加圧セットは、一対のインターナルギヤと該インターナルギヤに噛み合う遊星ギヤ及び該遊星ギヤを支持する遊星キャリヤと前記遊星ギヤに噛み合うサンギヤと前記インターナルギヤ間のカム機構とを有し、前記一対のインターナルギヤと遊星ギヤとの各間のギヤ比又は噛み合い半径が異なり、前記一対のインターナルギヤの一方又は遊星キャリヤが回転不能に支持されサンギヤが回転駆動されその他が相対回転して前記摩擦係合部を摩擦係合させることができるため、加圧セットや回転アクチュエータを小型化し、コンパクトに形成することができる。

従って、トランスファ等の狭いスペース内にも極めて容易に配置することができる。

さらに、回転アクチュエータによりサンギヤを回転駆動するから慣性力を小さくしながら大きく減速して加圧力に変換することができるため、前記摩擦係合部の締結レンスポンスを迅速にすることが可能となる。

前記加圧セットが、前記摩擦係合部の内周側に配置された場合は、回転軸方向に小型化を可能とし、回転軸等へ無理なく搭載することができる。

前記回転アクチュエータの出力軸と前記サンギヤとを同軸的に設けた場合は、回転軸等への搭載をより容易に行わせることができると共に、回転部を小型とし慣性力の軽減により締結レンスポンスを迅速にすることが可能となる。

四輪駆動車のリヤデファレンシャル装置の入力側のトルク制御装置として、同トランスファの出力側のトルク制御装置として、デファレンシャル装置の差動制限装置として、何れかに配置した場合は、各トルク伝達装置の何れかとしてトルク伝達を的確に行うことができる。

小型化により狭いスペースにも無理なく配置することができると共に締結微調整が容易にするという目的を、一対のインターナルギヤの一方又は遊星キャリヤが回転不能に支持されサンギヤが回転駆動されその他が相対回転するようにして実現した。

図１は、本発明の実施例１に係り、トルク伝達装置の配置を示し、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）の四輪駆動車のスケルトン平面図である。

図１のように、トルク伝達装置であるトルク伝達カップリング１は、リヤデファレンシャル装置３の入力側において、回転軸５及びドライブピニオンシャフト７間に介設されている。

前記ドライブピニオンシャフト７のドライブピニオンギヤ１１は、リヤデファレンシャル装置３のリングギヤ１３に噛み合っている。リヤデファレンシャル装置３は、デフキャリヤ１５に回転自在に支持されている。リヤデファレンシャル装置３には、左右のアクスルシャフト１７，１９を介して左右の後輪２１，２３が連動連結されている。

前記回転軸５には、ユニバーサルジョイント２５を介してプロペラシャフト２７が結合されている。プロペラシャフト２７には、ユニバーサルジョイント２９を介して、トランスファ３１の出力軸３３が結合されている。

前記出力軸３３の傘歯車３５は、伝動軸３７の傘歯車３９に噛み合っている。伝動軸３７の平歯車４１は、平歯車４３に噛み合っている。平歯車４３は、フロントデファレンシャル装置４５のデフケース４７側に設けられ、連動構成されている。

前記フロントデファレンシャル装置４５にはエンジン４９からトランスミッション５１を介してリングギヤ５３にトルクが入力されるようになっている。フロントデファレンシャル装置４５には、左右のアクスルシャフト５５，５７を介して、左右の前輪５９，６１が連動連結されている。

従って、エンジン４９からトランスミッション５１を介してフロントデファレンシャル装置４５のリングギヤ５３にトルクが入力されると、一方ではアクスルシャフト５５，５７を介して左右の前輪５９，６１へトルク伝達が行われる。また他方では、デフケース４７、平歯車４３，４１、伝動軸３７、傘歯車３９、３５を介して出力軸３３へトルク伝達が行われる。

前記出力軸３３からは、ユニバーサルジョイント２９、プロペラシャフト２７、ユニバーサルジョイント２５、回転軸５を介してトルク伝達カップリング１へトルクが入力される。

前記トルク伝達カップリング１がトルク伝達状態であれば、ドライブピニオンシャフト７、ドライブピニオンギヤ１１を介して、リヤデファレンシャル装置３のリングギヤ１３にトルク伝達が行われる。リヤデファレンシャル装置３からは、左右のアクスルシャフト１７，１９を介して、左右の後輪２１，２３へトルク伝達が行われる。

従って、トルク伝達カップリング１がトルク伝達状態であるときには、前輪５９，６１、後輪２１，２３によって、四輪駆動状態で走行することができる。トルク伝達カップリング１が、トルク伝達状態にないときには、前輪５９，６１による二輪駆動状態で走行することができる。

前記トルク伝達カップリング１の詳細は図２、図３のようになっている。図２は、トルク伝達カップリング１の縦断面図、図３は、加圧セットの減速部の断面図である。

図２，図３のように、トルク伝達カップリング１は、クラッチハウジング６３及びクラッチハブ６５間に摩擦係合部として摩擦多板クラッチ６７を備え、摩擦多板クラッチ６７の内周側に加圧セット６９が配置され、加圧セット６９の軸方向一側に回転アクチュエータである電動モータ７０が配置されたものである。

前記クラッチハウジング６３は、本実施形態において出力回転部材として構成され、クラッチハブ６５は、同入力回転部材として構成されている。従って、トルクの入出力伝達を行うための入出力回転部材（クラッチハブ６５及びクラッチハウジング６３）を設けた構成となっている。なお、クラッチハウジング６３を、入力回転部材として構成し、クラッチハブ６５を、出力回転部材として構成することもできる。

前記クラッチハウジング６３は、縦壁部７１により内周側の結合軸部７３に一体に設けられている。結合軸部７３は、中空状に形成され、ボールベアリング７５によりカップリングキャリヤ９１を構成する側壁部９６の軸支持部７７に回転自在に支持されている。軸支持部７７と結合軸部７３との間には、シール７９が設けられ、デフキャリヤ１５内部に対し摩擦多板クラッチ６７側の潤滑環境が独立している。結合軸部７３には、内周のインナースプライン７４に、前記ドライブピニオンシャフト７がスプライン連結されている。

前記クラッチハブ６５は、内周縦壁部８１を介して回転軸５に一体に形成されている。回転軸５の先端８３は、前記結合軸部７３の軸穴８５に嵌合し、連れ持ち支持されている。回転軸５の先端８３と結合軸部７３の軸穴８５との間には、シール８７が設けられている。回転軸５と結合軸部７３との間には、スラストワッシャ８８が設けられている。回転軸５の他端側は、ボールベアリング８９によりカップリングキャリヤ９１に支持されている。

前記回転軸５の外端部には、結合フランジ９３がスプライン係合している。結合フランジ９３は、ナット９５によって回転軸５に締結され、抜け止めが行われている。結合フランジ９３とカップリングキャリヤ９１との間に、シール８７が設けられている。結合フランジ９３は、前記ユニバーサルジョイント２５に結合される。

前記カップリングキャリヤ９１は、前記側壁部９６を備えたカップリングキャリヤ本体９７とカップリングキャリヤカバー９９との三部品構成であり、カップリングキャリヤ本体９７及びカップリングキャリヤカバー９９は、ボルトナットなどにより着脱自在に結合されている。側壁部９６は、外周部がカップリングキャリヤ本体９７のフランジ部９８の凹部１００に嵌合し、フランジ部９８は、デフキャリヤ１５にボルト締めされている。このボルト締めで、側壁部９６は、フランジ部９８とデフキャリヤ１５との間に挟み込まれ、一体的に結合されている。但し、側壁部９６をカップリングキャリヤ本体９７にボルトなどにより直接的に着脱自在に構成することもできる。

前記カップリングキャリヤ本体９７には、前記摩擦多板クラッチ６７及び加圧セット６９が収容され、カップリングキャリヤカバー９９には、前記電動モータ７０が収容されている。

前記摩擦多板クラッチ６７は、クラッチハブ６５及びクラッチハウジング６３間のトルク伝達を行うものであり、入出力回転部材（クラッチハブ６５及びクラッチハウジング６３）間に設けられ摩擦係合により入出力回転部材（クラッチハブ６５及びクラッチハウジング６３）間のトルク伝達を行う構成となっている。

前記摩擦多板クラッチ６７は、アウタープレートが前記クラッチハウジング６３に係合し、インナープレートが前記クラッチハブ６５に係合している。

前記クラッチハウジング６３及びクラッチハブ６５間の端部には、押圧部材１０１が対向配置されている。押圧部材１０１には、その内周側に周壁部１０３を介して加圧受部１０５が一体に設けられている。周壁部１０３は、前記クラッチハブ６５の内周に隙間を持って嵌合している。

なお、押圧部材１０１は、クラッチハウジング６３又はクラッチハブ６５に対して一体回転可能に連結しても良く、アウター又はインナープレートの係合スプラインに係合させることが構造を簡易化する上で好ましい。

前記押圧部材１０１に隣接して前記加圧セット６９が設けられている。加圧セット６９は、回転駆動による入力を減速しつつ回転軸芯に沿った方向の加圧力に変換して前記摩擦係合部（摩擦多板クラッチ６７）を摩擦係合させる構成となっている。

なお、図示外であるが押圧部材１０１とクラッチハブ６５又はクラッチハウジング６３との間にスプリングを配置して加圧セット６９の加圧力が作用しないとき押圧部材１０１を初期位置に戻す機能を設ければ摩擦係合部の断続機能がより確実に行える。

前記加圧セット６９は、本実施例において、前記押圧部材１０１側の周壁部１０３の内周に配置され、加圧セット６９が、前記摩擦係合部（摩擦多板クラッチ６７）の内周側に配置された構成となっている。

前記加圧セット６９は、一対のインターナルギヤ１０７，１０９と該インターナルギヤ１０７，１０９に噛み合う遊星ギヤ１１１及び該遊星ギヤ１１１を支持する遊星キャリヤ１１３と前記遊星ギヤ１１１に噛み合うサンギヤ１１５と前記インターナルギヤ１０７，１０９間のカム機構１１７とを有している。

前記インターナルギヤ１０７には、段部１１９が設けられ、前記カップリングキャリヤ９１側に設けられた周回状の支持凸部１２１に凹凸部１２３により係合している。従って、一対のインターナルギヤ１０７，１０９の一方（インターナルギヤ１０７）が、回転不能に支持された構成となっている。インターナルギヤ１０７の回転軸方向の端面は、前記カップリングキャリヤ９１のカップリングキャリヤ本体９７の壁部１２５に当接するように支持されている。前記インターナルギヤ１０９は、前記インターナルギヤ１０７に対して相対回転自在となっている。インターナルギヤ１０７と前記加圧受部１０５との間には、スラストニードルベアリング１２７が設けられ、軸方向推力は伝達するが回転方向の連れ回りを断絶している。

前記カム機構１１７は、一対のインターナルギヤ１０７，１０９間に設けられている。カム機構１１７は、既存の種々のカム機構の中から選定したボールカムで構成され、カムボール１２９を備えている。カムボール１２９は、インターナルギヤ１０７，１０９にそれぞれ形成されたカム面間に配置されている。インターナルギヤ１０７，１０９の内周面には、歯部１３１，１３３が設けられている。前記歯部１３１と歯部１３３とは、少なくとも一方の歯部に対して転位歯車を用いて遊星ギヤ１１１との噛み合い半径を同じか又は近似するように歯数を僅かに異ならせている。その他、両歯部１３１，１３５の歯数を僅かに異ならせる手段としては、遊星ギヤ１１１及びインターナルギヤ１０７の噛み合い半径と遊星ギヤ１１１及びインターナルギヤ１０９の噛み合い半径とを互いに異ならせる構成がある。

前記遊星ギヤ１１１は、インターナルギヤ１０７，１０９の歯部１３１，１３３に噛み合っている。前記インターナルギヤ１０７及び遊星ギヤ１１１と前記インターナルギヤ１０９及び遊星ギヤ１１１との各間のギヤ比は、前記歯部１３１と前記歯部１３３との歯数の相違によって僅かに異なるように設定されている。

前記遊星ギヤ１１１は、前記遊星キャリヤ１１３に回転自在に支持されている。遊星キャリヤ１１３は、キャリヤプレート１３５，１３７を備えている。キャリヤプレート１３５，１３７には、キャリヤピン１３９が取り付けられている。キャリヤピン１３９には、前記遊星ギヤ１１１が回転自在に支持されている。キャリヤプレート３５１，１３７は、サンギヤ１１５の外周に回転自在に嵌合配置されている。

前記電動モータ７０は、出力軸としての回転駆動軸１４１を備えている。回転駆動軸１４１は、一方でボールベアリング１４３により前記カップリングキャリヤ９１のカップリングキャリヤ本体９７の壁部１２５内周に回転自在に支持され、他方でボールベアリング１４５により、前記カップリングキャリヤ９１のカップリングキャリヤカバー９９に支持され、一対のボールベアリング１４３，１４５の軸方向間のスペースでカップリングキャリヤカバー９９内周側に形成された独立した空間内に配置されている。

前記回転駆動軸１４１と前記サンギヤ１１５とは、同軸的に設けられている。同軸的とは、実施例のようにサンギヤ１１５を駆動軸に一体形成する構成の他、別部材相互を溶接やスプライン連結などの締結手段によって一体に設ける構成等も意味する。従って、回転アクチュエータ（電動モータ７０）の出力軸（回転駆動軸１４１）と前記サンギヤ１１５とを同軸的に設けた構成となっている。

前記電動モータ７０或いは電動モータ７０に連結する回転部材には、回転数を検出するエンコーダが配置されている。このエンコーダにより電動モータ７０の回転がフィードバック制御され、摩擦多板クラッチの締結制御を的確に行わせる。エンコーダの種類としては光学式エンコーダ、磁気式エンコーダが用いられる。光学式エンコーダは、モータ後部出力軸にスリット（円盤に窓を開けたもの）を固定し、フォトセンサでパルス数を検出することによりモータ回転数を算出することができる。磁気式エンコーダは、ホールＩＣの性質を利用し、リングマグネットの極数をパルス信号にて出力するため、検出−制御が容易となる。

次に作用を説明する。

前記摩擦多板クラッチ６７が締結されていないとき、クラッチハウジング６３及びクラッチハブ６５間は相対回転可能である。従って、前記のようにエンジン４９側から回転軸５に伝達されたトルクがクラッチハブ６５に入力されてもトルクがクラッチハウジング６３側に伝達されることはなく、トルク伝達カップリング１はトルクを伝達しない状態となっている。すなわち、前記のように前輪５９，６１の駆動による二輪駆動状態での走行を行うことができる。

前記電動モータ７０を回転駆動すると、回転駆動軸１４１を介してサンギヤ１１５が一体に回転し、遊星ギヤ１１１が回転駆動される。遊星ギヤ１１１は、キャリアピン１３９の回りに回転し、インターナルギヤ１０７との噛み合いにより、自転しながらインターナルギヤ１０７の歯部１３１に沿って公転する。遊星キャリヤ１１３は、遊星ギヤ１１１の公転と共にサンギヤ１１５の回りで回転する。 前記遊星ギヤ１１１の自転及び公転によりインターナルギヤ１０９に対しても自転及び公転する。この場合、インターナルギヤ１０７及び遊星ギヤ１１１間のギヤ比と、インターナルギヤ１０９及び遊星ギヤ１１１間のギヤ比とが僅かに異なっており、且つインターナルギヤ１０７はキャリアカバー９１の壁部１２５に凹凸部１２３により回転不能に支持されているため、インターナルギヤ１０９が大きく減速されてインターナルギヤ１０７に対し極低速で相対回転する。この相対回転により、インターナルギヤ１０７，１０９のカム面がカムボール１２９に乗り上げ、カム機構１１７が推力を発生する。

前記カム機構１１７の推力は、インターナルギヤ１０９に作用し、その反力はインターナルギヤ１０７を介してカップリングキャリヤ９１の壁部１２５で受けられる。この推力の作用によってインターナルギヤ１０９が移動し、スラストニードルベアリング１２７を介して加圧受部１０５が加圧される。加圧力は最終的にクラッチハウジング６３から軸受７７を介してカップリングキャリヤ９１の側壁部９６が受け持つ。

この加圧によって、押圧部材１０１が同方向へ移動し、摩擦多板クラッチ６７がクラッチハウジング６３の縦壁部７１との間で締結される。摩擦多板クラッチ６７は、押圧部材１０１の押圧力に応じて摩擦係合力を発揮し、クラッチハウジング６３とクラッチハブ６５との間のトルク伝達を行わせる。

従って、回転軸５から伝達されたトルクは、クラッチハウジング６３から摩擦多板クラッチ６７を介して、クラッチハブ６５へ伝達される。クラッチハブ６５からは、結合軸部７３を介してドライブピニオンシャフト７へトルクが伝達され、ドライブピニオンシャフト７から前記のようにして後輪２１，２３側へ出力される。これによって、前記のように前輪５９，６１及び後輪２１，２３の駆動による四輪駆動状態で走行することができる。

このように、本実施例では、電動モータ７０により回転駆動を行わせると、一対のインターナルギヤ１０７，１０９と遊星ギヤ１１１との各間のギヤ比が異なることに起因して一対のインターナルギヤ１０７，１０９を低速で相対回転させることができる。この低速の相対回転によって前記回転駆動による入力をカム機構１１７により回転軸心に沿った方向の加圧力に変換して、前記摩擦多板クラッチ６７を摩擦係合させることができる。

このため、加圧セット６９や電動モータ７０を小型化し、コンパクトに形成することができる。従って、デフキャリア１５の狭いスペース内にも極めて容易に配置することができる。

また、加圧セット６９のサンギヤ１１５が回転駆動されるから、入力を受ける回転部を小型、軽量として慣性力、即ち回転モーメントを軽減させることができ、電動モータ７０の起動力を軽減して作動レスポンスが向上するので締結微調整をより容易に行うことが可能となる。

さらに、電動モータ７０の回転駆動を大きく減速してトルクを増幅し加圧力に変換することができるため、前記摩擦多板クラッチ６７のレスポンスを速くして締結微調整を容易に行うことが可能となる。

前記加圧セット６９は、前記摩擦多板クラッチ６７の内周側に配置されたため、回転軸方向に小型化を可能とし、回転軸５及びドライブピニオンシャフト７間に無理なく搭載することができる。

前記電動モータ７０の回転駆動軸１４１と前記サンギヤ１１５とを同軸的に設けたため、回転軸５及びドライブピニオンシャフト７間への搭載をより容易に行わせることができる。

なお、前記サンギヤ１１５が電動モータにより駆動されれば良く、電動モータは、前記電動モータ７０のようにカップリングキャリヤ９１内にサンギヤ１１５と共に収容配置する場合に限らない。

また、前記トルク伝達カップリング１は、リヤデファレンシャル装置３への入力側に配置するものに限らず、図１のトルク伝達カップリング１Ａのようにトランスファ３１の出力軸３３に介設し、トルク伝達の制御を行わせることもできる。

図４は本発明の実施例２に係り、トルク伝達カップリングの配置を示し、縦置きフロントエンジン、リヤドライブベース（ＦＲベース）の四輪駆動車のスケルトン平面図である。尚、図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。

本実施例においては、トランスファ３１Ｂにトルク伝達カップリング１Ｂが設けられている。このトルク伝達カップリング１Ｂでは、図２の構造におけるドライブピニオンシャフト７のドライブピニオンギヤ１１が省略され、ドライブピニオンシャフト７が出力軸３３Ｂに代えられる。出力軸３３Ｂは、トランスミッション５１Ｂの出力駆動軸１４３に結合されている。

クラッチハウジング６３Ｂと一体の結合軸部７３Ｂには、スプロケット１４５が一体的に設けられている。スプロケット１４５には、スプロケット１４９との間にチェーン１５１が掛け回されている。スプロケット１４９は、伝動軸１４７に設けられている。伝動軸１４７は、プロペラシャフト１５３を介してドライブピニオンシャフト１５５側に結合されている。伝動軸１５５のピニオンギヤ１５７は、フロントデファレンシャル装置４５Ｂのリングギヤ５３Ｂに噛み合っている。

従って、摩擦多板クラッチ６７Ｂの締結制御によって、エンジン４９Ｂの出力が、トランスミッション５１Ｂから一方では、出力駆動軸１４３、クラッチハブ６５Ｂ、摩擦多板クラッチ６７Ｂ、クラッチハウジング６３Ｂを介して前輪５９，６１側へ出力される。クラッチハウジング６３Ｂからは、スプロケット１４５、チェーン１５１、スプロケット１４９、伝動軸１４７、プロペラシャフト１５３、ドライブピニオンシャフト１５５、ドライブピニオンギヤ１５７、リングギヤ５３Ｂを介してフロントデファレンシャル装置４５Ｂへトルクが伝達される。

また、他方ではトランスミッション５１Ｂから出力駆動軸１４３を介し直結状態でトルクが伝達される。すなわち、出力駆動軸１４３、出力軸３３Ｂ、プロペラシャフト２７、ドライブピニオンシャフト７、ドライブピニオンギヤ１１、リングギヤ１３を介してリヤデファレンシャル装置３Ｂへトルク伝達を行うことができる。

従って、前記トルク伝達カップリング１Ｂの摩擦多板クラッチ６７Ｂを走行状態に応じて締結制御することにより、後輪５９，６１側へのトルク配分を走行状態に応じて制御することができる。後輪２１，２３へは直結状態でトルク伝達を行うことができる。従って、本実施例では、トルク伝達カップリング１Ｂの制御により二輪駆動及び的確な四輪駆動を行うことができる。

なお、前記ドライブピニオンシャフト７，１５５にトルク伝達カップリング１Ｃ、１Ｄとして設けることもできる。この場合は、実施例１のような構造を取ることができる。

図５は本発明の実施例３に係り、トルク伝達カップリングの配置を示し、縦置きフロントエンジン、リヤドライブの二輪駆動車（ＦＲ車）のスケルトン平面図である。尚、図４と対応する構成部分には同符号又は同符号にＥを付し、或いは同符号のＢをＥに代えて説明する。

本実施例のトルク伝達カップリング１Ｅは、リヤデファレンシャル装置３Ｅの差動制限装置として適用されたものである。本実施例のトルク伝達カップリング１Ｅは、クラッチハウジング６３Ｅがリヤデファレンシャル装置３Ｅのデフケース１４９に結合され、クラッチハブ６５Ｅがリヤデファレンシャル装置３Ｅのサイドギヤ１５１に結合されている。また、カップリングキャリヤ９１Ｅは、デフキャリヤ１５Ｅの側部にボルトナットなどにより締結固定されている。

従って、摩擦多板クラッチ６７Ｅの締結制御によってデフケース１４９及びサイドギヤ１５１間の差動回転を制限又はロックすることができる。

図６は本発明の実施例４に係り、トルク伝達カップリング１のスケルトン断面図である。尚、図２と対応する構成部分には同符号又は同符号にＦを付して説明する。

トルク伝達カップリング１Ｆは、入力軸６及び出力軸８間の伝達トルクを断続的又は段階的又は連続的に制御するものである。入力軸６は、クラッチハウジング６３Ｆに連結され、クラッチハウジング６３Ｆの軸心部に摩擦係合部としての摩擦多板クラッチ６７Ｆを介してクラッチハブ６５Ｆが配置されている。クラッチハブ６５Ｆは、その内周側に形成されたスプライン部で出力軸８に連結されている。また、トルク伝達カップリング１Ｆは、カップリングキャリヤ９１Ｆ内に収容され、カップリングキャリヤ９１Ｆは、筒状部９４と筒状部９４にボルト締結される他端壁１０６とからなる。

前記入力軸６の外周側には、加圧セット６９Ｆが配置され、加圧セット６９Ｆは、サンギヤ１１５、遊星ギヤ１１１、一対のインターナルギヤ１０７，１０９、カム機構１１７を備えている。サンギヤ１１５は、軸方向他端側に円盤状の部材１１６が一体的に結合され、部材１１６の外周側には、操作ギヤ１１８が形成されている。

前記操作ギヤ１１８は、入力軸６と軸並行にオフセット配置され、他端壁１０６に固定された電動モータ７０Ｆの駆動軸に取り付けられたピニオン１２０に噛み合っている。電動モータ７０Ｆによる駆動トルクは、ピニオン１２０と操作ギヤ１１８との噛み合いで減速駆動されて増幅され、さらにサンギヤ１１５へ入力されて加圧セットで増幅される。従って、高減速が可能であり、電動モータ７０Ｆによる制御性を向上している。

前記操作ギヤ１１８を有する円盤状の部材１１６は、負担する駆動トルクが小さいので、板金材を用いてプレス成形されており、慣性力を低減して、電動モータ７０Ｆによる制御性、即ち摩擦係合部の締結レスポンスの迅速性を向上している。

このように、電動モータ７０Ｆをトルク伝達カップリング１Ｆの入出力軸６，８と軸並行にオフセット配置することで、トルク伝達装置の軸心周りの軸方向スペースを短縮することができ、電動モータ７０Ｆを備えたトルク伝達カップリング１Ｆは、トルク伝達装置の搭載される周辺構造との干渉を回避するような配置構造を取り易くなり、設計自由度が向上する。

押圧部材１０２は、摩擦多板クラッチ６７Ｆを押圧する環状の押圧面がクラッチハウジング６３Ｆ内に配置され、クラッチハウジング６３Ｆの側壁に形成された複数箇所の開口から足部１０４が延設され、図示外のベアリングを介してカム機構１１７に連結されている。

実施例４の構造を更に応用すれば、搭載箇所として発進クラッチへの適用が有利になる。その理由は、電動モータ７０Ｆの配置の周方向の配置自由度が高いことにより、また操作ギヤ１１８を設けることで摩擦係合部の径方向外側すなわち半径方向の配置自由度が向上することにより、トルク伝達装置の軸方向長さをコンパクトにすることができ、原動機とトランスミッションとの間の限られた範囲での搭載が可能になるからである。

なお、カム機構１１７の円周方向の作動回転角度に対応するようにサンギヤ１１５が遊星ギヤ１１１を回転駆動させるので、サンギヤ１１５と操作ギヤ１１８のギヤ比の設定によれば、操作ギヤ１１８を環状に形成しなくともよく、必要な回転角を有する扇形状に形成することもできる。

前記インターナルギヤ１０７に代えて前記遊星キャリヤ１１３を回転不能に支持させることもできる。インターナルギヤ１０７又は遊星キャリヤ１１３を回転不能に支持するときは、例えばカップリングキャリヤ９１等固定側に一体に設けることもできる。１１３
また、摩擦係合部は、摩擦多板クラッチに限らず、単板の摩擦クラッチでもよく、回転軸に対して垂直円盤状の摩擦面に限らず円錐面で構成してもよい。さらに、加圧セットに係るインターナルギヤ、遊星ギヤ、遊星キャリヤ、サンギヤ、カム機構の何れかの部材においては電動モータによる制御トルクに応じて部材が負担する伝達トルク（部材強度）を考慮すれば、プレス成形や焼結成形材、転造材を用いることができ、低コスト化が図れる。

その他、本発明のトルク伝達装置は、トランスファとリヤデファレンシャル装置との間のプロペラシャフト、前輪側のアクスルシャフト、後輪側のアクスルシャフトの何れかのトルク伝達制御を行うものとして、原動機の出力とトランスミッションとの間の発進クラッチとして、アクスルディスコネクト装置として、ハイブリッド車のモータ駆動力伝達系、前後輪の一方をエンジン駆動し他方をモータ駆動する４ＷＤ車両のモータ駆動系等の断続クラッチとして、何れかに配置することもできる。

トルク伝達カップリングのを示す四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 トルク伝達カップリングの縦断面図である（実施例１）。 加圧セットの減速部の断面図である（実施例１）。 トルク伝達カップリングの配置を示す四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例２）。 トルク伝達カップリングの配置を示す二輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例３）。 トルク伝達カップリング１のスケルトン断面図である（実施例４）。 トランスファの断面図である（従来例）。

符号の説明

１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ トルク伝達カップリング（トルク伝達装置）
３，３Ｂ，３Ｅ リヤデファレンシャル装置
２７ プロペラシャフト
３１ トランスファ
５１，５１Ｂ，５１Ｅ トランスミッション
６３，６３Ｂ，６３Ｅ，６３Ｆ クラッチハウジング（出力回転部材）
６５，６５Ｂ，６５Ｅ，６５Ｆ クラッチハブ（入力回転部材）
６７，６７Ｂ，６７Ｅ，６７Ｆ 摩擦多板クラッチ（摩擦係合部）
６９，６９Ｂ，６９Ｅ，６９Ｆ 加圧セット
７０，７０Ａ，７０Ｅ，７０Ｆ 電動モータ（回転アクチュエータ）
１０７，１０９ インターナルギヤ
１１１ 遊星ギヤ
１１３ 遊星キャリヤ
１１５ サンギヤ
１１７ カム機構

Claims (4)

1. トルクの入出力伝達を行うための入出力回転部材と、
   前記入出力回転部材間に設けられ摩擦係合により入出力回転部材間のトルク伝達を行う摩擦係合部と、
   回転駆動による入力を減速しつつ回転軸芯に沿った方向の加圧力に変換して前記摩擦係合部を摩擦係合させる加圧セットと、
   前記回転駆動を行う回転アクチュエータとを備え、
   前記加圧セットは、一対のインターナルギヤと該インターナルギヤに噛み合う遊星ギヤ及び該遊星ギヤを支持する遊星キャリヤと前記遊星ギヤに噛み合うサンギヤと前記インターナルギヤ間のカム機構とを有し、
   前記一対のインターナルギヤと遊星ギヤとの各間のギヤ比又は噛み合い半径が異なり、
   前記一対のインターナルギヤの一方又は遊星キャリヤが回転不能に支持されサンギヤが回転駆動されその他が相対回転する
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
2. 請求項１記載のトルク伝達装置であって、
   前記加圧セットは、前記摩擦係合部の内周側に配置された
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
3. 請求項１又は２記載のトルク伝達装置であって、
   前記回転アクチュエータの出力軸と前記サンギヤとを同軸的に設けた
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のトルク伝達装置であって、
   四輪駆動車のリヤデファレンシャル装置の入力側のトルク制御装置として、同トランスファの出力側のトルク制御装置として、デファレンシャル装置の差動制限装置として、何れかに配置されたことを特徴とするトルク伝達装置。
   

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