JP2006177458A - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造が簡単で装置を小型化、軽量化し易くすることを可能とする。
【解決手段】 押圧力を受けて回転部材間のトルク伝達を行うクラッチ部５１と、回転入力を推力に変換してクラッチ部５１に押圧力を付与するボール・カム機構５３と、回転入力を行う電動モータ５５とを備え、ボール・カム機構５３は、回転入力を受ける第１カム・プレート１０９及び第１カム・プレート１０９に対向配置され回転不能且つ軸方向移動可能な第２カム・プレート１１１を備え、カム溝１１５，１１７は、第１，第２カム・プレート１０９，１１１の回転方向に沿ってアルキメデスの渦巻き状に湾曲形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、動力源の回転トルクを伝達する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、電動モータをアクチュエータとしてこのモータの回転を推力に変換し、摩擦多板クラッチを締結する構造のものがある。前記推力への変換はボール・カムが用いられ、電動モータの高速回転を摩擦多板クラッチを押圧可能な推力を発生可能に減速し回転トルクを増幅するような特別に設けた減速ギヤを介してボール・カムへ入力する。従って、電動モータの回転により減速ギヤを介してボール・カムに回転が伝達され、この回転伝達によりボール・カムが推力を発生して摩擦多板クラッチを締結することができる。

しかし、このような構造では、減速及び推力変換が減速ギヤ及びボール・カムで各別に行われ、構造が複雑で装置が大型化し易すく、重量増を招き易いという問題があった。

特開２００３−１８４９９３号公報

解決しようとする問題点は、構造が複雑で装置が大型化し易い点である。

本発明は、構造が簡単で装置を小型化、軽量化し易くするために、押圧力を受けて回転部材間のトルク伝達を行うクラッチ部と、回転入力を推力に変換して前記クラッチ部に押圧力を付与するボール・カム機構と、前記回転入力を行う回転アクチュエータとを備え、前記ボール・カム機構は、カム溝が回転方向に沿って湾曲形成されてい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、押圧力を受けて回転部材間のトルク伝達を行うクラッチ部と、回転入力を推力に変換して前記クラッチ部に押圧力を付与するボール・カム機構と、前記回転入力を行う回転アクチュエータとを備え、前記ボール・カム機構は、カム溝が回転方向に沿って湾曲形成されたため、カム溝を長く形成しカム面の傾斜を緩やかにすることができ、回転アクチュエータの回転入力を長いカム溝で徐々に推力に変換することができる。従って、回転アクチュエータの回転入力を減速するための従来のような特別に設けた減速機構が不要となり、全体として構造を簡単とし、小型化を図ることもできる。

構造が簡単で装置を小型化、軽量化し易くするという目的を、回転アクチュエータと湾曲形成したカム溝とを有するボール・カム機構により実現した。

図１，図２は、本発明の実施例１に係り、図１は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、図２は、トルク伝達装置の断面図である。
［四輪駆動車の概要］
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。

前記リヤ・デファレンシャル装置３は、デフキャリヤ９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１１，１３を介して左右の後輪１５，１７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１９を介してプロペラ・シャフト２１が結合されている。プロペラ・シャフト２１には、ユニバーサル・ジョイント２３を介して、トランスファ２５の出力軸２７が結合されている。

前記出力軸２７の傘歯車２９は、中空伝動軸３１の傘歯車３３に噛み合っている。中空伝動軸３１は、フロント・デファレンシャル装置３５のデフ・ケース３７に一体的に結合され、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３５にはエンジン３９からトランスミッション４１を介して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３５には、左右のアクスル・シャフト４３，４５を介して、左右の前輪４７，４９が連動連結されている。

従って、エンジン３９からトランスミッション４１を介してフロント・デファレンシャル装置３５にトルクが入力されると、一方ではアクスル・シャフト４３，４５を介して左右の前輪４７，４９へトルク伝達が行われる。また他方では、デフ・ケース３７、中空伝動軸３１、傘歯車３３、２９を介して出力軸２７へトルク伝達が行われる。

前記出力軸２７からは、ユニバーサル・ジョイント２３、プロペラ・シャフト２１、ユニバーサル・ジョイント１９、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からリヤ・デファレンシャル装置３へ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１１，１３を介して、左右の後輪１５，１７へトルク伝達が行われる。

こうして、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４７，４９、後輪１５，１７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４７，４９による二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］
図２は、前記トルク伝達カップリング１の断面図である。

図２のように、トルク伝達カップリング１は、カップリング・ケース５０に対してクラッチ部５１とボール・カム機構５３と回転アクチュエータとしての電動モータ５５とを備えている。

前記カップリング・ケース５０は、第１ケース部５７と第２ケース部５９と第３ケース部６１と第４ケース部６３との四部品構成であり、第１，第２ケース部５７，５９間は、ボルト・ナットなどにより着脱自在に結合されている。第２，第３ケース部５９，６１間は、ボルト６４により着脱自在に結合されている。第４ケース部６３は、第３ケース部６１にボルト６５により着脱自在に結合されている。

前記クラッチ部５１は、クラッチ・ハウジング６７及びクラッチ・ハブ６９間に摩擦多板クラッチ７１を備えている。

前記クラッチ・ハウジング６７は、本実施形態において出力側の回転部材として構成され、クラッチ・ハブ６９は、同入力側の回転部材として構成されている。なお、クラッチ・ハウジング６７を、入力側の回転部材として構成し、クラッチ・ハブ６９を、出力側の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６７は、断面がクランク状に屈曲した縦壁部７３により内周側の結合軸部７５に一体に設けられている。結合軸部７５は、中空状に形成され、ボール・ベアリング７７によりカップリング・ケース５０の第１ケース部５７の軸支持部７９内周に回転自在に支持されている。軸支持部７９と結合軸部７５との間には、シール８１が設けられ、前記デフキャリヤ９内部に対し摩擦多板クラッチ７１側の潤滑環境が独立している。結合軸部７５には、内周のインナースプライン８３に、前記ドライブ・ピニオン・シャフト７がスプライン結合されている。

前記クラッチ・ハブ６９は、内周縦壁部８５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８７は、前記結合軸部７５の軸穴８９にニードル・ベアリング９１を介して嵌合し、連れ持ち支持されている。

前記摩擦多板クラッチ７１は、クラッチ・ハブ６９及びクラッチ・ハウジング６７間、すなわち回転軸５及びドライブ・ピニオン・シャフト７間のトルク伝達を行うものであり、アウター・プレートが前記クラッチ・ハウジング６７に係合し、インナー・プレートが前記クラッチ・ハブ６９に係合している。

前記回転軸５の他端側は、ボール・ベアリング９３によりカップリング・ケース５０の第４ケース部６３に支持されている。回転軸５の外端部には、結合フランジ９５がスプライン係合している。結合フランジ９５は、ナット９７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９５と端部カバー６３との間に、シール９９が設けられている。結合フランジ９５は、前記ユニバーサル・ジョイント１９に結合される。

前記クラッチ・ハウジング６７及びクラッチ・ハブ６９間の端部には、ドーナツ形状のプレートで形成された押圧部材１０１の押圧部１０３が対向配置されている。押圧部１０３と前記クラッチ・ハウジング６７との間には、皿ばね１０５が介設されている。皿ばね１０５は、押圧部材１０１を摩擦多板クラッチ７１から離れる方向へ付勢している。前記押圧部材１０１には、その内周側に加圧受部１０７が一体に設けられている。

前記押圧部材１０１に隣接して前記ボール・カム機構５３が設けられている。ボール・カム機構５３は、回転入力を推力に変換して前記クラッチ部５１に押圧力を付与する構成となっている。

前記ボール・カム機構５３は、第１，第２カム・プレート１０９，１１１及びカム・ボール１１３を備えている。第１，第２カム・プレート１０９，１１１には、対向面にそれぞれカム溝１１５，１１７が設けられ、前記カム・ボール１１３がカム溝１１５，１１７に嵌合している。

前記第１カム・プレート１０９の背面は、スラスト・ニードル・ベアリング１１９、ブッシュ１２１を介して第２ケース部５９側に軸方向に支持されている。スラスト・ニードル・ベアリング１１９は、周回状の軸受部１２３に支持されている。第１カム・プレート１０９の内周には、凹凸部１２５が設けられ、駆動体１２７の凹凸部１２９に凹凸係合している。

前記駆動体１２７は、前記電動モータ５５の回転駆動軸１３１にスプライン嵌合している。駆動体１２７の端部には、係合部１３３が設けられ、回転駆動軸１３１の端部に当接係合している。回転駆動軸１３１は、前記回転軸５の外周に相対回転自在に支持されている。

前記第２カム・プレート１１１は、外周にスプライン１３５が設けられ、第２ケース部５９のインナースプライン１３７にスプライン係合している。従って、第２カム・プレート１１１は、回転不能且つ軸方向移動可能となっている。第２カム・プレート１１１の内周側は、前記押圧部材１０１の加圧受部１０７にニードル・ベアリング１３９を介して当接している。ニードル・ベアリング１３９は、内周側が押圧部材１０１の周回状の軸受部１４１に支持されている。

前記電動モータ５５は、中空状に形成され、ボール・カム機構５３に対して同軸状に配置されている。電動モータ５５は、軸心側に回転駆動軸１３１を備えている。回転駆動軸１３１の軸心側にトルク伝達を行う前記回転軸５が貫通配置されている。

前記電動モータ５５或いは電動モータ５５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５５の回転がフィードバック制御され、摩擦多板クラッチ７１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、モータ出力軸後部にスリット（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。
［カム溝］
図３は、前記第１カム・プレート１０９のカム溝を示す正面図である。

図３のように、第１カム・プレート１０９のカム溝１１５は、回転方向に沿って湾曲形成されている。具体的には、カム溝１１５は、螺旋、例えばアルキメデスの渦巻き状に３６０°の範囲で湾曲形成され、３本設けられている。各カム溝１１５は、１２０°回転方向へずれて均等に配置されている。各カム溝１１５は、外周端１４３から内周端１４５へ漸次溝深さが浅くなるように一定の勾配で微小な傾斜角を連続して有して形成されている。各カム溝１１５の外周端１４３の深さは、実施例において２ｍｍ程度に設定されている。前記第２カム・プレート１１１のカム溝１１７は、カム溝１１５に対し同一形状で対称に形成されている。従って、第１，第２カムプレート１０９，１１１間で、アルキメデスの渦巻き状のカム溝１１５，１１７が逆方向に巻くように対向する。

従って、第１，第２カム・プレート１０９，１１１が対向するとカム溝１１５，１１７が図４のように交差し、交差部１４７にカム・ボール１１３が位置することになる。交差部１４７は、本実施例の場合、例えば１２０°配置で３箇所存在し、それぞれにカム・ボール１１３が介設されている。第１，第２カム・プレート１０９，１１１が動作のために相対回転すると交差部１４７も外周端１４３側から内周端１４５側へ移動する。このとき、各交差部１４７は、設定された１２０°の配置関係を維持しながら移動することになる。このため、第１，第２カムプレート１０９，１１１間で、周方向均等にカム作用を奏することができる。また、カム・ボール１１３を保持するための特別な部材を必要とすることなく、脱落を防止することができる。

カム作用時には、カム溝１１５，１１７の内周端１４５側では、同一回転角でも周長が短くなるため、カム作用による押圧部材１０１の軸方向への進みを少なくすることができる。このため、電動モータ５５の回転駆動による締結終了側で押圧部材１０１の軸方向移動を小さくし、締結を徐々に行わせることができる。

前記カム溝１１５，１１７の勾配を変更し、第１，第２カム・プレート１０９，１１１の相対回転によるカム作用に際し、押圧部材１０１の進みを一定にし、或いは徐々に増大するように形成することもできる。
［トルク断続］
前記摩擦多板クラッチ７１が締結されていないとき、クラッチ・ハウジング６７及びクラッチ・ハブ６９間は相対回転可能である。従って、前記のようにエンジン３９側から回転軸５に伝達されたトルクがクラッチ・ハブ６９に入力されてもトルクがクラッチ・ハウジング６７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４７，４９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５５を回転駆動すると、回転駆動軸１３１を介して駆動体１２７が一体に回転し、駆動体１２７に凹凸係合する第１カム・プレート１０９が連動回転する。この回転により第１カム・プレート１０９が、第２カム・プレート１１１に対して相対回転し、対称形状のカム溝１１５，１１７が回転方向へ相対回転する。この相対回転により、カム・ボール１１３が交差部１４７の移動と共に外周端１４３側から内周端１４５側へ移動し、カム溝１１５，１１７の浅い側へ徐々に乗り上げる。

前記第１カム・プレート１０９は、ニードル・ベアリング１１９、ブッシュ１２１を介して第２ケース部５９に受けられているため、カム作用の反力が第２カム・プレート１１１に働き、推力を発生する。この推力により第２カム・プレート１１１が押圧部材１０１の加圧受部１０７にニードル・ベアリング１３９を介して押圧力を付与する。

前記押圧力の付与により押圧部材１０１が移動し、押圧部１０３を介してクラッチ部５１の摩擦多板クラッチ７１に押圧力を伝達する。この押圧力の伝達により摩擦多板クラッチ７１がクラッチ・ハウジング６７の縦壁部７３との間で締結される。従って、摩擦多板クラッチ７１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・ハブ６９とクラッチ・ハウジング６７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・ハブ６９から摩擦多板クラッチ７１を介してクラッチ・ハウジング６７へ伝達される。クラッチ・ハウジング６７からは、結合軸部７５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１５，１７側へ出力される。これによって、前記のように前輪４７，４９及び後輪１５，１７の駆動による四輪駆動状態で走行することができる。

前記電動モータ５５が停止されると、第１カム・プレート１０９は回転せず、第２カム・プレート１１１の推力は無くなり、皿ばね１０５の付勢力で押圧部材１０１等が元位置へ復帰移動する。この復帰移動により摩擦多板クラッチ７１の締結が解除され、再び二輪駆動状態となる。

このように、本実施例では、電動モータ５５により回転駆動を行わせると、ボール・カム機構５３が推力を発生し、摩擦多板クラッチ７１を締結することができる。カム溝１１５，１１７を長くすることができ、回転力を軸方向力へ効率よく変換することができ、簡単な構造でありながらカム溝１１５，１１７の傾斜角を緩やかに設定することができるので大きな推力を得ることができる
また、ボール・カム機構５３以外に減速機構を特に必要としないから、構造を簡単にすることができ、小型化、軽量化を図ることもできる。

以上、本実施例では、カム溝１１５，１１７は、アルキメデスの渦巻き状に湾曲形成されたため、カム作用を円滑に行わせることができる。

前記ボール・カム機構５３は、前記回転入力を受ける第１カム・プレート１０９及び該第１カム・プレート１０９に対向配置され回転不能且つ軸方向移動可能な第２カム・プレート１１１を備え、前記カム溝１１５，１１７は、前記第１，第２カム・プレート１０９，１１１に設けられているため、第１，第２カムプレート１０９，１１１の相対回転によりカム溝１１５，１１７を回転方向へ相対的に移動させることができ、カム作用を確実に奏することができる。

前記カム溝１１５，１１７は、対向して対称に形成されているため、回転方向への相対的な移動によりカム溝１１５，１１７を確実に働かせ、カム作用を確実に奏することができる。

前記カム溝１１５，１１７は、外周側から内周側へ徐々に浅くなるように形成されているため、第１，第２カム・プレート１０９，１１１をフラットな形状としながらカム溝１１５，１１７の回転方向への相対的な移動に応じてカム作用を確実に奏することができる。

前記電動モータ５５を、前記ボール・カム機構５３と同軸状に配置したため、径方向にコンパクトに形成することができる。

図５は本発明の実施例２に係り、第１カム・プレートの正面図である。

実施例１の第１カム・プレート１０９のカム溝１１５が、外周端１４３から内周端１４５へ漸次溝深さが浅くなるように形成されたのに対し、本実施例の第１カム・プレート１０９Ａは、図５のように、カム溝１１５Ａを内周端１４５Ａから外周端１４３へ漸次溝深さが浅くなるように形成した。カム溝の勾配は、実施例１と同様に設定される。また、本実施例でも、第２カム・プレートのカム溝は、前記カム溝１１５，１１７の関係と同様に、第１カム・プレート１０９Ａのカム溝１１５Ａに対し対称形状に形成される。

従って、本実施例でも実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

また、本実施例では、カム・ボールがカム溝の内周端から外周端へ移動するので、回転時にカム・ボールに遠心力が働き、カム作用を円滑に働かせることができる。本実施例では、カム作用の終端側が外周端１４３Ａ寄りであるから、勾配一定でも、カム作用の進行と共に進みを大きくすることができる。

図６，図７は本発明の実施例３に係り、図６は、第１カム・プレートの正面図、図７は、ボール・カム機構の断面図である。

実施例１の第１カム・プレート１０９のカム溝１１５が、外周端１４３から内周端１４５へ漸次溝深さが浅くなるように形成されたのに対し、本実施例の第１カム・プレート１０９Ｂは、図６，図７のように、外周側の外周端１４３Ｂから内周側の内周端１４５Ｂへカム溝１１５Ｂの溝深さを一定に形成し、一定の勾配としたものであり、各カム溝１１５Ｂの径方向の間隔も等間隔に設定されている。また、本実施例でも、第２カム・プレート１１１Ｂのカム溝１１７Ｂは、前記カム溝１１５，１１７の関係と同様に、第１カム・プレート１０９Ｂのカム溝１１５Ｂに対し対称形状に形成される。

第１，第２カムプレート１０９Ｂ，１１１Ｂの対向側の面１０９Ｂａ，１１１Ｂａは、カム溝１１５Ｂ，１１７Ｂに対応して相互間隔が内周側へ漸次狭くなるようにテーパー状に傾斜形成されている。この場合、カム溝１１５Ｂ，１１７Ｂの交差部１４７Ｂは、外周端１４３Ｂから内周端１４５Ｂへ移動してカム・ボール１１３を案内し、カム作用を奏する。

前記面１０９Ｂａ，１１１Ｂａ及びカム溝１１５Ｂ，１１７Ｂの相互間隔が外周側へ漸次狭くなるように傾斜形成され、これに応じカム溝１１５Ｂ，１１７Ｂが一定深さで形成される場合は、カム溝１１５Ｂ，１１７Ｂの交差部１４７Ｂが、内周端１４５Ｂから外周端１４３Ｂへ移動してカム・ボール１１３を案内し、カム作用を奏するように構成する。

従って、本実施例では、カム溝１１５Ｂ，１１７ｂ間に対するカム・ボール１１３の脱落を確実に抑制することができる。

図８は本発明の実施例４に係り、トルク伝達カップリングの断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、図１と同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＣを付して説明する。

本実施例においては、ボール・カム機構５３Ｃに、中間プレート１４９を介設し、第１カム・プレート１０９Ｃ及び中間プレート１４９に、カム溝１１５Ｃ，１５１を設け、第２カム・プレート１１１Ｃ及び中間プレート１４９にカム溝１１７Ｃ，１５３を設け、各カム溝１１５Ｃ，１５１間及びカム溝１１７Ｃ，１５３間にカム・ボール１１３を設けたものである。第１カム・プレート１０９Ｃと第２ケース部５９との間には、ねじりスプリング１５５が設けられている。ねじりスプリング１５５により第１カム・プレート１０９Ｃの回転を元位置へ戻すことができる。

従って、本実施例では、カム溝１１５Ｃ，１５１間及びカム溝１１７Ｃ，１５３の双方でカム作用が働き、カムプレートの回転角が増大し、軸方向の進み量を増大することができる。双方の軸方向への進み量の合計で押圧部材１０１を移動させることができカム溝の傾斜角や湾曲形状の設定により摩擦クラッチ７１の押圧特性（締結力の強弱や締結タイミングなど）を種種変更することができる。

図９は、本発明の実施例５に係り、トルク伝達カップリングの断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、図１と同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＤを付して説明する。

本実施例においては、回転アクチュエータである電動モータ５５Ｄを、ボール・カム機構５３Ｄに対し平行軸状に配置した。ボール・カム機構５３Ｄとしては、前記実施例１，２，３のものを適用することができる。また、実施例４のように中間プレートを設けることもできる。

本実施例のカップリング・ケース５０Ｄは、第１ケース部５７Ｄと第２ケース部５９Ｄとの二部品構成となっている。第２ケース部５９Ｄは、実施例１の第２ケース部５９と第３ケース部６１と第４ケース部６３とを一体とし、長さを短くしたものである。

電動モータ５５Ｄは、回転軸５Ｄ及びボール・カム機構５３Ｄの回転軸芯に対して平行軸状に配置され、第２ケース部５９Ｄに支持されている。電動モータ５５Ｄの駆動軸１５７には、ピニオンギヤ１５９が設けられ、ピニオンギヤ１５９は、第１カム・プレート１０９Ｄの外周に設けられたギヤ１６１に噛み合っている。第１カム・プレート１０９Ｄの内周には、ボス部１６３が設けられている。ボス部１６３は、スラスト・ニードル・ベアリング１１９の内周側を支持すると共に、第２ケース部５９Ｄの内周部１６５に嵌合している。従って、第１カム・プレート１０９Ｄのガタツキを抑制することができる。

ピニオンギヤ１５９とピニオンギヤ１６１は、径の異なるギヤ組であり、減速作用を伴うが、従来のようにこのギヤ組の減速比は、多板クラッチ７１を押圧制御できるだけの十分な減速比が設定されているわけではなく、推力を制御するのは、むしろボール・カム機構によるものである。よって、本実施例でギヤ組を備えるのは、アクチュエータである電動モータ５５Ｄとカム機構５３Ｄの互いの軸心位置をオフセットすることにより電動モータ５５Ｄ（アクチュエータ）の配置自由度を向上するためである。

第２カム・プレート１１１Ｄの外周には係合突部１６７が設けられ、第２ケース部５９Ｄの係合凹部１６９に回転係合している。この回転係合により第２カム・プレート１１１Ｄは、回転不能且つ軸方向移動可能に支持されている。押圧部材１０１Ｄの内周には、ボス部１７１が設けられ、第２カム・プレート１１１Ｄの内周に嵌合している。従って、第２カム・プレート１１１Ｄのガタツキを抑制し、動作を円滑に行わせることができる。

そして、前記電動モータ５５Ｄの回転駆動により駆動軸１５７を介してピニオンギヤ１５９が回転する。この回転によりギヤ１６１を介して第１カム・プレート１０９Ｄが回転連動し、第１，第２カム・プレート１０９Ｄ，１１１Ｄ間でカム作用を働かせることができる。

従って、本実施例においても、上記実施例と同様な作用効果を奏することができる。また、電動モータ５５Ｄを回転軸５Ｄの側方へ配置することができ、回転軸５Ｄの平行方向一側にスペースが少ない場合でも無理なく配置することができる。

［その他の配置例］
なお、上記各実施例では、各トルク伝達装置を後輪側デファレンシャル装置３のドライブ・ピニオン・シャフト７に結合配置したが、車両への適用箇所としては図１０〜図１３のように配置することもできる。なお、図１０〜図１３において、図１と同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＦ〜Ｉを付して説明する。

図１０は、リヤエンジン・リヤライブベース（ＲＲベース）の四輪駆動車のスケルトン平面図であり、図１０では、トルク伝達カップリング１Ｆａ，１Ｆｂが、フロント・デファレンシャル装置３５Ｆと左右アクスル・シャフト４３Ｆ，４５Ｆとの間に配置されている。トルク伝達カップリング１Ｆａ，１Ｆｂの各回転軸５は、例えばリヤ・デファレンシャル装置３５Ｆのサイドギヤに結合され、各結合軸部７５に左右アクスル・シャフト４３Ｆ，４５Ｆ側が結合される。

従って、エンジン３９Ｆからトランスミッション４１Ｆを介してリヤ・デファレンシャル装置３Ｆにトルクが入力されると、一方ではアクスル・シャフト１１Ｆ，１３Ｆを介し左右の後輪１５，１７へトルク伝達が行われる。また他方では、トランスファ２５Ｆ、プロペラ・シャフト２１を介してフロント・デファレンシャル装置３５Ｆへトルク伝達が行われる。

前記フロント・デファレンシャル装置３５Ｆからは、トルク伝達カップリング１Ｆａ，１Ｆｂの伝達トルクの調整に応じて左右のアクスル・シャフト４３Ｆ，４５Ｆを介して、左右の前輪４７，４９へトルク伝達が行われ、後輪４７，４９のスリップ状態等に応じて後輪４７，４９へ的確なトルク伝達を行わせることができる。

図１１は、フロント・エンジン・フロントドライブの二輪駆動車のスケルトン平面図であり、図９では、トルク伝達カップリング１Ｇを発進クラッチとして配置した。トランスミッション４１Ｇは、エンジン３９の出力トルクをトルク伝達カップリング１Ｇ、ベルト式の無断変速機構（ＣＶＴ）１７３を介してフロント・デファレンシャル装置３５Ｇへ伝達するようになっている。

従って、エンジン３９Ｇからトルク伝達装置１Ｇ、ベルト式の無断変速機構（ＣＶＴ）１７３を介してフロント・デファレンシャル装置３５Ｇへトルク伝達が行われる。フロントデンファレンシャル装置３５Ｇからは、左右アクスル・シャフト４３，３５を介して左右前輪４７，４９へトルク伝達が行われる。

こうして、トルク伝達カップリング１Ｇの発進クラッチとしての伝達トルクの調整に応じてエンジン３９Ｇから左右前輪４７，４９へトルク伝達が行われ、前輪４７，４９の二輪駆動状態で発進走行及び通常走行を行わせることができる。

図１２は、減速駆動装置にトルク伝達装置を適用した電動モータアシスト式の四輪駆動車のスケルトン平面図である。図１０では、主駆動源としての内燃機関であるエンジン３９と副駆動源としての電動モータ１７５とを備えている。エンジン３９は本実施例において、左右の前輪４７，４９を駆動し、電動モータ１７５は同左右の後輪１５，１７をアシスト駆動する駆動源となっている。但し、前輪を副駆動源の電動モータ１７５で駆動し、後輪１５，１７を主駆動源のエンジン３９で駆動する構成にすることもできる。

前記エンジン３９の出力は、トランスミッション４１を介してフロント・デファレンシャル装置３５に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３５には、左右のアクスル・シャフト４３，４５を介して、前記前輪４７，４９が連動連結されている。

前記電動モータ１７５の出力は、減速駆動装置１７７に入力されるようになっている。減速駆動装置１７７にはトルク伝達装置１Ｈが設けられ、減速駆動装置１７７の出力をリヤデンファレンシャル装置３に伝達するようになっている。リヤデンファレンシャル装置３Ｈには、左右のアクスル・シャフト１１Ｈ，１３Ｈを介して、左右の後輪１１，１３が連動連結されている。トルク伝達装置１Ｈは、回転軸５が例えば減速駆動装置１７７側に連結され、結合軸部７５がリヤ・デファレンシャル装置３のデフ・ケースに結合される。

前記電動モータ１７５は、バッテリ１７９から給電されるようになっている。バッテリ１７９には、エンジン３９の出力回転時に発電するジェネレータ１８１（又はモータージェネレータ）によって給電され、車両の減速時等においては、前記ジェネレータ１８１の発電電力がバッテリ１７９に充電されるようになっている。

従って、通常走行時は、エンジン３９の駆動によってトランスミッション４１を介しフロント・デファレンシャル装置３５にトルクが伝達される。フロント・デファレンシャル装置３５から左右のアクスル・シャフト４３，４５を介して、左右の前輪４７，４９にトルク伝達が行われる。

また、エンジン３９の回転によるジェネレータ１８１の発電によって、バッテリ１７９が充電され、バッテリ１７９から電動モータ１７５に給電が行われ、電動モータ１７５の出力が減速駆動装置１７７に伝達される。減速駆動装置１７７からは、トルク伝達装置１Ｈの伝達トルクの調整によりリヤ・デファレンシャル装置３Ｈへトルク伝達が行われ、リヤ・デファレンシャル装置３Ｈから左右のアクスル・シャフト１１Ｈ，１３Ｈを介して、左右の後輪１５，１７へトルク伝達が行われる。

従って、自動車１は、エンジン３９による前輪４７，４９の駆動と、電動モータ１７５による後輪１５，１７の補助的な駆動とによって四輪駆動状態で走行することができる。

図１３は、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り、図１１では、トルク伝達カップリング１Ｉをトランスファ２５Ｉに断続機構として配置した。トルク伝達装置１Ｉの回転軸５はリヤ側へのプロペラ・シャフト２１に直結状態で結合されている。トルク伝達装置１Ｉのクラッチ・ハウジング６７にスプロケット１８３が取り付けられ、該スプロケット１８３と前輪側のプロペラ・シャフト１８５へ出力するスプロケット１８７との間にチェーン１８９が巻回されている。

従って、エンジン３９Ｉからトランスミッション４１Ｉを介してトランスファ２５Ｉにトルクが入力されると一方ではリヤ・デファレンシャル装置３Ｉ、アクスル・シャフト１１Ｉ，１３Ｉを介して左右の後輪１５，１７へトルク伝達が行われる。また他方では、トランスファ２５Ｉ、トルク伝達装置１Ｉ、スプロケット１８３，チェーン１８９、スプロケット１８７を介して前輪側のプロペラ・シャフト１８５へトルクが伝達される。プロペラ・シャフト１８５からはフロント・デファレンシャル装置３５Ｉ、左右アクスル・シャフト４３Ｉ，４５Ｉを介して左右前輪４７，４９へトルク伝達が行われる。

こうして、トルク伝達カップリング１Ｉの伝達トルクの調整に応じて前輪４７，４９へもトルクが伝達され、前輪４７，４９のみの二輪駆動又は前後輪４７，４９，１５，１７による四輪駆動で走行することができる。

なお、本願発明のトルク伝達カップリングは、上述した以外にデファレンシャル装置の差動部材間の差動制限又はロック機構として用いることができることは図示するまでもないが、適用した場合にはデファレンシャル装置及び収納するキャリア部分も合わせて構造がシンプルで小型である本願発明のトルク伝達装置の効果を奏する。

［その他］
なお、上記カム溝の深さを一定にするものと一定の勾配で徐々に変化させるものとを組み合わせて用いることもできる。対向するカム溝は、必ずしも対称形状に形成するものには限らない。

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１）。 トルク伝達カップリングの断面図である（実施例１）。 第１カム・プレートの正面図である（実施例１）。 カム溝の交差を示す説明図である（実施例１）。 第１カム・プレートの正面図である（実施例２）。 第１カム・プレートの正面図である（実施例３）。 ボール・カム機構の断面図である（実施例３）。 トルク伝達カップリングの断面図である（実施例４）。 トルク伝達カップリングの断面図である（実施例５）。 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１〜５）。 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１〜５）。 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１〜５）。 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１〜５）。

符号の説明

１，１Ｃ，１Ｄ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ トルク伝達カップリング（トルク伝達装置）
５１ クラッチ部
５３，５３Ｃ，５３Ｄ ボール・カム機構
５５，５５Ｄ 電動モータ（回転アクチュエータ）
１０９，１０９ＢＡ，１０９Ｂ，１０９Ｃ，１０９Ｄ 第１カム・プレート
１１１，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄ 第２カム・プレート
１１３ カムボール
１１５，１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１７Ｃ，１５１，１５３ カム溝
１４９ 中間プレート

Claims (9)

1. 押圧力を受けて回転部材間のトルク伝達を行うクラッチ部と、
   回転入力を推力に変換して前記クラッチ部に押圧力を付与するボール・カム機構と、
   前記回転入力を行う回転アクチュエータとを備え、
   前記ボール・カム機構は、カム溝が回転方向に沿って湾曲形成されている
   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、
   前記カム溝は、アルキメデスの渦巻き状に湾曲形成された
   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、
   前記ボール・カム機構は、前記回転入力を受ける第１カム・プレート及び該第１カム・プレートに対向配置され回転不能且つ軸方向移動可能な第２カム・プレートを備え、
   前記カム溝は、前記第１，第２カム・プレートに設けられている
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
4. 請求項３記載のトルク伝達装置であって、
   前記第１，第２カム・プレート間に、中間プレートを介設し、
   前記カム溝を、前記第１カム・プレート及び中間プレートと前記第２カム・プレート及び中間プレートとに設けた
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のトルク伝達装置であって、
   前記カム溝は、対向して対称に形成されている
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載のトルク伝達装置であって、
   前記カム溝は、外周側から内周側へ溝深さ一定に形成されている
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
7. 請求項１〜５の何れかに記載のトルク伝達装置であって、
   前記カム溝は、外周側から内周側へ又は内周側から外周側へ徐々に浅くなるように形成されている
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
8. 請求項１〜７の何れかに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を、前記ボール・カム機構と同軸状に配置した
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
9. 請求項１〜７の何れかに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を、前記ボール・カム機構と平行軸状に配置した
   ことを特徴とするトルク伝達装置。
   

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