JP2006349108A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁式湿式多板クラッチの接触部での摩耗を防止し、耐久性の低下を抑制する。
【解決手段】湿式多板クラッチ７の軸方向一側に、電磁石１３を駆動源とし、その電磁石１３に対する通電によって外輪３に取付けられたロータ１２にアーマチュア１１を吸着させる電磁クラッチ部１０Ａと、その電磁クラッチ部１０Ａのアーマチュア１１と外輪３の締結時に、アーマチュア１１を内輪５に回り止めされたプレッシャプレート２１に対して相対回転させてアーマチュア１１とプレッシャプレート２１間に設けられたボールカム２２によりプレッシャプレート２１を湿式多板クラッチ７に向けて移動させる軸力負荷部１０Ｂとを設ける。湿式多板クラッチ７のクラッチプレート８、９、アーマチュア１１、ロータ１２、プレッシャプレート２１およびボールカム２２のボール２４のそれぞれを表面硬化処理をする。
【選択図】図１

Description

この発明は、動力の伝達経路上において、動力の伝達と遮断の切換えに用いられる回転伝達装置に関するものである。

ＦＲベースの４輪駆動車において、補助駆動輪としての前輪に駆動力の伝達と遮断とを行なう回転伝達装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。

上記回転伝達装置は、トランスミッションからの駆動力が入力される入力部材内に出力部材を組込んで相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設けている。

ここで、クラッチ制御装置は、電磁クラッチ部と、その電磁クラッチ部の締結時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、上記電磁クラッチ部は、軸方向に移動可能なアーマチュアと、入力部材に取付けられて上記アーマチュアと軸方向で対向するロータと、そのロータと軸方向で対向する電磁石とから成り、上記電磁石の電磁コイルに対する通電によりロータにアーマチュアを吸着して、入力部材とアーマチュアとを結合させるようにしている。

一方、軸力負荷部は、アーマチュアと湿式多板クラッチ間にプレッシャプレートを組込み、そのプレッシャプレートを出力部材に回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、上記プレッシャプレートとアーマチュアの対向面それぞれに中央から周方向両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込み、上記プレッシャプレートに対するアーマチュアの相対回転によりプレッシャプレートを軸方向に移動させて湿式多板クラッチに軸力を負荷するようにしている。
特開２００５−４８７８８号公報

ところで、上記従来の回転伝達装置においては、電磁クラッチ部のロータにアーマチュアが吸着され、軸力負荷部で発生する軸力（軸方向推力）が湿式多板クラッチに負荷されて入力側クラッチプレートと出力側クラッチプレートとが互に密着し、締結するが、その入力側クラッチプレートと出力側クラッチプレートは接触面で滑りが生じて締結するため、接触面が摩耗し易く、耐久性に問題がある。

また、アーマチュアがロータに吸着され、そのアーマチュアがプレッシャプレートに対して相対回転するとき、アーマチュアはボールから回転トルクが負荷されるため、アーマチュアとロータの接触面で僅かながら滑りが生じ、その滑りによって接触面で摩耗が生じる可能性がある。

さらに、湿式多板クラッチに軸力を負荷する軸力負荷部は、伝達トルクの増大と共に軸方向推力も大きくなり、アーマチュアとボール、およびボールとプレッシャプレートの接触部での面圧が上昇して、その接触部に圧痕が形成され、あるいは変形を生じることがある。

この発明の課題は、入力部材と出力部材間に組込まれた湿式多板クラッチの結合および結合解除を電磁式のクラッチ制御装置で制御するようにした回転伝達装置において、各接触部での摩耗や圧痕、変形の発生を防止し、耐久性の低下を抑制することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、入力部材と出力部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設け、そのクラッチ制御装置が、電磁石に対する通電によって入力部材に取付けられたロータにアーマチュアを吸着させる電磁クラッチ部と、前記アーマチュアの吸着時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、その軸力負荷部が、前記アーマチュアと出力部材に回り止めされて軸方向に移動可能なプレッシャプレートの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成る回転伝達装置において、前記湿式多板クラッチの入力側および出力側のクラッチプレート、ロータ、アーマチュア、プレッシャプレートおよびボールのそれぞれを表面硬化処理した構成を採用したのである。

ここで、表面硬化処理として、浸炭処理、軟窒化処理、ショットピーニング処理を挙げることができる。

上記のように、湿式多板クラッチのクラッチプレートや、ロータ、アーマチュア、プレッシャプレートおよびボールの各種接触部品を表面硬化処理を施すことによって、各種接触部品の硬度を高めることができるため、クラッチプレートの接触部やロータとアーマチュアの接触部での摩耗を防止し、耐久性の低下を抑制することができると共に、ボールとアーマチュアおよびボールとプレッシャプレートの接触部に圧痕が生じたり、変形が生じたりするのを防止することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、静止部材としてのハウジング１は、一端に端壁２を有している。

ハウジング１内には、入力部材としての外輪３が組込まれている。外輪３はハウジング１の他端部内に組込まれた軸受４によって回転自在に支持されている。

外輪３の内側には出力部材としての内輪５が組込まれ、その内輪５と外輪３間に組込まれた軸受６によって両輪３、５は相対的に回転自在とされている。

外輪３と内輪５間には、湿式多板クラッチ７が組込まれている。湿式多板クラッチ７は、多数の入力側クラッチプレート８と多数の出力側クラッチプレート９とから成る。入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９は軸方向に交互に組込まれ、上記入力側クラッチプレート８は外輪３に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されている。一方、出力側クラッチプレートは内輪５に回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持されている。

入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９は、負荷される軸力により互に密着して結合状態となり、外輪３の回転を内輪５に伝達する。

湿式多板クラッチ７の軸方向一側には、その湿式多板クラッチ７の結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置１０が設けられている。

クラッチ制御装置１０は、電磁クラッチ部１０Ａと、その電磁クラッチ部１０Ａの締結時に外輪３の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチ７に負荷する軸力負荷部１０Ｂとから成る。

電磁クラッチ部１０Ａは、アーマチュア１１と、そのアーマチュア１１の一側方に設けられたロータ１２と、そのロータ１２の一側方に設けられた電磁石１３とから成る。

アーマチュア１１は、内輪５に接続される図示省略した出力軸を中心として回転自在に支持され、かつ軸方向に移動自在とされている。

ロータ１２は、外筒部１２ａおよび内筒部１２ｂを有し、外筒部１２ａの外周には雄ねじ１４が形成されている。ロータ１２は外輪３の一端部内周に形成された雌ねじ１５に対する雄ねじ１４のねじ込みによって外輪３に固定され、上記雌ねじ１５にねじ係合されたロックナット１６の締付けによって弛み止めされている。ロータ１２とアーマチュア１１との間には微小なエアギャップ１７が形成され、そのエアギャップ１７はロータ１２のねじ込み量を加減することによって調整し得るようになっている。ロータ１２とアーマチュア１１との間には、アーマチュア１１をロータ１２から離反する方向に付勢する離反ばね１８が組込まれている。

電磁石１３は、ロータ１２の外筒部１２ａと内筒部１２ｂ間に組込まれている。この電磁石１３は、電磁コイル１３ａと、その電磁コイル１３ａを支持し、ハウジング１によって支持されたコア１３ｂとから成り、上記電磁コイル１３ａに対する通電により、コア１３ｂ、ロータ１２およびアーマチュア１１に磁束が流れてロータ１２にアーマチュア１１が吸着される。その吸着により外輪３にアーマチュア１１が結合されて外輪３と共にアーマチュア１１が回転する。

図１乃至図３に示すように、軸力負荷部１０Ｂは、アーマチュア１１と湿式多板クラッチ７との間にプレッシャプレート２１を設け、そのプレッシャプレート２１を内輪５に回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、上記プレッシャプレート２１とアーマチュア１１の対向面間にボールカム２２を設けている。ここで、ボールカム２２は、プレッシャプレート２１とアーマチュア１１の対向面それぞれに中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなるカム溝２２ａ、２２ｂを設け、そのカム溝２２ａ、２２ｂ間にボール２４を組込んだ構成から成り、上記プレッシャプレート２１に対するアーマチュア１１の相対回転により、プレッシャプレート２１を湿式多板クラッチ７に向けて移動させて湿式多板クラッチ７を軸方向に押すようにしている。

図４は、ロータ１２、アーマチュア１１、ボール２４、プレッシャプレート２１および湿式多板クラッチ７のクラッチプレート８、９を示し、これらの各トルク伝達部品は表面硬化処理されて硬度が高められている。

表面硬化処理として、浸炭処理、軟窒化処理、ショットピーニング等を挙げることができる。

実施の形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、外輪３には入力軸を接続し、内輪５には出力軸を接続する。その入力軸および出力軸の接続のため、外輪３および内輪５の内周にスプライン歯４０、４１が設けられている。

図１は、電磁石１３の電磁コイル１３ａに対して通電を遮断した状態を示し、湿式多板クラッチ７は結合解除状態とされている。このため、外輪３が回転しても、その回転は内輪５に伝達されず、外輪３のみがフリー回転する。

外輪３の回転状態において、電磁石１３の電磁コイル１３ａに通電すると、コア１３ｂ、ロータ１２およびアーマチュア１１に磁束が流れてロータ１２とアーマチュア１１間に磁気吸引力が作用し、その磁気吸引力によりアーマチュア１１がロータ１２に吸着され、外輪３とアーマチュア１１とが結合されて外輪３と共にアーマチュア１１が回転する。

また、アーマチュア１１はプレッシャプレート２１に対して相対回転し、その相対回転によって、図３（ロ）に示すように、アーマチュア１１に形成されたカム溝２２ｂとプレッシャプレート２１に形成されたカム溝２２ａが周方向に位相がずれるため、プレッシャプレート２１は湿式多板クラッチ７側に移動して、その湿式多板クラッチ７を軸方向に押圧し、その押圧によって入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９が互に密着する。

このため、外輪３の回転は湿式多板クラッチ７を介して内輪５に伝達され、内輪５が外輪３と同方向に回転する。

ここで、プレッシャプレート２１が湿式多板クラッチ７を軸方向に押圧するとき、その反力によってアーマチュア１１がロータ１２に押し付けられるため、一旦、電磁クラッチ部１０Ａの締結が行なわれれば、その後の電磁コイル１３ａに流す電流を小さくしても、アーマチュア１１は吸着状態に保持され、電流消費量の低減化を図ることができる。

外輪３から内輪５への回転トルクの伝達状態において、電磁コイル１３ａに対する通電を解除すると、アーマチュア１１は吸着を解除される。その吸着解除時、離反ばね１８がアーマチュア１１をプレッシャプレート２１に向けて押圧すると共に、プレッシャプレート２１は湿式多板クラッチ７から押圧されるため、カム溝２２ａ、２２ｂがボール２４を押圧する作用により、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１が相対回転して、ボール２４はカム溝２２ａ、２２ｂの中央に配置される中立位置に戻される。

このため、湿式多板クラッチ７への軸力の負荷は解除されると共に、湿式多板クラッチ７は締結解除状態となり、外輪３から内輪５への回転トルクの伝達が遮断される。

電磁石１３の電磁コイル１３ａに対する通電と遮断とによって湿式多板クラッチ７の締結および締結解除を制御する上記のような回転伝達装置において、湿式多板クラッチ７は、軸力負荷部１０Ｂから負荷される軸力によって入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９が互に密着するが、軸力の負荷から密着するまでの間で入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９の相互間で滑りが生じる。

このとき、入力側クラッチプレート８と出力側クラッチプレート９は表面硬化処理されて硬度が高められているため、接触面で摩耗することは少なく、摩耗による耐久性の低下を抑制することができる。

また、アーマチュア１１およびそのアーマチュア１１を吸着するロータ１２も表面硬化処理されて硬度が高められているため、アーマチュア１１とロータ１２の接触面での摩耗を防止することができる。

さらに、湿式多板クラッチ７に軸力を負荷する軸力負荷部１０Ｂは伝達トルクの増大と共に軸方向推力も大きくなり、アーマチュア１１とボール２４およびボール２４とプレッシャプレート２１の接触部で面圧が高くなるが、アーマチュア１１、ボール２４およびプレッシャプレート２１のそれぞれも表面硬化処理が施されて硬度が高められているため、接触部に圧痕が生じたり、変形したりするのを防止することができ、耐久性に優れた回転伝達装置を得ることができる。

この発明に係る回転伝達装置の実施の形態を示す縦断正面図 図１のII−II線に沿った断面図 （イ）は軸力負荷部を示す断面図、（ロ）は軸力発生時の状態を示す断面図 図１の一部を拡大して示す断面図

符号の説明

１ ハウジング
３ 外輪
５ 内輪
７ 湿式多板クラッチ
８ 入力側クラッチプレート
９ 出力側クラッチプレート
１０ クラッチ制御装置
１０Ａ 電磁クラッチ部
１０Ｂ 軸力負荷部
１１ アーマチュア
１２ ロータ
１３ 電磁石
２１ プレッシャプレート
２２ａ、２２ｂ カム溝
２４ ボール

Claims (1)

1. 入力部材と出力部材を内外に配置して相対的に回転自在に支持し、その入力部材と出力部材間に、負荷される軸力によって入力部材と出力部材とを結合する湿式多板クラッチを組込み、その湿式多板クラッチの軸方向一側に、その湿式多板クラッチの結合および結合解除を制御するクラッチ制御装置を設け、そのクラッチ制御装置が、電磁石に対する通電によって入力部材に取付けられたロータにアーマチュアを吸着させる電磁クラッチ部と、前記アーマチュアの吸着時に入力部材の回転トルクを軸力に変換して、その軸力を湿式多板クラッチに負荷する軸力負荷部とから成り、その軸力負荷部が、前記アーマチュアと出力部材に回り止めされて軸方向に移動可能なプレッシャプレートの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を設け、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成る回転伝達装置において、前記湿式多板クラッチの入力側および出力側のクラッチプレート、ロータ、アーマチュア、プレッシャプレートおよびボールのそれぞれを表面硬化処理したことを特徴とする回転伝達装置。

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