JP2007192365A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪と内輪を結合および結合解除する湿式多板クラッチのスイッチ機構に電磁クラッチを用いた回転伝達装置の信頼性の向上を図ることである。
【解決手段】外輪３と内輪５間に湿式多板クラッチ７を組込み、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１の相対回転によってプレッシャプレート２１を軸方向に押圧移動させるトルクカム２３を設けた構成とされた回転伝達装置において、前記アーマチュア１１を内輪５に対して回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュア１１の吸着解除状態で、アーマチュア１１と内輪５の軸方向の係りしろをロータ１２とアーマチュア１１間に形成された軸方向のエアギャップ量より小さくして、湿式多板クラッチ７の係合解除状態で内輪５が急減速されたとしても、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１が相対回転することのないようにして、湿式多板クラッチ７がミス係合するのを防止する。
【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んだボールカム(トルクカム)とし、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、電磁クラッチ部の電磁石に対する通電の遮断状態で、出力部材とアーマチュアとは回転方向に回り止めされていないため、２輪駆動の走行状態でブレーキペダルの踏み込みにより自動車が制動されて出力部材が急減速した場合に、出力部材に対するアーマチュアの位相がずれ、アーマチュアとプレッシャプレートが相対回転して、ボールカムの作用によりプレッシャプレートが軸方向に移動し、湿式多板クラッチに軸力が負荷されて結合状態になるおそれがあり、信頼性が低いという問題あった。

なお、上記の回転伝達装置においては、出力部材を駆動側として用いる場合があり、そのような使用において、出力部材が急減速され、あるいは急加速されると、上記と同様に、アーマチュアとプレッシャプレートが相対回転して、湿式多板クラッチがミス係合するおそれがある。

この発明の課題は、入力部材と出力部材を結合および結合解除する湿式多板クラッチのスイッチ機構に電磁クラッチを用いた上記のような回転伝達装置の信頼性の向上を図ることである。

上記の課題を解決するために、第１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、アーマチュアと前記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間に、アーマチュアとプレッシャプレートの相対回転によってプレッシャプレートを軸方向に押圧移動させるトルクカムを設けた構成からなる回転伝達装置において、前記アーマチュアを出力部材に対して回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュアの吸着解除状態で、アーマチュアと出力部材の軸方向の係りしろを前記ロータとアーマチュア間に形成された軸方向のエアギャップ量より小さくした構成を採用したのである。

また、第２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、アーマチュアと前記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間に、アーマチュアとプレッシャプレートの相対回転によってプレッシャプレートを軸方向に押圧移動させるトルクカムを設けた構成からなる回転伝達装置において、前記アーマチュアをプレッシャプレートに対して回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュアの吸着解除状態で、アーマチュアとプレッシャプレートの軸方向の係りしろを前記ロータとアーマチュア間に形成された軸方向のエアギャップ量より小さくした構成を採用したのである。

第１の発明のように、アーマチュアを出力部材に対して回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュアの吸着解除状態で、アーマチュアと出力部材の軸方向の係りしろを前記ロータとアーマチュア間に形成された軸方向のエアギャップ量より小さくすることによって、電磁クラッチ部の電磁石に対する通電の遮断状態で、出力部材とアーマチュアは回転方向に係合する回り止め状態に保持されることになる。このため、出力部材が急加速あるいは急減速されても、アーマチュアは出力部材と共に回転することになり、位相ずれを発生することがない。また、電磁石に通電すると、アーマチュアがロータに吸着されて出力部材に対するアーマチュアの回り止めが解除されるため、アーマチュアは出力部材に対して相対回転可能な状態となる。

したがって、電磁石に対する通電の遮断状態で湿式多板クラッチが結合状態にされるという不都合の発生はなく、また、通電時には湿式多板クラッチはクラッチ係合が可能となり、信頼性の向上を図ることができる。

第２の発明のように、アーマチュアをプレッシャプレートに対して回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュアの吸着解除状態で、アーマチュアとプレッシャプレートの軸方向の係りしろを前記ロータとアーマチュア間に形成された軸方向のエアギャップ量より小さくすることによって、電磁クラッチ部の電磁石に対する通電の遮断状態で、出力部材とアーマチュアと出力部材に回り止めされたプレッシャプレートは回転方向に係合する回り止め状態に保持されることになる。このため、出力部材が急加速あるいは急減速されても、アーマチュアはプレッシャプレートと共に回転することになり、位相ずれを発生することがない。また、電磁石に通電すると、アーマチュアがロータに吸着されて出力部材に対するアーマチュアの回り止めが解除されるため、アーマチュアはプレッシャプレートに対して相対回転可能な状態となる。

したがって、第２の発明においても、電磁石に対する通電の遮断状態で湿式多板クラッチがミス係合するという不都合の発生はなく、また、通電時には湿式多板クラッチはクラッチ係合が可能となり、信頼性の向上を図ることができる。

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、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９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との間には微小な軸方向のエアギャップ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と内輪５とをスプライン２２による嵌合として、プレッシャプレート２１を内輪５に対して回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、そのプレッシャプレート２１とアーマチュア１１の対向面間にトルクカム２３を設けている。

ここで、トルクカム２３は、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１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２４，２５を設け、そのカム溝２４，２５間にボール２６を組込んだ構成からなり、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。

なお、上記のようなトルクカム２３に代えて、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１の対向面の一方に周方向の両側がテーパ面とされた複数のカム突部を周方向に等間隔に設け、他方に上記カム突部が適合するカム凹部を形成した構成のものを採用してもよい。

図４に示すように、アーマチュア１１は、離反ばね１８の押圧によってロータ１２から離反する吸着解除状態で内輪５の端部外周に嵌合され、その吸着解除状態において、アーマチュア１１と内輪５とはスプライン２２による嵌合とされている。そのスプライン２２の嵌合により、アーマチュア１１は内輪５に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能とされている。

また、アーマチュア１１が内輪５にスプライン嵌合される状態において、アーマチュア１１と内輪５の軸方向の係りしろａは、ロータ１２とアーマチュア１１の対向面間に形成されたエアギャップ１７の軸方向のエアギャップ量ｂより小さな値とされている。

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３０，３１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がフリー回転する自動車の２輪駆動の走行状態において、ブレーキペダルの踏み込みによって自動車が制動されると、内輪５が急減速されることになる。

このとき、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１の双方は、図４に示すように、スプライン２２により内輪５に対して共に回り止めされているため、アーマチュア１１とプレッシャプレート２１は位相ずれを発生するようなことはなく、また、トルクカム２３が軸力を発生させるようなこともないので、湿式多板クラッチ７がミス係合するようなことがない。

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に吸着される。

このとき、アーマチュア１１は、図５に示すように、内輪５の端部から抜け出して、スプライン２２による結合が解除される状態となり、アーマチュア１１は外輪３と共に回転して、プレッシャプレート２１に対して相対回転する。

アーマチュア１１とプレッシャプレート２１の相対回転により、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２４とプレッシャプレート２１に形成されたカム溝２５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、その押圧によって図５に示すように、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が互に密着し、湿式多板クラッチ７は係合状態となる。

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。

このように、電磁コイル１３ａに対する通電遮断時は、湿式多板クラッチ７のミス係合を防止することができ、通電時は湿式多板クラッチ７はクラッチ係合が可能となるため、回転伝達装置の信頼性はきわめて高い。

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の吸着は解除される。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２４，２５がボール２６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、図３(イ)に示すように、ボール２６はカム溝２４，２５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。

実施の形態では、外輪３を駆動側とし、内輪５を従動側として使用したが、内輪５を駆動側とし、外輪３を従動側として使用してもよい。そのような使用において、湿式多板クラッチ７が係合解除された走行状態で内輪５が急加速され、あるいは急減速されても、湿式多板クラッチ７はミス係合するようなことはない。

図４に示す例においては、アーマチュア１１の吸着解除状態において、そのアーマチュア１１を内輪５にスプライン２２を介して結合させるようにしたが、図６に示すように、プレッシャプレート２１の内径部に内輪５の端部に嵌合される円筒部２１ａを設け、その円筒部２１ａと内輪５とをスプライン２７を介して結合すると共に、上記円筒部２１ａと吸着解除状態のアーマチュア１１とをスプライン２８を介して結合して、アーマチュア１１をプレッシャプレート２１に対して回り止めし、かつ軸方向に移動自在としてもよい。

この場合も、円筒部２１ａに対するアーマチュア１１の軸方向の係りしろｃをロータ１２とアーマチュア１１間に形成されたエアギャップ１７の軸方向のエアギャップ量ｂより小さくなるようにしておく。

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 湿式多板クラッチの係合解除状態を示す断面図 湿式多板クラッチの係合状態を示す断面図 アーマチュア支持装置の他の例を示す断面図

符号の説明

１ ハウジング
３ 外輪(入力部材)
５ 内輪(出力部材)
７ 湿式多板クラッチ
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
２３ トルクカム
a 軸方向の係りしろ
b エアギャップ量
c 軸方向の係りしろ

Claims (2)

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、アーマチュアと前記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間に、アーマチュアとプレッシャプレートの相対回転によってプレッシャプレートを軸方向に押圧移動させるトルクカムを設けた構成からなる回転伝達装置において、
   前記アーマチュアを出力部材に対して回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュアの吸着解除状態で、アーマチュアと出力部材の軸方向の係りしろを前記ロータとアーマチュア間に形成された軸方向のエアギャップ量より小さくしたことを特徴とする回転伝達装置。
2. 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、アーマチュアと前記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間に、アーマチュアとプレッシャプレートの相対回転によってプレッシャプレートを軸方向に押圧移動させるトルクカムを設けた構成からなる回転伝達装置において、
   前記アーマチュアをプレッシャプレートに対して回り止めし、かつ軸方向に移動自在に支持し、そのアーマチュアの吸着解除状態で、アーマチュアとプレッシャプレートの軸方向の係りしろを前記ロータとアーマチュア間に形成された軸方向のエアギャップ量より小さくしたことを特徴とする回転伝達装置。

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