JP2009108972A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組付け性を向上することができ、且つカム機構によって生じるスラスト力と反スラスト力の影響を軽減することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】一対の回転部材間に配置される外側回転部材７と、内側回転部材９と、外側回転部材７と内側回転部材９との間に配置された摩擦クラッチ１１と、摩擦クラッチ１１を押圧する押圧部材１３と、インプットディスク１５とアウトプットディスク１７とカム１９とからなるカム機構２１と、カム機構２１を作動させる電動モータ２３とを備えた動力伝達装置１において、内側回転部材９は軸心側が中空に形成されて駆動力を伝達する第１の動力伝達軸３上に連結して支持されると共に、内側回転部材９は軸方向の一端側と他端側に一体的に固定された第１の端壁２５と第２の端壁２７とを備え、第１の端壁２５と第２の端壁２７との軸方向の間に摩擦クラッチ１１、押圧部材１３及びカム機構２１を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に用いられる動力伝達装置に関する。

特許文献１に入力軸と出力軸（一対の回転部材）との間に配置されたクラッチケージ（外側回転部材）と、スリーブ（内側回転部材）と、クラッチケージとスリーブとの間に配置された摩擦クラッチとを備えた駆動系統を接続する装置が記載されている。この装置では、摩擦クラッチが電気サーボモータ（電動モータ）によって作動される支持リングと加圧リング（押圧部材）とボールとからなるカム機構によって接続され、入力軸から出力軸へ駆動力が伝達される。
特表平４−５０６６４６号公報

ところで、上記の装置では、スリーブ上に摩擦クラッチとカム機構とが配置され、支持リングはスラスト軸受を介してスリーブに対して支持され、加圧リングはケースに形成された軸方向溝に係合してケースに対して軸方向に摺動可能に支持されている。このため、摩擦クラッチとカム機構との軸方向の支持は、ケースとスリーブによってなされている。

しかしながら、スリーブ上に配置された摩擦クラッチとカム機構との軸方向支持がケースとスリーブとの独立した２つの部材間でなされているので、入力軸に対してスリーブと摩擦クラッチとカム機構とを別々に組付ける必要があり、装置の構成部品としての取り扱いが煩雑となっていた。

また、軸方向支持がケースとスリーブの２つの部材間でなされているので、カム機構によって生じるスラスト力と反スラスト力とをケースとスリーブとで受けなければならず、スリーブを支持する入力軸やケースに収容された他の部材に対してスラスト力と反スラスト力の影響を与えていた。

そこで、この発明は、組付け性を向上することができ、且つカム機構によって生じるスラスト力と反スラスト力の影響を軽減することができる動力伝達装置の提供を目的としている。

請求項１の発明は、一対の回転部材間に配置される外側回転部材と、内側回転部材と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間に配置された摩擦クラッチと、該摩擦クラッチを押圧する押圧部材と、インプットディスクとアウトプットディスクとカムとからなり前記インプットディスクの回転によって前記インプットディスクと前記アウトプットディスクの相対回転が生じたときに前記カムにより摩擦クラッチに押圧力を付与するカム機構と、前記インプットディスクを回転させるように係合する電動モータとを備えた動力伝達装置であって、前記内側回転部材は軸心側が中空に形成されて駆動力を伝達する第１の動力伝達軸上に連結して支持されると共に、前記内側回転部材は軸方向の一端側と他端側に一体的に固定された第１の端壁と第２の端壁とを備え、前記第１の端壁と前記第２の端壁との軸方向の間には前記摩擦クラッチ、前記押圧部材及び前記カム機構が配置されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の動力伝達装置であって、前記外側回転部材は、前記内側回転部材の前記第１の端壁より軸方向端部側に対してベアリングを介して支持されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の動力伝達装置であって、前記外側回転部材は、前記ベアリングが位置する外径側に第２の動力伝達軸との連結部を備えていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載の動力伝達装置であって、前記電動モータは、前記第１の動力伝達軸と前記第２の動力伝達軸と軸平行に配置されていることを特徴とする。

請求項１の動力伝達装置は、内側回転部材に一体的に固定された第１の端壁と第２の端壁との軸方向の間に摩擦クラッチ、押圧部材及びカム機構が配置されているので、摩擦クラッチ、押圧部材及びカム機構を内側回転部材に対してサブアッセンブリー化することができる。

また、カム機構によって生じるスラスト力と反スラスト力を第１の端壁と第２の端壁との間で相殺することができ、外側回転部材やその他近接する部材に対してスラスト力と反スラスト力の影響を及ぼすことがない。

従って、組付け性を向上することができ、且つカム機構によって生じるスラスト力と反スラスト力の影響を軽減することができる。

請求項２の動力伝達装置は、外側回転部材を含め、内側回転部材、摩擦クラッチ、押圧部材及びカム機構のような断続機能部をサブアッセンブリー化することができるので、断続機能部の性能保証を独立して行うことができると共に、さらに組付け性を向上することができる。

請求項３の動力伝達装置は、外側回転部材がベアリングが位置する外径側に第２の動力伝達軸との連結部を備えているので、ベアリングと半径方向に重なり代を形成して動力伝達装置の軸方向のコンパクト化を図ることができると共に、連結部の偏心回転を抑制して音振の発生を防止することができる。

請求項４の動力伝達装置は、電動モータが第１の動力伝達軸と第２の動力伝達軸と軸平行に配置されているので、動力伝達装置の軸方向の張り出しを抑制することができる。

まず、図１を用いて一実施形態の動力伝達装置が適用される車両の動力系について説明する。

図１に示すように、車両の動力系は、駆動源としてのエンジン２０１及び変速機構としてのトランスミッション２０３と、動力伝達装置１と、前輪側プロペラシャフト２０５（前輪側の動力伝達系）と、フロントデフ２０７（前輪側の動力伝達系）と、前車軸２０９，２１１と、前輪側断続機構としてのハブクラッチ２１３と、前輪２１５，２１７と、後輪側プロペラシャフト２１９（後輪側の動力伝達系）と、リヤデフ２２１（後輪側の動力伝達系）と、後車軸２２３，２２５と、後輪側断続機構としてのハブクラッチ２２７と、後輪２２９，２３１などから構成されている。

エンジン２０１の駆動力はトランスミッション２０３からリヤ出力軸３（第１の動力伝達軸）を介して動力伝達装置１に伝達され、直接後輪側の動力伝達系に伝達される。この後輪側の動力伝達系に伝達される駆動力は、リヤ出力軸３に連結された後輪側プロペラシャフト２１９を介してリヤデフ２２１に伝達され、後車軸２２３，２２５からハブクラッチ２２７を介して後輪２２９，２３１に伝達される。

また、動力伝達装置１に伝達された駆動力は、動力伝達装置１の電動モータ２３を作動させて摩擦クラッチ１１を接続することによって前輪側の動力伝達系に伝達される。この前輪側の動力伝達系に伝達される駆動力は、リヤ出力軸３から摩擦クラッチ１１に伝達され、スプロケット５（第２の動力伝達軸）とチェーン４９を介してフロント出力軸４５に伝達される。このフロント出力軸４５に伝達された駆動力は、フロント出力軸４５に連結された前輪側プロペラシャフト２０５を介してフロントデフ２０７に伝達され、前車軸２０９，２１１からハブクラッチ２１３を介して前輪２１５，２１７に伝達される。

このように車両の動力系は、摩擦クラッチ１１の断続によって後輪駆動の２輪駆動状態と前後輪駆動の４輪駆動状態とを切り替えている。以下、一実施形態の動力伝達装置について説明する。

（一実施形態）
図２を用いて一実施形態の動力伝達装置について説明する。

本実施形態の動力伝達装置１は、リヤ出力軸３とスプロケット５（一対の回転部材）間に配置されるハウジング７（外側回転部材）と、ハブ９（内側回転部材）と、ハウジング７とハブ９との間に配置された摩擦クラッチ１１と、摩擦クラッチ１１を押圧するプレッシャディスク１３（押圧部材）と、インプットディスク１５とアウトプットディスク１７とカム１９とからなりインプットディスク１５の回転によってインプットディスク１５とアウトプットディスク１７の相対回転が生じたときにカム１９により摩擦クラッチ１１に押圧力を付与するカム機構２１と、インプットディスク１５を回転させるように係合する電動モータ２３とを備えている。そして、ハブ９は軸心側が中空に形成されて駆動力を伝達するリヤ出力軸３（第１の動力伝達軸）上に連結して支持されると共に、ハブ９は軸方向の一端側と他端側に一体的に固定されるようにハブ９に一体形成されたフランジ部２５（第１の端壁）とハブ９の外周に形成された溝に固着結合したスナップリング２７（第２の端壁）とを備え、フランジ部２５とスナップリング２７との軸方向の間には摩擦クラッチ１１、プレッシャディスク１３及びカム機構２１が配置されている。特に、フランジ部２５は摩擦クラッチ１１の摺動面と同一径まで外径側に拡径され、クラッチの締結力を直接受圧する形状をなしている。

また、ハウジング７は、ハブ９のフランジ部２５より軸方向端部側に対してベアリング２９を介して半径方向に支持されていると共に、ハブ９のフランジ部２５の背面側の外径端とスナップリング５３とによって軸方向に位置決めされたベアリング２９の外周に圧入されて、ベアリング２９を介してハブ９との間で軸方向の位置決めがなされている。

さらに、ハウジング７は、ベアリング２９が位置する外径側にスプロケット５（第２の動力伝達軸）とのスプラインによる連結部３１を備えており、連結部３１の伝達トルクが半径方向に入力した場合には、ベアリング２９により偏心を抑制されるように確実に軸心支持がなされている。

また、電動モータ２３は、リヤ出力軸３とスプロケット５と軸平行に配置されている。

図２に示すように、リヤ出力軸３は、トランスミッション２０３側に連結される中空状の連結部材３３と連結部３５でスプライン連結されている。このリヤ出力軸３は、ベアリング３７，３９を介してトランスミッションケース２３３に取り付けられるケース４１に回転可能に支持されている。また、リヤ出力軸３は、一端側がトランスミッション２０３側に連結されて駆動源からの駆動力の入力部となっており、他端側が後輪側プロペラシャフト２１９に連結されて後輪側の動力伝達系への出力部となっている。また、リヤ出力軸３の外周には、前輪側の動力伝達系に駆動力を伝達するスプロケット５が設けられている。

スプロケット５は、ニードルベアリング４３を介してリヤ出力軸３と相対回転可能にリヤ出力軸３の外周に支持されている。このスプロケット５には、フロント出力軸４５（図１）に設けられたスプロケット４７（図１）に連結されるチェーン４９が設けられ、リヤ出力軸３に伝達された駆動力を分岐して前輪側の動力伝達系に伝達している。この前輪側の動力伝達系に伝達される駆動力は、ハウジング７とハブ９との間に配置された摩擦クラッチ１１によって任意のトルク伝達比で伝達される。

ハウジング７は、連結部３１が形成され、連結部３１を介してスプロケット５と一体回転可能にスプライン連結されている。このハウジング７は、連結部３１の内径側に配置されたベアリング２９を介してハブ９に支持されている。

ハブ９は、軸心側が中空に形成され、リヤ出力軸３上に連結部５１を介してリヤ出力軸３と一体回転可能にスプライン連結されると共に、リヤ出力軸３上に支持されている。このハブ９の軸方向一端側には、フランジ部２５がハブ９と一体的に設けられている。このフランジ部２５より軸方向外側にベアリング２９が配置されている。このベアリング２９より軸方向外側には、スナップリング５３がハブ９に固定されている。また、ハブ９の軸方向他端側には、スナップリング２７が固定されている。なお、フランジ部２５とスナップリング２７とは、ハブ９と一体的に形成してもよいし、ハブ９と別体で形成してハブ９に固定してもよい。これらのフランジ部２５とスナップリング２７との軸方向の間には、摩擦クラッチ１１、プレッシャディスク１３及びカム機構２１が配置されている。

摩擦クラッチ１１は、ハウジング７の内周に軸方向移動可能にスプライン連結された複数のアウタクラッチ板と、ハブ９の外周に軸方向移動可能にスプライン連結された複数のインナクラッチ板とから構成されている。この摩擦クラッチ１１は、プレッシャディスク１３によって押圧操作される。

プレッシャディスク１３は、ハブ９の外周に軸方向移動可能に支持されている。また、プレッシャディスク１３と摩擦クラッチ１１との間には、プレッシャディスク１３を摩擦クラッチ１１の接続解除方向に付勢するリターンスプリング５５が配置されている。このプレッシャディスク１３は、カム機構２１でスラスト力が発生することによって摩擦クラッチ１１側に移動され、摩擦クラッチ１１を接続させる。

カム機構２１は、インプットディスク１５と、アウトプットディスク１７と、カム１９とで構成されている。インプットディスク１５は、ハブ９の外周に軸方向移動可能で回転可能に支持され、リダクションギヤ５７の小径ギヤ部５９と噛み合いっている。また、インプットディスク１５とプレッシャディスク１３との間には、スラスト力を受けるスラストベアリング６１が配置されている。

アウトプットディスク１７は、ハブ９の外周に軸方向移動可能で回転可能に支持されている。このアウトプットディスク１７は、ケース４１に設けられたダンパー６３と当接している。また、アウトプットディスク１７とスナップリング２７との間にはディスク６５が配置され、ディスク６５とアウトプットディスク１７との間には反スラスト力を受けるスラストベアリング６７が配置されている。

カム１９は、インプットディスク１５とアウトプットディスク１７との間に配置され、ボールケージ６９に支持されている。このカム１９は、インプットディスク１５の回転によってインプットディスク１５とアウトプットディスク１７の相対回転が生じたときにプレッシャディスク１３を介して摩擦クラッチ１１に押圧力を付与する。このカム機構２１によって生じるスラスト力と反スラスト力は、スラスト力がハブ９のフランジ部２５に入力され、反スラスト力がスナップリング２７に入力される。このハブ９に入力されるスラスト力と反スラスト力とは、ハブ９上で軸方向の相反する方向に作用するため、ハブ９で相殺される。なお、スラスト力をフランジ部２５で受けているが、スナップリング５３で受ける構成としてもよい。このようなカム機構２１は、電動モータ２３によって作動される。

電動モータ２３は、リヤ出力軸３とスプロケット５と軸平行にケース４１の外部に取り付けられ、ピン７１で固定されたピニオン７３と出力軸７５とがケース４１の内部に挿入されている。出力軸７５には、ギヤ部７７が設けられ、リダクションギヤ５７の大径ギヤ部７９と噛み合っている。リダクションギヤ５７は、軸心側にピン８１が挿入されケース４１に支持されている。この電動モータ２３を作動させることにより、リダクションギヤ５７で変速され、インプットディスク１５が回転される。このインプットディスク１５の回転により、カム機構２１でスラスト力が発生され、プレッシャディスク１３を介して摩擦クラッチ１１を接続させることができる。

このような動力伝達装置１のケース４１の内部には、各摺動部を潤滑・冷却するオイルが封入されている。ケース４１と連結部材３３との間には、ケース４１内部と外部とを区画する一端側のシール部材８３及び図示外の他端側のシール部材などが配置されている。また、連結部材３３の内部にも、ケース４１内部と外部とを区画する蓋状のシール部材８５が配置されている。また、ケース４１と連結部材３３との間にはオイルポンプ８７が配置され、連結部材３３のオイルポンプ８７が配置された位置にはオイル流入孔８９が形成されている。このオイル流入孔８９に流入したオイルは、リヤ出力軸３側に導入される。リヤ出力軸３の軸心側にはオイルが流出入するオイル流路９１が形成されていると共に、リヤ出力軸３にはオイル流路９１と連通する連通孔９３，９５，９７，９９が形成されている。連通孔９３はスプロケット５を支持するニードルベアリング４３の周辺に設けられ、連通孔９５，９７，９９はハブ９との連結部５１の周辺に設けられている。また、ハブ９には、連通孔９５，９７，９９が設けられた位置にそれぞれオイル孔１０１，１０３，１０５が設けられている。オイル孔１０１，１０３，１０５は、摩擦クラッチ１１、スラストベアリング６１，６７の内径側に設けられている。このように形成されたオイル流路を流れるオイルは、オイルポンプ８７によってリヤ出力軸３の内部に導入され、リヤ出力軸３の内部側から外部側へ放出され、各摺動部を潤滑・冷却した後、再びオイルポンプ８７によってリヤ出力軸３の内部に導入される。このようにオイルが循環することによって各摺動部が潤滑・冷却される。

次に、動力伝達装置１の組付けについて説明する。ケース４１は第１のケース部材１０７と第２のケース部材１０９とで構成されている。この第１のケース部材１０７に対してシール部材８３、連結部材３３、オイルポンプ８７及びベアリング３７を組付ける。このとき、第１のケース部材１０７の外部に電動モータ２３を取り付けておく。次に、連結部材３３に対してリヤ出力軸３を連結させ、ニードルベアリング４３を介してスプロケット５をリヤ出力軸３に支持させる。ここで、ハブ９のフランジ部２５とスナップリング２７との軸方向の間に摩擦クラッチ１１とプレッシャディスク１３とカム機構２１とを配置させ、フランジ部２５とスナップリング５３との間にベアリング２９とハウジング７とを配置させてハブ９に対して各部材をサブアッセンブリー化させておく。このサブアッセンブリー化されたハブ９をリヤ出力軸３に連結支持させる。次に、電動モータ２３の出力軸７５とインプットディスク１５に対してリダクションギヤ５７を噛み合わせてピン８１で固定する。最後に、第１のケース部材１０７に対して第２のケース部材１０９を取り付けて動力伝達装置１の組付けが完了する。

このような動力伝達装置１では、ハブ９に一体的に固定されたフランジ部２５とスナップリング２７との軸方向の間に摩擦クラッチ１１、プレッシャディスク１３及びカム機構２１が配置されているので、摩擦クラッチ１１、プレッシャディスク１３及びカム機構２１をハブ９に対してサブアッセンブリー化することができる。さらには、ハブ９に対してベアリング２９を介してハウジング７もサブアッセンブリー化されている。

また、カム機構２１によって生じるスラスト力と反スラスト力をフランジ部２５とスナップリング２７との間で相殺することができ、ハウジング７やその他近接する部材に対してスラスト力と反スラスト力の影響を及ぼすことがない。

つまり、ハウジング７を含め、ハブ９、摩擦クラッチ１１、プレッシャディスク１３及びカム機構２１のような断続機能部をサブアッセンブリー化することができるので、断続機能部の性能保証を独立して行うことができると共に、さらに組付け性を向上することができる。

従って、組付け性を向上することができ、且つカム機構２１によって生じるスラスト力と反スラスト力の影響を軽減することができる。

また、ハウジング７がベアリング２９が位置する外径側にスプロケット５との連結部３１を備えているので、ベアリング２９と半径方向に重なり代を形成して動力伝達装置１の軸方向のコンパクト化を図ることができると共に、連結部３１の偏心回転を抑制して音振の発生を防止することができる。

さらに、電動モータ２３がリヤ出力軸３とスプロケット５と軸平行に配置されているので、動力伝達装置１の軸方向の張り出しを抑制することができる。

なお、どのような一対の回転部材間を断続する構成であっても、一対の回転部材間に配置される外側回転部材と、内側回転部材と、外側回転部材と内側回転部材との間に配置される断続機構とを有していれば、本発明の構成を適用することができる。

また、電動モータに限らず、摩擦クラッチを断続操作できるものであればどのようなアクチュエータを用いてもよい。

さらに、内側回転部材の軸方向の一端側と他端側に一体的に固定された第１の端壁と第２の端壁とは、各々の端壁が内側回転部材に対して別体に設けられてその後一体的に結合されたもの又は各々の端壁が内側回転部材に一体形成されたもののいずれかを意味し、装置の具体的構成に合わせ適宜選定されるものである。

また、車両の動力系については前輪側に駆動源が配置され、主として後輪側を駆動する系としたが、これに限らず、後輪側に駆動源を配置し、主として前輪側を駆動する系についても、本発明の動力伝達装置を適用することができる。

車両の動力系を示す概略図である。 一実施形態の動力伝達装置の断面図である。

符号の説明

１…動力伝達装置
３…リヤ出力軸（第１の動力伝達軸）
５…スプロケット（第２の動力伝達軸）
７…ハウジング（外側回転部材）
９…ハブ（内側回転部材）
１１…摩擦クラッチ
１３…プレッシャディスク（押圧部材）
１５…インプットディスク
１７…アウトプットディスク
１９…カム
２１…カム機構
２３…電動モータ
２５…フランジ部（第１の端壁）
２７…スナップリング（第２の端壁）
２９…ベアリング
３１…連結部

Claims (4)

1. 一対の回転部材間に配置される外側回転部材と、内側回転部材と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間に配置された摩擦クラッチと、該摩擦クラッチを押圧する押圧部材と、インプットディスクとアウトプットディスクとカムとからなり前記インプットディスクの回転によって前記インプットディスクと前記アウトプットディスクの相対回転が生じたときに前記カムにより摩擦クラッチに押圧力を付与するカム機構と、前記インプットディスクを回転させるように係合する電動モータとを備えた動力伝達装置であって、
   前記内側回転部材は軸心側が中空に形成されて駆動力を伝達する第１の動力伝達軸上に連結して支持されると共に、前記内側回転部材は軸方向の一端側と他端側に一体的に固定された第１の端壁と第２の端壁とを備え、前記第１の端壁と前記第２の端壁との軸方向の間には前記摩擦クラッチ、前記押圧部材及び前記カム機構が配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記外側回転部材は、前記内側回転部材の前記第１の端壁より軸方向端部側に対してベアリングを介して支持されていることを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項２記載の動力伝達装置であって、
   前記外側回転部材は、前記ベアリングが位置する外径側に第２の動力伝達軸との連結部を備えていることを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項３記載の動力伝達装置であって、
   前記電動モータは、前記第１の動力伝達軸と前記第２の動力伝達軸と軸平行に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。

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