JP2012082895A - カム機構及び駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カム機構を作動させるためのトルク及びサイズの増大を抑制しながらカム機構の一対のカム部材が中立状態から相対回転することを抑制することが可能なカム機構、及びカム機構を備えた駆動力伝達装置を提供する。
【解決手段】カム機構７は、第１のカム面７０２ａ，７１２ａを有する第１のカム溝７０２，７１２、及び第１のカム溝７０２，７１２よりも浅い第２のカム溝７０３，７１３がそれぞれの対向面に形成されたメインカム７０及びパイロットカム７１と、メインカム７０及びパイロットカム７１の間に介在する第１のカムボール７２及び第２のカムボール７３とを備え、第１のカムボール７２は、第１のカム溝７０２，７１２を周方向に転動することでメインカム７０及びパイロットカム７１を離間させる方向のカム推力を発生させ、第２のカムボール７３は、中立状態において第２のカム溝７０３，７１３に嵌合する。
【選択図】図４

Description

本発明は、カム機構、及びカム機構を備えた駆動力伝達装置に関する。

従来、四輪駆動車の駆動力伝達系に適用され、伝達トルクを調節可能なクラッチを有する駆動力伝達装置を介して駆動力が伝達される補助駆動輪のみが設置した状態で牽引される所謂二輪被牽引時における引き摺りトルクを低減するため、クラッチを押圧するカム部材の推力の発生を抑制する構成を備えたカム機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のカム機構は、相対回転することによりカム推力を発生させる第１カム部材及び第２カム部材と、両カム部材間に介在する弾性部材とを有し、両カム部材が相対回転した場合には、弾性部材の復元力によりカム部材同士を中立位置に向かって付勢するように構成されている。

特開２００９−２３６２９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のカム機構では、弾性部材の復元力に抗して両カム部材を相対回転させ、クラッチを押圧するカム推力を発生させなければならない。このため、両カム部材を相対回転させるためのトルクに、弾性部材の復元力に対応したトルクを付加してカム機構に作用させる必要がある。また、構成が複雑化するために装置が大型化する可能性もあった。

そこで本発明は、カム機構を作動させるためのトルク及びサイズの増大を抑制しながらカム機構の一対のカム部材が中立状態から相対回転することを抑制することが可能なカム機構、及び駆動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のカム機構、及び駆動力伝達装置を提供する。

［１］周方向に対して傾斜したカム面を有するカム溝、及び前記カム溝よりも軸方向の深さが浅い凹部がそれぞれの対向面に形成され、相対回転可能な一対のカム部材と、前記一対のカム部材間に介在する第１の転動体、及び前記第１の転動体よりも小径の第２の転動体とを備え、前記第１の転動体は、前記カム溝の底部から前記カム面を周方向に転動することで前記一対のカム部材を軸方向に離間させる方向のカム推力を発生させ、前記第２の転動体は、前記第１の転動体が前記カム溝の底部に位置する中立状態で前記凹部に嵌合する、カム機構。

［２］前記凹部は、前記カム溝よりも外周側に形成された前記［１］に記載のカム機構。

［３］前記凹部は、前記カム溝のカム角よりも周方向に対して大きな傾斜角を有する傾斜面を有し、前記第２の転動体は、前記中立状態において前記傾斜面に接して前記凹部に嵌合する前記［１］又は［２］に記載のカム機構。

［４］前記カム部材は、前記凹部の周方向側の領域に前記第２の転動体が乗り上げる平面を有し、前記傾斜面と前記平面との間が凸円弧状に形成された前記［３］に記載のカム機構。

［５］前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載のカム機構と、前記カム機構の内周側に配置された内側回転部材と、前記カム機構の外周側に配置された外側回転部材と、前記内側回転部材と前記外側回転部材との間に配置された複数の摩擦板を有し、前記カム機構のカム推力を受けて前記内側回転部材と前記外側回転部材とをトルク伝達可能に連結するクラッチとを備えた駆動力伝達装置。

本発明によれば、カム機構を作動させるためのトルク及びサイズの増大を抑制しながらカム機構の一対のカム部材が中立状態から相対回転することを抑制することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。 図２は、駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。 図３は、メインカムのパイロットカムとの対向面を示す平面図である。 図４は、カム機構の周方向断面を径方向から見た場合のカム機構の動作を模式的に示す説明図であり、（ａ）は中立状態を、（ｂ）〜（ｄ）は作動角が順次大きくなった状態を、それぞれ示す。 図５（ａ）及び（ｂ）は、メインカム及びパイロットカムの第２のカム溝の形状を示す断面図である。 図６（ａ）〜（ｃ）は、第２のカム溝の形状の変形例を示す断面図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。図１に示すように、四輪駆動車１０１は、駆動力伝達装置１，駆動源としてのエンジン１０２，トランスアクスル１０３，一対の前輪１０４，１０４及び一対の後輪１０５，１０５を備えている。

駆動力伝達装置１は、四輪駆動車１０１における前輪側から後輪側に至る駆動力伝達経路に配置され、かつ四輪駆動車１０１の車体（図示せず）にディファレンシャルキャリア１０６を介して支持されている。

そして、駆動力伝達装置１は、プロペラシャフト１０７とドライブピニオンシャフト１０８とをトルク伝達可能に連結し、この連結状態においてエンジン１０２の駆動力を後輪１０５，１０５に伝達し得るように構成されている。駆動力伝達装置１の詳細については後述する。

エンジン１０２は、その駆動力をトランスアクスル１０３を介してフロントアクスルシャフト１０９，１０９に出力することにより、一対の前輪１０４，１０４を駆動する。

また、エンジン１０２は、その駆動力をトランスアクスル１０３を介してプロペラシャフト１０７，駆動力伝達装置１，ドライブピニオンシャフト１０８，リヤディファレンシャル１１０及びリヤアクスルシャフト１１１，１１１に出力することにより、一対の後輪１０５，１０５を駆動する。

（駆動力伝達装置１の全体構成）
図２は、駆動力伝達装置１の構成例を示す断面図である。図２に示すように、駆動力伝達装置１は、ディファレンシャルキャリア１０６（図１に示す）に対して相対回転可能な外側回転部材としてのハウジング２と、このハウジング２に相対回転可能な内側回転部材としてのインナシャフト３と、このインナシャフト３とハウジング２との間に介在するメインクラッチ４と、このメインクラッチ４に回転軸線Ｏに沿って並列するパイロットクラッチ５と、このパイロットクラッチ５の押圧力を発生させる駆動機構６と、この駆動機構６によるパイロットクラッチ５の押圧力の発生によってハウジング２の回転力をメインクラッチ４の押圧力に変換するカム機構７とから大略構成されている。

（ハウジング２の構成）
ハウジング２は、フロントハウジング８、及びフロントハウジング８に螺着等により一体に回転するように結合されたリヤハウジング９からなり、ディファレンシャルキャリア１０６（図１に示す）内に回転軸線Ｏを中心軸線として回転可能に収容されている。ハウジング２とインナシャフト３との間には、環状の収容空間２ａが形成されている。この収容空間２ａには潤滑油が封入されている。

フロントハウジング８は、カム機構７の外周側に配置され、円板状の底部８ａと中空の円筒部８ｂとを一体に有し、リヤハウジング９側に開口する有底円筒部材に形成され、エンジン１０２（図１に示す）にトランスアクスル１０３（図１に示す）及びプロペラシャフト１０７（図１に示す）を介して連結されている。円筒部８ｂの内周面には、回転軸線Ｏに沿って設けられた複数のスプライン歯８０ｂが形成されている。そして、フロントハウジング８は、エンジン１０２の駆動力をプロペラシャフト１０７から受けてリヤハウジング９と共に回転軸線Ｏの回りに回転し得るように構成されている。

リヤハウジング９は、第１〜第３ハウジングエレメント９１〜９３を溶接等により一体に結合してなり、フロントハウジング８の開口内周面に螺着され、かつディファレンシャルキャリア１０６（図１に示す）に固定されたヨーク９４に軸受９５を介して回転可能に支持されている。リヤハウジング９には、フロントハウジング８の開口方向と同一の方向に開口し、ヨーク９４の内周側及び外周側を覆うように形成された円環状の収容空間９ａが設けられている。

第１ハウジングエレメント９１は、リヤハウジング９の内周側に配置され、磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。第２ハウジングエレメント９２は、リヤハウジング９の外周側に配置され、第１ハウジングエレメント９１と同様に磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。第３ハウジングエレメント９３は、第１ハウジングエレメント９１と第２ハウジングエレメンと９２との間に介在し、ステンレス鋼等の非磁性材料からなる円環状部材によって形成されている。

（インナシャフト３の構成）
インナシャフト３は、カム機構７の内周側に配置され、各外径が互いに異なる大小２つの円筒部３ａ，３ｂ、及びこれら両円筒部３ａ，３ｂ間に介在する段差部３ｃを有している。また、インナシャフト３は、ハウジング２の回転軸線Ｏ上に配置され、かつハウジング２に軸受１７，１８を介して相対回転可能に支持された円筒部材によって形成されている。

大径の円筒部３ａの外周面には、収容空間２ａに露出して回転軸線Ｏに沿って設けられた複数のスプライン歯３０ａが形成されている。

小径の円筒部３ｂの内周面には、ドライブピニオンシャフト１０８（図１に示す）の先端部を収容する収容空間３ｄが形成され、収容空間３ｄの内周面にはドライブピニオンシャフト１０８の外周面にスプライン嵌合するスプライン嵌合部３０ｂが設けられている。

（メインクラッチ４の構成）
メインクラッチ４は、複数のアウタクラッチプレート４１（外側摩擦板）、及び複数のインナクラッチプレート４０（内側摩擦板）を有する湿式の多板クラッチからなる。インナクラッチプレート４０には、潤滑油を流通させる油孔４０ｂが形成されている。

このメインクラッチ４は、収容空間２ａに収容され、フロントハウジング８の円筒部８ｂとインナシャフト３の円筒部３ａとの間に配置されている。そして、メインクラッチ４は、複数のインナクラッチプレート４０及びアウタクラッチプレート４１のうち互いに隣り合うクラッチプレート同士を摩擦係合させ、ハウジング２とインナシャフト３とをトルク伝達可能に連結するように構成されている。

複数のインナクラッチプレート４０及びアウタクラッチプレート４１は、環状に形成され、その側面同士を互いに対向させて回転軸線Ｏ上に交互に配置されている。インナクラッチプレート４０には、その内周縁部に径方向内側に向かって突出し、インナシャフト３のスプライン嵌合部３０ａに噛み合う突起４０ａが円周方向に沿って複数形成されている。また、アウタクラッチプレート４１には、その外周縁部に径方向外側に向かって突出し、フロントハウジング８のスプライン歯８０ｂに噛み合う突起４１ａが円周方向に沿って複数形成されている。これにより、インナクラッチプレート４０はインナシャフト３に対して、アウタクラッチプレート４１はフロントハウジング８に対して、それぞれ回転軸線Ｏに沿って相対回転不能かつ軸方向移動可能である。

（パイロットクラッチ５の構成）
パイロットクラッチ５は、図２に示すように、駆動機構６（後述）の駆動によるアーマチュア６ｂの電磁コイル６ａ側への移動によって互いに摩擦係合可能な円環状の摩擦板からなる複数のインナクラッチプレート５０及び複数のアウタクラッチプレート５１を有している。パイロットクラッチ５は、アーマチュア６ｂとリヤハウジング９との間に配置され、かつ収容空間２ａに収容されている。

インナクラッチプレート５０及びアウタクラッチプレート５１は、環状に形成され、その側面同士を互いに対向させて回転軸線Ｏ上に交互に配置されている。

インナクラッチプレート５０は、その内周縁に複数の突起５０ａを有し、この突起５０ａを後述するパイロットカム７１のスプライン歯７１ａに係合させてパイロットカム７１と相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。

アウタクラッチプレート５１は、その外周縁に複数の突起５１ａを有し、この突起５１ａをスプライン歯８０ｂに係合させてフロントハウジング８に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。

（駆動機構６の構成）
駆動機構６は、電磁コイル６ａ及びアーマチュア６ｂを有し、ハウジング２の回転軸線Ｏ上に配置されている。そして、駆動機構６は、電磁コイル６ａの電磁力の発生によるアーマチュア６ｂの電磁コイル６ａ側への移動によってパイロットクラッチ５のインナクラッチプレート５０及びアウタクラッチプレート５１を摩擦係合させるように構成されている。

電磁コイル６ａは、リヤハウジング９の収容空間９ａに収容され、かつヨーク９４に取り付けられている。そして、電磁コイル６ａは、図２に破線で示すように、通電によってヨーク９４，パイロットクラッチ５，アーマチュア６ｂ及びリヤハウジング９に跨って磁気回路Ｇを形成し、アーマチュア６ｂにリヤハウジング９側への移動力を付与するための電磁力を発生させるように構成されている。インナクラッチプレート５０及びアウタクラッチプレート５１はこの移動力によって圧接され、摩擦力を発生させる。

アーマチュア６ｂは、その外周縁に回転軸線Ｏに沿ったストレートスプライン嵌合部６０ｂを有し、ストレートスプライン嵌合部６０ｂをスプライン歯８０ｂに嵌合させてフロントハウジング８に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。

電磁コイル６ａには図略の制御装置からコイル電流が供給される。このコイル電流の大きさによって磁気回路Ｇに発生する磁束の密度が変化し、コイル電流が大きいほどアーマチュア６ｂがパイロットクラッチ５を押圧する押圧力が強くなる。すなわち、パイロットクラッチ５によるトルク伝達容量は、電磁コイル６ａのコイル電流の大きさに応じて変化する。

（カム機構７の構成）
カム機構７は、図２に示すように、インナシャフト３からの回転力を受けて回転する押圧部材としての環状のメインカム７０と、このメインカム７０にハウジング２の回転軸線Ｏに沿って並列する環状のパイロットカム７１と、メインカム７０とパイロットカム７１との間に介在する第１の転動体としての複数の第１のカムボール７２と、同じくメインカム７０とパイロットカム７１との間に介在する第２の転動体としての複数の第２のカムボール７３と、第１のカムボール７２及び第２のカムボール７３を保持するリテーナ７４と有している。このカム機構７は、メインクラッチ４とリヤハウジング９との間に配置され、かつ収容空間２ａに収容されている。

そして、カム機構７は、パイロットクラッチ５のクラッチ動作によってハウジング２からの回転力を受け、この回転力をメインクラッチ４のクラッチ力となるカム推力に変換するように構成されている。

メインカム７０は、インナシャフト３の段差部３ｃとの間に配置された皿バネからなるリターンスプリング７５によってパイロットカム７１側に付勢されている。また、メインカム７０は、その外周部にメインクラッチ４を押圧する環状の押圧部７０１を有し、この押圧部７０１の内周縁部には、径方向内側に向かって突出して形成され、インナシャフト３のスプライン歯３０ａに噛み合う複数の突起７０ａが設けられている。

メインカム７０のパイロットカム７１との対向面には、第１のカムボール７２が転動する第１のカム面７０２ａ、及び第２のカムボール７３が転動する第２のカム面７０３ａが形成されている。

パイロットカム７１は、リヤハウジング９の第１ハウジングエレメント９１との間に軸受１９を介在させ、インナシャフト３に相対回転可能に配置されている。また、パイロットカム７１は、パイロットクラッチ５によって伝達されるハウジング２からのトルクを受けるトルク受部７１１を外周部に有し、このトルク受部７１１の外周面には、回転軸線Ｏに沿って設けられ、インナクラッチプレート５０の突起５０ａに相対回転不能かつ軸方向移動可能に嵌合する複数のスプライン歯７１ａが形成されている。

パイロットカム７１のメインカム７０との対向面には、第１のカムボール７２が転動する第１のカム面７１２ａ、及び第２のカムボール７３が転動する第２のカム面７１３ａが形成されている。

図３は、メインカム７０のパイロットカム７１との対向面を示す平面図である。メインカム７０には、第１のカムボール７２が周方向に転動する第１のカム面７０２ａからなる複数の第１のカム溝７０２、及び第２のカムボール７３が周方向に転動する第２のカム面７０３ａからなる複数の第２のカム溝７０３が形成されている。第１のカム溝７０２は、本発明におけるカム溝の一例である。また、第２のカム溝７０３は、本発明における凹部の一例である。

第２のカム溝７０３は、第１のカム溝７０２よりもメインカム７０の外周側に形成されている。本実施の形態では、６つの第１のカム溝７０２と、３つの第２のカム溝７０３がメインカム７０のパイロットカム７１との対向面に形成されている。３つの第２のカム溝７０３のそれぞれの周方向の間には、周方向に対して平行な平面７０３ｂが形成されている。なお、パイロットカム７１のメインカム７０との対向面に設けられた第１のカム面７１２ａ及び第２のカム面７１３ａ（図２参照）も、同様に形成されている。

（カム機構７の動作）
カム機構７は、ハウジング２の回転力がパイロットクラッチ５を介してパイロットクラッチ７１のトルク受部７１１に伝達されることにより作動する。パイロットクラッチ５からトルク受部７１１に伝達されるトルクが小さい場合には、カム機構７はリターンスプリング７５の復元力によってメインカム７０とパイロットカム７１とが最も接近した中立状態となる。また、トルク受部７１１に伝達されるトルクが大きくなると、そのトルクによってメインカム７０とパイロットカム７１とが相対回転し、カム推力を発生させる。

図４は、カム機構７の周方向断面を径方向から見た場合のカム機構７の動作を模式的に示す説明図であり、（ａ）は中立状態を、（ｂ）は第２のカムボール７３が第２のカム面７０３ａ，７１３ａを転動している状態を、（ｃ）及び（ｄ）は、第１のカムボール７２が第１のカム面７０２ａ，７１２ａを転動している状態を、それぞれ示す。図４（ａ）に示す中立状態ではメインカム７０とパイロットカム７１との相対回転角度を示す作動角がゼロであり、図４（ｂ）〜（ｄ）は、中立状態から作動角が順次大きくなった状態を示している。

図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、メインカム７０の第１のカム溝７０２は、周方向に対して傾斜したカム面７０２ａを有し、最も軸方向の深さが深い底部７０２ｂが第１のカム溝７０２の周方向の中央部に形成されている。パイロットカム７１の第１のカム溝７１２は、周方向に対して傾斜したカム面７１２ａを有し、最も軸方向の深さが深い底部７１２ｂが第１のカム溝７１２の周方向の中央部に形成されている。カム面７０２ａ及びカム面７１２ａの周方向に対する角度（カム角）は、共にθ_１に形成されている。

第１のカムボール７２及び第２のカムボール７３は、リテーナ７４に形成された開口部に回転可能に保持されている。第２のカムボール７３の直径は、第１のカムボール７２の直径よりも小さく形成されている。本実施の形態では、第２のカムボール７３の直径が第１のカムボール７２の直径の２分の１以下である。

図５（ａ）は、メインカム７０の第２のカム溝７０３の形状を詳細に示す断面図であり、図５（ｂ）は、パイロットカム７１の第２のカム溝７１３の形状を詳細に示す断面図である。

図５（ａ）に示すように、メインカム７０における第２のカム溝７０３の第２のカム面７０３ａは、周方向に対してθ_２の傾斜角を有する第１の傾斜面７０３ａ_２と、周方向に対してθ_２の傾斜角で第１の傾斜面７０３ａ_２とは反対方向に傾斜した第２の傾斜面７０３ａ_３と、第１の傾斜面７０３ａ_２に連続して平面７０３ｂとの間に形成された第１の凸円弧面７０３ａ_１と、第２の傾斜面７０３ａ_３に連続して平面７０３ｂとの間に形成された第２の凸円弧面７０３ａ_４とから構成されている。

第１の傾斜面７０３ａ_２及び第２の傾斜面７０３ａ_３の傾斜角θ_２は、カム面７０２ａ（図４に示す）のカム角θ_１よりも大きく形成されている。また、第２のカム溝７０３の軸方向（図５（ａ）の上下方向）の深さは、第１のカム溝７０２の軸方向の深さよりも、浅く形成されている。

第１の傾斜面７０３ａ_２と第１の凸円弧面７０３ａ_１との間、及び第２の傾斜面７０３ａ_３と第２の凸円弧面７０３ａ_４との間は、滑らかに連続するように形成されている。また、第１の凸円弧面７０３ａ_１及び第２の凸円弧面７０３ａ_４は、平面７０３ｂに近づくほど周方向に対する傾斜角が徐々に小さくなるように形成されている。

図５（ｂ）に示すように、パイロットカム７１における第２のカム溝７１３の第２のカム面７１３ａは、メインカム７０の第２のカム面７０３ａと対称な形状に形成されている。すなわち、第２のカム面７１３ａは、周方向に対してθ_２の傾斜角を有する第１の傾斜面７１３ａ_２と、周方向に対してθ_２の傾斜角で第１の傾斜面７１３ａ_２とは反対方向に傾斜した第２の傾斜面７１３ａ_３と、第１の傾斜面７１３ａ_２及び第２の傾斜面７１３ａ_３に連続して平面７１３ｂとの間に形成された第１の凸円弧面７１３ａ_１及び第２の凸円弧面７１３ａ_４とから構成されている。

第１の傾斜面７１３ａ_２及び第２の傾斜面７１３ａ_３の傾斜角θ_２は、カム面７１２ａ（図４に示す）のカム角θ_１よりも大きく形成されている。また、第２のカム溝７１３の軸方向（図５（ｂ）の上下方向）の深さは、第１のカム溝７１２の軸方向の深さよりも、浅く形成されている。

第１の傾斜面７１３ａ_２と第１の凸円弧面７１３ａ_１との間、及び第２の傾斜面７１３ａ_３と第２の凸円弧面７１３ａ_４との間は滑らかに連続するように形成され、第１の凸円弧面７１３ａ_１及び第２の凸円弧面７１３ａ_４は、平面７０３ｂに近づくほど周方向に対する傾斜角が徐々に小さくなるように形成されている。

図４（ａ）に示す中立状態では、メインカム７０の第１のカム溝７０２の底部７０２ｂと、パイロットカム７１の第１のカム溝７１２の底部７１２ｂとが軸方向に対向し、第１のカムボール７２がこれら底部７０２ｂ及び底部７１２ｂに位置する。この中立状態は、メインカム７０とパイロットカム７１とが最も接近した状態である。

また、この中立状態では、第２のカムボール７３がメインカム７０の第２のカム面７０３ａにおける第１及び第２の傾斜面７０３ａ_２，７０３ａ_３（図５（ａ）参照）に接して第２のカム溝７０３に嵌合すると共に、第２のカムボール７３がパイロットカム７１の第２のカム面７１３ａにおける第１及び第２の傾斜面７１３ａ_２，７１３ａ_３（図５（ｂ）参照）に接して第２のカム溝７１３に嵌合する。

図４（ｂ）に示すように、中立状態からパイロットカム７１がメインカム７０に対して矢印Ａ方向（図面左方向）に相対回転して作動角が大きくなると、まず第２のカムボール７３がメインカム７０の第２のカム面７０３ａ及びパイロットカム７１の第２のカム面７１３ａを転動する。これにより、メインカム７０とパイロットカム７１とが周方向に離間する。図２に示すように、パイロットカム７１の回転軸線Ｏに沿った方向のリヤハウジング９側への移動は軸受１９により規制されているので、メインカム７０とパイロットカム７１とが離間すると、メインカム７０がメインクラッチ４側に移動する。

図４（ｃ）に示すように、作動角がさらに大きくなると、第２のカムボール７３がメインカム７０の平面７０３ｂ、及びパイロットカム７１の平面７１３ｂに乗り上げる。また、第２のカムボール７３が平面７０３ｂ及び平面７１３ｂに乗り上げた後にさらに作動角が大きくなると、第１のカムボール７２がメインカム７０の第１のカム面７０２ａ及びパイロットカム７１の第１のカム面７１２ａに接触して転動する。これにより、メインカム７０とパイロットカム７１とがさらに離間し、メインカム７０がメインクラッチ４側に移動してメインクラッチ４を押圧する。

パイロットカム７１のトルク受部７１１にパイロットクラッチ５からより大きなトルクが伝達されると、図４（ｄ）に示すように作動角がさらに大きくなり、より大きなカム推力でメインカム７０がメインクラッチ４を押圧する。

（実施の形態の作用及び効果）
以上のように構成されたカム機構７及び駆動力伝達装置１によれば、以下に示す作用及び効果がある。

（１）カム機構７の中立状態において第２のカムボール７３がメインカム７０の第２のカム溝７０３及びパイロットカム７１の第２のカム溝７１３に嵌合するので、メインカム７０とパイロットカム７１とを相対回転させるトルクが所定の値以下の場合には、メインカム７０とパイロットカム７１との相対回転が規制されて大きなカム推力が発生しない。つまり、第１のカム溝７０２，７１２のカム角（θ_１）と第２のカム溝７０３，７１３のカム角（θ_２）との角度の違いによって、第２のカムボール７３が平面７０３ｂ，７１３ｂに乗り上げるまでは、第２のカム溝７０３，７１３がないとした場合に比較して、メインカム７０とパイロットカム７１との相対回転が発生しにくくなる。

従って、電磁コイル６ａにコイル電流が流れていない状態において、パイロットクラッチ５のインナクラッチプレート５０及びアウタクラッチプレート５１の間の引き摺りトルクによってパイロットカム７１のトルク受部７１１にトルクが伝達されても、メインカム７０がメインクラッチ４を押圧することを抑制でき、ハウジング２とインナシャフト３との間、ひいてはプロペラシャフト１７０とドライブピニオンシャフト１０８との間の不要なトルク伝達を抑制することができる。

特に、前輪１０４，１０４が牽引車等に持ち上げられて後輪１０５，１０５のみが接地した状態で牽引される二輪被牽引時には、パイロットクラッチ５のインナクラッチプレート５０とアウタクラッチプレート５１との間の相対回転が極めて大きくなるが、この場合でもメインカム７０がメインクラッチ４を押圧することを抑制し、メインクラッチ４のインナクラッチプレート４０とアウタクラッチプレート４１との摩擦摺動による熱の発生を抑えることができる。

（２）第２のカムボール７３が中立状態において接するメインカム７０の第１及び第２の傾斜面７０３ａ_２，７０３ａ_３、及びパイロットカム７１の第１及び第２の傾斜面７１３ａ_２，７１３ａ_３の傾斜角θ_２は、メインカム７０の第１のカム溝７０２及びパイロットカム７１の第１のカム溝７１２のカム角θ_１よりも大きいので、第２のカムボール７３がこれらの傾斜面に接触して転動している間は第１のカムボール７２によるカム推力が発生しない。従って、作動角が小さい場合には、メインカム７０がメインクラッチ４を押圧するカム推力を抑制することができる。

（３）メインカム７０の第２のカム溝７０３及びパイロットカム７１の第２のカム溝７１３は、メインカム７０の第１のカム溝７０２及びパイロットカム７１の第１のカム溝７１２よりも外周側に形成されているので、第２のカムボール７３による相対回転の抑制効果をより高めることができる。つまり、回転軸線Ｏから径方向に離れた位置でメインカム７０及びパイロットカム７１の相対回転を抑制することにより、相対回転を抑える力のモーメントを大きくすることができ、より確実にメインクラッチ４の引き摺りトルクを抑制することが可能となる。

（４）メインカム７０における第２のカム溝７０３の第１及び第２の傾斜面７０３ａ_２，７０３ａ_３、及びパイロットカム７１における第２のカム溝７１３の第１及び第２の傾斜面７１３ａ_２，７１３ａ_３の周方向両側には、それぞれ凸円弧面が形成されているので、第２のカムボール７３が第２のカム面７０３ａ，７１３ａを転動する際におけるカム推力の急激な変動を避けることができる。つまり、カム機構７のカム推力は、カムボールが接触する面の周方向に対する傾斜角によって変化するため、この傾斜角が急激に変動すると、駆動力伝達装置１によるトルク伝達量が変動し、四輪駆動車１０１の駆動力伝達系に衝撃や振動が発生するが、本実施の形態では上記のように凸円弧面が設けられているので、この衝撃や振動を抑制することができる。

［他の実施の形態］
以上、本発明の駆動力伝達装置を上記第１の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記第１の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）カム機構の中立状態において第２のカムボール７３が嵌合するメインカム７０の凹部は、上記実施の形態の第２のカム溝７０３の形状に限定されず、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示す形状であってもよい。なお、パイロットカム７１側の凹部については、図示を省略しているが、図６（ａ）〜（ｃ）に示す各メインカムの凹部と同様の形状を有しているものとする。

図６（ａ）に示すメインカム７０Ａでは、周方向に平行となるように形成された平面１７１に第１の傾斜面１７０ａ及び第２の傾斜面１７０ｂからなる凹部１７０が形成されており、第１の実施の形態に係る第１の凸円弧面７０３ａ_１及び第２の凸円弧面７０３ａ_４に相当する領域が形成されていない。このような形態でも、第１の実施の形態について説明した（１）〜（３）と同様の作用及び効果が得られる。

また、図６（ｂ）に示すメインカム７０Ｂでは、周方向に平行となるように形成された平面２７１に設けられた凹部２７０が、第１の傾斜面２７０ａと、第２の傾斜面２７０ｂと、これら両傾斜面２７０ａ，２７０ｂの間に形成された平面２７０ｃとを有している。このような形態でも、第１の実施の形態について説明した（１）〜（３）と同様の作用及び効果が得られる。

また、図６（ｃ）に示すメインカム７０Ｃでは、周方向に平行となるように形成された平面３７１に設けられた凹部３７０が、凸円弧状の第１の円弧面３７０ａと、同じく凸円弧状の第２の円弧面３７０ｂと、これら両円弧面３７０ａ，３７０ｂの間に形成された凹円弧状の第３の円弧面３７０ｃとを有している。このような形態でも、第１の実施の形態について説明した（１）〜（４）と同様の作用及び効果が得られる。

（２）上記第１の実施の形態では、第２のカム溝７０３，７１３を第１のカム溝７０２，７１２の外周側に形成したが、これに限らず、第２のカム溝７０３，７１３と第１のカム溝７０２，７１２とを同一径の周方向に沿って並列配置してもよく、第２のカム溝７０３，７１３を第１のカム溝７０２，７１２の内周側に形成してもよい。このような形態でも、第１の実施の形態について説明した（１）〜（２）及び（４）と同様の作用及び効果が得られる。

（３）上記第１の実施の形態では、第２のカムボール７３が平面７０３ｂ及び平面７１３ｂに乗り上げた後にさらに作動角が大きくなった際に第１のカムボール７２がメインカム７０の第１のカム面７０２ａ及びパイロットカム７１の第１のカム面７１２ａに接触して転動するようにカム機構７を構成した。しかし、これに限らず、第２のカムボール７３がメインカム７０の第２のカム面７０３ａ及びパイロットカム７１の第２のカム面７１３ａの円弧面（第１の凸円弧面７０３ａ_１又は第２の凸円弧面７０３ａ_４、及び第２の凸円弧面７１３ａ_４又は第１の凸円弧面７１３ａ_１）に接触しているときに第１のカムボール７２がメインカム７０の第１のカム面７０２ａ及びパイロットカム７１の第１のカム面７１２ａに接触するようにしてもよい。

（４）上記実施の形態では、第２のカム溝７０３，７１３が周方向に対して傾斜した傾斜面を有する場合について説明したが、これに限らず、カム機構の中立状態において第２のカムボール７３が嵌合する凹部は、周方向に直交する方向に形成された内面を有する円筒状等であってもよい。

（５）上記第１の実施の形態では、転動体として球状のカムボールを適用した場合について説明したが、これに限らず、例えば円柱状の転動体を用いてもよい。

（６）上記第１の実施の形態では、カム機構７を車両用の駆動力伝達装置１に適用した場合について説明したが、これに限らず、他の用途に適用してもよい。

１…駆動力伝達装置、２…ハウジング、２ａ…収容空間、３…インナシャフト、３ａ，３ｂ…円筒部、３ｃ…段差部、３ｄ…収容空間、４…メインクラッチ、５…パイロットクラッチ、６…駆動機構、６ａ…電磁コイル、６ｂ…アーマチュア、７…カム機構、８…フロントハウジング、８ａ…底部、８ｂ…円筒部、９…リヤハウジング、９ａ…収容空間、１７，１８，１９，９５…軸受、３０ａ…スプライン歯、３０ｂ…スプライン嵌合部、４０…インナクラッチプレート、４１…アウタクラッチプレート、５０…インナクラッチプレート、５１…アウタクラッチプレート、４０ａ，４１ａ，５０ａ，５１ａ，７０ａ…突起、４０ｂ…油孔、６０ｂ…ストレートスプライン嵌合部、７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ…メインカム、７１…パイロットカム、７１ａ…スプライン歯、７１…パイロットカム、９１，９２，９３…第１〜第３ハウジングエレメント、９４…ヨーク、１０１…四輪駆動車、１０２…エンジン、１０３…トランスアクスル、１０４…前輪、１０５…後輪、１０６…ディファレンシャルキャリア、１０７…プロペラシャフト、１０８…ドライブピニオンシャフト、１０９…フロントアクスルシャフト、１１０…リヤディファレンシャル、１１１…リヤアクスルシャフト、Ｇ…磁気回路、Ｏ…回転軸線、７２…第１のカムボール、７３…第２のカムボール、７４…リテーナ、７５…リターンスプリング、８０ｂ…スプライン歯、１７０，２７０，３７０…凹部、１７０ａ，２７０ａ，７０３ａ_２，７１３ａ_２…第１の傾斜面、１７０ｂ，２７０ｂ，７０３ａ_３，７１３ａ_３…第２の傾斜面、１７１，２７０ｃ，２７１，３７１，７０３ｂ，７１３ｂ…平面、３７０ａ…第１の円弧面、３７０ｂ…第２の円弧面、３７０ｃ…第３の円弧面、７０１…押圧部、７０２，７１２…第１のカム溝、７０２ａ，７１２ａ…第１のカム面、７０２ｂ，７１２ｂ…底部、７０３，７１３…第２のカム溝、７０３ａ，７１３ａ…第２のカム面、７０３ａ_１，７１３ａ_１…第１の凸円弧面、７０３ａ_４，７１３ａ_４…第２の凸円弧面、７１１…トルク受部

Claims (5)

1. 周方向に対して傾斜したカム面を有するカム溝、及び前記カム溝よりも軸方向の深さが浅い凹部がそれぞれの対向面に形成され、相対回転可能な一対のカム部材と、
   前記一対のカム部材間に介在する第１の転動体、及び前記第１の転動体よりも小径の第２の転動体とを備え、
   前記第１の転動体は、前記カム溝の底部から前記カム面を周方向に転動することで前記一対のカム部材を軸方向に離間させる方向のカム推力を発生させ、
   前記第２の転動体は、前記第１の転動体が前記カム溝の底部に位置する中立状態で前記凹部に嵌合する、カム機構。
2. 前記凹部は、前記カム溝よりも外周側に形成された請求項１に記載のカム機構。
3. 前記凹部は、前記カム溝のカム角よりも周方向に対して大きな傾斜角を有する傾斜面を有し、
   前記第２の転動体は、前記中立状態において前記傾斜面に接して前記凹部に嵌合する請求項１又は２に記載のカム機構。
4. 前記カム部材は、前記凹部の周方向側の領域に前記第２の転動体が乗り上げる平面を有し、前記傾斜面と前記平面との間が凸円弧状に形成された請求項３に記載のカム機構。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカム機構と、
   前記カム機構の内周側に配置された内側回転部材と、
   前記カム機構の外周側に配置された外側回転部材と、
   前記内側回転部材と前記外側回転部材との間に配置された複数の摩擦板を有し、前記カム機構のカム推力を受けて前記内側回転部材と前記外側回転部材とをトルク伝達可能に連結するクラッチと
   を備えた駆動力伝達装置。

Images