JP2019124230A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メインクラッチのカップリング動作をリアルタイムで精度良く検出することができる駆動力伝達装置を提供すること。【解決手段】回転軸Ｃ線上に相対回転自在に支持された内外回転部材間でトルク伝達を行うメインクラッチ５０と、回転軸Ｃ線上に軸方向に移動可能に支持されメインクラッチ５０を押圧するメインクラッチ側カム部材３４と、トルク指令をもとにメインクラッチ側カム部材３４を動作させるアクチュエータ（パイロットクラッチ４０およびボールカム機構６０）と、を有するカップリング装置１を備えた駆動力伝達装置であって、メインクラッチ側カム部材３４のストロークを検出するセンサ４と、センサ４の検出信号を無線送信する送信回路５と、をカップリング装置１に取り付けた。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動力伝達装置に関する。

従来、例えばフロントエンジン・フロントドライブ形式のいわゆるＦＦ車ベースの４輪駆動車においては、エンジンから発生する駆動力（以下、トルクという）を前輪および後輪に適切に分配して伝達するための駆動力伝達装置が用いられているものがある。この駆動力伝達装置においては、電磁コイルにより作動させたパイロットクラッチの作動力をボールカム機構により増幅してメインクラッチを押圧することにより、摩擦トルクを発生させて、エンジンから発生するトルクを前輪と後輪とに分配して伝達するようになっている。

このボールカム機構は、パイロットクラッチ側カム部材とメインクラッチ側カム部材との間の凹部にボールを設け、電磁コイルへの通電によりパイロットクラッチが入力軸と係合し、パイロットクラッチ側カム部材が回転すると、ボールを挟んでメインクラッチ側カム部材がメインクラッチを押圧する構成となっている。これにより、電磁コイルの小さな磁力で、メインクラッチに大きな押圧力を与えることができるようになっている。

ここで、特許文献１には、カップリング装置内の油の温度状態を測定するセンサを取り付け、このセンサの検出信号を無線送信するようにした駆動力伝達装置が記載されている。

特開２０１０−２６５９９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された駆動力伝達装置のセンサは、カップリング動作に対して間接的な物理量である油の温度を測定しているため、トルク指令に対する、メインクラッチを押圧する押圧プレートとしてのメインクラッチ側カム部材のストローク量や応答遅れをリアルタイムで把握できないという問題があった。このため、伝達トルクを精度よく制御することができなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、メインクラッチのカップリング動作をリアルタイムで精度良く検出することができる駆動力伝達装置を提供することにある。

本発明に係る駆動力伝達装置は、回転軸線上に相対回転自在に支持された内外回転部材間でトルク伝達を行うメインクラッチと、前記回転軸線上に軸方向に移動可能に支持され前記メインクラッチを押圧する押圧プレートと、トルク指令をもとに前記押圧プレートを動作させるアクチュエータと、を有するカップリング装置を備えた駆動力伝達装置であって、前記押圧プレートのストロークを検出するセンサと、前記センサの検出信号を無線送信する送信回路と、を前記カップリング装置に取り付けたことを特徴とする。

本発明に係る駆動力伝達装置によれば、押圧プレートのストロークを直接検出するようにしているので、メインクラッチのカップリング動作をリアルタイムで精度良く検出することができる。

図１は、本発明の実施形態１である駆動力伝達装置の構成を示す断面図である。 図２は、図１に示したカップリング装置に設けられるセンサの変形例の構成を示す図である。 図３は、本発明の実施形態２である駆動力伝達装置の構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態である駆動力伝達装置の構成及びその動作について説明する。

（実施形態１）
［全体構成］
図１は、本発明の実施形態１である駆動力伝達装置の構成を示す断面図である。図１に示すように、駆動力伝達装置は、カップリング装置１と受信回路７とＥＣＵ８とを備える。

カップリング装置１は、アウタケース１１と、インナシャフト１２と、リヤカバー１３と、クラッチ機構１４と、アーマチュア１５と、電磁コイル１６とを備えている。ここで、アウタケース１１とインナシャフト１２とリヤカバー１３とで画成された空間には、オイルが満たされている。

アウタケース１１は、図示しないプロペラシャフトに直結されるとともに、軸受１０ａを介してハウジング１０に回転可能に支持されている。ハウジング１０は、図示しない車両の車体に固定されている。

インナシャフト１２は、アウタケース１１内にアウタケース１１と同軸で、図示しないリヤデフピニオンに直結されている。インナシャフト１２は、軸受１０ｂを介してアウタケース１１に対して相対回転可能に支持されている。また、インナシャフト１２は、パイロットクラッチ側カム部材３１を回転可能に支持している。

リヤカバー１３は、インナシャフト１２が貫通するよう構成されている。また、リヤカバー１３は、回転軸Ｃのまわりで外側に開口した円筒状の凹部を有する。この凹部には、同心円状の電磁コイル１６およびヨーク１７が配置される。電磁コイル１６およびヨーク１７は、ハウジング１０とともに車両の車体に固定されている。リヤカバー１３は、軸受１０ｃを介してヨーク１７に回転可能に結合されている。

なお、インナシャフト１２及びアウタケース１１は、それぞれ回転軸Ｃ上で相対回転自在に支持された内外の回転部材である。

クラッチ機構１４は、パイロットクラッチ４０と、メインクラッチ５０と、ボールカム機構６０とを備えている。

パイロットクラッチ４０は、パイロットインナクラッチ板４１と、パイロットアウタクラッチ板４２とを有している。パイロットインナクラッチ板４１は、パイロットクラッチ側カム部材３１の外周部にスプライン結合され、パイロットクラッチ側カム部材３１に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。パイロットアウタクラッチ板４２は、アウタケース１１の内周部にスプライン結合され、アウタケース１１に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。パイロットインナクラッチ板４１とパイロットアウタクラッチ板４２は、回転軸Ｃの線方向に交互に配置されている。また、これらパイロットインナクラッチ板４１とパイロットアウタクラッチ板４２との間には、オイルが介在されている。

このように構成されたパイロットクラッチ４０は、パイロットインナクラッチ板４１とパイロットアウタクラッチ板４２とを摩擦係合および解放するよう作動し、アウタケース１１とパイロットクラッチ側カム部材３１との間のトルクの伝達と非伝達を行うようになっている。

メインクラッチ５０は、回転軸Ｃの線方向に交互に配置されたメインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２とを有している。これらメインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２との間には、オイルが介在されている。

メインインナクラッチ板５１は、インナシャフト１２の外周部にスプライン結合され、インナシャフト１２に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。メインアウタクラッチ板５２は、アウタケース１１の内周部にスプライン結合され、アウタケース１１に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。

このように構成されたメインクラッチ５０は、メインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２とを摩擦係合および解放するよう作動し、アウタケース１１とインナシャフト１２との間のトルクの伝達と非伝達を行うようになっている。ここで、アウタケース１１とインナシャフト１２との間で伝達されるトルクを伝達トルクという。

ボールカム機構６０は、パイロットクラッチ側カム部材３１と、このパイロットクラッチ側カム部材３１に対向し、メインクラッチ５０を押圧する押圧プレートであるメインクラッチ側カム部材３４と、パイロットクラッチ側カム部材３１およびメインクラッチ側カム部材３４間に保持されたカムボール３６とを有している。

パイロットクラッチ側カム部材３１は、インナシャフト１２に回転可能に支持されている。メインクラッチ側カム部材３４は、インナシャフト１２にスプライン結合され、インナシャフト１２に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。

図１に示すように、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４との間には、それぞれ円弧状の凹部が形成されており、これらの凹部にカムボール３６が配置されている。パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４とは、カムボール３６を介してボールカム結合されており、パイロットクラッチ側カム部材３１のトルクをメインクラッチ側カム部材３４によるメインクラッチ５０の作動力に変換するようになっている。

このように構成されたクラッチ機構１４は、パイロットインナクラッチ板４１とパイロットアウタクラッチ板４２、メインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２のそれぞれが摩擦係合することにより、互いに相対回転可能なアウタケース１１およびインナシャフト１２間を結合するようになっている。

図１に示すように、アーマチュア１５は、パイロットクラッチ４０とメインクラッチ５０の間に配置されるとともに、アウタケース１１の内周部にスプライン結合されている。したがって、アーマチュア１５は、アウタケース１１に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。また、アーマチュア１５は、電磁コイル１６が発生させる磁力により磁気吸引されるようになっている。

電磁コイル１６は、クラッチ機構１４と回転軸Ｃの線方向に隣接するように配置されている。具体的には、電磁コイル１６は、リヤカバー１３の凹部に配置され、通電によりアーマチュア１５を磁気吸引し、クラッチ機構１４を作動させるようになっている。電磁コイル１６が通電状態にあるときには、ヨーク１７、リヤカバー１３の外周部、アーマチュア１５およびリヤカバー１３の内周部に磁束回路が形成され、アーマチュア１５が磁気吸引されるようになっている。すなわち、電磁コイル１６への通電により、パイロットクラッチ４０が作動するようになっている。電磁コイル１６への通電は、ＥＣＵ８からのトルク指令に基づいて行われる。

電磁コイル１６が非通電状態であるときは、アーマチュア１５は、電磁コイル１６により磁気吸引されないので、アウタケース１１、パイロットインナクラッチ板４１およびパイロットアウタクラッチ板４２が非摩擦係合している状態となる。すなわち、パイロットクラッチ４０は解放状態となる。このため、アウタケース１１のトルクは、パイロットクラッチ側カム部材３１に伝達されないので、メインクラッチ５０も解放状態となる。したがって、アウタケース１１のトルクは、インナシャフト１２に伝達されない。

一方、電磁コイル１６が通電されたときは、電磁コイル１６が発生する磁力は、ヨーク１７、リヤカバー１３の外周部およびリヤカバー１３の内周部を介して、アーマチュア１５に作用される。このため、アーマチュア１５は、電磁コイル１６の方向（図１の左方向）に磁気吸引される。アーマチュア１５の磁気吸引により、アウタケース１１、パイロットアウタクラッチ板４２およびパイロットインナクラッチ板４１が互いに摩擦係合して、パイロットクラッチ４０が摩擦係合状態になる。

アウタケース１１が回転している場合、パイロットクラッチ４０が摩擦係合状態になると、アウタケース１１のトルクがパイロットクラッチ側カム部材３１に伝達され、パイロットクラッチ側カム部材３１が回転する。このとき、まだメインクラッチ側カム部材３４が回転していないので、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間で回転速度差が発生する。これにより、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間に挟持されているカムボール３６は、メインクラッチ側カム部材３４の凹部のカム面に沿って移動する。この移動に伴い、カムボール３６は、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間の間隔を押し広げる。この押し広げる力がメインクラッチ５０への押圧力となる。

このため、メインクラッチ側カム部材３４がパイロットクラッチ側カム部材３１から離隔する方向（図１の右方向）に移動し、メインインナクラッチ板５１とメインアウタクラッチ板５２が互いに摩擦係合する。これにより、メインクラッチ５０が摩擦係合状態となる。この結果、アウタケース１１のトルクがインナシャフト１２に伝達され、インナシャフト１２が回転する。

なお、パイロットクラッチ４０およびボールカム機構６０は、本願のアクチュエータに対応する。

［メインクラッチ側カム部材のストローク検出］
メインクラッチ側カム部材３４の外周部に対応するアウタケース１１の内面には、センサ４が設けられる。一方、メインクラッチ側カム部材３４の外周部は、メインクラッチ５０に向けて高くなる斜面３４ａが形成されている。センサ４は、センサ４の先端から斜面３４ａの位置を検出する近接センサである。近接センサは、光、磁気などの各種の物理量を用いたセンサを適用することができる。センサ４は、斜面３４ａとの間の距離を測定することによって、メインクラッチ側カム部材３４の回転軸Ｃの方向に対する移動（ストローク）を直接、検出することができる。

送信回路５は、センサ４に接続され、センサ４が検出した検出信号を無線送信する。この送信回路５の電源は、誘導電源コイル６１，６２によって供給される。なお、誘導電源コイル６１は、ハウジング１０側に取り付けられ、誘導電源コイル６２は、回転するアウタケース１１に取り付けられるので、送信回路５は、誘導電源コイル６２を介して電源供給を受けることができる。

カップリング装置１の外部に設けた受信回路７は、送信回路５から送信される検出信号を受信し、ＥＣＵ８に送信する。

ＥＣＵ８は、運転状態に応じて、少なくともカップリング装置１のカップリング動作を制御する。ＥＣＵ８は、受信回路７から受信したセンサ４の検出信号をもとにカップリング装置１のカップリング動作をリアルタイムで直接、検出し、この検出結果をもとに、トルク指令を発して電磁コイル１６に対するトルク電流をフィードバック制御する。

［変形例］
実施形態１では、メインクラッチ側カム部材３４の外周部に斜面３４ａを形成して、メインクラッチ側カム部材３４のストローク量及び応答遅延などを検出していたが、本変形例では、図２に示すように、メインクラッチ側カム部材３４の斜面３４ａに替えて段差部３４ｂを設けている。段差部３４ｂは、メインクラッチ側カム部材３４が回転軸Ｃと同じ方向Ａに移動可能であり、メインクラッチ５０方向を高くしている。この段差部３４ｂによって、メインクラッチ５０の摩擦係合状態をオンオフ的に直接、検出することができる。

（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２である駆動力伝達装置の構成を示す断面図である。図３に示すように、本実施形態２では、インナシャフト１２の外周部に、メインクラッチ側カム部材３４のメインクラッチ５０側壁面の位置を検出するセンサ４ａを設けている。センサ４ａは、センサ４に対応するもので、メインクラッチ側カム部材３４の回転軸Ｃ方向の移動を検出する近接センサである。

また、インナシャフト１２の外周部には、送信回路５に対応する送信回路５ａが設けられる。センサ４ａと送信回路５ａとは、インナシャフト１２上で接続される。

さらに、誘導電源コイル６３，６４が設けられる。誘導電源コイル６３，６４は、誘導電源コイル６１，６２に対応するものである。誘導電源コイル６３は、アウタケース１１に設けれ、誘導電源コイル６４は、誘導電源コイル６３に対向するように、インナシャフト１２に設けられる。誘導電源コイル６４は、アウタケース１１とインナシャフト１２との相対回転によって、誘導電圧が生じ、送信回路５ａに電源供給を行う。その他の構成は、実施形態１と同じである。

本実施形態２によっても、メインクラッチ側カム部材３４のストロークを直接検出するようにしているので、メインクラッチ５０のカップリング動作をリアルタイムで精度良く検出することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ カップリング装置
４，４ａ センサ
５，５ａ 送信回路
７ 受信回路
８ ＥＣＵ
１０ ハウジング
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 軸受
１１ アウタケース
１２ インナシャフト
１３ リヤカバー
１４ クラッチ機構
１５ アーマチュア
１６ 電磁コイル
１７ ヨーク
３１ パイロットクラッチ側カム部材
３４ メインクラッチ側カム部材
３４ａ 斜面
３４ｂ 段差部
３６ カムボール
４０ パイロットクラッチ
４１ パイロットインナクラッチ板
４２ パイロットアウタクラッチ板
５０ メインクラッチ
５１ メインインナクラッチ板
５２ メインアウタクラッチ板
６０ ボールカム機構
６１，６２，６３，６４ 誘導電源コイル
Ａ 方向
Ｃ 回転軸

Claims (1)

1. 回転軸線上に相対回転自在に支持された内外回転部材間でトルク伝達を行うメインクラッチと、前記回転軸線上に軸方向に移動可能に支持され前記メインクラッチを押圧する押圧プレートと、トルク指令をもとに前記押圧プレートを動作させるアクチュエータと、を有するカップリング装置を備えた駆動力伝達装置であって、
   前記押圧プレートのストロークを検出するセンサと、
   前記センサの検出信号を無線送信する送信回路と、
   を前記カップリング装置に取り付けたことを特徴とする駆動力伝達装置。

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