JP3256942B2 - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の駆動軸と従
動軸間等両回転部材間に配設されて、両回転部材間のト
ルク伝達を行う駆動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】駆動力伝達装置の一形式として、実開平
５−１２７６３号公報に示されているように、互いに同
軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材間に配
設されて摩擦係合によりこれら両回転部材間のトルク伝
達を行うメインクラッチ機構と、通電により作動して摩
擦係合する電磁式のパイロットクラッチ機構と、前記メ
インクラッチ機構と前記パイロットクラッチ機構間に位
置し同パイロットクラッチ機構の摩擦係合力を前記メイ
ンクラッチ機構に対する押圧力に変換するカム機構を備
えた駆動力伝達装置がある。

【０００３】当該駆動力伝達装置においては、パイロッ
トクラッチ機構を構成する電磁石のコイルに通電すると
により磁路が形成されて、磁気誘導作用によりパイロッ
トクラッチ機構が作動してメインクラッチ機構を作動さ
せ、両回転部材間でトルク伝達がされるように構成され
ている。

【０００４】ところで、当該形式の駆動力伝達装置にお
いて、両回転部材間でのトルク伝達特性は、パイロット
クラッチ機構に生じる磁路の磁束密度に関係するが、磁
束密度は、パイロットクラッチ機構を構成する構成部
材、メインクラッチ機構を構成する構成部材、およびカ
ム機構を構成する構成部材等、多くの構成部材の寸法精
度、および組付精度に大きく影響され、構成部材の寸法
精度、および組付精度が駆動力伝達装置のトルク伝達特
性にバラツキを生じさせる大きな原因となっている。

【０００５】これに対処すべく、上記公報にて示されて
いる駆動力伝達装置においては、パイロットクラッチ機
構を構成する電磁石の支持部材とハウジング間に、最適
な厚みのシムを介在させ、これにより、電磁石と磁路形
成部材のエアギャップを調整して磁路の磁束密度を設定
した値に調整し、トルク伝達特性を安定化させる手段を
採っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな調整手段を採る場合には、予め厚みの異なる多数の
シムを用意しなければならず、また電磁石と磁路形成部
材のエアギャップを精度よく調整するには、幾種類もの
シムを交換して組付ける作業が必要で、調整作業が極め
て面倒である。従って、本発明の目的は、これらの問題
に対処することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに同軸的
かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材間に配設さ
れて摩擦係合によりこれら両回転部材間のトルク伝達を
行うメインクラッチ機構と、通電により作動して摩擦係
合する電磁式のパイロットクラッチ機構と、前記メイン
クラッチ機構と前記パイロットクラッチ機構間に位置し
同パイロットクラッチ機構の摩擦係合力を前記メインク
ラッチ機構に対する押圧力に変換するカム機構を備えた
駆動力伝達装置であって、前記パイロットクラッチ機構
を構成する電磁石と磁路形成部材間に磁路面積を調整す
る磁路調整部材を介在させたものである。

【０００８】本発明に係る駆動力伝達装置においては、
前記パイロットクラッチ機構を、前記両回転部材間に配
設された摩擦クラッチと、同摩擦クラッチの一側に配設
された磁路形成部材と、同磁路形成部材に組付けられた
電磁石と、前記摩擦クラッチの他側に配設されて前記電
磁石の吸引作用により移動して前記摩擦クラッチを摩擦
係合させるアーマチャにて構成して、前記磁路形成部材
と前記電磁石との間に環状凹所を設けて、同環状凹所に
リング状の磁路調整部材を、磁路面積が調整できるよう
に進退可能に組付けたことを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の作用・効果】本発明に係る駆動力伝達装置にお
いては、磁路面積を磁路調整部材により調整して磁束密
度を設定された値に調整することができ、これにより、
パイロットクラッチ機構を構成する構成部材、メインク
ラッチ機構を構成する構成部材、およびカム機構を構成
する構成部材等、多くの構成部材の寸法精度、および組
付精度の如何に関わらず、一定のトルク伝達特性に設定
することができ、かつ所望のトルク伝達特性に変更する
ことができる。この場合、面倒な調整作業を要すること
なく、トルク伝達特性を容易に設定し、かつ容易に変更
することができる。

【００１０】本発明に係る駆動力伝達装置においては、
パイロットクラッチ機構を、両回転部材間に配設された
摩擦クラッチと、摩擦クラッチの一側に配設された磁路
形成部材と、磁路形成部材に組付けられた電磁石と、摩
擦クラッチの他側に配設されて電磁石の吸引作用により
移動して摩擦クラッチを摩擦係合させるアーマチャにて
構成して、磁路調整部材を磁路形成部材と電磁石との間
に位置調整可能に介在させる構成とし、また、磁路形成
部材と電磁石との間に環状凹所を設けるとともに同凹所
にリング状の磁路調整部材を進退可能に組付けて、磁路
形成部材と前記電磁石の前記凹所内での磁気的接続を前
記磁路調整部材を介して行う構成とすることができる。

【００１１】これらの構成により、この種形式の既存の
駆動力伝達装置に対しては、磁路調整部材の追加、およ
び磁路調整部材の組付け部位の構造の変更を除き、同駆
動力伝達装置の構成部材、構成部位を全くまたはほとん
ど変更することなく、安定したトルク伝達特性、および
／または所望のトルク伝達特性の駆動力伝達装置とする
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて説明
すると、図１には本発明に係る駆動力伝達装置の一例が
示されている。当該駆動力伝達装置１０は、図６に示す
ように、四輪駆動車における後輪側への駆動力伝達経路
に配設される。

【００１３】当該四輪駆動車において、トランスアクス
ル２１はトランスミッションとトランスファを一体に備
えているもので、エンジン２２の駆動力をフロントデフ
ァレンシャル２３を介して両アクスルシャフト２４ａに
出力して前輪２４ｂを駆動させるとともに、第１プロペ
ラシャフト２５に出力する。第１プロペラシャフト２５
は、駆動力伝達装置１０を介して第２プロペラシャフト
２６に連結しており、これら両プロペラシャフト２５，
２６がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力は
リアデファレンシャル２７に伝達され、同デファレンシ
ャル２７から両アクスルシャフト２８ａへ出力されて両
後輪２８ｂを駆動させる。

【００１４】しかして、駆動力伝達装置１０は、図１に
示すように、外側回転部材であるアウタハウジング１０
ａ、内側回転部材であるインナシャフト１０ｂ、メイン
クラッチ機構１０ｃ、パイロットクラッチ機構１０ｄ、
およびカム機構１０ｅを備えている。

【００１５】アウタハウジング１０ａは、有底筒状のケ
ース部１１ａとカバー体１１ｂとからなるもので、ケー
ス部１１ａはステンレスにて形成されていている。ま
た、カバー体１１ｂは、ケース部１１ａの開口部に螺着
されて同開口部を液密的に覆蓋するもので、カバー体１
１ｂは鉄にて形成されていて、径方向の中間部には、筒
状のステンレス製の非磁性体が埋設されていて、非磁性
部位１１ｂ1が形成されている。ケース部１１ａの先端
部には、第１プロペラシャフト２５の後端部がトルク伝
達可能に連結される。

【００１６】インナシャフト１０ｂは、カバー体１１ｂ
の中央部を液密的に貫通してアウタハウジング１０ａ内
に挿入されていて、軸方向の移動を規制された状態でケ
ース部１１ａとカバー体１１ｂに回転可能に支持されて
いる。インナシャフト１０ｂには、第２プロペラシャフ
ト２６の先端部が挿入されてトルク伝達可能に連結され
る。

【００１７】メインクラッチ機構１０ｃは、湿式多板式
の摩擦クラッチであって多数のクラッチプレート（イン
ナクラッチプレート１２ａ、アウタクラッチプレート１
２ｂ）を備えていて、ケース部１１ａの奥壁側に配設さ
れている。摩擦クラッチを構成する各インナクラッチプ
レート１２ａは、インナシャフト１０ｂの外周にスプラ
イン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各
アウタクラッチプレート１２ｂは、アウタハウジング１
０ａのケース部１１ａの内周にスプライン嵌合して軸方
向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプ
レート１２ａと各アウタクラッチプレート１２ｂとは交
互に位置して、互いに当接して摩擦係合するとともに、
互いに離間して自由状態になる。

【００１８】パイロットクラッチ機構１０ｄは、図１、
図３および図４に示すように、電磁石１３、摩擦クラッ
チ１４、およびアーマチャ１５を備えている。電磁石１
３は環状を呈しているもので、支持部材１３ａに嵌着さ
れた状態でカバー体１１ｂの環状凹所１１ｂ2に嵌合さ
れて、回転可能に組付けられている。従って、カバー体
１１ｂは、本発明における磁路形成部材に該当する。

【００１９】摩擦クラッチ１４は、複数のクラッチプレ
ート（インナクラッチプレート１４ａ，アウタクラッチ
プレート１４ｂ）からなり、各インナクラッチプレート
１４ａは、後述するカム機構１０ｅを構成する第１カム
部材１６の外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能
に組付けられ、かつ、各アウタクラッチプレート１４ｂ
は、アウタハウジング１０ａのケース部１１ａの内周に
スプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられてい
る。各インナクラッチプレート１４ａと各アウタクラッ
チプレート１４ｂとは交互に位置して、互いに当接して
摩擦係合するとともに、互いに離間して自由状態にな
る。

【００２０】各インナクラッチプレート１４ａおよび各
アウタクラッチプレート１４ｂには、周方向に延びる長
孔１４ａ1，１４ｂ1が、周方向に所定間隔を保持して複
数形成されている。各インナクラッチプレート１４ａの
長孔１４ａ1と、各アウタクラッチプレート１４ｂの長
孔１４ｂ1は、互いに対向し得る部位に位置し、かつ各
インナクラッチプレート１４ａは互いの長孔１４ａ1同
士を対向させて、かつ各アウタクラッチプレート１４ｂ
は互いの長孔１４ｂ1同士を対向させて組付けられてい
る。また、長孔１４ａ1，１４ｂ1は、カバー体１１ｂの
非磁性部位１１ｂ1の先端面に対向し得る位置にある。

【００２１】各インナクラッチプレート１４ａにおいて
は、図５に示すように、内スプライン部に一対の欠歯部
１４ａ2が形成されている。各欠歯部１４ａ2は、周方向
に１８０度離間した部位に形成されて互いに対向して位
置している。各欠歯部１４ａ2は、インナシャフト１０
ｂの外スプライン部の欠歯部１４ａ3に対応するもの
で、各インナクラッチプレート１４ａをインナシャフト
１０ｂの外周に組付ける場合には、両欠歯部１４ａ2，
１４ａ3を互いに一致させない限り組付けられないよう
になっている。

【００２２】かかる手段は、各インナクラッチプレート
１４ａをインナシャフト１０ｂの外周に組付けた状態
で、各インナクラッチプレート１４ａの各長孔１４ａ1
を正確に一致させる手段であり、これにより、各インナ
クラッチプレート１４ａ間での磁路の部分的な切断を防
止している。かかる手段は、各アウタクラッチプレート
１４ｂにも採用されている。

【００２３】アーマチャ１５は環状を呈するもので、ア
ウタハウジング１０ａのケース部１１ａの内周にスプラ
イン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられていて、摩
擦クラッチ１４の他側に位置して対向している。

【００２４】カム機構１０ｅは、メインクラッチ機構１
０ｃとパイロットクラッチ機構１０ｄとの間に配設され
ているもので、第１カム部材１６、第２カム部材１７、
カムフォロアー１８を備えている。

【００２５】第１カム部材１６および第２カム部材１７
は、図１および図２に示すように、対向面に互いに対向
するカム溝１６ａ，１７ａを備えているもので、各カム
溝１６ａ，１７ａは周方向に所定間隔を保持して複数形
成されている。

【００２６】第１カム部材１６は、図１、図３および図
４に示すように、インナシャフト１０ｂの外周に回転可
能に嵌合されて、カバー体１１ｂに回転可能に支承され
ており、その外周に摩擦クラッチ１４の各インナクラッ
チプレート１４ａがスプライン嵌合している。第２カム
部材１７は、インナシャフト１０ｂの外周にスプライン
嵌合されて一体回転可能に組付けられていて、メインク
ラッチ機構１０ｃとアーマチャ１５との間に位置して、
カム溝１７ａが第１カム部材１６のカム溝１６ａに対向
している。これら両カム溝１６ａ，１７ａ間には、カム
フォロアー１８が介在している。

【００２７】しかして、カバー体１１ｂには、特に図３
および図４に拡大して示したように、環状凹所１１ｂ2
の開口端部が大径に形成されていて、支持部材１３ａの
外周側にネジを刻設した第２環状凹所１１ｂ3を形成し
ており、この第２環状凹所１１ｂ3の内周側に磁路面積
を調整するための磁路調整部材１１ｃが螺着されて、支
持部材１３ａに対しては回転可能に組付けられている。
磁路調整部材１１ｃはリング状のもので、第２環状凹所
１１ｂ3内を進退して、支持部材１３ａの外周面との摺
接面を増減させる。

【００２８】パイロットクラッチ機構１０ｄにおいて
は、電磁石１３のコイルへの通電により、支持部材１３
ａ、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１４、アーマチャ１
５、およびカバー体１１ｂ間に、１点鎖線で示す磁路が
形成される。この磁路は、調整部材１１ｃを通して形成
されるため、磁路調整部材１１ｃの内周と支持部材１３
ａの外周との摺接長さｔに相当する面積が磁路面積に相
当する。

【００２９】なお、電磁石１３のコイルへの通電の断続
はスイッチのオン、オフ操作によりなされるが、スイッ
チは車室内の運転席の近傍に配設されていて、運転者が
容易に操作し得るようになっている。

【００３０】かかる構成の駆動力伝達装置１０において
は、パイロットクラッチ機構１０ｄを構成する電磁石１
３のコイルへの通電がなされていない場合には磁路は形
成されず、摩擦クラッチ１４は非係合状態にある。この
ため、パイロットクラッチ機構１０ｄは非作動の状態に
あって、カム機構１０ｅを構成する第１カム部材１６
は、カムフォロアー１８を介して第２カム部材と一体回
転可能であり、メインクラッチ機構１０ｃは非作動の状
態にある。このため、車両は二輪駆動の駆動モードを構
成する。

【００３１】一方、電磁石１３のコイルへ通電される
と、パイロットクラッチ機構１０ｄには磁路が形成され
て、電磁石１３はアーマチャ１５を吸引する。このた
め、アーマチャ１５は摩擦クラッチ１４を押圧して摩擦
係合させ、カム機構１０ｅの第１カム部材１６をインナ
シャフト１０ｂ側へ連結させて、第２カム部材１７との
間に相対回転を生じさせる。この結果、カム機構１０ｅ
では、カムフォロアー１８が両カム部材１６，１７を互
いに離間する方向へ押圧し、第２カム部材１７をメイン
クラッチ機構１０ｃ側へ押動する。この結果、メインク
ラッチ機構１０ｃは摩擦クラッチ１４の摩擦係合力に応
じて摩擦係合して、アウタハウジング１０ａとインナシ
ャフト１０ｂ間のトルク伝達を行う。このため、車両は
両プロペラシャフト２５，２６が非直結状態の四輪駆動
の駆動モードを構成する。

【００３２】また、電磁石１３のコイルへの印加電流を
所定の値に高めると、アーマチャ１５は強く吸引されて
摩擦クラッチ１４の摩擦係合力を増大させ、両カム部材
１６，１７間の相対回転を増大させる。この結果、カム
フォロアー１８は、第２カム部材１７に対する押圧力を
高めてメインクラッチ機構１０ｃを結合状態とする。こ
のため、車両は両プロペラシャフト２５，２６が直結し
た四輪駆動の駆動モードを構成する。

【００３３】しかして、当該駆動力伝達装置１０におい
ては、図３および図４に示すように、磁路調整部材１１
ｃを軸方向へ進退させて摺接長さｔを変化させることに
より、磁路面積を変化させることができる。このため、
電磁石１３のアーマチャ１５に対する吸引力が調整され
て、摩擦クラッチ１４、およびメインクラッチ機構１０
ｃの摩擦係合力が調整される。この結果、磁路調整部材
１１ｃの進退操作により、当該駆動力伝達装置１０のト
ルク伝達特性を設定された値に容易に調整することがで
きるとともに、トルク伝達特性を所望の値に調整するこ
とができる。

【００３４】このように、当該駆動力伝達装置１０にお
いては、調整部材１１ｃの進退操作によりトルク伝達特
性を調整できるため、従来の駆動力伝達装置のごとき、
シムによるエアギャップの調整は不要であり、予め厚み
の異なる多数のシムを用意する必要は全くなく、かつ幾
度ものシムの交換作業も全く不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例に係る駆動力伝達装置の断面図で
ある。

【図２】同駆動力伝達装置における図１の矢印２−２線
に沿っう断面図である。

【図３】同駆動力伝達装置の部分拡大断面図である。

【図４】同駆動力伝達装置の部分拡大断面図である。

【図５】同駆動力伝達装置のパイロットクラッチ機構を
構成するインナクラッチプレートの正面図である。

【図６】同駆動力伝達装置を搭載した車両の概略説明図
である。

【符号の説明】

１０…駆動力伝達装置、１０ａ…アウタハウジング、１
０ｂ…インナシャフト、１０ｃ…メインクラッチ機構、
１０ｄ…パイロットクラッチ機構、１０ｅ…カム機構、
１１ａ…ケース部、１１ｂ…カバー体、１１ｂ1…非磁
性部位、１１ｂ2…環状凹所、１１ｂ3…第２環状凹所、
１１ｃ…磁路調整部材、１２ａ…インナクラッチプレー
ト、１２ｂ…アウタクラッチプレート、１３…電磁石、
１３ａ…支持部材、１４…摩擦クラッチ、１４ａ…イン
ナクラッチプレート、１４ｂ…アウタクラッチプレー
ト、１４ａ1，１４ｂ1…長孔、１４ａ2，１４ａ3…欠歯
部、１５…アーマチャ、１６…第１カム部材、１７…第
２カム部材、１６ａ，１７ａ…カム溝、１８…カムフォ
ロアー、２１…トランスアクスル、２２…エンジン、２
３…フロントデファレンシャル、２４ａ…アクスルシャ
フト、２４ｂ…前輪、２５…第１プロペラシャフト、２
６…第２プロペラシャフト、２７…リアデファレンシャ
ル、２８ｂ…後輪。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 直行 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 島田 正幸 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 細川 隆司 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 鈴木 浩一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 大葉 充 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 池田 暁彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−25957（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−12763（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−61528（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−17422（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 27/10 B60K 17/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する
   内外両回転部材間に配設されて摩擦係合によりこれら両
   回転部材間のトルク伝達を行うメインクラッチ機構と、
   通電により作動して摩擦係合する電磁式のパイロットク
   ラッチ機構と、前記メインクラッチ機構と前記パイロッ
   トクラッチ機構間に位置し同パイロットクラッチ機構の
   摩擦係合力を前記メインクラッチ機構に対する押圧力に
   変換するカム機構を備え、前記パイロットクラッチ機構
   が、前記両回転部材間に配設された摩擦クラッチと、同
   摩擦クラッチの一側に配設された磁路形成部材と、同磁
   路形成部材に組付けられた電磁石と、前記摩擦クラッチ
   の他側に配設されて前記電磁石の吸引作用により移動し
   て前記摩擦クラッチを摩擦係合させるアーマチャにて構
   成されている駆動伝達装置において、前記磁路形成部材
   と前記電磁石との間に環状凹所を設けて、同環状凹所に
   リング状の磁路調整部材を、磁路面積が調整できるよう
   に進退可能に組付けたことを特徴とする駆動力伝達装
   置。