JP4905036B2

JP4905036B2 - 駆動力伝達装置

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Publication number: JP4905036B2
Application number: JP2006269700A
Authority: JP
Inventors: 正勝可児; 明夫松本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2012-03-28
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Description

本発明は、駆動力伝達装置に関するものである。

従来、駆動力の入力により回転する筒状の外側回転部材と、該外側回転部材の筒内に回転自在に同軸配置された軸状の内側回転部材とを備え、これら外側回転部材と内側回転部材との間に設けられたクラッチ機構により前記外側回転部材及び内側回転部材をトルク伝達可能に連結可能とした駆動力伝達装置がある（例えば、特許文献１参照）。この駆動力伝達装置には、図７に示すカム機構が備えられている。このカム機構は、メインカム体８１とパイロットカム体８２との間に球状カム体８３を配設し、メインカム体８１とパイロットカム体８２との間にストッパ体８４を設け、捩りバネ８５によりメインカム体８１の突起８６とストッパ体８４の係止突起８７が係合するように付勢する。

パイロットカム体８２には、電磁クラッチによって接続されるパイロットクラッチを介して車両の前部に備えられたエンジン（何れも不図示）の回転が伝達され、該パイロットカム体８２に発生する回転トルクが捩りバネ８５の付勢力を上回って該パイロットカム体８２とメインカム体８１とが相対回転する。その相対回転により、両カム体８１，８２間に配設された球状カム体８３によってメインカム体８１が軸方向に移動してメイン摩擦クラッチ（図示略）に圧接力が発生してこれが接続され、後輪に駆動力が伝達される。一方、被牽引時には電磁クラッチがオフされ、後輪の回転によりパイロットクラッチに引きずりトルクが生じても、捩りバネ８５の付勢力以下のトルクではパイロットカム体８２とメインカム体８１との相対回転が規制されるため、メインクラッチに圧接力が生じることを防止できる。
特開２００４−１０８５７５号公報

ところで、上記のような駆動力伝達装置では、メイン摩擦クラッチの非係合時においてもクラッチプレート同士が擦れ合うことがある。また、その多くは、各クラッチプレート間に潤滑油が介在された所謂湿式クラッチとして構成されている。このため、緊急時に用いられるテンパータイヤ等の異径タイヤ装着時や急加速時に後輪よりも前輪の回転数が多くなった場合、クラッチプレートの間に介在された潤滑油の粘性に起因して一部のトルクが伝達されることがある。そして、これらが、引きずりトルクとなって、従動側に伝達されるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、前後輪の回転差に基づき発生する引きずりトルクを低減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。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、前輪に連結された第１回転部材と後輪に連結された第２回転部材との間に設けられて両回転部材間の駆動力の伝達を行うメインクラッチと、前記第１回転部材又は前記第２回転部材を介して伝達される回転トルクによって発生する第１カム部材と第２カム部材との相対回転により前記メインクラッチに軸方向の押圧力を発生するカム機構と、を備えた駆動力伝達装置において、前記カム機構は、ともに円盤状に形成された前記第１カム部材及び前記第２カム部材と、両カム部材の間に介在されたボール部材と、本体部がともに円形環状に形成され、前記第２カム部材に対して相対回転可能に組み付けられた正転用プレート及び逆転用プレートと、前記第１カム部材を中立位置に向けて付勢する第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材による付勢方向と逆方向であって、前記第２カム部材を中立位置に向けて付勢する第２の弾性部材と、を備え、前記正転用プレートの本体部から径方向外側に突出形成されている複数の正転用係止片が相対回転よって前記第２カム部材の周方向に沿って配列されている複数の係止部と係合することにより、前記第１の弾性部材による付勢方向において前記第１カム部材が中立位置を越えて前記第２カム部材と相対回転することを規制し、前記逆転用プレートの本体部から径方向外側に突出形成されている複数の逆転用係止片が相対回転よって前記第２カム部材の周方向に沿って配列されている複数の係止部と係合することにより、前記第２の弾性部材による付勢方向において前記第２カム部材が中立位置を越えて前記第１カム部材と相対回転する。

上記構成によれば、第１カム部材と第２カム部材とが確実に中立位置まで付勢されるため、前輪の回転数よりも後輪の回転数が大きいときと、後輪の回転数が前輪の回転数よりも大きいときにおいて、メインクラッチに対する押圧力の発生が抑えられ、引きずりトルクが低減される。

請求項２に記載の発明は、前記第１カム部材には、複数の係止突起が形成され、前記正転用プレート及び逆転用プレートの本体部には、前記係止突起と周方向において係合する係合凹部がそれぞれ形成され、前記正転用プレートの係合凹部は、前記第１カム部材の正転によって係合し、該第１カム部材が所定角度だけ逆転した後に係合するように形成され、一方、逆転用プレートの係合凹部は、前記第１カム部材の逆転によって係合し、該第１カム部材が所定角度だけ正転した後に係合するように形成されている。

請求項３に記載の発明は、前記第１の弾性部材による付勢力と、前記第２の弾性部材による付勢力とを互いに相違するように設定した。上記構成によれば、前輪の回転数よりも後輪の回転数が大きいときと、後輪の回転数が前輪の回転数よりも大きいときのそれぞれに対して発生する引きずりトルクを設定することができる。
請求項４に記載の発明は、前記両回転部材間に配置されたパイロットクラッチを更に備え、前記パイロットクラッチは、前記第１回転部材と前記カム機構との間で駆動力の伝達を制御し、前記パイロットクラッチは、電磁クラッチ、前記第１回転部材内に支持されたアーマチャ、前記第１回転部材に係合されたアウタクラッチ、及び前記カム機構に係合されたインナクラッチを含み、前記アーマチャがアウタクラッチ及びインナクラッチを摩擦係合させるよう電磁石により吸引されたとき、前記第１回転部材及び前記カム機構は、それらの間にトルクを伝達可能とするよう互いに連結されている。上記構成によれば、パイロットクラッチの作動を通じてメインクラッチの作動、即ち、第１回転部材と第２回転部材との間で伝達可能な駆動力を自在に制御可能となっている。

本発明によれば、前後輪の回転差に基づき発生する引きずりトルクの低減が可能な駆動力伝達装置を提供することができる。

以下、本発明を、４輪駆動車両の前後輪間での駆動力伝達を行う駆動力伝達装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す駆動力伝達装置１０は、前輪にエンジンや電気モータ等の駆動源の駆動力が常時伝達され、車両の走行状態に応じて必要時に後輪にも駆動力が配分される前輪駆動ベースの四輪駆動車両に用いられている。この四輪駆動車両の概略を説明すると、車両の前部に搭載された駆動源の駆動力は、トランスファを介して前輪のアクスルシャフトに伝達され、前輪を駆動する。また、トランスファはドライブシャフトを介して駆動力伝達装置１０にも連結され、駆動力伝達装置１０はトライブピニオンシャフト及びデファレンシャルギヤを介して後輪のアクスルシャフトに連結されている。この駆動力伝達装置１０によってドライブシャフトとドライブピニオンシャフトとがトルク伝達可能に連結され、エンジンの駆動力はアクスルシャフトに伝達され、後輪を駆動する。

駆動力伝達装置１０は、有底筒状に形成された第１回転部材としてのフロントハウジング１１と、中空軸状に形成されてフロントハウジング１１の筒内に回転自在に同軸配置された第２回転部材としてのインナシャフト１２とを備えている。

フロントハウジング１１の底部１１ａには、連結部としてのネジ孔１３が形成されており、同フロントハウジング１１は、このネジ孔１３によってプロペラシャフト（図示略）と連結されることにより、駆動源であるエンジン（図示略）の発生する駆動力に基づき回転する。尚、フロントハウジング１１に連結部として外周にスプラインを有する軸状の連結部を立設し、この連結部によりプロペラシャフトと連結してもよい。

また、フロントハウジング１１の開口端１１ｂには、環状のリヤハウジング１４が嵌着されており、インナシャフト１２は、その一端がリヤハウジング１４の中央孔１４ａに挿通された状態で、同中央孔１４ａに設けられた軸受１５及びフロントハウジング１１の筒内に設けられたボール軸受１６により回転自在に支承されている。そして、そのリヤハウジング１４側（同図中、右側）の軸端内周には、図示しないリヤディファレンシャルとの連結部（スプライン嵌合部）１７が形成されている。

また、フロントハウジング１１の筒内には、フロントハウジング１１とインナシャフト１２とをトルク伝達可能に連結可能なクラッチ機構としてのメインクラッチ２１と、このメインクラッチ２１の軸方向、リヤハウジング１４側に並置されたパイロットクラッチ２２とが設けられている。また、フロントハウジング１１の筒内には、これらメインクラッチ２１とパイロットクラッチ２２との間に介在されたカム機構２３が設けられている。

メインクラッチ２１には、軸方向に移動可能に設けられた複数のアウタクラッチプレート２１ａ及びインナクラッチプレート２１ｂを交互に配置してなる多板式の摩擦クラッチが採用されている。具体的には、各アウタクラッチプレート２１ａはフロントハウジング１１の内周に、各インナクラッチプレート２１ｂはインナシャフト１２の外周にスプライン嵌合されることにより、それぞれ軸方向に移動可能、且つ対応するフロントハウジング１１又はインナシャフト１２と一体回転可能に設けられている。メインクラッチ２１は、これら各アウタクラッチプレート２１ａ及びインナクラッチプレート２１ｂが軸方向に押圧され、互いに摩擦係合することにより、フロントハウジング１１とインナシャフト１２とを結合、即ちトルク伝達可能に連結するように構成されている。

図２に示すように、カム機構２３は、第１カム部材としてのパイロットカム３１と、第２カム部材としてのメインカム３２と、両カム３１，３２の間に介在されたボール部材３３とを備えてなる。パイロットカム３１は、インナシャフト１２に支承されることにより回転中心線１２ａを中心として回転自在に設けられ、メインカム３２は、インナシャフト１２の外周にスプライン嵌合されることにより回転中心線１１ｃを中心として同インナシャフト１２と一体回転可能、且つ軸方向に移動可能に設けられている。

パイロットカム３１及びメインカム３２は、ともに円盤状に形成され、パイロットカム３１はリヤハウジング１４側に、メインカム３２はメインクラッチ２１側に配置されている。パイロットカム３１の外周面はインナクラッチプレート２２ｂの内周端とスプライン嵌合し、メインカム３２はインナシャフト１２の外周にスプライン嵌合している。パイロットカム３１及びメインカム３２の対向面のそれぞれには、複数のカム面３４，３５が互いに対向するように形成されており、ボール部材３３は、これら対向する各カム面３４，３５内に配置された状態でパイロットカム３１及びメインカム３２により挟持されている。そして、カム機構２３は、パイロットカム３１とメインカム３２とが相対回転することにより、これらパイロットカム３１とメインカム３２との間が離間、即ちメインカム３２がメインクラッチ２１側に軸方向移動するように構成されている。

また、第２クラッチとしてのパイロットクラッチ２２には、上記メインクラッチ２１と同様に、軸方向に移動可能に設けられた複数のアウタクラッチプレート２２ａ及びインナクラッチプレート２２ｂを交互に配置してなる多板式の摩擦クラッチが採用されている。具体的には、各アウタクラッチプレート２２ａは、フロントハウジング１１の内周に、インナクラッチプレート２２ｂはパイロットカム３１の外周にスプライン嵌合されることにより、それぞれ軸方向に移動可能、且つ対応するフロントハウジング１１又はパイロットカム３１と一体回転可能に設けられている。そして、パイロットクラッチ２２は、これら各アウタクラッチプレート２２ａ及びインナクラッチプレート２２ｂが軸方向に押圧され、互いに摩擦係合することにより、フロントハウジング１１とパイロットカム３１とをトルク伝達可能に連結するように構成されている。

即ち、メインカム３２との間にボール部材３３を挟持したパイロットカム３１は、パイロットクラッチ２２の非作動時、同メインカム３２、即ちインナシャフト１２に連れて回転する状態となっており、フロントハウジング１１とパイロットカム３１との間には、同フロントハウジング１１とインナシャフト１２との回転差に相当する回転差が生ずることとなる。そして、パイロットクラッチ２２は、その作動により、フロントハウジング１１とパイロットカム３１とをトルク伝達可能に連結することで、フロントハウジング１１とインナシャフト１２（パイロットカム３１）との回転差に基づくトルクをカム機構２３に伝達するようになっている。

つまり、駆動力伝達装置１０では、パイロットクラッチ２２の作動により、フロントハウジング１１とインナシャフト１２との回転差に基づくトルクがカム機構２３に伝達され、カム機構２３は、そのトルクにより生ずるパイロットカム３１とメインカム３２との間の回転差に基づいて同メインカム３２を軸方向メインクラッチ側に移動させる。即ち、カム機構２３は、パイロットクラッチ２２を介して伝達されたフロントハウジング１１とインナシャフト１２との回転差に基づくトルクを軸方向の押圧力に変換する。そして、そのメインカム３２がメインクラッチ２１を押圧することにより、同メインクラッチ２１が作動、即ちフロントハウジング１１とインナシャフト１２とがトルク伝達可能に連結されるように構成されている。

図１に示すように、パイロットクラッチ２２は、電磁石２２ｃを駆動源とする電磁クラッチとして構成されている。具体的には、リヤハウジング１４には、フロントハウジング１１の筒外（反フロントハウジング側、図１中右側）に開口する環状溝２２ｄが形成されており、電磁石２２ｃは、この環状溝２２ｄ内に収容されている。尚、本実施形態では、リヤハウジング１４には、その中央孔１４ａから軸方向、反フロントハウジング側に延びる円筒部１４ｂが設けられており、電磁石２２ｃは、この円筒部１４ｂに設けられたボール軸受２４によりリヤハウジング１４（及びフロントハウジング１１）と相対回転可能に支承されている。

また、フロントハウジング１１の筒内には、円環状に形成されたアーマチャ２２ｅが、同アーマチャ２２ｅとリヤハウジング１４との間に上記アウタクラッチプレート２２ａ及びインナクラッチプレート２２ｂを挟む位置において、軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。そして、本実施形態のパイロットクラッチ２２は、このアーマチャ２２ｅが、電磁石２２ｃの電磁力に吸引され、リヤハウジング１４との間に各アウタクラッチプレート２２ａ及びインナクラッチプレート２２ｂを挟み込むように移動することにより、該各アウタクラッチプレート２２ａ及びインナクラッチプレート２２ｂが摩擦係合するように構成されている。

このように、駆動力伝達装置１０では、電磁石２２ｃに対する電力供給を通じてパイロットクラッチ２２の作動（摩擦係合力）を制御することが可能である。そして、このパイロットクラッチ２２の作動を通じてメインクラッチ２１の作動、即ち、フロントハウジング１１とインナシャフト１２との間で伝達可能な駆動力を自在に制御可能な構成となっている。

次に、カム機構２３の構成を詳述する。
図３に示すように、メインカム３２は、インナシャフト１２が挿入されたボス壁部４１と、このボス壁部４１の外周部から半径方向へ延びる端壁部４２と、この端壁部４２の外周部でボス壁部４１に面して突設された外周壁部４３と、この外周壁部４３とボス壁部４１との間に形成された収容室４４とを備えている。ボス壁部４１には、カム面３５が形成されている。パイロットカム３１には、カム面３５と相対向してカム面３４が形成されている（図２参照）。両カム面３４，３５は、図１に示す回転中心線１１ｃ，１２ａを中心とする回転方向へ等間隔で複数組並設されている。この各組の両カム面３４，３５間には球状のボール部材３３（連動体）がそれらのカム面３４，３５に接触し得るように嵌め込まれている。これらのカム面３４，３５において回転方向Ｒで切断した断面形状は、一対の半円錐面をそれらの底側で回転方向Ｒへ重ねた形状になっている。この両カム面３４，３５の内側円弧面の半径は、互いにほぼ等しくなっているとともに、ボール部材３３の外周球面の半径ともほぼ等しく設定されている。

収容室４４内には、複数（本実施形態では６個）の係止部４５ａ〜４５ｆがメインカム３２の周方向に沿って配列されている。各係止部４５ａ〜４５ｆは、外周壁部４３から径方向内側に沿って延びる板状に形成されている。この収容室４４には、正転用プレート４６、逆転用プレート４７が嵌め込まれ、メインカム３２に対して相対回転可能に組み付けられている。また、収容室４４には円形環状に形成されたフタ部材４８が嵌め込まれている。

正転用プレート４６の本体部５１は円形環状に形成され、該本体部５１から径方向外側に向かって複数（本実施形態では２個）の正転用係止片５２ａ，５２ｂが突出形成されている。また、本体部５１の外周側端部からメインカム３２に向かって延びる環状規制部５３が円筒状に形成されている。環状規制部５３は、メインカム３２の係止部４５ａ〜４５ｆより径方向内側に挿入されるように形成されている。

逆転用プレート４７の本体部５４は円形環状に形成され、該本体部５４から径方向外側に向かって複数（本実施形態では４個）の逆転用係止片５５ａ〜５５ｄが突出形成されている。

図５（ａ）（ｂ）に示すように、各正転用係止片５２ａ，５２ｂと、逆転用係止片５５ａ〜５５ｄは、それぞれがメインカム３２の各係止部４５ａ〜４５ｆの間に配置されている。正転用プレート４６の環状規制部５３は、メインカム３２の端壁部４２及び外周壁部４３と、フタ部材４８ととにより、各係止部４５ａ〜４５ｆ間にバネ収容室を形成し、図４に示すように、各バネ収容室にはそれぞれ付勢部材としてのコイルバネ５７ａ〜５７ｆが収容されている。各コイルバネ５７ａ〜５７ｆは圧縮コイルバネであり、各係止部４５ａ〜４５ｆ間にそれぞれ配置された係止片５２ａ，５２ｂ，５５ａ〜５５ｄと、各係止部４５ａ〜４５ｆとを周方向に沿って相対的に付勢する。

例えば、第１の弾性部材としてのコイルバネ５７ａ，５７ｄは、メインカム３２と正転用プレート４６とを、相対的に逆方向に回転するように付勢する。正転用プレート４６の係止片５２ａ，５２ｂは、相対回転よってメインカム３２の第１の係止機構としての係止部４５ｂ，４５ｅと係合する。従って、係止部４５ｂ，４５ｅは、メインカム３２と正転用プレート４６との相対回転を規制する。

同様に、第２の弾性部材としてのコイルバネ５７ｂ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆは、メインカム３２と逆転用プレート４７とを、相対的に逆方向に回転するように付勢する。尚、正転用プレート４６の回転方向と、逆転用プレート４７の回転方向は逆となるように、各コイルバネ５７ａ〜５７ｆが配設されている。そして、逆転用プレート４７の係止片５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、相対回転よってメインカム３２の第２の係止機構としての係止部４５ｂ，４５ｃ，４５ｅ，４５ｆと係合する。従って、係止部４５ｂ，４５ｃ，４５ｅ，４５ｆは、メインカム３２と逆転用プレート４７との相対回転を規制する。

メインカム３２の外周壁部４３にはスナップリング４９（規制体）が嵌め込まれている。このスナップリング４９は、正転用プレート４６、逆転用プレート４７、及びフタ部材４８をメインカム３２の端壁部４２との間で挟んで、プレート４６，４７、フタ部材４８及びコイルバネ５７ａ〜５７ｆがメインカム３２に対し軸方向へ移動するのを規制する。これらプレート４６，４７、フタ部材４８、コイルバネ５７ａ〜５７ｆ及びスナップリング４９は、メインカム３２とともに軸方向へ一体的に移動し得る。

パイロットカム３１にはメインカム３２に向かって複数（本実施形態では２個であり、図３では１個のみが表されている）の係止突起５８（係止部）が形成され、正転用プレート４６の本体部５１と逆転用プレート４７の本体部５４には、係止突起５８と周方向において係合する係合凹部６１，６２が形成されている。正転用プレート４６の本体部５１に形成された係合凹部６１は、図５（ａ）に示すように、図に示した位置から、パイロットカム３１の正転（図において反時計方向の回転）によって係合し、パイロットカム３１が所定角度だけ逆転（図において時計方向の回転）した後に係合するように形成されている。一方、逆転用プレート４７の本体部５４に形成された係合凹部６２は、図５（ｂ）に示すように、図に示した位置から、パイロットカム３１の逆転によって係合し、パイロットカム３１が所定角度だけ正転した後に係合するように形成されている。

正転用プレート４６と逆転用プレート４７は、コイルバネ５７ａ〜５７ｆによってメインカム３２に対して互いに逆方向に回転するように付勢されている。従って、パイロットカム３１は、コイルバネ５７ａ〜５７ｆによって、図５（ａ）（ｂ）に示すように、両プレート４６，４７と係合しない位置に付勢される。このとき、メインカム３２及びパイロットカム３１は、互いのカム面３５とカム面３４（図２参照）の間に配設されたボール部材３３によって、軸方向の移動力が発生しない状態となる。この時のメインカム３２及びパイロットカム３１の位置を、中立位置という。

メインカム３２とパイロットカム３１とが相対回転した場合、その回転角度差に応じて互いのカム面３４，３５とボール部材３３とによってメインカム３２を軸方向に移動させる力が発生する。そして、各コイルバネ５７ａ〜５７ｆは、正転用プレート４６又は逆転用プレート４７を介して、メインカム３２及びパイロットカム３１を中立位置に向かって付勢する。

例えば、図５（ａ）において、パイロットカム３１が正転（図において反時計方向に回転）した場合、そのパイロットカム３１の係止突起５８は、正転用プレート４６の係合凹部６１と係合してその正転用プレート４６を正転させる。このとき、正転用プレート４６の係止片５２ａ，５２ｂとメインカム３２の係止部４５ａ，４５ｄとの間に配設されたコイルバネ５７ａ，５７ｄは、正転用プレート４６をパイロットカム３１の回転方向と逆方向に、メインカム３２をパイロットカム３１の回転方向と同方向に付勢する。つまり、コイルバネ５７ａ，５７ｄは、カム機構２３を、中立位置に向かって付勢する。そして、正転用プレート４６の係止片５２ａ，５２ｂがメインカム３２の係止部４５ｂ，４５ｅと係合すると、それ以上付勢されない。従って、係止部４５ｂ，４５ｅは、正転用プレート４６の係止片５２ａ，５２ｂと係合することで、メインカム３２とパイロットカム３１とが中立位置を越えて相対回転するのを規制する。

同様に、図５（ｂ）において、パイロットカム３１が逆転（図において時計方向に回転）した場合、コイルバネ５７ａ〜５７ｆは、メインカム３２をパイロットカム３１と同方向に向かって付勢する、つまり、カム機構２３を中立位置に向かって付勢する。そして、逆転用プレート４７の係止片５５ａ〜５５ｄがメインカム３２の係止部４５ｂ，４５ｃ，４５ｅ，４５ｆと係合することにより、メインカム３２とパイロットカム３１とが中立位置を越えて相対回転することが規制される。尚、メインカム３２が回転した場合においても上記と同様になるため、説明を省略する。

尚、本実施形態のカム機構２３において、正転用プレート４６を付勢するために２本のコイルバネ５７ａ，５７ｄを備え、逆転用プレート４７を付勢するために４本のコイルバネ５７ｂ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆを備えた。各プレート４６，４７に対するコイルバネの本数は、メインカム３２とパイロットカム３１とを中立位置に向かって付勢する付勢力に差を持たせるためである。つまり、コイルバネの本数によって、正転用プレート４６とメインカム３２との間に発生する付勢力に比べて、逆転用プレート４７とメインカム３２との間に発生する付勢力を大きくしている。これにより、正転用プレート４６に加わる回転トルクに対して、より大きな回転トルクが逆転用プレート４７に加わらないと、メインカム３２が移動しない。つまり、正転用プレート４６によるメインカム３２の移動に対して、逆転用プレート４７によりメインカム３２が移動し難くしている。言い換えれば、メインカム３２とパイロットカム３１の相対移動に、より大きな回転トルクを必要としている。

上記のように構成された駆動力伝達装置１０において、例えばコイルバネ５７ａ〜５７ｆの弾性力に対して小さな回転トルクｔがパイロットカム３１に加わると、コイルバネ５７ａ〜５７ｆがメインカム３２を中立位置に向かって付勢するため、図６（ａ）に示すように、パイロットカム３１とメインカム３２とが相対的な角度差を持たずに回転する。このため、メインカム３２には軸方向に向かって移動する力が発生しない。

図６（ｂ）に示すように、パイロットカム３１に対してコイルバネ５７ａ，５７ｄの弾性力に抗する回転トルクＴ１が加わると、パイロットカム３１とメインカム３２との間に相対角度差が発生し、ボール部材３３がカム面３４，３５に対して相対移動して、メインカム３２に軸方向への移動力が発生する。このメインカム３２の移動によって、メインクラッチ２１が接続され、駆動力が伝達される。

図６（ｃ）に示すように、パイロットカム３１に対してコイルバネ５７ｂ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆの弾性力に抗する回転トルクＴ２が加わると、パイロットカム３１とメインカム３２との間に相対角度差が発生し、ボール部材３３がカム面３４，３５に対して相対移動して、メインカム３２に軸方向への移動力が発生する。このメインカム３２の移動によって、メインクラッチ２１が接続され、駆動力が伝達される。

前輪と後輪の回転数の差によって、回転トルクが発生する。例えば、被牽引時のようにパイロットクラッチ２２がオフされ、前輪の回転数に対して後輪の回転数が大きくなると、後輪の回転によりパイロットクラッチ２２に引きずりトルクが発生する。この引きずりトルクによってパイロットカム３１が回転され、逆転用プレート４７が回転する。この時、引きずりトルクがコイルバネ５７ｂ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆの弾性力よりも小さいため、コイルバネ５７ｂ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆによってメインカム３２が中立方向に向かって付勢され、パイロットカム３１とメインカム３２との相対回転が規制される。従って、メインクラッチ２１に圧接力が生じることを防止できる。

逆に、急発進時や異径タイヤの装着などによって後輪に対して前輪の回転数が大きくなると、前輪の回転によりパイロットクラッチ２２に引きずりトルクが発生し、この引きずりトルクによってパイロットカム３１が回転され、正転用プレート４６が回転する。このとき、引きずりトルクがコイルバネ５７ａ，５７ｄの弾性力よりも小さいため、コイルバネ５７ａ，５７ｄによってメインカム３２が中立方向に向かって付勢され、パイロットカム３１とメインカム３２との相対回転が規制される。従って、メインクラッチ２１に圧接力が生じることを防止できる。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）カム機構２３は正転用プレート４６と逆転用プレート４７とを備え、各プレート４６，４７をコイルバネ５７ａ〜５７ｆによって、互いに逆方向に付勢するようにした。前輪の回転数に対して後輪の回転数が大きくなると、逆転用プレート４７が回転し、その逆転用プレート４７の回転に対してコイルバネ５７ｂ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆによって中立位置に向かって付勢されたメインカム３２が逆転用プレート４７と一体的に回転し、パイロットカム３１とメインカム３２との相対回転が規制される。後輪の回転数に対して前輪の回線数が大きくなると、正転用プレート４６が回転し、その正転用プレートの回転に対してコイルバネ５７ａ，５７ｄによって中立位置に向かって付勢されたメインカム３２が正転用プレート４６と一体的に回転し、パイロットカム３１とメインカム３２との相対回転が規制される。この構成により、前後輪の回転数の差によって発生するパイロットカム３１とメインカム３２との相対回転が規制される。このため、メインクラッチ２１に対する圧接力の発生を防ぎ、メインクラッチ２１におけるひきずりトルクを低減することができる。そして、引きずりトルクを低減することにより、パイロットクラッチ２２をオフした時のエンジンに対する負荷を少なくすることができ、燃費向上を図ることができる。

また、引きずりトルクが低減されるため、前輪と後輪とに対する制御性がよくなる。例えば、前輪と後輪とに対するブレーキ力をそれぞれ制御する場合、引きずりトルクが制御に加わらない、又は影響が少なくなるため、その制御を容易に行うことができるようになる。

（２）メインカム３２と正転用プレート４６との間の付勢力と、メインカム３２と逆転用プレート４７との間の付勢力を相違するようにした。その結果、前輪の回転数が後輪の回転数よりも多い場合と、後輪の回転数が前輪の回転数よりも多い場合とで、発生する引きずりトルクを変更することができる。

（３）メインカム３２と正転用プレート４６との間に介在させるコイルバネ５７ａ，５７ｂの本数と、メインカム３２と逆転用プレート４７との間に介在させるコイルバネ５７ｂ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆの本数とを異ならせることにより、メインカム３２と正転用プレート４６との間の付勢力と、メインカム３２と逆転用プレート４７との間の付勢力を相違するようにした。その結果、それぞれの付勢力を容易に設定することができる。

（４）正転用プレート４６にあっては、係止片５２ａ，５２ｂがメインカム３２の係止部４５ｂ，４５ｅと係合することにより中立位置以上の付勢が規制され、逆転用プレート４７にあっては、係止片５５ａ〜５５ｄがメインカム３２の係止部４５ｂ，４５ｃ，４５ｅ，４５ｆと係合することにより中立位置以上の付勢が規制される。従って、メインカム３２とパイロットカム３１を確実に中立位置まで付勢することができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態は、駆動力伝達装置を前輪駆動ベースの四輪駆動車に適用した場合について説明したが、エンジンが車両の後部に搭載された後輪駆動ベースの四輪駆動車に適用してもよい。

・本実施形態では、メインカム３２と正転用プレート４６との間、メインカム３２と逆転用プレート４７との間に介在させるコイルバネの本数をそれぞれ相違させることにより、それぞれに対して発生する付勢力を相違させるようにしたが、コイルバネの本数と長さと太さのうちの少なくとも１つを変更することにより、付勢力を相違させるようにしてもよい。

・本実施形態では、コイルバネ５７ａ〜５７ｆによって、メインカム３２とプレート４６，４７との間に付勢力を発生させるようにしたが、捩りバネによって付勢力を発生させるようにしてもよい。

・本実施形態では、ボール部材３３とカム面３４，３５によって、パイロットカム３１とメインカム３２との相対角度に応じて該メインカム３２を移動させてメインクラッチ２１に対する押圧力を発生させたが、その他の構成によるカム機構を用いてもよい。例えば、パイロットカム３１とメインカム３２とに、周方向において互いに当接する傾斜面を設け、その傾斜面によってメインカム３２が軸方向に移動するカム機構を用いてもよい。

一実施形態の駆動力伝達装置を示す断面図である。駆動力伝達装置の部分拡大断面図である。カム機構の分解斜視図である。カム機構の一部分解斜視図である。（ａ）（ｂ）はカム機構の断面図である。（ａ）〜（ｃ）はカム機構の動作説明図である。従来のカム機構の分解斜視図である。

符号の説明

２１…メインクラッチ、２２…パイロットクラッチ、２３…カム機構、３１…パイロットカム、３２…メインカム、３３…ボール部材、４６…正転用プレート、４７…逆転用プレート、５７ａ〜５７ｅ…コイルバネ、４５ａ〜４５ｆ…係止部、５２ａ，５２ｂ…係止片、５５ａ〜５５ｄ…係止片。

Claims

前輪に連結された第１回転部材と後輪に連結された第２回転部材との間に設けられて両回転部材間の駆動力の伝達を行うメインクラッチと、
前記第１回転部材又は前記第２回転部材を介して伝達される回転トルクによって発生する第１カム部材と第２カム部材との相対回転により前記メインクラッチに軸方向の押圧力を発生するカム機構と、を備えた駆動力伝達装置において、
前記カム機構は、
ともに円盤状に形成された前記第１カム部材及び前記第２カム部材と、両カム部材の間に介在されたボール部材と、本体部がともに円形環状に形成され、前記第２カム部材に対して相対回転可能に組み付けられた正転用プレート及び逆転用プレートと、前記第１カム部材を中立位置に向けて付勢する第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材による付勢方向と逆方向であって、前記第２カム部材を中立位置に向けて付勢する第２の弾性部材と、を備え、
前記正転用プレートの本体部から径方向外側に突出形成されている複数の正転用係止片が相対回転よって前記第２カム部材の周方向に沿って配列されている複数の係止部と係合することにより、前記第１の弾性部材による付勢方向において前記第１カム部材が中立位置を越えて前記第２カム部材と相対回転することを規制し、
前記逆転用プレートの本体部から径方向外側に突出形成されている複数の逆転用係止片が相対回転よって前記第２カム部材の周方向に沿って配列されている複数の係止部と係合することにより、前記第２の弾性部材による付勢方向において前記第２カム部材が中立位置を越えて前記第１カム部材と相対回転することを特徴とする駆動力伝達装置。
前記第１カム部材には、複数の係止突起が形成され、前記正転用プレート及び逆転用プレートの本体部には、前記係止突起と周方向において係合する係合凹部がそれぞれ形成され、
前記正転用プレートの係合凹部は、前記第１カム部材の正転によって係合し、該第１カム部材が所定角度だけ逆転した後に係合するように形成され、
一方、逆転用プレートの係合凹部は、前記第１カム部材の逆転によって係合し、該第１カム部材が所定角度だけ正転した後に係合するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の駆動力伝達装置。
前記第１の弾性部材による付勢力と、前記第２の弾性部材による付勢力とを互いに相違するように設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の駆動力伝達装置。
前記両回転部材間に配置されたパイロットクラッチを更に備え、
前記パイロットクラッチは、前記第１回転部材と前記カム機構との間で駆動力の伝達を制御し、
前記パイロットクラッチは、電磁クラッチ、前記第１回転部材内に支持されたアーマチャ、前記第１回転部材に係合されたアウタクラッチ、及び前記カム機構に係合されたインナクラッチを含み、
前記アーマチャがアウタクラッチ及びインナクラッチを摩擦係合させるよう電磁石により吸引されたとき、前記第１回転部材及び前記カム機構は、それらの間にトルクを伝達可能とするよう互いに連結されていることを特徴とする請求項１記載の駆動力伝達装置。