JP5267145B2 - トルク伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、トルク伝達装置に関する。

この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、出力軸（連結軸）に、軸方向のオイル流路と、この軸方向のオイル流路に連通する径方向のオイル流路とを形成し、軸方向のオイル流路がオイルポンプに接続されているものが開示されている。オイルポンプから吐出されたオイルは軸方向のオイル流路、径方向のオイル流路を経てベアリングやクラッチにオイルを供給している。

特開２００４−３６７７２号公報

回転部材が回転することによりオイルが掻き揚げられてハウジング内の部材の潤滑を行う。しかし、回転部材によるオイルの掻き揚げだけでは、オイルが供給されるのは外周に偏ってしまう。上記従来技術においては、ハウジングの外周に偏ったオイルを軸心に供給するためにオイルポンプを用いているが、部材の潤滑のためにオイルポンプを設けることとなり重量や容積が増加する問題があった。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、オイルポンプを用いることなく、軸心側の部材にもオイルを供給することができるトルク伝達装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明においては、ハウジングに形成され、ハウジングの軸方向に延びる軸方向油路と、軸方向油路に接続しハウジングの径方向に延びる径方向油路と、から成り、クラッチの外周側から電磁石の側面を経由してクラッチの内周側に連通する冷却油路を設け、径方向油路は、ハウジングを径方向から見たときに、軸方向油路のクラッチ側の開口部に対して、クラッチの回転方向にオフセットして形成し、軸方向油路は、クラッチの回転軸に対して、軸方向油路のクラッチ側の開口部から径方向油路に向かって傾斜して形成した。

よって、軸心側の部材にもオイルを供給することができる。

実施例１のトルク配分機構を適用した車両の全体構成図である 実施例１のトルク配分機構７の構成図である。 実施例１のハウジング周方向に切ったものを展開した図である。 実施例１のオイルの流れを説明する図である。 実施例２のハウジング周方向に切ったものを展開した図である。

［実施例１］
実施例１のトルク配分機構（トルク伝達装置）７の構成について説明する。

〔全体構成の概要〕
図１は、トルク配分機構７を適用した車両４３の全体構成図である。車両４３は、駆動力源であるエンジン１と、変速制御を行うトランスミッション２と、前輪４にのみトルクを伝達する二輪駆動と前輪４と後輪９とにトルクを伝達する四輪駆動とを切り替えるトランスファ３と、後輪９側にトルクを伝達するプロペラシャフト５と、プロペラシャフト５の回転をドライブシャフト８に伝達するファイナルドライブ６と、左右の後輪９に伝達するトルク配分制御を行うトルク配分機構７と、トルク配分機構７を制御するコントローラ１０とを有している。

二輪走行時には、トランスファ３はトランスミッション２からの出力トルクを前輪４にのみ伝達して前輪駆動となる。四輪走行時にはトランスファ３はトランスミッション２からの出力トルクを前輪４と後輪９とに伝達する。

〔トルク配分機構の構成〕
図２はトルク配分機構７の構成図であり、図２（ａ），（ｂ）はトルク配分機構７の径方向断面図、図２（ｃ）はトルク配分機構７の軸方向断面図である。なお、図２（ａ）は図２（ｃ）のA-A断面図、図２（ｂ）は図２（ｃ）のB-B断面図である。

トルク配分機構７は、ハウジング２７内に、ファイナルドライブ６側に接続するクラッチドラム２３と、ドライブシャフト８に連結する出力軸としてのアウトプットシャフト２５（出力軸）と、クラッチドラム２３とアウトプットシャフト２５との断接を行うメインクラッチ２０と、メインクラッチ２０の締結トルクを制御するパイロットクラッチ１３と、パイロットクラッチ１３の締結トルクを制御する電磁石２６とを有している。

ハウジング２７は軸方向の両端が開口しており、内部は中空に形成されている。ハウジング２７の中空部は、クラッチ収装部２７ｃと、クラッチ収装部２７ｃよりも小径のコイル装着部２７ｄが形成されている。

クラッチドラム２３の一端は入力軸としてのインプットシャフト４４（入力軸）と一体に形成され、またクラッチドラム２３の他端は軸方向に開口した有底カップ状に形成されている。このクラッチドラム２３の底部には貫通油路４０が形成されている。クラッチドラム２３はハウジング２７のクラッチ収装部２７ｃに収装され、インプットシャフト４４はハウジング２７の一方の開口部を貫通し外部に伸びて配置されている。

アウトプットシャフト２５は、ハウジング２７の他方の開口部からハウジング２７内部に挿入されている。アウトプットシャフト２５は、クラッチドラム２３の底部のベアリング装着部２３ａに装着されたベアリング３０と、ハウジング２７の他方の開口部から内側に延在して形成されたベアリング装着部２７ａに装着されたベアリング２９とによって回転自在に支持されている。またハウジング２７のベアリング装着部２７ａよりも外側にはシール装着部２７ｂが形成されており、このシール装着部２７ｂとアウトプットシャフト２５との間にはシール３６が装着されている。

パイロットクラッチ１３は、クラッチドラム２３の開口部側にスプライン係合されたドライブプレート１４と、ドライブプレート１４よりも底部側に配置されクラッチドラム２３にスプライン係合されたアーマチャ１２と、アウトプットシャフト２５に対して同軸上で相対回転するインプットカム１６と、このインプットカム１６にスプライン係合したドリブンプレート１５と、アーマチャ１２を吸引する電磁石２６を有している。またアウトプットシャフト２５にはロータ１１が一体回転可能に固定されており、このロータ１１とインプットカム１６との間にはスラストベアリング３７が設けられている。ロータ１１には、インプットカム１６よりも径方向外側に貫通油路３８が形成されている。電磁石２６はハウジング２７のコイル装着部２７ｄに装着されている。

メインクラッチ２０は、クラッチドラム２３の底部側にスプライン係合したドライブプレート２１と、アウトプットシャフト２５と一体回転するように固定されたハブ２４と、このハブ２４にスプライン係合したドリブンプレート２２とを有している。ハブ２４のパイロットクラッチ１３の反対側端部にはストッパ４１が固定されている。

パイロットクラッチ１３とメインクラッチ２０との間にはカム機構３９が配置されている。カム機構３９は、前述のインプットカム１６と、アウトプットシャフト２５に対して同軸上で相対回転するアウトプットカム１８と、インプットカム１６とアウトプットカム１８との間に配置されたボール１７とを有している。アウトプットカム１８の一側面側は、メインクラッチ２０の最外のドライブプレート２１に対向している。アウトプットカム１８の他側面側には、ボール１７が転動する溝が形成されている。この溝は、インプットカム１６がアウトプットカム１８に対して相対回転するほど浅くなるように形成されており、インプットカム１６とアウトプットカム１８とが相対回転するとボール１７によりアウトプットカム１８をメインクラッチ２０側に押圧するようになっている。

ハウジング２７のコイル装着部２７ｄには電磁石２６のコイルケース２８の外周に沿って、軸方向油路３２（冷却油路）と径方向油路３１（冷却湯路）とが形成されている。軸方向油路３２は、パイロットクラッチ１３に対向して開口している。また、ハウジング２７のクラッチ収装部２７ｃとクラッチドラム２３との間には軸方向油路３３と径方向油路３４が形成されている。図３は、ハウジング２７を軸方向油路３２の位置で周方向に切ったものを展開した図である。図３に示すように径方向油路３１はパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の回転方向に対して略垂直に形成されている。

〔クラッチの締結制御〕
以下に、メインクラッチ２０の締結を行う制御について説明する。
コントローラ１０により電磁石２６に指令電流が流されるとロータ１１を介して磁束が発生し、アーマチャ１２を電磁石２６側に吸引する。吸引されたアーマチャ１２によりパイロットクラッチ１３のドライブプレート１４とドリブンプレート１５とが締結し、パイロットトルク（締結トルク）が発生する。このとき、パイロットトルクに応じてクラッチドラム２３のトルクがインプットカム１６に伝達される。

インプットカム１６がアウトプットカム１８と相対回転することにより、ボール１７がアウトプットカム１８をメインクラッチ２０のストッパ４１側に押圧する。アウトプットカム１８の押圧により、メインクラッチのドライブプレート２１とドリブンプレート２２とが締結し、締結トルクが発生する。このとき締結トルクに応じてクラッチドラム２３のトルクがアウトプットシャフト２５に伝達される。

〔オイルの流れ〕
以下に、トルク配分機構７内のオイルの流れを説明する。図４はオイルの流れを説明する図である。図４において下方向に地面があるとし、オイルの油面が油面４２の位置にあるとする。

クラッチドラム２３が回転すると、クラッチ解放時にはクラッチドラム２３に設けたドライブプレート１４，２１によってオイルが上方に掻き揚げられる。掻き揚げられたオイルは、軸方向油路３３→径方向油路３４→貫通油路４０を経由してメインクラッチ２０やベアリング３０等に供給される。また、同じく掻き揚げられたオイルは、軸方向油路３３→軸方向油路３２→径方向油路３１を経由して電磁石２６の周囲、ベアリング２９に供給され、更に径方向油路３１→貫通油路３８を経由してパイロットクラッチ１３やカム機構３９に供給される。

〔作用〕
トルク配分機構７では、下部に貯留しているオイルをクラッチプレートが掻き揚げることにより上部に供給している。しかし、上部にオイルを掻き揚げただけでは軸心周辺の部材へのオイルの供給は十分ではない。特に回転しない電磁石２６は、上方側にあるコイルにはほとんどオイルが供給されないため、電磁石２６が高熱になるおそれがあった。オイルポンプを用いてシャフトの軸心からオイルを供給する方法もあるが、オイルポンプを別途設ける必要がある。さらに実施例１のファイナルドライブ６とドライブシャフト８との間に設けたトルク配分機構７にあっては、オイルポンプによりシャフトの軸心にオイルを供給することができない。

そこで実施例１のトルク伝達装置においては、クラッチドラム２３（パイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０）の外周側から電磁石２６の側面を経由してクラッチの内周側に連通する径方向油路３１、軸方向油路３２を設けた。
よって、電磁石２６のように軸心側にある部材にもオイルを供給することができ、オイルによる冷却を行うことができる。

〔効果〕
実施例１のトルク配分機構７の効果について以下に説明する。
（１）インプットシャフト４４とアウトプットシャフト２５との間のトルクの伝達を断接するとともに、ハウジング２７内に貯留したオイルを掻き揚げてハウジング２７内の部材を供給するパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０と、ハウジング２７に固定し、パイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の締結トルクを制御する電磁石２６と、パイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の外周側から電磁石２６の側面を経由してパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の内周側に連通する径方向油路３１、軸方向油路３２とを設けた。
よって、電磁石２６のように軸心側にある部材にもオイルを供給することができ、オイルによる冷却を行うことができる。

［実施例２］
実施例１では、軸方向油路３２をパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の回転方向に対して略垂直に形成したが、実施例２では軸方向油路３２をパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の回転方向に対して傾斜して設けた。

図５は、ハウジング２７を軸方向油路３２の位置で周方向に切ったものを展開した図である。図５に示すように軸方向油路３２はパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の回転方向に対して鋭角に形成されている。

オイルはパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の回転に連れまわるため、オイルの流れの方向はパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の回転方向に略一致する。パイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の回転方向に対して傾斜して軸方向油路３２を形成したため、オイルが軸方向油路３２に進入しやすくなり、電磁石２６の周囲に多くのオイルを供給することが可能となり、電磁石２６を効率良く冷却することができる。

〔効果〕
実施例２のトルク配分機構７の効果について以下に説明する。
（２）軸方向油路３２をパイロットクラッチ１３、メインクラッチ２０の回転方向に対して略鋭角となるように形成した。
よって、オイルが軸方向油路３２に進入しやすくなり、電磁石２６の周囲に多くのオイルを供給することが可能となり、電磁石２６を効率良く冷却することができる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１、２に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

実施例１，２のトルク配分機構７では、クラッチドラム２３にトルクを入力し、アウトプットシャフト２５にトルクを出力しているが、逆にアウトプットシャフト２５にトルクを入力し、クラッチドラム２３にトルクを出力するようにしても良い。
また実施例１，２のトルク配分機構７は、後輪９の左右輪トルク配分を行う装置として用いたが、前輪４の左右輪トルク配分を行う装置として用いても良いし、左右輪のトルク配分を行う装置に係らず、トルク伝達の断接を行う装置として用いるのであれば特に限定しない。

７ トルク配分機構
１３ パイロットクラッチ
２０ メインクラッチ
２３ クラッチドラム
２５ アウトプットシャフト（出力軸）
２６ 電磁石
２７ ハウジング
３１ 径方向油路（冷却油路）
３２ 軸方向油路（冷却油路）
３３ 軸方向油路
３４ 径方向油路
４４ インプットシャフト（入力軸）

Claims (2)

1. 入力軸と出力軸との間のトルクの伝達を断接するとともに、ハウジング内に貯留されたオイルを掻き揚げて前記ハウジング内の部材に供給するクラッチと、
   前記ハウジングに固定され、前記クラッチの締結トルクを制御する電磁石と、
   前記ハウジングに形成され、前記ハウジングの軸方向に延びる軸方向油路と、前記軸方向油路に接続し前記ハウジングの径方向に延びる径方向油路と、から成り、前記クラッチの外周側から前記電磁石の側面と前記ハウジングとの間を経由して前記クラッチの内周側に連通する冷却油路と、
   を設け、
   前記径方向油路は、前記ハウジングを径方向から見たときに、前記軸方向油路の前記クラッチ側の開口部に対して、前記クラッチの回転方向にオフセットして形成し、
   前記軸方向油路は、前記クラッチの回転軸に対して、前記軸方向油路のクラッチ側の開口部から前記径方向油路に向かって傾斜して形成したことを特徴とするトルク伝達装置
2. 請求項１に記載のトルク伝達装置において、
   前記軸方向油路の前記クラッチに対向する開口部は、前記クラッチの回転方向に対して鋭角となるように形成されていることを特徴とするトルク伝達装置。

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