JP2014163493A - Drive force transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータのトルクによって作動するクラッチを備えた駆動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a driving force transmission device including a clutch that is operated by torque of an electric motor.
従来、電動モータのトルクによって作動するクラッチを備え、このクラッチによって一対の駆動軸の間で駆動力を伝達する駆動力伝達装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a driving force transmission device that includes a clutch that is operated by the torque of an electric motor and that transmits a driving force between a pair of driving shafts using the clutch (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の駆動力伝達装置は、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車に搭載され、同軸上で相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、外側回転部材と共に回転するアウタクラッチプレート及び内側回転部材と共に回転するインナクラッチプレートからなるクラッチと、制御装置から電流の供給を受けてトルクを発生する電動モータと、電動モータの出力軸の回転を減速する減速機構と、減速機構の出力によってアウタクラッチプレート及びインナクラッチプレートを摩擦係合させるカム推力を発生するカム機構とを有している。
The driving force transmission device described in
電動モータに電流が供給されると、減速機構及びカム機構の作動によってアウタクラッチプレートとインナクラッチプレートとが摩擦係合し、外側回転部材に連結された駆動源側の駆動軸(プロペラシャフト)と内側回転部材に連結された駆動軸(リヤ側ディファレンシャル装置のピニオンシャフト)との間で駆動力が伝達される。これにより、補助駆動輪である後輪側に駆動力が伝達され、四輪駆動状態となる。 When an electric current is supplied to the electric motor, the outer clutch plate and the inner clutch plate are frictionally engaged by the operation of the speed reduction mechanism and the cam mechanism, and the drive shaft (propeller shaft) on the drive source side connected to the outer rotating member; A driving force is transmitted to a driving shaft (pinion shaft of the rear differential device) connected to the inner rotating member. As a result, the driving force is transmitted to the rear wheel, which is the auxiliary driving wheel, and a four-wheel driving state is established.
特許文献1に記載の駆動力伝達装置では、四輪駆動状態での走行中、電動モータが常にトルクを発生している。このため、電動モータの巻線に発生するジュール熱によって電動モータの温度が上昇するので、熱による損傷を防ぐべく、例えば四輪駆動状態での連続走行時間に制限を設ける等の対策が必要となる場合がある。
In the driving force transmission device described in
そこで、本発明は、クラッチを作動させる電動モータの温度上昇を抑制することが可能な駆動力伝達装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a driving force transmission device capable of suppressing a temperature increase of an electric motor that operates a clutch.
本発明は、上記目的を達成するために、[1]〜[4]の駆動力伝達装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the driving force transmission devices [1] to [4].
[1]同一軸線上で相対回転可能に配置され、軸方向に押圧されることにより互いに摩擦係合する第1及び第2の摩擦部材を有するクラッチと、電動モータと、前記電動モータのトルクを前記第1及び第2の摩擦部材を押圧する押圧力に変換する変換機構と、前記電動モータを冷却する冷却風を発生させる冷却ファンとを備え、前記冷却ファンは、前記第1及び第2の摩擦部材のうち一方の摩擦部材と相対回転不能に連結された駆動力伝達部材の回転に連動して回転する、駆動力伝達装置。 [1] A clutch having first and second friction members that are disposed so as to be relatively rotatable on the same axis and are frictionally engaged with each other when pressed in the axial direction, an electric motor, and torque of the electric motor A conversion mechanism that converts pressure to press the first and second friction members; and a cooling fan that generates cooling air that cools the electric motor. The cooling fan includes the first and second cooling members. A driving force transmission device that rotates in conjunction with a rotation of a driving force transmission member that is coupled to one of the friction members so as not to be relatively rotatable.
[2]前記冷却風を前記電動モータ側に導くガイド部材をさらに備えた、[1]に記載の駆動力伝達装置。 [2] The driving force transmission device according to [1], further including a guide member that guides the cooling air to the electric motor side.
[3]前記冷却ファンは、前記駆動力伝達部材の外周に固定された複数の羽根を有する、[1]又は[2]の何れかに記載の駆動力伝達装置。 [3] The driving force transmission device according to any one of [1] or [2], wherein the cooling fan includes a plurality of blades fixed to an outer periphery of the driving force transmission member.
[4]前記電動モータは、その回転軸線が前記第1及び第2の摩擦部材の回転軸線と平行となるように配置され、前記冷却ファンは、その少なくとも一部が前記電動モータと前記駆動力伝達部材との間に介在して配置された、[1]乃至[3]の何れか1つに記載の駆動力伝達装置。 [4] The electric motor is arranged so that the rotation axis thereof is parallel to the rotation axes of the first and second friction members, and at least a part of the cooling fan is connected to the electric motor and the driving force. The driving force transmission device according to any one of [1] to [3], which is disposed between the transmission member and the transmission member.
本発明によれば、クラッチを作動させる電動モータの温度上昇を抑制することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the temperature rise of the electric motor which operates a clutch.
[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, a driving force transmission device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の概略構成図である。四輪駆動車200は、駆動力伝達系201、駆動源としてのエンジン202、トランスミッション203、主駆動輪としての前輪204L,204R、及び補助駆動輪としての後輪205L,205Rを備えている。なお、各図において、符号中の文字「L」は四輪駆動車200の前進方向に対する左側、文字「R」は四輪駆動車200の前進方向に対する右側の意味で使用している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive vehicle equipped with a driving force transmission device according to the present embodiment. The four-wheel drive vehicle 200 includes a drive force transmission system 201, an engine 202 as a drive source, a transmission 203,
駆動力伝達系201は、四輪駆動車200におけるトランスミッション203側から後輪205L,205R側に至る駆動力伝達経路にフロントディファレンシャル206及びリヤディファレンシャル207と共に配置され、かつ四輪駆動車200の車体(図示せず)に搭載されている。
The driving force transmission system 201 is disposed along with a front differential 206 and a rear differential 207 in a driving force transmission path from the transmission 203 side to the
そして、駆動力伝達系201は、主駆動輪側の駆動力伝達系201A、補助駆動輪側の駆動力伝達系201B、及びプロペラシャフト2を有し、四輪駆動車200の四輪駆動状態を二輪駆動状態に、また二輪駆動状態を四輪駆動状態にそれぞれ切り替え可能に構成されている。
The driving force transmission system 201 includes a driving
主駆動輪側の駆動力伝達系201Aは、駆動力断続装置3を含み、プロペラシャフト2の前輪204L,204R側に配置されている。駆動力伝達系201Bは、駆動力伝達装置1を含み、プロペラシャフト2の後輪205L,205R側に配置されている。駆動力伝達装置1の詳細については後述する。
The driving force transmission system 201 </ b> A on the main driving wheel side includes the driving
フロントディファレンシャル206は、サイドギヤ209L,209R、一対のピニオンギヤ210、ギヤ支持部材211、及びフロントデフケース212を有し、トランスミッション203に連結されている。サイドギヤ209Lは前輪側のアクスルシャフト208Lに、またサイドギヤ209Rは前輪側のアクスルシャフト208Rにそれぞれ連結されている。一対のピニオンギヤ210は、サイドギヤ209L,209Rにギヤ軸を直交させて噛合し、ギヤ支持部材211に支持されている。
The front differential 206 includes
リヤディファレンシャル207は、サイドギヤ214L,214R、一対のピニオンギヤ215、ギヤ支持部材216、及びリヤデフケース217を有し、プロペラシャフト2に連結されている。サイドギヤ214Lは後輪側のアクスルシャフト213Lに、またサイドギヤ214Rは駆動力伝達装置1を介して後輪側のアクスルシャフト213Rにそれぞれ連結されている。一対のピニオンギヤ215は、サイドギヤ214L,214Rにギヤ軸を直交させて噛合し、ギヤ支持部材216に支持されている。
The rear differential 207 includes
エンジン202は、トランスミッション203及びフロントディファレンシャル206を介して前輪側のアクスルシャフト208L,208Rに駆動力を出力することにより前輪204L,204Rを駆動する。
The engine 202 drives the
また、エンジン202は、トランスミッション203、駆動力断続装置3、プロペラシャフト2、及びリヤディファレンシャル207を介して一方の後輪側のアクスルシャフト213Lに駆動力を出力することにより左後輪205Lを駆動する。またさらに、エンジン202は、トランスミッション203、駆動力断続装置3、プロペラシャフト2、リヤディファレンシャル207、及び駆動力伝達装置1を介して他方の後輪側のアクスルシャフト213Rに駆動力を出力することにより右後輪205Rを駆動する。
Further, the engine 202 drives the left rear wheel 205L by outputting a driving force to the
プロペラシャフト2は、駆動力断続装置3とリヤディファレンシャル207との間に配置されている。そして、プロペラシャフト2は、エンジン202の駆動力(駆動トルク)をフロントデフケース212から受けて前輪204L,204R側から後輪205L,205R側に伝達する。
The
プロペラシャフト2の前輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン60及びリングギヤ61からなる前輪側の歯車機構6が配置されている。プロペラシャフト2の後輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン70及びリングギヤ71からなる後輪側の歯車機構7が配置されている。
A front wheel side gear mechanism 6 including a drive pinion 60 and a
駆動力断続装置3は、第1のスプライン歯部30、第2のスプライン歯部31、及びスリーブ32を有するドグクラッチからなり、四輪駆動車200の前輪204L,204R側に配置され、かつアクチュエータ(図示せず)を介して車両用のECU(Electronic Control Unit:図示せず)に接続されている。そして、駆動力断続装置3は、プロペラシャフト2とフロントデフケース212とを断続可能に連結する。第1のスプライン歯部30はフロントデフケース212に、また第2のスプライン歯部31はリングギヤ61にそれぞれ相対回転不能に連結されている。スリーブ32は、第1のスプライン歯部30及び第2のスプライン歯部31にスプライン嵌合可能に連結されている。
The driving
駆動力伝達装置1は、リヤディファレンシャル207のサイドギヤ214Rとアクスルシャフト213Rとの連結を断接可能である。サイドギヤ214Rとアクスルシャフト213Rとの連結が遮断されると、エンジン202の駆動力が右後輪205Rに伝達されないと共に、リヤディファレンシャル207のサイドギヤ214L,214R及び一対のピニオンギヤ215が空回りすることにより、左後輪205Lにも駆動力が伝達されない。一方、サイドギヤ214Rとアクスルシャフト213Rとが連結されると、エンジン202の駆動力が右後輪205Rに伝達されると共に、リヤディファレンシャル207のサイドギヤ214Lを介して左後輪205Lにも駆動力が伝達される。これにより、四輪駆動車200が四輪駆動状態となる。
The driving
(駆動力伝達装置1の全体構成)
図2は駆動力伝達装置1の全体を示す。図2に示すように、駆動力伝達装置1は、電動モータ51と、電動モータ51の出力軸の回転を減速する減速機構9と、減速機構9の出力を軸方向の押圧力に変換するカム機構16と、複数のインナクラッチプレート80及び複数のアウタクラッチプレート81を有する多板クラッチ8と、アクスルシャフト213Rの回転に連動して回転する冷却ファン218と、冷却ファン218の回転によって発生する冷却風を電動モータ51側に導くガイド部材46とを主として備えている。
(Overall configuration of the driving force transmission device 1)
FIG. 2 shows the entire driving
減速機構9及びカム機構16は、複数のインナクラッチプレート80及び複数のアウタクラッチプレート81を押圧する押圧力に変換する本発明の変換機構の一態様である。複数のインナクラッチプレート80及び複数のアウタクラッチプレート81は、同一の回転軸線O上で相対回転可能に配置され、カム機構16のカム推力によって軸方向に押圧されることにより互いに摩擦係合する。複数のインナクラッチプレート80は、本発明の第1の摩擦部材の一態様であり、複数のアウタクラッチプレート81は、本発明の第2の摩擦部材の一態様である。
The speed reduction mechanism 9 and the cam mechanism 16 are an aspect of the conversion mechanism of the present invention that converts the pressing force to press the plurality of inner
アクスルシャフト213Rは、多板クラッチ8の複数のインナクラッチプレート80及び複数のアウタクラッチプレート81のうち、複数のインナクラッチプレート80と相対回転不能に連結されている。アクスルシャフト213Rは、本発明の駆動力伝達部材の一態様である。
The
冷却ファン218は、アクスルシャフト213Rと一体に回転し、電動モータ51を冷却する冷却風を発生させる。冷却ファン218は、アクスルシャフト213Rの外周に配置された複数の羽根218bを有している。より具体的には、冷却ファン218は、アクスルシャフト213Rの外周に固定された筒状の基部218aと、基部218aから放射状に伸びる複数の羽根218bとを有している。基部218aは、例えばボルト締めや接着等の固定手段によってアクスルシャフト213Rに固定されている。複数の羽根218bは、基部218aの外周に等間隔に配置されている。本実施の形態では、羽根218bが矩形状の平坦な板部材からなる。
The cooling
電動モータ51は、その回転軸線が回転軸線Oと平行になるように配置されている。冷却ファン218は、電動モータ51とアクスルシャフト213Rとの間に介在して配置されている。つまり、冷却ファン218は、その少なくとも一部が電動モータ51とアクスルシャフト213Rとの間に回転軸線Oの径方向に挟まれる位置に固定されている。
The
ガイド部材46は、第1部材47と第2部材48とを結合して構成されている。第1部材47は、平板状の底板470と、底板470の周縁部に立設された側板471とを有している。第2部材48は、底板470に平行に配置された平板状の部材である。
The guide member 46 is configured by coupling a
第1部材47の底板470には、アクスルシャフト213Rを挿通させる開口47aが形成されている。また、第2部材48には、アクスルシャフト213Rを挿通させる開口48aが第1部材47の開口47aと対称な位置に形成されている。開口47a,48aは、回転軸線Oを中心とする丸穴であり、その内径はアクスルシャフト213Rの外径よりも大きく形成されている。開口47a,48aとアクスルシャフト213Rとの間の隙間は、冷却ファン218の空気の吸い込み口として機能する。
The
第1部材47の底板470にはまた、電動モータ51を収容するモータ用ハウジング52が嵌入される開口47bが形成されている。同様に、第2部材48には、モータ用ハウジング52が嵌入される開口48bが形成されている。モータ用ハウジング52は円筒状であり、その内周面は電動モータ51の外周面に接している。
The
モータ用ハウジング52の近傍には、冷却ファン218によって発生した冷却風が、ガイド部材46の内部から外部に排出される第1及び第2の排出口47c,47dが形成されている。
In the vicinity of the
図3は、ガイド部材46の内部を示す図2のA−A線断面図である。第1部材47の側板471は、冷却ファン218を囲む円弧状に湾曲した第1の湾曲部471aと、モータ用ハウジング52を囲む円弧状に湾曲した第2の湾曲部471bと、第1の湾曲部471aと第2の湾曲部471bとの間に形成され、冷却風の流路を絞るように形成された括れ部471cと、アクスルシャフト213Rの中心軸と電動モータ51の中心軸とを結ぶ直線に沿って形成された平板部471dとを有している。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The
四輪駆動車200の前進走行に伴って、冷却ファン218がアクスルシャフト213Rと共に図3の矢印B方向に回転すると、第1部材47及び第2部材48の開口47a,48aから吸い込まれた空気がガイド部材46によって電動モータ51側(モータ用ハウジング52側)に導かれる。ガイド部材46の内部には、空気の流路が狭くなる絞り部46aが括れ部471cと平板部471dとの間に形成されている。この絞り部46aにより、電動モータ51側に向かう冷却風の風速が高められる。
As the four-wheel drive vehicle 200 travels forward, the cooling
絞り部46aを通過した冷却風は、第2の湾曲部471bに沿った第1流路B1と、平板部471dに沿った第2流路B2に分岐する。この分岐により、電動モータ51(モータ用ハウジング52)の周方向の略全体が冷却される。第1流路B1を通過した冷却風は第1の排出口47cから排出され、第2流路B2を通過した冷却風は第2の排出口47dから排出される。第1の排出口47cと第2の排出口47dとの間には、隔壁部47eが設けられている。
The cooling air that has passed through the
駆動力伝達装置1は、電動モータ51のトルクによって作動し、多板クラッチ8の複数のインナクラッチプレート80と複数のアウタクラッチプレート81とを摩擦係合させることにより、リヤディファレンシャル207のサイドギヤ214Rとアクスルシャフト213Rとを駆動力伝達可能に連結する。複数のインナクラッチプレート80と複数のアウタクラッチプレート81とは、回転軸線Oに沿って交互に配置されている。
The driving
複数のインナクラッチプレート80は、円筒状のインナシャフト13の外周面に形成されたストレートスプライン係合部130aにスプライン係合し、インナシャフト13に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結されている。インナシャフト13の内周面には、アクスルシャフト213Rの一端部に形成された嵌合部213aがスプライン嵌合によって相対回転不能に連結されている。
The plurality of inner
複数のアウタクラッチプレート81は、有底円筒状のハウジング12の円筒部121における内周面に形成されたストレートスプライン係合部121bにスプライン係合し、ハウジング12に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結されている。ハウジング12には、その底部122から回転軸線Oに沿って延びる円柱状の軸部120が形成され、軸部120の先端部がリヤディファレンシャル207のサイドギヤ214Rに相対回転不能に連結される。ハウジング12の底部122及び軸部120とケース本体40の内面との間には、針状ころ軸受123,124が配置されている。インナシャフト13及びハウジング12の円筒部121は装置ケース4に収容されている。インナシャフト13は、サイドギヤ214R側の一端部がハウジング12との間に配置された針状ころ軸受130,131によって回転可能に支持され、他端部が装置ケース4との間に配置された玉軸受132によって回転可能に支持されている。
The plurality of outer
装置ケース4は、回転軸線O方向の片側に開口するケース本体40、及びケース本体40の開口部を閉塞するケース蓋体41からなる。ケース本体40には、ハウジング12の軸部120を挿通させる挿通孔40aが形成されている。ケース本体40には、その外側面に突出して形成され、モータ用ハウジング52を取り付けるための取付部40cが一体に設けられている。ケース本体40とケース蓋体41との間には丸ピンからなる複数のガイド43、及び支持軸45が回転軸線Oと平行に取り付けられている。
The device case 4 includes a
モータ用ハウジング52は、取付部40cにボルト53によって取り付けられている。電動モータ51のモータ軸500は、減速機構9及び歯車伝達機構10を介してカム機構16に連結されている。
The
(減速機構9の構成)
図4は減速機構9を示す。減速機構9は、偏心揺動減速機構であり、回転軸90、入力部材91、自転力付与部材92及び複数の出力部材93を有し、減速機構用ハウジング94内に収容されている。回転軸90は、電動モータ51のモータ軸500の軸線O1から偏心量δをもって平行に偏心する軸線O2を中心軸線とする偏心部90aを有し、減速機構用ハウジング94のハウジングエレメント940及び歯車伝達機構10の第1の歯車100にそれぞれ玉軸受95,96を介して回転可能に支持されている。
(Configuration of deceleration mechanism 9)
FIG. 4 shows the speed reduction mechanism 9. The speed reduction mechanism 9 is an eccentric oscillating speed reduction mechanism, and includes a
入力部材91は、軸線O2を中心軸線とする中心孔91aを有する外歯歯車からなり、中心孔91aの内周面と偏心部90aの外周面との間に針状ころ軸受97を介在させて回転軸90に回転可能に支持されている。そして、入力部材91は、電動モータ51からモータ回転力を受けて偏心量δをもつ矢印m1、m2方向の円運動を行う。
入力部材91には、軸線O2回りに等間隔をもって並列する複数の貫通孔としてのピン挿通孔91bが設けられている。入力部材91の外周面には、軸線O2を中心軸線とするピッチ円のインボリュート歯形をもつ外歯91cが設けられている。
The
自転力付与部材92は、軸線O1を中心軸線とする内歯歯車からなり、入力部材91に噛合し、電動モータ51のモータ回転力を受けて公転する入力部材91に矢印n1、n2方向に自転力を付与する。自転力付与部材92の内周面には、入力部材91の外歯91cに噛合するインボリュート歯形の内歯92aが設けられている。
The rotation
複数の出力部材93は、略均一な外径をもつピンからなり、入力部材91のピン挿通孔91bを挿通して歯車伝達機構10における第1の歯車100のピン取付孔100aに取り付けられている。そして、複数の出力部材93は、自転力付与部材92によって付与された自転力を入力部材91から受けて第1の歯車100に出力する。複数の出力部材93の外周面には、入力部材91におけるピン挿通孔91bの内周面との間の接触抵抗を低減するための針状ころ軸受98が取り付けられている。
The plurality of
歯車伝達機構10は、第1の歯車100及び第2の歯車101を有し、減速機構9とカム機構16との間に介在して配置されている。歯車伝達機構10は、減速機構9で減速された電動モータ51のトルクを受けてカム機構16に伝達する。
The
第1の歯車100は、回転軸90の軸線O1上に配置され、かつ装置ケース4内に玉軸
受102,103を介して回転可能に支持されている。第2の歯車101は、ギヤ部101aが第1の歯車100に噛合する位置に配置され、かつ支持軸45に玉軸受105を介して回転可能に支持されている。
The
(カム機構16の構成)
図5はカム機構16を示す。図5に示すように、カム機構16は、カム部材17、リテーナ18及び転動部材19を有し、インナシャフト13の外周囲に配置されている。そして、カム機構16は、電動モータ51のトルク(減速機構9からの回転力)を、多板クラッチ8を押圧する押圧力に変換する。
(Configuration of cam mechanism 16)
FIG. 5 shows the cam mechanism 16. As shown in FIG. 5, the cam mechanism 16 includes a cam member 17, a retainer 18, and a rolling
図6はカム部材を示す。カム部材17は、インナシャフト13を挿通させるシャフト挿通孔17aを有している。カム部材17の外周縁には、その放射方向に突出する凸片170が設けられている。凸片170には、歯車伝達機構10における第2の歯車101(ギヤ部101a)に噛合するギヤ部170aが設けられている。
FIG. 6 shows the cam member. The cam member 17 has a
カム部材17の軸線方向一方側端面には、シャフト挿通孔17aの開口周縁から右後輪205R側に向かって突出する円筒部17bが設けられている。円筒部17bの内周面とインナシャフト13の外周面との間には針状ころ軸受171(図2に示す)が介在している。カム部材17の軸線方向一方側端面とケース蓋体41のシャフト挿通孔41bの内側開口周縁との間には針状ころ軸受172(図2に示す)が介在している。カム部材17の軸線方向他方側端面は、多板クラッチ8に対向するカム面としての凹凸面173が形成されている。
A
凹凸面173は、カム部材17の軸線回りに交互に並列する凹部174及び凸部175を有し、転動部材19を転動させて回転軸線Oに沿う方向の第1のカム推力P1及び第2のカム推力P2を転動部材19に付与する。凹部174は、切り欠き幅が略均一な一対の切り欠き側面174a,174b、及び切り欠き側面174a,174b間に介在する切り欠き底面174cを有する断面略矩形状の切り欠きによって形成されている。
The concavo-
凸部175は、3つ凹部174のうち互いに隣り合う2つの凹部間に介在して配置されている。凸部175において、転動部材19側の端面は、カム部材17の円周方向に互いに隣接する面175a,175bから構成されている。一方の面175aは、凹部174側から他方の面175bに向かってカム部材17の軸線方向厚さを漸次大きくする傾斜面からなる軌道面で形成されている。これにより、一方の面175aの円周方向両端部のうち凹部174側の端部を始端部175a1(図9に示す)とすると、カム機構16は転動部材19が始端部175a1に配置された状態においてリテーナ18から第1のカム推力P1を出力する。
The
また、一方の面175aの円周方向両端部のうち始端部175a1と反対側(他方の面175b側)の端部を終端部175a2(図9に示す)とすると、カム機構16は転動部材19が始端部175a1と終端部175a2との間に配置された状態においてリテーナ18から第2のカム推力P2を出力する。他方の面175bは、カム部材17の軸線方向厚さを略均一な寸法とする平面で形成されている。
Further, when the circumferential opposite end portions opposite to the
図7はリテーナ18を示す。リテーナ18は、インナシャフト13を挿通させるシャフト挿通孔18aを有している。リテーナ18は、その回転の規制を複数のガイド43で受けて第1のカム推力P1及び第2のカム推力P2を多板クラッチ8側に出力する。
FIG. 7 shows the retainer 18. The retainer 18 has a
リテーナ18のクラッチ側端面には、シャフト挿通孔18aの開口周縁から多板クラッチ8側に向かって突出する円筒部18bが設けられている。円筒部18bの外周囲には、リテーナ18から第1のカム推力P1及び第2のカム推力P2を受けて多板クラッチ8を押し付ける円環状の押付部材20(図2に示す)が配置されている。押付部材20の外周縁には、ハウジング12における円筒部121のストレートスプライン係合部121bに嵌合するストレートスプライン係合部20aが設けられている。押付部材20の片側端面とリテーナ18のクラッチ側端面との間には針状ころ軸受21が介在している。
A
リテーナ18の外周縁には、その放射方向に突出する複数の凸片22が設けられている。複数の凸片22は、リテーナ18の円周方向に等間隔をもって配置されている。ガイド挿通孔22aの内周面とガイド43の外周面との間には軸受ブッシュ23(図2に示す)が介在して配置されている。ガイド挿通孔22aの開口周縁とケース本体40のスプリング受面40dとの間には、復帰用スプリング24が介在している。
A plurality of
リテーナ18には、支持ピン25を挿通させる複数のピン挿通孔18cが設けられている。支持ピン25は、ナット27によって軸線方向に移動の規制を受けた状態でリテーナ18に取り付けられている。支持ピン25内には、その軸線に軸線を一致させて芯材28が埋め込まれている。
The retainer 18 is provided with a plurality of
図8は転動部材19及び支持ピン25を示す。転動部材19はリテーナ18のシャフト挿通孔18a内に配設される。転動部材19の外周面は凹凸面173を転動する。転動部材19は、ピン挿通孔18cの軸線L上に配置され、かつ針状ころ29(図2に示す)を介して回転可能に支持されている。
FIG. 8 shows the rolling
(駆動力伝達装置1の動作)
次に、本実施の形態に示す駆動力伝達装置の動作につき、図1、図2及び図9を用いて説明する。図9はカム機構16における転動部材19の動作状態を示す。
(Operation of the driving force transmission device 1)
Next, the operation of the driving force transmission apparatus shown in this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 shows the operating state of the rolling
駆動力伝達装置1によってプロペラシャフト2と後輪側のアクスルシャフト213Rとを連結するには、電動モータ51のトルクをカム機構16に付与し、カム機構16を作動させる。この場合、カム機構16が作動すると、カム部材17が回転軸線O回り一方向に回転する。
In order to connect the
これに伴い、転動部材19は、図9に実線で示すようにカム部材17における凹凸面173の凹部174に配置された状態(初期状態)から転動し、図9に一点鎖線で示すようにカム部材17の凸部175の一方の面175aに乗り上げて始端部175a1に配置される。この際、カム機構16において、電動モータ51のトルクが多板クラッチ8のインナクラッチプレート80とアウタクラッチプレート81との間の隙間を詰めるための第1のカム推力P1に変換される。
Accordingly, the rolling
転動部材19は、回転軸線Oに沿って多板クラッチ8側(矢印X方向)に移動し、この移動方向に針状ころ29及び支持ピン25を介してリテーナ18を押し付ける。これに伴い、リテーナ18は、復帰用スプリング24のばね力に抗して矢印X方向に移動し、インナクラッチプレート80とアウタクラッチプレート81とを互いに接近させる方向に押付部材20を押し付ける。これにより、押付部材20がインナクラッチプレート80及びアウタクラッチプレート81を矢印X方向に押し付け、互いに隣り合う2つのクラッチプレート間の隙間が詰められる。
The rolling
次に、カム部材17が電動モータ51のトルクを受けて回転軸線O回り一方向にさらに回転すると、転動部材19が図9に一点鎖線で示す位置から凸部175の一方の面175aを他方の面175bに向かって転動する。この後、転動部材19が一方の面175aの終端部175a2に到達して凸部175の他方の面175bに乗り上げる。この際、電動モータ51のトルクがインナクラッチプレート80とアウタクラッチプレート81とを摩擦係合させるための第2のカム推力P2に変換され、押付部材20がインナクラッチプレート80及びアウタクラッチプレート81を矢印X方向に押し付け、互いに隣り合う2つのクラッチプレート同士が摩擦係合する。
Next, when the cam member 17 receives the torque of the
これにより、エンジン202の駆動力は、ハウジング12からインナシャフト13に、さらにインナシャフト13から後輪側のアクスルシャフト213Rを介して右後輪205Rに伝達され、後輪205Rが回転駆動される。後輪205Rが回転駆動されることにより、前述のように左後輪205Lにも駆動力が伝達され、四輪駆動状態となる。
Thus, the driving force of the engine 202 is transmitted from the
この四輪駆動状態を維持する間、電動モータ51にはECU10から継続して電流が供給される。電動モータ51は、モータ軸500の回転が停止した状態でトルクを出し続け、このトルクが減速機構9を介してカム機構16に伝達されて多板クラッチ8の押圧力に変換される。電動モータ51への通電によって電動モータ51が加熱されるが、電動モータ51はアクスルシャフト213Rの回転に伴う冷却ファン218の回転による冷却風によって冷却される。
While the four-wheel drive state is maintained, the
[実施の形態の効果]
以上説明した第1の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
[Effect of the embodiment]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1)電動モータ51が冷却ファン218によって発生する冷却風によって冷却されるので、電動モータ51の温度上昇を抑制することができる。これにより、例えば電動モータ51の熱による損傷を避けることができ、あるいは四輪駆動状態を継続することができる時間の上限値を長く設定することが可能となる。
(1) Since the
(2)冷却ファン218によって発生した冷却風は、ガイド部材46によって電動モータ51側に導かれるので、電動モータ51を効率よく冷却することができる。
(2) Since the cooling air generated by the cooling
(3)冷却ファン218は、アクスルシャフト213Rの外周に基部218aを介して固定された複数の羽根218bによって冷却風を発生させる。すなわち、複数の羽根218bを駆動力伝達装置1のカム機構16や多板クラッチ8等と共に回転軸線Oに沿って並列に配置することができるので、四輪駆動車200への搭載性が良好となる。
(3) The cooling
(4)電動モータ51のモータ軸500の回転軸線は、アクスルシャフト213Rの回転軸線Oと平行であり、冷却ファン218は、電動モータ51とアクスルシャフト213Rとの間に介在して配置されているので、冷却ファン218と電動モータ51とを接近させて配置することができる。これにより、ガイド部材46を小型にすることができ、四輪駆動車200への搭載性がさらに良好となる。
(4) The rotation axis of the
以上、本発明の駆動力伝達装置及び四輪駆動車を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記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。 As mentioned above, although the driving force transmission device and the four-wheel drive vehicle of the present invention have been described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the following modifications are possible.
(1)上記実施の形態では、冷却ファン218をアクスルシャフト213Rに固定した場合について説明したが、これに限らず、冷却ファン218を例えばハウジング12の軸部120に固定し、その外側に電動モータ51を配置してもよい。
(1) In the above embodiment, the case where the cooling
(2)上記実施の形態では、駆動力伝達装置1をリヤディファレンシャル207から右後輪205Rに至るトルク伝達経路に配置した場合について説明したが、これに限らず、駆動力伝達装置1を例えばプロペラシャフト2とリヤディファレンシャル207との間に配置してもよい。
(2) Although the case where the driving
(3)上記実施の形態では、ガイド部材46を冷却ファン218の外周の全体を覆うように形成した場合について説明したが、これに限らず、ガイド部材46を例えば冷却ファン218の外周の一部のみを覆うように形成してもよい。あるいは、ガイド部材46を設けない構成としてもよい。
(3) In the above embodiment, the case where the guide member 46 is formed so as to cover the entire outer periphery of the cooling
(4)上記実施の形態では、電動モータ51は、モータ用ハウジング52を介して冷却風により冷却されるものとして説明したが、モータ用ハウジング52を設けない構成としてもよい。
(4) In the above embodiment, the
(5)減速機構やカム機構の構成は、上記したものに限らない。また、電動モータ51が高トルクを得られる例えばDD(ダイレクトドライブ)モータ等である場合には、減速機構を設けなくともよい。
(5) The configurations of the speed reduction mechanism and the cam mechanism are not limited to those described above. Further, when the
1…駆動力伝達装置、3…駆動力断続装置、4…装置ケース、6…前輪側の歯車機構、7…後輪側の歯車機構、8…多板クラッチ、9…減速機構、10…歯車伝達機構、12…ハウジング、13…インナシャフト、16…カム機構、17…カム部材、17a…シャフト挿通孔、17b…円筒部、18…リテーナ、18a…シャフト挿通孔、18b…円筒部、18c…ピン挿通孔、19…転動部材、20…押付部材、20a…ストレートスプライン係合部、21…針状ころ軸受、22…凸片、22a…ガイド挿通孔、23…軸受ブッシュ、24…復帰用スプリング、25…支持ピン、27…ナット、28…芯材、29…針状ころ、30…第1のスプライン歯部、31…第2のスプライン歯部、32…スリーブ、40…ケース本体、40a…挿通孔、40c…取付部、40d…スプリング受面、41…ケース蓋体、41b…シャフト挿通孔、43…ガイド、45…支持軸、46…ガイド部材、46a…絞り部、47…第1部材、47a,47b…開口、47c,47d…排出口、47e…隔壁部、48…第2部材、48a,48b…開口、51…電動モータ、52…モータ用ハウジング、53…ボルト、60…ドライブピニオン、61…リングギヤ、70…ドライブピニオン、71…リングギヤ、80…インナクラッチプレート、81…アウタクラッチプレート、90…回転軸、90a…偏心部、91…入力部材、91a…中心孔、91b…ピン挿通孔、91c…外歯、92…自転力付与部材、92a…内歯、93…出力部材、94…減速機構用ハウジング、95,96…玉軸受、97,98…針状ころ軸受、100…第1の歯車、100a…ピン取付孔、101…第2の歯車、101a…ギヤ部、102,103,105…玉軸受、120…軸部、121…円筒部、121b…ストレートスプライン係合部、122…底部、123,124,130,131…針状ころ軸受、132…玉軸受、130a…ストレートスプライン係合部、170…凸片、170a…ギヤ部、171,172…針状ころ軸受、173…凹凸面、174…凹部、174a,174b…切り欠き側面、174c…底面、175…凸部、175a…一方の面、175b…他方の面、175a1…始端部、175a2…終端部、200…四輪駆動車、201…駆動力伝達系、201A…主駆動輪側の駆動力伝達系、201B…補助駆動輪側の駆動力伝達系、202…エンジン、203…トランスミッション、204L,204R…前輪、205L,205R…後輪、206…フロントディファレンシャル、207…リヤディファレンシャル、208L,208R…アクスルシャフト、209L,209R…サイドギヤ、210…ピニオンギヤ、211…ギヤ支持部材、212…フロントデフケース、213L,213R…アクスルシャフト、214L,214R…サイドギヤ、215…ピニオンギヤ、216…ギヤ支持部材、217…リヤデフケース、218…冷却ファン、218a…基部、218b…羽根、470…底板、471…側板、471a…第1の湾曲部、471b…第2の湾曲部、471c…括れ部、471d…平板部、500…モータ軸、940…ハウジングエレメント、B1…流路、B2…流路、m1…矢印、n1…矢印、O…回転軸線、O1,O2…軸線、P1…第1のカム推力、P2…第2のカム推力、δ…偏心量
DESCRIPTION OF
Claims (4)
電動モータと、
前記電動モータのトルクを前記第1及び第2の摩擦部材を押圧する押圧力に変換する変換機構と、
前記電動モータを冷却する冷却風を発生させる冷却ファンとを備え、
前記冷却ファンは、前記第1及び第2の摩擦部材のうち一方の摩擦部材と相対回転不能に連結された駆動力伝達部材の回転に連動して回転する、
駆動力伝達装置。 A clutch having first and second friction members which are arranged so as to be relatively rotatable on the same axis and which are frictionally engaged with each other by being pressed in the axial direction;
An electric motor;
A conversion mechanism that converts the torque of the electric motor into a pressing force that presses the first and second friction members;
A cooling fan that generates cooling air for cooling the electric motor,
The cooling fan rotates in conjunction with rotation of a driving force transmission member connected to one of the first and second friction members so as not to be relatively rotatable.
Driving force transmission device.
請求項1に記載の駆動力伝達装置。 A guide member for guiding the cooling air to the electric motor side;
The driving force transmission device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の駆動力伝達装置。 The cooling fan has a plurality of blades fixed to the outer periphery of the driving force transmission member.
The driving force transmission device according to claim 1 or 2.
前記冷却ファンは、その少なくとも一部が前記電動モータと前記駆動力伝達部材との間に介在して配置された、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の駆動力伝達装置。 The electric motor is arranged such that its rotation axis is parallel to the rotation axes of the first and second friction members,
The cooling fan is disposed such that at least a part thereof is interposed between the electric motor and the driving force transmission member.
The driving force transmission device according to any one of claims 1 to 3.
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