JP2017124797A - Drive force transmission device and drive force distribution device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転部材間で駆動力を伝達するクラッチを備えた駆動力伝達装置及び駆動力配分装置に関する。 The present invention relates to a driving force transmission device and a driving force distribution device including a clutch that transmits a driving force between rotating members.
従来、入力軸に入力された駆動力を一対の出力軸に配分して出力する駆動力配分装置が、例えば車両の駆動力伝達系に用いられている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a driving force distribution device that distributes driving force input to an input shaft to a pair of output shafts for output is used, for example, in a driving force transmission system of a vehicle (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１に記載の駆動力配分装置（トランスファ装置）は、入力軸と、第１出力軸と、第２出力軸と、第２出力軸から出力される駆動力を調節可能なクラッチ機構と、クラッチ機構を軸方向に押圧する押圧力を発生するカム機構と、カム機構の押圧力の大きさを測定して制御装置へ出力する押圧力検出部と、を備えている。駆動力配分装置は、押圧力検出部で検出した検出結果に基づいてクラッチ機構に付与される押圧力を増減することにより、入力軸と第１及び第２出力軸との間で伝達されるトルクを調節している。
A driving force distribution device (transfer device) described in
押圧力検出部は、カム機構の押圧力の反力を受けて回転軸方向に押圧されるピストンと、ピストンを収容する収容室が形成されたシリンダと、シリンダの収容室内に充填された液体の圧力を測定する圧力センサとを有している。カム機構が作動して押圧力が発生すると、押圧力検出部のピストンが軸方向に押圧されてシリンダの収容室内における液体の圧力が変動する。圧力センサは、この圧力変動に基づいて液体の圧力を測定し、測定結果に応じた電気信号を制御装置へ出力する。これにより、カム機構の押圧力が測定される。 The pressing force detection unit receives a reaction force of the pressing force of the cam mechanism, a piston pressed in the direction of the rotation axis, a cylinder in which a storage chamber for storing the piston is formed, and a liquid filled in the storage chamber of the cylinder And a pressure sensor for measuring pressure. When the cam mechanism is actuated to generate a pressing force, the piston of the pressing force detection unit is pressed in the axial direction, and the pressure of the liquid in the cylinder chamber changes. The pressure sensor measures the pressure of the liquid based on the pressure fluctuation, and outputs an electrical signal corresponding to the measurement result to the control device. Thereby, the pressing force of the cam mechanism is measured.
しかし、特許文献１の駆動力配分装置では、押圧力検出部のピストンがカム機構の押圧力の反力を受けて軸方向に移動するため、押圧力検出部をカム機構と回転軸方向に沿って並列して配置する必要がある。このため、駆動力配分装置における回転軸方向の寸法が大きくなり、これが装置の小型化の妨げの要因となっていた。
However, in the driving force distribution device of
そこで、本発明は、小型化を図ることが可能な駆動力伝達装置及び駆動力配分装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a driving force transmission device and a driving force distribution device that can be miniaturized.
本発明は、上記目的を達成するために、共通の回転軸を中心として相対回転可能に配置された第１回転部材及び第２回転部材の間で駆動力を伝達する駆動力伝達装置であって、前記第１回転部材と共に回転する第１摩擦板、及び前記第２回転部材と共に回転する第２摩擦板を有する摩擦クラッチと、電動モータと、前記電動モータの回転によって作動し、前記第１摩擦板及び前記第２摩擦板を回転軸方向に押圧する押圧力を発生させる押圧力発生機構と、前記電動モータの回転を減速して減速回転軸から前記押圧力発生機構側に出力する減速機構と、前記減速機構の出力トルクを検出するトルクセンサと、
を備えた駆動力伝達装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a driving force transmission device that transmits a driving force between a first rotating member and a second rotating member that are arranged to be relatively rotatable around a common rotating shaft. A first friction plate that rotates together with the first rotating member; a friction clutch that includes a second friction plate that rotates together with the second rotating member; an electric motor; A pressing force generation mechanism that generates a pressing force that presses the plate and the second friction plate in the direction of the rotation axis; and a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the electric motor and outputs the reduced rotation shaft to the pressing force generation mechanism side. A torque sensor for detecting an output torque of the speed reduction mechanism;
A driving force transmission device comprising:
また、本発明は、上記目的を達成するために、入力軸に入力された駆動力を第１出力軸及び第２出力軸に配分して出力する駆動力配分装置であって、電動モータと、前記電動モータの回転を減速して減速回転軸から出力する減速機構と、前記入力軸に対する前記第１出力軸の回転速度を可変とする変速機構と、前記減速機構の前記減速回転軸の回転によって作動し、前記変速機構の変速比を切り替える切替機構と、軸方向の押圧力を受けて前記第２出力軸へ伝達される駆動力を調節可能なクラッチと、前記減速機構の前記減速回転軸の回転によって作動し、前記クラッチに前記押圧力を付与する押圧力発生機構と、前記減速機構の前記減速回転軸のトルクを検出するトルクセンサと、を備えている、駆動力配分装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is a driving force distribution device that distributes and outputs a driving force input to an input shaft to a first output shaft and a second output shaft, and an electric motor; A speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the electric motor and outputs the reduced speed from the speed reduction rotation shaft, a speed change mechanism that makes the rotation speed of the first output shaft variable with respect to the input shaft, and rotation of the speed reduction rotation shaft of the speed reduction mechanism A switching mechanism that operates to switch a speed ratio of the speed change mechanism, a clutch that can receive an axial pressing force and can adjust a driving force transmitted to the second output shaft, and a speed reduction rotation shaft of the speed reduction mechanism. Provided is a driving force distribution device that includes a pressing force generation mechanism that operates by rotation and applies the pressing force to the clutch, and a torque sensor that detects torque of the deceleration rotating shaft of the deceleration mechanism.
本発明に係る駆動力伝達装置及び駆動力配分装置によれば、装置の小型化を図ることが可能である。 According to the driving force transmission device and the driving force distribution device according to the present invention, it is possible to reduce the size of the device.
［実施の形態］
図１は、本発明の本実施の形態に係る駆動力配分装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a four-wheel drive vehicle equipped with a driving force distribution device according to the present embodiment of the present invention.
(四輪駆動車の構成)
この四輪駆動車９は、車体９００に搭載された駆動源９０の駆動力が左右前輪９０１，９０２及び左右後輪９０３，９０４に伝達される４輪駆動状態と、駆動源９０の駆動力が左右後輪９０３，９０４に伝達され、左右前輪９０１，９０２には伝達されない２輪駆動状態とを切り替え可能な、所謂パートタイム４ＷＤ車である。つまり、本実施の形態では、左右後輪９０３，９０４が主駆動輪として、また左右前輪９０１，９０２が補助駆動輪として、それぞれ機能する。
(Configuration of four-wheel drive vehicle)
The four-wheel drive vehicle 9 includes a four-wheel drive state in which the drive force of the
四輪駆動車９は、駆動力配分装置１、トランスミッション９１、フロントディファレンシャル９２、前輪側のドライブシャフト９３１，９３２、リヤディファレンシャル９４、及び後輪側のドライブシャフト９５１，９５２を含んで構成される駆動力伝達系を備えている。フロントディファレンシャル９２には、駆動力配分装置１によって左右前輪９０１，９０２側に配分された駆動力が前輪側のプロペラシャフト９６を介して伝達される。リヤディファレンシャル９４には、駆動力配分装置１によって左右後輪９０３，９０４側に配分された駆動力が後輪側のプロペラシャフト９７を介して伝達される。
The four-wheel drive vehicle 9 includes a driving
駆動源９０は、例えば内燃機関であるエンジンからなる。ただし、電動モータによって、あるいはエンジン及び電動モータの組み合わせによって、駆動源９０を構成してもよい。駆動源９０が出力する四輪駆動車９の駆動力としてのトルクは、トランスミッション９１で変速されて駆動力配分装置１の入力軸１０に出力される。
The
駆動力配分装置１は、入力軸１０から入力されたトルクを前輪側のプロペラシャフト９６及び後輪側のプロペラシャフト９７に配分する。本実施の形態に係る駆動力配分装置１は、前輪側のプロペラシャフト９６及び後輪側のプロペラシャフト９７の差動回転が規制された４輪駆動ロックモードと、入力軸１０と後輪側のプロペラシャフト９７との差動回転が規制され、前輪側のプロペラシャフト９６には駆動力が伝達されない２輪駆動モードと、入力軸１０と後輪側のプロペラシャフト９７との差動回転が規制され、かつ前輪側のプロペラシャフト９６に後述するクラッチ機構３を介して駆動力が伝達される４輪駆動アンロックモードとを切り替え可能である。
The driving
また、駆動力配分装置１は、４輪駆動ロックモードにおいて、入力軸１０と後輪側のプロペラシャフト９７との間に後述する変速機構５を介在させることにより、入力軸１０から後輪側のプロペラシャフト９７及び前輪側のプロペラシャフト９６に減速された駆動力を伝達することで走破性を高めた低速４輪駆動ロックモードの選択も可能となっている。以下、低速４輪駆動ロックモードをＬ４Ｌモードと略記し、４輪駆動ロックモードをＨ４Ｌモードと略記し、２輪駆動モードをＨ２モードと略記し、４輪駆動アンロックモードをＨ４モードと略記する。
Further, in the four-wheel drive lock mode, the driving
後輪側のプロペラシャフト９７は、リヤディファレンシャル９４を介して左右後輪９０３，９０４にトルクを伝達する。後輪側のプロペラシャフト９７の一端部には傘歯車９７ａが設けられ、この傘歯車９７ａがリヤディファレンシャル９４のデフケース９４０の外周部に固定されたリングギヤ９４１に噛み合っている。
The
デフケース９４０には、その回転軸に直交するようにピニオンシャフト９４２が固定されている。デフケース９４０の内部には、ピニオンシャフト９４２に回転可能に支持された一対のピニオンギヤ９４３，９４３、及び一対のピニオンギヤ９４３，９４３に共に噛み合う一対のサイドギヤ９４４，９４４が収容されている。一対のサイドギヤ９４４，９４４のうち、一方のサイドギヤ９４４にはドライブシャフト９５１を介して左後輪９０３が連結され、他方のサイドギヤ９４４にはドライブシャフト９５２を介して右後輪９０４が連結されている。
A
前輪側のプロペラシャフト９６は、フロントディファレンシャル９２を介して左右前輪９０１，９０２にトルクを伝達する。前輪側のプロペラシャフト９６の一端部には傘歯車９６ａが設けられ、この傘歯車９６ａがフロントディファレンシャル９２のデフケース９２０の外周部に固定されたリングギヤ９２１に噛み合っている。
The front wheel
デフケース９２０にはピニオンシャフト９２２が固定されると共に、デフケース９２０の内部には、ピニオンシャフト９２２に回転可能に支持された一対のピニオンギヤ９２３，９２３、及び一対のピニオンギヤ９２３，９２３に共に噛み合う一対のサイドギヤ９２４，９２４が収容されている。一対のサイドギヤ９２４，９２５のうち、一方のサイドギヤ９２４にはドライブシャフト９３１を介して左前輪９０１が連結され、他方のサイドギヤ９２４にはドライブシャフト９３２を介して右前輪９０２が連結されている。
A
駆動力配分装置１は、制御装置１ａによって制御される。制御装置１ａは、左右前輪９０１，９０２及び左右後輪９０３，９０４の回転速度の情報や、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量によって表される加速操作量、及び運転者による駆動モードの選択スイッチの操作状態等の情報を取得可能である。制御装置１ａは、これらの情報に基づいて、駆動力配分装置１を制御する。
The driving
(駆動力配分装置１の構成)
図２は、駆動力配分装置１の構成例を示す断面図である。図３は、図２に示すクラッチ機構３及びその周辺部の拡大図である。図４は、図２に示す減速機構７及びその周辺部の拡大図である。
(Configuration of the driving force distribution device 1)
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the driving
駆動力配分装置１は、入力軸１０と、取付フランジ１１Ａを介して後輪側のプロペラシャフト９７（図１に示す）に相対回転不能に連結される第１出力軸１１と、取付フランジ１１Ｂを介して前輪側のプロペラシャフト９６（図１に示す）に相対回転不能に連結される第２出力軸１２とを有している。入力軸１０と第１出力軸１１とは回転軸線Ｏ１を共有して同軸上に配置され、第２回転軸１２の回転軸線Ｏ２は回転軸線Ｏ１と平行である。
The driving
駆動力配分装置１は、入力軸１０から入力されたトルクを第１及び第２出力軸１１，１２に配分する。図２では、入力軸１０及び第１出力軸１１の回転軸線Ｏ１より上側にＬ４Ｌモードの状態を示し、回転軸線Ｏ１より下側はＨ２モードの状態を示している。また、以下の説明では、図２の左側（図１に示す四輪駆動車９の前後方向における左右前輪９０１，９０２側）をフロント側といい、右側（四輪駆動車９の前後方向における左右後輪９０３，９０４側）をリヤ側という。
The driving
駆動力配分装置１は、入力軸１０と、第１出力軸１１と、第２出力軸１２と、ケース部材２と、電動モータ１３と、電動モータ１３の回転を減速して減速回転軸７０から出力する減速機構７と、入力軸１０に対する第１出力軸１１の回転速度を可変とする変速機構５と、減速機構７の減速回転軸７０の回転によって作動し、変速機構５の変速比を切り替える切替機構６と、Ｈ４モードにおいて軸方向の押圧力を受けて第２出力軸１２へ伝達される駆動力を調節可能なクラッチ機構３と、減速機構７の減速回転軸７０の回転によって作動し、クラッチ機構３に押圧力を付与する押圧力発生機構としてのカム機構４と、減速機構７の減速回転軸７０のトルクを検出するトルクセンサ８と、入力軸１０から第１出力軸１１に伝達された駆動力の一部を補助駆動力として第２出力軸１２に伝達する補助駆動力伝達機構１８と、を備えている。
The driving
上記のように構成された駆動力配分装置１では、Ｈ４モードにおいて電動モータ１３が作動すると、減速機構７の減速回転軸７０の出力が、カム機構４と減速機構７との間に配置されたギヤ部材７６を介してカム機構４に伝達される。そうすると、カム機構４が作動して軸方向の押圧力を発生し、クラッチ機構３に当該押圧力が付与される。これにより、入力軸１０から第１出力軸１１に伝達された駆動力の一部がクラッチ機構３を介して第２出力軸１２へ伝達される。以下、駆動力配分装置１の各構成について詳細に説明する。
In the driving
第１出力軸１１は、入力軸１０と後輪側のプロペラシャフト９７（図１に示す）との間で駆動力を伝達し、ケース部材２に少なくとも一部が収容されている。本実施の形態では、第１出力軸１１のリヤ側の端部がケース部材２から露出し、この露出した端部に取付フランジ１１Ａが固定されている。第２出力軸１２は、第１出力軸１１と平行に配置され、フロント側の端部がケース部材２から露出し、この露出した端部に取付フランジ１１Ｂが固定されている。
The
補助駆動力伝達機構１８は、第１出力軸１１の回転軸線Ｏ１を中心として第１出力軸１１と相対回転可能に配置された円筒状回転部材１８０を備え、この円筒状回転部材１８０がクラッチ機構３によって第１出力軸１１とトルク伝達可能に連結される。円筒状回転部材１８０のフロント側の端部における外周面には第１スプライン係合部１８０ａが形成され、円筒状回転部材１８０のリヤ側の端部における外周面には第２スプライン係合部１８０ｂが形成されている。
The auxiliary driving force transmission mechanism 18 includes a cylindrical rotating
ケース部材２は、フロント側に配置された第１ケース部材２１とリヤ側に配置された第２ケース部材２２とを有し、第１ケース部材２１及び第２ケース部材２２がボルト２００によって結合されている。また、ケース部材２は、第１ケース部材２１において入力軸１０が挿入される開口２１０を覆うように配置される第１蓋部材２３と、第２ケース部材２２において第１出力軸１１が挿入される開口２２０を覆うように配置される第２蓋部材２４とを備えている。第１蓋部材２３は第１ケース部材２１にボルト２０１によって固定され、第２蓋部材２４は第２ケース部材２２にボルト２０３によって固定されている。ケース部材２の内部には、図略の潤滑油が収容されている。
The case member 2 has a
入力軸１０は、ケース部材２に収容された端部に筒部１００を有し、筒部１００の内部に挿入された第１出力軸１１のフロント側における外周面と筒部１００の内周面との間に針状ころ軸受１４が配置されている。また、筒部１００には、リア側の先端部１０１の外周面に外周スプライン係合部１０１ａが形成されている。
The
第１出力軸１１は、第２ケース部材２２における開口２２０の内面２２０ａに嵌合された玉軸受１５によってケース部材２に回転可能に支持されている。また、第１出力軸１１には、外周面に第１スプライン係合部１１１ａが形成された第１円筒部１１１と、外周面に第２スプライン係合部１１２ａが形成された第２円筒部１１２と、外周面に針状ころ軸受１６の転動体が転動する軌道面１１３ａが形成された第３円筒部１１３とを有している。第１円筒部１１１は第３円筒部１１３よりもフロント側に、第２円筒部１１２は第３円筒部１１３よりもリヤ側に、それぞれ形成されている。第１円筒部１１１は、第２円筒部１１２及び第３円筒部１１３よりも大径に形成されている。
The
（クラッチ機構３の構成）
クラッチ機構３は、第１出力軸１１に相対回転不能に連結されたクラッチドラム３１と、クラッチドラム３１と円筒状回転部材１８０との間に配置された多板クラッチ３２と、多板クラッチ３２を押圧する環状の押圧板３４と、押圧板３４を多板クラッチ３２から離間させる方向に付勢する付勢部材３５とを有して構成されている。多板クラッチ３２は、本発明における摩擦クラッチの一態様である。
(Configuration of clutch mechanism 3)
The clutch mechanism 3 includes a clutch drum 31 that is connected to the
図３に示すように、多板クラッチ３２は、クラッチドラム３１に相対回転不能かつ軸方向移動可能に係合する第１摩擦板としての複数のアウタクラッチプレート３２１、及び円筒状回転部材１８０に相対回転不能かつ軸方向移動可能に係合する第２摩擦板としての複数のインナクラッチプレート３２２からなり、アウタクラッチプレート３２１及びインナクラッチプレート３２２が交互に配置されている。複数のアウタクラッチプレート３２１はクラッチドラム３１と共に回転し、複数のインナクラッチプレート３２２は円筒状回転部材１８０と共に回転する。
As shown in FIG. 3, the multi-plate clutch 32 is relative to the plurality of outer
クラッチドラム３１は、第１出力軸１１に相対回転不能に係合する環状の係合部３１１と、係合部３１１から径方向外方に張り出す円盤部３１２と、円盤部３１２の外周側の端部から回転軸線Ｏ１と平行に延在する円筒状の円筒部３１３とを有している。係合部３１１の内周には、第１出力軸１１における第２円筒部１１２の第２スプライン係合部１１２ａに係合する内周スプライン係合部３１１ａが形成されている。また、クラッチドラム３１は、第１出力軸１１に嵌着されたスナップリング１１４によって、リヤ側への軸方向移動が規制されている。
The clutch drum 31 includes an
円筒部３１３の内周には、アウタクラッチプレート３２１の外周側の端部が相対回転不能に係合する内周スプライン係合部３１１ａが形成されている。インナクラッチプレート３２２の内周側の端部は、円筒状回転部材１８０の第２スプライン係合部１８０ｂに相対回転不能に係合する。
On the inner periphery of the
押圧板３４には、クラッチドラム３１における円筒部３１３の先端部に嵌合する周方向の凹溝３４ａが形成されている。押圧板３４は、凹溝３４ａが円筒部３１３の先端部に嵌合した状態で、回転軸線Ｏ１方向に進退移動可能である。押圧板３４は、後述するカム機構４の作動に伴い、クラッチドラム３１の円盤部３１２側（リヤ側）に移動することにより、円盤部３１２との間に多板クラッチ３２を挟み、複数のアウタクラッチプレート３２１と複数のインナクラッチプレート３２２とを押圧する。これにより、複数のアウタクラッチプレート３２１と複数とインナクラッチプレート３２２との間に摩擦力が発生し、この摩擦力によってクラッチドラム３１から円筒状回転部材１８０にトルクが伝達される。
The
また、押圧板３４は、付勢部材３５によって円盤部３１２とは反対側（フロント側）に付勢されている。本実施の形態では、付勢部材３５がコイルばねからなり、円筒部３１３の外周に配置されている。付勢部材３５は、リヤ側の一端部が円筒部３１３の外周面に形成された段差面３１３ａに当接し、フロント側の他端部が押圧板３４のリヤ側の端面に当接している。付勢部材３５は、軸方向に圧縮された状態で円筒部３１３の段差面３１３ａと押圧板３４の端面との間に配置され、その復元力によって押圧板３４を弾性的にフロント側に押し付けている。
Further, the
第１出力軸１１の第１円筒部１１１と第３円筒部１１３との間の段差面１１１ｂと、円筒状回転部材１８０におけるフロント側の軸方向端面１８０ｃとの間には、針状スラストころ軸受１１５が配置されている。円筒状回転部材１８０は、このスラストころ軸受１１５によって軸方向の移動が規制されている。
Between the step surface 111b between the first cylindrical portion 111 and the third
駆動力配分装置１の構成要素のうち、クラッチ機構３、カム機構４、円筒状回転部材１８０は、第１出力軸１１から補助駆動輪である左右前輪９０１，９０２側に補助駆動力を伝達する駆動力伝達装置１Ａを構成する。ここで、クラッチドラム３１は本発明の第１回転部材の一態様であり、円筒状回転部材１８０は本発明の第２回転部材の一態様である。
Among the components of the driving
（カム機構４の構成）
カム機構４は、ケース部材２に対する回転が規制された第１カム部材４１と、第１カム部材４１に対して回転することでクラッチ機構３側に移動する第２カム部材４２と、第１カム部材４１と第２カム部材４２との間に配置された球状の複数の転動体４３とを有している。第１カム部材４１は、図３に示すように、補助駆動力伝達機構１８のスプロケット１８１との間に配置された針状ころ軸受１９１によって回転軸線Ｏ１に沿ったフロント側への移動が規制されている。
(Configuration of cam mechanism 4)
The cam mechanism 4 includes a
第２カム部材４２とクラッチ機構３の押圧板３４との間には、針状ころ軸受１９２が配置されている。第２カム部材４２は、針状ころ軸受１９２及び押圧板３４を介して多板クラッチ３２（複数のアウタクラッチプレート３２１及び複数のインナクラッチプレート３２２）を回転軸線Ｏ１方向に押圧する。
A
図４（ａ）は、第１カム部材４１をリヤ側からフロント側に向かって見た状態を示す平面図である。図４（ｂ）は、第２カム部材４２をフロント側からリヤ側に向かって見た状態をギヤ部材７６と共に示した平面図である。
FIG. 4A is a plan view showing a state in which the
第１カム部材４１は、円筒状回転部材１８０を挿通させる挿通孔４１ａが中心部に形成された環状部４１１と、環状部４１１の外周面の一部から外方に突出した棒状の回り止め部４１２とを一体に有している。環状部４１１において第２カム部材４２に対向する面には、転動体４３を転動させる複数のカム溝４１１ａが形成されている。また、カム溝４１１ａは、環状部４１１の軸方向における溝深さが周方向において徐々に変化するように形成されている。カム溝４１１ａは、周方向に沿って所定の間隔で配置されている。回り止め部４１２は、その先端部がケース部材２の内面に突出して形成された係止部２ａに係止されている（図２参照）。第１カム部材４１は、回り止め部４１２がケース部材２の係止部２ａに係止することで、ケース部材２に対する回転が規制されている。なお、第１カム部材４１は、回り止め部４１２が減速回転軸７０に係止されて回り止めされていてもよい。
The
第２カム部材４２は、円筒状回転部材１８０を挿通させる挿通孔４２ａが中心部に形成された環状部４２１と、環状部４２１の外周面の一部から外方に向かって延在する扇形状の扇部４２２とを一体に有している。扇部４２２の外周面には、複数の噛み合い歯４２２ａが形成されている。環状部４２１と円筒状回転部材１８０との間には、滑り軸受１９３（図３に示す）が配置されている。
The
環状部４２１において第１カム部材４１に対向する面には、転動体４３を転動させる複数のカム溝４２１ａが形成されている。カム溝４２１ａは、環状部４２１の周方向に沿って所定の間隔で配置され、環状部４２１の軸方向における溝深さが周方向において徐々に変化するように形成されている。これにより、第２カム部材４２が第１カム部材４１に対して回転すると、転動体４３がカム溝４１１ａ，４２１ａを転動し、第２カム部材４２がクラッチ機構３側に移動する。
A plurality of
ギヤ部材７６は、その外周面には第２カム部材４２における扇部４２２の複数の噛み合い歯４２２ａに噛み合う複数のギヤ歯７６ａが形成されている。ギヤ部材７６は、平歯車であり、複数のギヤ歯７６ａの歯筋は軸方向に平行である。また、ギヤ部材７６には、減速機構７における減速回転軸７０を挿通させる挿通孔７６ｂが中心部に形成されている。
The
ギヤ部材７６が減速機構７の回転駆動によって減速回転軸７０の回転軸線Ｏ３を中心として図４に示す時計回り方向（Ｒ１方向）に回転すると、第２カム部材４２が回転軸線Ｏ１を中心として図４に示す反時計回り方向（Ｒ２方向）に回転する。そして、第１カム部材４１と第２カム部材４２との相対回転に伴う転動体４３の転動により、第２カム部材４２がクラッチ機構３側に移動する。ギヤ部材７６における複数のギヤ歯７６ａと回転軸線Ｏ３との間の距離は、第２カム部材４２における噛み合い歯４２２ａと回転軸線１との間の距離よりも短い。
When the
（変速機構５の構成）
図２に示すように、変速機構５は、遊星歯車機構からなり、入力軸１０の筒部１００の外周面に形成されたギヤ歯１００ａに噛み合う複数の遊星歯車５１と、遊星歯車５１を回転可能に支持する支持部材５２と、及びケース部材２に固定された内歯歯車５３とを有して構成されている。支持部材５２は、複数の遊星歯車５１の中心部にそれぞれ挿通された複数の支持軸５２１、複数の支持軸５２１をフロント側で支持する第１環状支持部材５２２、及び複数の支持軸５２１を第１環状支持部材５２２とは反対側（リヤ側）で支持する第２環状支持部材５２３によって構成されている。第１環状支持部材５２２は、玉軸受５０によってケース部材２に回転可能に支持されている。この変速機構５は、入力軸１０の回転を減速して第２環状支持部材５２３から出力する。
(Configuration of transmission mechanism 5)
As shown in FIG. 2, the speed change mechanism 5 includes a planetary gear mechanism, and a plurality of
（切替機構６の構成）
切替機構６は、減速機構７における減速回転軸７０に外嵌され、減速回転軸７０と共に回転する筒状のドラム６２と、ドラム６２に形成された第１ガイド溝６２ａに係合する突起６３ａを有する第１シフトフォーク６３と、ドラム６２に形成された第２ガイド溝６２ｂに係合する突起６４ａを有する第２シフトフォーク６４と、第１シフトフォーク６３と共に回転軸線Ｏ１に沿って進退移動する第１切替スリーブ６５と、第２シフトフォーク６４と共に回転軸線Ｏ１に沿って進退移動する第２切替スリーブ６６と、変速機構５の第２環状支持部材５２３に相対回転不能に連結された連結部材６７とを有して構成されている。
(Configuration of switching mechanism 6)
The
第１切替スリーブ６５は、内周面に内周スプライン係合部６５ａを有すると共に、外周面に外周スプライン係合部６５ｂを有している。第２切替スリーブ６６は、内周面に内周スプライン係合部６６ａを有している。第１切替スリーブ６５及び第２切替スリーブ６６は、第１出力軸１１に外嵌された筒状である。
The first switching sleeve 65 has an inner peripheral spline engaging portion 65a on the inner peripheral surface and an outer peripheral
（切替機構６の動作）
切替機構６の動作原理について図２及び図６を参照して説明する。図６は、ドラム６２に形成された第１ガイド溝６２ａ及び第２ガイド溝６２ｂと、第１シフトフォーク６３の突起６３ａ及び第２シフトフォーク６４の突起６４ａとを示す模式図である。図６において左右方向は回転軸線Ｏ１に平行な方向を示し、上下方向はドラム６２の周方向を示している。
(Operation of switching mechanism 6)
The operation principle of the
ドラム６２が回転すると、第１シフトフォーク６３の突起６３ａが第１ガイド溝６２ａに案内されて第１シフトフォーク６３が回転軸線Ｏ１に沿って軸方向に移動し、これに伴って第１切替スリーブ６５が同じく軸方向に移動する。また、第２シフトフォーク６４の突起６４ａが第２ガイド溝６２ｂに案内されて第２シフトフォーク６４が回転軸線Ｏ１に沿って軸方向に移動し、これに伴って第２切替スリーブ６６が同じく軸方向に移動する。
When the
ドラム６２と第１シフトフォーク６３の突起６３ａとの相対位置が図６に示すＡの位置であるとき、第１切替スリーブ６５の内周スプライン係合部６５ａは第１出力軸１１の第１円筒部１１１における第１スプライン係合部１１１ａに係合し、外周スプライン係合部６５ｂは連結部材６７のスプライン係合部６７１に係合する。これにより、連結部材６７と第１出力軸１１とが相対回転不能に連結される。
When the relative position between the
また、ドラム６２と第１シフトフォーク６３の突起６３ａとの相対位置が図６に示すＢ又はＣの位置であるとき、外周スプライン係合部６５ｂと連結部材６７のスプライン係合部６７１との係合が解除され、第１切替スリーブ６５の内周スプライン係合部６５ａは、第１出力軸１１の第１スプライン係合部１１１ａ、及び入力軸１０の外周スプライン係合部１０１ａに係合する。これにより、入力軸１０と第１出力軸１１とが相対回転不能に連結される。
Further, when the relative position between the
また、ドラム６２と第２シフトフォーク６４の突起６４ａとの相対位置が図６に示すＡ又はＢの位置であるとき、第２切替スリーブ６６の内周スプライン係合部６６ａは、第１出力軸１１の第１スプライン係合部１１１ａ、及び円筒状回転部材１８０の第１スプライン係合部１８０ａに係合する。これにより、第１出力軸１１と円筒状回転部材１８０とが相対回転不能に連結される。
Further, when the relative position between the
また、ドラム６２と第２シフトフォーク６４の突起６４ａとの相対位置が図６に示すＣの位置であるとき、第２切替スリーブ６６の内周スプライン係合部６６ａと円筒状回転部材１８０の第１スプライン係合部１８０ａとの係合が解除され、第２切替スリーブ６６の内周スプライン係合部６６ａは、第１出力軸１１の第１スプライン係合部１１１ａのみに係合する。これにより、第１出力軸１１と円筒状回転部材１８０との相対回転が可能となる。
When the relative position between the
ドラム６２と第１シフトフォーク６３の突起６３ａ及び第２シフトフォーク６４の突起６４ａとの相対位置が図６に示すＡの位置であるとき、駆動力配分装置１はＬ４Ｌモードとなり、変速機構５によって減速された入力軸１０の駆動力が第１出力軸１１及び円筒状回転部材１８０に伝達される。
When the relative positions of the
ドラム６２と第１シフトフォーク６３の突起６３ａ及び第２シフトフォーク６４の突起６４ａとの相対位置が図６に示すＢの位置であるとき、駆動力配分装置１はＨ４Ｌモードとなり、入力軸１０が第１出力軸１１及び円筒状回転部材１８０と相対回転不能に連結される。
When the relative positions of the
ドラム６２と第１シフトフォーク６３の突起６３ａ及び第２シフトフォーク６４の突起６４ａとの相対位置が図６に示すＣの位置であるとき、駆動力配分装置１はＨ２モード又はＨ４モードとなり、入力軸１０と第１出力軸１１とが相対回転不能に連結されると共に、Ｈ４モードでは第１出力軸１１から円筒状回転部材１８０にクラッチ機構３を介して駆動力が配分される。
When the relative position of the
（補助駆動力伝達機構１８の構成）
補助駆動力伝達機構１８は、円筒状回転部材１８０と、スプロケット１８１と、スプロケット１８１から第２出力軸１２に駆動力を伝達するチェーン１８２（図２に二点鎖線で示す）とを有している。スプロケット１８１の内周面には、内周スプライン係合部１８１ａが形成され、この内周スプライン係合部１８１ａが円筒状回転部材１８０の第１スプライン係合部１８０ａに係合している。これにより、スプロケット１８１は、円筒状回転部材１８０と一体に回転する。スプロケット１８１の外周面には、チェーン１８２に噛み合うギヤ歯１８１ｂが形成されている。
(Configuration of auxiliary driving force transmission mechanism 18)
The auxiliary driving force transmission mechanism 18 includes a cylindrical rotating
スプロケット１８１の円筒状回転部材１８０に対するフロント側への軸方向移動は、円筒状回転部材１８０に嵌着されたスナップリング１８３によって規制されている。スナップリング１８３は、第１スプライン係合部１８０ａをフロント側とリヤ側に区画する位置に配置され、スナップリング１８３のリヤ側における第１スプライン係合部１８０ａにはスプロケット１８１の内周スプライン係合部１８１ａが係合し、スナップリング１８３のフロント側における第１スプライン係合部１８０ａには第２切替スリーブ６６の内周スプライン係合部６６ａが係合する。
The axial movement of the
第２出力軸１２は、ケース部材２に玉軸受１２３，１２４によって支持された軸部１２１と、チェーン１８２に噛み合うギヤ歯１２２ａが外周面に形成されたギヤ部１２２とを一体に有している。チェーン１８２は、スプロケット１８１のギヤ歯１８１ｂ及び第２出力軸１２のギヤ部１２２におけるギヤ歯１２２ａに噛み合うことで、スプロケット１８１から第２出力軸１２に左右前輪９０１，９０２側への補助駆動力を伝達する。
The second output shaft 12 integrally has a
（減速機構７の構成）
減速機構７は、図２に示すように、回転軸線Ｏ１と平行な回転軸線Ｏ３を中心として回転し、第１出力軸１１の径方向におけるクラッチ機構３の外側に配置されている。減速機構７の減速回転軸７０は、回転軸線Ｏ３に沿って同心状に配置された第１軸部７３、第２軸部７４、及び第１軸部７３と第２軸部７４との間でトルクを伝達する連結部としてのトーションバー７５とを有している。第２軸部７４は、ギヤ部材７６及び切替機構６のドラム６２を貫通している。第２軸部７４のリヤ側における外周には、トルクセンサ８が取り付けられている。
(Configuration of deceleration mechanism 7)
As shown in FIG. 2, the speed reduction mechanism 7 rotates around a rotation axis O 3 parallel to the rotation axis O 1 and is disposed outside the clutch mechanism 3 in the radial direction of the
図５は、図２に示す減速機構７及びその周辺部を示す拡大図である。減速機構７は、減速回転軸７０と、電動モータ１３の出力シャフト１３０に形成されたウォーム７１と、ウォーム７１と噛み合って回転するウォームホイール７２とを有している。ウォーム７１及びウォームホイール７２はウォームギヤ機構を構成する。なお、トーションバー７５が本発明における「捩じりバネ」の一態様である。
FIG. 5 is an enlarged view showing the speed reduction mechanism 7 shown in FIG. 2 and its peripheral portion. The reduction mechanism 7 includes a reduction rotation shaft 70, a worm 71 formed on the
また、減速機構７は、ケース部材２の第２ケース部材２２に固定されたハウジング７００に収容されている。ハウジング７００は、ウォームホイール７２が収容されたホイール収容室７０１ａが形成されたウォームハウジング７０１と、トルクセンサ８を収容するセンサ収容室７０２ａが形成されたセンサハウジング７０２と、を有している。
The speed reduction mechanism 7 is housed in a
第１軸部７３は、ウォーム７１及びウォームホイール７２を介して電動モータ１３の回転力を受けて回転駆動される被駆動部として形成されている。第２軸部７４は、トーションバー７５を介して第１軸部７３の回転力を受けて回転駆動する駆動部として形成されている。 The first shaft portion 73 is formed as a driven portion that is rotationally driven by receiving the rotational force of the electric motor 13 via the worm 71 and the worm wheel 72. The second shaft portion 74 is formed as a drive portion that rotates by receiving the rotational force of the first shaft portion 73 via the torsion bar 75.
第１軸部７３は、トーションバー７５の一部が挿通される挿通孔７３ａが中心に形成された環状であり、外径がそれぞれ異なる第１乃至第３環状部７３１〜７３３からなる。第１環状部７３１は、第２環状部７３２び第３環状部７３３よりも大径に形成され、その外周にはウォームホイール７２が相対回転不能に連結されている。第２環状部７３２は、回転軸線Ｏ３方向において第１環状部７３１よりもフロント側に位置し、外周にはトルクセンサ８の後述するトルク検出用磁石８０が設けられている。第３環状部７３３は、第２環状部７３２よりも小径に形成され、回転軸線Ｏ３方向において第１環状部７３１よりもリヤ側に位置している。
The first shaft portion 73 has an annular shape formed around an
第１軸部７３は、第１環状部７３１と第３環状部７３３との間に形成された段差部に配置された玉軸受１７１によってウォームハウジング７０１に対して相対回転可能に支持されると共に、第１環状部７３１と第２環状部７３２との間に形成された段差部に配置された玉軸受１７２よってセンサハウジング７０２に対して相対回転可能に支持されている。
The first shaft portion 73 is supported so as to be relatively rotatable with respect to the
第２軸部７４は、フロント側の端部が第１ケース部材２１に保持された玉軸受６００（図２に示す）によってケース部材２に回転可能に支持され、リヤ側の端部が針状ころ軸受１７３によってハウジング７００に回転可能に支持されている。
The second shaft portion 74 is rotatably supported by the case member 2 by a ball bearing 600 (shown in FIG. 2) whose front end is held by the
第２軸部７４は、回転軸線Ｏ３に沿って延在し、リヤ側の一端にトーションバー７５の一部が収容される収容穴７４ａされた有底円筒状である。また、第２軸部７４は、針状ころ軸受け１７３によって支持される大径部７４０と、大径部７４０のフロント側の端部から切替機構６側に延在して形成される中径部７４１と、大径部７４０のリヤ側の端部から延在して形成された小径部７４２と、小径部７４２のリヤ側の先端部から突出して形成されたボス部７４３とを一体に有している。大径部７４０の外周面のうち、センサハウジング７０２のセンサ収容室７０２ａに収容された部位には、トルクセンサ８の一部が取り付けられている。小径部７４２及びボス部７４３は、第１軸部７３のフロント側の一端に形成された段付き穴に収容されている。
The second shaft portion 74 extends along the rotation axis O 3 and has a bottomed cylindrical shape with a receiving hole 74 a in which a part of the torsion bar 75 is received at one end on the rear side. The second shaft portion 74 includes a large-
中径部７４１は、ギヤ部材７６の挿通孔７６ｂ及び切替機構６のドラム６２に形成された貫通孔６２ｂを貫通し、ギヤ部材７６及びドラム６２と一体に回転する。また、中径部７１４の外周面には、スナップリング７７が嵌着する環状溝７４１ａが形成されている。ギヤ部材７６は、スナップリング７７と、大径部７４０及び中径部７４１の間の段差面７４０ａとに挟まれて、第２軸部７４に対する軸方向移動が規制されている。
The
ギヤ部材７６は、カム機構４の第２カム部材４２と減速回転軸７０の第２軸部７４との間に配置され、減速機構７で減速された電動モータ１３の回転トルクをカム機構４へ伝達する。つまり、カム機構４は、ギヤ部材７６を介して減速機構７の駆動部としての第２軸部７４に連結されている。本実施の形態では、第２カム部材４２及びギヤ部材７６が、減速機構７によって減速された電動モータ１３の回転をさらに減速する副減速機構７Ａを構成する。
The
トーションバー７５は、回転軸線Ｏ３方向におけるリヤ側の一端が第１ピン７６１によって第１軸部７３の第３環状部７３３に相対回転不能に連結され、回転軸線Ｏ３方向におけるフロント側の他端が第２ピン７６２によって第２軸部７４の大径部７４０に相対回転不能に連結されている。また、トーションバー７５は、第１軸部７３と第２軸部７４との間で伝達するトルクに応じて変形する弾性を有し、第１軸部７３と第２軸部７４とは、トーションバー７５の捩れ量に応じて相対回転する。トルクセンサ８は、トーションバー７５の変形量によって出力トルクを検出する。トルクセンサ８の詳細については後述する。
The torsion bar 75, one end of the rear side is non-rotatably connected to the third
上記のように構成された減速機構７では、電動モータ１３が作動すると、第１軸部７３がウォーム７１及びウォームホイール７２を介して電動モータ１３の回転力を受けて回転駆動され、トーションバー７５の捩れに伴って第２軸部７４が回転する。そうすると、切替機構６のドラム６２が回転すると共に、第２軸部７４の回転力がギヤ部材７６を介してカム機構４に伝達されて、クラッチ機構３の多板クラッチ３２が押圧される。この際、第２軸部７４の回転トルクはトルクセンサ８によって検出される。つまり、減速機構７は、カム機構４側にトルクを出力する減速回転軸７０を有しており、トルクセンサ８は減速回転軸７０のトルクを検出するように構成されている。
In the reduction mechanism 7 configured as described above, when the electric motor 13 is operated, the first shaft portion 73 is rotationally driven by the rotational force of the electric motor 13 via the worm 71 and the worm wheel 72, and the torsion bar 75 is driven. The second shaft portion 74 rotates with the torsion. Then, the
また、減速機構７は、付勢部材３５の付勢がカム機構４を介してウォームホイール７２を回転させてウォームホイール７２を回転させる逆入力における減速機構７の伝達効率である逆入力伝達効率が、電動モータ１３の回転力がウォーム７１を回転駆動させてウォームホイール７２を回転させる正入力における減速機構７の伝達効率である正入力伝達効率より小さい。つまり、減速機構７は、電動モータ１３の出力シャフト１３０の回転によって減速回転軸７０が所定の減速比を以って円滑に回転するが、減速回転軸７０に逆入力があった場合に、その逆入力の回転力では電動モータ１３の出力シャフト１３０が回りにくい。これにより、電動モータ１３への電流供給を低下しても、出力シャフト１３０は回転せず、クラッチ機構３の締結状態を維持するために必要な電動モータ１３の消費電力を削減できる。
Further, the reduction mechanism 7 has a reverse input transmission efficiency which is a transmission efficiency of the reduction mechanism 7 in a reverse input in which the urging force of the urging
（トルクセンサ８の構成）
トルクセンサ８は、減速機構７における第１軸部７３の第２環状部７３２の外周に固定された円筒状のトルク検出用磁石８０と、第２環状部７３２に固定された環状の第１の回転ヨーク８１と、第２軸部７４の大径部７４０に固定された環状の第２の回転ヨーク８２と、第１の回転ヨーク８１の外側に空隙を設けて配置された第１の固定ヨーク８３と、第２の回転ヨーク８２の外側に空隙を設けて配置された第２の固定ヨーク８４と、第１の固定ヨーク８３及び第２の固定ヨーク８４との間に配置された第１の磁気検出素子８５Ａ及び第２の磁気検出素子８５Ｂ（図５では第１の磁気検出素子８５Ａのみを示す。）と、を備える。
(Configuration of torque sensor 8)
The torque sensor 8 includes a cylindrical
第１の回転ヨーク８１は、環状の本体部８１０と、本体部８１０から回転軸線Ｏ３方向のフロント側に突出して形成された複数（本実施の形態では１０個）の突起部８１１とを一体に有する。同様に、第２の回転ヨーク８２は、環状の本体部８２０と、本体部８２０から回転軸線Ｏ３方向のリヤ側に突出して形成された複数（第１の回転ヨーク８１の突起部８１１と同数）の突起部８２１とを一体に有する。
First rotating
第１の固定ヨーク８３は、第１の回転ヨーク８１の本体部８１０と径方向（回転軸線Ｏ３方向と直交する方向）に対向する内面を有する環状の環状部８３０と、環状部８３０から回転軸線Ｏ３方向に延出して形成された延出部８３１と、延出部８３１の先端部から外方（トルク検出用磁石８０から離間する方向）に向かって突出した突出部８３２とを一体に有する。同様に、第２の固定ヨーク８４は、第２の回転ヨーク８２の本体部８２０と径方向に対向する内面を有する環状の環状部８４０と、環状部８４０から回転軸線Ｏ３方向に延出して形成された延出部８４１と、延出部８４１の先端部から外方に向かって突出した突出部８４２とを一体に有する。
First fixed
トルク検出用磁石８０は、回転軸線Ｏ３方向に沿って一対の磁極（Ｎ極及びＳ極）が並んで形成されている。トルク検出用磁石８０は、本実施の形態では、図５においてリヤ側にＮ極、フロント側にＳ極が形成された永久磁石である。トルク検出用磁石８０としては、例えばフェライト磁石、ネオジウム磁石等を用いることができる。
トルクセンサ８における磁気回路は、図５に示すように、第１の磁路Ｈ１と第２の磁路Ｈ２とからなる磁路Ｈによって構成されている。第１の磁路Ｈ１は、トルク検出用磁石８０と、第１及び第２の回転ヨーク８１，８２とで構成される。第２の磁路Ｈ２は、トルク検出用磁石８０と、第１及び第２の回転ヨーク８１，８２の本体部８１０，８２０と、第１及び第２の固定ヨーク８３，８４とで構成される。
A magnetic circuit in the torque sensor 8, as shown in FIG. 5, is constituted by the magnetic path H of a first magnetic path H 1 and the second magnetic path H 2 Prefecture. The first magnetic path H 1 includes a
（トルクセンサ８の動作）
トルクセンサ８の動作原理について図７を参照して説明する。図７は、トルクセンサ８の動作を説明するための図であり、（ａ）はトーションバー７５に捩じれが発生していない状態を示す斜視図、（ｂ）はトーションバー７５に捩じれが発生した状態を示す斜視図である。
(Operation of torque sensor 8)
The operation principle of the torque sensor 8 will be described with reference to FIG. 7A and 7B are diagrams for explaining the operation of the torque sensor 8, in which FIG. 7A is a perspective view showing a state in which the torsion bar 75 is not twisted, and FIG. 7B is a view in which the torsion bar 75 is twisted. It is a perspective view which shows a state.
第１軸部７３にトルクが作用してトーションバー７５に捩じれが生じると、図７（ｂ）に示すように、第１の回転ヨーク８１と第２の回転ヨーク８２とが相対回転し、第１の回転ヨーク８１の突起部８１１の先端面８１１ａと第２の回転ヨーク８２の突起部８２１の先端面８２１ａとが対向する面積が減少する。これにより、図５に示す第１の磁路Ｈ１における磁気抵抗が大きくなり、第１の磁路Ｈ１を流れる磁束の磁束密度が小さくなる。一方、第２の磁路Ｈ２における磁気抵抗は、第１軸部７３に作用するトルクの有無に関係なく一定であるため、第１の磁路Ｈ１の磁束密度の低下によって、第２の磁路Ｈ２の磁束密度が高くなる。
When torque acts on the first shaft portion 73 and the torsion bar 75 is twisted, the first
したがって、第１及び第２の磁気検出素子８５Ａ，８５Ｂは、トーションバー７５の捩じれ量、すなわち第１軸部７３から第２軸部７４に伝達されるトルクを、第２の磁路Ｈ２の磁束密度の変化量として検出することが可能である。このように、トルクセンサ８は第１軸部７３と第２軸部７４との相対回転角度によって出力トルクを検出する。
Thus, the first and second
（駆動力配分装置１のＨ４モードにおける動作）
次に、駆動力配分装置１のＨ４モードにおける動作について説明する。
(Operation of the driving
Next, the operation | movement in H4 mode of the driving
Ｈ４モードでは、前述のように、電動モータ１３の回転による減速機構７及び切替機構６の作動により、入力軸１０と第１出力軸１１とが第２切替スリーブ６６によって相対回転不能に連結され、第１出力軸１１から後輪側のプロペラシャフト９７を介して左右後輪９０３，９０４に駆動力が伝達される。この状態で、電動モータ１３がさらに回転すると、減速回転軸７０の第２軸部７４の回転によって第２カム部材４２が第１カム部材４１に対して回転し、転動体４３がカム溝４１１ａ，４２１ａを転動することで、第２カム部材４２が付勢部材３５の付勢力に抗してクラッチ機構３側に移動する。この第２カム部材４２に発生する軸方向の移動力がクラッチ機構３を押圧する押圧力となる。
In the H4 mode, as described above, the
クラッチ機構３は、カム機構４による軸方向の押圧力を受けて、多板クラッチ３２の複数のアウタクラッチプレート３２１及び複数のインナクラッチプレート３２２が摩擦摺動し、その摩擦力によって第１出力軸１１から円筒状回転部材１８０に駆動力が伝達される。円筒状回転部材１８０に伝達された駆動力は、さらにスプロケット１８１及びチェーン１８２を経由して第２出力軸１２に伝達される。これにより、前輪側のプロペラシャフト９６を介して左右前輪９０１，９０２に駆動力が伝達される。
The clutch mechanism 3 receives the axial pressing force of the cam mechanism 4 and the plurality of outer
クラッチ機構３を介して円筒状回転部材１８０に伝達されるトルクは、電動モータ１３に供給するモータ電流によって概略調節することができる。つまり、第１カム部材４１と第２カム部材４２との間隔（第２カム部材４２のクラッチ機構３側への移動量）は、転動体４３がカム溝４１１ａ，４２１ａの最も深い部位に位置する中立状態からの第２カム部材４２の回転角度によって応じて変化し、第２カム部材４２の回転角度は減速機構７によって回転されるギヤ部材７６の回転位置に応じて変化する。よって、電動モータ１３に供給するモータ電流を増加させて減速回転軸７０から出力されるトルクを増大させれば、第２カム部材４２が第１カム部材４１に対して大きく相対回転し、クラッチ機構３に付与される押圧力が増大する。これにより、クラッチ機構３を介して円筒状回転部材１８０に伝達される駆動力が大きくなる。
The torque transmitted to the cylindrical rotating
ところが、クラッチ機構３に付与される押圧力は、必ずしも電動モータ１３に供給するモータ電流のみによっては定まらないことが本発明者らによって確認されている。例えば、モータ電流をゼロから所定値に上昇させた場合と、モータ電流を最大値から所定値に降下させた場合とでは、同じ所定値の電流であってもクラッチ機構３によって伝達されるトルクに差異が生じる。この理由としては、ウォーム７１及びウォームホイール７２からなるウォームギヤ機構において、正入力伝達効率と逆入力伝達効率との差があることが原因の一つとして考えられる。したがって、モータ電流が同じであってもクラッチ機構３に付与される押圧力は状況によって一定ではなく、モータ電流を制御するだけではクラッチ機構３により伝達されるトルクを制御することは困難である。 However, the present inventors have confirmed that the pressing force applied to the clutch mechanism 3 is not necessarily determined only by the motor current supplied to the electric motor 13. For example, when the motor current is increased from zero to a predetermined value and when the motor current is decreased from the maximum value to a predetermined value, the torque transmitted by the clutch mechanism 3 is the same even if the current is the same predetermined value. Differences occur. One reason for this is considered that there is a difference between the positive input transmission efficiency and the reverse input transmission efficiency in the worm gear mechanism including the worm 71 and the worm wheel 72. Therefore, even if the motor current is the same, the pressing force applied to the clutch mechanism 3 is not constant depending on the situation, and it is difficult to control the torque transmitted by the clutch mechanism 3 only by controlling the motor current.
そこで、本実施の形態では、減速機構７からの出力トルクを、電動モータ１３のトルク伝達経路におけるウォーム７１及びウォームホイール７２よりも後段部に配置されたトルクセンサ８によって検出し、この検出結果に基づいて電動モータ１３を制御することで、クラッチ機構３を介して第２出力軸１２に伝達される補助駆動力の精度を高めている。すなわち、電動モータ１３を制御する制御装置１ａは、トルクセンサ８からの電気信号に基づいてクラッチ機構３に実際に付与されている押圧力の情報を得ることができ、この情報に基づいて電動モータ１３に供給するモータ電流をフィードバック的に制御することで、クラッチ機構３に付与される押圧力を高精度に調節することができる。これにより、第２出力軸１２に伝達される補助駆動力の精度が高まり、四輪駆動車９の走行安定性を向上させることが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, the output torque from the speed reduction mechanism 7 is detected by the torque sensor 8 disposed at a stage subsequent to the worm 71 and the worm wheel 72 in the torque transmission path of the electric motor 13, and the detection result is By controlling the electric motor 13 based on this, the accuracy of the auxiliary driving force transmitted to the second output shaft 12 via the clutch mechanism 3 is increased. That is, the control device 1a that controls the electric motor 13 can obtain information on the pressing force actually applied to the clutch mechanism 3 based on the electric signal from the torque sensor 8, and the electric motor can be obtained based on this information. By controlling the motor current supplied to 13 in a feedback manner, the pressing force applied to the clutch mechanism 3 can be adjusted with high accuracy. Thereby, the accuracy of the auxiliary driving force transmitted to the second output shaft 12 is increased, and the running stability of the four-wheel drive vehicle 9 can be improved.
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態に係る駆動力配分装置１及び駆動力伝達装置１Ａによれば、以下のような作用及び効果が得られる。
(Operation and effect of the embodiment)
According to the driving
（１）制御装置１ａは、トルクセンサ８によって検出された減速機構７の出力トルクに基づいて電動モータ１３を制御し、クラッチ機構３に付与される押圧力を調節する。トルクセンサ８は、第１出力軸１１の回転軸線Ｏ１とは異なる減速回転軸７０の回転軸線Ｏ３上に配置されているので、例えば特許文献１に記載の駆動力配分装置のように、押圧力検出部がカム機構４及びクラッチ機構３と軸方向に沿って並列して配置される場合に比較して、第１出力軸１１の回転軸線Ｏ１方向における装置寸法を短縮することができる。すなわち、装置の小型化を図ることが可能である。
(1) The control device 1 a controls the electric motor 13 based on the output torque of the speed reduction mechanism 7 detected by the torque sensor 8 and adjusts the pressing force applied to the clutch mechanism 3. The torque sensor 8, since the rotation axis O 1 of the
（２）トルクセンサ８は、トーションバー７５の変形量によって減速回転軸７０のトルクを検出するので、ウォーム７１及びウォームホイール７２からなるウォームギヤ機構における正入力伝達効率と逆入力伝達効率との差の影響を受けることなく、カム機構４に伝達される回転力を精度よく検出することができる。また、例えば特許文献１の記載の駆動力配分装置のように充填された液体の圧力を測定するセンサの場合には、温度変化に起因した液体の熱膨張によるセンサの測定精度の低下をまねくことがあるが、本実施の形態によれば、このような温度変化に起因した検出精度の低下を招来することもない。つまり、クラッチ機構３に付与される押圧力を検出するためのセンサの測定精度の安定化を図ることができる。
(2) Since the torque sensor 8 detects the torque of the reduction rotating shaft 70 based on the deformation amount of the torsion bar 75, the difference between the positive input transmission efficiency and the reverse input transmission efficiency in the worm gear mechanism including the worm 71 and the worm wheel 72 is detected. The rotational force transmitted to the cam mechanism 4 can be accurately detected without being affected. For example, in the case of a sensor that measures the pressure of the filled liquid as in the driving force distribution device described in
（３）駆動力配分装置１は、減速機構７によって減速された電動モータ１３の回転をさらに減速する副減速機構７Ａを有し、トルクセンサ８は、減速機構７と副減速機構７Ａとの間でトルクを検出するので、例えば副減速機構７Ａの後段部でトルクを検出する場合に比較して、検出すべきトルクの最大値が小さくなる。これにより、トルクセンサを小型化することができ、ひいては駆動力配分装置１の小型化が可能となる。また、副減速機構７Ａは平歯車からなるので、例えばウォームギヤ機構のような正入力伝達効率と逆入力伝達効率との差がなく、副減速機構７Ａの前段部でトルクを検出しても、その検出値に基づいてクラッチ機構３に付与されている押圧力を正確に推定することができる。
(3) The driving
（４）減速機構７は、逆入力伝達効率が正入力伝達効率より小さくなるように構成されている。これにより、クラッチ機構３の締結状態を維持するのに供給すべきモータ電流を低減することができるので、省電力化を図ることができる。 (4) The speed reduction mechanism 7 is configured such that the reverse input transmission efficiency is smaller than the normal input transmission efficiency. Thereby, since the motor current which should be supplied in maintaining the fastening state of the clutch mechanism 3 can be reduced, power saving can be achieved.
（付記）
以上、本発明の駆動力配分装置及び駆動力伝達装置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る。
(Appendix)
As described above, the driving force distribution device and the driving force transmission device of the present invention have been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It can be implemented in embodiments.
例えば、上記実施の形態では、減速機構７の減速回転軸７０の第２軸部７４がギヤ部材７６及び切替機構６のドラム６２を貫通するように単一の部材で構成されていたが、これに限定されるものではなく、組み付け容易性を考慮して、第２軸部７４を、例えばギヤ部材７６に連結される軸部と、ドラム６２に連結される軸部との組み合わせによって構成してもよい。この場合、両軸部は一体回転するように連結される。
For example, in the above embodiment, the second shaft portion 74 of the speed reduction rotating shaft 70 of the speed reduction mechanism 7 is configured as a single member so as to penetrate the
また、上記実施の形態では、クラッチ機構３が第１出力軸１１から第２出力軸１２に駆動力を伝達するように構成された場合について説明したが、これに限らず、クラッチ機構を介して入力軸１０から第２出力軸１２に駆動力を伝達するようにしてもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the clutch mechanism 3 was comprised so that a driving force might be transmitted from the
また、上記実施の形態では、減速機構７として、ウォーム７１及びウォームホイール７２からなるウォームギヤ機構を用いているが、これに限らず、遊星歯車機構や波動歯車機構を用いても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the worm gear mechanism which consists of the worm | worm 71 and the worm wheel 72 is used as the deceleration mechanism 7, it is not restricted to this, You may use a planetary gear mechanism and a wave gear mechanism.
１…駆動力配分装置
１Ａ…駆動力伝達装置
１０…入力軸
１１…第１出力軸
１２…第２出力軸
１３…電動モータ
１８０…円筒状回転部材（第２回転部材）
２…ケース部材
３…クラッチ機構
３１…クラッチドラム（第１回転部材）
３２…多板クラッチ（摩擦クラッチ）
３２１…アウタクラッチプレート（第１摩擦板）
３２２…インナクラッチプレート（第２摩擦板）
４…カム機構（押圧力発生機構）
５…変速機構
６…切替機構
７…減速機構
７Ａ…副減速機構
７０…減速回転軸
７３…第１軸部（被駆動部）
７４…第２軸部（駆動部）
７５…トーションバー（連結部，捩じりバネ）
８…トルクセンサ
DESCRIPTION OF
2 ... Case member 3 ... Clutch mechanism 31 ... Clutch drum (first rotating member)
32 ... Multi-plate clutch (friction clutch)
321 ... Outer clutch plate (first friction plate)
322 ... Inner clutch plate (second friction plate)
4 ... Cam mechanism (pressing force generation mechanism)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ...
74: Second shaft portion (drive portion)
75 ... Torsion bar (connecting part, torsion spring)
8 ... Torque sensor
Claims (10)
前記第１回転部材と共に回転する第１摩擦板、及び前記第２回転部材と共に回転する第２摩擦板を有する摩擦クラッチと、
電動モータと、
前記電動モータの回転によって作動し、前記第１摩擦板及び前記第２摩擦板を回転軸方向に押圧する押圧力を発生させる押圧力発生機構と、
前記電動モータの回転を減速して前記押圧力発生機構側に出力する減速機構と、
前記減速機構の出力トルクを検出するトルクセンサと、
を備えた駆動力伝達装置。 A driving force transmission device that transmits a driving force between a first rotating member and a second rotating member that are arranged to be relatively rotatable around a common rotating shaft,
A friction clutch having a first friction plate that rotates with the first rotating member, and a second friction plate that rotates with the second rotating member;
An electric motor;
A pressing force generating mechanism that is operated by rotation of the electric motor and generates a pressing force that presses the first friction plate and the second friction plate in a rotation axis direction;
A deceleration mechanism that decelerates the rotation of the electric motor and outputs it to the pressing force generation mechanism;
A torque sensor for detecting an output torque of the deceleration mechanism;
A driving force transmission device comprising:
前記トルクセンサは、前記減速回転軸のトルクを検出する、
請求項１に記載の駆動力伝達装置。 The speed reduction mechanism has a speed reduction rotating shaft that outputs torque to the pressing force generation mechanism side,
The torque sensor detects torque of the decelerating rotary shaft;
The driving force transmission device according to claim 1.
前記連結部は、伝達するトルクに応じて変形する弾性を有し、
前記トルクセンサは、前記連結部の変形量によって前記出力トルクを検出する、
請求項２に記載の駆動力伝達装置。 The speed reduction rotating shaft of the speed reduction mechanism includes a driven part on the electric motor side, a driving part on the pressing force generation mechanism side, and a connecting part for transmitting torque between the driving part and the driven part. Have
The connecting portion has elasticity that deforms according to the torque to be transmitted,
The torque sensor detects the output torque based on a deformation amount of the connecting portion;
The driving force transmission device according to claim 2.
前記トルクセンサは、前記被駆動部と前記駆動部との相対回転角度によって前記出力トルクを検出する、
請求項３に記載の駆動力伝達装置。 In the speed reduction mechanism, the connecting portion includes a torsion spring, and the driven portion and the driving portion rotate relative to each other according to a torsion amount of the torsion spring,
The torque sensor detects the output torque based on a relative rotation angle between the driven part and the driving part.
The driving force transmission device according to claim 3.
請求項４に記載の駆動力伝達装置。 A sub-deceleration mechanism that is disposed between the speed reduction mechanism and the friction clutch and further decelerates the rotation of the speed reduction rotating shaft of the speed reduction mechanism to output to the friction clutch;
The driving force transmission device according to claim 4.
請求項１乃至５の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。 The deceleration mechanism has a reverse input transmission efficiency smaller than a positive input transmission efficiency.
The driving force transmission device according to any one of claims 1 to 5.
電動モータと、
前記電動モータの回転を減速して減速回転軸から出力する減速機構と、
前記入力軸に対する前記第１出力軸の回転速度を可変とする変速機構と、
前記減速機構の前記減速回転軸の回転によって作動し、前記変速機構の変速比を切り替える切替機構と、
軸方向の押圧力を受けて前記第２出力軸へ伝達される駆動力を調節可能なクラッチと、
前記減速機構の前記減速回転軸の回転によって作動し、前記クラッチに前記押圧力を付与する押圧力発生機構と、
前記減速機構の前記減速回転軸のトルクを検出するトルクセンサと、を備えている、
駆動力配分装置。 A driving force distribution device that distributes and outputs the driving force input to the input shaft to the first output shaft and the second output shaft,
An electric motor;
A reduction mechanism that decelerates the rotation of the electric motor and outputs it from a reduction rotation shaft;
A speed change mechanism capable of varying a rotational speed of the first output shaft relative to the input shaft;
A switching mechanism that operates by rotation of the speed reduction rotating shaft of the speed reduction mechanism and switches a speed ratio of the speed change mechanism;
A clutch capable of adjusting a driving force transmitted to the second output shaft by receiving an axial pressing force;
A pressing force generating mechanism that operates by rotation of the deceleration rotating shaft of the deceleration mechanism and applies the pressing force to the clutch;
A torque sensor for detecting the torque of the speed reduction rotating shaft of the speed reduction mechanism,
Driving force distribution device.
前記連結部は、伝達するトルクに応じて変形する弾性を有し、
前記トルクセンサは、前記連結部の変形量によって前記出力トルクを検出する、
請求項７に記載の駆動力配分装置。 The speed reduction rotating shaft of the speed reduction mechanism includes a driven part on the electric motor side, a driving part on the pressing force generation mechanism side, and a connecting part for transmitting torque between the driving part and the driven part. Have
The connecting portion has elasticity that deforms according to the torque to be transmitted,
The torque sensor detects the output torque based on a deformation amount of the connecting portion;
The driving force distribution device according to claim 7.
前記トルクセンサは、前記被駆動部と前記駆動部との相対回転角度によって前記出力トルクを検出する、
請求項８に記載の駆動力配分装置。 In the speed reduction mechanism, the connecting portion includes a torsion spring, and the driven portion and the driving portion rotate relative to each other according to a torsion amount of the torsion spring,
The torque sensor detects the output torque based on a relative rotation angle between the driven part and the driving part.
The driving force distribution device according to claim 8.
請求項８又は９に記載の駆動力配分装置。 The pressing force generation mechanism is connected to the driving unit or the driven unit.
The driving force distribution device according to claim 8 or 9.
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