JP4200853B2 - 駆動力伝達装置及びそのアンバランス確認方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両の動力伝達系に介装される発進クラッチ、特に四輪駆動車で前輪側の駆動系と後輪側の駆動系との間に介装されるカップリングなどの駆動力伝達装置、並びに、この駆動力伝達装置のアンバランス確認方法に関するものである。

従来、図１５（ａ）に示す下記の駆動力伝達装置１が知られている。
電磁式クラッチ機構２４で電磁石２７に通電されると、アーマチュア２５が電磁石２７により吸引されてパイロット摩擦クラッチ２６が摩擦接触する。そして、アウタケース１４とインナケース１７との間に相対回転が発生すると、例えば、前進駆動時には図１５（ｂ）に示す向きのトルクＴがパイロットカム体３２に発生し、後進駆動時やエンジンブレーキ時には図１５（ｃ）に示す向きのトルクＴがパイロットカム体３２に発生する。いずれの駆動状態でも、カム機構２３（メインカム体３１、球状カム体３８、パイロットカム体３２）で増幅されたトルクＴが回転中心線１４ａ，１７ａ方向の推力Ｓに変換される。その推力Ｓに応じて、メイン摩擦クラッチ２２が接続され、アウタケース１４とインナケース１７との間で駆動力の伝達が行われる。

一方、電磁式クラッチ機構２４の電磁石２７に通電されていない非駆動状態で、アーマチュア２５に対する電磁石２７の吸引が解除されると、図１５（ｄ）に示すようにカム機構２３においてパイロットカム体３２とメインカム体３１とが球状カム体３８を介して一体回転する。そのため、メイン摩擦クラッチ２２の接続が解除され、アウタケース１４とインナケース１７との間での駆動力の伝達が解除される。
なお、下記特許文献１も参照されたい。
特開平４−１５１０３１号公報

ところが、電磁式クラッチ機構２４の電磁石２７に通電されていない非駆動状態で、前輪の回転速度が後輪の回転速度よりも遅い場合には、低温時のオイル粘性アップ等の諸原因により、パイロット摩擦クラッチ２６にてインナプレートがアウタプレートに引き摺られて回転するおそれがある。その場合、例えば図１５（ｄ）で示す向きの引き摺りトルクｔがパイロットカム体３２に発生する。その引き摺りトルクｔにより、図１５（ｃ）に示す場合と同様にカム機構２３（メインカム体３１、球状カム体３８、パイロットカム体３２）で増幅されたトルクが推力Ｓとして発生してメイン摩擦クラッチ２２が接続され、アウタケース１４とインナケース１７との間で意図しない駆動力の伝達が行われる。そのため、前記駆動力伝達装置１の非駆動状態における駆動力の伝達が不安定になる問題があった。

そこで、前記駆動力伝達装置１においては、インナケース１７の外周でカム機構２３のメインカム体３１を推力Ｓに対抗するように回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ付勢する皿ばね等のリターンスプリング４８が付設され、このリターンスプリング４８によりメイン摩擦クラッチ２２の接続を防止している。しかし、このリターンスプリング４８を採用すると、下記＊の問題点がある。

＊ カム機構２３のパイロットカム体３２を受けるニードルベアリング３５の転動抵抗を下げるためには、リターンスプリング４８の弾性力を下げる必要がある。逆に、低温時のオイル粘性アップ等の諸原因により生じる引き摺りトルクｔを防止するためには、リターンスプリング４８の弾性力を上げる必要がある。それらは背反事象であるため、転動抵抗を下げると同時に引き摺りトルクｔを防止することは不可能である。

＊ カム機構２３においてパイロットカム体３２に生じる引き摺りトルクｔがメインカム体３１の推力Ｓとして増幅変換された後に、リターンスプリング４８がメインカム体３１の推力Ｓに対抗する。このリターンスプリング４８はメインカム体３１を推力Ｓに対抗するように回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ付勢する弾性力を有しているため、パイロットカム体３２はメインカム体３１の推力Ｓに対抗するリターンスプリング４８の弾性力を受ける。従って、パイロットカム体３２を受けるニードルベアリング３５の転動抵抗（摩擦抵抗）が増加する。

＊ 図１５（ｄ）に示す非駆動状態ばかりではなく図１５（ｂ）（ｃ）に示す駆動状態でも共にリターンスプリング４８の弾性力がメインカム体３１を推力Ｓに対抗するように回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ付勢している。そのため、リターンスプリング４８（皿ばね等）の弾性力の不均一性等が原因して、駆動状態における駆動力伝達装置１の制御が不安定になり易い。

一方、前記駆動力伝達装置１においては、メイン摩擦クラッチ２２の接触面間の間隔を拡大すれば、メイン摩擦クラッチ２２の接続を抑制するので、引き摺りトルクｔの発生に伴う弊害を防止することができる。しかし、この間隔を拡大させると、下記＊の問題点がある。

＊ カム機構２３においてメインカム体３１のカム面３６及びパイロットカム体３２のカム面３７で回転方向Ｒに対する傾斜角度θ３６，θ３７については、テコの原理を応用して推力Ｓを大きくするために、ある程度小さく設定する必要がある。しかし、間隔を拡大させると、それに応じてメインカム体３１のストロークを回転中心線１４ａ，１７ａ方向で大きくしなければならず、前記傾斜角度θ３６，θ３７のままでカム面３６，３７における回転方向Ｒの延設長さを大きくする必要がある。そのため、パイロットカム体３２の回転角が過大になり、カム機構２３の応答性が悪化するとともに、カム面３６，３７の形成及び配置が困難になる。

＊ 間隔を拡大させると、メインカム体３１などの各部品の自由度が大きくなって偏心等のアンバランスが生じ易い状態になる。そこで、従来は、実際の使用状態と異なり、電磁式クラッチ機構２４の電磁石２７を取り外した状態のまま通電せずに、アウタケース１４とインナケース１７とを回転可能に支持した状態で相対回転させることにより、アンバランス確認を行っていた。そのため、アンバランス確認中に各構成部材が移動し、アンバランスの確認を確実に行うことができなかった。

この発明は、カム機構のパイロットカム体及びメインカム体における回転抵抗（摩擦抵抗）を下げると同時に引き摺りトルクを防止し、耐引き摺り性能を向上させることを目的としている。さらに、この発明は、駆動力伝達装置のアンバランス確認を確実に行うことを目的としている。

後記実施形態の図面（図１〜７に示す第一実施形態、図８〜１４に示す第二実施形態）の符号を援用して本発明を説明する。
＊ 請求項１の発明（第一実施形態及び第二実施形態に対応）
請求項１の発明に係る駆動力伝達装置（１）は下記のように構成されている。

前記駆動力伝達装置（１）は、相対回転し得る第一回転部材（１２）と第二回転部材（１５）との間の駆動力の伝達を行なうメインクラッチ（２２）と、パイロットクラッチ（２６）を作動するクラッチ機構（２４）と、このパイロットクラッチ（２６）を接続するクラッチ機構（２４）の作動時にこのメインクラッチ（２２）を接続するカム機構（２３）とを備え、前記第一回転部材（１２）と第二回転部材（１５）との相対回転に伴いパイロットクラッチ（２６）を介してパイロットカム体（３２）に発生するトルク（Ｔ）に応じてメインカム体（３１）に発生する回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向の推力（Ｓ）により前記メインクラッチ（２２）を接続するように構成されている。このカム機構（２３）は、相対回転し得るパイロットカム体（３２）とメインカム体（３１）とストッパ体（３３）と、このパイロットカム体（３２）及びメインカム体（３１）とこのストッパ体（３３）とを互いに係止させる回転方向（Ｒ）へストッパ体（３３）を付勢する付勢手段（３４）とを備えている。前記第一回転部材（１２）と第二回転部材（１５）との間の一方向の相対回転時には、前記パイロットカム体（３２）とメインカム体（３１）との間の相対回転により前記メインカム体（３１）に回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向の推力（Ｓ）が発生するよう構成されるとともに、前記パイロットカム体（３２）にはこのメインカム体（３１）との間の相対回転時に回転方向において前記付勢手段（３４）による付勢力が生じないよう構成されている。前記第一回転部材（１２）と第二回転部材（１５）との間の他方向の相対回転時には、前記付勢手段（３４）による付勢力（Ｅ）の生じた前記ストッパ体（３３）で前記パイロットカム体（３２）とメインカム体（３１）との間の相対回転を規制して前記メインカム体（３１）に発生する回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向の推力（Ｓ）を抑制する。

前記付勢手段としては、ストッパ体（３３）に回転方向（Ｒ）の付勢力（Ｅ）を生じさせ得るものであれば、後記請求項６の発明にかかる捩じりばね（３４）以外に、引張コイルばねや圧縮コイルばねなどの他のばねを採用してもよい。この捩じりばね（３４）についても、一枚（一巻き）の切欠きリング（４０）のほか、巻き数を増やした捩じりコイルばねを採用してもよい。また、図示しないが、後記請求項６の発明以外に、一枚の切欠きリング（４０）の一端部（４０ａ）をパイロットカム体（３２）に支持するとともに、パイロットカム体（３２）に支持したストッパ体（３３）にこの切欠きリング（４０）の他端部（４０ｂ）を支持するようにしてもよい。
また、請求項１の発明において、下記のように構成してもよい（請求項２）。
前記ストッパ体は、前記付勢手段による付勢力で前記パイロットカム体とメインカム体との間の相対回転を規制するときに前記メインカム体とパイロットカム体とに係合して前記メインカム体とパイロットカム体との間の相対回転を規制する係止部を備え、前記付勢手段は、前記ストッパ体の係止部を回転方向において前記メインカム体と係合させる方向に付勢するとともに、前記ストッパ体の係止部を回転方向において前記パイロットカム体と係合させる方向に付勢する。また、前記第一回転部材と第二回転部材との間の一方向の相対回転時、前記パイロットカム体は前記付勢手段による付勢力の生じた前記ストッパ体の係止部と回転方向において係合することなく前記メインカム体と相対回転可能である。

請求項１の発明は、下記＊の効果を奏する。
＊ カム機構（２３）においてパイロットカム体（３２）に生じるトルク（引き摺りトルクｔ）がメインカム体（３１）の推力（Ｓ）として変換される前に、付勢手段（３４）によりストッパ体（３３）に生じる付勢力（Ｅ）がこのパイロットカム体（３２）のトルク（引き摺りトルクｔ）に対抗するため、その推力（Ｓ）をパイロットカム体（３２）及びメインカム体（３１）が受けることを抑制する。また、この付勢手段（３４）はストッパ体（３３）を回転方向（Ｒ）へ付勢する付勢力（Ｅ）を有しているため、パイロットカム体（３２）及びメインカム体（３１）がこの付勢手段（３４）により回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向の付勢力を受けない。さらに、制御の安定性をより一層増すために従来技術と同様なリターンスプリング（４８）を付設したとしても、パイロットカム体（３２）のトルク（引き摺りトルクｔ）に対抗する機能は前記ストッパ体（３３）が果たすので、そのリターンスプリング（４８）としては弾性力の小さいものを採用することができる。従って、このリターンスプリング（４８）の有無に関係なく、このパイロットカム体（３２）及びメインカム体（３１）における回転抵抗（摩擦抵抗）を軽減させることができる。

＊ 図７及び図１４に示す非駆動状態では、パイロットカム体（３２）に生じるトルク（引き摺りトルクｔ）がメインカム体（３１）の推力（Ｓ）として変換されることを抑制する。一方、図５及び図６並びに図１２及び図１３に示す駆動状態では、カム機構（２３）でパイロットカム体（３２）に生じるトルク（Ｔ）がメインカム体（３１）の推力（Ｓ）として変換され、ストッパ体（３３）を回転方向（Ｒ）へ付勢する付勢手段（３４）がこのメインカム体（３１）の推力（Ｓ）に対し直接悪影響を与えにくい。従って、駆動状態における駆動力伝達装置（１）の制御を安定させることができる。

＊ 低温時のオイル粘性アップ等の諸原因により生じる引き摺りトルク（ｔ）を防止する機能は、付勢手段（３４）により回転方向（Ｒ）へ付勢されたストッパ体（３３）が果たすので、パイロットカム体（３２）及びメインカム体（３１）における回転抵抗（摩擦抵抗）はこの付勢手段（３４）に左右されず、その回転抵抗（摩擦抵抗）を下げると同時に引き摺りトルク（ｔ）を防止することが可能となる。

＊ 請求項３，４の発明（第二実施形態に対応）
請求項３の発明は請求項１または請求項２の発明を前提として下記のように構成されている。
前記メインクラッチ（２２）は、摩擦クラッチであって、その接触面間の間隔が最大値になる非接続状態と、その接触面が近接して伝達される駆動力が大きくなり始める接続開始状態と、その接触面間の間隔が最小値になる接続状態と、これら各状態の中間の状態とを取る。前記カム機構（２３）においてパイロットカム体（３２）とメインカム体（３１）とには連動体（３８）を挟持するカム面（３６，３７）を設けている。パイロットカム体（３２）のカム面（３７）及びメインカム体（３１）のカム面（３６）は、それぞれ、メインクラッチ（２２）を前記非接続状態から前記接続開始状態にする第一段階のカム面（５０，５４）と、メインクラッチ（２２）を前記接続開始状態から前記接続状態にする第二段階のカム面（５２，５６）とに区分されている。

請求項４の発明は請求項３の発明を前提として下記のように構成されている。
前記カム機構（２３）においてメインカム体（３１）が第一回転部材（１２）及び第二回転部材（１５）に対し相対回転可能に且つ回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向へ移動可能に支持されている。パイロットカム体（３２）のカム面（３７）において回転方向（Ｒ）に対する傾斜角度については、第二段階のカム面（５６）の傾斜角度（θ５６）よりも第一段階のカム面（５４）の傾斜角度（θ５４）を大きく設定している。メインカム体（３１）のカム面（３６）において回転方向（Ｒ）に対する傾斜角度については、第二段階のカム面（５２）の傾斜角度（θ５２）よりも第一段階のカム面（５０）の傾斜角度（θ５０）を大きく設定している。

請求項３，４の発明では、メインクラッチ（２２）の非接続状態から接続開始状態までは、傾斜角度（θ５０，θ５４）の大きい第一段階のカム面（５０，５４）が機能するため、カム面（５０，５４）における回転方向（Ｒ）の延設長さを小さくしてパイロットカム体（３２）の回転角を小さくしても、メインカム体（３１）のストロークを回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向で大きくしてカム機構（２３）の応答性を良くするとともに、カム面（３６，３７）の形成及び配置も行い易くすることができる。また、メインクラッチ（２２）の接続開始状態から接続状態までは、傾斜角度（θ５２，θ５６）の小さい第二段階のカム面（５２，５６）が機能するため、従来と同様に推力（Ｓ）を大きくすることができる。従って、メインクラッチ（２２）の間隔を拡大させることにより、引き摺りトルク（ｔ）の発生に伴う弊害を防止することができる。ちなみに、特開平４−１５１０３１号公報ではスラスト力による皿ばねの撓みによりカム角の異なるカム面に噛合いが移行するクラッチ装置が開示されているが、請求項３，４の発明では、メインクラッチ（２２）を非接続状態から前記接続開始状態にする第一段階のカム面（５０，５４）とメインクラッチ（２２）を接続開始状態から前記接続状態にする第二段階のカム面（５２，５６）とに区分している点で、特開平４−１５１０３１号公報と異なる。

＊ 請求項５の発明（第二実施形態に対応）
請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項の発明を前提とする請求項５の発明に係るカム機構（２３）においては、パイロットカム体（３２）に発生するトルク（Ｔ，ｔ）に応じてメインカム体（３１）に発生する回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向の推力（Ｓ）に対抗するようにメインカム体（３１）を付勢するリターンスプリング（４８）を付設した。

請求項５の発明では、推力（Ｓ）が生じていない状態で、メインカム体（３１）やパイロットカム体（３２）やストッパ体（３３）の位置がリターンスプリング（４８）の弾性力により一定し、発生するトルク（Ｔ）を安定させることができる。

＊ 請求項６の発明（第一実施形態及び第二実施形態に対応）
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のうちいずれかの請求項の発明を前提として下記のように構成されている。

前記付勢手段は捩じりばね（３４）であり、この捩じりばね（３４）の一端部（４０ａ）を前記メインカム体（３１）に支持するとともに、この捩じりばね（３４）の他端部（４０ｂ）を前記ストッパ体（３３）に支持する。例えば、この捩じりばね（３４）は、一端部（４０ａ）と他端部（４０ｂ）との間で撓み許容空間（３９）を切り欠いた一枚の切欠きリング（４０）からなる。

請求項６の発明では、皿ばねよりも弾性力の均一性に優れ且つ簡単な構造の付勢手段（切欠きリング４０等の捩じりばね３４）により、請求項１から請求項５のうちいずれかの請求項の発明の効果を発揮させることができる。

＊ 請求項７の発明（第一実施形態及び第二実施形態に対応）
請求項６の発明を前提とする請求項７の発明においては、前記メインカム体（３１）に対し前記ストッパ体（３３）及び捩じりばね（３４）を組み付けるとともに、このストッパ体（３３）がメインカム体（３１）に対し回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向へ移動するのを規制する規制体（例えばスナップリング４５）をこのメインカム体（３１）に取り付けて、このストッパ体（３３）と捩じりばね（３４）と規制体（４５）とがこのメインカム体（３１）とともに回転中心線（１４ａ，１７ａ）方向へ一体的に移動し得る。

請求項７の発明では、引き摺りトルク（ｔ）の発生に伴う弊害を防止するためにメインクラッチ（２２）の間隔を拡大させた場合にメインカム体（３１）の移動ストロークが大きくなっても、ストッパ体（３３）及び捩じりばね（３４）がメインカム体（３１）と一体的に移動するので、それらを強固に組み付けて不用意な分解を防止することができる。また、メインカム体（３１）とストッパ体（３３）と捩じりばね（３４）とを一体化した組付けユニット（Ｕ）とパイロットカム体（３２）とを組み付けるので、カム機構（２３）の組付け性を向上させることができる。

＊ 請求項８の発明（第二実施形態に対応）
請求項７の発明を前提とする請求項８の発明においては、前記メインカム体（３１）には前記捩じりばね（３４）の一端部（４０ａ）がこの捩じりばね（３４）の弾性力（Ｅ）に抗して圧接される係止部（６１）を設けるとともに、前記ストッパ体（３３）にはこの捩じりばね（３４）の他端部（４０ｂ）が捩じりばね（３４）の弾性力（Ｅ）に抗して圧接される係止部（６２）を設け、このメインカム体（３１）にはメインカム体（３１）の係止部（６１）に捩じりばね（３４）の一端部（４０ａ）を支持した状態で捩じりばね（３４）の他端部（４０ｂ）に対応する開口部（６３）を設けた。

請求項８の発明では、メインカム体（３１）の開口部（６３）に治具（図示せず）を挿入して捩じりばね（３４）の一端部（４０ａ）と他端部（４０ｂ）とを互いに広げることができるので、カム機構（２３）の組付け性を向上させることができる。

＊ 請求項９の発明（第二実施形態に対応）
請求項９の発明は、請求項１の発明にかかる駆動力伝達装置（１）について、アンバランスを確認する方法であり、そのアンバランス確認を行う際、第一回転部材（１２）と第二回転部材（１５）とを回転可能に支持した状態で、電磁式クラッチ機構（２４）の電磁石（２７）または電磁石代用部品を通電状態にする。

請求項９の発明では、実際の使用状態と同様な状態で駆動力伝達装置（１）のアンバランスを確認するので、引き摺りトルク（ｔ）の発生に伴う弊害を防止するためにメイン摩擦クラッチ（２２）の間隔を拡大させた際に各部品（例えばメインカム体３１など）の自由度が大きくなって偏心等のアンバランスが生じ易い状態になった場合でも、偏心等のアンバランスの確認を確実に行ってアンバランスを防止することができる。

本発明は、カム機構（２３）のパイロットカム体（３２）及びメインカム体（３１）における回転抵抗（摩擦抵抗）を下げると同時に引き摺りトルク（ｔ）を防止し、耐引き摺り性能を向上させることができる。また、本発明は、駆動力伝達装置（１）のアンバランス確認を確実に行うことができる。

〔第一実施形態〕
まず、本発明の第一実施形態にかかる駆動力伝達装置について図１〜７を参照して説明する。

図１で概略的に示す四輪駆動車において、図２，３にも示す駆動力伝達装置１は、電磁石２７への印加電流に応じたトルクを発生する電子制御式トルク伝達装置であり、前輪駆動ベースの四輪駆動車に用いられている。この駆動力伝達装置１は、ドライブピニオンシャフト２を介してリヤデファレンシャル３に連結され、このリヤデファレンシャル３を収容するデファレンシャルキャリヤ４に支持されて車体に取り付けられている。エンジン５の駆動力は、トランスアクスル６を介してアクスルシャフト７に出力され、両前輪８を駆動する。このトランスアクスル６はプロペラシャフト９を介して前記駆動力伝達装置１に連結されている。このプロペラシャフト９と前記ドライブピニオンシャフト２とがこの駆動力伝達装置１によりトルク伝達可能に連結された場合、エンジン５の駆動力は、リヤデファレンシャル３からアクスルシャフト１０を介して両後輪１１に伝達される。

第一回転部材１２は、駆動輪である前輪８側の駆動系と連動する前記プロペラシャフト９に連結されたアウタケース１４を備えている。第二回転部材１５は、従動輪である後輪１１側の駆動系と連動する前記ドライブピニオンシャフト２に連結されたインナケース１７を備えている。前記アウタケース１４は、外側のフロントハウジング１８と内側のリヤハウジング１９とを備え、インナケース１７の回転中心線１７ａと同一の回転中心線１４ａを中心にしてインナケース１７に対し相対回転し得る。このリヤハウジング１９内には後側収容室２０がインナケース１７の周方向全体に設けられている。前記インナケース１７とフロントハウジング１８とリヤハウジング１９との間で前側収容室２１が閉塞状態でインナケース１７の周方向全体に設けられている。この前側収容室２１内には、潤滑油と空気とが封入され、メイン摩擦クラッチ２２とカム機構２３とが内蔵されているとともに、電磁式クラッチ機構２４のうちアーマチュア２５とパイロット摩擦クラッチ２６とが内蔵されている。また、前記リヤハウジング１９内の後側収容室２０にはこの電磁式クラッチ機構２４のうち電磁石２７とヨーク２８とが嵌め込まれている。

前記メイン摩擦クラッチ２２は、多板クラッチであって、複数のアウタプレート２９と複数のインナプレート３０とを備えている。各アウタプレート２９は、前記アウタケース１４のフロントハウジング１８の内周に対しスプライン結合されてアウタケース１４の回転中心線１４ａ方向へ並設され、アウタケース１４と一体回転し得るとともにアウタケース１４に対して回転中心線１４ａ方向へ相対移動し得る。各インナプレート３０は、前記インナケース１７の外周に対しスプライン結合されて前記各アウタプレート２９と交互にインナケース１７の回転中心線１７ａ方向へ並設され、インナケース１７と一体回転し得るとともにインナケース１７に対して回転中心線１７ａ方向へ相対移動し得る。

前記カム機構２３は、図４にも示すように、回転中心線１４ａ，１７ａを中心に相対回転可能なメインカム体３１とパイロットカム体３２とストッパ体３３と、このストッパ体３３を回転方向Ｒへ付勢する捩じりばね３４（付勢手段）とを備えている。メインカム体３１は、メイン摩擦クラッチ２２に隣接して回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ並設されている。パイロットカム体３２は、前記リヤハウジング１９に対しニードルベアリング３５を介して隣接して回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ並設されている。パイロットカム体３２は、ニードルベアリング３５に支持され、前記インナケース１７及びアウタケース１４に対し相対回転可能に、且つ回転中心線１４ａ，１７ａ方向への移動が規制されるようになっている。メインカム体３１は、前記インナケース１７の外周に対しスプライン結合されてインナケース１７と一体回転し得るとともに、前記メイン摩擦クラッチ２２のインナプレート３０を圧接し得る。

このカム機構２３において、メインカム体３１とパイロットカム体３２とには前記インナケース１７の外周付近でカム面３６，３７が相対向して複数組形成されて回転中心線１４ａ，１７ａを中心とする回転方向Ｒへ等間隔で並設されている。この各組の両カム面３６，３７間には球状のカム体３８（連動体）がそれらのカム面３６，３７に接触し得るように嵌め込まれている。これらのカム面３６，３７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３６，３７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、球状カム体３８の外周球面の半径ともほぼ等しく設定されている。

前記捩じりばね３４は一端部４０ａと他端部４０ｂとの間で撓み許容空間３９を切り欠いた一枚の切欠きリング４０からなる。この切欠きリング４０は前記メインカム体３１に支持されている。この切欠きリング４０の撓み許容空間３９を広げた状態で、切欠きリング４０の一端部４０ａの係止孔３４ａにこのメインカム体３１の軸部３１ａが挿着されているとともに、切欠きリング４０の他端部４０ｂの係止孔３４ｂに前記ストッパ体３３の軸部３３ａが挿着されている。そのため、この切欠きリング４０は撓み許容空間３９を狭める回転向きの弾性を有する。

前記ストッパ体３３には係止突起４１，４２（係止部）が形成され、前記メインカム体３１とパイロットカム体３２とにはそれぞれ係止突起４３，４４（係止部）が形成されている。前記切欠きリング４０の弾性力Ｅにより、このストッパ体３３の係止突起４１とメインカム体３１の係止突起４３とが互いに接近するように付勢されているとともに、このストッパ体３３の係止突起４２とパイロットカム体３２の係止突起４４とが互いに接近するように付勢されている。

前記メインカム体３１にはストッパ体３３が回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ移動してメインカム体３１から外れるのを規制するスナップリング４５（規制体）が取着されている。

前記電磁式クラッチ機構２４のアーマチュア２５は、前記パイロットカム体３２の外周で前記メインカム体３１と前記リヤハウジング１９との間に嵌め込まれている。このアーマチュア２５は、前記フロントハウジング１８の内周に対しスプライン結合されてアウタケース１４と一体回転し得るとともにアウタケース１４の回転中心線１４ａ方向へ移動し得る。前記電磁式クラッチ機構２４のパイロット摩擦クラッチ２６は、三枚のアウタプレート４６と二枚のインナプレート４７とを備え、前記パイロットカム体３２の外周で前記アーマチュア２５とリヤハウジング１９との間に嵌め込まれている。三枚のアウタプレート４６は、前記フロントハウジング１８の内周に対しスプライン結合されてアウタケース１４と一体回転し得るとともにアウタケース１４の回転中心線１４ａ方向へ移動し得る。二枚のインナプレート４７は、三枚のアウタプレート４６間で前記パイロットカム体３２の外周に対しスプライン結合されてパイロットカム体３２と一体回転し得るとともにインナケース１７の回転中心線１７ａ方向へ移動し得る。

前記電磁式クラッチ機構２４で電磁石２７に通電されると、この電磁石２７の周りには図３の破線で模式的に示す磁路Ｍが生じる。この磁路Ｍの発生により、アーマチュア２５が電磁石２７により吸引されてパイロット摩擦クラッチ２６が摩擦接触すると、前記カム機構２３においてパイロットカム体３２がアウタケース１４の回転方向Ｒへ回転し得る。前記プロペラシャフト９と一体回転するアウタケース１４と、前記ドライブピニオンシャフト２と一体回転するインナケース１７との間に相対回転が発生すると、パイロット摩擦クラッチ２６の摩擦接触によりパイロットカム体３２にトルクが発生する。例えば、前進駆動時に、図５に示す向きのトルクＴがパイロットカム体３２に発生すると、ストッパ体３３の係止突起４１が切欠きリング４０の弾性力Ｅによりメインカム体３１の係止突起４３に接近してほぼ接触し、パイロットカム体３２の係止突起４４がストッパ体３３の係止突起４２から離間する。また、例えば、後進駆動時やエンジンブレーキ時に、図６に示す向きのトルクＴがパイロットカム体３２に発生すると、そのトルクＴが切欠きリング４０の弾性力Ｅよりも大きい場合、パイロットカム体３２の係止突起４４がストッパ体３３の係止突起４２をそのトルクＴの向きへ押圧する。そのため、ストッパ体３３の係止突起４１がメインカム体３１の係止突起４３から離間する。いずれの駆動状態でも、このパイロットカム体３２と、インナケース１７と一体回転するメインカム体３１との間に設けられたカム面３６，３７に球状カム体３８が接触する。その結果、メイン摩擦クラッチ接続状態Ｐとなり、パイロットカム体３２とメインカム体３１との間に生じる相対回転により、メインカム体３１に回転中心線１４ａ，１７ａ方向の推力Ｓが発生する。その推力Ｓに応じて、メイン摩擦クラッチ２２が接続され、前記プロペラシャフト９と一体回転するアウタケース１４と、前記ドライブピニオンシャフト２と一体回転するインナケース１７との間で駆動力の伝達が行われる。なお、電磁石２７への印加電流値に応じて前記吸引力が変化し、カム機構２３のトルクＴも変化して伝達駆動力を調節し得る。

一方、前記電磁式クラッチ機構２４において電磁石２７に通電されていない非駆動状態で、この電磁石２７の周りには前述した磁路Ｍが発生せず、アーマチュア２５に対する電磁石２７の吸引が解除される。そして、パイロット摩擦クラッチ２６でアウタプレート４６とインナプレート４７との間に相対回転が生じ、前記カム機構２３においてパイロットカム体３２とメインカム体３１とが球状カム体３８を介して一体回転する。その場合、例えば図７に示す向きの引き摺りトルクｔが低温時のオイル粘性アップ等の諸原因によりパイロットカム体３２に発生しても、その引き摺りトルクｔが切欠きリング４０の弾性力Ｅよりも小さい場合、ストッパ体３３の係止突起４２がパイロットカム体３２の係止突起４４に対抗する。そのため、引き摺りトルクｔの発生にもかかわらず推力発生抑制状態Ｑとなる。従って、パイロットカム体３２とメインカム体３１とが一体回転してメイン摩擦クラッチ２２の接続が解除され、前記プロペラシャフト９と一体回転するアウタケース１４と、前記ドライブピニオンシャフト２と一体回転するインナケース１７との間での駆動力の伝達が解除される。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態にかかる駆動力伝達装置について図８〜１４を参照して説明する。この第二実施形態は、第一実施形態と比較して下記＊の点で主に相違する。なお、第一実施形態の図２、図３、図４及び図５，６，７は、それぞれ、第二実施形態の図８、図１０、図１１及び図１２，１３，１４に対応する。

＊ カム機構２３におけるリターンスプリング４８の付設
このリターンスプリング４８は、皿ばねであって、メインカム体３１の内側でインナケース１７の外周部に挿嵌され、このメインカム体３１に圧接されている。電磁石２７の非通電時、リターンスプリング４８の弾性力によりメインカム体３１が回転中心線１４ａ，１７ａに平行な向きにパイロットカム体３２方向へ付勢され、このメインカム体３１によりパイロットカム体３２が球状カム体３８を介して押され、リヤハウジング１９で支えられたニードルベアリング３５にパイロットカム体３２が圧接される。

電磁石２７の通電時には、メインカム体３１やパイロットカム体３２やストッパ体３３が回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ移動し得る自由度がなくなる。耐引き摺り性能を向上させるためにメイン摩擦クラッチ２２の接触面間の間隔を拡大すると、電磁石２７の非通電時にこの自由度は大きくなる。第一実施形態では、前記リターンスプリング４８が採用されていないため、電磁石２７の非通電状態で、メインカム体３１やパイロットカム体３２やストッパ体３３の位置がそれらの自由度の範囲で設定されて一定せず、電磁石２７の通電と非通電とを繰り返した際、発生するトルクＴが不安定になるおそれがあった。

この第二実施形態では、前記推力Ｓに対抗し得るリターンスプリング４８を採用したので、電磁石２７の非通電状態で、メインカム体３１やパイロットカム体３２やストッパ体３３がリターンスプリング４８とニードルベアリング３５（支持部）との間で挟持されてそれらの位置が一定する。従って、電磁石２７の通電と非通電とを繰り返した際、発生するトルクＴが安定する。ちなみに、パイロットカム体３２のトルク（引き摺りトルクｔ）に対抗する機能はストッパ体３３が果たすので、このリターンスプリング４８としてはニードルベアリング３５との転動抵抗を下げるために弾性力の小さいものを採用することができる。

＊ メインカム体３１及びパイロットカム体３２のカム面３６，３７の改良
メインカム体３１のカム面３６は、回転方向Ｒに対し傾斜する円弧状の第一カム面３６ａと、回転方向Ｒに対し傾斜するとともにこの第一カム面３６ａの傾斜方向とは逆の傾斜方向である円弧状の第二カム面３６ｂとを有している。パイロットカム体３２のカム面３７も、回転方向Ｒに対し傾斜する円弧状の第一カム面３７ａと、回転方向Ｒに対し傾斜するとともにこの第一カム面３７ａの傾斜方向とは逆の傾斜方向である円弧状の第二カム面３７ｂとを有している。

このメインカム体３１のカム面３６の第一カム面３６ａ及び第二カム面３６ｂには、それぞれ、第一カム面３６ａと第二カム面３６ｂとの境界部４９から延びる第一段階の圧接面５０と、この第一段階の圧接面５０との境界部５１から延びる第二段階の圧接面５２とが互いに区分されて形成されている。このパイロットカム体３２のカム面３７の第一カム面３７ａ及び第二カム面３７ｂには、それぞれ、第一カム面３７ａと第二カム面３７ｂとの境界部５３から延びる第一段階の圧接面５４と、この第一段階の圧接面５４との境界部５５から延びる第二段階の圧接面５６とが互いに区分されて形成されている。メインカム体３１のカム面３６の第一カム面３６ａ及び第二カム面３６ｂにおいて回転方向Ｒに対する傾斜角度については、第二段階の圧接面５２の傾斜角度θ５２（＜θ５０）よりも第一段階の傾斜角度θ５０（＞θ５２）を大きく設定している。パイロットカム体３２のカム面３７の第一カム面３７ａ及び第二カム面３７ｂにおいて回転方向Ｒに対する傾斜角度については、第二段階の圧接面５６の傾斜角度θ５６（＝θ５２＜θ５４）よりも第一段階の圧接面５４の傾斜角度θ５４（＝θ５０＞θ５６）を大きく設定している。なお、第一段階の圧接面５０，５４と第二段階の圧接面５２，５６との境界部５１，５５には適度な丸みを持たせている。

上記傾斜角度の切り替わり位置は、メイン摩擦クラッチ２２のアウタプレート２９とインナプレート３０との間隔が最大である非接続状態から、この間隔が最小となる接続状態に移行する過程において、これらのプレート２９，３０が近接して伝達される駆動力が大きくなり始める位置（接続開始状態の位置）に設定されている。すなわち、非接続状態から接続開始状態までは比較的傾斜角度の大きい第一段階の圧接面５０，５４に沿って球状カム体３８が移動し、接続開始状態から接続状態までは比較的傾斜角度の小さい第二段階の圧接面５２，５６に沿って球状カム体３８が移動する。従って、アウタプレート２９とインナプレート３０との間隔がほぼゼロになるまでは速やかに球状カム体３８及びメインカム体３１が移動し、それ以降は大きな推力によってメインカム体３１がこれらのプレート２９，３０を圧接する方向に移動する。

なお、第一段階の圧接面５０，５４の傾斜角度θ５０，θ５４や第二段階の圧接面５２，５６の傾斜角度θ５２，θ５６をさらに複数段の傾斜角度に設定してもよい。
＊ メインカム体３１に対するストッパ体３３及び捩じりばね３４の組付け
メインカム体３１は、インナケース１７が挿入されたボス壁部５７と、このボス壁部５７の外周部から半径方向へ延びる端壁部５８と、この端壁部５８の外周部でボス壁部５７に面して突設された外周壁部５９と、この外周壁部５９とボス壁部５７との間に形成された収容室６０とを備えている。ストッパ体３３及び捩じりばね３４は、メインカム体３１の収容室６０に嵌め込まれ、メインカム体３１に対し相対回転可能に且つ回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ移動可能に組み付けられている。捩じりばね３４はメインカム体３１の端壁部５８とストッパ体３３との間に挟まれている。メインカム体３１の外周壁部５９には穴用スナップリング４５（規制体）が嵌め込まれている。このスナップリング４５は、ストッパ体３３及び捩じりばね３４をメインカム体３１の端壁部５８との間で挟んで、ストッパ体３３及び捩じりばね３４がメインカム体３１に対し回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ移動するのを規制する。このストッパ体３３と捩じりばね３４とスナップリング４５とはメインカム体３１とともに回転中心線１４ａ，１７ａ方向へ一体的に移動し得る。なお、各カム面３６及び係止突起４３はメインカム体３１のボス壁部５７に形成されている。以上の点は第一実施形態の場合も同様である。

第一実施形態では、メインカム体３１の端壁部５８に突設された軸部３１ａが捩じりばね３４における切欠きリング４０の一端部４０ａの係止孔３４ａに挿着されているとともに、ストッパ体３３の軸部３３ａがこの切欠きリング４０の他端部４０ｂの係止孔３４ｂに挿着されている。この構成に代えて、メインカム体３１のボス壁部５７に形成された係止段部６１（係止部）に切欠きリング４０の一端部４０ａがその弾性力Ｅに抗して圧接され、ストッパ体３３に形成された係止段部６２（係止部）に切欠きリング４０の他端部４０ｂがその弾性力Ｅに抗して圧接されている。

メインカム体３１の外周壁部５９にはメインカム体３１の係止段部６１の付近で開口部６３が形成されている。カム機構２３を組み付ける際には、まず、捩じりばね３４をメインカム体３１の収容室６０に嵌め込んでその切欠きリング４０の一端部４０ａを係止段部６１に圧接させ、その状態で治具（図示せず）を開口部６３から挿入してこの切欠きリング４０の他端部４０ｂをその一端部４０ａに対し広げる。次に、ストッパ体３３もメインカム体３１の収容室６０に嵌め込み、治具（図示せず）を開口部６３から抜いて切欠きリング４０の他端部４０ｂも係止段部６２に圧接させる。このようにしてメインカム体３１とストッパ体３３と捩じりばね３４とを一体化した組付けユニットＵに対しパイロットカム体３２を組み付ける。ちなみに、この開口部６３は潤滑油を循環させる穴としても兼用される。

＊ 駆動力伝達装置１のアンバランス確認方法
駆動力伝達装置１のアンバランス確認を行う際、まず、二点鎖線で示す治具６４により、第一回転部材１２と第二回転部材１５とを回転可能に支持する。次に、その支持状態で、第一回転部材１２と第二回転部材１５とを相対回転させるとともに、電磁式クラッチ機構２４の電磁石２７または電磁石代用部品を通電状態にして、駆動力伝達装置１にトルクを発生させる。すなわち、パイロット摩擦クラッチ２６、メイン摩擦クラッチ２２、カム機構２３を構成する各部材の位置的自由度を制限した状態で、駆動力伝達装置１のアンバランスを確認する。なお、電磁石代用部品とは、例えば永久磁石の磁力によりパイロット摩擦クラッチ２６を接続状態にするテスト用の部品である。

上記第一実施形態及び第二実施形態においては、四輪駆動車の駆動力伝達装置について述べたが、これに限定されることはなく、発進クラッチ等、二軸間のトルク伝達機構にも適用可能である。

四輪駆動車の駆動系を示す概略図である。 第一実施形態にかかる駆動力伝達装置を示す断面図である。 図２の部分拡大断面図である。 図３のカム機構の分解状態を示す一部省略参考斜視図である。 （ａ）（ｂ）は図３に示すカム機構の作用説明図である。 （ａ）（ｂ）は図３に示すカム機構の作用説明図である。 （ａ）（ｂ）は図３に示すカム機構の作用説明図である。 第二実施形態にかかる駆動力伝達装置を示す断面図である。 図１０のカム機構の組立途中状態を示す部分平面図である。 図８の部分拡大断面図である。 図９のカム機構の分解状態を示す一部省略参考斜視図である。 （ａ）（ｂ）は図１０に示すカム機構の作用説明図である。 （ａ）（ｂ）は図１０に示すカム機構の作用説明図である。 （ａ）（ｂ）は図１０に示すカム機構の作用説明図である。 （ａ）は従来の駆動力伝達装置を示す断面図であり、（ｂ）（ｃ）（ｄ）は従来のカム機構の作用説明図である。

符号の説明

１…駆動力伝達装置、１２…第一回転部材、１４ａ…回転中心線、１５…第二回転部材、１７ａ…回転中心線、２２…メイン摩擦クラッチ（メインクラッチ）、２３…カム機構、２４…電磁式クラッチ機構（クラッチ機構）、２６…パイロット摩擦クラッチ（パイロットクラッチ）、２７…電磁石、３１…メインカム体、３２…パイロットカム体、３３…ストッパ体、３４…捩じりばね（付勢手段）、３６，３６ａ，３６ｂ…カム面、３７，３７ａ，３７ｂ…カム面、３８…球状カム体（連動体）、４０ａ…一端部、４０ｂ…他端部、４１，４２，４３，４４…係止突起（係止部）、４５…スナップリング（規制体）、４８…リターンスプリング、５０，５４…第一段階の圧接面、５２，５６…第二段階の圧接面、６１，６２…係止段部（係止部）６３…開口部、Ｅ…弾性力、Ｐ…メイン摩擦クラッチ接続状態、Ｑ…推力発生抑制状態、Ｔ…トルク、Ｓ…推力、ｔ…引き摺りトルク、θ５０，θ５２，θ５４，θ５６…傾斜角度。

Claims (9)

1. 相対回転し得る第一回転部材と第二回転部材との間の駆動力の伝達を行なうメインクラッチと、パイロットクラッチを作動するクラッチ機構と、このパイロットクラッチを接続するクラッチ機構の作動時にこのメインクラッチを接続するカム機構とを備え、前記第一回転部材と第二回転部材との相対回転に伴いパイロットクラッチを介してパイロットカム体に発生するトルクに応じてメインカム体に発生する回転中心線方向の推力により前記メインクラッチを接続するように構成された駆動力伝達装置において、
   このカム機構は、相対回転し得るパイロットカム体とメインカム体とストッパ体と、このパイロットカム体及びメインカム体とこのストッパ体とを互いに係止させる回転方向へストッパ体を付勢する付勢手段とを備え、
   前記第一回転部材と第二回転部材との間の一方向の相対回転時には、前記パイロットカム体とメインカム体との間の相対回転により前記メインカム体に回転中心線方向の推力が発生するよう構成されるとともに、前記パイロットカム体にはこのメインカム体との間の相対回転時に回転方向において前記付勢手段による付勢力が生じないよう構成され、
   前記第一回転部材と第二回転部材との間の他方向の相対回転時には、前記付勢手段による付勢力の生じた前記ストッパ体で前記パイロットカム体とメインカム体との間の相対回転を規制して前記メインカム体に発生する回転中心線方向の推力を抑制する
   ことを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 前記ストッパ体は、前記付勢手段による付勢力で前記パイロットカム体とメインカム体との間の相対回転を規制するときに前記メインカム体とパイロットカム体とに係合して前記メインカム体とパイロットカム体との間の相対回転を規制する係止部を備え、前記付勢手段は、前記ストッパ体の係止部を回転方向において前記メインカム体と係合させる方向に付勢するとともに、前記ストッパ体の係止部を回転方向において前記パイロットカム体と係合させる方向に付勢し、
   前記第一回転部材と第二回転部材との間の一方向の相対回転時、前記パイロットカム体は前記付勢手段による付勢力の生じた前記ストッパ体の係止部と回転方向において係合することなく前記メインカム体と相対回転可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記メインクラッチは、摩擦クラッチであって、その接触面間の間隔が最大値になる非接続状態と、その接触面が近接して伝達される駆動力が大きくなり始める接続開始状態と、その接触面間の間隔が最小値になる接続状態と、これら各状態の中間の状態とを取り、
   前記カム機構においてパイロットカム体とメインカム体とには連動体を挟持するカム面を設け、パイロットカム体のカム面及びメインカム体のカム面は、それぞれ、メインクラッチを前記非接続状態から前記接続開始状態にする第一段階の圧接面と、メインクラッチを前記接続開始状態から前記接続状態にする第二段階の圧接面とに区分されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記カム機構においてメインカム体が第一回転部材及び第二回転部材に対し相対回転可能に且つ回転中心線方向へ移動可能に支持され、
   パイロットカム体のカム面において回転方向に対する傾斜角度については、第二段階の圧接面の傾斜角度よりも第一段階の圧接面の傾斜角度を大きく設定し、
   メインカム体のカム面において回転方向に対する傾斜角度については、第二段階の圧接面の傾斜角度よりも第一段階の圧接面の傾斜角度を大きく設定した
   ことを特徴とする請求項３に記載の駆動力伝達装置。
5. 前記カム機構においては、パイロットカム体に発生するトルクに応じてメインカム体に発生する回転中心線方向の推力に対抗するようにメインカム体を付勢するリターンスプリングを付設したことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項に記載の駆動力伝達装置。
6. 前記付勢手段は捩じりばねであり、この捩じりばねの一端部を前記メインカム体に支持するとともに、この捩じりばねの他端部を前記ストッパ体に支持することを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれかの請求項に記載の駆動力伝達装置。
7. 前記メインカム体に対し前記ストッパ体及び捩じりばねを組み付けるとともに、このストッパ体がメインカム体に対し回転中心線方向へ移動するのを規制する規制体をこのメインカム体に取り付けて、このストッパ体と捩じりばねと規制体とがこのメインカム体とともに回転中心線方向へ一体的に移動し得ることを特徴とする請求項６に記載の駆動力伝達装置。
8. 前記メインカム体には前記捩じりばねの一端部がこの捩じりばねの弾性力に抗して圧接される係止部を設けるとともに、前記ストッパ体にはこの捩じりばねの他端部が捩じりばねの弾性力に抗して圧接される係止部を設け、このメインカム体にはメインカム体の係止部に捩じりばねの一端部を支持した状態で捩じりばねの他端部に対応する開口部を設けたことを特徴とする請求項７に記載の駆動力伝達装置。
9. 相対回転し得る第一回転部材と第二回転部材との間の駆動力の伝達を行なうメインクラッチと、パイロットクラッチを作動するクラッチ機構と、このパイロットクラッチを接続するクラッチ機構の作動時にこのメインクラッチを接続するカム機構とを備え、前記第一回転部材と第二回転部材との相対回転に伴いパイロットクラッチを介してパイロットカム体に発生するトルクに応じてメインカム体に発生する回転中心線方向の推力により前記メインクラッチを接続するように構成された駆動力伝達装置であって、
   このカム機構は、相対回転し得るパイロットカム体とメインカム体とストッパ体と、このパイロットカム体及びメインカム体とこのストッパ体とを互いに係止させる回転方向へストッパ体を付勢する付勢手段とを備え、
   前記第一回転部材と第二回転部材との間の一方向の相対回転時には、前記パイロットカム体とメインカム体との間の相対回転により前記メインカム体に回転中心線方向の推力が発生するよう構成されるとともに、前記パイロットカム体にはこのメインカム体との間の相対回転時に回転方向において前記付勢手段による付勢力が生じないよう構成され、
   前記第一回転部材と第二回転部材との間の他方向の相対回転時には、前記付勢手段による付勢力の生じた前記ストッパ体で前記パイロットカム体とメインカム体との間の相対回転を規制して前記メインカム体に発生する回転中心線方向の推力を抑制し、
   前記メインクラッチはメイン摩擦クラッチであり、前記パイロットクラッチはパイロット摩擦クラッチであり、前記クラッチ機構は電磁式クラッチ機構である駆動力伝達装置について、
   アンバランス確認を行う際、第一回転部材と第二回転部材とを回転可能に支持した状態で、電磁式クラッチ機構の電磁石または電磁石代用部品を通電状態にすることを特徴とする駆動力伝達装置のアンバランス確認方法。

Images