JP3784040B2 - 車両用駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動軸と従動軸間等両回転部材間のトルク伝達を行うメインクラッチ機構を通電により作動して摩擦係合する電磁式のパイロットクラッチ機構により係合させるようにした駆動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の駆動力伝達装置として、実開平５−１２７６３号公報において、互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材間に配設されて摩擦係合によりこれら両回転部材間のトルク伝達を行うメインクラッチ機構と、通電により作動して摩擦係合する電磁式のパイロットクラッチ機構と、前記メインクラッチ機構と前記パイロットクラッチ機構間に位置し同パイロットクラッチ機構の摩擦係合力を前記メインクラッチ機構に対する押圧力に変換するカム機構を備えた駆動力伝達装置が提案されている。
【０００３】
当該駆動力伝達装置においては、パイロットクラッチ機構は電磁クラッチにて構成されており、電磁クラッチを構成する電磁石の電磁コイルに通電するとにより磁路が形成されて、磁気誘導作用によりパイロットクラッチ機構が作動してメインクラッチ機構を作動させ、両回転部材間でトルク伝達がされるように構成されている。
【０００４】
ところで、当該形式の駆動力伝達装置において、両回転部材間でのトルク伝達特性は、パイロットクラッチ機構に生じる磁路の磁束密度に関係するが、磁束密度は、パイロットクラッチ機構を構成する構成部材、メインクラッチ機構を構成する構成部材、およびカム機構を構成する構成部材等、多くの構成部材の寸法精度、および組付精度に大きく影響され、構成部材の寸法精度、および組付精度が駆動力伝達装置のトルク伝達特性にバラツキを生じさせる大きな原因となっている。
【０００５】
これに対処すべく、上記公報にて示されている駆動力伝達装置においては、パイロットクラッチ機構を構成する電磁石の支持部材とハウジング間に、最適な厚みのシムを介在させ、これにより、電磁石と磁路形成部材のエアギャップを調整して磁路の磁束密度を設定した値に調整し、トルク伝達特性を安定化させる手段を採っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような調整手段を採る場合には、予め厚みの異なる多数のシムを用意しなければならず、また電磁石と磁路形成部材のエアギャップを精度よく調整するには、幾種類ものシムを交換して組付ける面倒な作業が必要である。
【０００７】
その上、かかる調整作業では、駆動力伝達装置を一旦組立てた状態で駆動力伝達装置のトルク伝達特性の性能検査を行って、この性能検査の結果に基づいて駆動力伝達装置の一部を分解してシムの交換、組付け作業を行い、駆動力伝達装置を再度組立てた状態でその後の性能検査を行って、設定された性能が得られているか否かを確認するという一連の作業を、設定された性能が得られるまで繰り返しなされることになる。このような調整作業は極めて面倒である。
【０００８】
本発明の主たる目的は、上記の問題を解消するため、組立て完了後にその内部に組付けたメインクラッチ機構のトルク伝達特性を検査して同メインクラッチ機構を係合させるパイロットクラッチ機構の作動特性を所望の値に簡単に調整し得る駆動力伝達装置を提供することにある。
【０００９】
本発明によれば、上記の目的は、互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材間に配設されて摩擦係合によりこれら両回転部材間のトルク伝達を行うメインクラッチ機構と、通電により作動して摩擦係合する電磁式のパイロットクラッチ機構と、前記メインクラッチ機構と前記パイロットクラッチ機構間に位置して同パイロットクラッチ機構の摩擦係合力を前記メインクラッチ機構に対する押圧力に変換するカム機構とにより構成した駆動力伝達装置において、前記パイロットクラッチ機構を構成する電磁石を支持して同電磁石の磁路を形成する支持部材に当該装置の組立て完了後に外部から切削加工することにより前記電磁石の磁路面積を調整し得る凹所を形成して、該凹所の切削量を前記電磁石に付与した電流値に対する前記メインクラッチ機構のトルク伝達特性が所望の値になるように調整したことを特徴とする駆動力伝達装置を提供することにより達成される。
【００１６】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した駆動力伝達装置においては、当該装置を組立てた状態で前記電磁石の支持部材に設けた凹所の切削量を適宜な工具により調整することにより、同電磁石に付与した電流値に対する前記メインクラッチ機構のトルク伝達特性を所望の値に設定することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に基づいて説明すると、図１には、本発明の一例に係る電磁力作動式動作機構である電磁クラッチをパイロットクラッチ機構とする駆動力伝達装置が示されている。当該駆動力伝達装置１０は、図３に示すように、四輪駆動車における後輪側への駆動力伝達経路に配設される。
【００２３】
当該四輪駆動車において、トランスアクスル２１はトランスミッションとトランスファを一体に備えているもので、エンジン２２の駆動力をフロントデファレンシャル２３を介して両アクスルシャフト２４ａに出力して前輪２４ｂを駆動させるとともに、第１プロペラシャフト２５に出力する。第１プロペラシャフト２５は、駆動力伝達装置１０を介して第２プロペラシャフト２６に連結しており、これら両プロペラシャフト２５，２６がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力はリアデファレンシャル２７に伝達され、同デファレンシャル２７から両アクスルシャフト２８ａへ出力されて両後輪２８ｂを駆動させる。
【００２４】
しかして、駆動力伝達装置１０は、図１に示すように、外側回転部材であるアウタハウジング１０ａ、内側回転部材であるインナシャフト１０ｂ、メインクラッチ機構１０ｃ、パイロットクラッチ機構１０ｄ、およびカム機構１０ｅを備えている。
【００２５】
アウタハウジング１０ａは、有底筒状のケーシング１１ａとカバー体１１ｂとからなるもので、ケーシング１１ａはアルミ合金等の非磁性材料にて形成されている。また、カバー体１１ｂは、ケーシング１１ａの開口部に螺着されて同開口部を液密的に覆蓋するもので、カバー体１１ｂは鉄にて形成されていて、径方向の中間部には、筒状のステンレス製の非磁性体が埋設されており、非磁性体はカバー体１１ｂの所定の部位に非磁性部位１１ｂ2を形成している。ケーシング１１ａの先端部には、第１プロペラシャフト２５の後端部がトルク伝達可能に連結される。
【００２６】
インナシャフト１０ｂは、カバー体１１ｂの中央部を液密的に貫通してアウタハウジング１０ａ内に挿入されていて、軸方向の移動を規制された状態でケーシング１１ａとカバー体１１ｂに回転可能に支持されている。インナシャフト１０ｂには、第２プロペラシャフト２６の先端部が挿入されて、両者１０ｂ，２６は互いにトルク伝達可能に連結される。
【００２７】
メインクラッチ機構１０ｃは、湿式多板式の摩擦クラッチであって多数のクラッチプレート（インナクラッチプレート１２ａ、アウタクラッチプレート１２ｂ）を備えていて、ケーシング１１ａの奥壁側に配設されている。摩擦クラッチを構成する各インナクラッチプレート１２ａは、インナシャフト１０ｂの外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各アウタクラッチプレート１２ｂは、アウタハウジング１０ａのケーシング１１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレート１２ａと各アウタクラッチプレート１２ｂとは交互に位置して、互いに当接して摩擦係合するとともに、互いに離間して自由状態になる。
【００２８】
パイロットクラッチ機構１０ｄは、図１および図２に示すように、電磁石１３、摩擦クラッチ１４、およびアーマチャ１５を備えている。電磁石１３は環状を呈しているもので、支持部材１６に嵌着された状態でカバー体１１ｂの環状凹所１１ｂ1に嵌合されて、回転可能に組付けられている。従って、カバー体１１ｂは、本発明における磁路形成部材を構成し、また、支持部材１６はヨークを構成している。
【００２９】
摩擦クラッチ１４は、複数のクラッチプレート（インナクラッチプレート１４ａ，アウタクラッチプレート１４ｂ）からなり、各インナクラッチプレート１４ａは、後述するカム機構１０ｅを構成する第１カム部材１７ａの外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ、各アウタクラッチプレート１４ｂは、アウタハウジング１０ａのケーシング１１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレート１４ａと各アウタクラッチプレート１４ｂとは交互に位置して、互いに当接して摩擦係合するとともに、互いに離間して自由状態になる。
【００３０】
各インナクラッチプレート１４ａおよび各アウタクラッチプレート１４ｂには、周方向に延びる長孔１４ａ1，１４ｂ1が、周方向に所定間隔を保持して複数形成されている。各インナクラッチプレート１４ａの長孔１４ａ1と、各アウタクラッチプレート１４ｂの長孔１４ｂ1は互いに対向し得る部位に位置し、かつ各インナクラッチプレート１４ａは互いの長孔１４ａ1同士を対向させて、かつ各アウタクラッチプレート１４ｂは互いの長孔１４ｂ1同士を対向させて組付けられている。また、長孔１４ａ1，１４ｂ1は、カバー体１１ｂの非磁性部位１１ｂ2の先端面に対向し得る位置にある。
【００３１】
アーマチャ１５は環状を呈するもので、アウタハウジング１０ａのケーシング１１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられていて、摩擦クラッチ１４の他側に位置して対向している。
【００３２】
カム機構１０ｅは、メインクラッチ機構１０ｃとパイロットクラッチ機構１０ｄとの間に配設されているもので、第１カム部材１７ａ、第２カム部材１７ｂ、および複数のカムフォロアー１７ｃを備えている。第１カム部材１７ａおよび第２カム部材１７ｂは、図１および図２に示すように、周方向に所定間隔を保持して形成されて互いに対向する複数のカム溝を備えている。
【００３３】
第１カム部材１７ａは、図１および図２に示すように、インナシャフト１０ｂの外周に回転可能に嵌合されて、カバー体１１ｂに回転可能に支承されており、その外周に摩擦クラッチ１４の各インナクラッチプレート１４ａがスプライン嵌合している。第２カム部材１７ｂは、インナシャフト１０ｂの外周にスプライン嵌合されて一体回転可能に組付けられていて、メインクラッチ機構１０ｃとアーマチャ１５との間に位置している。各カムフォロアー１７ｃは、両カム部材１７ａ，１７ｂの互いに対向するカム溝間に介在している。
【００３４】
しかして、電磁石１３を支持する支持部材１６には、環状凹所１６ａが形成されている。環状凹所１６ａは、当該駆動力伝達装置が組立てられた状態で、同駆動力伝達装置を回転させながら後端側から工具を適量前進させることにより形成されていて、カバー体１１ｂにて形成される磁路の磁路面積を規定すべく機能する。環状凹所１６ａは、パイロットクラッチ機構の電磁石に付与される電流値に対するメインクラッチ機構１０ｃのトルク伝達特性を基準に形成されていて、当該駆動力伝達装置１０のトルク伝達特性を設定された所定の範囲に特定する。
【００３５】
支持部材１６における環状凹所１６ａの形成作業に当たっては、予め、パイロットクラッチ機構１０ｄはその摩擦クラッチ１４の電流値に対する摩擦係合特性値の設定範囲の中央値より高い値を中央値として構成されており、また、これに起因して、当該駆動力伝達装置におけるメインクラッチ機構１０ｃにおける電流値に対するトルク伝達特性値の設定範囲の中央値より高い値を中央値として構成されている。従って、当該駆動力伝達装置１０において、支持部材１６に環状凹所１６ａを形成することにより、メインクラッチ機構１０ｃにおける電流値に対するトルク伝達特性値が、環状凹所１６ａの大きさに応じて漸次低下する方向に調整される。
【００３６】
かかる構成の駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｄを構成する電磁石１３の電磁コイルへの通電がなされていない場合には磁路は形成されず、摩擦クラッチ１４は非係合状態にある。このため、パイロットクラッチ機構１０ｄは非作動の状態にあって、カム機構１０ｅを構成する第１カム部材１７ａは、カムフォロアー１７ｃを介して第２カム部材１７ｂと一体回転可能であり、メインクラッチ機構１０ｃは非作動の状態にある。このため、車両は二輪駆動の駆動モードを構成する。
【００３７】
一方、電磁石１３の電磁コイルへ通電されると、パイロットクラッチ機構１０ｄには磁路が形成されて、電磁石１３はアーマチャ１５を吸引する。このため、アーマチャ１５は摩擦クラッチ１４を押圧して摩擦係合させ、カム機構１０ｅの第１カム部材１７ａをアウタハウジング１０ａ側へ連結させて、第２カム部材１７ｂとの間に相対回転を生じさせる。この結果、カム機構１０ｅでは、カムフォロアー１７ｃが両カム部材１７ａ，１７ｂを互いに離間する方向へ押圧し、第２カム部材１７ｂをメインクラッチ機構１０ｃ側へ押動する。この結果、メインクラッチ機構１０ｃは摩擦クラッチ１４の摩擦係合力に応じて摩擦係合して、アウタハウジング１０ａとインナシャフト１０ｂ間のトルク伝達を行う。このため、車両は両プロペラシャフト２５，２６が二輪駆動の結合状態でリアルタイムの四輪駆動の駆動モードを構成する。
【００３８】
また、電磁石１３の電磁コイルへの印加電流を所定の値に高めると、アーマチャ１５は強く吸引されて摩擦クラッチ１４の摩擦係合力を増大させ、両カム部材１７ａ，１７ｂ間の相対回転を増大させる。この結果、カムフォロアー１７ｃは、第２カム部材１７ｂに対する押圧力を高めてメインクラッチ機構１０ｃを結合状態とする。このため、車両は両プロペラシャフト２５，２６が直結した四輪駆動の駆動モードを構成する。
【００３９】
ところで、当該駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｄを構成する支持部材１６に環状凹所１６ａを形成して、カバー体１１ｂに形成される磁路の磁路面積を所定値に設定する調整手段を施している。すなわち、磁路面積は、支持部材１６における環状凹所１６ａの大きさｔを除く部位に比例するもので、環状凹所１６ａの大きさｔを調整することにより磁路面積を調整することができる。このため、カバー体１１ｂでの磁束密度が設定された範囲の値となって、電磁石１３のアーマチャ１５に対する吸引力が設定された範囲の値となり、摩擦クラッチ１４の摩擦係合特性が設定された範囲の値となる。
【００４０】
また、環状凹所１６ａは、駆動力伝達装置１０を組立てた状態で、パイロットクラッチ機構１０ｄの電磁石１３に付与される電流値に対するメインクラッチ機構１０ｃのトルク伝達特性を基準に形成しているため、パイロットクラッチ機構１０ｄを構成する構成部材、メインクラッチ機構１０ｃを構成する構成部材、およびカム機構１０ｄを構成する構成部材等、多くの構成部材の寸法精度、および組付精度の如何に関わらず、トルク伝達特性が設定された範囲の値となる。
【００４１】
しかして、当該駆動力伝達装置１０においては、電磁石１３を支持する支持部材１６の環状凹所１６ａは、駆動力伝達装置を組立てた状態で適宜の治具により容易に形成することができるとともに、その大きさを調整することができる。このため、面倒な調整作業を要することなく、当該駆動力伝達装置１０のトルク伝達特性を所望の値に容易に設定することができる。
【００４２】
また、環状凹所１６ａの形成作業にあたっては、予め、パイロットクラッチ機構１０ｄはその電磁石に付与される電流値に対する摩擦係合特性値の設定範囲の中央値より高い値を中央値として設定されており、また、これに起因して、駆動力伝達装置１０はパイロットクラッチ機構１０ｄの電磁石に付与される電流値に対するそのメインクラッチ機構１０ｃのトルク伝達特性値の設定範囲の中央値より高い値を中央値として設定されている。
【００４３】
従って、当該駆動力伝達装置１０において、支持部材１６に環状凹所１６ａを形成することにより、メインクラッチ機構１０ｃにおける電流値に対するトルク伝達特性値が、環状凹所１６ａの大きさに応じて漸次低下する方向に調整される。このため、支持部材１６に環状凹所１６ａを形成することに起因する、トルク伝達特性が設定範囲を下回る駆動力伝達装置の発生率を低減し、または皆無にすることができる。
【００４４】
図４は、当該駆動力伝達装置１０におけるパイロットクラッチ機構１０ｄの電磁石１３の電磁コイルに付与される電流値と伝達トルクの関係を示すグラフであり、同グラフにおいて、２点鎖線で示す範囲Ｌ1は、駆動力伝達装置１０における環状凹所１６ａの形成前の伝達トルク特性値、実線で示す範囲Ｌ2は、駆動力伝達装置１０における環状凹所１６ａの形成後の伝達トルク特性値である。
【００４５】
当該駆動力伝達装置１０においては、２点鎖線で示す範囲Ｌ1の伝達トルク特性値を有する駆動力伝達装置において、支持部材１６に環状凹所１６ａを形成してその大きさを調整するものであり、かかる環状凹所１６ａの形成により、実線で示す範囲Ｌ2の伝達トルク特性を有する駆動力伝達装置１０を構成することができ、これにより、トルク伝達特性が設定範囲を下回る駆動力伝達装置の発生率を低減し、または皆無にすることができるものである。
【００４６】
なお、当該駆動力伝達装置においては、パイロットクラッチ機構１０ｄを構成する支持部材１６に環状凹所１６ａを形成した例を示しているが、環状凹所１６ａに換えて１または複数の凹孔を形成するようにしてもよい。この場合、凹孔は、ドリル加工等により容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係る電磁クラッチをパイロットクラッチ機構とする駆動力伝達装置の断面図である。
【図２】同駆動力伝達装置の部分拡大断面図である。
【図３】同駆動力伝達装置を搭載した車両の概略説明図である。
【図４】同駆動力伝達装置における伝達トルクと電流値の関係を示すグラフで
【符号の説明】
１０…駆動力伝達装置、１０ａ…アウタハウジング、１０ｂ…インナシャフト、１０ｃ…メインクラッチ機構、１０ｄ…パイロットクラッチ機構、１０ｅ…カム機構、１１ａ…ケーシング、１１ｂ…カバー体、１１ｂ1…環状凹所、１１ｂ2…非磁性部位、１２ａ…インナクラッチプレート、１２ｂ…アウタクラッチプレート、１３…電磁石、１３ａ…支持部材、１４…摩擦クラッチ、１４ａ…インナクラッチプレート、１４ｂ…アウタクラッチプレート、１４ａ1，１４ｂ1…長孔、１５…アーマチャ、１６…支持部材、１６ａ…環状凹所、１７ａ…第１カム部材、１７ｂ…第２カム部材、１７ｃ…カムフォロアー、２１…トランスアクスル、２２…エンジン、２３…フロントデファレンシャル、２４ａ…アクスルシャフト、２４ｂ…前輪、２５…第１プロペラシャフト、２６…第２プロペラシャフト、２７…リアデファレンシャル、２８ａ…アクスルシャフト、２８ｂ…後輪。

Claims (2)

1. 互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する内外両回転部材間に配設されて摩擦係合によりこれら両回転部材間のトルク伝達を行うメインクラッチ機構と、通電により作動して摩擦係合する電磁式のパイロットクラッチ機構と、前記メインクラッチ機構と前記パイロットクラッチ機構間に位置して同パイロットクラッチ機構の摩擦係合力を前記メインクラッチ機構に対する押圧力に変換するカム機構とにより構成した駆動力伝達装置において、
   前記パイロットクラッチ機構を構成する電磁石を支持して同電磁石の磁路を形成する支持部材に当該装置の組立て完了後に外部から切削加工することにより前記電磁石の磁路面積を調整し得る凹所を形成して、該凹所の切削量を前記電磁石に付与した電流値に対する前記メインクラッチ機構のトルク伝達特性が所望の値になるように調整したことを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 前記電磁石の磁路面積を調整し得る凹所として、当該装置の組立て完了後に外部から切削加工し得る環状凹所又は少なくとも一つの穴を前記支持部材に設けたことを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達装置。

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