JPH0819971B2 - 摩擦係合装置用アクチュエータ - Google Patents

摩擦係合装置用アクチュエータ

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JPH0819971B2
JPH0819971B2 JP62313896A JP31389687A JPH0819971B2 JP H0819971 B2 JPH0819971 B2 JP H0819971B2 JP 62313896 A JP62313896 A JP 62313896A JP 31389687 A JP31389687 A JP 31389687A JP H0819971 B2 JPH0819971 B2 JP H0819971B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧を使用することなくモータを利用した
摩擦係合装置用アクチュエータに関する。
〔従来の技術〕
従来より摩擦係合装置としては、第13図に示す湿式多
板クラッチが知られている。すなわち、駆動源に連結さ
れる入力軸101の外周にクラッチハブ102が結合され、該
クラッチハブ102の外周に複数のクラッチディスク103が
設けられている。一方、入力軸101の外周には、クラッ
チドラム104が回転自在に支持され、その一端にはドラ
イブギヤ105が設けられ他端には前記クラッチディスク1
03の間に配置されるクラッチプレート106が設けられて
いる。そして、クラッチハブ102とクラッチドラム104に
より形成される空間には、リターンスプリング107を介
してピストン108が設けられており、油路109を経て油路
を供給することにより、ピストン108を作動させクラッ
チディスク103とクラッチプレート106を摩擦係合させ
て、入力軸101の回転をドライブギヤ105に伝達させるよ
うにしている。また、油路109の油圧をドレーンすれ
ば、ピストン108はリターンスプリング107により元の位
置に戻り、クラッチディスク103とクラッチプレート106
との摩擦係合が解放され、入力軸101の回転はドライブ
ギヤ105に伝達しなくなる。
このクラッチは制御クラッチとしてよく使用され、そ
の締結力はだいたいにおいて駆動源により発生させた油
圧を利用しており、外部からクラッチを制御する場合に
は、各種油圧制御用バルブにより調整され必要な箇所に
油圧を配管することにより、適正油圧を必要箇所に送り
所望の制御が可能となっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、あるものを外部から制御しようとする時、
その制御信号は一般には電気信号である。しかしなが
ら、上記従来の油圧アクチュエータにおいては、制御信
号である電気信号とクラッチ係合のための機械的な力と
の間に油が介在されているために、配管による油洩れの
問題、応答の遅れの問題、微妙な制御ができないという
問題、機構が複雑という問題があり、これらの問題から
信頼性の低下という問題をかかえている。
また、油圧を利用する限りその発生源が必要であり、
一般には原動機によりオイルポンプを駆動させている
が、その原動機は油圧発生専用に働いていることは少な
く、その取り出し方に工夫が必要である。電動モータを
用いてオイルポンプ専用の駆動源としているものも知ら
れているが、スペース的に問題があり、また、制御しや
すい電気エネルギをわざわざ油圧エネルギに変換して利
用するのは効率的にも問題がある。
本発明は上記問題を解決するものであって、モータト
ルクを直接摩擦係合装置の係合、解放力に変換させるこ
とにより信頼性を向上させることができる摩擦係合装置
用アクチュエータを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明の摩擦係合装置用アクチュエータ
は、摩擦係合装置の係合解放により２軸間に動力伝達を
可能にする摩擦係合装置用アクチュエータにおいて、駆
動ギヤからトルクを発生するトルク発生機構と、前記駆
動ギヤにそれぞれ噛合する２つの被駆動ギヤと、該２つ
の被駆動ギヤにそれぞれ接続され前記摩擦係合装置の係
合解放を行わせる２つの要素を有し、前記トルク発生機
構からのトルクをスラスト力に変換するトルク・スラス
ト力変換装置とを備え、前記トルク・スラスト力変換装
置は、前記２つの要素の相対回転に伴い前記２つの要素
が軸方向に相対移動し、前記駆動ギヤから前記２つの被
駆動ギヤへのそれぞれのギヤ比に僅かに差が設けられて
いることを特徴とする。
［作用および発明の効果］ 本発明においては、駆動ギヤが回転しようとすると、
駆動ギヤから２つの被駆動ギヤへのそれぞれのギヤ比に
僅かに差が設けられているので、２つの要素は相対回転
を伴いながら回転しようとする。そして、トルク・スラ
スト力変換装置は、２つの要素の相対回転にを伴い２つ
の要素が軸方向に相対移動するように構成されているの
で、２つの要素は相対移動しようとする。そのため、ト
ルク発生機構の駆動ギヤからトルクが発生されると、そ
のトルクがスラスト力に変換され摩擦係合装置の係合が
行われる。
従って本発明においては、モータトルクを直接、摩擦
係合装置の係合力または解放力に変換しているため、モ
ータ駆動に無駄がなく、直接電気でモータを制御できる
ため、制御方法が簡単となり、制御信号による応答も速
くすることができる。また、油を使用しないため、油洩
れがなくなり機構のシンプル性とあいまって信頼性を向
上させることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図は本発明の摩擦係合装置用アクチュエータの１実
施例を示す断面図、第２図は本発明の摩擦係合装置用ア
クチュエータをセンターデフ式４輪駆動車に適用した構
成図、第３図ないし第５図は本発明の摩擦係合装置用ア
クチュエータの他の実施例を示す断面図、第６図は本発
明の摩擦係合装置用アクチュエータをパートタイム式４
輪駆動車に適用した構成図、第７図ないし第12図は本発
明の摩擦係合装置用アクチュエータの他の実施例を示す
概略構成図を示す。
第２図は本発明の摩擦係合装置用アクチュエータをセ
ンターデフ式４輪駆動車に適用した例を示している。
図はエンジンをフロント側に載置した場合の駆動系と
概略構成図であり、エンジン１の出力がトランスミッシ
ョン２により変速され、矢印４のように伝達されて出力
ギヤ５よりトランスファ部３の入力ギヤ６に伝達され
る。トランスファ部３へ入力された駆動力は、センター
デフ７により前後輪に分配される。すなわち、トランス
ファ部３の入力ギヤ６に接続しているピニオンギヤ7aに
より、後輪側へはサイドギヤ7b′、前輪側へはサイドギ
ヤ7bへと駆動力が伝達され、このセンターデフ７におい
て前後輪の差動を調整している。さらに、前輪側へのサ
イドギヤ7bは、フロントデフ８へ接続されており、セン
ターデフと同様に左側アクスル９と右側アクスル10へと
分配される。後輪側へのサイドギヤ7b′は、中空軸11に
接続されたトランスファドライブギヤ13からドリブンギ
ヤ14へと伝達され、プロペラシャフト14aにより後輪が
駆動される。
センターデフ式４輪駆動車においては、４輪の内１輪
でも車輪が空転すると他の全ての駆動輪にもトルクが伝
達されなくなるため、センターデフ７の差動制限部Ａが
設けられている。すなわち、前輪側へのサイドギヤ7bが
中空軸12とも接続されており、後輪側の中空軸11との間
に摩擦多板クラッチ15が介装され差動制限が可能な構成
となっている。
第１図は上記差動制限部Ａの１実施例を示す断面図で
ある。なお、以下の説明において、特許請求の範囲記載
の構成と対比させると、モータ21はトルク発生機構、ギ
ヤ22は駆動ギヤ、ギヤ23、24は被駆動ギヤ、中空軸25、
26は２つの要素、カム面19、20を設けた中空軸25、26及
びローラ18はトルク・スラスト力変換装置である。摩擦
多板クラッチ15は、前輪側中空軸12に接続されたクラッ
チハブ16と、後輪側中空軸11に接続されたクラッチドラ
ム17の間に設けられており、その押圧力はモータ21の回
転トルクに与えられる構造になっている。すなわち、モ
ータ21の出力軸21aには、２種のギヤ歯22a、22bがきざ
まれたギヤ22が取付けられており、この２つのギヤ歯22
a、22bにそれぞれギヤ23、24が噛み合うように配置され
ている。これらギヤ23、24には、それぞれフランジ部に
カム面19、20を設けた中空軸25、26がローラ18を介して
スプライン結合されており、さらにベアリング27を介し
てピストン28が設けられている。また、前記後輪側中空
軸11はベアリング30を介してトランスファケース31に支
持されると共に、クラッチドラム17にはトランスファド
ライブギヤ13とカバー32がボルトで固定され、該カバー
32はベアリング33、34により中空軸25とトランスファケ
ース31の間に支持されている。なお、モータとしてはパ
ルスモータ、ステッピングモータ等の電動モータ或いは
超音波モータが採用される。
その作用について説明すると、モータ21が回転する
と、ギヤ22からギヤ23、24へのギヤ比が僅かに異なって
いるために、中空軸25と26は僅かな相対回転を伴いなが
ら回転しようとする。そのため、モータトルクがこの２
軸間で大きく増大し、カム面19、20とローラ18により強
力なスラスト力が発生し、ベアリング27を介してピスト
ン28を押圧しクラッチ15を係合させる。このときの反力
もベアリング27を介して受け止められる。
第３図および第４図は差動制限部Ａの他の実施例を示
す断面図である。第１図と同一の構成については同一番
号を付して説明を省略する。両実施例においては、モー
タトルク・スラスト力変換機構として、中空軸25と26間
にネジ機構35を設けている。第３図は普通ネジを用いた
ものでこの場合には、ネジ山での摩擦があるため、モー
タにトルクを与えなくてもホールド機能を有する。第４
図はネジ機構35としてボールネジ36を採用したもので、
ホールド機能はなく第１図の実施例のカムと同様の働き
をする。
第５図はさらに他の実施例を示している。本実施例は
ギヤの減速比を改善するもので、モータトルクが小さい
場合、ギヤによる減速比を大きくとりたいとか、強度
上、加工上、機構上等の問題から限度がある場合があ
る。そこで、ギヤ22に噛み合う、より小さいギヤ37をモ
ータ21により駆動させるようにして、大きな減速比をと
れるようにしたものである。本実施例によれば、モータ
21の出力軸からギヤ22の軸までの減速方法に従来からあ
る多くの方法を採用することにより、より多きな減速比
も可能となる。なお、この実施例においてはギヤ22に１
種類の歯を設ければよい。また、第３図および第４図の
実施例に適用してもよいことは勿論である。
第６図は本発明の摩擦係合装置用アクチュエータをパ
ートタイム式４輪駆動車の後輪への動力伝達用クラッチ
として用いた実施例を示している。第１図の実施例と比
較して相違する点は、モータ21に接続されたギヤ22がロ
ングギヤとなっており、ギヤ23、24の歯数を僅かに異な
らせる仕様になっている。なお、本実施例に第２図〜第
４図の摩擦係合装置用アクチュエータを組み合わせても
よい。
第７図は摩擦係合装置が多板クラッチのみでなく、他
の機構の摩擦クラッチのアクチュエータにも採用できる
ことを示している。軸38、39間の動力伝達用クラッチと
して円錐クラッチ40を用い、その摩擦面40a、40bの間の
押圧力を本発明のアクチュエータにより与えている。ト
ルク・スラスト力変換機構としては第３図のボールネジ
タイプを用いている。なお、図中、42、43はベアリン
グ、44、45は中空軸、46〜49はギヤを示している。
第８図は本発明の摩擦係合装置用アクチュエータをブ
レーキの制動用アクチュエータに用いた実施例を示して
いる。第１図、第３図〜第７図で示したクラッチにおい
てもその入出力軸の一方を固定すれば制動装置となる。
本実施例においては、ドラム52が固定されており、軸53
に接続されたハブ66との間に多板摩擦ブレーキ54が介装
されており、カム機構55、56、57によりブレーキの押圧
力が与えられる。他のアクチュエータ部は同様であるた
め説明を省略する。
以上に説明した実施例においては、モータの回転を僅
かな相対回転を伴って２軸の回転運動に変換する機構と
して、２軸にそれぞれ接続された外歯ギヤに外接するよ
うにモータ軸に取付けたギヤが噛み合っている。第９〜
第12図はその機構とは異なる実施例を示している。な
お、図においては軸66、67が僅かな相対回転を伴いなが
ら回転するようにする機構のみを示している。
第９図においては、軸67、68にそれぞれ内側にギヤ歯
を持つリングギヤ69、70が接続されており、それに内接
するようにモータ21の出力軸に取付けられたギヤ71が噛
み合う構成になっている。
第10図においては、第９図のように内歯のリングギヤ
69、70が軸67、68に接続されているが、そのトレーンが
異なっている。すなわち、軸67、68に接続されるリング
ギヤ69、70が、それと噛み合うギヤ72に両側から被いか
ぶさるようにギヤ72と噛み合い、そのリングギヤ69、70
の間に同じくギヤ72と外接するようにモータ21の出力軸
に取付けられたギヤ73が噛み合っている。
第11図においては、軸67、68には、外歯のギヤ73、74
が接続されており、モータ21の出力軸にはそれよりも大
きな内歯のリングギヤが、軸67、68とは偏心して設けら
れており、それに内接するようにギヤ73、74が噛み合っ
ている。こうすることにより、モータ21を軸67上に配置
することができる。
第12図は、第10図に示した実施例の改良型で第10のギ
ヤ72を３つのギヤ77、78、79に分け、モータ21の出力軸
に取付けられたギヤ73と噛み合うギヤ77を大きくしてそ
こで減速させ、減速比を大きくとったものである。リン
グギヤに入力した場合に、その歯面に加わる接線力が小
さくてすむ。
以上説明したように、本発明は殆どの摩擦係合装置用
アクチュエータとして用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の摩擦係合装置用アクチュエータの１実
施例を示す断面図、第２図は本発明の摩擦係合装置用ア
クチュエータをセンターデフ式４輪駆動車に適用した構
成図、第３図ないし第５図は本発明の摩擦係合装置用ア
クチュエータの他の実施例を示す断面図、第６図は本発
明の摩擦係合装置用アクチュエータをパートタイム式４
輪駆動車に適用した構成図、第７図ないし第12図は本発
明の摩擦係合装置用アクチュエータの他の実施例を示す
概略構成図、第13図は従来の摩擦係合装置用アクチュエ
ータを示す断面図である。 15……摩擦多板クラッチ、16……クラッチハブ、17……
クラッチドラム、18……ローラ、21……モータ（トルク
発生機構）、22、23、24……ギヤ、25、26……中空軸
（トルク・スラスト力変換装置）、27……ベアリング、
28……ピストン、Ａ……差動制限部。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】摩擦係合装置の係合解放により２軸間に動
    力伝達を可能にする摩擦係合装置用アクチュエータにお
    いて、 駆動ギヤからトルクを発生するトルク発生機構と、 前記駆動ギヤにそれぞれ噛合する２つの被駆動ギヤと、 該２つの被駆動ギヤにそれぞれ接続され前記摩擦係合装
    置の係合解放を行わせる２つの要素を有し、前記トルク
    発生機構からのトルクをスラスト力に変換するトルク・
    スラスト力変換装置とを備え、 前記トルク・スラスト力変換装置は、前記２つの要素の
    相対回転にともない前記２つの要素が軸方向に相対移動
    し、 前記駆動ギヤから前記２つの被駆動ギヤへのそれぞれの
    ギヤ比に僅かに差が設けられていることを特徴とする摩
    擦係合装置用アクチュエータ。
  2. 【請求項２】前記２つの要素にカム面が形成されると共
    に、２つの要素間にローラが設けられることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の摩擦係合装置用アクチュ
    エータ。
  3. 【請求項３】前記２つの要素間にネジ機構が形成される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の摩擦係合
    装置用アクチュエータ。
  4. 【請求項４】前記トルク発生機構に減速機構を設けたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の摩擦係合装
    置用アクチュエータ。
  5. 【請求項５】前記トルク発生機構の前記駆動ギヤに２種
    のギヤを形成し、前記２つの被駆動ギヤのそれぞれが噛
    合していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    の摩擦係合装置用アクチュエータ。
  6. 【請求項６】前記２つの被駆動ギヤはそれぞれ歯数が異
    なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の摩擦
    係合装置用アクチュエータ。
  7. 【請求項７】４輪駆動車の前輪と後輪との間の差動制限
    を制御可能にする前後輪係合機構を動作させる摩擦係合
    装置用アクチュエータにおいて、 駆動ギヤからトルクを発生するトルク発生機構と、 前記駆動ギヤにそれぞれ噛合する２つの被駆動ギヤと、 該２つの被駆動ギヤにそれぞれ接続され前記摩擦係合装
    置の係合解放を行わせる２つの要素を有し、前記トルク
    発生機構からのトルクをスラスト力に変換するトルク・
    スラスト力変換装置とを備え、 前記トルク・スラスト力変換装置は、前記２つの要素の
    相対回転に伴い前記２つの要素が軸方向に相対移動し、 前記駆動ギヤから前記２つの被駆動ギヤへのそれぞれの
    ギヤ比に僅かに差が設けられていることを特徴とする摩
    擦係合装置用アクチュエータ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004316892A (ja) * 2003-03-31 2004-11-11 Tochigi Fuji Ind Co Ltd トルク伝達カップリング
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