WO2013058357A1 - 駆動力伝達装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a driving force transmission device that transmits a driving force from an input shaft in an automobile to an output shaft, for example.
- a conventional driving force transmission device for example, there is one which is mounted on, for example, a four-wheel drive vehicle and connects a pair of rotating members so that torque can be transmitted by a clutch (see, for example, Patent Document 1).
- the driving force transmission device includes a first rotating member that rotates together with an input shaft, a second rotating member that can rotate on the axis of the first rotating member, and the second rotating member and the first rotating member.
- a friction type first clutch that couples the members so as to transmit torque
- an electromagnetic clutch that is parallel to the first clutch along the axes of the first rotating member and the second rotating member
- a friction type second clutch that operates in response to electromagnetic force
- a cam mechanism that converts the rotational force from the first rotating member into a pressing force toward the first clutch by the clutch operation of the second clutch
- the first rotating member includes a bottomed cylindrical front housing that opens to one side, and an annular rear housing that is attached to the opening of the housing, and is connected to the input shaft.
- the first rotating member rotates by receiving a driving force of a driving source such as a vehicle engine from the input shaft.
- the second rotating member is arranged to be rotatable relative to the first rotating member on the rotation axis, and is connected to the output shaft.
- the first clutch has an inner clutch plate and an outer clutch plate, and is disposed between the first rotating member and the second rotating member.
- the first clutch functions as a main clutch, and the inner clutch plate and the outer clutch plate are frictionally engaged to connect the first rotating member and the second rotating member so as to transmit torque.
- the electromagnetic clutch is disposed on the axis of the first rotating member and the second rotating member.
- the electromagnetic clutch generates an electromagnetic force to operate the second clutch.
- the second clutch has an inner clutch plate and an outer clutch plate, and is disposed on the electromagnetic clutch side of the main clutch.
- the second clutch functions as a pilot clutch that operates in response to the electromagnetic force of the electromagnetic clutch, and applies the rotational force of the first rotating member to the cam mechanism.
- the cam mechanism has a pressing portion that applies a pressing force to the first clutch by a cam action caused by a rotational force from the first rotating member, and is disposed between the first rotating member and the second rotating member. ing.
- the first rotating member rotates around the axis.
- the electromagnetic clutch is energized, the second clutch is operated by the electromagnetic force of the electromagnetic clutch.
- the cam mechanism not only provides the rotational force from the second rotating member but also the inner force of the second clutch when the four-wheel drive vehicle is traveling in the two-wheel drive state.
- the so-called drag torque generated based on the viscosity of the lubricating oil is also received between the clutch plate and the outer clutch plate, so that the rotational force from the first rotating member is also received.
- Press 1 clutch Therefore, the first clutch receives a pressing force amplified by the cam mechanism, and the inner clutch plate and the outer clutch plate of the first clutch are frictionally engaged with each other. As a result, the turning performance and fuel consumption may be adversely affected.
- an object of the present invention is to provide a driving force transmission device that can suppress adverse effects due to drag torque.
- the present invention provides the driving force transmission devices (1) to (14).
- a second rotating member connected to the first rotating member via a clutch so as to be able to be intermittently connected, and a lubricating oil in a storage space interposed between the second rotating member and the first rotating member
- the shape of the cross section in the axial direction is a petal shape, or the shape of the spline shape of the inner surface is the shape of the axial cross section.
- the whole or part of the outer peripheral surface, such as a shape, is also formed on an uneven surface.
- the cylindrical housing portion has an inner peripheral surface that rotatably accommodates the first rotating member.
- the case is an oil made of lubricating oil that is formed along with the rotation of the first rotating member when the four-wheel drive vehicle moves forward in a two-wheel drive state.
- the oil inlet of the tank portion is opened along the flow direction.
- the case is an annular space interposed between the inner peripheral surface of the housing portion and the outer peripheral surface of the first rotating member. And an oil storage chamber that communicates with the storage space.
- the case has an oil outlet port positioned on the downstream side of the oil inlet port when the four-wheel drive vehicle moves forward in a two-wheel drive state. And the oil outlet is opened along a direction intersecting the direction of the oil flow.
- the case is set such that an opening area of the oil introduction port in the tank portion is larger than an opening area of the oil outlet port.
- the first rotating member has a pump formed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the case.
- a pump forming portion for allowing the lubricating oil in the housing space to flow into the oil housing chamber;
- the first rotating member is set to have a dimension in which the outer diameter of the pump forming portion gradually increases from the oil inflow side toward the oil outflow side. .
- the case is formed by a rotating member in which the tank portion rotates together with the first rotating member.
- the second rotating member is operated by a cam mechanism that receives a rotating force from a sub driving source different from the driving source. Is connected to the first rotating member by a clutch operation of the clutch.
- the cam mechanism includes a cam member that rotates in response to a rotational force from the auxiliary drive source, a rolling member that rolls the cam member, and the An output member that outputs a cam thrust to the clutch side by rolling of the rolling member, the output member being restricted in rotation about its rotation axis, and holding the rolling member in a rollable manner;
- the retainer is movable in the direction of the rotation axis.
- the cam mechanism includes a clearance between a first clutch plate and a second clutch plate that constitute the clutch and are adjacent to each other.
- the cam mechanism includes a gear portion in which the cam member meshes with the auxiliary drive source via a speed reduction mechanism and a gear transmission mechanism.
- the speed reduction mechanism receives the rotational force from the auxiliary drive source and decelerates the rotational force and outputs the rotational force to the gear transmission mechanism. This is a dynamic deceleration mechanism.
- the speed reduction mechanism includes a rotation shaft having an eccentric portion having a rotation axis of the auxiliary drive source as an axis and an axis parallel to the axis as a central axis.
- An input member comprising an external gear having a center hole fitted to the eccentric portion of the rotating shaft via a rolling bearing, and a plurality of through holes arranged in parallel at equal intervals around the axis of the center hole;
- a rotation force applying member comprising an internal gear that meshes with a member having a number of teeth larger than the number of teeth of the external gear; and the gear transmission mechanism that receives the rotation force applied by the rotation force applying member from the input member.
- an output member that is inserted through the plurality of through holes.
- the upper half shows a disconnected state
- the lower half shows a connected state.
- (A) And (b) is the lubricating oil at the time of advance of the four-wheel drive vehicle in the four-wheel drive state and the advance of the two-wheel drive state in the tank of the driving force transmission device according to the first embodiment of the present invention.
- the front view shown in order to demonstrate the oil flow by. shows the oil flow during forward movement in the two-wheel drive state, and (b) shows the oil flow during forward movement in the four-wheel drive state.
- the oil flow caused by the lubricating oil when the four-wheel drive vehicle is moving forward in the four-wheel drive state and when the two-wheel drive state is moving forward will be described.
- FIG. 1 schematically shows a four-wheel drive vehicle.
- a four-wheel drive vehicle 200 includes a drive force transmission system 201, an engine 202 as a drive source, a transmission 203, front wheels 204L and 204R as main drive wheels, and rear wheels 205L and 205R as auxiliary drive wheels. It has.
- 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 rear wheels 205L and 205R side in the four-wheel drive vehicle 200, and the vehicle body of the four-wheel drive vehicle 200 ( (Not shown).
- the driving force transmission system 201 includes a driving force transmission device 1, a propeller shaft 2, and a driving force interrupting device 3, and the four-wheel drive state of the four-wheel drive vehicle 200 is changed to a two-wheel drive state, and the two-wheel drive state is changed to four. Each is configured to be switchable to a wheel drive state. Details of the driving force transmission device 1 will be described later.
- the front differential 206 has side gears 209L and 209R, a pair of pinion gears 210, a gear support member 211, and a front differential case 212.
- the side gears 209L and 209R are connected to the axle shafts 208L and 208R on the front wheel side.
- the pair of pinion gears 210 mesh with the side gears 209L and 209R with their gear axes orthogonal.
- the gear support member 211 supports the pair of pinion gears 210.
- the front differential case 212 houses a gear support member 211, a pair of pinion gears 210, and side gears 209L and 209R.
- the front differential 206 is disposed between the transmission 203 and the driving force interrupting device 3.
- the rear differential 207 includes side gears 214L and 214R, a pair of pinion gears 215, a gear support member 216, and a rear differential case 217.
- the side gears 214L and 214R are connected to the axle shafts 213L and 213R on the rear wheel side.
- the pair of pinion gears 215 mesh with the side gears 214L and 214R with their gear axes orthogonal.
- the gear support member 216 supports a pair of pinion gears 215.
- the rear differential case 217 houses a gear support member 216, a pair of pinion gears 215, and side gears 214L and 214R.
- the rear differential 207 is disposed between the propeller shaft 2 and the driving force transmission device 1.
- the engine 202 drives the front wheels 204L and 204R by outputting a driving force to the axle shafts 208L and 208R on the front wheel side via the transmission 203 and the front differential 206.
- the engine 202 outputs a driving force to one rear wheel side axle shaft 213L via the transmission 203, the driving force interrupting device 3, the propeller shaft 2 and the rear differential 207, thereby transferring the one rear wheel 205L to the transmission.
- the other rear wheel 205R is driven by outputting the driving force to the axle shaft 213R on the other rear wheel side via the driving force interrupting device 3, the propeller shaft 2, the rear differential 207 and the driving force transmission device 1. .
- the propeller shaft 2 is disposed between the rear differential 207 and the driving force interrupting device 3.
- the propeller shaft 2 receives the driving force of the engine 202 from the front differential case 212 and transmits it from the front wheels 204L, 204R to the rear wheels 205L, 205R.
- the driving force interrupting device 3 includes a first spline tooth portion 3a that cannot rotate with respect to the front differential case 212, a second spline tooth portion 3b that cannot rotate with respect to the ring gear 61, a first spline tooth portion 3a, and a first spline tooth portion 3a.
- it comprises a dog clutch having a sleeve 3c that can be fitted to the spline teeth 2b of the two spline teeth 3b, is arranged on the front wheels 204L and 204R side of the four-wheel drive vehicle 200, and is an ECU for the vehicle via an actuator (not shown). (Electronic Control Unit: not shown).
- the driving force interrupting device 3 is configured to connect the propeller shaft 2 and the front differential case 212 in an intermittent manner.
- the driving force transmission device 1 includes a main clutch (multi-plate clutch) 8 as a first clutch, an electromagnetic clutch 9, a pilot clutch 10 as a second clutch, and a first rotation. It has a housing 12 as a member, an inner shaft 13 as a second rotating member, a first cam mechanism 15 and a second cam mechanism 16, and is on the rear wheel 205R side of the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1). And is accommodated in the device case 4.
- a main clutch multi-plate clutch 8 as a first clutch
- an electromagnetic clutch 9 a pilot clutch 10 as a second clutch
- a first rotation It has a housing 12 as a member, an inner shaft 13 as a second rotating member, a first cam mechanism 15 and a second cam mechanism 16, and is on the rear wheel 205R side of the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1). And is accommodated in the device case 4.
- the driving force transmission device 1 is disposed at a position for connecting the propeller shaft 2 and the rear wheel axle shaft 213L (shown in FIG. 1).
- the driving force transmission device 1 is configured to connect the propeller shaft 2 (shown in FIG. 1) and the rear wheel axle shaft 213R (shown in FIG. 1) in an intermittent manner.
- the axle shaft 213L and the propeller shaft 2 on one rear wheel side are connected to each other via the gear mechanism 7 and the rear differential 207 (both shown in FIG. 1) and to the rear of the other.
- the wheel-side axle shaft 213R and the propeller shaft 2 are coupled to each other via the gear mechanism 7, the rear differential 207, and the driving force transmission device 1 so as to be able to transmit torque.
- the axle shaft 213L on one rear wheel side and the propeller shaft 2 remain connected via the gear mechanism 7 and the rear differential 207.
- the connection between the axle shaft 213R and the propeller shaft 2 is cut off.
- the device case 4 includes a case body 40 that opens to one side of the rotation axis O (right side in FIG. 3), and a case lid 41 that closes the opening of the case body 40. It is arranged on the vehicle body of a four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1).
- the device case 4 accommodates a part of the housing 12 and a part of the inner shaft 13 therein.
- the case main body 40 includes a storage portion 40c, a mounting portion 40a, and a tank 44 as a tank portion.
- the accommodating portion 40c is formed of a substantially cylindrical member having an inner peripheral surface 40b facing the outer peripheral surface 19e of the rear housing 19.
- annular space 43a is provided that is interposed between the inner peripheral surface 40b of the accommodating portion 40c and the outer peripheral surface 19e of the rear housing 19.
- An oil storage chamber 43 that communicates with the storage space 12 a of the housing 12 is provided in the case body 40.
- the mounting portion 40a protrudes outward in the radial direction of the housing portion 40c and is provided integrally with the housing portion 40c.
- a drive source 5 for operating the cam which is different from the engine 202 (shown in FIG. 1), is attached to the attachment portion 40a.
- the attachment portion 40a is provided with a through hole 400a that opens in an axial direction parallel to the rotation axis O.
- the tank 44 is disposed on the outside in the radial direction of the storage portion 40 c and outside the oil storage chamber 43.
- the tank 44 is provided integrally with the accommodating portion 40c.
- the tank 44 has a first tank portion 44a and a second tank portion 44b.
- the tank 44 can store lubricating oil in the oil storage chamber 43 and the storage space 12a.
- the first tank portion 44a rotates the housing 12 in the direction of arrow Q1 when the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) moves forward in the two-wheel drive state.
- a partition wall 440a that is disposed upstream of the second tank portion 44b (upper side of the tank 44 in FIG. 4) and forms a part of the inner peripheral surface 40b of the accommodating portion 40c in the oil flow S of the lubricating oil formed therewith.
- the first tank portion 44a is provided with an oil introduction port 441a that functions as an upstream flow port and introduces the lubricating oil in the oil storage chamber 43 when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in a two-wheel drive state. ing.
- the oil introduction port 441a is opened in the inner peripheral surface 40b of the accommodating portion 40c.
- the oil introduction port 441a uses the oil flow S as a flow by the lubricating oil formed when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state, and the opening surface (virtual peripheral surface) 441A and the inner periphery. If the upstream side of the oil flow S is the intersection point a among the intersections with the surface 40b, the inner surface 442A including the tangent line b on the inner peripheral surface 40b passing through the intersection point a is provided.
- the oil introduction port 441a is open in the circumferential direction of the housing 12 in a direction opposite to the direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the first tank portion 44a moves forward in the two-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a is open in the circumferential direction of the housing 12 in a direction in which the inner shaft 13 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the first tank portion 44a moves forward in the two-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a opens in the circumferential direction of the housing 12 on the upstream side of the oil flow S of the lubricating oil when viewed from the inside of the first tank portion 44a.
- the oil introduction port 441a is opened along the direction of the oil flow S (the inner peripheral surface 40b of the case body 40) due to the lubricating oil formed when the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state. ing. Thereby, when the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) moves forward in the two-wheel drive state, the lubricant is smoothly introduced from the oil introduction port 441a to the first tank portion 44a.
- the oil introduction port 441a is open in the circumferential direction of the housing 12 in a direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the first tank portion 44a moves forward in the four-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a is open in the circumferential direction of the housing 12 in a direction in which the inner shaft 13 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the first tank portion 44a moves forward in the four-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a opens in the circumferential direction of the housing 12 on the downstream side of the oil flow T of the lubricating oil when viewed from the inside of the first tank portion 44a.
- the oil introduction port 441a is open in a direction that intersects the direction of the oil flow T by the lubricating oil that is formed as the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a opens in the circumferential direction of the housing 12 on the downstream side of the oil flow T of the lubricating oil when viewed from the inside of the first tank portion 44a.
- the first tank portion 44a functions as a flow passage on the downstream side of the oil flow S by the lubricating oil when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state, and the axial direction of the case body 40 (rotation axis O An oil outlet port 442a that opens in a direction parallel to the vertical axis) is provided.
- the second tank portion 44b is disposed on the downstream side of the first tank portion 44a in the oil flow S (lower side of the tank 44 in FIG. 4), and is similar to the first tank portion 44a in the housing portion 40c.
- the partition wall 440b constituting a part of the peripheral surface 40b and the outer wall of the device case 4 are formed.
- the internal volume of the second tank part 44b is set to be larger than the internal volume of the first tank part 44a.
- the second tank portion 44b has a circulation port 48a that communicates with the oil outlet port 442a and the oil storage chamber 43 between the second tank portion 44b and the first tank portion 44a and that opens to the inner peripheral surface 40b of the storage portion 40c.
- An oil receiving portion 48 having a concave cross section is interposed.
- the length of the partition wall 440b in the direction of the rotational axis O is set to be approximately equal to the length of the case body 40 in the direction of the rotational axis O, and larger than the length of the partition wall 440a of the first tank portion 44a in the direction of the rotational axis O. ing.
- the second tank portion 44 b is provided with an oil introduction port 441 b that functions as an upstream flow port and communicates with the oil receiving portion 48.
- the oil introduction port 441 b is open to the oil receiving portion 48.
- the oil introduction port 441b is on the first tank portion 44a side when viewed from the second tank portion 44b.
- the oil introduction port 441b opens in the circumferential direction of the housing 12 in a direction opposite to the direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the second tank portion 44b moves forward in the two-wheel drive state.
- the oil introduction port 441b opens in the circumferential direction of the housing 12 in a direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the second tank portion 44b moves forward in the four-wheel drive state.
- the second tank portion 44b is provided with an oil outlet port 442b that functions as a downstream flow port and opens along a direction intersecting the direction of the oil flow S.
- the oil outlet port 442b is open to the inner peripheral surface 40b of the accommodating portion 40c.
- the oil outlet port 442b is located on the inner peripheral surface 40b passing through the intersection point c, where the upstream portion of the oil flow T among the portions where the opening surface (virtual peripheral surface) 442B and the inner peripheral surface 40b intersect is defined as the intersection point c.
- the inner surface 443B intersects the tangent line d.
- the oil outlet port 442b is on the opposite side to the first tank portion 44a when viewed from the second tank portion 44b.
- the oil outlet port 442b opens in the circumferential direction of the housing 12 in the direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the second tank portion 44b moves forward in the two-wheel drive state.
- the oil outlet port 442b opens in the direction opposite to the direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the second tank portion 44b advances in the four-wheel drive state in the circumferential direction of the housing 12. . Thereby, when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state, it becomes difficult to smoothly introduce the lubricant into the second tank portion 44b from the oil outlet port 442b.
- the lubricant oil is introduced into the tank 44 from the oil outlet port 442b when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward during four-wheel drive. Is not performed smoothly, and sufficient lubricating oil is stored in the storage space 12a and the oil storage chamber 43.
- the angle (recess angle) ⁇ 1 formed between the inner surface 443B, which is the opening direction of the oil outlet port 442b, and the tangent line d of the inner peripheral surface 40b of the storage portion 40c is the angle between the inner surface 442A of the oil introduction port 441a and the storage portion 40c.
- Angle (recess angle) ⁇ 2 formed by the tangent line b of the inner peripheral surface 40b (in this embodiment, the inner surface 442A and the tangent line b coincide, and ⁇ 2 0 °, ⁇ 2 : not shown) ( Since the angle is set larger than ⁇ 2 ⁇ 1 ), it is difficult to smoothly introduce the lubricating oil into the tank 44 from the oil outlet port 442b when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state. Thus, sufficient lubricating oil is stored in the storage space 12 a and the oil storage chamber 43.
- the opening area of the oil outlet 442b is set to be smaller than the opening area of the oil inlet 441a in the first tank portion 44a. Accordingly, when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state, the amount of lubricating oil flowing into the tank 44 (first tank portion 44a) from the oil introduction port 441a is changed from the oil outlet port 442b to the tank 44. (Second tank portion 44b) The amount of lubricating oil flowing out of the tank increases, and the lubricating oil is easily stored in the tank 44 accordingly.
- the case lid 41 is attached to the case main body 40 by a bolt 42 with a washer, and is entirely formed of a cap member through which an inner shaft 13 (described later) is inserted.
- the drive source 5 includes a speed reduction mechanism (not shown), has an electric motor 50, and is attached to the attachment portion 40a of the case body 40 by bolts 51.
- the drive source 5 functions as a sub drive source different from the engine 202 (shown in FIG. 1). Attachment of the drive source 5 to the case body 40 is performed using positioning pins 52.
- the speed reduction mechanism for example, a gear speed reduction mechanism having a worm wheel (not shown) fixed to the motor shaft 50a of the electric motor 50 and a worm 53 meshing with the worm wheel is used.
- a transmission member 54 for transmitting a rotational force as an operating force to a second cam mechanism 16 (described later) is attached to the drive source 5 (worm 53) via a coupler 55.
- the transmission member 54 has a curved surface portion 54 a having a predetermined radius of curvature, is disposed above the second cam mechanism 16, and is accommodated in the device case 4.
- the curved surface portion 54 a is provided with external teeth 540 a that constitute a part of the gear transmission mechanism 56.
- the transmission member 54 is attached to the coupler 55 using a retaining ring 57.
- the coupler 55 has a cylindrical portion 55 a that is coupled to the worm 53 of the speed reduction mechanism and a shaft portion 55 b that is coupled to the transmission member 54, and is disposed between the worm 53 and the transmission member 54.
- the cylindrical portion 55a has a seal mechanism 58 interposed between its outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the through hole 400a, and the shaft portion 55b has a retaining ring 57 attached to its outer peripheral surface.
- the main clutch 8 is a friction type main clutch having a plurality of inner clutch plates 80 and a plurality of outer clutch plates 81, and is disposed between the housing 12 and the inner shaft 13.
- the main clutch 8 frictionally engages the inner and outer clutch plates of the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 that are adjacent to each other, and releases the frictional engagement to intermittently connect the housing 12 and the inner shaft 13. Connect as possible.
- the inner clutch plates 80 and the outer clutch plates 81 are alternately arranged along the rotation axis O, and are entirely formed by an annular friction plate.
- the clearance between two adjacent clutch plates of the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 is determined by the drag torque based on the viscosity of the lubricating oil when the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) moves forward in the two-wheel drive state.
- the dimension is set such that the clutch plates do not frictionally engage with each other.
- the inner clutch plate 80 has a straight spline fitting portion 80a on its inner periphery, and the straight spline fitting portion 80a is fitted to the straight spline fitting portion 132a of the cylindrical portion 13a (inner shaft 13) to form an inner shaft. 13 is connected so as not to be relatively rotatable and relatively movable.
- the inner clutch plate 80 is provided with a plurality of oil holes 80b (shown in FIGS. 2 and 6) that are arranged in parallel along the circumferential direction and open in the direction of the rotation axis O.
- the inner clutch plate at the end on the electromagnetic clutch side functions as an input portion on one side of the main clutch 8, and from the main cam 151 (described later) of the first cam mechanism 15 to the outer clutch plate 81.
- the pressing force (first cam thrust) P 1 is received on the side, the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 that are adjacent to each other are frictionally engaged by the movement in the pressing direction.
- the inner clutch plate at the end opposite to the end on the electromagnetic clutch 9 side among the plurality of inner clutch plates 80 functions as the input portion on the other side of the main clutch 8, and the second cam mechanism 16.
- pressing the member 162 (described later) pressing force to the side outer clutch plates 81 (second cam thrust) receives the P 2, next to each other by the movement to this pressing direction
- the outer clutch plate 81 has a straight spline fitting portion 81 a on the outer peripheral portion thereof, and the straight spline fitting portion 81 a is fitted to a straight spline fitting portion 19 b (described later) of the rear housing 19 to rotate relative to the housing 12. It is impossible and relative movement is connected.
- the housing 12 includes a front housing 18 and a rear housing 19, and is disposed on the axis (rotation axis O) of the axle shaft 213R (shown in FIG. 1) on the other rear wheel side, and the side gear 214R (shown in FIG. 1). It is connected to.
- the housing 12 is formed of a cylindrical member that opens to the opposite side to the front housing 18 side.
- the housing 12 is provided with an accommodation space 12 a interposed between the inner peripheral surface thereof and the outer peripheral surface of the inner shaft 13.
- the front housing 18 includes first to third housing elements 20 to 22, is attached to the inner peripheral surface of the rear housing 19, and is rotatably supported by the coil holder 23 via a ball bearing 24.
- the coil holder 23 is attached to the outer peripheral surface of the coil case 23 with a seal member 25 interposed between the inner peripheral surface of the device case 4 and is entirely formed of a hooked ring member through which the front housing 18 is inserted.
- the coil holder 23 is attached to the device case 4 using the positioning pins 26.
- the coil holder 23 is formed with an annular space 27 that is interposed between the coil holder 23 and the outer peripheral surface of the front housing 18 (first housing element 20).
- the coil holder 23 is provided with an oil passage 23 a that opens into the device case 4 and an oil passage 23 b that communicates with the oil passage 23 a and opens into the annular space 27.
- the oil passage 23a is formed with an axis parallel to the axis of the coil holder 23, and the oil passage 23b is formed with an axis orthogonal to the axis of the oil passage 23a.
- a ball-shaped plug 28 for preventing leakage of lubricating oil to the outside of the coil holder 23 is attached to the oil passage 23b.
- the coil holder 23 is provided with an accommodation space 23c that opens to the rear housing 19 side.
- the ball bearing 24 is restricted in movement in the axial direction by retaining rings 29 and 30 and is disposed in the annular space 27.
- the front housing 18 is provided with three holes 18a to 18c that open to the rear housing 19 and have different inner diameters.
- the inner diameter of the hole 18a is the maximum dimension (maximum inner diameter)
- the inner diameter of the hole 18b is the minimum dimension (minimum inner diameter)
- the inner diameter of the hole 18c is the inner diameter of the hole 18a and the inner diameter of the hole 18b. The dimension between them (intermediate inner diameter) is set.
- the hole 18b having the smallest diameter is directed to the hole 18c from the first space 180b as the oil reservoir space having a uniform inner diameter in the axial direction, and from the first space 180b side.
- the minimum inner diameter of the second space 181b is the same as the maximum inner diameter of the third space 182b
- the minimum inner diameter of the third space 182b is the same as the inner diameter of the first space 180b.
- Each dimension is set.
- the portion of the inner peripheral surface of the hole portion 18b that forms the second space portion 181b is formed with a taper that has a larger gradient than the gradient of the portion that forms the third space portion 182b.
- the portion forming the second space 181b and the third space 182b functions as a pump forming portion.
- the first housing element 20 has three body portions 20a to 20c having different outer diameters, is disposed on the inner peripheral side of the front housing 18, and is an axial member made entirely of a magnetic material such as soft iron. Is formed by.
- the outer diameter of the trunk 20a is the maximum dimension (maximum outer diameter)
- the outer diameter of the trunk 20b is the smallest (minimum outer diameter)
- the trunk 20c is the outer diameter of the trunk 20a and the outer diameter of the trunk 20b.
- Each is set to a dimension between the outer diameter (intermediate outer diameter).
- a hole 18a is disposed in the body portion 20a having the maximum outer diameter
- a hole portion 18b is disposed in the body portion 20b having the minimum outer diameter
- a hole portion 18c is disposed in the body portion 20c having the intermediate outer diameter.
- the body portion 20 a is formed with an annular space 31 interposed between the outer periphery of the body portion 20 a and the inner peripheral surface of the second housing element 21.
- the trunk portion 20a is provided with an oil passage 200a that opens into the annular space 31 and the hole 18a. Further, the trunk portion 20a is provided with an oil passage 200a (a hole portion 18a of the front housing 18) and an oil passage 201a that opens into the accommodation space 23c.
- the body portion 20b is provided with a seal mechanism 32 interposed between the outer periphery and the inner peripheral surface of the coil holder 23.
- An oil inflow path A that opens into the annular space 27 and the hole 18b and that allows the lubricating oil in the device case 4 to flow into the first space 180b is formed in the body 20b and the oil paths 23a and 23b.
- An oil passage 200b is provided.
- the barrel portion 20c is provided with a needle roller bearing 33 interposed between the inner periphery and the outer peripheral surface of the inner shaft 13.
- the second housing element 21 is disposed on the outer peripheral side of the front housing 18, and the whole is formed of a cylindrical member made of a magnetic material such as soft iron like the first housing element 20.
- a plurality (four in the present embodiment) of engaging convex portions 21 a protruding in the radial direction are provided on the outer peripheral surface of the second housing element 21, a plurality (four in the present embodiment) of engaging convex portions 21 a protruding in the radial direction are provided.
- the plurality of engaging protrusions 21 a are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the second housing element 21.
- the second housing element 21 has an oil outflow that opens to the outer peripheral surface and the annular space 31 and causes the lubricating oil in the hole 18a to flow into the oil storage chamber 43 of the device case 4 (outside the housing 12).
- An oil passage 21b that configures the passage B together with the oil passage 200a is provided.
- the second housing element 21 is integrally provided with a frustoconical pump forming portion 21 d having an outer peripheral surface 21 c that forms a pump with the inner peripheral surface of the coil holder 23.
- An annular space 21e is formed between the outer peripheral surface 21c of the pump forming portion 21d and the inner peripheral surface of the coil holder 23 so that the lubricating oil flows from the storage space 23c to the oil storage chamber 43.
- Pump forming unit 21d set to a smaller size than the size of the dimension r 1 from the oil inflow side end portion 210d to the rotational axis O from the oil outlet side end portions 211d to the rotation axis O r 2 (r 1 ⁇ r 2) Has been.
- the outer diameter of the pump forming portion 21d is set to a dimension that gradually increases from the oil inflow side end portion 210d toward the oil outflow side end portion 211d. For this reason, when the housing 12 rotates, the peripheral speed of the outer peripheral surface 21c in the pump forming portion 21d gradually increases from the oil inflow side end portion 210d toward the oil outflow side end portion 211d.
- the pressure gradually decreases from the side toward the oil outflow side, and a pumping action having a suction force in the arrow Z direction occurs between the outer peripheral surface 21c of the pump forming portion 21d and the inner peripheral surface of the coil holder 23.
- the lubricating oil that has flowed into the accommodation space 23 c of the coil holder 23 is introduced into the annular space 21 e, then flows through the annular space 21 e and is led into the oil accommodation chamber 43.
- the third housing element 22 is disposed between the first housing element 20 and the second housing element 21, and is an annular member for connecting the housing element, which is entirely made of a nonmagnetic material such as stainless steel. Is formed by.
- the rear housing 19 has a straight spline fitting portion 19b exposed in the housing space 12a of the housing 12, is housed in the device case 4, and is entirely formed of a bottomless cylindrical member. Then, the rear housing 19 rotates around the rotation axis O together with the front housing 18.
- the rear housing 19 is provided with a flange 19c protruding on the outer peripheral surface thereof on the coil holder 23 side.
- the rear housing 19 is provided with a plurality (four in this embodiment) of engagement recesses 19d that engage with the engagement protrusions 21a of the front housing 18 (second housing element 21).
- the plurality of engaging recesses 19 d are formed in the coil holder 23 (in the rear housing 19) at a portion interposed between two adjacent spline teeth among the plurality of spline teeth 190 b in the straight spline fitting portion 19 b. It is formed by cutting out a part of the peripheral edge of the opening and the flange 19c (shown in FIG. 6). A retaining ring 34 interposed between the flange 19c and the engaging projection 21a is attached to the outer peripheral surface of the rear housing 19.
- the inner shaft 13 is interposed between three cylindrical portions 13a to 13c having different outer diameters, a stepped surface 13d interposed between the cylindrical portions 13a and 13b among the cylindrical portions 13a to 13c, and the cylindrical portions 13a and 13c. It has a stepped surface 13e, is disposed on the rotation axis O of the housing 12, a part is housed inside the housing 12, and the whole is formed by a bottomless cylindrical member that opens to both sides in the axial direction.
- the outer diameter of the cylindrical portion 13a is the maximum dimension (maximum outer diameter)
- the outer diameter of the cylindrical portion 13b is the minimum dimension (minimum outer diameter)
- the outer diameter of the cylindrical portion 13c is the same as the outer diameter of the cylindrical portion 13a.
- the dimension (intermediate outer diameter) is set between the outer diameter of the portion 13b.
- the inner shaft 13 is housed by inserting the front end portion of the axle shaft 213R (shown in FIG. 1) on the rear wheel side into the opening.
- the rear wheel axle shaft 213R is connected to the inner shaft 13 by spline fitting so as not to be relatively rotatable and relatively movable.
- the cylindrical portion 13a having the maximum outer diameter is disposed at the center in the axial direction of the inner shaft 13 between the cylindrical portion 13b having the minimum outer diameter and the cylindrical portion 13c having the intermediate outer diameter.
- a flange 130a that protrudes on the front housing 18 side in the hole portion 18a is integrally provided.
- the flange 130a is provided with an oil flow path 131a that opens at both end faces and allows the lubricating oil to flow between the oil inflow path A and the oil outflow path B.
- a straight spline fitting portion that is exposed to the accommodation space 12a of the housing 12 and is fitted to the straight spline fitting portion 80a of the inner clutch plate 80 in the main clutch 8 is used. 132a is provided.
- a cap-shaped plug 35 for preventing the lubricating oil in the device case 4 from flowing out of the device case 4 is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 13a having the maximum outer diameter.
- the cylindrical portion 13a having the maximum outer diameter is provided with an oil passage 133a that opens between the plug body 35 and the flange 130a on the inner and outer peripheral surfaces thereof.
- the cylindrical portion 13b having the smallest outer diameter is disposed on one side (the left side in FIG. 3) of the inner shaft 13, and is rotatably supported in the hole 18c of the front housing 18 via a needle roller bearing 33. .
- a bottomed cylindrical shaft lid 36 that closes the opening on the front housing 18 side is attached to the cylindrical portion 13b having the smallest outer diameter.
- the shaft lid 36 is opposed to a portion forming the second space portion 181b on the inner peripheral surface of the hole portion 18b in the front housing 18 (first housing element 20), and the second space portion 181b.
- the pump formation part 36a of the truncated cone shape which has the outer peripheral surface 360a which forms a pump between the site
- the lubricating oil is introduced into the hole portion 18c from the hole portion 18b (first space portion 180b) side, and needle rollers are introduced.
- An annular space 37 for supplying to the bearing 33 and the like is formed.
- the annular space 37 is set so that its inner and outer diameters gradually increase from the oil inflow (introduction) side toward the oil outflow (outflow) side.
- Pump forming part 36a is set to be smaller than dimensions of R 1 from the oil introduction end 361a to the rotation axis O from the oil outlet side end portion 362a to the axis of rotation O R 2 (R 1 ⁇ R 2) Has been.
- the outer diameter of the pump formation portion 36a is set to a dimension that gradually increases from the oil introduction side end 361a toward the oil discharge side end 362a. For this reason, when the inner shaft 13 rotates, the peripheral speed of the outer peripheral surface 360a of the pump forming portion 36a gradually increases from the oil introduction side end 361a toward the oil discharge side end 362a, and therefore the pressure in the annular space 37 is increased.
- the outer circumferential surface 360a of the pump forming portion 36a and the inner circumferential surface of the first housing element 20 sites forming the second space portion 181b and the third space portion 182b are gradually lowered from the introduction side toward the oil outlet side. ), A pumping action having a suction force in the direction of the arrow Y occurs. Thereby, after the lubricating oil that has flowed into the hole 18b (first space 180b) of the front housing 18 is introduced into the second space 181b and the third space 182b (annular space 37), It flows through the annular space 37 and is led into the hole 18c.
- the intermediate outer diameter cylindrical portion 13c is disposed on the other side (right side in FIG. 3) of the inner shaft 13, and is rotatably supported on the inner peripheral surface of the device case 4 (case lid body 41) via a ball bearing 38. ing.
- a cylindrical receiving member 39 interposed between the ball bearing 38 and the stepped surface 13e is attached to the outer peripheral surface of the intermediate outer diameter cylindrical portion 13c.
- a seal mechanism 45 interposed between the outer peripheral surface of the intermediate outer diameter cylindrical portion 13 c and the inner peripheral surface of the case lid body 41 is disposed.
- the movement of the ball bearing 38 in the axial direction is restricted by retaining rings 46 and 47, and is disposed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13 c having an intermediate outer diameter and the inner peripheral surface of the case lid 41. Yes.
- the electromagnetic clutch 9 has an electromagnetic coil 90 and an armature 91 and is arranged in parallel with the main clutch 8 on the rotation axis O of the housing 12.
- the electromagnetic clutch 9 operates the first cam mechanism 15 by the movement of the armature 91 toward the electromagnetic coil 90 due to the generation of the electromagnetic force F when the housing 12 rotates, and the inner clutch plate 80 and the outer clutch of the main clutch 8.
- the plates 81 are frictionally engaged with each other.
- the electromagnetic coil 90 is connected to the vehicle ECU and is held in the coil holder 23 via a synthetic resin bobbin 90a.
- the electromagnetic coil 90 forms a magnetic circuit M across the coil holder 23, the front housing 18, the pilot clutch 10, the armature 91, and the like by energization, and applies a moving force to the armature 91 toward the front housing 18.
- Electromagnetic force F is generated.
- the armature 91 has a straight spline fitting portion 91a on the outer peripheral surface thereof, and the straight spline fitting portion 91a is fitted to the straight spline fitting portion 19b and is connected to the rear housing 19 so as not to be relatively rotatable and relatively movable.
- the first cam mechanism 15 (main cam 151) is interposed between the pilot clutch 10 and is housed in the housing space 12a of the housing 12, and is entirely formed by an annular plate made of a magnetic material such as iron. ing.
- the armature 91 receives the electromagnetic force F of the electromagnetic coil 90 and moves along the rotational axis O toward the front housing 18 side.
- the pilot clutch 10 includes an inner clutch plate 100 and an outer clutch plate 101 that are formed of annular friction plates that can be frictionally engaged with each other when the armature 91 is moved toward the electromagnetic coil 90 by energization of the electromagnetic clutch 9. 91 and the front housing 18, and is accommodated in the accommodating space 12 a of the housing 12.
- the pilot clutch 10 frictionally engages the clutch plates adjacent to each other out of the inner clutch plate 100 and the outer clutch plate 101, and releases the frictional engagement so that the rear housing 19 and the first cam mechanism 15 ( The pilot cam 150) is connected in an intermittent manner.
- the inner clutch plates 100 and the outer clutch plates 101 are alternately arranged along the rotation axis O, and are entirely formed by an annular friction plate.
- the inner clutch plate 100 has a straight spline fitting portion 100a on the inner peripheral portion thereof, and the straight spline fitting portion 100a is fitted to the straight spline fitting portion 150a so that the inner clutch plate 100 cannot be relatively rotated and moved relative to the pilot cam 150. It is connected to.
- the outer clutch plate 101 has a straight spline fitting portion 101a on the outer peripheral portion thereof, and the straight spline fitting portion 101a is fitted to the straight spline fitting portion 19b so that it cannot be rotated relative to the rear housing 19 and is relatively movable. It is connected.
- the first cam mechanism 15 is an input ball cam member (pilot cam) 150 that rotates in response to a rotational force from the housing 12 (rear housing 19), and an output ball that is parallel to the pilot cam 150 along the rotation axis O.
- the first cam mechanism 15 generates a pressing force (first cam thrust) P 1, which is the clutch force (friction engagement force) of the main clutch 8 from the housing 12 received by the clutch operation of the electromagnetic clutch 9. Convert.
- the pilot cam 150 has a straight spline fitting portion 150a fitted to the straight spline fitting portion 100a of the inner clutch plate 100 on the outer peripheral portion thereof, and a needle roller bearing is provided on the flange 130a of the inner shaft 13 (cylindrical portion 13a). It is rotatably supported via 153 and is formed entirely by an annular member through which the inner shaft 13 is inserted. Pilot cam 150 generates first cam thrust P 1 between main cam 151 and outputs it to main clutch 8.
- the pilot cam 150 is provided with a plurality of (six in the embodiment) cam grooves 150b that are arranged in parallel in the circumferential direction and open to the cam follower 152 side.
- the plurality of cam grooves 150 b are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the pilot cam 150.
- the plurality of cam grooves 150b are formed by concave grooves that gradually become shallower in the axial direction along the circumferential direction of the pilot cam 150 from the neutral position.
- the main cam 151 has a clutch plate pressing portion 151a on the main clutch 8 side, and is disposed along the rotation axis O so as to be relatively movable on the inner shaft 13 (cylindrical portion 13a having the maximum outer diameter). It is formed by an annular member to be inserted.
- the main cam 151 receives the first cam thrust P 1 generated by the cam action of the first cam mechanism 15 in the energized state of the electromagnetic coil 90, that is, the rotation of the pilot cam 150 from the cam follower 152, and receives the first cam thrust force P 1.
- the clutch plate pressing portion 151a is pressed against the inner clutch plate 80 on the input side of the main clutch 8 on one side of the rotation axis O (left side in FIG. 3).
- the main cam 151 is provided with a plurality of (six in the embodiment) cam grooves 151b that are arranged in parallel at equal intervals in the circumferential direction and open to the cam follower 152 side.
- the plurality of cam grooves 151b are formed as concave grooves whose depth in the axial direction gradually decreases along the circumferential direction of the main cam 151 from the neutral position.
- the main cam 151 has a plurality (six in the embodiment) of oil holes 151c that open in a direction parallel to the rotation axis O, and a plurality of (opens in the direction opposite to the opening direction of the plurality of cam grooves 151b).
- Six pin mounting holes 151d are provided in the embodiment.
- the plurality of oil holes 151 c and the plurality of pin mounting holes 151 d are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction of the main cam 151.
- a guide pin 155 for guiding a return spring 154 interposed between the main cam 151 and the pressing member 162 (the output cam member 161 in the second cam mechanism 16) is attached to the pin attachment hole 151d.
- the spring force of the return spring 154 acts in a direction in which the main cam 151 and the output cam member 161 are separated from each other, and the clearance between two adjacent clutch plates of the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81.
- the dimension is set such that the clutch plates are not frictionally engaged by dragging torque based on the viscosity of the lubricating oil.
- the cam follower 152 is disposed between the cam groove 150b of the pilot cam 150 and the cam groove 151b of the main cam 151, and is held by a retainer (not shown) so as to be able to roll.
- the second cam mechanism 16 receives the rotational force as the operating force from the drive source 5 and rotates to the input cam member 160 and the input cam member 160.
- the output cam member 161 is arranged in parallel on the axis O, and is arranged at a position facing the first cam mechanism 15 on the rotation axis O via the main clutch 8.
- the second cam mechanism 16 operates prior to the conversion of the first cam thrust P 1 by the first cam mechanism 15, and presses the pressing member 162 against the main clutch 8 to cause the inner clutch plate 80 and the outer clutch to move.
- the input cam member 160 is connected to the transmission member 54 via a gear transmission mechanism 56 and is rotatably supported by the receiving member 39 via a needle roller bearing 164 so that the entire inner shaft 13 is inserted therethrough. It is formed by a ring member.
- the input cam member 160 is integrally provided with a fan-shaped convex piece 167 protruding along the outer peripheral edge.
- the convex piece 167 is provided with external teeth 167 a that mesh with the external teeth 540 a of the transmission member 54.
- the output cam member 161 is interposed between the input cam member 160 and the pressing member 162 so as to be movable in the axial direction (impossible to move in the circumferential direction), and the whole is inserted through the inner shaft 13. It is formed by the annular member to be made.
- the pressing member 162 has a straight spline fitting portion 162a on the inner peripheral edge thereof and a clutch plate pressing portion 162b on the main clutch 8 side.
- the straight spline fitting portion 162a is connected to the straight of the inner shaft 13 (cylindrical portion 13a).
- the spline fitting portion 132a is fitted to the inner shaft 13 so as to be relatively unrotatable and relatively movable, and supported by the output cam member 161 via a needle roller bearing 171 so that the entire inner shaft 13 is rotatable. It is formed by an annular member through which the shaft 13 is inserted.
- the pressing member 162 receives the second cam P 2 generated by the operation of the second cam mechanism 16 from the output cam member 161, moves to the main clutch 8 side, and moves to the other side of the rotation axis O (see FIG. 3, the clutch plate pressing portion 162 b is pressed against the outer clutch plate 81 on the input side of the main clutch 8.
- the first cam thrust P 1 that is the clutch force (friction engagement force) of the main clutch 8 is not generated in the first cam mechanism 15, and the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 of the main clutch 8 are They are not frictionally engaged with each other, and the rotational driving force of the engine 202 is not transmitted from the housing 12 to the inner shaft 13.
- the pump action by the pump forming portion 21d and the oil flow S by the lubricating oil when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state will be described.
- the pump action by the pump forming part 36a is omitted.
- the housing 12 by rotation of the rear wheels 205L during advancement of the two-wheel drive state of the four-wheel drive vehicle 200 is rotated in the arrow Q 1 direction.
- the rotation of the housing 12 causes a pumping action having a suction force in the arrow Z direction (shown in FIG. 6) between the outer peripheral surface 21c of the pump forming portion 21d and the inner peripheral surface of the coil holder 23.
- the lubricating oil in the housing space 12a of the housing 12 flows into the oil passage 201a (shown in FIG. 6), flows through the oil passage 201a, and flows into the housing space 23c (shown in FIG. 6).
- the lubricating oil that has flowed into the accommodation space 23 c is introduced into the annular space 21 e, and then flows through the annular space 21 e and is led out to the oil accommodation chamber 43.
- the lubricating oil led into the oil storage chamber 43 receives a centrifugal force generated with the rotation of the housing 12 and forms an oil flow S along the inner peripheral surface 40b of the case body 40. Therefore, the lubricating oil flows along the inner peripheral surface 40b of the case body 40, and a part of the lubricating oil flows into the first tank portion 44a of the tank 44 from the oil inlet 441a and into the second tank portion 44b. Respectively, from the oil introduction port 441b (shown in FIG. 4) and stored in the first tank portion 44a and the second tank portion 44b.
- the tank 44 (the first tank portion 44a) extends from the oil inlet port 441a.
- the amount of lubricating oil flowing into the tank 44 is larger than the amount of lubricating oil flowing out of the tank 44 (second tank portion 44b) from the oil outlet port 442b, and the amount of lubricating oil in the tank 44 (first tank portion) increases accordingly. 44a and the second tank portion 44b).
- the lubricating oil in the storage space 12a and the oil storage chamber 43 is reduced during traveling in the two-wheel drive state of the four-wheel drive vehicle, and the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 The generation of drag torque between them is suppressed.
- the driving force transmission device 1 connects the propeller shaft 2 and the rear wheel axle shaft 213R so as to be able to transmit torque, and continues driving.
- the force differential device 3 connects the front differential case 212 and the propeller shaft 2 so that torque can be transmitted.
- the driving force of the driving source 5 is applied to the second cam mechanism 16 to operate the second cam mechanism 16.
- the input cam member 160 rotates about the rotation axis O.
- the input cam member 160 and the output cam member 161 are rotated relative to each other, and a cam action is generated between the two cam members 160 and 161, and accordingly, the second cam thrust P 2 is input.
- the cam member 160 acts on the output cam member 161.
- the output cam member 161 moves along the rotation axis O in a direction away from the input cam member 160.
- the pressing member 162 is moved to the main clutch 8 side against the return spring 154 by the movement of the output cam member 161 in the direction away from the input cam member 160, and the pressing member 162 is pressed against the clutch plate.
- the main clutch 8 is pressed against the first cam mechanism 15 side by the portion 162b and moved.
- a magnetic circuit M based on the electromagnetic coil 90 is formed across the coil holder 23, the front housing 18, the pilot clutch 10, the armature 91, and the like. It moves in a direction approaching the front housing 18 by an electromagnetic force F (attraction force) generated based on energization to the front housing 18. For this reason, the armature 91 is connected to the front housing 18 via the pilot clutch 10, and further, the rotational force of the housing 12 is transmitted to the pilot cam 150 by the clutch operation of the pilot clutch 10, and the pilot cam 150 rotates.
- F electromagnetic force
- the first cam mechanism 15 is operated, and is converted into a first cam thrust P 1 which becomes a clutch force (friction engagement force) of the main clutch 8 by a cam action generated in the first cam mechanism 15.
- the main cam 151 moves against the spring force of the return spring 154 in a direction in which the clutch plates 80 and 81 of the main clutch 8 are frictionally engaged with each other by the first cam thrust P 1 .
- the main cam 8 is pressed against the second cam mechanism 16 by the clutch plate pressing portion 151a by the movement of the main cam 151 in the direction in which the clutch plates 80 and 81 are frictionally engaged with each other.
- the pump action by the pump forming portion 21d and the oil flow T by the lubricating oil when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state will be described.
- the pump action by the pump forming part 36a is omitted.
- the housing 12 rotates in the direction of arrow Q 2 (the direction opposite to the direction of arrow Q 1 ) by driving the engine 202.
- the rotation of the housing 12 causes an arrow Z direction ( As shown in FIG. 4, a pumping action having a suction force occurs.
- the lubricating oil in the housing space 12a of the housing 12 flows into the oil passage 201a (shown in FIG. 6), flows through the oil passage 201a, and flows into the housing space 23c (shown in FIG. 6).
- the lubricating oil that has flowed into the accommodation space 23 c is introduced into the annular space 21 e, and then flows through the annular space 21 e and is led out to the oil accommodation chamber 43.
- the lubricating oil led out into the oil storage chamber 43 receives a centrifugal force generated with the rotation of the housing 12 and forms an oil flow T along the inner peripheral surface 40 b of the case body 40. For this reason, the lubricating oil flows along the inner peripheral surface 40 b of the case body 40.
- the oil outlet port 442b is opened along the direction intersecting the direction of the oil flow T, when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state, the oil outlet port 442b of the lubricant oil enters the tank 44. Therefore, it is difficult to smoothly introduce the oil into the storage space 12, and sufficient lubricating oil is stored in the storage space 12 a and the oil storage chamber 43.
- the angle (recess angle) ⁇ 1 formed between the inner surface 443B, which is the opening direction of the oil outlet port 442b, and the tangent line d of the inner peripheral surface 40b of the storage portion 40c is the inner peripheral surface of the inner surface 442A of the oil introduction port 441a and the storage portion 40c.
- the angle (recessive angle) ⁇ 2 formed by the tangent line b of 40b (in this embodiment, the inner surface 442A and the tangent line b coincide, and ⁇ 2 0 °, ⁇ 2 : not shown) ( ⁇ 2 ⁇ Since the angle is set larger than ⁇ 1 ), it is difficult to smoothly introduce the lubricating oil from the oil outlet port 442b into the tank 44 when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state. Sufficient lubricating oil is stored in the space 12 a and the oil storage chamber 43.
- FIGS. 8 to 17 the same or equivalent members as in FIGS. 2 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
- the driving force transmission device 1A includes a multi-plate clutch 8 as a clutch, a housing 12 as a first rotating member, an inner shaft 13 as a second rotating member, and a cam mechanism 16A. And disposed on the rear wheel 205R (shown in FIG. 1) side of the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) and housed in the device case 4.
- the driving force transmission device 1A connects the propeller shaft 2 (shown in FIG. 1) and the rear wheel axle shaft 213R (shown in FIG. 1) in an intermittent manner. That is, the axle shaft 213R on the rear wheel side and the propeller shaft 2 are connected with the driving force transmission device 1 interposed therebetween.
- the rear wheel side axle shaft 213L (shown in FIG. 1) and the propeller shaft 2 are connected without the drive force transmission device 1 interposed therebetween.
- the one rear wheel side axle shaft 213L and the propeller shaft 2 and the other rear wheel side axle shaft 213R and the propeller shaft 2 are respectively connected to the gear mechanism 7 and the rear shaft.
- Each is connected via a differential 207 (both shown in FIG. 1) so that torque can be transmitted.
- the axle shaft 213L on one rear wheel side and the propeller shaft 2 remain connected via the gear mechanism 7 and the rear differential 207.
- the connection between the axle shaft 213R and the propeller shaft 2 is cut off.
- the device case 4 includes a case main body 40 that opens to one side of the rotation axis O (right side in FIG. 9) and a case lid 41 that closes the opening of the case main body 40, and is attached to the vehicle body of the four-wheel drive vehicle 200. ing.
- a main housing space 42A that includes the oil housing chamber 43 and that houses the cam mechanism 16A, the multi-plate clutch 8, and the like is formed in the device case 4.
- the case main body 40 includes a storage portion 40c, a mounting portion 40C, and a tank 44 as a tank portion.
- the accommodating portion 40 c is formed of a substantially cylindrical member having an inner peripheral surface 40 b that faces the outer peripheral surface 121 b of the second housing element 121.
- the housing portion 40c is provided with an element insertion hole 40A through which the first housing element 120 in the housing 12 is inserted, and a cylindrical portion 40B protruding in the axial direction from the outer peripheral edge of the element insertion hole 40A.
- a plurality of (three in this embodiment) guides (fixed guides) 43A made of round pins having an axis parallel to the rotation axis 90A (rotation axis O) are attached to the case body 40 and the case lid 41. Yes.
- the plurality of guides 43A are arranged at equal intervals around the rotation axis O.
- annular space 43a interposed between the inner peripheral surface 40b of the accommodating portion 40c and the outer peripheral surface 121b of the second housing element 121 is provided.
- An oil storage chamber 43 that communicates with the storage space 121 a of the housing 12 is provided in the case body 40.
- the mounting portion 40C protrudes outward in the radial direction of the housing portion 40c and is provided integrally with the housing portion 40c.
- a drive source 5 (shown in FIG. 8) for operating the cam that is different from the engine 202 (shown in FIG. 1) is attached to the mounting portion 40C.
- the mounting portion 40C is provided with a through hole 400C that opens in an axial direction parallel to the rotation axis O.
- the tank 44 is arranged outside the oil storage chamber 43 outside the storage portion 40 c in the radial direction.
- the tank 44 is provided integrally with the accommodating portion 40c.
- the tank 44 has a first tank portion 44a and a second tank portion 44b.
- the tank 44 can store the lubricating oil in the oil storage chamber 43 and the storage space 121a.
- the first tank portion 44a is first in the oil flow S of the lubricating oil formed with the rotation in the arrow Q 1 direction of the housing 12 during advancement of the two-wheel drive state of the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) 2
- the partition wall 440a and the outer wall of the device case 4 are disposed on the upstream side of the tank portion 44b (on the left side of the tank 44 in FIG. 11) and constitute a part of the inner peripheral surface 40b of the storage portion 40c.
- the first tank portion 44a is provided with an oil introduction port 441a that functions as an upstream flow port and introduces the lubricating oil in the oil storage chamber 43 when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in a two-wheel drive state. ing.
- the oil introduction port 441a is opened in the inner peripheral surface 40b of the accommodating portion 40c.
- the oil introduction port 441a uses the oil flow S as a flow by the lubricating oil formed when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state, and the opening surface (virtual peripheral surface) 441A and the inner periphery. If the upstream side of the oil flow S is the intersection point a among the intersections with the surface 40b, the inner surface 442A including the tangent line b on the inner peripheral surface 40b passing through the intersection point a is provided.
- the oil introduction port 441a is open in the circumferential direction of the housing 12 in a direction opposite to the direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the first tank portion 44a moves forward in the two-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a is open in the circumferential direction of the housing 12 in a direction in which the inner shaft 13 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the first tank portion 44a moves forward in the two-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a opens in the circumferential direction of the housing 12 on the upstream side of the oil flow S of the lubricating oil when viewed from the inside of the first tank portion 44a.
- the oil introduction port 441a is opened along the direction of the oil flow S (the inner peripheral surface 40b of the case body 40) due to the lubricating oil formed when the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state. ing. Thereby, when the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) moves forward in the two-wheel drive state, the lubricant is smoothly introduced from the oil introduction port 441a to the first tank portion 44a.
- the oil introduction port 441a is open in the circumferential direction of the housing 12 in a direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the first tank portion 44a moves forward in the four-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a is open in the circumferential direction of the housing 12 in a direction in which the inner shaft 13 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the first tank portion 44a moves forward in the four-wheel drive state.
- the oil introduction port 441a opens in the circumferential direction of the housing 12 on the downstream side of the oil flow T of the lubricating oil when viewed from the inside of the first tank portion 44a.
- the oil introduction port 441a is open in a direction that intersects the direction of the oil flow T by the lubricating oil that is formed as the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state. Thereby, when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state, it is difficult to smoothly introduce the lubricant into the first tank portion 44a from the oil introduction port 441a.
- the second tank portion 44b is disposed on the downstream side of the first tank portion 44a in the oil flow S (the right side of the tank 44 in FIG. 11), and the inner periphery of the accommodating portion 40c is the same as the first tank portion 44a.
- the partition wall 440b constituting a part of the surface 40b and the outer wall of the device case 4 are formed.
- the internal volume of the second tank part 44b is set to be larger than the internal volume of the first tank part 44a.
- the second tank portion 44b is provided with an oil outlet port 442b that functions as a downstream flow port and opens along a direction intersecting the direction of the oil flow S.
- the oil outlet port 442b is open to the inner peripheral surface 40b of the accommodating portion 40c.
- the oil outlet port 442b is located on the inner peripheral surface 40b passing through the intersection point c, where the upstream portion of the oil flow T among the portions where the opening surface (virtual peripheral surface) 442B and the inner peripheral surface 40b intersect is defined as the intersection point c.
- the inner surface 443B intersects the tangent line d.
- the oil outlet port 442b is on the opposite side to the first tank portion 44a when viewed from the second tank portion 44b.
- the oil outlet port 442b opens in the circumferential direction of the housing 12 in the direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the second tank portion 44b moves forward in the two-wheel drive state.
- the oil outlet port 442b opens in the direction opposite to the direction in which the housing 12 rotates when the four-wheel drive vehicle 200 of the second tank portion 44b advances in the four-wheel drive state in the circumferential direction of the housing 12. . Thereby, when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the two-wheel drive state, it becomes difficult to smoothly introduce the lubricant into the second tank portion 44b from the oil outlet port 442b.
- the lubricant oil is introduced into the tank 44 from the oil outlet port 442b when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state. Is not performed smoothly, and sufficient lubricating oil is stored in the storage space 12a and the oil storage chamber 43.
- the angle (recess angle) ⁇ 1 formed between the inner surface 443B, which is the opening direction of the oil outlet port 442b, and the tangent line d of the inner peripheral surface 40b of the storage portion 40c is the angle between the inner surface 442A of the oil introduction port 441a and the storage portion 40c.
- Angle (recess angle) ⁇ 2 formed by the tangent line b of the inner peripheral surface 40b (in this embodiment, the inner surface 442A and the tangent line b coincide, and ⁇ 2 0 °, ⁇ 2 : not shown) ( Since the angle is set larger than ⁇ 2 ⁇ 1 ), it is difficult to smoothly introduce the lubricating oil into the tank 44 from the oil outlet port 442b when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state. Thus, sufficient lubricating oil is stored in the storage space 12 a and the oil storage chamber 43.
- the case lid 41 is attached to the case main body 40 with bolts 42, and is entirely formed of a cap member through which the inner shaft 13 (described later) is inserted. Attachment of the case lid 41 to the case body 40 is performed using positioning pins 411.
- the case lid body 41 is provided with a lid portion 41a that faces the mounting portion 40C of the case body 40 via the speed reduction mechanism 9A and the like, and an outer cylindrical portion 41b that projects from the outer end surface of the lid portion 41a.
- a sub-accommodating space 44A communicating with the main accommodating space 42A is provided between the lid portion 41a and the mounting portion 40C.
- a support shaft 45A parallel to the guide 43A is attached to the lid portion 41a and the attachment portion 40C.
- the case lid 41 is provided with a shaft insertion hole 41c through which the inner shaft 13 is inserted.
- the drive source 5 has an electric motor 50, is housed in the drive source housing 52A, and is attached to the speed reduction mechanism housing 94 by bolts 53A.
- the drive source 5 is connected to a cam mechanism 16A (a cam member 17A described later) via a speed reduction mechanism 9A and a gear transmission mechanism 10A on a motor shaft (drive shaft as an input shaft) 50a of the electric motor 50.
- the motor rotational force (driving force) of the electric motor 50 is decelerated by the reduction mechanism 9A and reliably transmitted from the gear transmission mechanism 10A to the cam member 17A via the gear portion 170a.
- the motor housing 51A is fixed to the drive source housing 52.
- the rotating portion of the electric motor 50 is disposed so as to be rotatable with respect to the motor housing 51A and is connected to the motor shaft 50a.
- the motor shaft 50a rotates with respect to the motor housing 51A.
- FIG. 12 shows the speed reduction mechanism.
- the speed reduction mechanism is an eccentric oscillating speed reduction mechanism, and is an involute speed reduction mechanism with a small number of teeth among the eccentric oscillating speed reduction mechanisms. A large reduction ratio can be obtained by using the eccentric oscillating speed reduction mechanism.
- the speed reduction mechanism 9A includes a rotating shaft 90A, an input member 91A, a rotation force applying member 92A, and a plurality (six in this embodiment) of output members 93A, and is used for a drive source.
- the housing 52 ⁇ / b> A and the mounting portion 40 ⁇ / b> C of the case body 40 are disposed so as to be accommodated in the speed reduction mechanism housing 94.
- the speed reduction mechanism 9A decelerates the motor rotational force of the electric motor 50 and transmits the driving force to the gear transmission mechanism 10A.
- the rotating shaft 90A is an eccentric portion 900A having an axis O 2 that is eccentric in parallel with an eccentric amount ⁇ from the axis O 1 of the motor shaft 50a of the electric motor 50 (equal to the axis O 1 of the rotation center of the rotating shaft 90A) as the central axis.
- ⁇ from the axis O 1 of the motor shaft 50a of the electric motor 50 (equal to the axis O 1 of the rotation center of the rotating shaft 90A) as the central axis.
- the input member 91A is composed of an external gear having a center hole 910A having the axis O 3 (in this embodiment, the axis O 2 ) as the center axis, is housed in the speed reduction mechanism housing 94, and is center hole 910A.
- the needle roller bearing 97 is interposed between the inner peripheral surface of the shaft and the outer peripheral surface of the eccentric portion 900A, and is rotatably supported on the rotating shaft 90A.
- another type of rolling bearing capable of receiving a radial load may be used.
- the input member 91A receives a motor rotational force from the electric motor 50 and performs a circular motion in the directions of arrows m 1 and m 2 having an eccentricity ⁇ (the rotational motion of the axis O 2 around the axis O 1 ).
- the input member 91A the pin insertion hole 911A as a through-hole of the plurality (six in this embodiment) in parallel at equal intervals in the axis O 2 around is provided.
- the hole diameter of the pin insertion hole 911A is set to a dimension larger than the dimension obtained by adding the outer diameter of the needle roller bearing 98 to the eccentric amount ⁇ .
- external teeth 912A having an involute tooth profile with a pitch circle having the axis O 2 as the central axis are provided.
- a holed spacer 913 ⁇ / b> A that is interposed between the motor-side end surface and the speed reduction mechanism housing 94 is disposed.
- the rotation force applying member 92 ⁇ / b> A is an internal gear whose central axis is the axis O 4 (in this embodiment, the axis O 1 ), and the housing element 940 of the speed reduction mechanism housing 94 and the mounting portion 40 ⁇ / b> C of the device case 4.
- the whole is formed by an annular member that opens in both directions of the axis O 1 and constitutes a part of the speed reduction mechanism housing 94.
- the rotation force applying member 92A meshes with the input member 91A and applies a rotation force in the directions of arrows n 1 and n 2 (around the axis O 2 ) to the input member 91A that revolves by receiving the motor rotation force of the electric motor 50. To do.
- an involute tooth-shaped inner tooth 920A that meshes with the outer tooth 912A of the input member 91A is provided on the inner peripheral surface of the rotation force applying member 92A.
- the plurality of output members 93A are composed of pins having a substantially uniform outer diameter, and are inserted into the pin insertion holes 1000A of the first gear 100A in the gear transmission mechanism 10A through the pin insertion holes 911A of the input member 91A. .
- the plurality of output members 93A receive the rotation force applied by the rotation force applying member 92A from the input member 91A and output it to the first gear 100A.
- a needle roller bearing 98 is attached to the outer peripheral surfaces of the plurality of output members 93A to reduce contact resistance between the input member 91A and the inner peripheral surface of the pin insertion hole 911A.
- the gear transmission mechanism 10 ⁇ / b> A has a first gear 100 ⁇ / b> A and a second gear 101 ⁇ / b> A, is disposed between the speed reduction mechanism 9 ⁇ / b> A and the cam mechanism 16 ⁇ / b> A, and is accommodated in the device case 4.
- the gear transmission mechanism 10A receives the driving force from the drive source 5 decelerated by the reduction mechanism 9A and transmits it to the cam mechanism 16A.
- the first gear 100A is disposed on the axis O 1 of the rotation shaft 90A and is rotatably supported in the device case 4 via ball bearings 102 and 103.
- the first gear 100A has cylindrical portions 1001A to 1004A having different outer diameters, and is formed by a stepped cylindrical member that opens in both axial directions.
- the cylindrical part 1001A is arranged in the vicinity of the speed reduction mechanism 9A with an outer diameter larger than the outer diameters of the cylindrical parts 1002A to 1004A.
- a ball bearing 102 is disposed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 1001A and the inner peripheral surface of the through hole 400C of the case main body 40 (mounting portion 40C).
- the cylindrical part 1002A is disposed between the cylindrical part 1001A and the cylindrical part 1003A.
- a seal mechanism 104 is disposed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 1002A and the inner peripheral surface of the through hole 400C of the case body 40 (attachment portion 40C).
- the cylindrical part 1003A is disposed between the cylindrical part 1002A and the cylindrical part 1004A with an outer diameter smaller than the outer diameter of the cylindrical part 1002A.
- a gear portion 1005A that meshes with the gear portion 1010A of the second gear 101A is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 1003A.
- the cylindrical portion 1004A is disposed in the vicinity of the case lid body 41 (lid portion 41a) with an outer diameter smaller than the outer diameters of the cylindrical portions 1001A to 1003A.
- a ball bearing 103 is interposed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 1004A and the inner peripheral surface of the recessed hole 410a in the case lid body 41 (lid portion 41a).
- the second gear 101A is disposed at a position where the gear portion 1010A meshes with the gear portion 1005A of the first gear 100A, and is rotatably supported by the support shaft 45A via the ball bearing 105.
- a spacer 106 interposed between the ball bearing 105 and the case main body 40 is disposed around the outer periphery of the support shaft 45A.
- the multi-plate clutch 8 includes a plurality of inner clutch plates 80 (first clutch plates) and a plurality of outer clutch plates 81 (second clutch plates) arranged in parallel in the rotation axis O direction. It comprises a clutch of the type and is disposed between the housing 12 and the inner shaft 13.
- the multi-plate clutch 8 frictionally engages the inner and outer clutch plates adjacent to each other out of the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81, and also releases the frictional engagement to connect the housing 12 and the inner shaft 13 together. Connect in an intermittent manner.
- the inner clutch plates 80 and the outer clutch plates 81 are alternately arranged along the rotation axis O, and are entirely formed by an annular friction plate.
- the clearance C in the initial state between two adjacent clutch plates of the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 is the viscosity of the lubricating oil when the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) moves forward in the two-wheel drive state.
- the dimension is set such that the clutch plates do not frictionally engage with each other based on the drag torque.
- the plurality of inner clutch plates 80 have straight spline fitting portions 80a on their inner peripheral portions, and the straight spline fitting portions 80a are fitted to the straight spline fitting portions 132a of the cylindrical portion 13a (inner shaft 13).
- the inner shaft 13 is connected to the inner shaft 13 so as not to be rotatable relative to the inner shaft 13.
- the plurality of inner clutch plates 80 are provided with a plurality of oil holes 80b that are arranged in parallel along the circumferential direction and open in the direction of the rotation axis O.
- the plurality of outer clutch plates 81 have a straight spline fitting portion 81a on the outer periphery thereof, and the straight spline fitting portion 81a is fitted to a straight spline fitting portion 121c (described later) of the second housing element 121.
- the housing 12 is connected to the housing 12 so as not to be rotatable relative to the housing 12.
- the housing 12 includes a first housing element 120 and a second housing element 121, and is disposed on the axis (rotation axis O) of the axle shaft 213R (shown in FIG. 1) on the rear wheel side. And is rotatably supported in the device case 4 via needle roller bearings 122 and 123.
- the first housing element 120 is composed of a shaft-like member having the rotation axis O as the axis, is disposed at one end (left side in FIG. 9) of the housing 12, and is splined to the side gear 214R (shown in FIG. 1). They are linked together.
- a needle roller bearing 122 is disposed between the outer peripheral surface of the first housing element 120 and the inner peripheral surfaces of the element insertion hole 40A and the cylindrical portion 40B. Between the outer peripheral surface of the first housing element 120 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 40B, a seal mechanism 124 is disposed on the axis of the element insertion hole 40A.
- the first housing element 120 is provided with a recess 120a formed of a round hole that opens to the cam mechanism 16A side.
- the second housing element 121 is formed by a bottomed cylindrical member that is disposed on the other end (right side in FIG. 9) end of the housing 12 and that opens to the cam mechanism 16A side.
- the second housing element 121 is formed with an accommodation space 121 a that accommodates the multi-plate clutch 8 with the inner shaft 13.
- the second housing element 121 exposed on the inner peripheral surface thereof (accommodation space 121a), and the straight spline fitting portion 121c composed of a plurality of spline teeth 121c 1 in parallel along the circumferential direction is provided ing.
- Straight spline fitting portion 121c by removing a plurality of portions of spline teeth 121c 1 a (for example, three spline teeth), a cam mechanism 16A and the housing space 121a side opening to the oil storage chamber 43 (annular space 43a ) Is provided with an oil outlet passage 121c 2 having an opening 1210c 2 communicating therewith. Accordingly, when the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) moves forward in the two-wheel drive state, the lubricating oil in the accommodation space 121a flows through the oil outlet passage 121c 2 based on the centrifugal force generated with the rotation of the housing 12. The opening 1210c 2 leads to the oil storage chamber 43 (annular space 43a).
- a needle roller bearing 123 is disposed between the bottom of the second housing element 121 and the inner opening periphery of the element insertion hole 40 ⁇ / b> A of the case body 40.
- the inner shaft 13 is disposed on the rotation axis O of the housing 12, and the housing 12 is provided with needle roller bearings 130 and 131, and the case lid 41 is provided with a ball bearing 132. It is rotatably supported.
- the inner shaft 13 includes cylindrical portions 13a to 13c having different outer diameters and a shaft portion 13D, and is formed of a bottomed cylindrical member that opens to one axial direction side (the rear wheel 205R side shown in FIG. 1).
- the inner shaft 13 is accommodated by inserting the front end of an axle shaft 213R (shown in FIG. 1) on the rear wheel side into the opening.
- the rear wheel axle shaft 213R is connected to the inner shaft 13 by spline fitting so as not to be relatively rotatable and relatively movable.
- the cylindrical portion 13a is disposed between the cylindrical portion 13c and the shaft portion 13D.
- the outer diameter of the cylindrical portion 13a is set to be larger than the outer diameters of the cylindrical portions 13b and 13c and the shaft portion 13D.
- a straight spline fitting portion 132a that is exposed to the accommodation space 121a of the second housing element 121 and is fitted to the straight spline fitting portion 80a of the inner clutch plate 80 in the multi-plate clutch 8 is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13a. Is provided.
- a needle roller bearing 131 is disposed between the bottom of the cylindrical portion 13 a and the bottom of the second housing element 121.
- the cylindrical portion 13b is arranged at one end (right side in FIG. 9) of the inner shaft 13.
- the outer diameter of the cylindrical portion 13b is set to be smaller than the outer diameter of the cylindrical portion 13c.
- a seal mechanism 133 is disposed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13 b and the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 41 c in the case lid body 41.
- the cylindrical portion 13c is disposed between the cylindrical portion 13a and the cylindrical portion 13b.
- the outer diameter of the cylindrical portion 13c is set to a dimension between the outer diameter of the cylindrical portion 13a and the outer diameter of the cylindrical portion 13b.
- the shaft portion 13 ⁇ / b> D is disposed at the other side (left side in FIG. 9) end portion of the inner shaft 13 and is accommodated in the recess 120 a of the first housing element 120.
- the outer diameter of the shaft portion 13D is set to be smaller than the outer diameters of the cylindrical portions 13a to 13c.
- a needle roller bearing 130 is disposed between the outer peripheral surface of the shaft portion 13 ⁇ / b> D and the inner peripheral surface of the recess 120 a in the first housing element 120.
- FIG. 13 shows a cam mechanism.
- the cam mechanism 16A has a cam member (input member) 17A, a retainer (output member) 18A, and a rolling member 19A, and is arranged on the outer periphery of the cylindrical portion 13c of the inner shaft 13. And is housed in the main housing space 42 ⁇ / b> A of the device case 4. Then, the cam mechanism 16A applies a motor rotational force (driving force from the speed reduction mechanism 9A) from the drive source 5 (electric motor 50) to the cam thrust for applying a pressing force as a clutch operating force to the multi-plate clutch 8. Convert.
- a first cam thrust P 1 for frictionally engaging the plate 80 and the outer clutch plate 81 with each other is included.
- FIG. 14 shows the cam member.
- the cam member 17A has a shaft insertion hole 170A through which the inner shaft 13 is inserted, and is disposed at one end (right side in FIG. 9) of the cam mechanism 16A. It is formed by an annular member that rotates around.
- a convex piece 170 protruding in the radial direction is provided on the outer peripheral edge of the cam member 17A.
- the convex piece 170 is provided with a gear portion 170a that meshes with the second gear 101A (gear portion 1010A) in the gear transmission mechanism 10A.
- a cylindrical portion 171A that protrudes toward the rear wheel 205R (shown in FIG. 1) from the periphery of the opening of the shaft insertion hole 170A is provided on one end face in the axial direction of the cam member 17A.
- a needle roller bearing 171 is disposed between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 171A and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13c of the inner shaft 13.
- a needle roller bearing 172 is disposed between the end surface on one axial side of the cam member 17A (right side in FIG. 9) and the end surface on the clutch side of the case lid 41.
- the other end surface (left side in FIG. 9) in the axial direction of the cam member 17 ⁇ / b> A is formed with an uneven surface 173 as a cam surface facing the multi-plate clutch 8.
- the concavo-convex surface 173 has concave portions 174 and convex portions 175 that are alternately arranged around the axis of the cam member 17A, and causes the rolling member 19A to roll so that the first cam thrust P 1 in the direction along the rotational axis O and A second cam thrust P 2 is applied to the rolling member 19A.
- the concave portion 174 and the convex portion 175 adjacent to each other in the circumferential direction of the cam member 17A are a set of concave and convex portions
- the concave and convex surface 173 is constituted by three sets of concave and convex portions.
- the recess 174 is formed by a notch having a substantially rectangular cross section having a pair of notch side surfaces 174a and 174b having a substantially uniform notch width and a notch bottom surface 174c interposed between the pair of notch side surfaces 174a and 174b. Yes.
- One cut-out side surface 174a functions as a guide surface having a curved surface for guiding the rolling member 19A from the concave portion 174 to the convex portion 175 on one side around the rotation axis O.
- the other notched side surface 174b functions as a stopper surface substantially orthogonal to the notched bottom surface 174c on the other side around the rotation axis O.
- the convex portion 175 is disposed between two concave portions adjacent to each other among the three concave portions 174.
- the end surface on the rolling member 19A side is composed of surfaces 175a and 175b adjacent to each other in the circumferential direction of the cam member 17A.
- One surface 175a gradually increases the axial thickness of the cam member 17A (projection height of the convex portion 175) from the concave portion 174 side toward the other surface 175b (along the circumferential direction of the cam member 17A). It is formed by a raceway surface composed of an inclined surface.
- the cam mechanism 16A inversion The first cam thrust P 1 is output from the retainer 18A in a state where the moving member 19A is disposed between the start end 175a 1 and the end 175a 2 .
- the other surface 175b is formed as a flat surface having a substantially uniform dimension in the axial direction thickness of the cam member 17A.
- FIG. 15 shows an output member (retainer).
- the retainer 18 ⁇ / b> A has a shaft insertion hole 180 ⁇ / b> A through which the inner shaft 13 is inserted, and is disposed at the other end (left side in FIG. 9) of the cam mechanism 16 ⁇ / b> A. It is formed by an annular member movable in the direction.
- the retainer 18A receives the rotation restriction by a plurality of guides (fixed guides) 43A, outputs the first cam thrust P 1 and the second cam thrust P 2 to the multi-plate clutch 8 side, and rolls. It is comprised by the retainer which hold
- the shaft insertion hole 180A functions as an accommodation space for accommodating the rolling member 19A.
- a cylindrical portion 18b is provided on the clutch side end surface of the retainer 18A so as to protrude from the peripheral edge of the shaft insertion hole 180A toward the multi-plate clutch 8 side.
- the outer periphery of the cylindrical portion 18b, the pressing member 20A is disposed in the annular pressing the first cam thrust P 1 and the second receiving cam thrust P 2 multi-plate clutch 8 (the outer clutch plates 81) from the retainer 18A Has been.
- a needle roller bearing 21A is disposed between the end surface of one side of the pressing member 20A (the side opposite to the end surface on the side of the multi-plate clutch) and the end surface of the retainer 18A on the clutch side.
- a shim 26B for adjusting the clutch plate interval of the multi-plate clutch 8 is disposed between the needle roller bearing 21A and the retainer 18A.
- the outer peripheral edge of the retainer 18A is provided with a plurality (three in this embodiment) of convex pieces 22A protruding in the radial direction.
- the plurality of convex pieces 22A are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the retainer 18A.
- the plurality of convex pieces 22A are provided with guide insertion holes 220A through which the guides 43A are inserted.
- a bearing bush 23A is interposed between the inner peripheral surface of the guide insertion hole 220A and the outer peripheral surface of the guide 43A. Thereby, the resistance when the retainer 18A moves along the guide 43A is reduced.
- a return spring 24 ⁇ / b> A is disposed between the opening peripheral edge of the guide insertion hole 220 ⁇ / b> A and the spring receiving surface 40 d of the case body 40.
- the retainer 18A is provided with a plurality (three in the present embodiment) of pin insertion holes 18c that are open on the inner and outer peripheral surfaces and through which the support pins 25A are inserted.
- the plurality of pin insertion holes 18c have an axis V in a direction orthogonal to the axis (rotation axis O) of the cam member 17A and the retainer 18A, and are arranged in the vicinity of the corresponding convex piece 22A.
- a seating surface 180c for seating the annular roller receiving member 26A is provided on the periphery of the inner opening of the plurality of pin insertion holes 18c, and a seating surface 181c for seating the nut 27A is provided on the periphery of the outer opening.
- the support pin 25A has two large and small body portions 25a and 25b having different outer diameters (a large diameter body portion 25a and a small diameter body portion 25b), and is moved in the axial direction by the body portion 25a and the nut 27A. It is attached to the retainer 18A in a state of receiving the regulation.
- a core material 28A is embedded in the support pin 25A so that the axis line coincides with the axis line.
- the large-diameter trunk portion 25a is disposed at the end portion on one side (rotation axis O side) in the axial direction of the support pin 25A in a state exposed in the shaft insertion hole 180A.
- the outer peripheral surface of the large-diameter trunk portion 25a functions as the inner raceway surface of the needle rollers 29A.
- the large-diameter body portion 25a is provided with a flange portion 250a that protrudes from the outer peripheral surface at the end on the rotation axis O side and faces the roller receiving member 26A via a plurality of needle rollers 29A.
- the small-diameter body portion 25b is disposed at the other end (the guide 43A side) end of the support pin 25A in the axial direction with the pin insertion hole 18c inserted.
- the small diameter body portion 25b is provided with a screw portion 250b for screwing (coupling) the nut 27A.
- Fig. 16 shows rolling members and support pins.
- the rolling member 19A is disposed in the shaft insertion hole 180A of the retainer 18A.
- the rolling member 19A is formed of a cylindrical member.
- the outer peripheral surface of the rolling member 19A rolls on the uneven surface 173 (shown in FIG. 14).
- the rolling member 19A is disposed on the axis V (shown in FIG. 15) of the pin insertion hole 18c, and is rotatably supported on the outer peripheral surface of the large-diameter body portion 25a via the needle rollers 29A. Yes.
- the rolling member 19A is provided with a cylindrical convex portion 190A that protrudes toward the needle roller 29A at the center in the axial direction.
- One end face in the axial direction of the convex portion 190A faces the end face of the flange 250a, and the other end face in the axial direction faces the end face of the roller receiving member 26A.
- the inner peripheral surface of the convex portion 190A functions as the outer raceway surface of the needle roller 29A.
- the support pin 25A, the plurality of needle rollers 29A, and the rolling member 19A correspond to an inner ring (or inner shaft), a rolling element, and an outer ring of the bearing, respectively, of which the outer peripheral surface of the outer ring rolls on the uneven surface 173. It is a kind of roller.
- FIG. 17 shows the operating state of the rolling member in the cam mechanism.
- the lubricating oil in the accommodating space 121a of the second housing element 121 receives a centrifugal force from the aperture 1210c second oil outlet passage 121c 2 generated by the rotation of the housing 12 (annular space 43a ) And an oil flow S along the inner peripheral surface 40b of the case body 40 is formed.
- the lubricating oil flows along the inner peripheral surface 40b of the case main body 40, and a part of the lubricating oil flows into the first tank portion 44a of the tank 44 from the oil inlet 441a and flows into the first tank portion 44a.
- the lubricating oil in the first tank portion 44a flows into the second tank portion 44b via the communication path 44c interposed between the first tank portion 44a and the second tank portion 44b, and is supplied to the second tank portion 44b. It is also stored in the portion 44b.
- the opening area of the oil outlet port 442b is set to be smaller than the opening area of the oil inlet port 441a, the amount of oil flowing out of the tank 44 from the oil outlet port 442b is from the oil inlet port 441a to the tank 44.
- the amount of lubricating oil that flows into the tank 44 becomes smaller, and the lubricating oil is easily stored in the tank 44 accordingly.
- the amount of lubricating oil in the oil storage chamber 43 is reduced when the four-wheel drive vehicle is traveling in the two-wheel drive state, and the drag between the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 is reduced. Torque generation is suppressed.
- the driving force transmission device 1 connects the propeller shaft 2 and the rear wheel axle shaft 213R so as to transmit torque. Subsequently, the front differential case 212 and the propeller shaft 2 are connected by the driving force interrupting device 3 so that torque can be transmitted.
- the propeller shaft 2 and the rear wheel axle shaft 213L are always connected via the rear differential 207 and the like so as to be able to transmit torque.
- the rotational driving force of the engine 202 is transmitted from the propeller shaft 2 to the rear wheel 205L via the rear differential 207, the rear wheel axle shaft 213L, etc., and the rear wheel 205L is rotationally driven.
- the motor rotational force of the electric motor 50 is applied to the cam mechanism 16A.
- the cam mechanism 16A is actuated.
- the cam member 17A rotates in one direction around the rotation axis O (direction in which the retainer 18A is moved in the arrow X direction).
- the rolling member 19A rolls from the state (initial state) arranged in the concave portion 174 of the concave and convex surface 173 in the cam member 17A as shown by a solid line in FIG. 17, and as shown by a one-dot chain line in FIG. It is disposed beginning 175a 1 rides on one surface 175a of the protrusion 175 of the cam member 17A on.
- the motor rotational force of the electric motor 50 is converted.
- the rolling member 19A moves along the rotation axis O toward the multi-plate clutch 8 (arrow X direction), and presses the retainer 18A in this moving direction via the needle rollers 29A and the support pins 25A.
- the retainer 18A moves in the arrow X direction against the spring force of the return spring 24A, and presses the pressing member 20A in a direction in which the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 are brought close to each other.
- the rolling member 19A moves from the position indicated by the one-dot chain line in FIG. 17 to one surface 175a of the convex portion 175. Rolls toward the other surface 175b. Thereafter, the rolling member 19A reaches the end portion 175a 2 of the one surface 175a and rides on the other surface 175b of the convex portion 175.
- the cam mechanism 16A the motor rotational force of the electric motor 50 is converted into the first cam thrust P 1 for frictionally engaging the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81.
- the rolling member 19A moves to the multi-plate clutch 8 side (arrow X direction) along the rotation axis O as shown by a two-dot chain line in FIG. 17, and the needle rollers 29A and the support pins are moved in this moving direction.
- the retainer 18A is pressed through 25A.
- the retainer 18A moves in the arrow X direction against the spring force of the return spring 24A, and presses the pressing member 20A in a direction in which the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 are frictionally engaged with each other.
- the pressing member 20A presses the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 in the direction of the arrow X, and two adjacent clutch plates are frictionally engaged with each other.
- the housing 12 is rotated in the arrow Q 2 direction by the driving of the engine 202 during advancement of the four-wheel drive mode of the four-wheel-drive vehicle 200.
- the lubricating oil in the accommodating space 121a of the second housing element 121 the centrifugal force received by the oil outlet passage 121c 2 of the oil storage chamber 43 (the annular space from the opening 1210c 2 which accompanying occurring rotation of the housing 12 43a) and an oil flow T is formed along the inner peripheral surface 40b of the case body 40.
- the lubricating oil in the oil storage chamber 43 flows along the inner peripheral surface 40 b of the case main body 40.
- the angle (recess angle) ⁇ 1 formed by the inner surface 443B, which is the opening direction of the oil outlet port 442b, and the tangent d of the inner peripheral surface 40b of the storage portion 40c is the inner surface 442A of the oil introduction port 441a and the storage portion 40c.
- Angle (recess angle) ⁇ 2 formed by the tangent line b of the inner peripheral surface 40b (in this embodiment, the inner surface 442A and the tangent line b coincide, and ⁇ 2 0 °, ⁇ 2 : not shown) ( Since the angle is set larger than ⁇ 2 ⁇ 1 ), it is difficult to smoothly introduce the lubricating oil into the tank 44 from the oil outlet port 442b when the four-wheel drive vehicle 200 moves forward in the four-wheel drive state. Thus, sufficient lubricating oil is stored in the oil storage chamber 43.
- the mounting space for the cam mechanism 16A is as in the conventional case. Will not be wide. Further, the restriction of the rotation of the retainer 18A allows the rolling member 19A to roll following the rotation of the cam member 17A during the operation of the cam mechanism 16A, thereby ensuring a desired cam operation.
- the rolling member 19A is a cylindrical roller, it rolls in line contact with the cam member 17A. Thereby, compared with the case where a rolling member is a ball
- a two-stage cam for moving the retainer 18A toward the multi-plate clutch 8 (obtaining the first cam thrust P 1 and the second cam thrust P 2 ) is obtained by the uneven surface 173.
- the rolling member 19A When the roller rolls in the direction of rising the surface 175a (from the start end 175a 1 side to the end end 175a 2 side), the amount of movement of the retainer 18A toward the multi-plate clutch 8 increases.
- the cam member 17A has a gear portion 170a that meshes with the reduction mechanism 9A and the gear transmission mechanism 10A. For this reason, the motor rotational force of the electric motor 50 is reliably transmitted from the gear transmission mechanism 10A to the cam member 17A via the gear portion 170a after being decelerated by the reduction mechanism 9A.
- FIG. 18 shows the entire driving force transmission device (partially omitted).
- the same or equivalent members as in FIG. 3 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
- the driving force transmission device 250 has an oil inlet 251 a that also serves as an oil outlet opening that opens in the radial direction of the housing 12. It is characterized in that a rotating cylindrical tank 251 is provided.
- the tank 251 is disposed on the rotation axis O with the seal member 252 interposed between the inner peripheral surface 251b of the housing 251 and the outer peripheral surface of the housing 12 (the outer peripheral surface of the rear housing 19). It is attached to the outer peripheral surface of the housing 19).
- the tank 251 rotates together with the housing 12, and the lubricating oil in the accommodation space 12 a is based on the centrifugal force generated by the rotation of the housing 12 when the four-wheel drive vehicle 200 (shown in FIG. 1) moves forward in the two-wheel drive state. Is introduced from the oil inlet 251a and stored inside.
- the rear housing 19 is disposed on the rear differential 207 side (left side in FIG. 18), and the front housing 18 is disposed on the rear wheel 205R side (right side in FIG. 18).
- the oil inlet 251 a introduces the lubricating oil in the accommodation space 12 a into the tank 251 when the housing 12 rotates.
- the oil inlet 251a functions as an oil outlet for leading the lubricating oil in the tank 251 to the storage space 12a when the housing 12 is stopped.
- the lubricating oil in the accommodation space 12a flows into the tank 251 from the first oil introduction port 251a and is stored by the centrifugal force generated by the rotation of the housing 12 or by its own weight.
- the lubricating oil in the storage space 12a and the oil storage chamber 43 is reduced during traveling in the two-wheel drive state of the four-wheel drive vehicle, and the inner clutch plate 80 and the outer clutch plate 81 The generation of drag torque between them is suppressed.
- the outside of the tank 251 is a space portion, there is a gap g 1 between the inner peripheral surface of the coil holder 23 and the outer peripheral surface of the front housing 18 (first housing element 20).
- a gap g 2 is formed between the outer peripheral surface of the coil holder 23 and the inner peripheral surface of the front housing 18 (second housing element 21), and drag torque between the coil holder 23 and the front housing 18 is formed. Is suppressed.
- the driving force transmission device 250 uses a single cam mechanism 253 instead of the first cam mechanism 15 and the second cam mechanism 16 described in the first embodiment.
- the cam mechanism 253 includes a pilot cam 254, a main cam 255, and a rolling element 256, and is disposed between the housing 12 and the inner shaft 13.
- the cam mechanism 253 receives the rotational force of the housing 12 from the pilot clutch 10 and applies a pressing force to the main clutch 8 by a cam action (cam thrust P) generated between the pilot cam 254 and the main cam 255.
- the driving force transmission device of the present invention has been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
- the needle roller 29A is used as the rolling element interposed between these members, but the present invention is limited to this.
- other rolling elements such as balls, cylindrical rollers, rod-shaped rollers, tapered rollers, convex rollers, and concave rollers may be used as the rolling elements other than the needle rollers 29A.
- the speed reduction mechanism 9A is an eccentric oscillating speed reduction mechanism and a small number of teeth difference involute speed reduction mechanism has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, a cycloid speed reduction mechanism or the like
- the eccentric oscillating speed reducing mechanism may be used, or a speed reducing mechanism other than the eccentric oscillating speed reducing mechanism may be used.
- the second clearance C for shortening the clearance C between the inner clutch plate 80 (first clutch plate) and the outer clutch plate (second clutch plate) 81 to C 0, for example.
- the present invention is not limited to this, between the inner clutch plate and the outer clutch plate clearance second such smaller than in the case of initial state Cam thrust may be generated.
- the present invention is applied to the four-wheel drive vehicle 200 in which the front wheels 204L and 204R are main drive wheels and the rear wheels 205L and 205R are auxiliary drive wheels.
- the present invention may be applied to a four-wheel drive vehicle in which the front wheels are auxiliary drive wheels and the rear wheels are main drive wheels.
- Retainer 180A shaft insertion hole, 18b ... Cylindrical part, 18c ... Pin insertion hole, 180c, 181c ... Seat surface, 173 ... Irregular surface, 174 ... Recessed part, 174a , 174b ... notch side face, 174c ... notch bottom face, 175 ... convex part, 175a, 175b ... face, 175a 1 ... start end part, 175a 2 ... Terminal part, 19A ... Rolling member, 190A ... Protruding part, 20A ... Pushing member, 21A ... Needle roller bearing, 22A ... Convex piece, 220A ... Guide insertion hole, 23A ... Bearing bush, 24A ...
- Rolling element, 200 ... Four-wheel drive vehicle, 201 ... Drive Power transmission system, 202 ... engine, 203 ... transmission, 204L, 204R ... front wheel, 205L, 2 5R ... Rear wheel, 206 ... Front differential, 207 ... Rear differential, 208L, 208R ... Front wheel axle shaft, 209L, 209R ... Side gear, 210 ... Pinion gear, 211 ... Gear support member, 212 ... Front differential case, 213L, 213R ... rear wheel axle shafts, 214L, 214R ... side gears, 215 ... pinion, 216 ... gear supporting member, 217 ... rear differential case, a ... oil inflow passage, B ...
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Abstract
駆動力伝達装置1は、ハウジング12とインナシャフト13との間に介在する収容空間12aの潤滑油を貯溜するタンク44、及びハウジング12を収容する円筒状の収容部40cを有する装置ケース4を備え、ケース4において、収容部40cは、ハウジング12の外周面19eに対向する内周面40bを有し、タンク44は、収容部40cの内周面40bに開口し、かつ四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時においてハウジングの回転に伴い生じる遠心力に基づいて収容空間12aの潤滑油を導入する油導入口441aを有する。
Description
本発明は、例えば自動車における入力軸からの駆動力を出力軸に伝達する駆動力伝達装置に関する。
従来の駆動力伝達装置として、例えば四輪駆動車に搭載され、一対の回転部材をクラッチによってトルク伝達可能に連結するようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。
この駆動力伝達装置は、入力軸と共に回転する第1の回転部材と、この第1の回転部材の軸線上で回転可能な第2の回転部材と、この第2の回転部材と第1の回転部材とをトルク伝達可能に連結する摩擦式の第1のクラッチと、この第1のクラッチに第1の回転部材及び第2の回転部材の軸線に沿って並列する電磁クラッチと、この電磁クラッチの電磁力を受けて動作する摩擦式の第2のクラッチと、この第2のクラッチのクラッチ動作によって第1の回転部材からの回転力を第1のクラッチ側への押付力に変換するカム機構とから構成されている。
第1の回転部材は、一方に開口する有底円筒状のフロントハウジング、及びこのハウジングの開口部に装着された円環状のリヤハウジングからなり、入力軸に連結されている。そして、第1の回転部材は、車両用のエンジンなど駆動源の駆動力を入力軸から受けて回転する。
第2の回転部材は、第1の回転部材に回転軸線上で相対回転可能に配置され、かつ出力軸に連結されている。
第1のクラッチは、インナクラッチプレート及びアウタクラッチプレートを有し、第1の回転部材と第2の回転部材との間に配置されている。そして、第1のクラッチは、メインクラッチとして機能し、インナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとが摩擦係合して第1の回転部材と第2の回転部材とをトルク伝達可能に連結する。
電磁クラッチは、第1の回転部材及び第2の回転部材の軸線上に配置されている。そして、電磁クラッチは、電磁力を発生させて第2のクラッチを動作させる。
第2のクラッチは、インナクラッチプレート及びアウタクラッチプレートを有し、メインクラッチの電磁クラッチ側に配置されている。そして、第2のクラッチは、電磁クラッチの電磁力を受けて動作するパイロットクラッチとして機能し、第1の回転部材の回転力をカム機構に付与する。
カム機構は、第1の回転部材からの回転力によるカム作用によって第1のクラッチに押付力を付与する押付部を有し、第1の回転部材と第2の回転部材との間に配置されている。
以上の構成により、エンジン側からの駆動力が入力軸を介して第1の回転部材に入力されると、第1の回転部材がその軸線回りに回転する。ここで、電磁クラッチに通電すると、電磁クラッチの電磁力によって第2のクラッチが動作する。
次に、第2のクラッチの動作時に第1の回転部材からの回転力をカム機構が受けると、この回転力がカム機構によって押付力に変換され、この押付力が第1のクラッチに付与される。
そして、第1のクラッチのインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとが互いに接近して摩擦係合し、この摩擦係合によって第1の回転部材と第2の回転部材とがトルク伝達可能に連結される。これにより、エンジン側の駆動力が入力軸から駆動力伝達装置を介して出力軸に伝達される。
ところで、特許文献1に示す駆動力伝達装置によると、四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時による走行時にカム機構が第2の回転部材からの回転力のみならず、第2のクラッチのインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとの間に潤滑油の粘性に基づいて発生する所謂引き摺りトルクによって第1の回転部材からの回転力も受け、この回転力によるカム推力の発生によってカム機構の押付部が第1のクラッチを押し付ける。このため、第1のクラッチがカム機構によって増幅された押付力を受け、第1のクラッチのインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとが互いに摩擦係合する。この結果、旋回性や燃費に悪影響を及ぼす虞がある。
従って、本発明の目的は、引き摺りトルクによる悪影響を抑制することができる駆動力伝達装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、(1)~(14)の駆動力伝達装置を提供する。
(1)四輪駆動と二輪駆動との切り替えが可能な四輪駆動車の駆動源によって回転する円筒状の第1の回転部材と、前記第1の回転部材の内部に少なくとも一部が収容され、かつ前記第1の回転部材にクラッチを介して断続可能に連結された第2の回転部材と、前記第2の回転部材と前記第1の回転部材との間に介在する収容空間の潤滑油を貯溜するタンク部、及び前記第1の回転部材を収容する円筒状の収容部を有するケースとを備え、前記ケースにおいて、前記収容部は、前記第1の回転部材の外周面に対向する内周面を有し、前記タンク部は、前記収容部の前記内周面に開口し、かつ前記四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時において前記第1の回転部材の回転に伴い生じる遠心力に基づいて前記収容空間の潤滑油を導入する油導入口を有する駆動力伝達装置。なお、円筒状の第1の回転部材は、外周面が円筒面であるものの他、例えば、軸方向断面の形状が花びら状や、軸方向断面の形状が内周面のスプライン形状が転写された形状である等の外周面の全体又は一部が凹凸面に形成されたものも含まれる。また、円筒状の収容部は、第1の回転部材を回転可能に収容する内周面を有する。
(2)上記(1)に記載の駆動力伝達装置において、前記ケースは、前記四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時における前記第1の回転部材の回転に伴い形成される潤滑油による油流の方向に沿って前記タンク部の前記油導入口が開口されている。
(3)上記(1)又は(2)に記載の駆動力伝達装置において、前記ケースは、前記収容部の前記内周面と前記第1の回転部材の外周面との間に介在する環状空間を含み、かつ前記収容空間に連通する油収容室を有する。
(4)上記(2)に記載の駆動力伝達装置において、前記ケースは、前記四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時における前記油導入口の下流側に位置する油導出口を前記タンク部に有し、前記油導出口が前記油流の方向と交差する方向に沿って開口されている。
(5)上記(4)に記載の駆動力伝達装置において、前記ケースは、前記タンク部における前記油導入口の開口面積が前記油導出口の開口面積よりも大きい面積に設定されている。
(6)上記(3)乃至(5)のいずれかに記載の駆動力伝達装置において、前記第1の回転部材は、前記外周面が前記ケースの内周面との間にポンプを形成して前記収容空間の潤滑油を前記油収容室に流出させるためのポンプ形成部を有する。
(7)上記(6)に記載の駆動力伝達装置において、第1の回転部材は、前記ポンプ形成部の外径が油流入側から油流出側に向かって漸次大きくなる寸法に設定されている。
(8)上記(1)乃至(7)のいずれかに記載の駆動力伝達装置において、前記ケースは、前記タンク部が前記第1の回転部材と共に回転する回転部材によって形成されている。
(9)上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の駆動力伝達装置において、前記第2の回転部材は、前記駆動源と異なる副駆動源からの回転力を受けたカム機構の作動による前記クラッチのクラッチ動作によって前記第1の回転部材に断続可能に連結されている。
(10)上記(9)に記載の駆動力伝達装置において、前記カム機構は、前記副駆動源からの回転力を受けて回転するカム部材、前記カム部材を転動する転動部材、及び前記転動部材の転動によってカム推力を前記クラッチ側に出力する出力部材を有し、前記出力部材がその回転軸線回りの回転の規制を受け、かつ前記転動部材を転動可能に保持して前記回転軸線の方向に移動可能なリテーナによって構成されている。
(11)上記(9)又は(10)に記載の駆動力伝達装置において、前記カム機構は、前記クラッチを構成して互いに隣り合う第1のクラッチプレートと第2のクラッチプレートとの間のクリアランスを短縮するための第1のカム推力、及び前記第1のクラッチプレートと前記第2のクラッチプレートとを摩擦係合させるための第2のカム推力を前記カム推力に含ませ、前記副駆動源からの回転力を前記第1のカム推力及び前記第2のカム推力に変換する。
(12)上記(10)又は(11)に記載の駆動力伝達装置において、前記カム機構は、前記カム部材が前記副駆動源に減速機構及び歯車伝達機構を介して噛合するギヤ部を有する。
(13)上記(12)に記載の駆動力伝達装置において、前記減速機構は、前記副駆動源からの回転力を入力するとともに、この回転力を減速して前記歯車伝達機構に出力する偏心揺動減速機構である。
(14)上記(13)に記載の駆動力伝達装置において、前記減速機構は、前記副駆動源の回転軸線を軸線とし、この軸線に平行な軸線を中心軸線とする偏心部を有する回転軸と、前記回転軸の前記偏心部に転がり軸受を介して嵌合する中心孔、及び前記中心孔の軸線回りに等間隔をもって並列する複数の貫通孔を有する外歯歯車からなる入力部材と、前記入力部材に前記外歯歯車の歯数よりも大きい歯数をもって噛合する内歯歯車からなる自転力付与部材と、前記自転力付与部材によって付与された自転力を前記入力部材から受けて前記歯車伝達機構に出力し、前記複数の貫通孔を挿通する出力部材とを備えた。
本発明によると、引き摺りトルクによる悪影響を抑制することができる。
[第1の実施の形態]
図1は四輪駆動車の概略を示す。図1に示すように、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。
図1は四輪駆動車の概略を示す。図1に示すように、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。
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。
そして、駆動力伝達系201は、駆動力伝達装置1,プロペラシャフト2及び駆動力断続装置3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。駆動力伝達装置1の詳細については後述する。
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を有する。サイドギヤ209L,209Rは前輪側のアクスルシャフト208L,208Rに連結されている。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する。ギヤ支持部材211は一対のピニオンギヤ210を支持する。フロントデフケース212はギヤ支持部材211,一対のピニオンギヤ210,サイドギヤ209L・209Rを収容する。フロントディファレンシャル206はトランスミッション203と駆動力断続装置3との間に配置されている。
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を有する。サイドギヤ214L,214Rは後輪側のアクスルシャフト213L,213Rに連結されている。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する。ギヤ支持部材216は一対のピニオンギヤ215を支持する。リヤデフケース217はギヤ支持部材216,一対のピニオンギヤ215,サイドギヤ214L・214Rを収容する。リヤディファレンシャル207はプロペラシャフト2と駆動力伝達装置1との間に配置されている。
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。
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一方の後輪205Lを、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他方の後輪205Rをそれぞれ駆動する。
プロペラシャフト2は、リヤディファレンシャル207と駆動力断続装置3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。
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。
駆動力断続装置3は、フロントデフケース212に対して回転不能な第1のスプライン歯部3a、リングギヤ61に対して回転不能な第2のスプライン歯部3b、及び第1のスプライン歯部3a,第2のスプライン歯部3bにスプライン嵌合可能なスリーブ3cを有する例えば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ように構成されている。
(駆動力伝達装置1の全体構成)
図2及び図3は駆動力伝達装置を示す。図4は装置ケースを示す。図5(a)及び(b)は潤滑油の油流を示す。図6はポンプ形成部を示す。図7はフロントハウジングとリヤハウジングとの嵌合状態を示す。図2及び図3に示すように、駆動力伝達装置1は、第1のクラッチとしてのメインクラッチ(多板クラッチ)8,電磁クラッチ9,第2のクラッチとしてのパイロットクラッチ10,第1の回転部材としてのハウジング12,第2の回転部材としてのインナシャフト13,第1のカム機構15及び第2のカム機構16を有し、四輪駆動車200(図1に示す)の後輪205R側に配置され、かつ装置ケース4内に収容されている。
図2及び図3は駆動力伝達装置を示す。図4は装置ケースを示す。図5(a)及び(b)は潤滑油の油流を示す。図6はポンプ形成部を示す。図7はフロントハウジングとリヤハウジングとの嵌合状態を示す。図2及び図3に示すように、駆動力伝達装置1は、第1のクラッチとしてのメインクラッチ(多板クラッチ)8,電磁クラッチ9,第2のクラッチとしてのパイロットクラッチ10,第1の回転部材としてのハウジング12,第2の回転部材としてのインナシャフト13,第1のカム機構15及び第2のカム機構16を有し、四輪駆動車200(図1に示す)の後輪205R側に配置され、かつ装置ケース4内に収容されている。
また、駆動力伝達装置1は、プロペラシャフト2と後輪側のアクスルシャフト213L(図1に示す)とを連結する位置に配置されている。そして、駆動力伝達装置1は、プロペラシャフト2(図1に示す)と後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)とを断続可能に連結するように構成されている。
これにより、駆動力伝達装置1による連結時には、一方の後輪側のアクスルシャフト213Lとプロペラシャフト2とが歯車機構7及びリヤディファレンシャル207(いずれも図1に示す)を介して、また他方の後輪側のアクスルシャフト213Rとプロペラシャフト2とが歯車機構7,リヤディファレンシャル207及び駆動力伝達装置1を介してそれぞれトルク伝達可能に連結される。一方、駆動力伝達装置1による連結の解除時には、一方の後輪側のアクスルシャフト213Lとプロペラシャフト2とが歯車機構7及びリヤディファレンシャル207を介して連結されたままであるが、他方の後輪側のアクスルシャフト213Rとプロペラシャフト2との連結が遮断される。
装置ケース4は、図2~図4に示すように、回転軸線Oの片側(図3の右側)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からなり、四輪駆動車200(図1に示す)の車体に配置されている。そして、装置ケース4は、その内部にハウジング12の一部及びインナシャフト13の一部を収容する。
ケース本体40は、収容部40cと、取付部40aと、タンク部としてのタンク44とを有する。
収容部40cは、リヤハウジング19の外周面19eに対向する内周面40bを有する略円筒状の部材によって形成されている。ケース本体40内には、収容部40cの内周面40bとリヤハウジング19の外周面19eとの間に介在する環状空間43aが設けられている。ケース本体40内には、ハウジング12の収容空間12aに連通する油収容室43が設けられている。
取付部40aは、収容部40cの径方向の外側に突出して収容部40cに一体に設けられている。取付部40aには、エンジン202(図1に示す)と異なるカム作動用の駆動源5が取り付けられている。取付部40aには、回転軸線Oと平行な軸線方向に開口する貫通孔400aが設けられている。
タンク44は、収容部40cの径方向の外側であって、油収容室43の外部に配置されている。タンク44は、収容部40cに一体に設けられている。タンク44は、第1のタンク部44a及び第2のタンク部44bを有する。タンク44は、油収容室43及び収容空間12aの潤滑油を貯溜可能である。
第1のタンク部44aは、図5(a)及び(b)に示すように、四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時にハウジング12の矢印Q1方向への回転に伴い形成される潤滑油の油流Sにおいて第2のタンク部44bの上流側(図4ではタンク44の上側)に配置され、かつ収容部40cの内周面40bの一部を構成する隔壁440a及び装置ケース4の外壁によって形成されている。
第1のタンク部44aには、その上流側の流通口として機能し、かつ四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時において油収容室43の潤滑油を導入する油導入口441aが設けられている。
油導入口441aは収容部40cの内周面40bに開口している。油導入口441aは、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12の回転に伴い形成される潤滑油による流れを油流Sとするとともに、開口面(仮想周面)441Aと内周面40bとが交差する部位のうち油流Sの上流側の部位を交点aとすると、交点aを通る内周面40b上の接線bを含む内面442Aを有する。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向とは反対側の方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にインナシャフト13が回転する方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの内部から見て、潤滑油の油流Sの上流側に開口している。油導入口441aは、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12の回転に伴い形成される潤滑油による油流Sの方向(ケース本体40の内周面40b)に沿って開口されている。これにより、四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導入口441aから第1のタンク部44aへの導入が円滑に行われる。
油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にインナシャフト13が回転する方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの内部から見て、潤滑油の油流Tの下流側に開口している。油導入口441aは、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にハウジング12の回転に伴い形成される潤滑油による油流Tの方向と交差する方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの内部から見て、潤滑油の油流Tの下流側に開口している。これにより、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導入口441aから第1のタンク部44a内への導入が円滑に行われ難くなる。
また、第1のタンク部44aには、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時に潤滑油による油流Sの下流側の流通口として機能し、かつケース本体40の軸線方向(回転軸線O)と平行な方向に開口する油導出口442aが設けられている。
第2のタンク部44bは、油流Sにおいて第1のタンク部44aの下流側(図4ではタンク44の下側)に配置され、かつ第1のタンク部44aと同様に収容部40cの内周面40bの一部を構成する隔壁440b及び装置ケース4の外壁によって形成されている。第2のタンク部44bの内容積は、第1のタンク部44aの内容積よりも大きい容積に設定されている。また、第2のタンク部44bは、第1のタンク部44aとの間に油導出口442a及び油収容室43に連通し、かつ収容部40cの内周面40bに開口する流通口48aを有する断面凹状の油受部48が介在して配置されている。
隔壁440bにおける回転軸線O方向の長さは、ケース本体40における回転軸線O方向の長さと略等しく、かつ第1のタンク部44aの隔壁440aにおける回転軸線O方向の長さよりも大きい寸法に設定されている。
第2のタンク部44bには、その上流側の流通口として機能し、かつ油受部48に連通する油導入口441bが設けられている。
油導入口441bは油受部48に開口している。油導入口441bは、第2のタンク部44bから見て、第1のタンク部44a側にある。油導入口441bは、ハウジング12の周方向において、第2のタンク部44bの四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向とは反対側の方向に開口している。油導入口441bは、ハウジング12の周方向において、第2のタンク部44bの四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向に開口している。
また、第2のタンク部44bには、その下流側の流通口として機能し、かつ油流Sの方向と交差する方向に沿って開口する油導出口442bが設けられている。
油導出口442bは収容部40cの内周面40bに開口している。油導出口442bは、開口面(仮想周面)442Bと内周面40bとが交差する部位のうち油流Tの上流側の部位を交点cとすると、交点cを通る内周面40b上の接線dと交差する内面443Bを有する。油導出口442bは、第2のタンク部44bから見て、第1のタンク部44aとは反対側にある。油導出口442bは、ハウジング12の周方向において、第2のタンク部44bの四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向に開口している。油導出口442bは、ハウジング12の周方向において、第2のタンク部44bの四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向とは反対側の方向に開口している。これにより、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導出口442bから第2のタンク部44b内への導入が円滑に行われ難くなる。
油導出口442bは、油流Tの方向と交差する方向にも開口されているため、四輪駆動車200の四輪駆動時の前進時に潤滑油の油導出口442bからタンク44内への導入が円滑に行われ難くなり、収容空間12a及び油収容室43に十分な潤滑油が貯溜される。言い換えると、油導出口442bの開口方向である内面443Bと収容部40cの内周面40bの接線dとがなす角度(劣角)θ1は、油導入口441aの内面442Aと収容部40cの内周面40bの接線bとがなす角度(劣角)θ2(本実施の形態では、内面442Aと接線bとが一致し、θ2=0゜である。θ2:図示せず)(θ2<θ1)よりも大きい角度に設定されているため、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導出口442bからタンク44内への導入が円滑に行われ難くなり、収容空間12a及び油収容室43に十分な潤滑油が貯溜される。
油導出口442bの開口面積は、第1のタンク部44aにおける油導入口441aの開口面積よりも小さい面積に設定されている。これにより、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時においては、油導入口441aからタンク44(第1のタンク部44a)内に流入する潤滑油の油量が油導出口442bからタンク44(第2のタンク部44b)外に流出する潤滑油の油量よりも多くなり、それだけタンク44内に潤滑油が貯溜され易い。
ケース蓋体41は、ケース本体40にワッシャ付きボルト42によって取り付けられ、全体がインナシャフト13(後述)を挿通させるキャップ部材によって形成されている。
駆動源5は、図2及び図3に示すように、減速機構(図示せず)を内蔵するとともに、電動モータ50を有し、ケース本体40の取付部40aにボルト51によって取り付けられている。駆動源5は、エンジン202(図1に示す)と異なる副駆動源として機能する。駆動源5のケース本体40に対する取り付けは位置決めピン52を用いて行われる。減速機構としては、例えば電動モータ50のモータ軸50aに固定されたウォームホイール(図示せず)、及びこのウォームホイールに噛合するウォーム53を有する歯車減速機構が用いられる。駆動源5(ウォーム53)には、第2のカム機構16(後述)にその作動力としての回転力を伝達するための伝達部材54が連結器55を介して取り付けられている。
伝達部材54は、所定の曲率半径をもつ曲面部54a有し、第2のカム機構16の上方に配置され、かつ装置ケース4内に収容されている。曲面部54aには、歯車伝達機構56の一部を構成する外歯540aが設けられている。伝達部材54の連結器55への取り付けは止め輪57を用いて行われる。
連結器55は、減速機構のウォーム53に連結する円筒部55a、及び伝達部材54に連結する軸部55bを有し、ウォーム53と伝達部材54との間に介在して配置されている。円筒部55aはその外周面に貫通孔400aの内周面との間にシール機構58が介在して、また軸部55bはその外周面に止め輪57がそれぞれ取り付けられている。
(メインクラッチ8の構成)
メインクラッチ8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を有する摩擦式のメインクラッチからなり、ハウジング12とインナシャフト13との間に配置されている。
メインクラッチ8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を有する摩擦式のメインクラッチからなり、ハウジング12とインナシャフト13との間に配置されている。
そして、メインクラッチ8は、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のうち互いに隣り合う内外のクラッチプレート同士を摩擦係合させ、またその摩擦係合を解除してハウジング12とインナシャフト13とを断続可能に連結する。
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は、回転軸線Oに沿って交互に配置され、全体が環状の摩擦板によって形成されている。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のうち互いに隣り合う2つのクラッチプレート間のクリアランスは、四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時に潤滑油の粘性に基づく引き摺りトルクによってクラッチプレート同士が摩擦係合しない寸法に設定されている。
インナクラッチプレート80は、その内周部にストレートスプライン嵌合部80aを有し、ストレートスプライン嵌合部80aを円筒部13a(インナシャフト13)のストレートスプライン嵌合部132aに嵌合させてインナシャフト13に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
インナクラッチプレート80には、その円周方向に沿って並列し、かつ回転軸線O方向に開口する複数の油孔80b(図2及び図6に示す)が設けられている。複数のインナクラッチプレート80のうち電磁クラッチ側最端部のインナクラッチプレートは、メインクラッチ8の一方側の入力部として機能し、第1のカム機構15のメインカム151(後述)からアウタクラッチプレート81側に押付力(第1のカム推力)P1を受けると、この押付方向への移動によって互いに隣り合う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。また、複数のインナクラッチプレート80のうち電磁クラッチ9側の最端部と反対側の最端部のインナクラッチプレートは、メインクラッチ8の他方側の入力部として機能し、第2のカム機構16の出力用のカム部材161(後述)から押付部材162(後述)を介してアウタクラッチプレート81側に押付力(第2のカム推力)P2を受けると、この押付方向への移動によって互いに隣り合う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との間のクリアランスC(図6に示す)を例えばC=0に短縮する。
アウタクラッチプレート81は、その外周部にストレートスプライン嵌合部81aを有し、ストレートスプライン嵌合部81aをリヤハウジング19のストレートスプライン嵌合部19b(後述)に嵌合させてハウジング12に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
(ハウジング12の構成)
ハウジング12は、フロントハウジング18及びリヤハウジング19からなり、他方の後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)の軸線(回転軸線O)上に配置され、かつサイドギヤ214R(図1に示す)に連結されている。そして、ハウジング12は、全体がフロントハウジング18側と反対の側に開口する円筒部材によって形成されている。ハウジング12には、その内周面とインナシャフト13の外周面との間に介在する収容空間12aが設けられている。
ハウジング12は、フロントハウジング18及びリヤハウジング19からなり、他方の後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)の軸線(回転軸線O)上に配置され、かつサイドギヤ214R(図1に示す)に連結されている。そして、ハウジング12は、全体がフロントハウジング18側と反対の側に開口する円筒部材によって形成されている。ハウジング12には、その内周面とインナシャフト13の外周面との間に介在する収容空間12aが設けられている。
フロントハウジング18は、第1~第3のハウジングエレメント20~22からなり、リヤハウジング19の開口内周面に取り付けられ、かつコイルホルダ23に玉軸受24を介して回転可能に支持されている。
コイルホルダ23は、その外周面に装置ケース4の内周面との間に介在するシール部材25が取り付けられ、全体がフロントハウジング18を挿通させる鍔付き円環部材によって形成されている。コイルホルダ23の装置ケース4に対する取り付けは、位置決めピン26を用いて行われる。また、コイルホルダ23は、その内周囲にフロントハウジング18(第1のハウジングエレメント20)の外周面との間で介在する環状空間27が形成されている。
コイルホルダ23には、装置ケース4内に開口する油路23a、及び油路23aに連通して環状空間27に開口する油路23bが設けられている。油路23aはコイルホルダ23の軸線と平行な軸線をもって、また油路23bは油路23aの軸線と直交する軸線をもってそれぞれ形成されている。油路23bには、コイルホルダ23外側への潤滑油の漏洩を防止するためのボール状の栓体28が取り付けられている。また、コイルホルダ23には、リヤハウジング19側に開口する収容空間23cが設けられている。
玉軸受24は、その軸線方向の移動が止め輪29,30によって規制され、かつ環状空間27に配置されている。
フロントハウジング18には、図6に示すように、リヤハウジング19側に開口し、かつ各内径を互いに異にする3つの孔部18a~18cが設けられている。孔部18aの内径は最大の寸法(最大内径)に、孔部18bの内径は最小の寸法(最小内径)に、また孔部18cの内径は孔部18aの内径と孔部18bの内径との間の寸法(中間内径)にそれぞれ設定されている。
これら孔部18a~18cのうち最小径の孔部18bは、その軸線方向に均一な内径をもつ油貯溜空間としての第1の空間部180b、第1の空間部180b側から孔部18cに向かって内径を漸次大きくする第2の空間部181b、及び第1の空間部180bから第2の空間部181bに向かって内径を漸次大きくする第3の空間部182bによって形成されている。これにより、第2の空間部181bの最小内径が第3の空間部182bの最大内径と同一の寸法に、また第3の空間部182bの最小内径が第1の空間部180bの内径と同一の寸法にそれぞれ設定される。孔部18bの内周面であって、第2の空間部181bを形成する部位は、その勾配が第3の空間部182bを形成する部位の勾配よりも大きいテーパで形成されている。孔部18bの内周面において、第2の空間部181b及び第3の空間部182bを形成する部位はポンプ形成部として機能する。
第1のハウジングエレメント20は、各外径を互いに異にする3つの胴部20a~20cを有し、フロントハウジング18の内周側に配置され、全体が軟鉄等の磁性材料からなる軸状部材によって形成されている。胴部20aの外径は最大の寸法(最大外径)に、胴部20bの外径は最小の寸法(最小外径)に、また胴部20cは胴部20aの外径と胴部20bの外径との間の寸法(中間外径)にそれぞれ設定されている。最大外径の胴部20a内には孔部18aが、最小外径の胴部20b内には孔部18bが、また中間外径の胴部20c内には孔部18cがそれぞれ配置されている。
胴部20aは、その外周囲に第2のハウジングエレメント21の内周面との間に介在する環状空間31が形成されている。胴部20aには、環状空間31及び孔部18aに開口する油路200aが設けられている。また、胴部20aには、油路200a(フロントハウジング18の孔部18a)及び収容空間23cに開口する油路201aが設けられている。
胴部20bは、その外周囲にコイルホルダ23の内周面との間に介在するシール機構32が配置されている。胴部20bには、環状空間27及び孔部18bに開口し、かつ油路23a,23bと共に装置ケース4内の潤滑油を第1の空間部180bに流入させるための油流入路Aを構成する油路200bが設けられている。
胴部20cは、その内周囲にインナシャフト13の外周面との間に介在する針状ころ軸受33が配置されている。
第2のハウジングエレメント21は、フロントハウジング18の外周側に配置され、全体が第1のハウジングエレメント20と同様に軟鉄等の磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。第2のハウジングエレメント21の外周面には、その径方向に突出する複数(本実施の形態では4個)の係合凸部21aが設けられている。複数の係合凸部21aは、第2のハウジングエレメント21の円周方向に等間隔をもって配置されている。
第2のハウジングエレメント21には、その外周面及び環状空間31に開口し、かつ孔部18a内の潤滑油を装置ケース4の油収容室43内(ハウジング12外)に流出させるための油流出路Bを油路200aと共に構成する油路21bが設けられている。また、第2のハウジングエレメント21には、コイルホルダ23の内周面との間にポンプを形成する外周面21cを有する截頭円錐形状のポンプ形成部21dが一体に設けられている。ポンプ形成部21dの外周面21cは、コイルホルダ23の内周面との間に収容空間23c側から油収容室43に潤滑油を流動させる環状空間21eが形成されている。
ポンプ形成部21dは、油流入側端部210dから回転軸線Oまでの寸法r1が油流出側端部211dから回転軸線Oまでの寸法r2(r1<r2)よりも小さい寸法に設定されている。そして、ポンプ形成部21dの外径は、油流入側端部210dから油流出側端部211dに向かって漸次大きくなる寸法に設定されている。このため、ハウジング12が回転すると、ポンプ形成部21dにおける外周面21cの周速度が油流入側端部210dから油流出側端部211dに向かって漸次高くなるため、環状空間21eの圧力が油流入側から油流出側に向かって漸次低くなり、ポンプ形成部21dの外周面21cとコイルホルダ23の内周面との間に矢印Z方向に吸引力をもつポンプ作用が生じる。これにより、コイルホルダ23の収容空間23cに流入した潤滑油は、環状空間21eに導入された後、環状空間21eを流動して油収容室43内に導出される。
第3のハウジングエレメント22は、第1のハウジングエレメント20と第2のハウジングエレメント21との間に介在して配置され、全体がステンレス鋼等の非磁性材料からなるハウジングエレメント連結用の円環部材によって形成されている。
リヤハウジング19は、ハウジング12の収容空間12aに露出するストレートスプライン嵌合部19bを有し、装置ケース4内に収容され、全体が無底円筒部材によって形成されている。そして、リヤハウジング19は、フロントハウジング18と共に回転軸線Oの回りに回転する。リヤハウジング19には、その外周面にコイルホルダ23側で突出するフランジ19cが設けられている。また、リヤハウジング19には、フロントハウジング18(第2のハウジングエレメント21)の係合凸部21aに係合する複数(本実施の形態では4個)の係合凹部19dが設けられている。
図7に示すように、複数の係合凹部19dは、ストレートスプライン嵌合部19bにおける複数のスプライン歯190bのうち互いに隣り合う2つのスプライン歯間に介在する部位でリヤハウジング19におけるコイルホルダ23(図6に示す)側の開口周縁及びフランジ19cの一部を切り欠くことにより形成されている。リヤハウジング19の外周面には、フランジ19cと係合凸部21aとの間に介在する止め輪34が取り付けられている。
(インナシャフト13の構成)
インナシャフト13は、各外径が互いに異なる3つの円筒部13a~13c、これら円筒部13a~13cのうち円筒部13a,13b間に介在する段差面13d、及び円筒部13a,13c間に介在する段差面13eを有し、ハウジング12の回転軸線O上に配置され、一部がハウジング12の内部に収容され、全体が軸線方向両側に開口する無底円筒部材によって形成されている。円筒部13aの外径は最大の寸法(最大外径)に、円筒部13bの外径は最小の寸法(最小外径)に、また円筒部13cの外径は円筒部13aの外径と円筒部13bの外径との間の寸法(中間外径)にそれぞれ設定されている。そして、インナシャフト13は、その開口部内に後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)の先端部を挿入させて収容する。後輪側のアクスルシャフト213Rは、インナシャフト13にスプライン嵌合によって相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
インナシャフト13は、各外径が互いに異なる3つの円筒部13a~13c、これら円筒部13a~13cのうち円筒部13a,13b間に介在する段差面13d、及び円筒部13a,13c間に介在する段差面13eを有し、ハウジング12の回転軸線O上に配置され、一部がハウジング12の内部に収容され、全体が軸線方向両側に開口する無底円筒部材によって形成されている。円筒部13aの外径は最大の寸法(最大外径)に、円筒部13bの外径は最小の寸法(最小外径)に、また円筒部13cの外径は円筒部13aの外径と円筒部13bの外径との間の寸法(中間外径)にそれぞれ設定されている。そして、インナシャフト13は、その開口部内に後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)の先端部を挿入させて収容する。後輪側のアクスルシャフト213Rは、インナシャフト13にスプライン嵌合によって相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
最大外径の円筒部13aは、最小外径の円筒部13bと中間外径の円筒部13cとの間に介在してインナシャフト13の軸線方向中央部に配置されている。最大外径の円筒部13aの外周面には、孔部18a内のフロントハウジング18側で突出するフランジ130aが一体に設けられている。フランジ130aには、その両端面に開口し、かつ油流入路Aと油流出路Bとの間で潤滑油を流動させる油流動路131aが設けられている。
また、最大外径の円筒部13aの外周面には、ハウジング12の収容空間12aに露出し、かつメインクラッチ8におけるインナクラッチプレート80のストレートスプライン嵌合部80aに嵌合するストレートスプライン嵌合部132aが設けられている。
最大外径の円筒部13aの内周面には、装置ケース4内における潤滑油の装置ケース4外への流出を防止するためのキャップ状の栓体35が取り付けられている。最大外径の円筒部13aには、その内外周面に栓体35とフランジ130aとの間で開口する油路133aが設けられている。
最小外径の円筒部13bは、インナシャフト13の一方側(図3では左側)に配置され、かつフロントハウジング18の孔部18c内に針状ころ軸受33を介して回転可能に支持されている。最小外径の円筒部13bには、そのフロントハウジング18側の開口部を閉塞する有底円筒状のシャフト蓋36が取り付けられている。
シャフト蓋36には、フロントハウジング18(第1のハウジングエレメント20)における孔部18bの内周面であって、第2の空間部181bを形成する部位に対向し、かつ第2の空間部181b及び第3の空間部182bを形成する部位との間にポンプを形成する外周面360aを有する截頭円錐形状のポンプ形成部36aが一体に設けられている。ポンプ形成部36aの外周面360aは、第1のハウジングエレメント20の内周面との間に孔部18b(第1の空間部180b)側から孔部18cに潤滑油を導入して針状ころ軸受33等に供給するための環状空間37が形成されている。環状空間37は、その内外径が油流入(導入)側から油流出(導出)側に向かって漸次大きくなる寸法に設定されている。
ポンプ形成部36aは、油導入側端部361aから回転軸線Oまでの寸法R1が油導出側端部362aから回転軸線Oまでの寸法R2(R1<R2)よりも小さい寸法に設定されている。そして、ポンプ形成部36aの外径は、油導入側端部361aから油導出側端部362aに向かって漸次大きくなる寸法に設定されている。このため、インナシャフト13が回転すると、ポンプ形成部36aにおける外周面360aの周速度が油導入側端部361aから油導出側端部362aに向かって漸次高くなるため、環状空間37の圧力が油導入側から油導出側に向かって漸次低くなり、ポンプ形成部36aの外周面360aと第1のハウジングエレメント20の内周面(第2の空間部181b及び第3の空間部182bを形成する部位)との間に矢印Y方向に吸引力をもつポンプ作用が生じる。これにより、フロントハウジング18の孔部18b内(第1の空間部180b)に流入した潤滑油は、第2の空間部181b及び第3の空間部182b(環状空間37)に導入された後、環状空間37を流動して孔部18c内に導出される。
中間外径の円筒部13cは、インナシャフト13の他方側(図3では右側)に配置され、装置ケース4(ケース蓋体41)の内周面に玉軸受38を介して回転可能に支持されている。中間外径の円筒部13cの外周面には、玉軸受38と段差面13eとの間に介在する円筒状の受部材39が取り付けられている。中間外径の円筒部13cの先端部には、その外周面とケース蓋体41の内周面との間に介在するシール機構45が配置されている。玉軸受38は、その軸線方向の移動が止め輪46,47によって規制され、かつ中間外径の円筒部13cの外周面とケース蓋体41の内周面との間に介在して配置されている。
(電磁クラッチ9の構成)
電磁クラッチ9は、電磁コイル90及びアーマチャ91を有し、メインクラッチ8にハウジング12の回転軸線O上で並列して配置されている。そして、電磁クラッチ9は、ハウジング12の回転時に電磁力Fの発生によるアーマチャ91の電磁コイル90側への移動によって第1のカム機構15を作動させ、メインクラッチ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とを互いに摩擦係合させる。
電磁クラッチ9は、電磁コイル90及びアーマチャ91を有し、メインクラッチ8にハウジング12の回転軸線O上で並列して配置されている。そして、電磁クラッチ9は、ハウジング12の回転時に電磁力Fの発生によるアーマチャ91の電磁コイル90側への移動によって第1のカム機構15を作動させ、メインクラッチ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とを互いに摩擦係合させる。
電磁コイル90は、車両用のECUに接続され、かつコイルホルダ23内に合成樹脂製のボビン90aを介して保持されている。そして、電磁コイル90は、通電によってコイルホルダ23,フロントハウジング18,パイロットクラッチ10及びアーマチャ91等に跨って磁気回路Mを形成し、アーマチャ91にフロントハウジング18側への移動力を付与するための電磁力Fを発生させる。
アーマチャ91は、その外周面にストレートスプライン嵌合部91aを有し、ストレートスプライン嵌合部91aをストレートスプライン嵌合部19bに嵌合させてリヤハウジング19に相対回転不能かつ相対移動可能に連結され、第1のカム機構15(メインカム151)とパイロットクラッチ10との間に介在して配置され、かつハウジング12の収容空間12aに収容され、全体が鉄等の磁性材料からなる環状板によって形成されている。そして、アーマチャ91は、電磁コイル90の電磁力Fを受け、フロントハウジング18側に回転軸線Oに沿って移動する。
(パイロットクラッチ10の構成)
パイロットクラッチ10は、電磁クラッチ9への通電によるアーマチャ91の電磁コイル90側への移動によって互いに摩擦係合可能な円環状の摩擦板からなるインナクラッチプレート100及びアウタクラッチプレート101を有し、アーマチャ91とフロントハウジング18との間に配置され、かつハウジング12の収容空間12aに収容されている。そして、パイロットクラッチ10は、インナクラッチプレート100及びアウタクラッチプレート101のうち互いに隣り合うクラッチプレート同士を摩擦係合させ、またその摩擦係合を解除してリヤハウジング19と第1のカム機構15(パイロットカム150)とを断続可能に連結する。
パイロットクラッチ10は、電磁クラッチ9への通電によるアーマチャ91の電磁コイル90側への移動によって互いに摩擦係合可能な円環状の摩擦板からなるインナクラッチプレート100及びアウタクラッチプレート101を有し、アーマチャ91とフロントハウジング18との間に配置され、かつハウジング12の収容空間12aに収容されている。そして、パイロットクラッチ10は、インナクラッチプレート100及びアウタクラッチプレート101のうち互いに隣り合うクラッチプレート同士を摩擦係合させ、またその摩擦係合を解除してリヤハウジング19と第1のカム機構15(パイロットカム150)とを断続可能に連結する。
インナクラッチプレート100及びアウタクラッチプレート101は、回転軸線Oに沿って交互に配置され、全体が環状の摩擦板によって形成されている。
インナクラッチプレート100は、その内周部にストレートスプライン嵌合部100aを有し、ストレートスプライン嵌合部100aをストレートスプライン嵌合部150aに嵌合させてパイロットカム150に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
アウタクラッチプレート101は、その外周部にストレートスプライン嵌合部101aを有し、ストレートスプライン嵌合部101aをストレートスプライン嵌合部19bに嵌合させてリヤハウジング19に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
(第1のカム機構15の構成)
第1のカム機構15は、ハウジング12(リヤハウジング19)からの回転力を受けて回転する入力用のボールカム部材(パイロットカム)150、このパイロットカム150に回転軸線Oに沿って並列する出力用のボールカム部材(メインカム)151、及びこのメインカム151とパイロットカム150との間に介在する複数(本実施の形態では6個)の球状のカムフォロア152を有し、メインクラッチ8とフロントハウジング18との間に配置され、かつハウジング12の収容空間12aに収容されている。そして、第1のカム機構15は、電磁クラッチ9のクラッチ動作によって受けるハウジング12からの回転力をメインクラッチ8のクラッチ力(摩擦係合力)となる押付力(第1のカム推力)P1に変換する。
第1のカム機構15は、ハウジング12(リヤハウジング19)からの回転力を受けて回転する入力用のボールカム部材(パイロットカム)150、このパイロットカム150に回転軸線Oに沿って並列する出力用のボールカム部材(メインカム)151、及びこのメインカム151とパイロットカム150との間に介在する複数(本実施の形態では6個)の球状のカムフォロア152を有し、メインクラッチ8とフロントハウジング18との間に配置され、かつハウジング12の収容空間12aに収容されている。そして、第1のカム機構15は、電磁クラッチ9のクラッチ動作によって受けるハウジング12からの回転力をメインクラッチ8のクラッチ力(摩擦係合力)となる押付力(第1のカム推力)P1に変換する。
パイロットカム150は、その外周部にインナクラッチプレート100のストレートスプライン嵌合部100aに嵌合するストレートスプライン嵌合部150aを有し、インナシャフト13(円筒部13a)のフランジ130aに針状ころ軸受153を介して回転可能に支持され、全体がインナシャフト13を挿通させる円環部材によって形成されている。そして、パイロットカム150は、メインカム151との間に第1のカム推力P1を発生させてメインクラッチ8に出力する。
パイロットカム150には、円周方向に並列し、かつカムフォロア152側に開口する複数(実施の形態では6個)のカム溝150bが設けられている。複数のカム溝150bは、パイロットカム150の円周方向に等間隔をもって配置されている。そして、複数のカム溝150bは、その中立位置からパイロットカム150の円周方向に沿って軸線方向の深さが漸次浅くなる凹溝によって形成されている。
メインカム151は、クラッチプレート押付部151aをメインクラッチ8側に有し、インナシャフト13(最大外径の円筒部13a)に相対移動可能に回転軸線Oに沿って配置され、全体がインナシャフト13を挿通させる円環部材によって形成されている。そして、メインカム151は、電磁コイル90の通電状態において第1のカム機構15によるカム作用によって、すなわちパイロットカム150の回転によって発生する第1のカム推力P1をカムフォロア152から受けてメインクラッチ8側に移動し、回転軸線Oの一方側(図3の左側)でメインクラッチ8の入力側のインナクラッチプレート80にクラッチプレート押付部151aを押し付ける。
メインカム151には、円周方向に等間隔をもって並列し、かつカムフォロア152側に開口する複数(実施の形態では6個)のカム溝151bが設けられている。そして、複数のカム溝151bは、その中立位置からメインカム151の円周方向に沿って軸線方向の深さが漸次浅くなる凹溝によって形成されている。また、メインカム151には、回転軸線Oと平行な方向に開口する複数(実施の形態では6個)の油孔151c、及び複数のカム溝151bの開口方向と反対方向に開口する複数(実施の形態では6個)のピン取付孔151dが設けられている。複数の油孔151c及び複数のピン取付孔151dは、メインカム151の円周方向に等間隔をもって交互に配置されている。
ピン取付孔151dには、メインカム151と押付部材162(第2のカム機構16における出力用のカム部材161)との間に介在する復帰用スプリング154を案内するガイドピン155が取り付けられている。これにより、復帰用スプリング154のばね力がメインカム151及び出力用のカム部材161を互いに離間させる方向に作用し、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のうち互いに隣り合う2つのクラッチプレート間のクリアランスが四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時に潤滑油の粘性に基づく引き摺りトルクによってクラッチプレート同士を摩擦係合させない寸法に設定される。
カムフォロア152は、パイロットカム150のカム溝150bとメインカム151のカム溝151bとの間に介在して配置され、かつリテーナ(図示せず)によって転動可能に保持されている。
(第2のカム機構16の構成)
図2~図4に示すように、第2のカム機構16は、その作動力となる回転力を駆動源5から受けて回転する入力用のカム部材160、及び入力用のカム部材160に回転軸線O上で並列する出力用のカム部材161を有し、第1のカム機構15にメインクラッチ8を介して回転軸線O上で対向する位置に配置されている。そして、第2のカム機構16は、第1のカム機構15による第1のカム推力P1の変換に先行して作動し、押付部材162をメインクラッチ8に押し付けて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との間のクリアランスCを例えばC=0に短縮するための第2のカム推力P2を第1のカム推力P1の方向と反対方向に沿って入力用のカム部材160と出力用のカム部材161との間で発生させる。
図2~図4に示すように、第2のカム機構16は、その作動力となる回転力を駆動源5から受けて回転する入力用のカム部材160、及び入力用のカム部材160に回転軸線O上で並列する出力用のカム部材161を有し、第1のカム機構15にメインクラッチ8を介して回転軸線O上で対向する位置に配置されている。そして、第2のカム機構16は、第1のカム機構15による第1のカム推力P1の変換に先行して作動し、押付部材162をメインクラッチ8に押し付けて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との間のクリアランスCを例えばC=0に短縮するための第2のカム推力P2を第1のカム推力P1の方向と反対方向に沿って入力用のカム部材160と出力用のカム部材161との間で発生させる。
入力用のカム部材160は、伝達部材54に歯車伝達機構56を介して連結され、かつ受部材39に針状ころ軸受164を介して回転可能に支持され、全体がインナシャフト13を挿通させる円環部材によって形成されている。入力用のカム部材160には、外周縁に沿って突出する扇形状の凸片167が一体に設けられている。凸片167には、伝達部材54の外歯540aに噛合する外歯167aが設けられている。
出力用のカム部材161は、入力用のカム部材160と押付部材162との間に介在して軸線方向に移動可能(円周方向には移動不能)に配置され、全体がインナシャフト13を挿通させる円環部材によって形成されている。
押付部材162は、その内周縁にストレートスプライン嵌合部162aを有するとともに、メインクラッチ8側にクラッチプレート押付部162bを有し、ストレートスプライン嵌合部162aをインナシャフト13(円筒部13a)のストレートスプライン嵌合部132aに嵌合させてインナシャフト13に相対回転不能かつ相対移動可能に連結され、かつ出力用のカム部材161に針状ころ軸受171を介して回転可能に支持され、全体がインナシャフト13を挿通させる円環部材によって形成されている。
そして、押付部材162は、第2のカム機構16の作動によって発生する第2のカムP2を出力用のカム部材161から受けてメインクラッチ8側に移動し、回転軸線Oの他方側(図3の右側)でメインクラッチ8の入力側のアウタクラッチプレート81にクラッチプレート押付部162bを押し付ける。
(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3,図4,図6及び図7を用いて説明する。
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3,図4,図6及び図7を用いて説明する。
図1において、四輪駆動車200のエンジン202を始動すると、エンジン202の回転駆動力がトランスミッション203を介してフロントディファレンシャル206に伝達され、さらにフロントディファレンシャル206から前輪側のアクスルシャフト208L,208Rを介して前輪204L,204Rに伝達され、前輪204L,204Rが回転駆動される。
この場合、駆動力断続装置3において、第1のスプライン歯部3aと第2のスプライン歯部3bとの間の動力伝達は不能である。また、四輪駆動車200の停止時や定常走行時には、図3(上半分)に示すように、電磁クラッチ9の電磁コイル90が非通電状態にあるため、電磁コイル90を基点とした磁気回路Mが形成されず、アーマチャ91が電磁コイル90側に移動してハウジング12に連結されることがない。
このため、第1のカム機構15においてメインクラッチ8のクラッチ力(摩擦係合力)となる第1のカム推力P1が発生せず、メインクラッチ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とが互いに摩擦係合せず、エンジン202の回転駆動力はハウジング12からインナシャフト13に伝達されない。
ここで、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時に伴うポンプ形成部21dによるポンプ作用及び潤滑油による油流Sについて説明する。なお、ポンプ形成部36aによるポンプ作用については省略する。図5(a)に示すように、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時には後輪205Lの回転によってハウジング12が矢印Q1方向に回転する。この際、ハウジング12の回転によってポンプ形成部21dの外周面21cとコイルホルダ23の内周面との間に矢印Z方向(図6に示す)に吸引力をもつポンプ作用が生じる。
これにより、ハウジング12の収容空間12aにおける潤滑油が油路201a(図6に示す)に流入し、この油路201aを流動して収容空間23c(図6に示す)に流入する。
次に、収容空間23cに流入した潤滑油は、環状空間21eに導入された後、環状空間21eを流動して油収容室43に導出される。
そして、油収容室43内に導出した潤滑油は、ハウジング12の回転に伴い発生する遠心力を受けるとともに、ケース本体40の内周面40bに沿う油流Sを形成する。このため、潤滑油がケース本体40の内周面40bに沿って流動し、その一部はタンク44における第1のタンク部44a内にその油導入口441aから、また第2のタンク部44b内にその油導入口441b(図4に示す)からそれぞれ流入して第1のタンク部44a及び第2のタンク部44bに貯溜される。
この場合、油導出口442bの開口面積が第1のタンク部44aにおける油導入口441aの開口面積よりも小さい面積に設定されているため、油導入口441aからタンク44(第1のタンク部44a)内に流入する潤滑油の油量が油導出口442bからタンク44(第2のタンク部44b)外に流出する潤滑油の油量よりも多くなり、それだけタンク44内(第1のタンク部44a及び第2のタンク部44b内)に貯溜され易い。
従って、本実施の形態においては、四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時における走行時に収容空間12a及び油収容室43内の潤滑油が少なくなり、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との間での引き摺りトルクの発生が抑制される。
一方、二輪駆動状態にある四輪駆動車200を四輪駆動状態に切り替えるには、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とをトルク伝達可能に連結し、引き続き駆動力断続装置3によってフロントデフケース212とプロペラシャフト2とをトルク伝達可能に連結する。
ここで、プロペラシャフト2と後輪側のアクスルシャフト213L,213Rの連結時には、先ず駆動源5の駆動力を第2のカム機構16に付与し、第2のカム機構16を作動させる。この場合、第2のカム機構16が作動すると、入力用のカム部材160が回転軸線O回りに回転する。
このため、入力用のカム部材160及び出力用のカム部材161が相対回転し、これら両カム部材160,161間にカム作用が発生し、これに伴い第2のカム推力P2が入力用のカム部材160から出力用のカム部材161に作用する。これにより、図3に示すように、出力用のカム部材161が入力用のカム部材160から離間する方向に回転軸線Oに沿って移動する。
そして、出力用のカム部材161が入力用のカム部材160から離間する方向への移動によって押付部材162をメインクラッチ8側に復帰用スプリング154に抗して移動させ、押付部材162がクラッチプレート押付部162bでメインクラッチ8を第1のカム機構15側に押し付けて移動させる。これにより、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のうち互いに隣り合う2つのクラッチプレート間のクリアランスCが例えばC=0となる。
次に、電磁コイル90が通電されると、電磁コイル90を基点とした磁気回路Mがコイルホルダ23,フロントハウジング18,パイロットクラッチ10及びアーマチャ91等に跨って形成され、アーマチャ91が電磁コイル90への通電に基づいて発生する電磁力F(吸引力)によってフロントハウジング18に接近する方向に移動する。このため、アーマチャ91がフロントハウジング18にパイロットクラッチ10を介して連結され、さらにはパイロットクラッチ10のクラッチ動作によってハウジング12の回転力がパイロットカム150に伝達され、パイロットカム150が回転する。
これに伴い、第1のカム機構15が作動し、第1のカム機構15において発生するカム作用によってメインクラッチ8のクラッチ力(摩擦係合力)となる第1のカム推力P1に変換され、この第1のカム推力P1によってメインクラッチ8のクラッチプレート80,81同士を摩擦係合させる方向にメインカム151が復帰用スプリング154のばね力に抗して移動する。
そして、メインカム151がクラッチプレート80,81同士を摩擦係合させる方向への移動によってクラッチプレート押付部151aでメインクラッチ8を第2のカム機構16側に押し付ける。
これにより、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のうち互いに隣り合う2つのクラッチプレートが摩擦係合し、エンジン202の回転駆動力がハウジング12からインナシャフト13に伝達され、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213L,213Rを介して後輪205L,205Rに伝達され、後輪205L,205Rが回転駆動される。
次に、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に伴うポンプ形成部21dによるポンプ作用及び潤滑油による油流Tについて説明する。なお、ポンプ形成部36aによるポンプ作用については省略する。図7に示すように、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にはエンジン202の駆動によってハウジング12が矢印Q2方向(矢印Q1方向と反対の方向)に回転する。この際、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時による場合と同様に、ハウジング12の回転によってポンプ形成部21dの外周面21cとコイルホルダ23の内周面との間に矢印Z方向(図4に示す)に吸引力をもつポンプ作用が生じる。
これにより、ハウジング12の収容空間12aにおける潤滑油が油路201a(図6に示す)に流入し、この油路201aを流動して収容空間23c(図6に示す)に流入する。
次に、収容空間23cに流入した潤滑油は、環状空間21eに導入された後、環状空間21eを流動して油収容室43に導出される。
そして、油収容室43内に導出した潤滑油は、ハウジング12の回転に伴い発生する遠心力を受けるとともに、ケース本体40の内周面40bに沿う油流Tを形成する。このため、潤滑油がケース本体40の内周面40bに沿って流動する。
この場合、油導出口442bが油流Tの方向と交差する方向に沿って開口されているため、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導出口442bからタンク44内への導入が円滑に行われ難くなり、収容空間12a及び油収容室43に十分な潤滑油が貯溜される。油導出口442bの開口方向である内面443Bと収容部40cの内周面40bの接線dとがなす角度(劣角)θ1は、油導入口441aの内面442Aと収容部40cの内周面40bの接線bとがなす角度(劣角)θ2(本実施の形態では、内面442Aと接線bとが一致し、θ2=0゜である。θ2:図示せず)(θ2<θ1)よりも大きい角度に設定されているため、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導出口442bからタンク44内への導入が円滑に行われ難くなり、収容空間12a及び油収容室43に十分な潤滑油が貯溜される。
[第1の実施の形態の効果]
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。
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。
(1)四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時に収容空間12a及び油収容室43内の潤滑油が少なくなり、引き摺りトルクを低減することができるとともに、四輪駆動車200の二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行する際にメインクラッチ8におけるクラッチ動作の応答性を高めることができる。
(2)四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に油収容室43内に潤滑油を十分に貯溜することができるため、メインクラッチ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との摩擦係合時における各クラッチプレートの発熱による損傷発生を抑制することができる。
(3)四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にハウジング12の回転時にポンプ形成部21dのポンプ作用によって収容空間12aの潤滑油を油収容室43に流出させることができる。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2実施の形態に係る駆動力伝達装置につき、図8~図17を用いて説明する。図8~図17において、図2~図7と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第2実施の形態に係る駆動力伝達装置につき、図8~図17を用いて説明する。図8~図17において、図2~図7と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(駆動力伝達装置の全体構成)
図8及び図9は駆動力伝達装置の全体を示す。図10は駆動力伝達装置の要部を示す。図11はタンクを示す。図8~図11に示すように、駆動力伝達装置1Aは、クラッチとしての多板クラッチ8,第1の回転部材としてのハウジング12,第2の回転部材としてのインナシャフト13及びカム機構16Aを有し、四輪駆動車200(図1に示す)の後輪205R(図1に示す)側に配置され、かつ装置ケース4内に収容されている。
図8及び図9は駆動力伝達装置の全体を示す。図10は駆動力伝達装置の要部を示す。図11はタンクを示す。図8~図11に示すように、駆動力伝達装置1Aは、クラッチとしての多板クラッチ8,第1の回転部材としてのハウジング12,第2の回転部材としてのインナシャフト13及びカム機構16Aを有し、四輪駆動車200(図1に示す)の後輪205R(図1に示す)側に配置され、かつ装置ケース4内に収容されている。
そして、駆動力伝達装置1Aは、プロペラシャフト2(図1に示す)と後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)とを断続可能に連結する。すなわち、後輪側のアクスルシャフト213Rとプロペラシャフト2とは駆動力伝達装置1を介在させて連結されている。後輪側のアクスルシャフト213L(図1に示す)とプロペラシャフト2とは駆動力伝達装置1を介在させることなく連結されている。
これにより、駆動力伝達装置1Aによる連結時には、一方の後輪側のアクスルシャフト213Lとプロペラシャフト2とが、また他方の後輪側のアクスルシャフト213Rとプロペラシャフト2とがそれぞれ歯車機構7及びリヤディファレンシャル207(共に図1に示す)を介してそれぞれトルク伝達可能に連結される。一方、駆動力伝達装置1による連結の解除時には、一方の後輪側のアクスルシャフト213Lとプロペラシャフト2とが歯車機構7及びリヤディファレンシャル207を介して連結されたままであるが、他方の後輪側のアクスルシャフト213Rとプロペラシャフト2との連結が遮断される。
装置ケース4は、回転軸線O片側(図9の右側)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を有し、四輪駆動車200の車体に取り付けられている。装置ケース4内には、油収容室43を含み、かつカム機構16A及び多板クラッチ8等を収容する主収容空間42Aが形成されている。
ケース本体40は、収容部40cと、取付部40Cと、タンク部としてのタンク44とを有する。
収容部40cは、第2のハウジングエレメント121の外周面121bに対向する内周面40bを有する略円筒状の部材によって形成されている。収容部40cには、ハウジング12における第1のハウジングエレメント120を挿通させるエレメント挿通孔40A、及びエレメント挿通孔40Aの外側開口周縁からその軸線方向に突出する円筒部40Bが設けられている。ケース本体40とケース蓋体41とには回転軸90A(回転軸線O)と平行な軸線をもつ丸ピンからなる複数(本実施の形態では3個)のガイド(固定ガイド)43Aが取り付けられている。複数のガイド43Aは、回転軸線O回りに等間隔をもって配置されている。ケース本体40内には、収容部40cの内周面40bと第2のハウジングエレメント121の外周面121bとの間に介在する環状空間43aが設けられている。ケース本体40内には、ハウジング12の収容空間121aに連通する油収容室43が設けられている。
取付部40Cは、収容部40cの径方向の外側に突出して収容部40cに一体に設けられている。取付部40Cには、エンジン202(図1に示す)と異なるカム作動用の駆動源5(図8に示す)が取り付けられている。取付部40Cには、回転軸線Oと平行な軸線方向に開口する貫通孔400Cが設けられている。
図8、図9、図11を参照して、タンク44は、収容部40cの径方向の外側であって、油収容室43の外部に配置されている。タンク44は、収容部40cに一体に設けられている。タンク44は、第1のタンク部44a及び第2のタンク部44bを有する。タンク44は、油収容室43及び収容空間121aの潤滑油を貯溜可能である。
第1のタンク部44aは、四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時にハウジング12の矢印Q1方向への回転に伴い形成される潤滑油の油流Sにおいて第2のタンク部44bの上流側(図11ではタンク44の左側)に配置され、かつ収容部40cの内周面40bの一部を構成する隔壁440a及び装置ケース4の外壁によって形成されている。
第1のタンク部44aには、その上流側の流通口として機能し、かつ四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時において油収容室43の潤滑油を導入する油導入口441aが設けられている。
油導入口441aは収容部40cの内周面40bに開口している。油導入口441aは、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12の回転に伴い形成される潤滑油による流れを油流Sとするとともに、開口面(仮想周面)441Aと内周面40bとが交差する部位のうち油流Sの上流側の部位を交点aとすると、交点aを通る内周面40b上の接線bを含む内面442Aを有する。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向とは反対側の方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にインナシャフト13が回転する方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの内部から見て、潤滑油の油流Sの上流側に開口している。油導入口441aは、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12の回転に伴い形成される潤滑油による油流Sの方向(ケース本体40の内周面40b)に沿って開口されている。これにより、四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導入口441aから第1のタンク部44aへの導入が円滑に行われる。
油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にインナシャフト13が回転する方向に開口している。油導入口441aは、ハウジング12の周方向において、第1のタンク部44aの内部から見て、潤滑油の油流Tの下流側に開口している。油導入口441aは、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にハウジング12の回転に伴い形成される潤滑油による油流Tの方向と交差する方向に開口している。これにより、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導入口441aから第1のタンク部44a内への導入が円滑に行われ難くなる。
第2のタンク部44bは、油流Sにおいて第1のタンク部44aの下流側(図11ではタンク44の右側)に配置され、かつ第1のタンク部44aと同様に収容部40cの内周面40bの一部を構成する隔壁440b及び装置ケース4の外壁によって形成されている。第2のタンク部44bの内容積は、第1のタンク部44aの内容積よりも大きい容積に設定されている。
また、第2のタンク部44bには、その下流側の流通口として機能し、かつ油流Sの方向と交差する方向に沿って開口する油導出口442bが設けられている。
油導出口442bは収容部40cの内周面40bに開口している。油導出口442bは、開口面(仮想周面)442Bと内周面40bとが交差する部位のうち油流Tの上流側の部位を交点cとすると、交点cを通る内周面40b上の接線dと交差する内面443Bを有する。油導出口442bは、第2のタンク部44bから見て、第1のタンク部44aとは反対側にある。油導出口442bは、ハウジング12の周方向において、第2のタンク部44bの四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向に開口している。油導出口442bは、ハウジング12の周方向において、第2のタンク部44bの四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にハウジング12が回転する方向とは反対側の方向に開口している。これにより、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導出口442bから第2のタンク部44b内への導入が円滑に行われ難くなる。
油導出口442bは、油流Tの方向と交差する方向にも開口されているため、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導出口442bからタンク44内への導入が円滑に行われ難くなり、収容空間12a及び油収容室43に十分な潤滑油が貯溜される。言い換えると、油導出口442bの開口方向である内面443Bと収容部40cの内周面40bの接線dとがなす角度(劣角)θ1は、油導入口441aの内面442Aと収容部40cの内周面40bの接線bとがなす角度(劣角)θ2(本実施の形態では、内面442Aと接線bとが一致し、θ2=0゜である。θ2:図示せず)(θ2<θ1)よりも大きい角度に設定されているため、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導出口442bからタンク44内への導入が円滑に行われ難くなり、収容空間12a及び油収容室43に十分な潤滑油が貯溜される。
ケース蓋体41は、ケース本体40にボルト42によって取り付けられ、全体がインナシャフト13(後述)を挿通させるキャップ部材によって形成されている。ケース蓋体41のケース本体40への取り付けは、位置決めピン411を用いて行われる。
ケース蓋体41には、ケース本体40の取付部40Cに減速機構9A等を介して対向する蓋部41a、及び蓋部41aの外端面に突出する外側円筒部41bが設けられている。蓋部41aと取付部40Cとの間には、主収容空間42Aに連通する副収容空間44Aが設けられている。蓋部41aと取付部40Cとにはガイド43Aと平行な支持軸45Aが取り付けられている。また、ケース蓋体41には、インナシャフト13を挿通させるシャフト挿通孔41cが設けられている。
駆動源5は、電動モータ50を有し、駆動源用ハウジング52A内に収容され、かつ減速機構用ハウジング94にボルト53Aによって取り付けられている。また、駆動源5は、電動モータ50のモータ軸(入力軸としての駆動軸)50aに減速機構9A及び歯車伝達機構10Aを介してカム機構16A(後述するカム部材17A)に連結されている。これにより、電動モータ50のモータ回転力(駆動力)が減速機構9Aで減速されて歯車伝達機構10Aからギヤ部170aを介してカム部材17Aに確実に伝達される。
モータハウジング51Aは駆動源用ハウジング52に固定されている。電動モータ50の回転部分は、モータハウジング51Aに対して回転可能に配置され、かつモータ軸50aに接続されている。電動モータ50は、モータハウジング51Aに対してモータ軸50aが回転する。
図12は減速機構を示す。本実施の形態において、減速機構は、偏心揺動減速機構であり、偏心揺動減速機構のうちでも少歯数差インボリュート減速機構である。偏心揺動減速機構を用いることにより大きな減速比を得ることができる。図10及び図12に示すように、減速機構9Aは、回転軸90A,入力部材91A,自転力付与部材92A及び複数(本実施の形態では6個)の出力部材93Aを有し、駆動源用ハウジング52Aとケース本体40の取付部40Cとの間に介在して配置され、かつ減速機構用ハウジング94内に収容されている。そして、減速機構9Aは、電動モータ50のモータ回転力を減速して駆動力を歯車伝達機構10Aに伝達する。
回転軸90Aは、電動モータ50のモータ軸50aの軸線O1(回転軸90Aの回転中心の軸線O1と等しい)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900Aを有し、モータ軸50aに連結され、かつ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10Aの第1の歯車(出力軸としての従動軸)100A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。
入力部材91Aは、軸線O3(本実施の形態では軸線O2とする)を中心軸線とする中心孔910Aを有する外歯歯車からなり、減速機構用ハウジング94内に収容され、かつ中心孔910Aの内周面と偏心部900Aの外周面との間に針状ころ軸受97を介在させて回転軸90Aに回転可能に支持されている。針状ころ軸受97に代えて、ラジアル荷重が受けられる他の種類の転がり軸受であってもよい。そして、入力部材91Aは、電動モータ50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(軸線O2が軸線O1回りの公転運動)を行う。
入力部材91Aには、軸線O2回りに等間隔をもって並列する複数(本実施の形態では6個)の貫通孔としてのピン挿通孔911Aが設けられている。ピン挿通孔911Aの孔径は、偏心量δに針状ころ軸受98の外径を加えた寸法よりも大きい寸法に設定されている。入力部材91A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912Aが設けられている。入力部材91Aの電動モータ50側には、そのモータ側端面と減速機構用ハウジング94との間に介在する孔付きスペーサ913Aが配置されている。
自転力付与部材92Aは、軸線O4(本実施の形態では軸線O1とする)を中心軸線とする内歯歯車からなり、減速機構用ハウジング94のハウジングエレメント940と装置ケース4の取付部40Cとの間に介在して配置され、全体が軸線O1の両方向に開口して減速機構用ハウジング94の一部を構成する円環部材によって形成されている。そして、自転力付与部材92Aは、入力部材91Aに噛合し、電動モータ50のモータ回転力を受けて公転する入力部材91Aに矢印n1,n2方向(軸線O2回り)に自転力を付与する。自転力付与部材92Aの内周面には、入力部材91Aの外歯912Aに噛合するインボリュート歯形の内歯920Aが設けられている。内歯920Aの歯数をZ3とするとともに、入力部材91Aの外歯912Aの歯数をZ2とすると、減速機構9Aの減速比αがα=Z2/(Z3-Z2)から算出される。
複数の出力部材93Aは、略均一な外径をもつピンからなり、入力部材91Aのピン挿通孔911Aを挿通して歯車伝達機構10Aにおける第1の歯車100Aのピン取付孔1000Aに取り付けられている。そして、複数の出力部材93Aは、自転力付与部材92Aによって付与された自転力を入力部材91Aから受けて第1の歯車100Aに出力する。
複数の出力部材93Aの外周面には、入力部材91Aにおけるピン挿通孔911A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。
歯車伝達機構10Aは、第1の歯車100A及び第2の歯車101Aを有し、減速機構9Aとカム機構16Aとの間に介在して配置され、かつ装置ケース4内に収容されている。歯車伝達機構10Aでは、減速機構9Aで減速された駆動源5からの駆動力を受けてカム機構16Aに伝達する。
第1の歯車100Aは、回転軸90A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1の歯車100Aは、各外径を互いに異にする円筒部1001A~1004Aを有し、軸線両方向に開口する段状の円筒部材によって形成されている。
円筒部1001Aは、円筒部1002A~1004Aの各外径よりも大きい外径をもって減速機構9Aの近傍に配置されている。円筒部1001Aの外周面とケース本体40(取付部40C)の貫通孔400Cの内周面との間には玉軸受102が介在して配置されている。
円筒部1002Aは、円筒部1001Aと円筒部1003Aとの間に介在して配置されている。円筒部1002Aの外周面とケース本体40(取付部40C)の貫通孔400Cの内周面との間にはシール機構104が介在して配置されている。
円筒部1003Aは、円筒部1002Aの外径よりも小さい外径をもって円筒部1002Aと円筒部1004Aとの間に介在して配置されている。円筒部1003Aの外周面には、第2の歯車101Aのギヤ部1010Aに噛合するギヤ部1005Aが設けられている。
円筒部1004Aは、円筒部1001A~1003Aの各外径よりも小さい外径をもってケース蓋体41(蓋部41a)の近傍に配置されている。円筒部1004Aの外周面とケース蓋体41(蓋部41a)における凹孔410aの内周面との間には玉軸受103が介在して配置されている。
第2の歯車101Aは、ギヤ部1010Aが第1の歯車100Aのギヤ部1005Aに噛合する位置に配置され、かつ支持軸45Aに玉軸受105を介して回転可能に支持されている。支持軸45Aの外周囲には、玉軸受105とケース本体40との間に介在するスペーサ106が配置されている。
(多板クラッチ8の構成)
多板クラッチ8は、図9に示すように、回転軸線O方向に並列する複数のインナクラッチプレート80(第1のクラッチプレート)及び複数のアウタクラッチプレート81(第2のクラッチプレート)を有する摩擦式のクラッチからなり、ハウジング12とインナシャフト13との間に配置されている。
多板クラッチ8は、図9に示すように、回転軸線O方向に並列する複数のインナクラッチプレート80(第1のクラッチプレート)及び複数のアウタクラッチプレート81(第2のクラッチプレート)を有する摩擦式のクラッチからなり、ハウジング12とインナシャフト13との間に配置されている。
そして、多板クラッチ8は、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のうち互いに隣り合う内外のクラッチプレート同士を摩擦係合させ、またその摩擦係合を解除してハウジング12とインナシャフト13とを断続可能に連結する。
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は、回転軸線Oに沿って交互に配置され、全体が円環状の摩擦板によって形成されている。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のうち互いに隣り合う2つのクラッチプレート間の初期状態におけるクリアランスCは、四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時に潤滑油の粘性に基づく引き摺りトルクによってクラッチプレート同士が摩擦係合しない寸法に設定されている。
複数のインナクラッチプレート80は、その内周部にストレートスプライン嵌合部80aを有し、ストレートスプライン嵌合部80aを円筒部13a(インナシャフト13)のストレートスプライン嵌合部132aに嵌合させてインナシャフト13に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
複数のインナクラッチプレート80には、その円周方向に沿って並列し、かつ回転軸線O方向に開口する複数の油孔80bが設けられている。
複数のアウタクラッチプレート81は、その外周部にストレートスプライン嵌合部81aを有し、ストレートスプライン嵌合部81aを第2のハウジングエレメント121のストレートスプライン嵌合部121c(後述)に嵌合させてハウジング12に相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
(ハウジング12の構成)
ハウジング12は、図9に示すように、第1のハウジングエレメント120及び第2のハウジングエレメント121からなり、後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)の軸線(回転軸線O)上に配置され、かつ装置ケース4内に針状ころ軸受122,123を介して回転可能に支持されている。
ハウジング12は、図9に示すように、第1のハウジングエレメント120及び第2のハウジングエレメント121からなり、後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)の軸線(回転軸線O)上に配置され、かつ装置ケース4内に針状ころ軸受122,123を介して回転可能に支持されている。
第1のハウジングエレメント120は、回転軸線Oを軸線とする軸状部材からなり、ハウジング12の一方側(図9では左側)端部に配置され、かつサイドギヤ214R(図1に示す)にスプライン嵌合によって連結されている。第1のハウジングエレメント120の外周面とエレメント挿通孔40A及び円筒部40Bの両内周面との間に針状ころ軸受122が介在して配置されている。第1のハウジングエレメント120の外周面と円筒部40Bの内周面との間には、エレメント挿通孔40Aの軸線上でシール機構124が介在して配置されている。第1のハウジングエレメント120には、カム機構16A側に開口する丸孔からなる凹部120aが設けられている。
第2のハウジングエレメント121は、ハウジング12の他方側(図9では右側)端部に配置され、かつカム機構16A側に開口する有底円筒部材によって形成されている。第2のハウジングエレメント121には、インナシャフト13との間で多板クラッチ8を収容する収容空間121aが形成されている。また、第2のハウジングエレメント121には、その内周面(収容空間121a)に露出し、かつ円周方向に沿って並列する複数のスプライン歯121c1からなるストレートスプライン嵌合部121cが設けられている。ストレートスプライン嵌合部121cは、複数のスプライン歯121c1の一部(例えば3個のスプライン歯)を取り除くことにより、カム機構16A及び収容空間121a側に開口して油収容室43(環状空間43a)に連通する開口部1210c2を有する油導出路121c2が設けられている。これにより、四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時において、ハウジング12の回転に伴い生じる遠心力に基づいて収容空間121aの潤滑油が油導出路121c2を流動して開口部1210c2から油収容室43(環状空間43a)に導出される。第2のハウジングエレメント121の底部とケース本体40のエレメント挿通孔40Aの内側開口周縁との間には針状ころ軸受123が介在して配置されている。
(インナシャフト13の構成)
インナシャフト13は、図9に示すように、ハウジング12の回転軸線O上に配置され、かつハウジング12に針状ころ軸受130,131を介して、またケース蓋体41に玉軸受132を介して回転可能に支持されている。インナシャフト13は、各外径が互いに異なる円筒部13a~13c,軸部13Dを有し、軸線方向片側(図1に示す後輪205R側)に開口する有底円筒部材によって形成されている。インナシャフト13は、その開口部内に後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)の先端部を挿入させて収容する。後輪側のアクスルシャフト213Rは、インナシャフト13にスプライン嵌合によって相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
インナシャフト13は、図9に示すように、ハウジング12の回転軸線O上に配置され、かつハウジング12に針状ころ軸受130,131を介して、またケース蓋体41に玉軸受132を介して回転可能に支持されている。インナシャフト13は、各外径が互いに異なる円筒部13a~13c,軸部13Dを有し、軸線方向片側(図1に示す後輪205R側)に開口する有底円筒部材によって形成されている。インナシャフト13は、その開口部内に後輪側のアクスルシャフト213R(図1に示す)の先端部を挿入させて収容する。後輪側のアクスルシャフト213Rは、インナシャフト13にスプライン嵌合によって相対回転不能かつ相対移動可能に連結されている。
円筒部13aは、円筒部13cと軸部13Dとの間に介在して配置されている。円筒部13aの外径は、円筒部13b,13c及び軸部13Dの各外径よりも大きい寸法に設定されている。円筒部13aの外周面には、第2のハウジングエレメント121の収容空間121aに露出し、かつ多板クラッチ8におけるインナクラッチプレート80のストレートスプライン嵌合部80aに嵌合するストレートスプライン嵌合部132aが設けられている。円筒部13aの底部と第2のハウジングエレメント121の底部との間には針状ころ軸受131が介在して配置されている。
円筒部13bは、インナシャフト13の一方側(図9では右側)端部に配置されている。円筒部13bの外径は、円筒部13cの外径よりも小さい寸法に設定されている。円筒部13bの外周面とケース蓋体41におけるシャフト挿通孔41cの内周面との間にはシール機構133が介在して配置されている。
円筒部13cは、円筒部13aと円筒部13bとの間に介在して配置されている。円筒部13cの外径は、円筒部13aの外径と円筒部13bの外径との間の寸法に設定されている。
軸部13Dは、インナシャフト13の他方側(図9では左側)端部に配置され、かつ第1のハウジングエレメント120の凹部120a内に収容されている。軸部13Dの外径は、円筒部13a~13cの各外径よりも小さい寸法に設定されている。軸部13Dの外周面と第1のハウジングエレメント120における凹部120aの内周面との間に針状ころ軸受130が介在して配置されている。
(カム機構16Aの構成)
図13はカム機構を示す。図9及び図13に示すように、カム機構16Aは、カム部材(入力部材)17A,リテーナ(出力部材)18A及び転動部材19Aを有し、インナシャフト13における円筒部13cの外周囲に配置され、かつ装置ケース4の主収容空間42Aに収容されている。そして、カム機構16Aは、多板クラッチ8にクラッチ動作力となる押付力を付与するためのカム推力に駆動源5(電動モータ50)からのモータ回転力(減速機構9Aからの駆動力)を変換する。カム推力には、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との間にクリアランスCを例えばC=0とするための第2のカム推力P2、及び多板クラッチ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とを互いに摩擦係合させるための第1のカム推力P1が含まれる。
図13はカム機構を示す。図9及び図13に示すように、カム機構16Aは、カム部材(入力部材)17A,リテーナ(出力部材)18A及び転動部材19Aを有し、インナシャフト13における円筒部13cの外周囲に配置され、かつ装置ケース4の主収容空間42Aに収容されている。そして、カム機構16Aは、多板クラッチ8にクラッチ動作力となる押付力を付与するためのカム推力に駆動源5(電動モータ50)からのモータ回転力(減速機構9Aからの駆動力)を変換する。カム推力には、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との間にクリアランスCを例えばC=0とするための第2のカム推力P2、及び多板クラッチ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とを互いに摩擦係合させるための第1のカム推力P1が含まれる。
図14はカム部材を示す。図9及び図14に示すように、カム部材17Aは、インナシャフト13を挿通させるシャフト挿通孔170Aを有し、カム機構16Aの一方側(図9では右側)端部に配置され、回転軸線O回りに回転する円環部材によって形成されている。
カム部材17A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10Aにおける第2の歯車101A(ギヤ部1010A)に噛合するギヤ部170aが設けられている。
カム部材17Aの軸線方向一方側端面には、シャフト挿通孔170Aの開口周縁から後輪205R(図1に示す)側に向かって突出する円筒部171Aが設けられている。円筒部171Aの内周面とインナシャフト13における円筒部13cの外周面との間には針状ころ軸受171が介在して配置されている。カム部材17Aの軸線方向一方側(図9では右側)端面とケース蓋体41のクラッチ側端面との間には針状ころ軸受172が介在して配置されている。カム部材17Aの軸線方向他方側(図9では左側)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で形成されている。
凹凸面173は、カム部材17A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19A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19Aに付与する。本実施の形態では、カム部材17Aの円周方向に互いに隣接する凹部174及び凸部175を一組の凹凸部とすると、三組の凹凸部から凹凸面173が構成される。
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、及び一対の切り欠き側面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。
一方の切り欠き側面174aは、回転軸線O回りの一方側で凹部174から凸部175へ転動部材19Aを誘導するための曲面をもつ誘導面として機能する。他方の切り欠き側面174bは、回転軸線O回りの他方側で切り欠き底面174cに略直交するストッパ面として機能する。
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19A側の端面は、カム部材17A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17Aの円周方向に沿って)カム部材17Aの軸線方向厚さ(凸部175の突出高さ)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17に示す)とすると、カム機構16Aは転動部材19Aが始端部175a1に配置された状態においてリテーナ18Aから第2のカム推力P2を出力する。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17に示す)とすると、カム機構16Aは転動部材19A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18Aから第1のカム推力P1を出力する。
他方の面175bは、カム部材17A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。
図15は出力部材(リテーナ)を示す。図9及び図15に示すように、リテーナ18Aは、インナシャフト13を挿通させるシャフト挿通孔180Aを有し、カム機構16Aの他方側(図9では左側)端部に配置され、回転軸線Oの方向に移動可能な円環部材によって形成されている。そして、リテーナ18Aは、その回転の規制を複数のガイド(固定ガイド)43A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側に出力し、かつ転動部材19Aを転動可能に保持するリテーナによって構成されている。シャフト挿通孔180Aは、転動部材19Aを収容する収容空間として機能する。
リテーナ18Aのクラッチ側端面には、シャフト挿通孔180A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18A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(アウタクラッチプレート81)を押し付ける円環状の押付部材20Aが配置されている。押付部材20Aの片側(多板クラッチ側端面と反対側)端面とリテーナ18Aのクラッチ側端面との間には針状ころ軸受21Aが介在して配置されている。針状ころ軸受21Aとリテーナ18Aとの間には、多板クラッチ8のクラッチプレート間隔を調整するためのシム26Bが介在して配置されている。
リテーナ18Aの外周縁には、その放射方向に突出する複数(本実施の形態では3個)の凸片22Aが設けられている。複数の凸片22Aは、リテーナ18Aの円周方向に等間隔をもって配置されている。複数の凸片22Aには、ガイド43Aを挿通させるガイド挿通孔220Aが設けられている。ガイド挿通孔220Aの内周面とガイド43Aの外周面との間には軸受ブッシュ23Aが介在して配置されている。これにより、リテーナ18Aがガイド43Aに沿って移動する際の抵抗が低減される。ガイド挿通孔220Aの開口周縁とケース本体40のスプリング受面40dとの間に復帰用スプリング24Aが介在して配置されている。
リテーナ18Aには、その内外周面に開口し、かつ支持ピン25Aを挿通させる複数(本実施の形態では3個)のピン挿通孔18cが設けられている。複数のピン挿通孔18cは、カム部材17A及びリテーナ18Aの軸線(回転軸線O)と直交する方向の軸線Vをもち、それぞれが対応する凸片22Aの近傍に配置されている。複数のピン挿通孔18cの内側開口周縁には円環状のころ受部材26Aを着座させる座面180cが、また外側開口周縁にはナット27Aを着座させる座面181cがそれぞれ設けられている。
支持ピン25Aは、外径を互いに異にする大小2つの胴部25a,25b(大径の胴部25a,小径の胴部25b)を有し、胴部25a及びナット27Aによって軸線方向への移動の規制を受けた状態でリテーナ18Aに取り付けられている。支持ピン25A内には、その軸線に軸線を一致させて芯材28Aが埋め込まれている。
大径の胴部25aは、シャフト挿通孔180A内に露出した状態で支持ピン25Aの軸線方向一方側(回転軸線O側)端部に配置されている。大径の胴部25aの外周面は針状ころ29Aの内側軌道面として機能する。大径の胴部25aには、回転軸線O側の端部で外周面に突出し、かつ複数の針状ころ29Aを介してころ受部材26Aに対向する鍔部250aが設けられている。
小径の胴部25bは、ピン挿通孔18cを挿通した状態で支持ピン25Aの軸線方向他方側(ガイド43A側)端部に配置されている。小径の胴部25bには、ナット27Aを螺合(結合)するねじ部250bが設けられている。
図16に転動部材及び支持ピンを示す。図9及び図16に示すように、転動部材19Aはリテーナ18Aのシャフト挿通孔180A内に配置されている。転動部材19Aは円筒部材によって形成されている。転動部材19Aの外周面は凹凸面173(図14に示す)を転動する。そして、転動部材19Aは、ピン挿通孔18cの軸線V(図15に示す)上に配置され、かつ大径の胴部25aの外周面に針状ころ29Aを介して回転可能に支持されている。
転動部材19Aには、軸線方向中央部で針状ころ29A側に突出する円筒状の凸部190Aが設けられている。凸部190Aの軸線方向一方側端面は鍔部250aの端面に、また軸線方向他方側端面はころ受部材26Aの端面にそれぞれ対向する。凸部190Aの内周面は針状ころ29Aの外側軌道面として機能する。支持ピン25Aと複数の針状ころ29Aと転動部材19Aとは、それぞれ軸受の内輪(又は内軸)と転動体と外輪とに相当し、このうち外輪の外周面が凹凸面173を転動する一種のローラである。
(駆動力伝達装置1A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9,図11及び図17を用いて説明する。図17はカム機構における転動部材の動作状態を示す。
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9,図11及び図17を用いて説明する。図17はカム機構における転動部材の動作状態を示す。
図1において、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時には、エンジン202の回転駆動力がトランスミッション203を介してフロントディファレンシャル206に伝達される。そして、フロントディファレンシャル206から前輪側のアクスルシャフト208L,208Rを介して前輪204L,204Rにエンジン202の回転駆動力が伝達され、前輪204L,204Rが回転駆動される。
この場合、駆動力断続装置3では、第1のスプライン歯部3aと第2のスプライン歯部3bとの間でトルク伝達が不能となっている。また、図9(上半分)において、駆動源5の電動モータ50が非通電状態であるため、電動モータ50のモータ回転力が減速機構9A及び歯車伝達機構10Aを介してカム機構16Aに伝達されず、カム機構16Aが作動することがない。そして、転動部材19Aは凹部174の切り欠き底面174cに当接し、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とは摩擦係合していない。
ここで、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時に伴う潤滑油による油流Sについて説明する。図11に示すように、四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時には後輪205Lの回転によってハウジング12が矢印Q1方向に回転する。
これに伴い、第2のハウジングエレメント121における収容空間121aの潤滑油は、ハウジング12の回転によって発生する遠心力を受けて油導出路121c2の開口部1210c2から油収容室43(環状空間43a)に導出されるとともに、ケース本体40の内周面40bに沿う油流Sを形成する。
このため、潤滑油がケース本体40の内周面40bに沿って流動し、その一部はタンク44における第1のタンク部44a内にその油導入口441aから流入して第1のタンク部44aに貯溜される。第1のタンク部44a内の潤滑油は、第1のタンク部44aと第2のタンク部44bとの間に介在する連通路44cを経て第2のタンク部44bに流入し、第2のタンク部44bにも貯溜される。
この場合、油導出口442bの開口面積が油導入口441aの開口面積よりも小さい面積に設定されているため、油導出口442bからタンク44外に流出する油量は油導入口441aからタンク44内に流入する潤滑油よりも少なくなり、それだけタンク44内に潤滑油が貯溜され易い。
従って、本実施の形態においては、四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時による走行時に油収容室43内の潤滑油が少なくなり、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との間での引き摺りトルクの発生が抑制される。
一方、二輪駆動状態にある四輪駆動車200を四輪駆動状態に切り替えるには、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とをトルク伝達可能に連結する。引き続き、駆動力断続装置3によってフロントデフケース212とプロペラシャフト2とをトルク伝達可能に連結する。プロペラシャフト2と後輪側のアクスルシャフト213Lとは、リヤディファレンシャル207等を介してトルク伝達可能に常時連結されている。
このため、エンジン202の回転駆動力がプロペラシャフト2からリヤディファレンシャル207及び後輪側のアクスルシャフト213L等を介して後輪205Lに伝達され、後輪205Lが回転駆動される。
ここで、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、図9(下半分)に示すように、電動モータ50のモータ回転力をカム機構16Aに付与し、カム機構16Aを作動させる。この場合、カム機構16Aが作動すると、カム部材17Aが回転軸線O回り一方向(リテーナ18Aを矢印X方向に移動させる方向)に回転する。
これに伴い、転動部材19Aは、図17に実線で示すようにカム部材17A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17に一点鎖線で示すようにカム部材17A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16Aにおいて、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との間のクリアランスC(図9に示す)をC=0とするための第2のカム推力P2に電動モータ50のモータ回転力が変換される。
このため、転動部材19A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29A及び支持ピン25Aを介してリテーナ18Aを押し付ける。
これに伴い、リテーナ18Aは、復帰用スプリング24A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20Aを押し付ける。
これにより、押付部材20A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クリアランスC(図示せず)が例えばC=0となる。
次に、カム部材17Aが電動モータ50のモータ回転力を受けて回転軸線O回り一方向にさらに回転すると、転動部材19Aが図17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19A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、例えば始端部175a1と終端部175a2との間で転動部材19Aが一方の面175aを転動する範囲であって、終端部175a2に近い側に到達したとき、カム機構16Aでは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1のカム推力P1に電動モータ50のモータ回転力が変換される。
このため、転動部材19Aは、図17に二点鎖線で示すように回転軸線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29A及び支持ピン25Aを介してリテーナ18Aを押し付ける。
これに伴い、リテーナ18Aは、復帰用スプリング24A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とを互いに摩擦係合させる方向に押付部材20Aを押し付ける。
このため、押付部材20A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。
これにより、エンジン202の回転駆動力は、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を介して後輪205Rに伝達され、後輪205Rが回転駆動される。
ここで、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に伴う潤滑油による油流Tについて説明する。図11に示すように、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時にはエンジン202の駆動によってハウジング12が矢印Q2方向に回転する。
これに伴い、第2のハウジングエレメント121における収容空間121aの潤滑油は、ハウジング12の回転に伴い発生する遠心力を受けて油導出路121c2の開口部1210c2から油収容室43(環状空間43a)に導出されるとともに、ケース本体40の内周面40bに沿う油流Tを形成する。このため、油収容室43内の潤滑油がケース本体40の内周面40bに沿って流動する。
この場合、油導出口442bの開口方向である内面443Bと収容部40cの内周面40bの接線dとがなす角度(劣角)θ1は、油導入口441aの内面442Aと収容部40cの内周面40bの接線bとがなす角度(劣角)θ2(本実施の形態では、内面442Aと接線bとが一致し、θ2=0゜である。θ2:図示せず)(θ2<θ1)よりも大きい角度に設定されているため、四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に潤滑油の油導出口442bからタンク44内への導入が円滑に行われ難くなり、油収容室43に十分な潤滑油が貯溜される。
[第2の実施の形態の効果]
以上説明した第2の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
以上説明した第2の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
(1)四輪駆動車200の二輪駆動状態の前進時に油収容室43内の潤滑油が少なくなり、引き摺りトルクを低減することができるとともに、四輪駆動車200の二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行する際に多板クラッチ8におけるクラッチ動作の応答性を高めることができる。
(2)四輪駆動車200の四輪駆動状態の前進時に油収容室43内に潤滑油を十分に貯溜することができるため、メインクラッチ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との摩擦係合時における各クラッチプレートの発熱による損傷発生を抑制することができる。
(3)リテーナ18Aの回転を規制してカム部材17Aのみを回転させて第1のカム推力P1及び第2のカム推力P2を得るため、カム機構16Aの搭載スペースとしては従来のようには広くならない。また、リテーナ18Aの回転が規制されることは、カム機構16Aの作動時に転動部材19Aがカム部材17Aの回転に追従して転動し、所望のカム動作を確保することができる。
(4)リテーナ18Aのシャフト挿通孔18a内に転動部材19Aを収容するため、カム機構16Aの軸線方向寸法を短縮して装置全体の小型化に貢献することができる。
(5)リテーナ18Aは、その円周方向に並列する複数のガイド43Aに沿って移動するため、複数のガイド43Aによって回転が規制される。
(6)転動部材19Aは、円筒ころであるため、カム部材17Aに線接触して転動する。これにより、転動部材が玉(ボール)である場合に比べてラジアル荷重の負荷能力が高められる。
(7)カム部材17Aにおいて、リテーナ18Aを多板クラッチ8側に移動させる(第1のカム推力P1及び第2のカム推力P2を得る)ための2段カムを凹凸面173によって得ることができる。この場合、凹凸面173における凸部175の一方の面175aがカム部材17Aの円周方向に沿ってその軸線方向厚さを漸次大きくする軌道面で形成されているため、転動部材19Aが一方の面175aを上る方向(始端部175a1側から終端部175a2側)に転動すると、リテーナ18Aの多板クラッチ8側への移動量が増加する。
(8)カム部材17Aが減速機構9A及び歯車伝達機構10Aを介して噛合するギヤ部170aを有する。このため、電動モータ50のモータ回転力は、減速機構9Aで減速された後、歯車伝達機構10Aからギヤ部170aを介してカム部材17Aに確実に伝達される。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3実施の形態に係る駆動力伝達装置につき、図18を用いて説明する。図18は駆動力伝達装置の全体(一部省略)を示す。図18において、図3と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第3実施の形態に係る駆動力伝達装置につき、図18を用いて説明する。図18は駆動力伝達装置の全体(一部省略)を示す。図18において、図3と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図18に示すように、本発明の第3の実施の形態に係る駆動力伝達装置250は、ハウジング12の径方向に開口する油導出口を兼用する油導入口251aを有し、ハウジング12と共に回転する円筒状のタンク251を備えた点に特徴がある。
このため、タンク251は、その内周面251bとハウジング12の外周面(リヤハウジング19の外周面)との間にシール部材252を介在させて回転軸線O上に配置され、かつハウジング12(リヤハウジング19)の外周面に取り付けられている。そして、タンク251は、ハウジング12と共に回転し、四輪駆動車200(図1に示す)の二輪駆動状態の前進時において、ハウジング12の回転に伴い生じる遠心力に基づいて収容空間12aの潤滑油を油導入口251aから導入して内部に貯溜する。なお、ハウジング12において、リヤハウジング19がリヤディファレンシャル207側(図18の左側)に、またフロントハウジング18が後輪205R側(図18の右側)にそれぞれ配置されている。
油導入口251aは、タンク251及び収容空間12aに連通し、リヤハウジング19の筒部に回転軸線Oに沿って複数個(図18では3個示す)配置され、全体が回転軸線Oに直交する軸線Lをもつ貫通孔によって形成されている。そして、油導入口251aは、ハウジング12の回転時に収容空間12aの潤滑油をタンク251内に導入する。また、油導入口251aは、ハウジング12の停止時にタンク251の潤滑油を収容空間12aに導出する油導出口として機能する。
このように構成された駆動力伝達装置250においては、ハウジング12の回転に伴い発生する遠心力又は自重によって収容空間12aの潤滑油が第1の油導入口251aからタンク251に流入して貯溜される。
従って、本実施の形態においては、四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時における走行時に収容空間12a及び油収容室43内の潤滑油が少なくなり、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との間での引き摺りトルクの発生が抑制される。
また、本実施の形態においては、タンク251の外側が空間部であるため、コイルホルダ23の内周面とフロントハウジング18(第1のハウジングエレメント20)の外周面との間に空隙g1が、またコイルホルダ23の外周面とフロントハウジング18(第2のハウジングエレメント21)の内周面との間に空隙g2がそれぞれ形成され、コイルホルダ23とフロントハウジング18との間での引き摺りトルクの発生が抑制される。
なお、駆動力伝達装置250には、第1の実施の形態に示す第1のカム機構15及び第2のカム機構16に代えて単一のカム機構253が用いられている。
カム機構253は、パイロットカム254,メインカム255及び転動体256を有し、ハウジング12とインナシャフト13との間に介在して配置されている。そして、カム機構253は、ハウジング12の回転力をパイロットクラッチ10から受けてパイロットカム254とメインカム255との間で発生するカム作用(カム推力P)によってメインクラッチ8に押付力を付与する。
[第3の実施の形態の効果]
以上説明した第3の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
以上説明した第3の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
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との間のみならず、コイルホルダ23とフロントハウジング18との間において引き摺りトルクの発生が抑制されるため、引き摺りトルクによる悪影響を抑制することができる。
以上、本発明の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り、例えば次に示すような変形も可能である。
(1)上記実施の形態では、支持ピン25Aと転動部材19Aとが相対回転であるため、これら部材間に介在する転動体として針状ころ29Aを用いたが、本発明はこれに限定されず、針状ころ29A以外の転動体として玉,円筒ころ,棒状ころ,円すいころ,凸面ころ,凹面ころなど他の転動体を用いてもよい。
(2)上記実施の形態では、減速機構9Aが偏心揺動減速機構であり、少歯数差インボリュート減速機構である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばサイクロイド減速機構等の偏心揺動減速機構を用いてもよく、偏心揺動減速機構以外の他の減速機構を用いてもよい。
(3)上記実施の形態では、インナクラッチプレート80(第1のクラッチプレート)とアウタクラッチプレート(第2のクラッチプレート)81との間のクリアランスCを例えばC=0に短縮するための第2のカム推力P2を発生させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、インナクラッチプレートとアウタクラッチプレートとの間のクリアランスが初期状態の場合と比べて小さくなるような第2のカム推力を発生させてもよい。
(4)上記の実施の形態では、前輪204L,204Rが主駆動輪であり、後輪205L,205Rが補助駆動輪である四輪駆動車200に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、前輪が補助駆動輪であり、後輪が主駆動輪である四輪駆動車に適用してもよい。
(5)上記実施の形態では、ハウジング12が入力軸側に、またインナシャフト13が出力軸側にそれぞれ連結されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ハウジングを出力軸側に、またインナシャフトを入力軸側にそれぞれ連結しても本実施の形態と同様の効果を奏する。
1,1A…駆動力伝達装置、2…プロペラシャフト、3…駆動力断続装置、3a…第1のスプライン歯部、3b…第2のスプライン歯部、3c…スリーブ、4…装置ケース、40…ケース本体、40a…取付部、40b…内周面、400a…貫通孔、40c…収容部、41…ケース蓋体、42…ワッシャ付きのボルト、5…駆動源、50…電動モータ、50a…モータ軸、51A…モータハウジング、52A…駆動源用ハウジング、51…ボルト、52…位置決めピン、53…ウォーム、53A…ボルト、54…伝達部材、54a…曲面部、540a…外歯、55…連結器、55a…円筒部、55b…軸部、56…歯車伝達機構、57…止め輪、58…シール機構、6…歯車機構、60…ドライブピニオン、61…リングギヤ、7…歯車機構、70…ドライブピニオン、71…リングギヤ、8…メインクラッチ(多板クラッチ)、80…インナクラッチプレート、80a…ストレートスプライン嵌合部、80b…油孔、81…アウタクラッチプレート、81a…ストレートスプライン嵌合部、9…電磁クラッチ、90…電磁コイル、90a…ボビン、91…アーマチャ、91a…ストレートスプライン嵌合部、10…パイロットクラッチ、100…インナクラッチプレート、100a…ストレートスプライン嵌合部、101…アウタクラッチプレート、101a…ストレートスプライン嵌合部、12…ハウジング、12a…収容空間、13…インナシャフト、13a~13c…円筒部、13d,13e…段差面、13D…軸部、130a…フランジ、131a…油流動路、132a…ストレートスプライン嵌合部、133a…油路、15…第1のカム機構、150…パイロットカム、150a…ストレートスプライン嵌合部、150b…カム溝、151…メインカム、151a…クラッチプレート押圧部、151b…カム溝、151c…油孔、151d…ピン取付孔、152…カムフォロア、153…針状ころ軸受、154…復帰用スプリング、155…ガイドピン、16…第2のカム機構、160…入力用のカム部材、161…出力用のカム部材、162…押付部材、162a…ストレートスプライン嵌合部,162b…クラッチプレート押圧部、164…針状ころ軸受、167…凸片、167a…外歯、9A…減速機構、90A…回転軸、900A…偏心部、91A…入力部材、910A…中心孔、911A…ピン挿通孔、912A…外歯、913A…孔付きスペーサ、92A…自転力付与部材、920A…内歯、93A…出力部材、10A…歯車伝達機構、100A…第1の歯車、1000A…ピン取付孔、101A…第2の歯車、1010A…ギヤ部、1001A~1004A…円筒部、1005A…ギヤ部、16A…カム機構、17A…カム部材、170…凸片、170a…ギヤ部、170A…シャフト挿通孔、171A…円筒部、171,172…針状ころ軸受、18A…リテーナ、180Aシャフト挿通孔、18b…円筒部、18c…ピン挿通孔、180c,181c…座面、173…凹凸面、174…凹部、174a,174b…切り欠き側面、174c…切り欠き底面、175…凸部、175a,175b…面、175a1…始端部、175a2…終端部、19A…転動部材、190A…凸部、20A…押付部材、21A…針状ころ軸受、22A…凸片、220A…ガイド挿通孔、23A…軸受ブッシュ、24A…復帰用スプリング、25A…支持ピン、25a,25b…胴部、250a…鍔部、250b…ねじ部、26B…シム、26A…ころ受部材、27A…ナット、29A…針状ころ、18…フロントハウジング、18a~18c…孔部、180b…第1の空間部、181b…第2の空間部、182b…第3の空間部、19…リヤハウジング、19b…ストレートスプライン嵌合部、190b…スプライン歯、19c…フランジ、19d…係合凹部、19e…外周面、20…第1のハウジングエレメント、20a~20c…胴部、200a,201a,200b…油路、21…第2のハウジングエレメント、21a…係合凸部、21b…油路、21c…外周面、21d…ポンプ形成部、210d…油流入側端部、211d…油流出側端部、21e…環状空間、22…第3のハウジングエレメント、23…コイルホルダ、23c…収容空間、23a,23b…油路、24…玉軸受、25…シール部材、26…位置決めピン、27…環状空間、28…栓体、29,30…止め輪、31…環状空間、32…シール機構、33…針状ころ軸受、34…止め輪、35…栓体、36…シャフト蓋、36a…ポンプ形成部、360a…外周面、361a…油導入側端部、362a…油導出側端部、37…環状空間、38…玉軸受、39…受部材、42A…主収容空間、43A…ガイド、44A…副収容空間、45A…支持軸、40C…取付部、400C…貫通孔、40d…スプリング受面、40A…エレメント挿通孔、40B…円筒部、411…位置決めピン、41a…蓋部、410a…凹孔、41b…外側円筒部、41c…シャフト挿通孔、43…油収容室、43a…環状空間、44…タンク、44a…第1のタンク部、440a…隔壁、441a…油導入口、441A…開口面、442a…油導出口、44b…第2のタンク部、440b…隔壁、441b…油導入口、442b…油導出口、44c…連通路、45…シール機構、46,47…止め輪、48…油受部、48a…流通口、94…減速機構用ハウジング、940…ハウジングエレメント、95,96…玉軸受、97,98…針状ころ軸受、102,103…玉軸受、104…シール機構、105…玉軸受、106…スペーサ、120…第1のハウジングエレメント、120a…凹部、121…第2のハウジングエレメント、121a…収容空間、121b…外周面、121c…ストレートスプライン嵌合部、121c1…スプライン歯、121c2…油導出路、1210c2…開口部、122,123…針状ころ軸受、124…シール機構、130,131…針状ころ軸受、132…玉軸受、133…シール機構、250…駆動力伝達装置、251…タンク、251a…油導入口、251b…内周面、252…シール部材、253…カム機構、254…パイロットカム、255…メインカム、256…転動体、200…四輪駆動車、201…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…前輪側のアクスルシャフト、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…後輪側のアクスルシャフト、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、A…油流入路、B…油流出路、g1,g2…空隙、P…カム推力、P1…第1のカム推力、P2…第2のカム推力、C…クリアランス、M…磁気回路、L…軸線、O…回転軸線、S,T…油流、V…軸線、θ1,θ2…角度
Claims (14)
- 四輪駆動と二輪駆動との切り替えが可能な四輪駆動車の駆動源によって回転する円筒状の第1の回転部材と、
前記第1の回転部材の内部に少なくとも一部が収容され、かつ前記第1の回転部材にクラッチを介して断続可能に連結された第2の回転部材と、
前記第2の回転部材と前記第1の回転部材との間に介在する収容空間の潤滑油を貯溜するタンク部、及び前記第1の回転部材を収容する円筒状の収容部を有するケースとを備え、
前記ケースにおいて、
前記収容部は、前記第1の回転部材の外周面に対向する内周面を有し、
前記タンク部は、前記収容部の前記内周面に開口し、かつ前記四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時において前記第1の回転部材の回転に伴い生じる遠心力に基づいて前記収容空間の潤滑油を導入する油導入口を有する
駆動力伝達装置。 - 前記ケースは、前記四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時における前記第1の回転部材の回転に伴い形成される潤滑油による油流の方向に沿って前記タンク部の前記油導入口が開口されている請求項1に記載の駆動力伝達装置。
- 前記ケースは、前記収容部の前記内周面と前記第1の回転部材の外周面との間に介在する環状空間を含み、かつ前記収容空間に連通する油収容室を有する請求項1又は2に記載の駆動力伝達装置。
- 前記ケースは、前記四輪駆動車の二輪駆動状態の前進時における前記油導入口の下流側に位置する油導出口を前記タンク部に有し、前記油導出口が前記油流の方向と交差する方向に沿って開口されている請求項2に記載の駆動力伝達装置。
- 前記ケースは、前記タンク部における前記油導入口の開口面積が前記油導出口の開口面積よりも大きい面積に設定されている請求項4に記載の駆動力伝達装置。
- 前記第1の回転部材は、前記外周面が前記ケースの内周面との間にポンプを形成して前記収容空間の潤滑油を前記油収容室に流出させるためのポンプ形成部を有する請求項3乃至5のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置。
- 第1の回転部材は、前記ポンプ形成部の外径が油流入側から油流出側に向かって漸次大きくなる寸法に設定されている請求項6に記載の駆動力伝達装置。
- 前記ケースは、前記タンク部が前記第1の回転部材と共に回転する回転部材によって形成されている請求項1乃至7のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置。
- 前記第2の回転部材は、前記駆動源と異なる副駆動源からの回転力を受けたカム機構の作動による前記クラッチのクラッチ動作によって前記第1の回転部材に断続可能に連結されている請求項1乃至8のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置。
- 前記カム機構は、前記副駆動源からの回転力を受けて回転するカム部材、前記カム部材を転動する転動部材、及び前記転動部材の転動によってカム推力を前記クラッチ側に出力する出力部材を有し、前記出力部材がその回転軸線回りの回転の規制を受け、かつ前記転動部材を転動可能に保持して前記回転軸線の方向に移動可能なリテーナによって構成されている請求項9に記載の駆動力伝達装置。
- 前記カム機構は、前記クラッチを構成して互いに隣り合う第1のクラッチプレートと第2のクラッチプレートとの間のクリアランスを短縮するための第1のカム推力、及び前記第1のクラッチプレートと前記第2のクラッチプレートとを摩擦係合させるための第2のカム推力を前記カム推力に含ませ、前記副駆動源からの回転力を前記第1のカム推力及び前記第2のカム推力に変換する請求項9又は10に記載の駆動力伝達装置。
- 前記カム機構は、前記カム部材が前記副駆動源に減速機構及び歯車伝達機構を介して噛合するギヤ部を有する請求項10又は11に記載の駆動力伝達装置。
- 前記減速機構は、前記副駆動源からの回転力を入力するとともに、この回転力を減速して前記歯車伝達機構に出力する偏心揺動減速機構である請求項12に記載の駆動力伝達装置。
- 前記減速機構は、
前記副駆動源の回転軸線を軸線とし、この軸線に平行な軸線を中心軸線とする偏心部を有する回転軸と、
前記回転軸の前記偏心部に転がり軸受を介して嵌合する中心孔、及び前記中心孔の軸線回りに等間隔をもって並列する複数の貫通孔を有する外歯歯車からなる入力部材と、
前記入力部材に前記外歯歯車の歯数よりも大きい歯数をもって噛合する内歯歯車からなる自転力付与部材と、
前記自転力付与部材によって付与された自転力を前記入力部材から受けて前記歯車伝達機構に出力し、前記複数の貫通孔を挿通する出力部材と
を備えた請求項13に記載の駆動力伝達装置。
Priority Applications (3)
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