駆動力伝達装置
【課題】二段階のカム部を有するカム機構を採用する場合に、伝達トルクの急変を抑制できる駆動力伝達装置を提供する。
【解決手段】カム機構１５０は、支持カム部材１５１と、移動カム部材１５２と、カムボール１５３と、インナシャフト１２０またはメインクラッチ１３０に対して移動カム部材１５２をメインクラッチ１３０側とは反対側の軸方向に付勢する第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５とを備える。カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1の所定位置より深い側に位置する場合には、第一弾性部材１５４が付勢力を発生し、かつ、第二弾性部材１５５は付勢力を発生せず、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1の所定位置より浅い側に位置する場合、および、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2に位置する場合に、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５が付勢力を発生する。
【解決手段】カム機構１５０は、支持カム部材１５１と、移動カム部材１５２と、カムボール１５３と、インナシャフト１２０またはメインクラッチ１３０に対して移動カム部材１５２をメインクラッチ１３０側とは反対側の軸方向に付勢する第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５とを備える。カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1の所定位置より深い側に位置する場合には、第一弾性部材１５４が付勢力を発生し、かつ、第二弾性部材１５５は付勢力を発生せず、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1の所定位置より浅い側に位置する場合、および、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2に位置する場合に、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５が付勢力を発生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向力を発生するカム機構にて二段階のカム部を有する駆動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる電子制御カップリングと称される駆動力伝達装置は、例えば、特開2004-108575号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この駆動力伝達装置は、以下のように構成される。電磁クラッチ装置のパイロットクラッチを介して外側回転部材と内側回転部材との回転差に応じたトルクをカム機構に伝達し、カム機構により当該トルクをメインクラッチに対する軸方向の押付力に変換し、押し付けられたメインクラッチにより外側回転部材と内側回転部材との間でトルクが伝達される。
【０００３】
このカム機構は、支持カム部材に形成される支持側カム溝と移動カム部材に形成される移動側カム溝とにより、二段階のカム部を形成する。すなわち、傾斜角度が大きな第一カム部と、第一カム部の傾斜角度より小さな傾斜角度となる第二カム部とを連続して形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2004-108575号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、第一カム部と第二カム部との境界においてカムボールが移動する瞬間に、移動カム部材によりメインクラッチを押し付ける力が急変する。つまり、当該瞬間の前後において、外側回転部材と内側回転部材との間で伝達されるトルクが急変する。伝達トルクの急変は、運転者にとって不快感となる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、二段階のカム部を有するカム機構を採用する場合に、伝達トルクの急変を抑制できる駆動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１）本発明に係る駆動力伝達装置は、円筒形状の外側回転部材と、前記外側回転部材内に相対回転可能に同軸上に配置された軸状の内側回転部材と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間でトルクを伝達するメインクラッチと、磁力によりアーマチュアを引き寄せることで前記外側回転部材のトルクを伝達可能なパイロットクラッチを備える電磁クラッチ装置と、前記メインクラッチと前記パイロットクラッチとの間に設けられ、前記パイロットクラッチを介して伝達される前記外側回転部材の回転と前記内側回転部材の回転との位相差を軸方向の押圧力に変換して、移動カム部材を軸方向移動させることにより前記メインクラッチを押圧するカム機構とを備える。
【０００８】
前記カム機構は、前記パイロットクラッチにスプライン嵌合すると共に支持側カム溝を備える支持カム部材と、前記内側回転部材にスプライン嵌合すると共に移動側カム溝を備える前記移動カム部材と、前記支持側カム溝と前記移動側カム溝との間に介在し、前記支持カム部材に対して前記移動カム部材を移動させるカムボールと、前記内側回転部材または前記メインクラッチに対して前記移動カム部材を前記メインクラッチ側とは反対側の軸方向に付勢する第一弾性部材および第二弾性部材とを備える。
【０００９】
前記支持側カム溝および前記移動側カム溝は、軸直交平面に対する角度が第一角度である第一カム部と、前記第一カム部より浅く形成されかつ前記第一カム部に周方向に隣接して形成され、軸直交平面に対する角度が前記第一角度より小さな第二角度である第二カム部とを構成する。前記カムボールが前記第一カム部の所定位置より深い側に位置する場合には、前記第一弾性部材が付勢力を発生し、かつ、前記第二弾性部材は付勢力を発生せず、前記カムボールが前記第一カム部の所定位置より浅い側に位置する場合、および、前記カムボールが前記第二カム部に位置する場合に、前記第一弾性部材および前記第二弾性部材が付勢力を発生する。
【００１０】
（請求項２）また、前記第二弾性部材のばね定数は、前記第一弾性部材のばね定数より大きく設定されているとよい。
【００１１】
（請求項３）また、前記メインクラッチは、前記外側回転部材にスプライン嵌合された複数のアウタクラッチ板と、前記内側回転部材にスプライン嵌合され複数の前記アウタクラッチ板のそれぞれの間に挟まれるインナクラッチ板と、前記アウタクラッチ板の内周面より径方向内方に配置され、複数の前記インナクラッチ板のうち両端のインナクラッチ板の間に挟まれ、前記第二弾性部材による付勢力を受けることにより前記両端のインナクラッチ板の接近を規制するインナクラッチ規制部材とを備えるようにしてもよい。
【００１２】
（請求項４）また、前記第二弾性部材は、前記メインクラッチと前記移動カム部材との軸方向間に介在し、前記メインクラッチに対して前記移動カムを前記メインクラッチ側とは反対側の軸方向に付勢する皿バネであり、前記駆動力伝達装置は、前記メインクラッチと前記移動カム部材との軸方向間に介在して、前記移動カム部材による前記メインクラッチに対する押圧力を伝達し、前記皿バネの軸方向変形量を規制する皿バネ変形規制部材を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
（請求項１）本発明によれば、カム機構は二段階のカム部を構成している。すなわち、カム機構は、軸直交平面に対する角度が第一角度である第一カム部と、軸直交平面に対する角度が第一角度より小さな第二角度である第二カム部とを構成する。傾斜角度の大きな第一カム部により、支持カム部材に対する移動カム部材の軸方向移動量を長くすることができる。さらに、傾斜角度の小さな第二カム部により、メインクラッチに対する大きな押付力を得ることができる。
【００１４】
そして、カムボールが第一カム部の所定位置より深い側に位置する場合には、第一弾性部材が付勢力を発生している。従って、確実に、第一弾性部材によって、移動カム部材をメインクラッチから遠い位置に移動させることができる。つまり、第一カム部と第一弾性部材との作用によって、メインクラッチの係合を確実に解除することができるため、引きずりトルクを低減できる。
【００１５】
さらに、カムボールが第一カム部の所定位置より浅い側に位置する場合、および、カムボールが第二カム部に位置する場合に、第一弾性部材および第二弾性部材が付勢力を発生する。つまり、カムボールが第一カム部と第二カム部との境界の前後においては、第一弾性部材および第二弾性部材が付勢力を発生している。そのため、移動カム部材が受けるメインクラッチとは反対側への付勢力が大きくなる。ここで、カムボールが第一カム部と第二カム部との境界前後で移動する場合に、移動カム部材によるメインクラッチへの押付力が変化する。しかし、この瞬間において、第一弾性部材に加えて第二弾性部材の付勢力が発生しているため、移動カム部材によるメインクラッチへの押付力の急変を抑制することができる。その結果、メインクラッチの伝達トルクの急変を抑制することができ、運転者への不快感を和らげることができる。
【００１６】
（請求項２）第二弾性部材のばね定数を第一弾性部材のばね定数より大きくすることで、第一カム部と第二カム部との境界前後において、移動カム部材によるメインクラッチへの押付力の急変をより確実に抑制することができる。
【００１７】
（請求項３）隣り合うインナクラッチ板の対向面間のうち、アウタクラッチ板の内周面より径方向内方においては、軸方向隙間が形成されている。そして、第二弾性部材によってインナクラッチ板を付勢する位置がアウタクラッチ板の内周面より径方向内方に位置する場合には、当該軸方向隙間が形成されているインナクラッチ板の部位を軸方向に押し付けることになる。そうすると、インナクラッチ板が変形するおそれがある。しかし、インナクラッチ規制部材を設けることにより、両端のインナクラッチ板同士の接近を規制することができるため、インナクラッチ板の変形を抑制できる。従って、第二弾性部材による付勢力を確実にインナクラッチ板に伝達できる。
【００１８】
（請求項４）第二弾性部材としての皿バネが完全につぶれた状態に変形すると、反転した形状になるおそれがある。反転すると、皿バネの耐久性、バネ定数などに影響を及ぼすおそれがある。しかし、皿バネ変形規制部材を備えることにより、皿バネが反転することを防止できる。さらに、皿バネ変形規制部材は、移動カム部材の押付力をメインクラッチに伝達する。つまり、移動カム部材からメインクラッチへ押付力を伝達するための部材を利用して、皿バネの変形を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の駆動力伝達装置を備える車両の駆動系統の一部を示すスケルトン図である。
【図２】図１の駆動力伝達装置の軸方向断面図であり、移動カム部材がメインクラッチへの押付力を発生していない状態を示す。
【図３】図２における支持カム部材の左側から見た部分図である。
【図４】図２における移動カム部材の右側から見た部分図である。
【図５】図２におけるカム機構の支持側カム溝および移動側カム溝の周方向断面図であり、図１０〜図１３の位相差θ０の状態を示す。
【図６】図２におけるカム機構の周方向断面図であり、図１０〜図１３の位相差θ１の状態を示す。
【図７】図２におけるカム機構の周方向断面図であり、図１０〜図１３の位相差θ２の状態を示す。
【図８】図２におけるカム機構の周方向断面図であり、図１０〜図１３の位相差θ３の状態を示す。
【図９】図２の駆動力伝達装置に対して、移動カム部材がメインクラッチへの押付力を発生している状態を示す。
【図１０】支持カム部材と移動カム部材との位相差に対する移動カム部材の軸方向変位量を示す図である。
【図１１】支持カム部材と移動カム部材との位相差に対する第一，第二弾性部材による付勢力を示す図である。
【図１２】支持カム部材と移動カム部材との位相差に対する移動カム部材の軸方向力を示す図である。
【図１３】支持カム部材と移動カム部材との位相差に対するメインクラッチの伝達トルクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態の駆動力伝達装置について説明する。本実施形態の駆動力伝達装置は、自動車の四輪駆動モードと二輪駆動モードとの切り換える装置として適用する。そこで、駆動力伝達装置を四輪自動車に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２１】
（自動車の駆動系統）
自動車の駆動系統の一部について図１を参照して説明する。ここで、当該自動車は、エンジンの駆動力を前輪のみに伝達する前輪駆動モードと、当該駆動力を前後輪に伝達する四輪駆動モードとを切り換えることができる。図１には、エンジン（図示せず）から後輪への駆動力の伝達系統について示す。
【００２２】
図１に示すように、エンジン（図示せず）からの駆動力がプロペラシャフト１０を介して、後輪差動装置２０に伝達される。後輪差動装置２０は、ドライブピニオン２１、リングギヤ２２、ピニオン２３，２４、サイドギヤ２５，２６を備える。そして、プロペラシャフト１０から後輪差動装置２０のドライブピニオン２１に伝達された駆動力は、ピニオン２３，２４、サイドギヤ２５を介して、左後輪駆動軸３１に伝達され、左後輪３６に伝達される。一方、ドライブピニオン２１に伝達された駆動力は、ピニオン２３，２４、サイドギヤ２６を介して、右後輪出力軸３２に伝達される。右後輪出力軸３２は、駆動力伝達装置１００および右後輪駆動軸３３を介して、右後輪３７に伝達される。
【００２３】
ここで、駆動力伝達装置１００は、入力側の右後輪出力軸３２と出力側の右後輪駆動軸３３との間でトルク伝達を行う接続状態と、トルク伝達を行わない切断状態とを切り換える。つまり、四輪駆動モードになると、駆動力伝達装置１００が接続状態に切り替わり、エンジンからの駆動力が、左右後輪３６，３７に伝達される。一方、前輪駆動モードになると、駆動力伝達装置１００が切断状態に切り替わり、左右後輪３６，３７は自由な状態となる。このとき、左右後輪３６，３７は、路面との接触によって従動する。
【００２４】
そして、四輪駆動モードにおいては、駆動力伝達装置１００が接続状態になることで、駆動力伝達装置１００の入力側である右後輪出力軸３２と、出力側である右後輪駆動軸３３とは、同方向に回転する。一方、前輪駆動モードにおいては、駆動力伝達装置１００が切断状態になることで、駆動力伝達装置１００の入力側である右後輪出力軸３２と、出力側である右後輪駆動軸３３とは、反対方向に回転する。このように、モードの切り換えによって入出力の回転方向が反転するため、駆動力伝達装置１００を切断状態にした時の引きずりトルクを非常に小さくする必要がある。
【００２５】
（駆動力伝達装置の構成）
駆動力伝達装置１００の構成について、図２を参照して説明する。駆動力伝達装置１００は、いわゆる電子制御カップリングからなる。この駆動力伝達装置１００は、図２に示すように、外側回転部材としてのアウタケース１１０と、内側回転部材としてのインナシャフト１２０と、メインクラッチ１３０と、パイロットクラッチ機構を構成する電磁クラッチ装置１４０と、カム機構１５０とを備えている。
【００２６】
アウタケース１１０は、円筒形状のホールカバー（図示せず）の内周側に、当該ホールカバーに対して回転可能に支持されている。このアウタケース１１０は、全体として円筒形状に形成されており、車両左側（図２の左側）に配置されるフロントハウジング１１１と車両右側（図２の右側）に配置されるリヤハウジング１１２とにより形成されている。
【００２７】
フロントハウジング１１１は、例えばアルミニウムを主成分とする非磁性材料のアルミニウム合金により形成され、有底筒状に形成されている。フロントハウジング１１１の円筒部の外周面が、ホールカバーの内周面に軸受を介して回転可能に支持されている。さらに、フロントハウジング１１１の底部が、右後輪出力軸３２（図１に示す）に連結されている。つまり、フロントハウジング１１１の有底筒状の開口側が図２の右側を向くように配置されている。そして、フロントハウジング１１１の内周面のうち軸方向中央部には、雌スプライン１１１ａが形成されており、当該内周面の開口付近には、雌ねじが形成されている。
【００２８】
リヤハウジング１１２は、円環状に形成されており、フロントハウジング１１１の開口側の径方向内側に、フロントハウジング１１１と一体的に配置されている。リヤハウジング１１２の図２の右側には、全周に亘って環状溝が形成されている。このリヤハウジング１１２の環状溝底の一部分には、非磁性材料としての例えばステンレス鋼により形成された環状部材１１２ａを備えている。リヤハウジング１１２のうち環状部材１１２ａ以外の部位は、磁気回路を形成するために磁性材料である鉄を主成分とする材料（以下、「鉄系材料」と称する）により形成されている。リヤハウジング１１２の外周面には、雄ねじが形成されており、当該雄ねじはフロントハウジング１１１の雌ねじにねじ締めされて固定される。
【００２９】
インナシャフト１２０は、外周面の軸方向中央部に雄スプライン１２０ａを備える軸状に形成されている。このインナシャフト１２０は、リヤハウジング１１２の中央の貫通孔を液密的に貫通して、アウタケース１１０内に相対回転可能に同軸上に配置されている。そして、インナシャフト１２０は、フロントハウジング１１１およびリヤハウジング１１２に対して軸方向位置を規制された状態で、フロントハウジング１１１及びリヤハウジング１１２に軸受を介して回転可能に支持されている。さらに、インナシャフト１２０の車両右側（図２の右側）は、右後輪駆動軸３３（図１に示す）に連結されている。なお、アウタケース１１０とインナシャフト１２０とにより液密的に区画される空間内には、所定の充填率で潤滑油が充填されている。
【００３０】
メインクラッチ１３０は、アウタケース１１０とインナシャフト１２０との間でトルクを伝達する。このメインクラッチ１３０は、鉄系材料により形成された湿式多板式の摩擦クラッチである。メインクラッチ１３０は、フロントハウジング１１１の円筒部内周面とインナシャフト１２０の外周面との間に配置されている。メインクラッチ１３０は、フロントハウジング１１１の底部とリヤハウジング１１２の図２の左側端面との間に配置されている。このメインクラッチ１３０は、インナメインクラッチ板１３１とアウタメインクラッチ板１３２とにより構成され、軸方向に交互に配置されている。つまり、それぞれのインナメインクラッチ板１３１は、複数のアウタメインクラッチ板１３２のそれぞれの間に挟まれて配置されている。
【００３１】
インナメインクラッチ板１３１は、内周側に雌スプライン１３１ａが形成されており、インナシャフト１２０の雄スプライン１２０ａに嵌合されている。アウタメインクラッチ板１３２は、外周側に雄スプライン１３２ａが形成されており、フロントハウジング１１１の雌スプライン１１１ａに嵌合されている。
【００３２】
さらに、複数のインナメインクラッチ板１３１のうち両端以外には、内周縁と外周縁との間に、複数の貫通孔１３１ｂが相互に同位相となるように形成されている。この貫通孔１３１ｂが形成されている部位は、アウタメインクラッチ板１３２の内周面より径方向内方に位置する。
【００３３】
メインクラッチ１３０は、さらに、インナクラッチ規制部材としての規制ピン１３３を備える。規制ピン１３３は、両端以外のインナメインクラッチ板１３１の貫通孔１３１ｂに挿通されており、両端のインナメインクラッチ板１３１の間に挟まれている。そして、規制ピン１３３の両端面が両端のインナメインクラッチ板１３１に当接することで、両端のインナメインクラッチ板１３１の接近を規制する。ここで、規制ピン１３３の両端面が両端のインナメインクラッチ板１３１に当接している状態において、複数のインナメインクラッチ板１３１とアウタメインクラッチ板１３２との間で十分なトルク伝達が可能となるように、規制ピン１３３の長さを設定している。また、両端のインナメインクラッチ板１３１の板厚は、他に比べて厚く形成している。つまり、両端のインナメインクラッチ板１３１は、規制ピン１３３に押し付けられることによる変形を抑制することができる。
【００３４】
電磁クラッチ装置１４０は、磁力によりアーマチュア１４３をヨーク１４１側に引き寄せることでパイロットクラッチ１４４同士を係合させる。つまり、電磁クラッチ装置１４０は、アウタケース１１０のトルクを、カム機構１５０を構成する支持カム部材１５１に伝達する。この電磁クラッチ装置１４０は、ヨーク１４１と、電磁コイル１４２と、アーマチュア１４３と、パイロットクラッチ１４４とにより構成されている。
【００３５】
ヨーク１４１は、環状に形成されており、リヤハウジング１１２に対して相対回転可能となるように隙間を介してリヤハウジング１１２の環状溝に収容されている。ヨーク１４１は、ホールカバーに固定されている。また、ヨーク１４１の内周側が、リヤハウジング１１２に軸受を介して回転可能に支持されている。電磁コイル１４２は、巻線を巻回することにより円環状に形成され、ヨーク１４１に固定されている。
【００３６】
アーマチュア１４３は、鉄系材料により形成されている。外周側に雄スプラインを備える円環状に形成されている。アーマチュア１４３は、メインクラッチ１３０とリヤハウジング１１２との軸方向間に配置されている。そして、アーマチュア１４３の外周側が、フロントハウジング１１１の雌スプライン１１１ａに嵌合されている。アーマチュア１４３は、電磁コイル１４２に電流が供給されると、ヨーク１４１側に引き寄せられるように作用する。
【００３７】
パイロットクラッチ１４４は、アウタケース１１０と支持カム部材１５１との間でトルクを伝達する。このパイロットクラッチ１４４は、鉄系材料により形成されている。パイロットクラッチ１４４は、フロントハウジング１１１の円筒部内周面と支持カム部材１５１の外周面との間に配置されている。さらに、パイロットクラッチ１４４は、アーマチュア１４３とリヤハウジング１１２の図２の左側端面との間に配置されている。このパイロットクラッチ１４４は、インナパイロットクラッチ板１４４ａとアウタパイロットクラッチ板１４４ｂとにより構成され、軸方向に交互に配置されている。インナパイロットクラッチ板１４４ａは、内周側に雌スプラインが形成されており、支持カム部材１５１の雄スプラインに嵌合されている。アウタパイロットクラッチ板１４４ｂは、外周側に雄スプラインが形成されており、フロントハウジング１１１の雌スプライン１１１ａに嵌合されている。
【００３８】
そして、電磁コイル１４２に電流が供給されると、ヨーク１４１、リヤハウジング１１２の外周側、パイロットクラッチ１４４、アーマチュア１４３、パイロットクラッチ１４４、リヤハウジング１１２の内周側、ヨーク１４１を通過する磁気回路が形成される。そうすると、アーマチュア１４３がヨーク１４１側に引き寄せられて、インナパイロットクラッチ板１４４ａとアウタパイロットクラッチ板１４４ｂとが摩擦係合する。そして、アウタケース１１０のトルクを支持カム部材１５１に伝達する。一方、電磁コイル１４２への電流供給を遮断すると、アーマチュア１４３に対する吸引力がなくなり、インナパイロットクラッチ板１４４ａとアウタパイロットクラッチ板１４４ｂとの摩擦係合力が解除される。
【００３９】
カム機構１５０は、メインクラッチ１３０とパイロットクラッチ１４４との間に設けられ、パイロットクラッチ１４４を介して伝達されるアウタケース１１０の回転とインナシャフト１２０の回転との位相差に基づくトルクを軸方向の押圧力に変換してメインクラッチ１３０を押圧する。このカム機構１５０は、支持カム部材１５１と、移動カム部材１５２と、カムボール１５３と、第一弾性部材１５４と、第二弾性部材１５５と、皿バネ変形規制部材１５６とから構成されている。
【００４０】
支持カム部材１５１は、外周側に雄スプラインを備えた円環状に形成されている。この支持カム部材１５１の図２の左側端面には、支持側カム溝１５１ａが形成されている。支持カム部材１５１は、インナシャフト１２０の外周面に対して隙間を介して設けられ、リヤハウジング１１２の図２の右側端面にスラスト軸受１６０を介して支持されている。つまり、支持カム部材１５１は、インナシャフト１２０およびリヤハウジング１１２に対して相対回転可能であり、軸方向に対して規制されて設けられている。さらに、支持カム部材１５１の雄スプラインは、インナパイロットクラッチ板１４４ａの雌スプラインに嵌合している。ここで、支持カム部材１５１の支持側カム溝１５１ａの詳細については、図３〜図５を参照して後述する。
【００４１】
移動カム部材１５２は、鉄系材料により形成され、内周側に雌スプライン１５２ａを備える円環状に形成されている。移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１の図２の左側に配置されている。移動カム部材１５２の図２の右側端面には、支持カム部材１５１の支持側カム溝１５１ａに対して軸方向に対向するように、移動側カム溝１５２ｂが形成されている。移動カム部材１５２の雌スプライン１５２ａが、インナシャフト１２０の雄スプライン１２０ａに嵌合している。従って、移動カム部材１５２は、インナシャフト１２０と共に回転する。さらに、移動カム部材１５２の図２の左側端面は、メインクラッチ１３０の一端に配置されるインナメインクラッチ板１３１に当接し得る状態となっている。移動カム部材１５２は、図２の左側に移動すると、当該インナメインクラッチ板１３１に対して図２の左側へ押し付ける。ここで、移動カム部材１５２の移動側カム溝１５２ｂの詳細については、支持側カム溝１５１ａと共に、図３〜図５を参照して後述する。
【００４２】
カムボール１５３は、球状からなり、支持側カム溝１５１ａとそれに対向する移動側カム溝１５２ｂとの間に介在している。つまり、カムボール１５３およびそれぞれのカム溝１５１ａ，１５２ｂの作用により、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２に位相差が生じた際には、移動カム部材１５２が支持カム部材１５１に対して軸方向に離間する方向（図２の左側）へ移動する。支持カム部材１５１に対する移動カム部材１５２の軸方向離間量は、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２との位相差が大きいほど大きくなる。
【００４３】
第一弾性部材１５４は、インナシャフト１２０における雄スプライン１２０ａの図２の右側に形成された段差端面と、それに対向する移動カム部材１５２の図２の左側端面との間に介在している。この第一弾性部材１５４は、コイルスプリングであり、軸方向長さに応じて軸方向力を発生する。つまり、移動カム部材１５２がメインクラッチ１３０側へ移動する場合には、第一弾性部材１５４は、インナシャフト１２０に対して移動カム部材１５２をメインクラッチ１３０側とは反対側の軸方向に付勢する。
【００４４】
第二弾性部材１５５は、一端のインナメインクラッチ板１３１の端面と、それに対向する移動カム部材１５２の図２の左側端面との間に介在している。この第二弾性部材１５５は、皿バネであり、軸方向長さに応じて軸方向力を発生する。特に、第二弾性部材１５５のばね定数は、第一弾性部材１５４のばね定数よりも大きく設定されている。さらに、第二弾性部材１５５の無負荷状態における軸方向長さは、第一弾性部材１５４の無負荷状態における軸方向長さより短く形成されている。つまり、移動カム部材１５２がメインクラッチ１３０側へ移動して第一弾性部材１５４が付勢力を発生した後に、第二弾性部材１５５は、インナシャフト１２０に対して移動カム部材１５２をメインクラッチ１３０側とは反対側の軸方向に付勢する。
【００４５】
この第二弾性部材１５５は、インナメインクラッチ板１３１のうち規制ピン１３３が配置される径方向位置を付勢する。つまり、第二弾性部材１５５がインナメインクラッチ板１３１を押し付ける場合には、その裏面にて規制ピン１３３が当該付勢力を受けている。ここで、第二弾性部材１５５は、本実施形態において、インナメインクラッチ板１３１に対して移動カム部材１５２を付勢する構成としたが、第一弾性部材１５４と同様に、インナシャフト１２０に対して移動カム部材１５２を付勢するようにしてもよい。
【００４６】
皿バネ変形規制部材１５６は、環状に形成され、メインクラッチ１３０と移動カム部材１５２との軸方向間に介在する。つまり、皿バネ変形規制部材１５６は、第二弾性部材１５５の径方向外側に配置されている。従って、皿バネ変形規制部材１５６は、第二弾性部材１５５の軸方向変形量を皿バネ変形規制部材１５６の軸方向幅よりも狭くなるように変形することを規制する。この皿バネ変形規制部材１５６は、インナメインクラッチ板１３１とアウタメインクラッチ板１３２とが重なり合う径方向位置に配置されている。従って、皿バネ変形規制部材１５６は、移動カム部材１５２によるメインクラッチ１３０に対する押圧力を伝達することになる。
【００４７】
（カム機構の構成）
次に、カム機構１５０の詳細構成について、図３〜図５を参照して説明する。まずは、支持側カム溝１５１ａについて図３および図５を参照して説明する。図３および図５に示すように、支持側カム溝１５１ａは、周方向中央部に端面からの深さが深い中央部１５１ａ１と、中央部１５１ａ１の周方向両側に隣接して形成され、端面からの深さが浅い端部１５１ａ２とを備える。
【００４８】
中央部１５１ａ１の周方向切断面形状は、図５に示すように、軸直交平面に対する角度が第一角度φ１となるように形成されている。この第一角度φ１は、例えば４５°である。つまり、カムボール１５３が中央部１５１ａ１内において周方向に移動する場合には、第一角度φ１の方向に移動する。また、端部１５１ａ２の周方向切断面形状は、図５に示すように、軸直交平面に対する角度が第二角度φ２となるように形成されている。第二角度φ２は、第一角度φ１より小さな角度に設定されている。第二角度φ２は、例えば、５°である。つまり、カムボール１５３が端部１５１ａ２内において周方向に移動する場合には、第二角度φ２の方向に移動する。そして、支持側カム溝１５１ａにおける中央部１５１ａ１と端部１５１ａ２との境界部分は、カムボール１５３が移動しやすくするために凸状曲面により滑らかに接続している。
【００４９】
移動側カム溝１５２ｂは、図４および図５に示す。移動側カム溝１５２ｂは、支持側カム溝１５１ａと同形状に形成されている。すなわち、移動側カム溝１５２ｂは、中央部１５２ｂ１と、端部１５２ｂ２とを備える。つまり、中央部１５２ｂ１の周方向切断面形状は、軸直交平面に対する角度が第一角度φ１であり、端部１５２ｂ２の周方向切断面形状は、軸直交平面に対する角度が第二角度φ２である。
【００５０】
そして、支持側カム溝１５１ａの中央部１５１ａ１と移動側カム溝１５２ｂの中央部１５２ｂ１とにより、第一カム部151a1-152b1を形成する。支持側カム溝１５１ａの端部１５１ａ２と移動側カム溝１５２ｂの端部１５２ｂ２とにより、第二カム部151a2-152b2を形成する。
【００５１】
（支持カム部材に対する移動カム部材の動作）
次に、支持カム部材１５１に対する移動カム部材１５２の動作について、図５〜図８を参照して説明する。図５に示すように、支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２の位相差がゼロの状態においては、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1の最も深い位置に位置する。このとき、カムボール１５３は、支持側カム溝１５１ａの中央部１５１ａ１および移動側カム溝１５２ｂの中央部１５２ｂ１に当接している。
【００５２】
支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２の位相差が少し生じた場合には、図６に示すように、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1のうち第二カム部151a2-152b2との境界側へ移動する。そうすると、移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１に対して軸方向へ移動する。さらに、支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２の位相差が生じた場合には、図７に示すように、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1と第二カム部151a2-152b2との境界に移動する。そうすると、移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１に対して軸方向へさらに移動する。さらに、支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２の位相差が生じた場合には、図８に示すように、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2のうち境界から遠ざかる方向へ移動する。そうすると、移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１に対して軸方向へさらに移動する。
【００５３】
（駆動力伝達装置の動作）
次に、上述した構成からなる駆動力伝達装置１００の動作について図２および図９を参照して説明する。初期状態として、電磁クラッチ装置１４０の電磁コイル１４２に電流が供給されていない状態を説明する。この場合、パイロットクラッチ１４４が係合していないため、アウタケース１１０と支持カム部材１５１とは相対回転可能な状態となる。
【００５４】
また、移動カム部材１５２は、インナシャフト１２０とスプライン嵌合しているため、インナシャフト１２０と共に回転する。そして、図２に示すように、移動カム部材１５２は、第一弾性部材１５４によって図２の右側へ常に付勢されている。さらに、支持カム部材１５１は、カムボール１５３を介して移動カム部材１５２のみにより回転規制されているため、移動カム部材１５２の回転に伴って回転する。そのため、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２とは位相差を生じない。そうすると、カムボール１５３は、図５に示すように、第一カム部151a1-152b1の最も深い位置に位置することになる。従って、移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１側に最も近い位置、すなわち、メインクラッチ１３０から最も遠い位置に位置している。従って、メインクラッチ１３０の係合が確実に解除されている。そのため、引きずりトルクを低減できる。
【００５５】
このとき、移動カム部材１５２は、図２の右側に位置するため、メインクラッチ１３０に対して押付力を発生しない。さらに、インナメインクラッチ板１３１の一端と移動カム部材１５２との離間距離は最も長い状態であるため、第二弾性部材１５５は、付勢力を発生しない。
【００５６】
続いて、アウタケース１１０とインナシャフト１２０とが回転差を生じている場合であって、電磁クラッチ装置１４０の電磁コイル１４２に電流を供給する。そうすると、電磁コイル１４２を基点としてヨーク１４１、リヤハウジング１１２、アーマチュア１４３を循環するループ状の磁気回路が形成される。
【００５７】
磁気回路が形成されることで、アーマチュア１４３がヨーク１４１側、すなわち図２および図９の右側に向かって引き寄せられる。その結果、アーマチュア１４３は、パイロットクラッチ１４４を押圧して、インナパイロットクラッチ板１４４ａとアウタパイロットクラッチ板１４４ｂとが摩擦係合する。そうすると、アウタケース１１０の回転トルクが、パイロットクラッチ１４４を介して支持カム部材１５１へ伝達されて、支持カム部材１５１が回転する。
【００５８】
そうすると、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２とに回転差が生じる。そして、カムボール１５３およびそれぞれのカム溝１５１ａ，１５２ｂの作用により、支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２が軸方向に移動する。この動作は、図５〜図８を参照して説明した通りである。
【００５９】
移動カム部材１５２が図２および図９の左側へ移動すると、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５を収縮変形させる。そして、移動カム部材１５２は、皿バネ変形規制部材１５６を介して、メインクラッチ１３０を押し付ける。そうすると、インナメインクラッチ板１３１とアウタメインクラッチ板１３２とが摩擦係合する。その結果、アウタケース１１０のトルクが、メインクラッチ１３０を介してインナシャフト１２０に伝達される。
【００６０】
ここで、図９に示すように、移動カム部材１５２がメインクラッチ１３０を押し付ける状態において、第二弾性部材１５５は、インナメインクラッチ板１３１を押し付けて、その裏面側を規制ピン１３３によって支持されている。従って、インナメインクラッチ板１３１が第二弾性部材１５５により付勢されるとしても、インナメインクラッチ板１３１は変形しない。
【００６１】
さらに、図９に示すように、皿バネ変形規制部材１５６がメインクラッチ１３０を押し付けている状態において、皿バネである第二弾性部材１５５の軸方向長さは、十分に確保されている。従って、皿バネである第二弾性部材１５５がつぶれ変形して反転する状態になることを防止できる。
【００６２】
（第一，第二カム部と第一，第二弾性部材の作用）
上述した駆動力伝達装置１００において、移動カム部材１５２が支持カム部材１５１に対して軸方向移動する場合に、第一カム部151a1-152b1、第二カム部151a2-152b2、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５の作用について、図１０〜図１３を参照して説明する。各図は、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２との位相差θを横軸とする。そして、位相差θ０は、図５に示すように位相差ゼロの状態である。位相差θ１は、図６に示す状態であり、第二弾性部材１５５が付勢力を発生し始める時点である。位相差θ２は、図７に示す状態であり、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1と第二カム部151a2-152b2との境界に位置する状態である。この位相差θ２が、本発明における第一カム部の所定位置に相当する。位相差θ３は、図８に示すように、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2に位置する状態である。また、図１１〜図１３においては、比較例として、第二弾性部材１５５を設けない構成の場合を一点鎖線にて示す。
【００６３】
位相差θに対する移動カム部材１５２の軸方向変位量Ｘは、図１０に示すようになる。位相差θ０の場合における移動カム部材１５２の軸方向変位量は、Ｘ０とする。そして、位相差θ０〜θ２間は、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1を移動する。そのため、この間は、第一カム部151a1-152b1の第一角度φ１に応じた変位量となる。そして、位相差θ２における移動カム部材１５２の軸方向変位量は、Ｘ２となる。
【００６４】
そして、位相差θ２を超えてθ３までの間、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2を移動する。そのため、この間は、第二カム部151a2-152b2の第二角度φ２に応じた変位量となる。位相差θ３における移動カム部材１５２の軸方向変位量は、Ｘ３となる。ここで、図５に示すように、第二角度φ２は、第一角度φ１より小さな角度である。従って、位相差θに対する移動カム部材１５２の軸方向変位量Ｘの変化量は、θ０〜θ２間の方がθ２〜θ３間より大きくなる。
【００６５】
位相差θに対する第一，第二弾性部材１５４，１５５による付勢力は、図１１の実線に示すようになる。図１１の実線にて示すように、位相差θ０においては、第一弾性部材１５４のみの付勢力が発生している。このときの付勢力は、Ｆａ０である。そして、位相差θ０〜θ１間において、第一弾性部材１５４のみが付勢力を発生し、第二弾性部材１５５は付勢力を発生していない。そのため、この間は、第一弾性部材１５４の軸方向収縮量に応じた力となる。第一弾性部材１５４の軸方向収縮量は、移動カム部材１５２の軸方向変位量に対応する。位相差θ１における付勢力はＦａ１となる。
【００６６】
位相差θ１〜θ２間では、第一弾性部材１５４に加えて第二弾性部材１５５が付勢力を発生する。従って、この間は、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５の軸方向収縮量に応じた力となる。つまり、位相差θ０〜θ１間における付勢力の変化量に比べて、位相差θ１〜θ２間における付勢力の変化量は、第二弾性部材１５５の影響により大きくなる。位相差θ２における付勢力はＦａ２となる。
【００６７】
位相差θ２〜θ３間は、位相差θ１〜θ２間と同様に、第一弾性部材１５４に加えて第二弾性部材１５５が付勢力を発生する。従って、この間も、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５の軸方向収縮量に応じた力となる。ここで、位相差θ２〜θ３間は、図１０に示したように、位相差θ１〜θ２間に比べて、位相差θに対する移動カム部材１５２の軸方向変位量の変化が小さくなる。そのため、位相差θ２〜θ３間における付勢力の変化は、位相差θ１〜θ２間における付勢力の変化に比べて小さくなっている。ここで、位相差θ３における付勢力はＦａ３となる。
【００６８】
ここで、比較例における第一弾性部材１５４のみによる付勢力について説明する。図１１の一点鎖線にて示すように、第一弾性部材１５４のみであるため、位相差θ０〜θ２間は、直線状に変化し、位相差θ２〜θ３間は、傾きの異なる直線状に変化する。つまり、本実施形態と比較すると、第二弾性部材１５５の付勢力が発生している位相差θ１〜θ３間における付勢力が異なる。
【００６９】
次に、位相差θに対する移動カム部材１５２の軸方向力Ｆｂは、図１２の実線にて示すようになる。ここで、移動カム部材１５２は、第一，第二弾性部材１５４，１５５の付勢力に抗してメインクラッチ１３０側へ移動する。つまり、当該軸方向力とは、移動カム部材１５２がカムボール１５３およびカム溝１５１ａ，１５２ｂの作用によって軸方向一方に移動する力から、第一，第二弾性部材１５４，１５５の付勢力を差し引いた力となる。
【００７０】
図１２の実線にて示すように、位相差θ０における軸方向力は、Ｆｂ０である。位相差θ０〜θ１間における軸方向力は、直線状に変化する。そして、位相差θ１における軸方向力はＦｂ１となる。位相差θ１〜θ２間における軸方向力は、θ０〜θ１間における軸方向力の傾きに比べて緩やかな傾きの直線状に変化する。そして、位相差θ２における軸方向力はＦｂ２となる。位相差θ２〜θ３間における軸方向力は、θ１〜θ２間における軸方向力の傾きに比べて急な傾きの直線状に変化する。つまり、位相差θ２〜θ３間において、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2の第二角度φ２に沿って移動するため、移動カム部材１５２による大きな軸方向力、すなわち移動カム部材１５２によるメインクラッチ１３０に対する大きな押付力を得ることができる。なお、位相差θ３における軸方向力はＦｂ３となる。
【００７１】
ここで、比較例における移動カム部材１５２の軸方向力について説明する。図１２の一点鎖線にて示すように、第一弾性部材１５４のみであるため、位相差θ０〜θ２間は、直線状に変化し、位相差θ２〜θ３間は、傾きの異なる直線状に変化する。つまり、本実施形態と比較すると、第二弾性部材１５５の付勢力が発生している位相差θ１〜θ３間における付勢力が異なる。
【００７２】
図１２の実線にて示す本実施形態と、一点鎖線にて示す比較例とを比較する。両者における位相差θ２の前後における軸方向力の変化量を見ると、本実施形態の方が比較例より小さいことが分かる。つまり、本実施形態によれば、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1と第二カム部151a2-152b2との境界を超える際に、移動カム部材１５２の軸方向力の変化を抑制することができている。特に、第二弾性部材１５５としてばね定数の大きな皿バネを適用することで、移動カム部材１５２の軸方向力の変化をより確実に抑制できる。
【００７３】
次に、位相差θに対するメインクラッチ１３０の伝達トルクＴｒは、図１３の実線にて示すようになる。ここで、メインクラッチ１３０が伝達トルクＴｒを発生させるのは、第二弾性部材１５５が付勢力を発生させた後となる。つまり、当該伝達トルクＴｒは、第二弾性部材１５５が付勢力を発生させ始めた後における移動カム部材１５２の軸方向力Ｆｂに応じた値となる。
【００７４】
図１３の実線にて示すように、位相差θ０〜θ１間における伝達トルクは、Ｔｒ０（＝０）である。位相差θ１〜θ２間における伝達トルクＴｒは直線状に変化する。そして、位相差θ２における伝達トルクはＴｒ２となる。位相差θ２〜θ３間における伝達トルクＴｒは、θ１〜θ２間における軸方向力の傾きに比べて急な傾きの直線状に変化する。そして、位相差θ３における伝達トルクはＴｒ３となる。
【００７５】
ここで、比較例における伝達トルクＴｒについて説明する。ここで、移動カム部材１５２がメインクラッチ１３０への押付力を発生させる時点を、位相差θ１の時として説明する。図１３の一点鎖線にて示すように、位相差θ０〜θ１間における伝達トルクＴｒはゼロである。位相差θ１〜θ２間において、伝達トルクＴｒは、直線状に変化し、位相差θ２〜θ３間は、傾きの大きな直線状に変化する。
【００７６】
図１３の実線にて示す本実施形態と、一点鎖線にて示す比較例とを比較する。位相差θ１〜θ２、θ２〜θ３において、本実施形態における伝達トルクＴｒは、比較例における伝達トルクより小さい。この理由は、本実施形態においては、第二弾性部材１５５の付勢力が、移動カム部材１５２によるメインクラッチ１３０への押付力を弱める方向に作用するためである。
【００７７】
そして、両者における位相差θ２の前後における伝達トルクＴｒの変化量を見ると、本実施形態の方が比較例より小さいことが分かる。つまり、本実施形態によれば、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1と第二カム部151a2-152b2との境界を超える際に、伝達トルクＴｒの変化を抑制できている。その結果、運転者への不快感を和らげることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００：駆動力伝達装置、 １１０：アウタケース（外側回転部材）、 １２０：インナシャフト（内側回転部材）、 １３０：メインクラッチ、 １３１：インナメインクラッチ板、 １３２：アウタメインクラッチ板、 １３３：規制ピン（インナクラッチ規制部材）、 １４０：電磁クラッチ装置、 １４２：電磁コイル、 １４３：アーマチュア、 １４４：パイロットクラッチ、 １５０：カム機構、 １５１：支持カム部材、 １５１ａ：支持側カム溝、 １５２：移動カム部材、 １５２ｂ：移動側カム溝、 151a1-152b1：第一カム部、 151a2-152b2：第二カム部、 １５３：カムボール、 １５４：第一弾性部材、 １５５：第二弾性部材、 １５６：皿バネ変形規制部材、 φ１：第一角度、 φ２：第二角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向力を発生するカム機構にて二段階のカム部を有する駆動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる電子制御カップリングと称される駆動力伝達装置は、例えば、特開2004-108575号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この駆動力伝達装置は、以下のように構成される。電磁クラッチ装置のパイロットクラッチを介して外側回転部材と内側回転部材との回転差に応じたトルクをカム機構に伝達し、カム機構により当該トルクをメインクラッチに対する軸方向の押付力に変換し、押し付けられたメインクラッチにより外側回転部材と内側回転部材との間でトルクが伝達される。
【０００３】
このカム機構は、支持カム部材に形成される支持側カム溝と移動カム部材に形成される移動側カム溝とにより、二段階のカム部を形成する。すなわち、傾斜角度が大きな第一カム部と、第一カム部の傾斜角度より小さな傾斜角度となる第二カム部とを連続して形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2004-108575号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、第一カム部と第二カム部との境界においてカムボールが移動する瞬間に、移動カム部材によりメインクラッチを押し付ける力が急変する。つまり、当該瞬間の前後において、外側回転部材と内側回転部材との間で伝達されるトルクが急変する。伝達トルクの急変は、運転者にとって不快感となる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、二段階のカム部を有するカム機構を採用する場合に、伝達トルクの急変を抑制できる駆動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１）本発明に係る駆動力伝達装置は、円筒形状の外側回転部材と、前記外側回転部材内に相対回転可能に同軸上に配置された軸状の内側回転部材と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間でトルクを伝達するメインクラッチと、磁力によりアーマチュアを引き寄せることで前記外側回転部材のトルクを伝達可能なパイロットクラッチを備える電磁クラッチ装置と、前記メインクラッチと前記パイロットクラッチとの間に設けられ、前記パイロットクラッチを介して伝達される前記外側回転部材の回転と前記内側回転部材の回転との位相差を軸方向の押圧力に変換して、移動カム部材を軸方向移動させることにより前記メインクラッチを押圧するカム機構とを備える。
【０００８】
前記カム機構は、前記パイロットクラッチにスプライン嵌合すると共に支持側カム溝を備える支持カム部材と、前記内側回転部材にスプライン嵌合すると共に移動側カム溝を備える前記移動カム部材と、前記支持側カム溝と前記移動側カム溝との間に介在し、前記支持カム部材に対して前記移動カム部材を移動させるカムボールと、前記内側回転部材または前記メインクラッチに対して前記移動カム部材を前記メインクラッチ側とは反対側の軸方向に付勢する第一弾性部材および第二弾性部材とを備える。
【０００９】
前記支持側カム溝および前記移動側カム溝は、軸直交平面に対する角度が第一角度である第一カム部と、前記第一カム部より浅く形成されかつ前記第一カム部に周方向に隣接して形成され、軸直交平面に対する角度が前記第一角度より小さな第二角度である第二カム部とを構成する。前記カムボールが前記第一カム部の所定位置より深い側に位置する場合には、前記第一弾性部材が付勢力を発生し、かつ、前記第二弾性部材は付勢力を発生せず、前記カムボールが前記第一カム部の所定位置より浅い側に位置する場合、および、前記カムボールが前記第二カム部に位置する場合に、前記第一弾性部材および前記第二弾性部材が付勢力を発生する。
【００１０】
（請求項２）また、前記第二弾性部材のばね定数は、前記第一弾性部材のばね定数より大きく設定されているとよい。
【００１１】
（請求項３）また、前記メインクラッチは、前記外側回転部材にスプライン嵌合された複数のアウタクラッチ板と、前記内側回転部材にスプライン嵌合され複数の前記アウタクラッチ板のそれぞれの間に挟まれるインナクラッチ板と、前記アウタクラッチ板の内周面より径方向内方に配置され、複数の前記インナクラッチ板のうち両端のインナクラッチ板の間に挟まれ、前記第二弾性部材による付勢力を受けることにより前記両端のインナクラッチ板の接近を規制するインナクラッチ規制部材とを備えるようにしてもよい。
【００１２】
（請求項４）また、前記第二弾性部材は、前記メインクラッチと前記移動カム部材との軸方向間に介在し、前記メインクラッチに対して前記移動カムを前記メインクラッチ側とは反対側の軸方向に付勢する皿バネであり、前記駆動力伝達装置は、前記メインクラッチと前記移動カム部材との軸方向間に介在して、前記移動カム部材による前記メインクラッチに対する押圧力を伝達し、前記皿バネの軸方向変形量を規制する皿バネ変形規制部材を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
（請求項１）本発明によれば、カム機構は二段階のカム部を構成している。すなわち、カム機構は、軸直交平面に対する角度が第一角度である第一カム部と、軸直交平面に対する角度が第一角度より小さな第二角度である第二カム部とを構成する。傾斜角度の大きな第一カム部により、支持カム部材に対する移動カム部材の軸方向移動量を長くすることができる。さらに、傾斜角度の小さな第二カム部により、メインクラッチに対する大きな押付力を得ることができる。
【００１４】
そして、カムボールが第一カム部の所定位置より深い側に位置する場合には、第一弾性部材が付勢力を発生している。従って、確実に、第一弾性部材によって、移動カム部材をメインクラッチから遠い位置に移動させることができる。つまり、第一カム部と第一弾性部材との作用によって、メインクラッチの係合を確実に解除することができるため、引きずりトルクを低減できる。
【００１５】
さらに、カムボールが第一カム部の所定位置より浅い側に位置する場合、および、カムボールが第二カム部に位置する場合に、第一弾性部材および第二弾性部材が付勢力を発生する。つまり、カムボールが第一カム部と第二カム部との境界の前後においては、第一弾性部材および第二弾性部材が付勢力を発生している。そのため、移動カム部材が受けるメインクラッチとは反対側への付勢力が大きくなる。ここで、カムボールが第一カム部と第二カム部との境界前後で移動する場合に、移動カム部材によるメインクラッチへの押付力が変化する。しかし、この瞬間において、第一弾性部材に加えて第二弾性部材の付勢力が発生しているため、移動カム部材によるメインクラッチへの押付力の急変を抑制することができる。その結果、メインクラッチの伝達トルクの急変を抑制することができ、運転者への不快感を和らげることができる。
【００１６】
（請求項２）第二弾性部材のばね定数を第一弾性部材のばね定数より大きくすることで、第一カム部と第二カム部との境界前後において、移動カム部材によるメインクラッチへの押付力の急変をより確実に抑制することができる。
【００１７】
（請求項３）隣り合うインナクラッチ板の対向面間のうち、アウタクラッチ板の内周面より径方向内方においては、軸方向隙間が形成されている。そして、第二弾性部材によってインナクラッチ板を付勢する位置がアウタクラッチ板の内周面より径方向内方に位置する場合には、当該軸方向隙間が形成されているインナクラッチ板の部位を軸方向に押し付けることになる。そうすると、インナクラッチ板が変形するおそれがある。しかし、インナクラッチ規制部材を設けることにより、両端のインナクラッチ板同士の接近を規制することができるため、インナクラッチ板の変形を抑制できる。従って、第二弾性部材による付勢力を確実にインナクラッチ板に伝達できる。
【００１８】
（請求項４）第二弾性部材としての皿バネが完全につぶれた状態に変形すると、反転した形状になるおそれがある。反転すると、皿バネの耐久性、バネ定数などに影響を及ぼすおそれがある。しかし、皿バネ変形規制部材を備えることにより、皿バネが反転することを防止できる。さらに、皿バネ変形規制部材は、移動カム部材の押付力をメインクラッチに伝達する。つまり、移動カム部材からメインクラッチへ押付力を伝達するための部材を利用して、皿バネの変形を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の駆動力伝達装置を備える車両の駆動系統の一部を示すスケルトン図である。
【図２】図１の駆動力伝達装置の軸方向断面図であり、移動カム部材がメインクラッチへの押付力を発生していない状態を示す。
【図３】図２における支持カム部材の左側から見た部分図である。
【図４】図２における移動カム部材の右側から見た部分図である。
【図５】図２におけるカム機構の支持側カム溝および移動側カム溝の周方向断面図であり、図１０〜図１３の位相差θ０の状態を示す。
【図６】図２におけるカム機構の周方向断面図であり、図１０〜図１３の位相差θ１の状態を示す。
【図７】図２におけるカム機構の周方向断面図であり、図１０〜図１３の位相差θ２の状態を示す。
【図８】図２におけるカム機構の周方向断面図であり、図１０〜図１３の位相差θ３の状態を示す。
【図９】図２の駆動力伝達装置に対して、移動カム部材がメインクラッチへの押付力を発生している状態を示す。
【図１０】支持カム部材と移動カム部材との位相差に対する移動カム部材の軸方向変位量を示す図である。
【図１１】支持カム部材と移動カム部材との位相差に対する第一，第二弾性部材による付勢力を示す図である。
【図１２】支持カム部材と移動カム部材との位相差に対する移動カム部材の軸方向力を示す図である。
【図１３】支持カム部材と移動カム部材との位相差に対するメインクラッチの伝達トルクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態の駆動力伝達装置について説明する。本実施形態の駆動力伝達装置は、自動車の四輪駆動モードと二輪駆動モードとの切り換える装置として適用する。そこで、駆動力伝達装置を四輪自動車に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２１】
（自動車の駆動系統）
自動車の駆動系統の一部について図１を参照して説明する。ここで、当該自動車は、エンジンの駆動力を前輪のみに伝達する前輪駆動モードと、当該駆動力を前後輪に伝達する四輪駆動モードとを切り換えることができる。図１には、エンジン（図示せず）から後輪への駆動力の伝達系統について示す。
【００２２】
図１に示すように、エンジン（図示せず）からの駆動力がプロペラシャフト１０を介して、後輪差動装置２０に伝達される。後輪差動装置２０は、ドライブピニオン２１、リングギヤ２２、ピニオン２３，２４、サイドギヤ２５，２６を備える。そして、プロペラシャフト１０から後輪差動装置２０のドライブピニオン２１に伝達された駆動力は、ピニオン２３，２４、サイドギヤ２５を介して、左後輪駆動軸３１に伝達され、左後輪３６に伝達される。一方、ドライブピニオン２１に伝達された駆動力は、ピニオン２３，２４、サイドギヤ２６を介して、右後輪出力軸３２に伝達される。右後輪出力軸３２は、駆動力伝達装置１００および右後輪駆動軸３３を介して、右後輪３７に伝達される。
【００２３】
ここで、駆動力伝達装置１００は、入力側の右後輪出力軸３２と出力側の右後輪駆動軸３３との間でトルク伝達を行う接続状態と、トルク伝達を行わない切断状態とを切り換える。つまり、四輪駆動モードになると、駆動力伝達装置１００が接続状態に切り替わり、エンジンからの駆動力が、左右後輪３６，３７に伝達される。一方、前輪駆動モードになると、駆動力伝達装置１００が切断状態に切り替わり、左右後輪３６，３７は自由な状態となる。このとき、左右後輪３６，３７は、路面との接触によって従動する。
【００２４】
そして、四輪駆動モードにおいては、駆動力伝達装置１００が接続状態になることで、駆動力伝達装置１００の入力側である右後輪出力軸３２と、出力側である右後輪駆動軸３３とは、同方向に回転する。一方、前輪駆動モードにおいては、駆動力伝達装置１００が切断状態になることで、駆動力伝達装置１００の入力側である右後輪出力軸３２と、出力側である右後輪駆動軸３３とは、反対方向に回転する。このように、モードの切り換えによって入出力の回転方向が反転するため、駆動力伝達装置１００を切断状態にした時の引きずりトルクを非常に小さくする必要がある。
【００２５】
（駆動力伝達装置の構成）
駆動力伝達装置１００の構成について、図２を参照して説明する。駆動力伝達装置１００は、いわゆる電子制御カップリングからなる。この駆動力伝達装置１００は、図２に示すように、外側回転部材としてのアウタケース１１０と、内側回転部材としてのインナシャフト１２０と、メインクラッチ１３０と、パイロットクラッチ機構を構成する電磁クラッチ装置１４０と、カム機構１５０とを備えている。
【００２６】
アウタケース１１０は、円筒形状のホールカバー（図示せず）の内周側に、当該ホールカバーに対して回転可能に支持されている。このアウタケース１１０は、全体として円筒形状に形成されており、車両左側（図２の左側）に配置されるフロントハウジング１１１と車両右側（図２の右側）に配置されるリヤハウジング１１２とにより形成されている。
【００２７】
フロントハウジング１１１は、例えばアルミニウムを主成分とする非磁性材料のアルミニウム合金により形成され、有底筒状に形成されている。フロントハウジング１１１の円筒部の外周面が、ホールカバーの内周面に軸受を介して回転可能に支持されている。さらに、フロントハウジング１１１の底部が、右後輪出力軸３２（図１に示す）に連結されている。つまり、フロントハウジング１１１の有底筒状の開口側が図２の右側を向くように配置されている。そして、フロントハウジング１１１の内周面のうち軸方向中央部には、雌スプライン１１１ａが形成されており、当該内周面の開口付近には、雌ねじが形成されている。
【００２８】
リヤハウジング１１２は、円環状に形成されており、フロントハウジング１１１の開口側の径方向内側に、フロントハウジング１１１と一体的に配置されている。リヤハウジング１１２の図２の右側には、全周に亘って環状溝が形成されている。このリヤハウジング１１２の環状溝底の一部分には、非磁性材料としての例えばステンレス鋼により形成された環状部材１１２ａを備えている。リヤハウジング１１２のうち環状部材１１２ａ以外の部位は、磁気回路を形成するために磁性材料である鉄を主成分とする材料（以下、「鉄系材料」と称する）により形成されている。リヤハウジング１１２の外周面には、雄ねじが形成されており、当該雄ねじはフロントハウジング１１１の雌ねじにねじ締めされて固定される。
【００２９】
インナシャフト１２０は、外周面の軸方向中央部に雄スプライン１２０ａを備える軸状に形成されている。このインナシャフト１２０は、リヤハウジング１１２の中央の貫通孔を液密的に貫通して、アウタケース１１０内に相対回転可能に同軸上に配置されている。そして、インナシャフト１２０は、フロントハウジング１１１およびリヤハウジング１１２に対して軸方向位置を規制された状態で、フロントハウジング１１１及びリヤハウジング１１２に軸受を介して回転可能に支持されている。さらに、インナシャフト１２０の車両右側（図２の右側）は、右後輪駆動軸３３（図１に示す）に連結されている。なお、アウタケース１１０とインナシャフト１２０とにより液密的に区画される空間内には、所定の充填率で潤滑油が充填されている。
【００３０】
メインクラッチ１３０は、アウタケース１１０とインナシャフト１２０との間でトルクを伝達する。このメインクラッチ１３０は、鉄系材料により形成された湿式多板式の摩擦クラッチである。メインクラッチ１３０は、フロントハウジング１１１の円筒部内周面とインナシャフト１２０の外周面との間に配置されている。メインクラッチ１３０は、フロントハウジング１１１の底部とリヤハウジング１１２の図２の左側端面との間に配置されている。このメインクラッチ１３０は、インナメインクラッチ板１３１とアウタメインクラッチ板１３２とにより構成され、軸方向に交互に配置されている。つまり、それぞれのインナメインクラッチ板１３１は、複数のアウタメインクラッチ板１３２のそれぞれの間に挟まれて配置されている。
【００３１】
インナメインクラッチ板１３１は、内周側に雌スプライン１３１ａが形成されており、インナシャフト１２０の雄スプライン１２０ａに嵌合されている。アウタメインクラッチ板１３２は、外周側に雄スプライン１３２ａが形成されており、フロントハウジング１１１の雌スプライン１１１ａに嵌合されている。
【００３２】
さらに、複数のインナメインクラッチ板１３１のうち両端以外には、内周縁と外周縁との間に、複数の貫通孔１３１ｂが相互に同位相となるように形成されている。この貫通孔１３１ｂが形成されている部位は、アウタメインクラッチ板１３２の内周面より径方向内方に位置する。
【００３３】
メインクラッチ１３０は、さらに、インナクラッチ規制部材としての規制ピン１３３を備える。規制ピン１３３は、両端以外のインナメインクラッチ板１３１の貫通孔１３１ｂに挿通されており、両端のインナメインクラッチ板１３１の間に挟まれている。そして、規制ピン１３３の両端面が両端のインナメインクラッチ板１３１に当接することで、両端のインナメインクラッチ板１３１の接近を規制する。ここで、規制ピン１３３の両端面が両端のインナメインクラッチ板１３１に当接している状態において、複数のインナメインクラッチ板１３１とアウタメインクラッチ板１３２との間で十分なトルク伝達が可能となるように、規制ピン１３３の長さを設定している。また、両端のインナメインクラッチ板１３１の板厚は、他に比べて厚く形成している。つまり、両端のインナメインクラッチ板１３１は、規制ピン１３３に押し付けられることによる変形を抑制することができる。
【００３４】
電磁クラッチ装置１４０は、磁力によりアーマチュア１４３をヨーク１４１側に引き寄せることでパイロットクラッチ１４４同士を係合させる。つまり、電磁クラッチ装置１４０は、アウタケース１１０のトルクを、カム機構１５０を構成する支持カム部材１５１に伝達する。この電磁クラッチ装置１４０は、ヨーク１４１と、電磁コイル１４２と、アーマチュア１４３と、パイロットクラッチ１４４とにより構成されている。
【００３５】
ヨーク１４１は、環状に形成されており、リヤハウジング１１２に対して相対回転可能となるように隙間を介してリヤハウジング１１２の環状溝に収容されている。ヨーク１４１は、ホールカバーに固定されている。また、ヨーク１４１の内周側が、リヤハウジング１１２に軸受を介して回転可能に支持されている。電磁コイル１４２は、巻線を巻回することにより円環状に形成され、ヨーク１４１に固定されている。
【００３６】
アーマチュア１４３は、鉄系材料により形成されている。外周側に雄スプラインを備える円環状に形成されている。アーマチュア１４３は、メインクラッチ１３０とリヤハウジング１１２との軸方向間に配置されている。そして、アーマチュア１４３の外周側が、フロントハウジング１１１の雌スプライン１１１ａに嵌合されている。アーマチュア１４３は、電磁コイル１４２に電流が供給されると、ヨーク１４１側に引き寄せられるように作用する。
【００３７】
パイロットクラッチ１４４は、アウタケース１１０と支持カム部材１５１との間でトルクを伝達する。このパイロットクラッチ１４４は、鉄系材料により形成されている。パイロットクラッチ１４４は、フロントハウジング１１１の円筒部内周面と支持カム部材１５１の外周面との間に配置されている。さらに、パイロットクラッチ１４４は、アーマチュア１４３とリヤハウジング１１２の図２の左側端面との間に配置されている。このパイロットクラッチ１４４は、インナパイロットクラッチ板１４４ａとアウタパイロットクラッチ板１４４ｂとにより構成され、軸方向に交互に配置されている。インナパイロットクラッチ板１４４ａは、内周側に雌スプラインが形成されており、支持カム部材１５１の雄スプラインに嵌合されている。アウタパイロットクラッチ板１４４ｂは、外周側に雄スプラインが形成されており、フロントハウジング１１１の雌スプライン１１１ａに嵌合されている。
【００３８】
そして、電磁コイル１４２に電流が供給されると、ヨーク１４１、リヤハウジング１１２の外周側、パイロットクラッチ１４４、アーマチュア１４３、パイロットクラッチ１４４、リヤハウジング１１２の内周側、ヨーク１４１を通過する磁気回路が形成される。そうすると、アーマチュア１４３がヨーク１４１側に引き寄せられて、インナパイロットクラッチ板１４４ａとアウタパイロットクラッチ板１４４ｂとが摩擦係合する。そして、アウタケース１１０のトルクを支持カム部材１５１に伝達する。一方、電磁コイル１４２への電流供給を遮断すると、アーマチュア１４３に対する吸引力がなくなり、インナパイロットクラッチ板１４４ａとアウタパイロットクラッチ板１４４ｂとの摩擦係合力が解除される。
【００３９】
カム機構１５０は、メインクラッチ１３０とパイロットクラッチ１４４との間に設けられ、パイロットクラッチ１４４を介して伝達されるアウタケース１１０の回転とインナシャフト１２０の回転との位相差に基づくトルクを軸方向の押圧力に変換してメインクラッチ１３０を押圧する。このカム機構１５０は、支持カム部材１５１と、移動カム部材１５２と、カムボール１５３と、第一弾性部材１５４と、第二弾性部材１５５と、皿バネ変形規制部材１５６とから構成されている。
【００４０】
支持カム部材１５１は、外周側に雄スプラインを備えた円環状に形成されている。この支持カム部材１５１の図２の左側端面には、支持側カム溝１５１ａが形成されている。支持カム部材１５１は、インナシャフト１２０の外周面に対して隙間を介して設けられ、リヤハウジング１１２の図２の右側端面にスラスト軸受１６０を介して支持されている。つまり、支持カム部材１５１は、インナシャフト１２０およびリヤハウジング１１２に対して相対回転可能であり、軸方向に対して規制されて設けられている。さらに、支持カム部材１５１の雄スプラインは、インナパイロットクラッチ板１４４ａの雌スプラインに嵌合している。ここで、支持カム部材１５１の支持側カム溝１５１ａの詳細については、図３〜図５を参照して後述する。
【００４１】
移動カム部材１５２は、鉄系材料により形成され、内周側に雌スプライン１５２ａを備える円環状に形成されている。移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１の図２の左側に配置されている。移動カム部材１５２の図２の右側端面には、支持カム部材１５１の支持側カム溝１５１ａに対して軸方向に対向するように、移動側カム溝１５２ｂが形成されている。移動カム部材１５２の雌スプライン１５２ａが、インナシャフト１２０の雄スプライン１２０ａに嵌合している。従って、移動カム部材１５２は、インナシャフト１２０と共に回転する。さらに、移動カム部材１５２の図２の左側端面は、メインクラッチ１３０の一端に配置されるインナメインクラッチ板１３１に当接し得る状態となっている。移動カム部材１５２は、図２の左側に移動すると、当該インナメインクラッチ板１３１に対して図２の左側へ押し付ける。ここで、移動カム部材１５２の移動側カム溝１５２ｂの詳細については、支持側カム溝１５１ａと共に、図３〜図５を参照して後述する。
【００４２】
カムボール１５３は、球状からなり、支持側カム溝１５１ａとそれに対向する移動側カム溝１５２ｂとの間に介在している。つまり、カムボール１５３およびそれぞれのカム溝１５１ａ，１５２ｂの作用により、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２に位相差が生じた際には、移動カム部材１５２が支持カム部材１５１に対して軸方向に離間する方向（図２の左側）へ移動する。支持カム部材１５１に対する移動カム部材１５２の軸方向離間量は、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２との位相差が大きいほど大きくなる。
【００４３】
第一弾性部材１５４は、インナシャフト１２０における雄スプライン１２０ａの図２の右側に形成された段差端面と、それに対向する移動カム部材１５２の図２の左側端面との間に介在している。この第一弾性部材１５４は、コイルスプリングであり、軸方向長さに応じて軸方向力を発生する。つまり、移動カム部材１５２がメインクラッチ１３０側へ移動する場合には、第一弾性部材１５４は、インナシャフト１２０に対して移動カム部材１５２をメインクラッチ１３０側とは反対側の軸方向に付勢する。
【００４４】
第二弾性部材１５５は、一端のインナメインクラッチ板１３１の端面と、それに対向する移動カム部材１５２の図２の左側端面との間に介在している。この第二弾性部材１５５は、皿バネであり、軸方向長さに応じて軸方向力を発生する。特に、第二弾性部材１５５のばね定数は、第一弾性部材１５４のばね定数よりも大きく設定されている。さらに、第二弾性部材１５５の無負荷状態における軸方向長さは、第一弾性部材１５４の無負荷状態における軸方向長さより短く形成されている。つまり、移動カム部材１５２がメインクラッチ１３０側へ移動して第一弾性部材１５４が付勢力を発生した後に、第二弾性部材１５５は、インナシャフト１２０に対して移動カム部材１５２をメインクラッチ１３０側とは反対側の軸方向に付勢する。
【００４５】
この第二弾性部材１５５は、インナメインクラッチ板１３１のうち規制ピン１３３が配置される径方向位置を付勢する。つまり、第二弾性部材１５５がインナメインクラッチ板１３１を押し付ける場合には、その裏面にて規制ピン１３３が当該付勢力を受けている。ここで、第二弾性部材１５５は、本実施形態において、インナメインクラッチ板１３１に対して移動カム部材１５２を付勢する構成としたが、第一弾性部材１５４と同様に、インナシャフト１２０に対して移動カム部材１５２を付勢するようにしてもよい。
【００４６】
皿バネ変形規制部材１５６は、環状に形成され、メインクラッチ１３０と移動カム部材１５２との軸方向間に介在する。つまり、皿バネ変形規制部材１５６は、第二弾性部材１５５の径方向外側に配置されている。従って、皿バネ変形規制部材１５６は、第二弾性部材１５５の軸方向変形量を皿バネ変形規制部材１５６の軸方向幅よりも狭くなるように変形することを規制する。この皿バネ変形規制部材１５６は、インナメインクラッチ板１３１とアウタメインクラッチ板１３２とが重なり合う径方向位置に配置されている。従って、皿バネ変形規制部材１５６は、移動カム部材１５２によるメインクラッチ１３０に対する押圧力を伝達することになる。
【００４７】
（カム機構の構成）
次に、カム機構１５０の詳細構成について、図３〜図５を参照して説明する。まずは、支持側カム溝１５１ａについて図３および図５を参照して説明する。図３および図５に示すように、支持側カム溝１５１ａは、周方向中央部に端面からの深さが深い中央部１５１ａ１と、中央部１５１ａ１の周方向両側に隣接して形成され、端面からの深さが浅い端部１５１ａ２とを備える。
【００４８】
中央部１５１ａ１の周方向切断面形状は、図５に示すように、軸直交平面に対する角度が第一角度φ１となるように形成されている。この第一角度φ１は、例えば４５°である。つまり、カムボール１５３が中央部１５１ａ１内において周方向に移動する場合には、第一角度φ１の方向に移動する。また、端部１５１ａ２の周方向切断面形状は、図５に示すように、軸直交平面に対する角度が第二角度φ２となるように形成されている。第二角度φ２は、第一角度φ１より小さな角度に設定されている。第二角度φ２は、例えば、５°である。つまり、カムボール１５３が端部１５１ａ２内において周方向に移動する場合には、第二角度φ２の方向に移動する。そして、支持側カム溝１５１ａにおける中央部１５１ａ１と端部１５１ａ２との境界部分は、カムボール１５３が移動しやすくするために凸状曲面により滑らかに接続している。
【００４９】
移動側カム溝１５２ｂは、図４および図５に示す。移動側カム溝１５２ｂは、支持側カム溝１５１ａと同形状に形成されている。すなわち、移動側カム溝１５２ｂは、中央部１５２ｂ１と、端部１５２ｂ２とを備える。つまり、中央部１５２ｂ１の周方向切断面形状は、軸直交平面に対する角度が第一角度φ１であり、端部１５２ｂ２の周方向切断面形状は、軸直交平面に対する角度が第二角度φ２である。
【００５０】
そして、支持側カム溝１５１ａの中央部１５１ａ１と移動側カム溝１５２ｂの中央部１５２ｂ１とにより、第一カム部151a1-152b1を形成する。支持側カム溝１５１ａの端部１５１ａ２と移動側カム溝１５２ｂの端部１５２ｂ２とにより、第二カム部151a2-152b2を形成する。
【００５１】
（支持カム部材に対する移動カム部材の動作）
次に、支持カム部材１５１に対する移動カム部材１５２の動作について、図５〜図８を参照して説明する。図５に示すように、支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２の位相差がゼロの状態においては、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1の最も深い位置に位置する。このとき、カムボール１５３は、支持側カム溝１５１ａの中央部１５１ａ１および移動側カム溝１５２ｂの中央部１５２ｂ１に当接している。
【００５２】
支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２の位相差が少し生じた場合には、図６に示すように、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1のうち第二カム部151a2-152b2との境界側へ移動する。そうすると、移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１に対して軸方向へ移動する。さらに、支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２の位相差が生じた場合には、図７に示すように、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1と第二カム部151a2-152b2との境界に移動する。そうすると、移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１に対して軸方向へさらに移動する。さらに、支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２の位相差が生じた場合には、図８に示すように、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2のうち境界から遠ざかる方向へ移動する。そうすると、移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１に対して軸方向へさらに移動する。
【００５３】
（駆動力伝達装置の動作）
次に、上述した構成からなる駆動力伝達装置１００の動作について図２および図９を参照して説明する。初期状態として、電磁クラッチ装置１４０の電磁コイル１４２に電流が供給されていない状態を説明する。この場合、パイロットクラッチ１４４が係合していないため、アウタケース１１０と支持カム部材１５１とは相対回転可能な状態となる。
【００５４】
また、移動カム部材１５２は、インナシャフト１２０とスプライン嵌合しているため、インナシャフト１２０と共に回転する。そして、図２に示すように、移動カム部材１５２は、第一弾性部材１５４によって図２の右側へ常に付勢されている。さらに、支持カム部材１５１は、カムボール１５３を介して移動カム部材１５２のみにより回転規制されているため、移動カム部材１５２の回転に伴って回転する。そのため、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２とは位相差を生じない。そうすると、カムボール１５３は、図５に示すように、第一カム部151a1-152b1の最も深い位置に位置することになる。従って、移動カム部材１５２は、支持カム部材１５１側に最も近い位置、すなわち、メインクラッチ１３０から最も遠い位置に位置している。従って、メインクラッチ１３０の係合が確実に解除されている。そのため、引きずりトルクを低減できる。
【００５５】
このとき、移動カム部材１５２は、図２の右側に位置するため、メインクラッチ１３０に対して押付力を発生しない。さらに、インナメインクラッチ板１３１の一端と移動カム部材１５２との離間距離は最も長い状態であるため、第二弾性部材１５５は、付勢力を発生しない。
【００５６】
続いて、アウタケース１１０とインナシャフト１２０とが回転差を生じている場合であって、電磁クラッチ装置１４０の電磁コイル１４２に電流を供給する。そうすると、電磁コイル１４２を基点としてヨーク１４１、リヤハウジング１１２、アーマチュア１４３を循環するループ状の磁気回路が形成される。
【００５７】
磁気回路が形成されることで、アーマチュア１４３がヨーク１４１側、すなわち図２および図９の右側に向かって引き寄せられる。その結果、アーマチュア１４３は、パイロットクラッチ１４４を押圧して、インナパイロットクラッチ板１４４ａとアウタパイロットクラッチ板１４４ｂとが摩擦係合する。そうすると、アウタケース１１０の回転トルクが、パイロットクラッチ１４４を介して支持カム部材１５１へ伝達されて、支持カム部材１５１が回転する。
【００５８】
そうすると、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２とに回転差が生じる。そして、カムボール１５３およびそれぞれのカム溝１５１ａ，１５２ｂの作用により、支持カム部材１５１に対して移動カム部材１５２が軸方向に移動する。この動作は、図５〜図８を参照して説明した通りである。
【００５９】
移動カム部材１５２が図２および図９の左側へ移動すると、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５を収縮変形させる。そして、移動カム部材１５２は、皿バネ変形規制部材１５６を介して、メインクラッチ１３０を押し付ける。そうすると、インナメインクラッチ板１３１とアウタメインクラッチ板１３２とが摩擦係合する。その結果、アウタケース１１０のトルクが、メインクラッチ１３０を介してインナシャフト１２０に伝達される。
【００６０】
ここで、図９に示すように、移動カム部材１５２がメインクラッチ１３０を押し付ける状態において、第二弾性部材１５５は、インナメインクラッチ板１３１を押し付けて、その裏面側を規制ピン１３３によって支持されている。従って、インナメインクラッチ板１３１が第二弾性部材１５５により付勢されるとしても、インナメインクラッチ板１３１は変形しない。
【００６１】
さらに、図９に示すように、皿バネ変形規制部材１５６がメインクラッチ１３０を押し付けている状態において、皿バネである第二弾性部材１５５の軸方向長さは、十分に確保されている。従って、皿バネである第二弾性部材１５５がつぶれ変形して反転する状態になることを防止できる。
【００６２】
（第一，第二カム部と第一，第二弾性部材の作用）
上述した駆動力伝達装置１００において、移動カム部材１５２が支持カム部材１５１に対して軸方向移動する場合に、第一カム部151a1-152b1、第二カム部151a2-152b2、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５の作用について、図１０〜図１３を参照して説明する。各図は、支持カム部材１５１と移動カム部材１５２との位相差θを横軸とする。そして、位相差θ０は、図５に示すように位相差ゼロの状態である。位相差θ１は、図６に示す状態であり、第二弾性部材１５５が付勢力を発生し始める時点である。位相差θ２は、図７に示す状態であり、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1と第二カム部151a2-152b2との境界に位置する状態である。この位相差θ２が、本発明における第一カム部の所定位置に相当する。位相差θ３は、図８に示すように、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2に位置する状態である。また、図１１〜図１３においては、比較例として、第二弾性部材１５５を設けない構成の場合を一点鎖線にて示す。
【００６３】
位相差θに対する移動カム部材１５２の軸方向変位量Ｘは、図１０に示すようになる。位相差θ０の場合における移動カム部材１５２の軸方向変位量は、Ｘ０とする。そして、位相差θ０〜θ２間は、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1を移動する。そのため、この間は、第一カム部151a1-152b1の第一角度φ１に応じた変位量となる。そして、位相差θ２における移動カム部材１５２の軸方向変位量は、Ｘ２となる。
【００６４】
そして、位相差θ２を超えてθ３までの間、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2を移動する。そのため、この間は、第二カム部151a2-152b2の第二角度φ２に応じた変位量となる。位相差θ３における移動カム部材１５２の軸方向変位量は、Ｘ３となる。ここで、図５に示すように、第二角度φ２は、第一角度φ１より小さな角度である。従って、位相差θに対する移動カム部材１５２の軸方向変位量Ｘの変化量は、θ０〜θ２間の方がθ２〜θ３間より大きくなる。
【００６５】
位相差θに対する第一，第二弾性部材１５４，１５５による付勢力は、図１１の実線に示すようになる。図１１の実線にて示すように、位相差θ０においては、第一弾性部材１５４のみの付勢力が発生している。このときの付勢力は、Ｆａ０である。そして、位相差θ０〜θ１間において、第一弾性部材１５４のみが付勢力を発生し、第二弾性部材１５５は付勢力を発生していない。そのため、この間は、第一弾性部材１５４の軸方向収縮量に応じた力となる。第一弾性部材１５４の軸方向収縮量は、移動カム部材１５２の軸方向変位量に対応する。位相差θ１における付勢力はＦａ１となる。
【００６６】
位相差θ１〜θ２間では、第一弾性部材１５４に加えて第二弾性部材１５５が付勢力を発生する。従って、この間は、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５の軸方向収縮量に応じた力となる。つまり、位相差θ０〜θ１間における付勢力の変化量に比べて、位相差θ１〜θ２間における付勢力の変化量は、第二弾性部材１５５の影響により大きくなる。位相差θ２における付勢力はＦａ２となる。
【００６７】
位相差θ２〜θ３間は、位相差θ１〜θ２間と同様に、第一弾性部材１５４に加えて第二弾性部材１５５が付勢力を発生する。従って、この間も、第一弾性部材１５４および第二弾性部材１５５の軸方向収縮量に応じた力となる。ここで、位相差θ２〜θ３間は、図１０に示したように、位相差θ１〜θ２間に比べて、位相差θに対する移動カム部材１５２の軸方向変位量の変化が小さくなる。そのため、位相差θ２〜θ３間における付勢力の変化は、位相差θ１〜θ２間における付勢力の変化に比べて小さくなっている。ここで、位相差θ３における付勢力はＦａ３となる。
【００６８】
ここで、比較例における第一弾性部材１５４のみによる付勢力について説明する。図１１の一点鎖線にて示すように、第一弾性部材１５４のみであるため、位相差θ０〜θ２間は、直線状に変化し、位相差θ２〜θ３間は、傾きの異なる直線状に変化する。つまり、本実施形態と比較すると、第二弾性部材１５５の付勢力が発生している位相差θ１〜θ３間における付勢力が異なる。
【００６９】
次に、位相差θに対する移動カム部材１５２の軸方向力Ｆｂは、図１２の実線にて示すようになる。ここで、移動カム部材１５２は、第一，第二弾性部材１５４，１５５の付勢力に抗してメインクラッチ１３０側へ移動する。つまり、当該軸方向力とは、移動カム部材１５２がカムボール１５３およびカム溝１５１ａ，１５２ｂの作用によって軸方向一方に移動する力から、第一，第二弾性部材１５４，１５５の付勢力を差し引いた力となる。
【００７０】
図１２の実線にて示すように、位相差θ０における軸方向力は、Ｆｂ０である。位相差θ０〜θ１間における軸方向力は、直線状に変化する。そして、位相差θ１における軸方向力はＦｂ１となる。位相差θ１〜θ２間における軸方向力は、θ０〜θ１間における軸方向力の傾きに比べて緩やかな傾きの直線状に変化する。そして、位相差θ２における軸方向力はＦｂ２となる。位相差θ２〜θ３間における軸方向力は、θ１〜θ２間における軸方向力の傾きに比べて急な傾きの直線状に変化する。つまり、位相差θ２〜θ３間において、カムボール１５３が第二カム部151a2-152b2の第二角度φ２に沿って移動するため、移動カム部材１５２による大きな軸方向力、すなわち移動カム部材１５２によるメインクラッチ１３０に対する大きな押付力を得ることができる。なお、位相差θ３における軸方向力はＦｂ３となる。
【００７１】
ここで、比較例における移動カム部材１５２の軸方向力について説明する。図１２の一点鎖線にて示すように、第一弾性部材１５４のみであるため、位相差θ０〜θ２間は、直線状に変化し、位相差θ２〜θ３間は、傾きの異なる直線状に変化する。つまり、本実施形態と比較すると、第二弾性部材１５５の付勢力が発生している位相差θ１〜θ３間における付勢力が異なる。
【００７２】
図１２の実線にて示す本実施形態と、一点鎖線にて示す比較例とを比較する。両者における位相差θ２の前後における軸方向力の変化量を見ると、本実施形態の方が比較例より小さいことが分かる。つまり、本実施形態によれば、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1と第二カム部151a2-152b2との境界を超える際に、移動カム部材１５２の軸方向力の変化を抑制することができている。特に、第二弾性部材１５５としてばね定数の大きな皿バネを適用することで、移動カム部材１５２の軸方向力の変化をより確実に抑制できる。
【００７３】
次に、位相差θに対するメインクラッチ１３０の伝達トルクＴｒは、図１３の実線にて示すようになる。ここで、メインクラッチ１３０が伝達トルクＴｒを発生させるのは、第二弾性部材１５５が付勢力を発生させた後となる。つまり、当該伝達トルクＴｒは、第二弾性部材１５５が付勢力を発生させ始めた後における移動カム部材１５２の軸方向力Ｆｂに応じた値となる。
【００７４】
図１３の実線にて示すように、位相差θ０〜θ１間における伝達トルクは、Ｔｒ０（＝０）である。位相差θ１〜θ２間における伝達トルクＴｒは直線状に変化する。そして、位相差θ２における伝達トルクはＴｒ２となる。位相差θ２〜θ３間における伝達トルクＴｒは、θ１〜θ２間における軸方向力の傾きに比べて急な傾きの直線状に変化する。そして、位相差θ３における伝達トルクはＴｒ３となる。
【００７５】
ここで、比較例における伝達トルクＴｒについて説明する。ここで、移動カム部材１５２がメインクラッチ１３０への押付力を発生させる時点を、位相差θ１の時として説明する。図１３の一点鎖線にて示すように、位相差θ０〜θ１間における伝達トルクＴｒはゼロである。位相差θ１〜θ２間において、伝達トルクＴｒは、直線状に変化し、位相差θ２〜θ３間は、傾きの大きな直線状に変化する。
【００７６】
図１３の実線にて示す本実施形態と、一点鎖線にて示す比較例とを比較する。位相差θ１〜θ２、θ２〜θ３において、本実施形態における伝達トルクＴｒは、比較例における伝達トルクより小さい。この理由は、本実施形態においては、第二弾性部材１５５の付勢力が、移動カム部材１５２によるメインクラッチ１３０への押付力を弱める方向に作用するためである。
【００７７】
そして、両者における位相差θ２の前後における伝達トルクＴｒの変化量を見ると、本実施形態の方が比較例より小さいことが分かる。つまり、本実施形態によれば、カムボール１５３が第一カム部151a1-152b1と第二カム部151a2-152b2との境界を超える際に、伝達トルクＴｒの変化を抑制できている。その結果、運転者への不快感を和らげることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００：駆動力伝達装置、 １１０：アウタケース（外側回転部材）、 １２０：インナシャフト（内側回転部材）、 １３０：メインクラッチ、 １３１：インナメインクラッチ板、 １３２：アウタメインクラッチ板、 １３３：規制ピン（インナクラッチ規制部材）、 １４０：電磁クラッチ装置、 １４２：電磁コイル、 １４３：アーマチュア、 １４４：パイロットクラッチ、 １５０：カム機構、 １５１：支持カム部材、 １５１ａ：支持側カム溝、 １５２：移動カム部材、 １５２ｂ：移動側カム溝、 151a1-152b1：第一カム部、 151a2-152b2：第二カム部、 １５３：カムボール、 １５４：第一弾性部材、 １５５：第二弾性部材、 １５６：皿バネ変形規制部材、 φ１：第一角度、 φ２：第二角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の外側回転部材と、
前記外側回転部材内に相対回転可能に同軸上に配置された軸状の内側回転部材と、
前記外側回転部材と前記内側回転部材との間でトルクを伝達するメインクラッチと、
磁力によりアーマチュアを引き寄せることで前記外側回転部材のトルクを伝達可能なパイロットクラッチを備える電磁クラッチ装置と、
前記メインクラッチと前記パイロットクラッチとの間に設けられ、前記パイロットクラッチを介して伝達される前記外側回転部材の回転と前記内側回転部材の回転との位相差を軸方向の押圧力に変換して、移動カム部材を軸方向移動させることにより前記メインクラッチを押圧するカム機構と、
を備える駆動力伝達装置において、
前記カム機構は、
前記パイロットクラッチにスプライン嵌合すると共に支持側カム溝を備える支持カム部材と、
前記内側回転部材にスプライン嵌合すると共に移動側カム溝を備える前記移動カム部材と、
前記支持側カム溝と前記移動側カム溝との間に介在し、前記支持カム部材に対して前記移動カム部材を移動させるカムボールと、
前記内側回転部材または前記メインクラッチに対して前記移動カム部材を前記メインクラッチ側とは反対側の軸方向に付勢する第一弾性部材および第二弾性部材と、
を備え、
前記支持側カム溝および前記移動側カム溝は、
軸直交平面に対する角度が第一角度である第一カム部と、
前記第一カム部より浅く形成されかつ前記第一カム部に周方向に隣接して形成され、軸直交平面に対する角度が前記第一角度より小さな第二角度である第二カム部と、
を構成し、
前記カムボールが前記第一カム部の所定位置より深い側に位置する場合には、前記第一弾性部材が付勢力を発生し、かつ、前記第二弾性部材は付勢力を発生せず、
前記カムボールが前記第一カム部の所定位置より浅い側に位置する場合、および、前記カムボールが前記第二カム部に位置する場合に、前記第一弾性部材および前記第二弾性部材が付勢力を発生する駆動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第二弾性部材のばね定数は、前記第一弾性部材のばね定数より大きく設定されている駆動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記メインクラッチは、
前記外側回転部材にスプライン嵌合された複数のアウタクラッチ板と、
前記内側回転部材にスプライン嵌合され複数の前記アウタクラッチ板のそれぞれの間に挟まれるインナクラッチ板と、
前記アウタクラッチ板の内周面より径方向内方に配置され、複数の前記インナクラッチ板のうち両端のインナクラッチ板の間に挟まれ、前記第二弾性部材による付勢力を受けることにより前記両端のインナクラッチ板の接近を規制するインナクラッチ規制部材と、
を備える駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記第二弾性部材は、前記メインクラッチと前記移動カム部材との軸方向間に介在し、前記メインクラッチに対して前記移動カムを前記メインクラッチ側とは反対側の軸方向に付勢する皿バネであり、
前記駆動力伝達装置は、前記メインクラッチと前記移動カム部材との軸方向間に介在して、前記移動カム部材による前記メインクラッチに対する押圧力を伝達し、前記皿バネの軸方向変形量を規制する皿バネ変形規制部材を備える駆動力伝達装置。
【請求項１】
円筒形状の外側回転部材と、
前記外側回転部材内に相対回転可能に同軸上に配置された軸状の内側回転部材と、
前記外側回転部材と前記内側回転部材との間でトルクを伝達するメインクラッチと、
磁力によりアーマチュアを引き寄せることで前記外側回転部材のトルクを伝達可能なパイロットクラッチを備える電磁クラッチ装置と、
前記メインクラッチと前記パイロットクラッチとの間に設けられ、前記パイロットクラッチを介して伝達される前記外側回転部材の回転と前記内側回転部材の回転との位相差を軸方向の押圧力に変換して、移動カム部材を軸方向移動させることにより前記メインクラッチを押圧するカム機構と、
を備える駆動力伝達装置において、
前記カム機構は、
前記パイロットクラッチにスプライン嵌合すると共に支持側カム溝を備える支持カム部材と、
前記内側回転部材にスプライン嵌合すると共に移動側カム溝を備える前記移動カム部材と、
前記支持側カム溝と前記移動側カム溝との間に介在し、前記支持カム部材に対して前記移動カム部材を移動させるカムボールと、
前記内側回転部材または前記メインクラッチに対して前記移動カム部材を前記メインクラッチ側とは反対側の軸方向に付勢する第一弾性部材および第二弾性部材と、
を備え、
前記支持側カム溝および前記移動側カム溝は、
軸直交平面に対する角度が第一角度である第一カム部と、
前記第一カム部より浅く形成されかつ前記第一カム部に周方向に隣接して形成され、軸直交平面に対する角度が前記第一角度より小さな第二角度である第二カム部と、
を構成し、
前記カムボールが前記第一カム部の所定位置より深い側に位置する場合には、前記第一弾性部材が付勢力を発生し、かつ、前記第二弾性部材は付勢力を発生せず、
前記カムボールが前記第一カム部の所定位置より浅い側に位置する場合、および、前記カムボールが前記第二カム部に位置する場合に、前記第一弾性部材および前記第二弾性部材が付勢力を発生する駆動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第二弾性部材のばね定数は、前記第一弾性部材のばね定数より大きく設定されている駆動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記メインクラッチは、
前記外側回転部材にスプライン嵌合された複数のアウタクラッチ板と、
前記内側回転部材にスプライン嵌合され複数の前記アウタクラッチ板のそれぞれの間に挟まれるインナクラッチ板と、
前記アウタクラッチ板の内周面より径方向内方に配置され、複数の前記インナクラッチ板のうち両端のインナクラッチ板の間に挟まれ、前記第二弾性部材による付勢力を受けることにより前記両端のインナクラッチ板の接近を規制するインナクラッチ規制部材と、
を備える駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記第二弾性部材は、前記メインクラッチと前記移動カム部材との軸方向間に介在し、前記メインクラッチに対して前記移動カムを前記メインクラッチ側とは反対側の軸方向に付勢する皿バネであり、
前記駆動力伝達装置は、前記メインクラッチと前記移動カム部材との軸方向間に介在して、前記移動カム部材による前記メインクラッチに対する押圧力を伝達し、前記皿バネの軸方向変形量を規制する皿バネ変形規制部材を備える駆動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−８７８３４（Ｐ２０１３−８７８３４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７７８０（Ｐ２０１１−２２７７８０）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
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