JP4575038B2 - Torque transmission mechanism - Google Patents
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Description
この発明は、パイロット機構を介して作動するカム機構によってメインクラッチ機構を連結させるトルク伝達機構に関する。 The present invention relates to a torque transmission mechanism that connects a main clutch mechanism by a cam mechanism that operates via a pilot mechanism.
特許文献1に電磁クラッチ801(図14)が記載されている。この電磁クラッチ801は、メインクラッチ803(メインクラッチ機構)と、カム805(カム機構)と、パイロットクラッチ807(パイロット機構)と、アーマチャ809と、電磁石811などから構成され、電磁石811を励磁するとアーマチャ809が吸引され、パイロットクラッチ807が締結されてパイロットトルクが生じ、パイロットトルクに応じたトルクがパイロットクラッチ807を介してカム805に掛かり、生じたカムスラスト力によってメインクラッチ803が締結される。
例えば、低温時にオイルの粘度が増加すると、電磁クラッチ801のような構成のトルク伝達機構では、パイロット機構を構成する一側と他側のクラッチ板に掛かるオイルの粘性抵抗によって制御外の締結力(パイロットトルク)が生じることがある。
For example, when the viscosity of oil increases at a low temperature, in a torque transmission mechanism having a configuration such as the
図13は、上記のようなパイロット機構を備えたトルク伝達機構において、電磁石に供給された電流値(I)とその時メインクラッチ機構に発生する伝達トルク(T)との特性(I−T特性)を示している。グラフ751は正常な状態(制御外のパイロットトルクが生じていない状態)の特性グラフであり、その勾配が示すように、電流(I)を増加すると伝達トルク(T)が大きくなり、供給電流(I)を零にするとパイロット機構の作動が停止して伝達トルク(T)も零になる。ところが、上記のようにパイロット機構に制御外のパイロットトルクが生じるとその強さに応じてカム機構を作動させるから、グラフ753のようにI−T特性が上昇し、電磁石の供給電流(I)を零にしてもメインクラッチ機構にドラグトルク(Td)が生じる。
FIG. 13 shows a characteristic (IT characteristic) between the current value (I) supplied to the electromagnet and the transmission torque (T) generated in the main clutch mechanism at that time in the torque transmission mechanism having the pilot mechanism as described above. Is shown. A
上記のトルク伝達機構は、例えば、4輪駆動車を4輪駆動状態と2輪駆動状態とに切り換えるために用いられるが、2輪駆動状態に切り替えても、ドラグトルク(Td)だけの駆動力が切り離し側車輪に伝達され続けるから、エンジンの燃費がそれだけ低下する。 The above torque transmission mechanism is used, for example, to switch a four-wheel drive vehicle between a four-wheel drive state and a two-wheel drive state. However, even when switching to the two-wheel drive state, a driving force only with drag torque (Td). Is continuously transmitted to the wheel on the separation side, so that the fuel consumption of the engine is reduced accordingly.
そこで、この発明はドラグトルクを抑制することができるトルク伝達機構の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a torque transmission mechanism that can suppress drag torque.
請求項1のトルク伝達機構は、操作力源によって作動するパイロット機構と、パイロット機構を介しトルクを受けて作動するカム機構と、カム機構のカムスラスト力によって締結されるメインクラッチ機構とを備えたトルク伝達機構であって、メインクラッチ機構が、一対のトルク伝達部材と、これらを連結するクラッチ部材からなり、カム機構が、パイロット機構側に連結された第1のカム部材と、メインクラッチ機構の前記トルク伝達部材に連結された第2のカム部材と、第1と第2の各カム部材に掛かるトルクを前記カムスラスト力に変換する変換部とからなり、パイロット機構で発生した前記トルクによる第1カム部材の回転を抑制する抑制手段を設け、該抑制手段が、第1のカム部材と、第2のカム部材側に連結されたメインクラッチ機構の前記トルク伝達部材との間に配置され、摩擦力によって第1のカム部材と第2のカム部材との相対回転を抑制する弾性部材であることを特徴とする。
The torque transmission mechanism according to
請求項2のトルク伝達機構は、操作力源によって作動するパイロット機構と、パイロット機構を介しトルクを受けて作動するカム機構と、カム機構のカムスラスト力によって締結されるメインクラッチ機構とを備えたトルク伝達機構であって、メインクラッチ機構が、一対のトルク伝達部材と、これらを連結するクラッチ部材からなり、カム機構が、パイロット機構側に連結された第1のカム部材と、メインクラッチ機構の前記トルク伝達部材に連結された第2のカム部材と、第1と第2の各カム部材に掛かるトルクを前記カムスラスト力に変換する変換部とからなり、パイロット機構で発生した前記トルクによる第1カム部材の回転を抑制する抑制手段を設け、該抑制手段が、第1のカム部材と、第2のカム部材側に連結されたメインクラッチ機構の前記トルク伝達部材との間に設けられ、摩擦力によって第1のカム部材と第2のカム部材との相対回転を抑制する摩擦部であることを特徴とする。 The torque transmission mechanism according to claim 2 includes a pilot mechanism that is operated by an operating force source, a cam mechanism that is operated by receiving torque via the pilot mechanism, and a main clutch mechanism that is fastened by a cam thrust force of the cam mechanism. A transmission mechanism, wherein the main clutch mechanism includes a pair of torque transmission members and a clutch member that couples the torque transmission members, and the cam mechanism includes a first cam member that is coupled to the pilot mechanism side, and the main clutch mechanism. The second cam member connected to the torque transmission member, and a conversion unit that converts the torque applied to the first and second cam members into the cam thrust force, and the first cam by the torque generated by the pilot mechanism. A suppression means for suppressing the rotation of the member is provided, and the suppression means is connected to the first cam member and the main cam connected to the second cam member side. Provided between the torque transmission member of the switch mechanism, characterized in that the frictional force is a first cam member and suppressing friction portion relative rotation between the second cam member.
請求項1のトルク伝達機構は、例えば、低温時に増加するオイルの粘度(粘性抵抗)によりパイロット機構でパイロットトルクが発生しても、抑制手段によって第1カム部材の回転が抑制され、第2カム部材との相対回転(カム機構の作動)が抑制されるから、メインクラッチ機構のドラグトルク発生が抑制される。従って、図13において、I−T特性の上昇が抑制されグラフ751のような特性が得られ、ドラグトルクによるエンジン燃費の低下が抑制される。
In the torque transmission mechanism according to the first aspect, for example, even when pilot torque is generated in the pilot mechanism due to the viscosity (viscosity resistance) of oil that increases at low temperatures, the rotation of the first cam member is suppressed by the suppression means, and the second cam Since relative rotation with the member (operation of the cam mechanism) is suppressed, generation of drag torque of the main clutch mechanism is suppressed. Accordingly, in FIG. 13, an increase in the IT characteristic is suppressed, and a characteristic like a
また、抑制手段に用いた弾性部材は、摩擦力を所定の値に設定することが容易であり、従って、所定値以下ではパイロット機構からのパイロットトルクをカム機構から遮断しながら、所定値を超える範囲ではパイロットトルクをカム機構に伝達して作動させる本発明の機能を実現することが容易である。 Further, the elastic member used for the suppression means can easily set the frictional force to a predetermined value, and therefore exceeds a predetermined value while cutting off the pilot torque from the pilot mechanism from the cam mechanism below the predetermined value. In the range, it is easy to realize the function of the present invention to operate by transmitting the pilot torque to the cam mechanism.
また、弾性部材による摩擦力の付与機能は安定しており、上記のような回転力の遮断機能及びドラグトルクの抑制機能が安定して得られる。 Further, the function of applying the frictional force by the elastic member is stable, and the function of blocking the rotational force and the function of suppressing the drag torque as described above can be obtained stably.
請求項2のトルク伝達機構は、第1カム部材と、第2カム部材側に連結されたメインクラッチ機構側トルク伝達部材との間に設けた摩擦部の摩擦力によって第1カム部材と第2カム部材との相対回転を抑制しカム機構の作動を抑制することにより、例えば、低温時に増加するオイルの粘度(粘性抵抗)によりパイロット機構でパイロットトルクが発生しても、抑制手段によって第1カム部材の回転が抑制され、第2カム部材との相対回転(カム機構の作動)が抑制されるから、メインクラッチ機構のドラグトルク発生が抑制される。従って、図13において、I−T特性の上昇が抑制されグラフ751のような特性が得られ、ドラグトルクによるエンジン燃費の低下が抑制される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a torque transmission mechanism comprising: a first cam member and a second cam member, and a second clutch member side torque transmission member coupled to the second cam member side by a friction force of a first cam member and a second cam member; By suppressing the relative rotation with the cam member and suppressing the operation of the cam mechanism, for example, even if pilot torque is generated in the pilot mechanism due to the viscosity (viscosity resistance) of oil that increases at low temperatures, the first cam is controlled by the suppressing means. Since rotation of the member is suppressed and relative rotation with respect to the second cam member (operation of the cam mechanism) is suppressed, generation of drag torque of the main clutch mechanism is suppressed. Accordingly, in FIG. 13, an increase in the IT characteristic is suppressed, and a characteristic like a
また、抑制手段を第1カム部材と第2カム部材側トルク伝達部材との間に直接設けたこの構成では、部材を追加せずに、それだけ低コストでドラグトルクを抑制することができる。 Moreover, in this structure which provided the suppression means directly between the 1st cam member and the 2nd cam member side torque transmission member, without adding a member, drag torque can be suppressed at that low cost.
なお、第1カム部材とトルク伝達部材との間に摩擦部を設けるには、例えば、第1カム部材とトルク伝達部材との間に直接的な支持部(径方向、あるいは、軸方向の支持部)を設け、この支持部においてオイル粘度によってパイロット機構に生じる回転力を抑制可能に径方向の隙間や軸方向の隙間を狭く設定して摩擦抵抗を発生させるか、また、この支持部がオイルで潤滑される環境であれば、オイルの粘性抵抗を摩擦力に利用すればよい。また、このようにオイルの粘性抵抗を利用する場合は、支持部の隙間をオイルフィルムが形成される程狭くすれば、安定した摺動摩擦抵抗が得られ、ドラグトルク抑制機能が安定する。 In order to provide the friction portion between the first cam member and the torque transmission member, for example, a direct support portion (radial or axial support) is provided between the first cam member and the torque transmission member. And the frictional force is generated by setting the radial gap and the axial gap narrow so that the rotational force generated in the pilot mechanism can be suppressed by the oil viscosity in the support section. If the environment is lubricated with oil, the viscous resistance of the oil may be used for the frictional force. Further, in the case of utilizing the viscous resistance of the oil in this way, if the gap between the support portions is narrowed so that the oil film is formed, a stable sliding frictional resistance can be obtained and the drag torque suppressing function is stabilized.
(第1実施形態)
図1と図2は電磁式カップリング1(トルク伝達機構:本発明の第1実施形態)を示している。電磁式カップリング1は4輪駆動車に用いられており、以下、左右の方向は図1での左右の方向であり、図1の右方はこの4輪駆動車の前方である。
(First embodiment)
1 and 2 show an electromagnetic coupling 1 (torque transmission mechanism: a first embodiment of the present invention). The
[電磁式カップリング1の特徴]
電磁式カップリング1は、電磁石3(操作力源)によって作動する多板式のパイロットクラッチ5(パイロット機構)と、パイロットクラッチ5を介しトルクを受けて作動するボールカム7(カム機構)と、ボールカム7のカムスラスト力によって押圧され締結される多板式のメインクラッチ9(メインクラッチ機構)とを備えたトルク伝達機構であって、メインクラッチ9が、回転ケース17び中空のインナーシャフト19(一対のトルク伝達部材)と、これらを連結するアウタープレート21及びインナープレート23(クラッチ部材)からなり、ボールカム7が、パイロットクラッチ5側に連結されたカムリング11(第1のカム部材)と、メインクラッチ9側に連結されたプレッシャープレート13(第2のカム部材)と、カムリング11とプレッシャープレート13にそれぞれ形成され、トルクをカムスラスト力に変換するカム面及びこれらの間に配置されたボール15(変換部)とからなると共に、
パイロットクラッチ5で発生する回転力によるカムリング11の回転を抑制する抑制手段が設けられており、
この抑制手段が、カムリング11と、プレッシャープレート13に連結されたインナーシャフト19との間に配置され、摩擦力によってカムリング11とプレッシャープレート13との相対回転を抑制する摩擦板25と、摩擦板25をカムリング11に押圧し前記摩擦力を発生させる皿バネ27(弾性部材)とからなることを特徴とする。
[Features of electromagnetic coupling 1]
The
Suppressing means for suppressing the rotation of the
This suppression means is disposed between the
[4輪駆動車の動力系の構成]
電磁式カップリング1が用いられた4輪駆動車の動力系は、エンジンと、トランスミッションと、トランスファと、フロントデフ(エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置)と、前車軸及び左右の前輪と、前側の後輪用プロペラシャフトと、電磁式カップリング1と、後側の後輪用プロペラシャフトと、リヤデフ(エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置)と、後車軸及び左右の後輪などから構成されている。
[Configuration of power system of four-wheel drive vehicle]
The power system of a four-wheel drive vehicle using the
エンジンの駆動力は、トランスミッションからフロントデフに伝達され、フロントデフから前車軸を介して左右の前輪に配分される。また、電磁式カップリング1がそれぞれ連結されると、エンジンの駆動力はトランスファから前側のプロペラシャフトと電磁式カップリング1と後側のプロペラシャフトとを介してリヤデフに伝達され、リヤデフから後車軸を介して左右の後輪に配分され、車両は4輪駆動状態になる。また、電磁式カップリング1の連結をそれぞれ解除すると車両は前輪駆動の2輪駆動状態になる。
The driving force of the engine is transmitted from the transmission to the front differential, and is distributed from the front differential to the left and right front wheels via the front axle. When the
[電磁式カップリング1の構成]
電磁式カップリング1は、上記のパイロットクラッチ5と、ボールカム7と、メインクラッチ9と、回転ケース17と、インナーシャフト19の他に、アーマチャ29と、コントローラなどから構成されており、車体側に支持された防護ケーシングの中に収容されている。
[Configuration of electromagnetic coupling 1]
The
回転ケース17は、軸用スチール材料で一体に形成されたフランジ部31及び動力伝達軸33と、鉄系合金の強度材料で作られた円筒部材35と、アルミニューム合金で作られた円筒部材37と、磁性材料で作られたロータ39とから構成されており、フランジ部31と円筒部材35及び円筒部材35と円筒部材37は互いに電子ビーム溶接により溶接されている。また、ロータ39は円筒部材37の後部側開口に螺着され、ナット41のダブルナット機能によって固定されている。動力伝達軸33は両側シール型のボールベアリング43を介して防護ケーシングに支承されており、ロータ39は他のボールベアリングを介して防護ケーシングに支承されている。また、動力伝達軸33は継ぎ手を介して前側のプロペラシャフトに連結されており、エンジンの駆動力はこれらの動力伝達部材を介して動力伝達軸33(回転ケース17)に伝達される。
The rotating
インナーシャフト19は後方から回転ケース17に貫入しており、前端部をボールベアリング45によってフランジ部31に支承され、後部側をニードルベアリング47によってロータ39に支承されている。インナーシャフト19には連結軸がスプライン連結され、この連結軸は継ぎ手を介して後側のプロペラシャフトに連結されており、インナーシャフト19の回転はこれらの動力伝達部材を介してリヤデフに伝達される。
The
また、回転ケース17の円筒部材37とロータ39との間にはOリング49が配置されており、ロータ39とインナーシャフト19との間にはXリング51が配置され、これらのリング49,51によって電磁式カップリング1(回転ケース17)は密封されている。回転ケース17にはフランジ部31に設けられたオイル孔53からオイルが注入され、オイルの注入後このオイル孔53はボール55でシールされている。
Further, an O-ring 49 is disposed between the
メインクラッチ9は、回転ケース17(円筒部材35)とインナーシャフト19との間に配置されており、アウタープレート21は円筒部材35の内周に形成されたスプライン部57に連結され、インナープレート23はインナーシャフト19の外周に形成されたスプライン部59に連結されている。
The main clutch 9 is disposed between the rotary case 17 (cylindrical member 35) and the
ボールカム7は、上記のようにカムリング11とプレッシャープレート13にそれぞれ形成されたカム面の間にボール15を配置して構成されており、プレッシャープレート13は内周をインナーシャフト19のスプライン部59に連結され、カムリング11はインナーシャフト19の外周で相対回転自在に支持されている。カムリング11とロータ39との間にはボールカム7のカム反力を受けるスラストベアリング61とワッシャ63が配置されている。
The ball cam 7 is configured by disposing the
パイロットクラッチ5は、回転ケース17(円筒部材37)とカムリング11との間に配置されており、図2のように、アウタープレート65は円筒部材37の内周に形成されたスプライン部67に連結され、インナープレート69はカムリング11の外周に形成されたスプライン部71に連結されている。
The
アーマチャ29は、パイロットクラッチ5とプレッシャープレート13との間に配置され、外周を円筒部材37のスプライン部67に連結し、軸方向移動自在に配置されている。
The
電磁石3は、電磁コイル73と、これを覆って環状に保持する合成樹脂の保持部材75と、コア77とから構成されており、保持部材75と電磁コイル73は、保持部材75の凸部をコア77の円周溝に係合させることによりコア77に対し径方向と軸方向に位置決めされていると共に、電磁コイル73と保持部材75はロータ39に形成された凹部79に対し所定間隔のエアギャップを介して貫入している。コア77は両側シール型のボールベアリング81を介してロータ39に支承されており、電磁コイル73のリード線83はグロメットを通して防護ケーシングの外部に引き出され、コントローラを介して車載のバッテリに接続されている。
The
コア77とエアギャップとロータ39とパイロットクラッチ5とアーマチャ29とによって電磁コイル73の磁路が構成されており、コントローラは、電磁コイル73の励磁、PWM制御による励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
The
電磁コイル73が励磁されると、磁路に磁束ループが発生してアーマチャ29が吸引され、パイロットクラッチ5を押圧し締結させてパイロットトルクを発生させ、パイロットトルクの大きさに応じたエンジンの駆動力がボールカム7に掛かり、発生したカムスラスト力によりプレッシャープレート13を介してメインクラッチ9が押圧されて締結し、電磁式カップリング1が連結される。電磁式カップリング1が連結されると、エンジンの駆動力はインナーシャフト19から後側のプロペラシャフトなどを介してリヤデフに伝達され、リヤデフから左右の後輪に配分されて車両は4輪駆動状態になり、悪路などの走破性や、車体の安定性や、直進性が向上する。
When the
コントローラにより電磁コイル73の励磁電流を制御すると、パイロットクラッチ5の滑り率が変化してパイロットトルクとボールカム7のカムスラスト力が変わり、電磁式カップリング1(メインクラッチ9)を介して後輪側に送られる伝達トルクの大きさを調整することができ、例えば、旋回走行中に車両の操縦性や安定性などを向上させることができる。
When the excitation current of the
電磁コイル73の励磁を停止すると、パイロットクラッチ5が開放されてボールカム7のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ9が開放されて電磁式カップリング1の連結が解除され、インナーシャフト19から後側プロペラシャフトを介して後輪までが切り離されて車両は2輪駆動状態になり、車両の旋回性が向上し、エンジンの燃費が向上する。
When the excitation of the
摩擦板25(単板プレート)はインナーシャフト19の外周側に配置されており、皿バネ27はインナーシャフト19と摩擦板25との間に配置され、摩擦板25をカムリング11に押圧して単板プレートを締結し、その摩擦力により、所期の回転トルク以下で、カムリング11とプレッシャープレート13との相対回転を抑制し、ボールカム7の作動及びそのカムスラスト力によるメインクラッチ9の作動(ドラグトルク)をカムが生じる前段のカムリング11の部分で抑制する。
The friction plate 25 (single plate plate) is disposed on the outer peripheral side of the
そこで、低温時のオイルの粘性抵抗によってパイロットクラッチ5にパイロットトルクが発生しても、上記のように摩擦板25の摩擦力によってボールカム7の作動が抑制され、メインクラッチ9のドラグトルクが抑制されるから、図13においてI−T特性の上昇が抑制されてグラフ751のような特性が得られ、ドラグトルクによる燃費低下が抑制される。
Therefore, even if pilot torque is generated in the
なお、皿バネ27の押圧力は、オイル粘度(特に低温時のオイル粘度時の影響を中心に考慮して)によってパイロットクラッチ5に生じた回転力を抑制するために必要で充分な範囲内に設定されており、電磁コイル73によってパイロットクラッチ5を作動させたときのパイロットトルクには実質的な影響を与えない。
The pressing force of the
また、抑制手段に用いた皿バネ27は非線形の荷重特性を持っており、所定の撓み量の範囲で荷重が安定する領域がある。従って、必要で充分な皿バネ27の押圧力は、この安定領域の荷重を用いるように設定されている。
Further, the
[電磁式カップリング1の効果]
電磁式カップリング1は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
[Effect of electromagnetic coupling 1]
The
パイロットクラッチ5でオイル粘度によるパイロットトルクが発生しても、皿バネ27と摩擦板25によってボールカム7の作動が抑制され、メインクラッチ9のドラグトルクが抑制されるから、燃費低下が抑制される。
Even if pilot torque due to oil viscosity is generated in the
また、ドラグトルクが抑制されることにより、ブレーキ制御との両立が可能になる。 In addition, since drag torque is suppressed, it is possible to achieve compatibility with brake control.
従って、路面状態や操舵条件などに応じて車両を4輪駆動状態と2輪駆動状態とに切り換えれば、4輪駆動状態では電磁式カップリング1による前後輪間の相対回転拘束機能によって直進性が向上し、2輪駆動状態では相対回転拘束機能が停止して旋回性が向上するから、車両は異なった路面状態や操舵条件でそれぞれ所望の挙動が得られる。また、制動時には、2輪駆動状態でのロックを防止するブレーキ制御が可能になり、安全性が大幅に向上する。
Therefore, if the vehicle is switched between the four-wheel drive state and the two-wheel drive state according to the road surface condition, the steering condition, etc., in the four-wheel drive state, the straight rotation is achieved by the relative rotational restraint function between the front and rear wheels by the
また、パイロットクラッチ5の操作力源には、電磁石3の他に、油圧や空気圧を用いたアクチュエータがあり、いずれの場合も、上記のように操作力源をPWM制御する公知の手段がある。この場合、パイロットクラッチ5のパイロットトルクとボールカム7のカムスラスト力を制御することによってメインクラッチ9の伝達トルクを調整するが、電磁石3がPWM制御されるとパイロットクラッチ5でDUTY周波数によるパイロットトルクの変動が発生し、この変動がボールカム7によって増幅され、メインクラッチ9の伝達トルクにONーOFF変動が生じ、断続的に変動する騒音が放射される。
In addition to the
しかし、皿バネ27と摩擦板25により、パイロットクラッチ5ではPWM制御によるパイロットトルクの変動がカムスラスト力を生じる前段のカムリング11によって抑制され、ボールカム7ではパイロットトルク変動の増幅が抑制されるから、メインクラッチ9のONーOFFによる騒音放射が効果的に抑制される。
However, the
また、皿バネ27のように、弾性部材は摩擦力を所定の値に設定することが容易であり、設定値以下ではパイロットクラッチ5からのパイロットトルクをボールカム7から遮断し、所定値を超えた範囲ではパイロットトルクをボールカム7に伝達して作動させる本発明の機能を容易に実現することができる。
Further, like the
また、弾性部材による摩擦力の付与機能は安定しており、上記のような回転力の遮断機能及びドラグトルクの抑制機能が安定して得られる。 Further, the function of applying the frictional force by the elastic member is stable, and the function of blocking the rotational force and the function of suppressing the drag torque as described above can be obtained stably.
(第2実施形態)
図3と図4は電磁式カップリング101(トルク伝達機構:本発明の第2実施形態)を示している。
(Second Embodiment)
3 and 4 show an electromagnetic coupling 101 (torque transmission mechanism: a second embodiment of the present invention).
電磁式カップリング101は、第1実施形態の電磁式カップリング1において、皿バネ27及び摩擦板25からなる抑制手段を、環状のウェーブバネ103(弾性部材:抑制手段)に置き換えた構成であり、以下、電磁式カップリング1との相違点を説明する。
The
[電磁式カップリング101の構成]
ウェーブバネ103は、カムリング11の内周に設けられた環状の凹部105に配置され、インナーシャフト19の外周に対向しており、図4のように、インナーシャフト19の外周との接触部が固定面107になってインナーシャフト19に固定され、カムリング11の内周(凹部105)との接触部が摩擦面109になり、摩擦面109で発生する摩擦力によってカムリング11の回転を制動し、カムリング11とプレッシャープレート13との相対回転を抑制し、オイルの粘性によるパイロットクラッチ5からのトルクを遮断してボールカム7の作動を抑制する。
[Configuration of Electromagnetic Coupling 101]
The
なお、ウェーブバネ103の摩擦力は、オイル粘度によってパイロットクラッチ5に生じる回転力を抑制するために必要な範囲内に設定されており、電磁コイル73によってパイロットクラッチ5を作動させたときのパイロットトルクには実質的な影響を与えない。
The frictional force of the
[電磁式カップリング101の効果]
このように構成された電磁式カップリング101は、抑制手段に皿バネ27と摩擦板25を用いたことによる効果を除いて、電磁式カップリング1と同等の効果が得られる。
[Effect of electromagnetic coupling 101]
The
また、カムリング11の内周に設けた凹部105にウェーブバネ103を配置したこの構成は、抑制手段の配置スペースを確保する上で有利であると共に、抑制手段を配置するために周辺部材の寸法や形状を変える必要がない。
In addition, this configuration in which the
(第3実施形態)
図5は電磁式カップリング201(トルク伝達機構:本発明の第3実施形態)を示している。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows an electromagnetic coupling 201 (torque transmission mechanism: a third embodiment of the present invention).
電磁式カップリング201は、第1実施形態の電磁式カップリング1において、皿バネ27及び摩擦板25からなる抑制手段を、断面がO字状のゴムリング203(弾性部材:抑制手段)に置き換えた構成であり、以下、電磁式カップリング1との相違点を説明する。
The
[電磁式カップリング201の構成]
ゴムリング203は、カムリング11の内周に設けられた環状の溝部205に配置され、インナーシャフト19の外周と接触しており、カムリング11(溝部205)及びインナーシャフト19に対する各摩擦面207,209で発生する摩擦力によってカムリング11の回転を制動し、カムリング11とプレッシャープレート13との相対回転を抑制し、オイル粘性によるパイロットクラッチ5からのトルクを遮断してボールカム7の作動を抑制する。
[Configuration of Electromagnetic Coupling 201]
The
なお、ゴムリング203による摩擦力は、オイル粘度によってパイロットクラッチ5に生じる回転力を抑制するために必要な範囲内に設定されており、電磁コイル73によってパイロットクラッチ5を作動させたときのパイロットトルクには実質的な影響を与えない。
The frictional force generated by the
[電磁式カップリング201の効果]
このように構成された電磁式カップリング201は、抑制手段に皿バネ27と摩擦板25を用いたことによる効果を除いて、電磁式カップリング1と同等の効果が得られる。
[Effect of electromagnetic coupling 201]
The
また、カムリング11の内周に設けた溝部205にゴムリング203を配置したこの構成は、抑制手段の配置スペースを確保する上で有利であると共に、抑制手段を配置するために周辺部材の寸法や形状を変える必要がない。
In addition, this configuration in which the
(第4実施形態)
図6は電磁式カップリング301(トルク伝達機構:本発明の第4実施形態)を示している。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 shows an electromagnetic coupling 301 (torque transmission mechanism: a fourth embodiment of the present invention).
電磁式カップリング301は、第1実施形態の電磁式カップリング1において、皿バネ27及び摩擦板25からなる抑制手段の代わりに、抑制手段303(摩擦部)をカムリング11とインナーシャフト19の対向面に直接形成した構成であり、以下、電磁式カップリング1との相違点を説明する。
The
[電磁式カップリング301の構成]
カムリング11は内周(半径r2)で、インナーシャフト19の外周(半径r1)にオイルフィルムを介して支持されている。
[Configuration of Electromagnetic Coupling 301]
The
抑制手段303は、半径r2と半径r1の差(r2−r1)を適度に狭めることによって微妙なオイルフィルムを形成し、安定した摺動摩擦抵抗を得ており、この摩擦力によってカムリング11の回転を制動し、カムリング11とプレッシャープレート13との相対回転を抑制し、オイルの粘性によるパイロットクラッチ5からのトルクを遮断してボールカム7の作動を抑制する。
The restraining means 303 forms a delicate oil film by appropriately narrowing the difference (r2-r1) between the radius r2 and the radius r1, and obtains a stable sliding frictional resistance. Brake is applied, the relative rotation between the
なお、抑制手段303(オイルフィルム)による摩擦力は、オイル粘度によってパイロットクラッチ5に生じる回転力を抑制するために必要な範囲内に設定されており、電磁コイル73によってパイロットクラッチ5を作動させたときのパイロットトルクには実質的な影響を与えない。また、半径r2と半径r1との差(r2−r1)はさらに小さくすることによりカムリング11とインナーシャフト9の直接的な摩擦摺動抵抗が得られるようにオイルフィルムを介在させずにカムリング11の回転を制動しても良い。
The frictional force generated by the suppression means 303 (oil film) is set within a range necessary for suppressing the rotational force generated in the
[電磁式カップリング301の効果]
このように構成された電磁式カップリング301は、抑制手段に皿バネ27と摩擦板25を用いたことによる効果を除いて、電磁式カップリング1と同等の効果が得られる。
[Effect of electromagnetic coupling 301]
The
また、抑制手段303をカムリング11とインナーシャフト19との間に直接設けたこの構成では、部材を追加せずに、それだけ低コストでドラグトルクを抑制することができる。
Further, in this configuration in which the suppression means 303 is directly provided between the
なお、カムリング11とインナーシャフト19との間に摩擦部を設けるには、カムリング11とインナーシャフト19の間に直接的な支持部(径方向の支持部、あるいは、軸方向の支持部)を設け、径方向の隙間や軸方向の隙間を狭く設定して摩擦抵抗を発生させるか、または、上記のようにカムリング11とインナーシャフト19間の支持部がオイルで潤滑される環境にあれば、オイルの粘性抵抗を摩擦力に利用する方法があり、特に、オイルの粘性抵抗を利用する場合は、支持部の隙間をオイルフィルムが形成される程に狭くすれば、安定した摺動摩擦抵抗が得られ、ドラグトルク抑制機能が安定する。
In addition, in order to provide a friction part between the
また、カムリング11とインナーシャフト19との間に抑制手段303を直接設けたこの構成は、抑制手段の配置スペースを確保する上で最も有利であると共に、抑制手段を配置するために周辺部材の寸法や形状を変える必要がない。
In addition, this configuration in which the suppression means 303 is directly provided between the
(参考例)
図7と図8は電磁式カップリング401(トルク伝達機構:本発明の参考例)を示している。
( Reference example )
7 and 8 show an electromagnetic coupling 401 (torque transmission mechanism: a reference example of the present invention).
電磁式カップリング401は、第1実施形態の電磁式カップリング1において、皿バネ27及び摩擦板25からなる抑制手段の代わりに、ゴムダンパー403(トルクの変動を緩和する弾性部材:抑制手段)を用いた構成であり、以下、電磁式カップリング1との相違点を説明する。
In the
[電磁式カップリング401の構成]
ゴムダンパー403はスプラインの形状に成形されており、カムリング11のスプライン部71(トルクの伝達経路)において、パイロットクラッチ5のインナープレート69との間に適度な隙間405を介して配置され、パイロットクラッチ5にオイル粘度によるトルクが発生してもその撓みによってこれを吸収して遮断し、ボールカム7の作動を抑制することにより、メインクラッチ9でのドラグトルク発生を抑制する。
[Configuration of Electromagnetic Coupling 401]
The
なお、上記のようにゴムダンパー403がトルクの伝達経路に配置されていても、電磁コイル73によってパイロットクラッチ5を作動させたときのパイロットトルクには実質的な影響を与えない。
Even if the
[電磁式カップリング401の効果]
このように構成された電磁式カップリング401は、抑制手段に皿バネ27と摩擦板25を用いたことによる効果を除いて、電磁式カップリング1と同等の効果が得られる。
[Effect of electromagnetic coupling 401]
The
また、カムリング11のスプライン部71を利用してゴムダンパー403を配置したこの構成は、抑制手段の配置スペースを確保する上で有利であると共に、抑制手段を配置するために周辺部材の寸法や形状を変える必要がない。
In addition, this configuration in which the
(参考例)
図9と図10は電磁式カップリング501(トルク伝達機構:本発明の参考例)を示している。
( Reference example )
9 and 10 show an electromagnetic coupling 501 (torque transmission mechanism: a reference example of the present invention).
電磁式カップリング501は、第1実施形態の電磁式カップリング1において、皿バネ27及び摩擦板25からなる抑制手段の代わりに、コイルバネ503(トルクの変動を緩和する弾性部材:抑制手段)を用いた構成であり、以下、電磁式カップリング1との相違点を説明する。
In the
[電磁式カップリング501の構成]
カムリング11は径方向外側部材505と径方向内側部材507とに分割されており、コイルバネ503は部材505,507にそれぞれ形成された凸部509,511の間に配置され、パイロットクラッチ5にオイル粘度によるトルクが発生しても撓みによってこれを吸収して遮断し、ボールカム7の作動を抑制し、メインクラッチ9でのドラグトルク発生を抑制する。
[Configuration of Electromagnetic Coupling 501]
The
なお、上記のようにコイルバネ503がトルクの伝達経路に配置されていても、電磁コイル73によってパイロットクラッチ5を作動させたときのパイロットトルクには実質的な影響を与えない。
Even if the
[電磁式カップリング501の効果]
このように構成された電磁式カップリング501は、抑制手段に皿バネ27と摩擦板25を用いたことによる効果を除いて、電磁式カップリング1と同等の効果が得られる。
[Effect of electromagnetic coupling 501]
The
なお、各コイルばね503に代えて、ゴムダンパーを用いてもよい。
Instead of each
また、2分割したカムリング11(外側部材505と内側部材507)の間にコイルバネ503を配置したこの構成は、抑制手段の配置スペースを確保する上で有利であると共に、抑制手段を配置するために周辺部材の寸法や形状を変える必要がない。
In addition, this configuration in which the
(参考例)
図11は電磁式カップリング601(トルク伝達機構:本発明の参考例)を示している。
( Reference example )
FIG. 11 shows an electromagnetic coupling 601 (torque transmission mechanism: a reference example of the present invention).
電磁式カップリング601は、第1実施形態の電磁式カップリング1において、皿バネ27及び摩擦板25からなる抑制手段の代わりに、ゴムダンパー603(トルクの変動を緩和する弾性部材:抑制手段)を用いた構成であり、以下、電磁式カップリング1との相違点を説明する。
In the
[電磁式カップリング601の構成]
ゴムダンパー603はボールカム7を構成するカムリング11のカム面とボール15との間及びプレッシャープレート13のカム面とボール15との間にそれぞれ配置されており、パイロットクラッチ5にオイル粘度によるトルクが発生しカムリング11が移動してもボール15との間で撓みによりこれを吸収し、ボールカム7の作動を抑制(カムスラスト力の発生を抑制)し、メインクラッチ9でのドラグトルク発生を抑制する。
[Configuration of Electromagnetic Coupling 601]
The
なお、上記のようにゴムダンパー603がボールカム7の軸方向スラスト力の伝達経路に配置されていても、電磁コイル73によってパイロットクラッチ5を作動させたときのパイロットトルクには実質的な影響を与えない。なお、パイロットクラッチ5の初期的なひきずりトルクや回転トルク変動を抑えるには、カム部の中立位置近辺にのみゴムダンパー603を配置すれば良い。
Even if the
[電磁式カップリング601の効果]
このように構成された電磁式カップリング601は、抑制手段に皿バネ27と摩擦板25を用いたことによる効果を除いて、電磁式カップリング1と同等の効果が得られる。
[Effect of electromagnetic coupling 601]
The
また、ボールカム7の内部にゴムダンパー603を配置したこの構成は、抑制手段の配置スペースを確保する上で有利であると共に、抑制手段を配置するために周辺部材の寸法や形状を変える必要がない。
In addition, this configuration in which the
(参考例)
図12は電磁式カップリング701(トルク伝達機構:本発明の参考例)を示している。
( Reference example )
FIG. 12 shows an electromagnetic coupling 701 (torque transmission mechanism: a reference example of the present invention).
電磁式カップリング701は、第1実施形態の電磁式カップリング1において、皿バネ27及び摩擦板25からなる抑制手段の代わりに、ゴムダンパー703(トルクの変動を緩和する弾性部材:抑制手段)を用いた構成であり、以下、電磁式カップリング1との相違点を説明する。
In the
[電磁式カップリング701の構成]
ゴムダンパー703は、電磁式カップリング401のゴムダンパー403と同様に、スプラインの形状に成形されており、インナーシャフト19のスプライン部59(トルクの伝達経路)において、プレッシャープレート13との間に配置され、パイロットクラッチ5にオイル粘度によるトルクが発生しても、インナーシャフト19からプレッシャープレート13に掛かるトルクをその撓みによって吸収することによってボールカム5の作動を抑制し、メインクラッチ9でのドラグトルク発生を抑制する。
[Configuration of Electromagnetic Coupling 701]
Similar to the
なお、上記のようにゴムダンパー703がトルクの伝達経路に配置されていても、電磁コイル73によってパイロットクラッチ5を作動させたときのパイロットトルクには実質的な影響を与えない。
Even if the
[電磁式カップリング701の効果]
このように構成された電磁式カップリング701は、抑制手段に皿バネ27と摩擦板25を用いたことによる効果を除いて、電磁式カップリング1と同等の効果が得られる。
[Effect of electromagnetic coupling 701]
The
また、インナーシャフト19のスプライン部59を利用してゴムダンパー703を配置したこの構成は、抑制手段の配置スペースを確保する上で有利であると共に、抑制手段を配置するために周辺部材の寸法や形状を変える必要がない。
In addition, this configuration in which the
[本発明の範囲に含まれる他の態様]
なお、本発明に係るトルク伝達機構は、各実施形態のようなプロペラシャフト上でトルクを断続する装置に限らず、例えば、デファレンシャル装置に組み込んだ差動制限装置として用いることができる。
[Other Embodiments Included within the Scope of the Present Invention]
The torque transmission mechanism according to the present invention is not limited to a device that interrupts torque on the propeller shaft as in each embodiment, and can be used as, for example, a differential limiting device incorporated in a differential device.
また、カム機構は、各実施形態で用いたボールカムに限らず、カム面が直接接触するカムでもよい。 Further, the cam mechanism is not limited to the ball cam used in each embodiment, and may be a cam in which the cam surface is in direct contact.
1 電磁式カップリング(トルク伝達機構)
3 電磁石(操作力源)
5 パイロットクラッチ(パイロット機構)
7 ボールカム(カム機構)
9 メインクラッチ(メインクラッチ機構)
11 カムリング(第1のカム部材)
13 プレッシャープレート(第2のカム部材)
15 ボール(変換部)
17 回転ケース(トルク伝達部材)
19 インナーシャフト(トルク伝達部材)
21 アウタープレート(クラッチ部材)
23 インナーシャフト(クラッチ部材)
25 摩擦板(抑制手段)
27 皿バネ(弾性部材:抑制手段)
101 電磁式カップリング(トルク伝達機構)
103 ウェーブバネ(弾性部材:抑制手段)
201 電磁式カップリング(トルク伝達機構)
203 ゴムリング(弾性部材:抑制手段)
301 電磁式カップリング(トルク伝達機構)
303 カムリング11とインナーシャフト19の対向面に直接設けられた抑制 手段(摩擦部)
401 電磁式カップリング(トルク伝達機構)
403 ゴムダンパー(トルクの変動を緩和する弾性部材:抑制手段)
501 電磁式カップリング(トルク伝達機構)
503 コイルバネ(トルクの変動を緩和する弾性部材:抑制手段)
601 電磁式カップリング(トルク伝達機構)
603 ゴムダンパー(トルクの変動を緩和する弾性部材:抑制手段)
701 電磁式カップリング(トルク伝達機構)
703 ゴムダンパー(トルクの変動を緩和する弾性部材:抑制手段)
1 Electromagnetic coupling (torque transmission mechanism)
3 Electromagnet (operating force source)
5 Pilot clutch (pilot mechanism)
7 Ball cam (cam mechanism)
9 Main clutch (main clutch mechanism)
11 Cam ring (first cam member)
13 Pressure plate (second cam member)
15 balls (conversion unit)
17 Rotating case (torque transmission member)
19 Inner shaft (torque transmission member)
21 Outer plate (clutch member)
23 Inner shaft (clutch member)
25 Friction plate (suppressing means)
27 Belleville spring (elastic member: suppression means)
101 Electromagnetic coupling (torque transmission mechanism)
103 Wave spring (elastic member: suppression means)
201 Electromagnetic coupling (torque transmission mechanism)
203 Rubber ring (elastic member: suppression means)
301 Electromagnetic coupling (torque transmission mechanism)
303 Suppression means (friction part) provided directly on the opposing surface of the
401 Electromagnetic coupling (torque transmission mechanism)
403 Rubber damper (elastic member that reduces torque fluctuation: suppression means)
501 Electromagnetic coupling (torque transmission mechanism)
503 Coil spring (elastic member for reducing torque fluctuation: suppression means)
601 Electromagnetic coupling (torque transmission mechanism)
603 Rubber damper (elastic member that reduces torque fluctuation: suppression means)
701 Electromagnetic coupling (torque transmission mechanism)
703 Rubber damper (elastic member for reducing torque fluctuation: suppression means)
Claims (2)
メインクラッチ機構が、一対のトルク伝達部材と、これらを連結するクラッチ部材からなり、
カム機構が、パイロット機構側に連結された第1のカム部材と、メインクラッチ機構の前記トルク伝達部材に連結された第2のカム部材と、第1と第2の各カム部材に掛かるトルクを前記カムスラスト力に変換する変換部とからなり、
パイロット機構で発生した前記トルクによる第1カム部材の回転を抑制する抑制手段を設け、
該抑制手段が、第1のカム部材と、第2のカム部材側に連結されたメインクラッチ機構の前記トルク伝達部材との間に配置され、摩擦力によって第1のカム部材と第2のカム部材との相対回転を抑制する弾性部材であることを特徴とするトルク伝達機構。 A torque transmission mechanism comprising a pilot mechanism that operates by an operating force source, a cam mechanism that operates by receiving torque through the pilot mechanism, and a main clutch mechanism that is fastened by a cam thrust force of the cam mechanism,
The main clutch mechanism consists of a pair of torque transmission members and a clutch member that connects them,
The cam mechanism has a first cam member connected to the pilot mechanism side, a second cam member connected to the torque transmission member of the main clutch mechanism, and torque applied to each of the first and second cam members. A conversion portion for converting the cam thrust force,
Providing suppression means for suppressing rotation of the first cam member due to the torque generated in the pilot mechanism,
The suppression means is disposed between the first cam member and the torque transmission member of the main clutch mechanism connected to the second cam member side, and the first cam member and the second cam are caused by frictional force. A torque transmission mechanism that is an elastic member that suppresses relative rotation with the member .
メインクラッチ機構が、一対のトルク伝達部材と、これらを連結するクラッチ部材からなり、 The main clutch mechanism consists of a pair of torque transmission members and a clutch member that connects them,
カム機構が、パイロット機構側に連結された第1のカム部材と、メインクラッチ機構の前記トルク伝達部材に連結された第2のカム部材と、第1と第2の各カム部材に掛かるトルクを前記カムスラスト力に変換する変換部とからなり、 The cam mechanism has a first cam member connected to the pilot mechanism side, a second cam member connected to the torque transmission member of the main clutch mechanism, and torque applied to each of the first and second cam members. A conversion portion for converting the cam thrust force,
パイロット機構で発生した前記トルクによる第1カム部材の回転を抑制する抑制手段を設け、 Providing suppression means for suppressing rotation of the first cam member due to the torque generated in the pilot mechanism,
該抑制手段が、第1のカム部材と、第2のカム部材側に連結されたメインクラッチ機構の前記トルク伝達部材との間に設けられ、摩擦力によって第1のカム部材と第2のカム部材との相対回転を抑制する摩擦部であることを特徴とするトルク伝達機構。 The suppression means is provided between the first cam member and the torque transmission member of the main clutch mechanism connected to the second cam member side, and the first cam member and the second cam are caused by frictional force. A torque transmission mechanism that is a friction portion that suppresses relative rotation with a member.
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