特許 7276024 トルク伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-18

(54)【発明の名称】トルク伝達装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 48/06 20060101AFI20230511BHJP

   F16D 23/14 20060101ALI20230511BHJP

【ＦＩ】

F16D28/00 A

F16D23/14 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019165843

(22)【出願日】2019-09-12

(65)【公開番号】P2021042818

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-04-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅原 健彦

(72)【発明者】

【氏名】篠島 巧

【審査官】倉田 和博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１６３２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８９２２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ ４８／０６

Ｆ１６Ｄ ２８／００

Ｆ１６Ｄ ２３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トルク発生部と駆動部との間でトルクを伝達するトルク伝達装置であって、
入力部と出力部とを有し、かつ、前記入力部と前記出力部との間のトルク伝達率を調節可能なクラッチ装置と、
前記クラッチ装置の制御を行う制御器と、
前記入力部と、前記出力部と、前記入力部または前記出力部にトルク伝達可能に接続された接続部とのうち、いずれかを構成する回転部材により伝達されているトルクを検出可能なトルクセンサと、を備え、
前記制御器は、前記トルクセンサにより検出されたトルクが所定の条件を満たした場合に、前記クラッチ装置による前記トルク伝達率を低下させることによって、前記回転部材により伝達されているトルクを、ゼロでない所定の値まで低下させるように前記クラッチ装置の制御を行い、
前記所定の条件は、前記トルクセンサにより検出されたトルクの増大率が第２の閾値を超えるという第２の条件を含む、
トルク伝達装置。

【請求項2】

前記所定の条件は、前記トルクセンサにより検出されたトルクが第１の閾値を超えるという第１の条件を含み、
前記制御器は、前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記第１の条件を満たした場合に、前記クラッチ装置による前記トルク伝達率を低下させることによって、前記回転部材により伝達されているトルクを前記第１の閾値まで低下させるように前記クラッチ装置の制御を行う、
請求項１に記載のトルク伝達装置。

【請求項3】

前記第２の条件は、前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記第１の閾値よりも小さい第１の予備閾値を超えることをさらに含む、
請求項２に記載のトルク伝達装置。

【請求項4】

前記クラッチ装置は、クラッチレリーズ装置と、ダイヤフラムばねとを備え、
前記クラッチレリーズ装置は、電動モータと、該電動モータの回転運動を並進運動に変換する変換装置と、前記出力部にトルク伝達可能に接続された回転軸の周囲に、該回転軸の軸方向に関する移動を可能に支持可能であり、前記変換装置により前記回転軸の軸方向に押圧されることで前記ダイヤフラムばねを押圧することにより、前記クラッチ装置による前記トルク伝達率を変化させるレリーズ軸受とを有し、
前記制御器は、前記クラッチレリーズ装置の前記レリーズ軸受による前記ダイヤフラムばねの押圧量を制御することにより、前記クラッチ装置による前記トルク伝達率を低下させる制御を行う、
請求項１～３のうちのいずれかに記載のトルク伝達装置。

【請求項5】

変速機構部を有する変速機をさらに備え、
前記回転部材は、前記変速機構部よりも前記駆動部に近い部分でトルクを伝達する、
請求項１～４のうちのいずれかに記載のトルク伝達装置。

【請求項6】

前記トルク発生部は車両の動力源であり、
前記駆動部は車両の駆動輪である、
請求項１～５のうちのいずれかに記載のトルク伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トルク発生部と駆動部との間でトルクを伝達するトルク伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

トルクを発生するトルク発生部と、トルクを受けて駆動する駆動部と、トルク発生部と駆動部との間でトルクを伝達するトルク伝達装置とを備えた各種の駆動装置には、該駆動装置を保護するために、トルク伝達装置で伝達されるトルクが過大になることを防止するための対策が求められる。

【0003】

たとえば、自動車では、トルク発生部であって動力源であるエンジンや電動モータと、駆動部である駆動輪との間で、クラッチ装置、変速機、デファレンシャル、ドライブシャフトなどを組み合わせてなるトルク伝達装置がトルクを伝達する。このような自動車がエンジンブレーキや回生ブレーキを効かせながら坂道を下る場合や、悪路走行中に駆動輪が地面から浮き上がって再び接地した場合などに、駆動輪から過大なトルクが逆入力されると、エンジンや電動モータおよびトルク伝達装置が傷んで寿命が低下する可能性がある。したがって、このような不都合を防止するための対策が求められる。

【0004】

このような対策として、たとえば、トルク伝達装置に機械式のトルクリミッタ（たとえば、特開２００６－２８３９４１号公報（特許文献１）、特開２０１３－５０１１８号公報（特許文献２）参照）を組み込むことが考えられる。

【0005】

機械式のトルクリミッタは、第１摩擦部材と、第２摩擦部材と、第１摩擦部材に対して第２摩擦部材を押し付ける付勢部材とを備える。また、機械式のトルクリミッタでは、第１摩擦部材と第２摩擦部材との間の摩擦係数や付勢部材の付勢荷重などを調整することによって、伝達可能なトルクの上限値であるリミットトルクが設定される。このような機械式のトルクリミッタでは、伝達しているトルクがリミットトルクに達すると、第１摩擦部材と第２摩擦部材との間で滑りが生じることにより、リミットトルクを超えるトルクの伝達が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００６－２８３９４１号公報

【文献】特開２０１３－５０１１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

機械式のトルクリミッタでは、その使用に伴い、リミットトルクが経時的に低下した後、一定の値に落ち着く。この理由は、第１摩擦部材と第２摩擦部材との間で滑りが繰り返されることによって、第１摩擦部材と第２摩擦部材との間になじみが生じ、第１摩擦部材と第２摩擦部材との間の摩擦係数が徐々に低下して最終的に一定の値に落ち着くためである。

【0008】

このような機械式のトルクリミッタでは、トルク伝達装置においてトルク発生部の最大出力時のトルクを伝達できるようにするために、経時的に低下したリミットトルクが、トルク発生部の最大出力時のトルクを下回らないようにする必要がある。したがって、初期のリミットトルクは、継時的な低下を考慮して、ある程度大きく設定しておく必要がある。そして、トルク発生部およびトルク伝達装置に関しては、このような初期のリミットトルクを基準とする安全率を設定して強度設計を行う必要があるため、重量が大きくなりやすいという問題がある。

【0009】

本発明は、上述のような事情に鑑み、過大なトルクが伝達されることを防止でき、しかも必要とされる強度を抑えることが可能なトルク伝達装置の構造を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のトルク伝達装置は、トルク発生部と駆動部との間でトルクを伝達する装置であり、クラッチ装置と、制御器と、トルクセンサとを備える。
前記クラッチ装置は、入力部と出力部とを有し、かつ、前記入力部と前記出力部との間のトルク伝達率を調節可能である。
前記制御器は、前記クラッチ装置の制御を行う。
前記トルクセンサは、前記入力部と、前記出力部と、前記入力部または前記出力部にトルク伝達可能に接続された接続部とのうち、いずれかを構成する回転部材により伝達されているトルクを検出可能である。
前記制御器は、前記トルクセンサにより検出されたトルクが所定の条件を満たした場合に、前記クラッチ装置による前記トルク伝達率を低下させることによって、前記回転部材により伝達されているトルクを、ゼロでない所定の値まで低下させるように前記クラッチ装置の制御を行う。

【0011】

前記所定の条件を、前記トルクセンサにより検出されたトルクが第１の閾値を超えるという第１の条件を含む条件とすることができる。
この場合には、前記制御器により、前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記第１の条件を満たした場合に、前記クラッチ装置による前記トルク伝達率を低下させることによって、前記回転部材により伝達されているトルクを第１の閾値まで低下させるように前記クラッチ装置の制御を行うことができる。

【0012】

前記所定の条件を、前記トルクセンサにより検出されたトルクの増大率が第２の閾値を超えるという第２の条件を含む条件とすることができる。
前記第２の条件を、前記トルクセンサにより検出されたトルクが第１の閾値よりも小さい第１の予備閾値を超えることをさらに含む条件とすることができる。

【0013】

前記クラッチ装置を、クラッチレリーズ装置と、ダイヤフラムばねとを備えた装置とすることができる。
前記クラッチレリーズ装置を、電動モータと、該電動モータの回転運動を並進運動に変換する変換装置と、前記出力部にトルク伝達可能に接続された回転軸の周囲に、該回転軸の軸方向に関する移動を可能に支持可能であり、前記変換装置により前記回転軸の軸方向に押圧されることで前記ダイヤフラムばねを押圧することにより、前記クラッチ装置による前記トルク伝達率を変化させるレリーズ軸受とを有する装置とすることができる。
前記制御器によって、前記クラッチレリーズ装置の前記レリーズ軸受による前記ダイヤフラムばねの押圧量を制御することにより、前記クラッチ装置による前記トルク伝達率を低下させる制御を行うことができる。

【0014】

前記トルク伝達装置を、変速機構部を有する変速機をさらに備えた装置とすることができる。
前記回転部材を、前記変速機構部よりも前記駆動部に近い部分でトルクを伝達する部材とすることができる。

【0015】

前記トルク発生部を車両の動力源とし、前記駆動部を車両の駆動輪とすることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明のトルク伝達装置によれば、過大なトルクが伝達されることを防止でき、しかも必要とされる強度を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明が適用される駆動装置の概念図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態の第１例に関する車両の一部を示す概念図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態の第１例のクラッチ装置の断面図である。

【図4】図４は、図３の部分拡大図である。

【図5】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、本発明の実施の形態の第１例のクラッチ装置を構成するカム装置の動作を説明するために、該カム装置の周方向に関する一部を径方向外側から見た模式図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態の第１例に関する制御フローを示す図である。

【図7】図７は、本発明の実施の形態の第２例のクラッチ制御装置による制御を説明するための図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態の第３例のクラッチ制御装置による制御を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

［実施の形態の第１例］
図１は、本発明が適用される駆動装置の概念図を示している。

【0019】

図１に示した駆動装置は、たとえば、自動車などの車両、工作機械などの産業機械、風力や水力などを利用した発電機などの、各種の分野で用いられる駆動装置であり、トルクを発生するトルク発生部と、トルクを受けて駆動する駆動部と、トルク発生部と駆動部との間でトルクを伝達するトルク伝達装置とを備える。

【0020】

トルク発生部は、たとえば、車両や産業機械では動力源であるエンジンや電動モータなどであり、発電機では風車、水車などのタービンなどである。

【0021】

駆動部は、たとえば、車両では駆動輪であり、工作機械ではワークや工具と一体になって回転する回転軸などであり、発電機では発電用ロータなどである。

【0022】

トルク伝達装置は、図示の例では、クラッチ制御装置と、変速機とを含んで構成される。ただし、トルク伝達装置は、変速機を含んでいることが必須ではない。クラッチ制御装置は、クラッチ装置と、トルクセンサと、制御器とを備える。このようなトルク伝達装置は、その構成要素のうち、回転軸、歯車、ローラ、ディスク、ドラム、プーリ、ベルト、羽根車、流体などのトルク伝達要素を組み合わせてなるトルク伝達機構により、トルク発生部と駆動部との間でトルクを伝達する。

【0023】

クラッチ装置は、入力部と出力部とを有し、かつ、入力部と出力部との間のトルク伝達率を、たとえば０％～１００％の範囲などの所定の範囲で調節可能である。クラッチ装置は、トルク伝達率を所定の範囲で調節可能であれば、その方式は限定されず、たとえば、摩擦式や流体式などを採用することができる。また、クラッチ装置は、制御器からの指令信号に基づいてトルク伝達率を変化させるように作動することが可能である。

【0024】

変速機は、伝達するトルクを増大または減少させることが可能である。変速機の種類は、特に限定されず、たとえば、自動車などの車両では、変速機は、マニュアルトランスミッションであってもよいし、オートマチックトランスミッションであってもよい。

【0025】

トルクセンサは、回転部材により伝達されているトルクを検出可能に構成されている。該回転部材は、クラッチ装置の入力部と、クラッチ装置の出力部と、これらの入力部または出力部にトルク伝達可能に接続された接続部とのうち、いずれかを構成するトルク伝達要素である。図示の例では、トルクセンサは、クラッチ装置と変速機との間に位置する、クラッチ装置の出力部や、変速機の入力部や、これらの入力部と出力部との接続部などを構成する回転部材により伝達されているトルクを検出可能に構成されている。トルクセンサによるトルクの検出位置は、図示の例には限定されない。たとえば、トルクセンサは、図示の例において、トルク発生部とクラッチ装置との間に位置する、トルク発生部の出力部や、クラッチ装置の入力部や、これらの入力部と出力部との接続部などを構成する回転部材、あるいは、変速機と駆動部との間に位置する、変速機の出力部や、駆動部の入力部や、これらの入力部と出力部との接続部などを構成する回転部材により伝達されているトルクを検出可能に構成されていてもよい。また、トルクセンサによるトルクの検出方式は、特に限定されず、たとえば、磁歪式、位相差式、圧電式、光学式、静電容量式などの各種の検出方式を採用することができる。

【0026】

制御器は、少なくとも、トルクセンサにより検出されたトルクが所定の条件を満たした場合に、クラッチ装置によるトルク伝達率を低下させることによって、前記回転部材により伝達されているトルクを、ゼロでない所定の値まで低下させるようにクラッチ装置の制御を行う機能を有する。制御器の具体的構成は、特に限定されない。

【0027】

以下、実施の形態の第１例における、図１に示すような駆動装置のより具体的な構成について、図２～図６を用いて説明する。

【0028】

本例の駆動装置は、図２に示すような、車両１の駆動装置５２である。駆動装置５２では、トルク発生部は、動力源であるエンジン２であり、駆動部は、１対の駆動輪７である。また、トルク伝達装置１０は、クラッチ装置３、変速機であるマニュアルトランスミッション４、デファレンシャル５、および１対のドライブシャフト６などを組み合わせることにより構成される。また、トルクセンサは、磁歪式のトルクセンサ８であり、制御器は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９が備えるクラッチ制御部である。

【0029】

トルク伝達装置１０において、エンジン２は、トルクを出力するクランクシャフト１１を備える。マニュアルトランスミッション４は、トルクが入力される回転軸である入力軸１２と、トルクを出力する出力軸１３と、入力軸１２と出力軸１３との間に存在する図示しない変速機構部とを備える。エンジン２のクランクシャフト１１から出力されるトルクは、クラッチ装置３を介してマニュアルトランスミッション４の入力軸１２に伝達された後、マニュアルトランスミッション４の変速機構部、マニュアルトランスミッション４の出力軸１３、デファレンシャル５、および１対のドライブシャフト６などを介して、１対の駆動輪７に伝達される。

【0030】

また、車両１の駆動装置５２が備えるクラッチ制御装置５３は、クラッチ装置３と、トルクセンサ８と、ＥＣＵ９のクラッチ制御部とを含んで構成される。

【0031】

クラッチ装置３は、電動式であり、クランクシャフト１１と入力軸１２との間でのトルクの伝達状態である断接状態を切り換え可能である。クラッチ装置３は、摩擦クラッチであり、具体的には、図３～図５に示すような構造を有する。

【0032】

クラッチ装置３は、入力部であるフライホイール１４と、出力部であるクラッチディスク１５と、プレッシャプレート１６と、ダイヤフラムばね１７と、クラッチレリーズ装置１８とを備える。

【0033】

フライホイール１４は、円盤状に構成され、クランクシャフト１１（図２参照）の先端部に対し、同軸に結合固定されている。

【0034】

クラッチディスク１５は、円盤状に構成され、入力軸１２の先端部に対し、相対回転不能に、かつ、軸方向に関する移動を可能に支持されている。このために、クラッチディスク１５の径方向内側部を、入力軸１２の先端部外周面に対してスプライン係合させている。また、この状態で、フライホイール１４の径方向外側部である摩擦部を、フライホイール１４に対して、軸方向に対向させている。クラッチディスク１５は、径方向中間部に、図示を省略したダンパ部を有する。

【0035】

なお、クラッチ装置３に関して、軸方向とは、特に断わらない限り、入力軸１２の軸方向をいう。また、軸方向一方側は、エンジン２（図２参照）が位置する図３～図５の左側であり、軸方向他方側は、マニュアルトランスミッション４（図２参照）が位置する図３～図５の右側である。

【0036】

フライホイール１４は、図３に示すように、径方向外側部にクラッチカバー１９を支持固定している。クラッチカバー１９の内側には、クラッチディスク１５をフライホイール１４に向けて押圧するためのプレッシャプレート１６、および、プレッシャプレート１６をクラッチディスク１５に向けて押圧するためのダイヤフラムばね１７が配置されている。

【0037】

ダイヤフラムばね１７は、クラッチカバー１９に支持されている。図示のクラッチ装置３は、プッシュ式であるため、ダイヤフラムばね１７の中央部が軸方向一方側に向けて押圧されると、プレッシャプレート１６がクラッチディスク１５から退避する側である軸方向他方側に移動し、フライホイール１４とクラッチディスク１５との接続が断たれる構造を有する。ただし、本発明は、プッシュ式のクラッチ装置に限らず、レリーズ軸受が、ダイヤフラムばねを押圧する力が大きくなる方向に移動することで、クラッチが接続し、レリーズ軸受が、ダイヤフラムばねを押圧する力が小さくなる方向に移動することで、クラッチの接続が断たれる、プル式のクラッチ装置を採用してもよい。

【0038】

クラッチレリーズ装置１８は、ＥＣＵ９からの指令信号に基づいて作動し、ダイヤフラムばね１７に所定の押圧力を付与する装置である。クラッチレリーズ装置１８は、ハウジング２０と、電動モータ２１と、ウォーム減速機２２と、変換装置であるカム装置２３と、カムガイド２４と、軸受ガイド２５と、レリーズ軸受２６と、押圧板２７と、付勢ばね２８とを備える。

【0039】

ハウジング２０は、マニュアルトランスミッション４（図２参照）に備えられたフロントケース２９の内側で、フロントケース２９に支持固定され、かつ、入力軸１２の軸方向中間部の周囲を取り囲んでいる。ハウジング２０は、複数の部品を組み合わせることにより構成されており、円筒状の内側案内筒部３０と、内側案内筒部３０の径方向外側に配置された円筒状の外側案内筒部３１と、内側案内筒部３０の軸方向他方側端部と外側案内筒部３１の軸方向他方側端部とを連結する円環状の連結部３２を有する。ハウジング２０は、内側案内筒部３０と外側案内筒部３１と連結部３２とにより周囲を囲まれた空間である、収容部３３を有する。

【0040】

電動モータ２１は、ハウジング２０の軸方向他方側部に支持されている。電動モータ２１の出力軸は、入力軸１２に対してねじれの位置に配置されている。

【0041】

ウォーム減速機２２は、図４に示すように、互いに噛合したウォーム３４とウォームホイール３５とを備える。ウォーム３４は、電動モータ２１の出力軸に対してトルク伝達可能に直列に接続され、かつ、収容部３３内に回転可能に支持されている。ウォームホイール３５は、収容部３３内に、入力軸１２と同軸に配置されている。

【0042】

カム装置２３は、収容部３３内に配置され、駆動側カム３６と、被駆動側カム３７と、複数のローラ３８と、保持器３９とを備える。

【0043】

駆動側カム３６は、円環状に構成され、ウォームホイール３５に対し、同軸に結合固定されている。駆動側カム３６およびウォームホイール３５は、収容部３３内に、回転可能に、かつ、軸方向他方側への移動を阻止された状態で配置されている。駆動側カム３６は、径方向外側部の軸方向一方側の側面の円周方向等間隔となる複数箇所（ローラ３８と同数の箇所）に、駆動側カム面４０を有する。駆動側カム面４０は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、軸方向に関する深さが、円周方向中央部で最も深く、円周方向中央部から円周方向両端部に向かうに従って漸次浅くなる形状を有する。

【0044】

被駆動側カム３７は、円環状に構成され、駆動側カム面４０に対向する軸方向他方側の側面の円周方向等間隔となる複数箇所（ローラ３８と同数の箇所）に、被駆動側カム面４１を有する。被駆動側カム面４１は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、軸方向に関する深さが、円周方向中央部で最も深く、円周方向中央部から円周方向両端部に向かうに従って漸次浅くなる形状を有する。被駆動側カム３７は、カム装置２３の径方向内側に配置されたカムガイド２４に外嵌固定されている。カムガイド２４は、円筒部４２と、円筒部４２の軸方向他方側端部から径方向内側に延びる円輪部４３とを有する。被駆動側カム３７は、円筒部４２の軸方向一方側端部に外嵌固定されている。被駆動側カム３７およびカムガイド２４は、ハウジング２０に対し、回転不能に、かつ、軸方向移動を可能に支持されている。このために、カムガイド２４の円輪部４３の径方向内側部と、ハウジング２０の内側案内筒部３０の外周面とが、スプライン係合している。

【0045】

ローラ３８のそれぞれは、円柱状に構成されており、駆動側カム面４０と被駆動側カム面４１との間に、中心軸を放射方向に向けた状態で挟持され、かつ、保持器３９により保持されている。

【0046】

軸受ガイド２５は、段付円筒状に構成されており、大径筒部４４と、小径筒部４５と、大径筒部４４の軸方向一方側端部と小径筒部４５の軸方向他方側端部とを連結する円輪部４６とを有する。大径筒部４４は、カム装置２３とハウジング２０の外側案内筒部３１との間に配置されている。大径筒部４４は、外周面に円環状のシール部４７を係止し、かつ、シール部４７を外側案内筒部３１の内周面に全周にわたり弾性的に接触させている。小径筒部４５は、ハウジングの内側案内筒部３０に外嵌されている。小径筒部４５は、内周面に円環状のシール部４８を係止し、かつ、シール部４８を内側案内筒部３０の外周面に全周にわたり弾性的に接触させている。これらのシール部４７、４８により、カム装置２３が配置された空間にグリースを保持している。円輪部４６は、軸方向他方側の側面を、被駆動側カム３７の軸方向一方側の側面に接触させている。

【0047】

レリーズ軸受２６は、外周面に内輪軌道を有する内輪４９と、内周面に外輪軌道を有する外輪５０と、外輪軌道と内輪軌道との間に配置された複数個の玉５１とを備えた、玉軸受である。レリーズ軸受２６は、内輪軌道を深溝型とし、外輪軌道をアンギュラ型とすることで、ラジアル荷重に加えて、外輪５０に加わる軸方向他方側へのスラスト荷重を支承可能である。内輪４９は、軸受ガイド２５の小径筒部４５に外嵌固定されている。このため、内輪４９（レリーズ軸受２６全体）は、ハウジング２０の内側案内筒部３０に対し、相対回転不能に、かつ、軸方向に関する移動を可能に支持されている。外輪５０は、円輪状の押圧板２７を介して、ダイヤフラムばね１７の中央部に弾性的に接触している。このため、外輪５０は、ダイヤフラムばね１７と一体的に回転する。

【0048】

付勢ばね２８は、コイルばねであり、軸受ガイド２５の円輪部４６と、カムガイド２４の円輪部４３との間に、軸方向に関して弾性的に圧縮された状態で挟持されている。そして、付勢ばね２８の弾性復元力に基づいて、カムガイド２４および被駆動側カム３７を軸方向他方側に向け付勢することにより、駆動側カム面４０と被駆動側カム面４１との間でローラ３８ががたつくことを防止している。また、付勢ばね２８の弾性復元力に基づいて、軸受ガイド２５、レリーズ軸受２６、および押圧板２７を軸方向一方側に付勢することにより、押圧板２７とダイヤフラムばね１７の中央部との弾性的な接触状態が常に維持されるようにしている。なお、付勢ばね２８の付勢力の大きさは、好ましくは、ダイヤフラムばね１７を変形または移動させない程度とする。

【0049】

以上のような構成を有するクラッチ装置３は、その断接状態を、完全接続状態と、半クラッチ状態と、切断状態との間で、相互に切り換え可能である。ここで、完全接続状態は、フライホイール１４とクラッチディスク１５とが摩擦係合し、かつ、摩擦係合部に回転方向の滑りが生じない状態である。半クラッチ状態は、フライホイール１４とクラッチディスク１５とが摩擦係合し、かつ、摩擦係合部に回転方向の滑りが生じる状態である。切断状態は、フライホイール１４とクラッチディスク１５とが軸方向に離隔して摩擦係合しない状態である。

【0050】

クラッチ装置３を、完全接続状態から切断状態に切り換える際には、ＥＣＵ９からの指令信号に基づいて、電動モータ２１の出力軸が回転駆動することにより、ウォーム減速機２２のウォーム３４を介して、ウォームホイール３５が所定方向に回転する。これにより、図５（Ａ）→図５（Ｂ）に示すように、カム装置２３の駆動側カム３６が、被駆動側カム３７に対して所定方向（図５（Ａ）および図５（Ｂ）の下方向）に相対回転し、ローラ３８が、駆動側カム面４０および被駆動側カム面４１のうちで、軸方向に関する深さの浅い側に向けて転動することに伴い、被駆動側カム３７が、軸方向に関して駆動側カム３６から離れる方向である軸方向一方側に向けて並進移動する。このようにして、被駆動側カム３７が軸方向一方側に向けて並進移動することで、軸受ガイド２５およびレリーズ軸受２６を介して、押圧板２７により、ダイヤフラムばね１７の中央部が軸方向一方側に向けて押圧される。この結果、プレッシャプレート１６がクラッチディスク１５から退避する方向に移動することに伴い、クラッチ装置３が、完全接続状態から半クラッチ状態を経て切断状態に切り換えられる。

【0051】

これに対し、クラッチ装置３を、切断状態から完全接続状態に切り換える際には、ＥＣＵ９からの指令信号に基づいて、電動モータ２１の出力軸が、クラッチ装置３を切断状態に切り換える際とは逆方向に回転駆動することにより、ウォームホイール３５が所定方向とは逆方向に回転する。これにより、図５（Ｂ）→図５（Ａ）に示すように、駆動側カム３６が、被駆動側カム３７に対して所定方向と逆方向（図５（Ａ）および図５（Ｂ）の上方向）に相対回転し、ローラ３８が、駆動側カム面４０および被駆動側カム面４１のうちで、軸方向に関する深さの深い側に向けて転動することに伴い、被駆動側カム３７が、軸方向に関して駆動側カム３６に近づく方向である軸方向他方側に並進移動する。このようにして、被駆動側カム３７が軸方向他方側に向けて並進移動することで、押圧板２７により、ダイヤフラムばね１７の中央部を軸方向一方側に向けて押圧する押圧量が減少する。この結果、プレッシャプレート１６がクラッチディスク１５に対して接近する方向に移動した後に押し付けられることに伴い、クラッチ装置３が、切断状態から半クラッチ状態を経て完全接続状態に切り換えられる。

【0052】

ここで、クラッチ装置３によるトルク伝達率、すなわち、クランクシャフト１１と入力軸１２との間でのトルク伝達率は、完全接続状態では１００％であり、半クラッチ状態では１００％未満（０％を除く）であり、切断状態では０％である。また、半クラッチ状態でのトルク伝達率は、電動モータ２１を駆動することに基づいて、レリーズ軸受２６の軸方向位置（ストローク）を変えること、すなわち、ダイヤフラムばね１７の中央部の軸方向に関する押圧量を変えることにより、適宜の大きさに調節することができる。

【0053】

トルクセンサ８（図２参照）は、円環状に構成され、回転部材であって回転軸である入力軸１２の周囲に配置されている。トルクセンサ８は、ハウジング２０の軸方向他方側の端部に内嵌固定されており、その検出部を、入力軸１２の被検出部である外周面に近接対向させている。トルクセンサ８は、ブリッジ回路を構成する複数のコイル層を備えた磁歪式のトルクセンサであり、入力軸１２で伝達されているトルクである実トルクの大きさおよび方向を、入力軸１２に生じる逆磁歪効果を利用して検出する。このため、入力軸１２は、被検出部を含む一部または全部が、磁歪特性を有する材料により造られている。

【0054】

ＥＣＵ９は、車両全体の制御を行う装置であり、クラッチ制御部、エンジン制御部、トランスミッション制御部などの複数の制御部を備える。本例の車両１は、クラッチ制御を自動で行う自動クラッチ車両である。このため、ＥＣＵ９は、運転者がシフトレバーを操作することによってマニュアルトランスミッション４の変速機構部のギヤ段を変更する際に、自動でクラッチ装置３の断接状態を切り換える制御を行う。これにより、車両１のイージードライブ化を実現する。

【0055】

さらに、ＥＣＵ９のクラッチ制御部は、トルクセンサ８により検出された実トルクが所定の条件を満たした場合に、クラッチ装置３によるトルク伝達率を低下させることによって、入力軸１２により伝達されているトルクを、ゼロでない所定の値まで低下させるようにクラッチ装置３の制御を行う。特に、本例では、前記所定の条件は、トルクセンサ８により検出された実トルクが第１の閾値Ｒ₁を超えるという第１の条件を含む。

【0056】

具体的には、ＥＣＵ９のクラッチ制御部は、トルクセンサ８により検出された実トルクが第１の閾値Ｒ₁を超えた場合に、該実トルクが第１の閾値Ｒ₁まで下がるように、レリーズ軸受２６の軸方向位置を調節することで、クラッチ装置３によるトルク伝達率を制御する。なお、第１の閾値Ｒ₁は、エンジン２の最大出力時のトルクを上回り、かつ、エンジン２やトルク伝達装置１０にとって過大とならない、任意の値に設定することができ、たとえば、エンジン２の許容トルクの値に設定することができる。

【0057】

次に、上述のようなＥＣＵ９によるクラッチ装置３の制御の手順について、図６を参照しつつ具体的に説明する。

【0058】

最初のステップＳ１では、ＥＣＵ９が、トルクセンサ８により検出された実トルクの情報を読み込む。そして、ステップＳ２に進む。

【0059】

ステップＳ２では、ＥＣＵ９が、ステップＳ１で読み込んだ実トルクが第１の閾値Ｒ₁を超えているか否かを判定する。そして、ステップＳ２の判定がＮＯであるとき、すなわち、ステップＳ１で読み込んだ実トルクが第１の閾値Ｒ₁を超えていないときは、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、ステップＳ１で読み込んだ実トルクが第１の閾値Ｒ₁を超えているときは、ステップＳ３に進む。

【0060】

ステップＳ３では、ＥＣＵ９が、ステップＳ１で読み込んだ実トルクの情報を利用して、トルクセンサ８により検出される実トルクが第１の閾値Ｒ₁まで下がるような、クラッチ装置３によるトルク伝達率を計算により求め、さらに該トルク伝達率をレリーズ軸受２６の軸方向位置に変換する計算を行うことで、該軸方向位置を求める。そして、ステップＳ４に進む。

【0061】

ステップＳ４では、ＥＣＵ９が、クラッチレリーズ装置１８に対して、電動モータ２１を駆動することにより、レリーズ軸受２６の軸方向位置を、ステップＳ３で求めた軸方向位置に移動させるよう指令する。すなわち、ＥＣＵ９が、クラッチレリーズ装置１８のストローク制御を行う。そして、ステップＳ１に戻る。

【0062】

以上のような構成を有する本例の車両１の駆動装置５２によれば、トルク伝達装置１０が伝達している実トルクを、マニュアルトランスミッション４の入力軸１２において、トルクセンサ８によりリアルタイムで検出することができる。また、該実トルクが第１の閾値Ｒ₁を僅かでも超えた場合には、ＥＣＵ９が、クラッチ装置３によるトルク伝達率を低下させることによって、前記実トルクを第１の閾値Ｒ₁まで低下させるようにクラッチ装置３の制御を行う。したがって、駆動輪７から逆入力された過大なトルクが、エンジン２やトルク伝達装置１０にそのまま伝達されることを防止できる。

【0063】

また、第１の閾値Ｒ₁は、ＥＣＵ９において設定された値であり、機械式のトルクリミッタのリミットトルクのように経時的に低下することはなく、具体的には、エンジン２やトルク伝達装置１０を構成する部材の経時変化に伴って低下することはない。要するに、エンジン２やトルク伝達装置１０の強度設計において、駆動輪７側から加わるトルクの最大値の経時変化を考慮する必要はなく、第１の閾値Ｒ₁を基準に設計を行うことができる。このため、エンジン２やトルク伝達装置１０に関して、強度を過剰に大きくする必要がない。この結果、たとえば、エンジン２やトルク伝達装置１０の重量を小さくすることができる。さらに、トルク伝達装置１０の重量を小さくすることによって、トルク伝達効率を向上させることができる。

【0064】

また、本例では、トルクセンサ８により検出した実トルクが第１の閾値Ｒ₁を超えた場合には、ＥＣＵ９によるクラッチ装置３の制御によって、該トルクを第１の閾値Ｒ₁までしか下げない。このため、たとえば、車両１がエンジンブレーキを効かせながら坂道を下る場合に、エンジンブレーキの効きが過度に弱まることを防止して、車両１の安全走行を確保することができる。

【0065】

なお、本発明を実施する場合、トルク伝達装置１０において、トルクセンサにより実トルクを検出する位置は、特に限定されない。トルクセンサにより実トルクを検出する位置は、たとえば図２において、マニュアルトランスミッション４の変速機構部よりも駆動輪７に近い部分（たとえば、α部やβ部）としてもよい。このようにすれば、駆動輪７から逆入力された過大なトルクが、エンジン２やトルク伝達装置１０にそのまま伝達されることを防止するための制御を、より迅速に行える。

【0066】

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図７を用いて説明する。
駆動装置を保護するためには、トルク伝達装置１０に衝撃的なトルクが加わることを防止することも有効な対策となる。なお、該衝撃的なトルクは、たとえば、車両の運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を急激に増大した場合に、エンジン２からトルク伝達装置１０に入力されたり、あるいは、悪路走行中に駆動輪７（図２参照）が地面から浮き上がって再び接地した場合などに、駆動輪７からトルク伝達装置１０に逆入力されたりすることが考えられる。

【0067】

そこで、本例では、ＥＣＵ９（図２参照）は、トルクセンサ８（図２～図４参照）が検出した実トルクが、所定の条件に含まれる第２の条件を満たした場合に、クラッチ装置３（図２参照）によるトルク伝達率を低下させることによって、前記実トルクが減少するように、クラッチ装置３の制御を行う。ここで、第２の条件は、トルクセンサ８が検出した実トルクの増大率（＝実トルクの増大量ｄＴ／経過時間ｄｔ）が、予め設定された第２の閾値Ｒ₂を超えるという条件である。なお、第２の閾値Ｒ₂は、たとえば、車両の運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を急激に増大した場合や、悪路走行中に駆動輪７が地面から浮き上がって再び接地した場合などに生じると想定される前記実トルクの増大率の最大値よりも少しだけ小さい値に設定するなど、適宜の大きさに設定することができる。

【0068】

本例では、ＥＣＵ９は、たとえば図７に矢印Ｘで示すように、トルクセンサ８が検出した実トルクが第１の閾値Ｒ₁を超えるという第１の条件が満たされていない場合でも、該実トルクの増大率が第２の閾値Ｒ₂を超えるという第２の条件が満たされた場合、換言すれば、該実トルクが衝撃的なトルクとなる傾向が表れた場合に、クラッチ装置３によるトルク伝達率を低下させることによって、前記実トルクが減少するように、クラッチ装置３の制御を行う。本例では、第２の条件が満たされた場合には、クラッチ装置３によるトルク伝達率を５０％以下に低下させる。ただし、本発明を実施する場合に、第２の条件が満たされた場合のクラッチ装置３によるトルク伝達率の低下のさせ方は、適宜決定することができる。

【0069】

以上のような本例の構造によれば、車両状況（停車中又は走行中、低速走行中又は高速巡航中、平坦路走行中又は坂道走行中など）に応じたクラッチ装置３のトルク伝達率の調節をより適切に行うことができ、車両の駆動装置の保護や、車両の安定走行を充実させることができる。たとえば、マニュアルトランスミッションを搭載した車両の発進や変速の際にクラッチ装置３を急接する場合において、車両振動やエンストが起こらないように、クラッチ装置３のトルク伝達率を妥当な値に下げた後、実トルクが安定してからクラッチ装置３のトルク伝達率を上げて滑らかに発進や変速することができる。また、アクセルペダルの踏み込み量を急激に増大させる場合において、運転者が要求する車両加速度と比べて妥当であれば問題ないが、明らかに過大の場合はクラッチ装置３のトルク伝達率を下げて妥当な車両加速度になるよう調節することができる。また、悪路走行中の逆入力トルクが過大とならないようにクラッチ装置３のトルク伝達率を下げることができる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

【0070】

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図８を用いて説明する。
本例では、ＥＣＵ９（図２参照）が行うクラッチ装置３（図２参照）の制御に関する第２の条件は、トルクセンサ８（図２～図４参照）より検出された実トルクが、第１の閾値Ｒ₁よりも小さい第１の予備閾値Ｒ₁′を超えることをさらに含む。すなわち、本例では、第２の条件は、トルクセンサ８より検出された実トルクが第１の予備閾値Ｒ₁′を超え、かつ、該実トルクの増大率が第２の閾値Ｒ₂を超えるという条件である。なお、第１の予備閾値Ｒ₁′は、車両の運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を急激に増大した場合や、悪路走行中に駆動輪７が地面から浮き上がって再び接地した場合などに生じると想定される前記実トルクの衝撃的な増大量の最大値Ｒの分だけ、第１の閾値Ｒ₁よりも小さい値（Ｒ₁′＝Ｒ₁－Ｒ）に設定するなど、適宜の大きさに設定することができる。

【0071】

本例では、ＥＣＵ９は、たとえば図８に矢印Ｙで示すように、トルクセンサ８が検出した実トルクが第１の予備閾値Ｒ₁′を超え、かつ、該実トルクの増大率が第２の閾値Ｒ₂を超えるという第２の条件を満たした場合に、クラッチ装置３によるトルク伝達率を低下させることによって、前記実トルクが減少するように、クラッチ装置３の制御を行う構成を採用している。これにより、ＥＣＵ９による制御の負担を減らしつつ、前記実トルクが第１の閾値Ｒ₁を超えることを予防することができる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例および第２例と同様である。

【符号の説明】

【0072】

１ 車両
２ エンジン
３ クラッチ装置
４ マニュアルトランスミッション
５ デファレンシャル
６ ドライブシャフト
７ 駆動輪
８ トルクセンサ
９ ＥＣＵ
１０ トルク伝達装置
１１ クランクシャフト
１２ 入力軸
１３ 出力軸
１４ フライホイール
１５ クラッチディスク
１６ プレッシャプレート
１７ ダイヤフラムばね
１８ クラッチレリーズ装置
１９ クラッチカバー
２０ ハウジング
２１ 電動モータ
２２ ウォーム減速機
２３ カム装置
２４ カムガイド
２５ 軸受ガイド
２６ レリーズ軸受
２７ 押圧板
２８ 付勢ばね
２９ フロントケース
３０ 内側案内筒部
３１ 外側案内筒部
３２ 連結部
３３ 収容部
３４ ウォーム
３５ ウォームホイール
３６ 駆動側カム
３７ 被駆動側カム
３８ ローラ
３９ 保持器
４０ 駆動側カム面
４１ 被駆動側カム面
４２ 円筒部
４３ 円輪部
４４ 大径筒部
４５ 小径筒部
４６ 円輪部
４７ シール部
４８ シール部
４９ 内輪
５０ 外輪
５１ 玉
５２ 駆動装置
５３ クラッチ制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】