JP2000310259A - カップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性がよく、かつ内部の圧力上昇を防止可
能で耐久性の良い密封式カップリングの提供を目的とす
る。 【解決手段】 内部にオイルを充填された回転部材３
と、回転部材３の軸心部に配置された連結部材５と、両
部材３，５の間に配置されたメインクラッチおよびとコ
ントロールクラッチと、回転部材３の外部に配置されコ
ントロールクラッチ９を締結させる電磁石１９と、コン
トロールクラッチ９の締結トルクをスラスト力に変換す
るボールカム１３と、スラスト力を受けてメインクラッ
チ７を押圧し締結させるプレッシャプレート１５とを備
え、内部を密封されたカップリング１であって、連結軸
５が軸方向に貫通する中空孔４１を有し、中空孔４１内
にカップリング内部の圧力を調整する圧力調整手段５０
を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の動力伝達系
に用いられるカップリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカップリングとしては、例えば
「ガイア新型解説書」（トヨタ自動車株式会社サービス
部１９９８年５月２９日発行）の０−２２頁に図２に示
すようなものが記載されている。これは、４輪駆動車に
おいて、切り離し側に設定したリヤデフとエンジン（ト
ランスファ）側との間に配置されている。

【０００３】このカップリング２０１は、車体側に固定
されたケーシング２０３内に回転自在に収容された駆動
側のフロントハウジング２０５と被駆動側のハブ２０７
とが同軸に配置されている。また、フロントハウジング
２０５の右端部２０５ａにはリヤハウジング２０９がね
じ込みにより一体化され、この部は密封されている。そ
して、フロントハウジング２０５とハブ２０７との間に
はメインクラッチ２１１が配置されている。

【０００４】エンジンからの駆動力はフランジ２１３を
介してフロントハウジング２０５に入力され、メインク
ラッチ２１１が締結されると駆動力はハブ２０７を介し
てドライブピニオンギヤ２１５に伝達される。リヤハウ
ジング２０９とハブ２０７との間はシール部材２１０に
より密封されている。こうして、カップリング２０１は
密封式に構成されている。

【０００５】リヤハウジング２０９の凹部２０９ａには
ケーシング２０３に固定された電磁ソレノイド２１７が
配置され、一方、リヤハウジング２０９の左方に隣接し
てコントロールクラッチ２１９が配置されている。そし
て、コントロールクラッチ２１９の左方にカム機構２２
１を挟んで上述のメインクラッチ２１１が配置されてい
る。

【０００６】ハブ２０７の軸心部にはオイル溜り２２２
が形成され、潤滑オイルが両ハウジング２０５，２０９
内の各クラッチ２１１，２１９およびカム機構２２１を
潤滑・冷却する。

【０００７】このような構成により、電磁ソレノイド２
１７に通電されると、アーマチャ２２３が吸引されてコ
ントロールクラッチ２１９が締結される。この締結によ
るトルクがカム機構２２１によりスラスト力に増幅・変
換されて、スラスト力が押圧部材２２５を介してメイン
クラッチ２１１を締結させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このカップ
リング２０１ではつぎのような不都合がある。その第１
は、カップリング２０１を密封構成とするために、ドラ
イブピニオンギヤ２１５に連結するハブ２０７のスプラ
イン孔が底付き（貫通していない）であるのでブローチ
加工ができず、例えばスロッタ加工によるか、あるいは
分割してブローチ加工し、加工後に接合して一体化する
こととなり、生産性がよくない。

【０００９】第２は、密封構成であるため内部の温度上
昇に伴い圧力が上がるので、シール部材の耐久性に悪影
響を及ぼす。

【００１０】そこで、本発明は、生産性がよく、かつ内
部の圧力上昇を防止可能で耐久性の良い密封式カップリ
ングの提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、内部にオイルを充填され
た一側のケース状トルク伝達部材と、前記ケース状トル
ク伝達部材の軸心部に配置された他側の軸状トルク伝達
部材と、前記両トルク伝達部材の間に配置されたクラッ
チと、前記クラッチを締結力制御可能に締結させる締結
手段とを備え、内部を密封されたカップリングであっ
て、前記軸状トルク伝達部材が軸方向に貫通する中空孔
を有し、前記中空孔内にカップリング内部の圧力を調整
する圧力調整手段を備えることを特徴とする。

【００１２】したがって、軸状トルク伝達部材は貫通す
る中空孔を有しているので、例えばこの中空孔を利用し
て連結相手部材とスプライン連結する場合、前記従来例
と異なり、スプライン孔をブローチ加工することができ
るから、生産性が大幅に向上する。

【００１３】また、中空孔内の圧力調整手段により、カ
ップリング内部の圧力上昇を防止することができるの
で、内部を密封する部材の耐久性を向上することができ
る。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のカップリングであって、前記クラッチ締結手段が、前
記ケース状トルク伝達部材の外部または内部に配置され
る電磁石と、前記電磁石の磁力により移動可能に設けた
移動部材とからなり、前記移動部材が移動することによ
り前記クラッチを締結することを特徴とする。

【００１５】したがって、電磁石の磁力により移動する
移動部材により締結されるクラッチを内蔵する密封式カ
ップリングにおいて、請求項１の発明と同等の作用・効
果が得られる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載のカップリングであって、前記圧力調整手段
が、カップリング内外の圧力差に応じて該カップリング
内体積を可変にする可撓性を有する部材からなることを
特徴とする。

【００１７】したがって、請求項１または２の発明と同
等の作用・効果が得られると共に、例えばダイアフラム
などの可撓性部材を中空孔に設けることにより、比較的
簡単な構成によりカップリング内部の圧力上昇を防止す
ることができる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２に記載のカップリングであって、前記圧力調整手段
が、前記圧力調整手段が、シリンダとピストン部材を備
え、前記ピストン部材がカップリング内外の圧力差に応
じ該シリンダ内を移動可能であることを特徴とする。

【００１９】したがって、請求項１または２の発明と同
等の作用・効果が得られると共に、中空孔にシリンダと
ピストン部材とを設ける簡単な構成によりカップリング
内部の圧力上昇を抑えることができる。

【００２０】また、ピストン部にシール部材を設けるこ
とによりカップリング内部を密封することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１により
説明する。図１は本実施形態の断面図である。

【００２２】このカップリング１は４輪駆動車のトラン
スミッション、トランスファの後方に配置され、車体側
に固定されたケーシング内に回転自在に収容されてい
る。なお、カップリング１の配置部位は、動力伝達系統
の他の部位であってもよい。

【００２３】エンジンの駆動力は図１の左方から入力さ
れ、カップリング１を経て右方、すなわち後輪側へ伝達
される。

【００２４】カップリング１のクラッチ（後述）が締結
されると後輪も駆動され、車両は４輪駆動状態となり、
一方、クラッチの締結が解除されると車両は前２輪の２
輪駆動状態となる。

【００２５】まず、カップリング１の構成を説明する。

【００２６】図１に示すように、カップリング１は、回
転ケース（ケース状トルク伝達部材）３、連結軸（軸状
トルク伝達部材）５、多板式のメインクラッチ７および
コントロールクラッチ９、カム機構を構成するカムリン
グ１１とボールカム１３とプレッシャプレート（締結手
段）１５、アーマチャ１７、リング状の電磁石１９、図
示省略のコントローラなどから構成されている。

【００２７】上記回転ケース３は、中空円筒部３ａの前
方側に入力軸３ｂのフランジ部３ｃが接合されて一体化
され、円筒部３ａの後方側にロータ２１が嵌合され、ロ
ータ２１の凸部２１ａが円筒部３ａの切欠きに回転方向
に係合されてなる。ロータ２１は止め輪２３により抜け
止めされている。ロータ２１の嵌合時に、図示のよう
に、ロータ２１は円筒部３ａの段付き部３ｄに当接させ
るので、位置決めは容易である。円筒部３ａとロータ２
１との間はシール部材２５によりシールされている。な
お、ロータ２１を円筒部３ａにねじ込んで結合する構成
にしてもよい。

【００２８】また、ロータ２１には非磁性体のリング部
材２７が配置されている。一方、入力軸３ｂにはオイル
充填口２９が設けられている。こうして、エンジンの駆
動力が入力軸３ｂに入力されると、入力軸３ｂと円筒部
３ａとロータ２１とが一体的に回転する。

【００２９】上記電磁石１９は、そのコア３１部で外部
の車体側部材に固定され、シールベアリング３３を介し
て回転ケ−ス３のロータ２１部を支持している。そし
て、ロータ２１との間に所定のエアギャップ３５，３５
を保って配置されている。また、リード線３７が車体側
へ配線され、電源に接続されている。

【００３０】なお、電磁石を回転ケースの内部に配置す
る構成を採ってもよい。その場合、電磁石は回転するこ
とになる。

【００３１】上記連結軸５は、その全長に亘り貫通した
中空孔４１を有し、回転ケ−ス３の軸心部にベアリング
４３，４５を介して回転ケ−ス３に同心に支持されてい
る。中空孔４１の後端側内周にはスプライン孔４１ａが
形成され、後輪側のプロペラシャフトが連結され、駆動
力がこのプロペラシャフトを介して後輪側へ出力され
る。

【００３２】一方、中空孔４１の前端部にオイル溜り４
７が設けられ、その右方にシリンダ４９が設けられてい
る。シリンダ４９内にはコイルばね５１により左方へ付
勢されたピストン５３が軸方向移動可能に配置され、止
め輪５５によりピストン５３の初期位置が定められてい
る。シリンダ４９とピストン５３の間はシール部材５７
によりシールされている。

【００３３】なお、オイル溜り４７はベアリング４３を
介して回転ケース３内部のメインクラッチ７、コントロ
ールクラッチ９およびカム機構などを収容する空間に連
通している。

【００３４】こうして、ピストン５３を境界にして左方
はカップリング１の内部となり、ピストン５３の右方は
カップリング１の外部となっている。シリンダ４９、ピ
ストン５３、シール部材５７およびコイルばね５１とで
圧力調整手段５０を構成している。

【００３５】なお、本実施形態と異なり、シリンダ４９
の径をスプライン孔４１ａよりも小径に設けてもよい。

【００３６】上記多板式のメインクラッチ７は、回転ケ
−ス３の内周と連結軸５の外周との間に配設され、その
右方に隣接して連結軸５上にプレッシャプレート１５が
軸方向に移動可能に支持されている。プレッシャプレー
ト１５は連結軸５の外周にスプライン連結され、連結軸
５と一体に回転する。プレッシャプレート１５には、複
数の軸方向の貫通孔１５ａが設けられている。この貫通
孔１５ａにほぼ対応してメインクラッチ７の各内側クラ
ッチ板６１に油路としての孔６１ａが設けられている。

【００３７】さらに、連結軸５上でプレッシャプレート
１５の右方にカムリング１１がボールカム１３を挟んで
隣接配置されている。カムリング１１と回転ケ−ス３の
ロータ２１との間にスラストベアリング６３およびワッ
シャ６５，６５が配置されている。

【００３８】上記多板式のコントロールクラッチ９は回
転ケ−ス３の内周とカムリング１１の外周との間に配設
され、その左方に隣接してアーマチャ１７が配設されて
いる。さらに、コントロールクラッチ９の各クラッチ板
には磁気漏れ防止の切欠き６７が形成されている。

【００３９】連結軸５と回転ケ−ス３のロータ２１との
間にシール部材６９が設けられ、上述のロータ２１外周
およびピストン５３部の各シール部材２５，５７と共
に、回転ケ−ス３の内部を密封している。

【００４０】上記コントローラは、車速、操舵角、横Ｇ
などから旋回走行状態を検知し、あるいは、路面の状態
などに応じて、電磁石１９の励磁電流を制御し、コント
ロールクラッチ９、ひいてはメインクラッチ７の締結制
御を行う。

【００４１】なお、潤滑オイルは上記入力軸３ｂに設け
られた充填口２９から所定量充填され、充填後、充填口
２９はカシメにより密封される。

【００４２】つぎに、カップリング１の作用を説明す
る。

【００４３】電磁石１９が励磁されると、アーマチャ１
７が吸引されてコントロールクラッチ９が励磁電流に応
じて締結される。コントロールクラッチ９の締結トルク
はボールカム１３によりスラスト力に拡大、変換され、
このスラスト力を受けてプレッシャプレート１５がメイ
ンクラッチ７を押圧し、締結させる。

【００４４】こうして、メインクラッチ７（カップリン
グ１）の締結力は、電磁石１９の励磁電流によりコント
ロールクラッチ９の締結トルクを調節することにより制
御される。

【００４５】カップリング１の作動時には、各摺動部は
回転ケ−ス３に充填された潤滑オイルにより潤滑・冷却
される。潤滑オイルの温度上昇に伴い回転ケ−ス３の内
圧が上がると、シリンダ４９内のピストン５３はコイル
ばね５１の付勢力に抗して右方へ移動し、内圧の上昇を
防止する。回転ケース３内部の潤滑オイルはベアリング
４３を介して内圧の上昇、低下に応じて往復流動が可能
となる。

【００４６】こうして、本実施形態によれば、連結軸５
の中空孔４１が貫通孔に形成され、この部のスプライン
孔はブローチ加工が可能であるので、前記従来例に比
べ、生産性が大幅に向上する。

【００４７】また、連結軸５の中空孔４１部にシリンダ
４９とピストン５３を設けているので、回転ケ−ス３の
内圧の上昇を防止することができ、各シール部材２５，
５７，６９の耐久性が損なわれる恐れが解消される。

【００４８】なお、シール部材５７は軸方向に移動する
が、図示のようなＯリングタイプに限らず、Ｘリングや
Ｄリングなどを作動状況や耐圧条件に合せて選定可能で
ある。

【００４９】また、カップリング１の内圧調整手段は、
上記シリンダ４９とピストン５３を備える構成に限定さ
れるものではなく、例えば中空孔４１内にダイアフラム
を配設し、内圧の上昇に応じてカップリング内スペース
を可変にする構成を採ってもよい。

【００５０】また、シール部材５７とシール部材６９と
はそれぞれの摺動径を等しく設定すれば、シール部材に
かかる内圧の負担を均等にすることが可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、軸状トルク伝達部材は貫通す
る中空孔を有しているので、例えばこの中空孔を利用し
て連結相手部材とスプライン連結する場合、前記従来例
と異なり、スプライン孔をブローチ加工することができ
るから、生産性が大幅に向上する。

【００５２】また、中空孔内の圧力調整手段により、カ
ップリング内部の圧力上昇を防止することができるの
で、内部を密封する部材の耐久性を向上することができ
る。

【００５３】請求項２に記載の発明によれば、電磁石の
磁力により移動する移動部材により締結されるクラッチ
を内蔵する密封式カップリングにおいて、請求項１の発
明と同等の効果が得られる。

【００５４】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２の発明と同等の効果が得られると共に、例えば
ダイアフラムなどの可撓性部材を中空孔に設けることに
より、比較的簡単な構成によりカップリング内部の圧力
上昇を防止することができる。

【００５５】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
または２の発明と同等の効果が得られると共に、中空孔
にシリンダとピストン部材とを設ける簡単な構成により
カップリング内部の圧力上昇を抑えることができる。

【００５６】また、ピストン部にシール部材を設けるこ
とによりカップリング内部を密封することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の断面図である。

【図２】従来例の断面図である。

【符号の説明】

３ 回転ケース（ケース状トルク伝達部材） ３ｂ 入力軸 ５ 連結部材（軸状トルク伝達部材） ７ メインクラッチ ９ コントロールクラッチ １１ カムリング（カム機構） １３ ボールカム（カム機構） １５ プレッシャプレート（締結手段、カム機構） １７ アーマチャ １９ 電磁石 ２１ ロータ ２５，５７，６９ シール部材 ３１ コア ４１ 中空孔 ４１ａ スプライン孔 ４７ オイル溜り ４９ シリンダ ５０ 圧力調整手段 ５１ コイルばね ５３ ピストン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にオイルを充填された一側のケース
   状トルク伝達部材と、前記ケース状トルク伝達部材の軸
   心部に配置された他側の軸状トルク伝達部材と、前記両
   トルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、前記クラ
   ッチを締結力制御可能に締結させる締結手段とを備え、
   内部を密封されたカップリングであって、 前記軸状トルク伝達部材が軸方向に貫通する中空孔を有
   し、 前記中空孔内にカップリング内部の圧力を調整する圧力
   調整手段を備えることを特徴とするカップリング。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカップリングであっ
   て、 前記クラッチ締結手段が、前記ケース状トルク伝達部材
   の外部または内部に配置される電磁石と、前記電磁石の
   磁力により移動可能に設けた移動部材とからなり、 前記移動部材が移動することにより前記クラッチを締結
   することを特徴とするカップリング。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のカップリング
   であって、 前記圧力調整手段が、カップリング内外の圧力差に応じ
   て該カップリング内体積を可変にする可撓性を有する部
   材からなることを特徴とするカップリング。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載のカップリング
   であって、 前記圧力調整手段が、シリンダとピストン部材を備え、 前記ピストン部材がカップリング内外の圧力差に応じ該
   シリンダ内を移動可能であることを特徴とするカップリ
   ング。