JP2000346102A - カップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝達トルクの制御特性を安定させ、トルク伝
達容量を大きくする。 【解決手段】 ケーシング本体３９とカバー４１とを有
し、変速機構を潤滑オイルと共に本体３９側に収容する
静止側ケーシング３７のカバー４１側に収容されてお
り、トルク伝達部材４５、４７の間に配置されたクラッ
チ４９、５１と、部材４５の外部からアーマチャ５９を
移動させクラッチ５１を連結させる電磁石６１と、クラ
ッチ５１が連結されると部材４５、４７間の伝達トルク
を受けて作動しクラッチ４９を連結させるカム５５とを
備え、部材４７がカバー４１を貫通してエンジン側の回
転軸に連結され、電磁石６１がこの貫通部付近に配置さ
れ、部材４５が、一側でベアリング８１と電磁石６１の
コア８３とを介してカバー４１に支持され、他側で変速
機構の連結軸９１に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、静止側ケーシン
グの内部で、変速機構のトルク伝達を断続すると共に、
伝達トルクを制御するカップリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】「ガイア新型車解説書 ０−２２頁 ト
ヨタ自動車株式会社 編集 同サービス部 発行 １９
９８年 ５月 ２９日」に図６のようなカップリング４
０１が記載されている。

【０００３】このカップリング４０１は、四輪駆動車の
後輪側動力伝達系に配置されている。

【０００４】カップリング４０１は、回転ケース４０
３、ハブ４０５、多板式のメインクラッチ４０７及びコ
ントロールクラッチ４０９、アーマチャ４１１、電磁石
４１３、カムリング４１５、ボールカム４１７、押圧部
材４１９、コントローラなどから構成されている。

【０００５】カップリング４０１はデフキャリヤ４２１
の内部に配置されている。デフキャリヤ４２１はデフキ
ャリヤ本体４２３の前部にカバー４２５を固定して構成
されており、カップリング４０１はカバー４２５に収容
され、デフキャリヤ本体４２３にはリヤデフ（後輪側の
デファレンシャル装置）が収容されている。

【０００６】回転ケース４０３の前部はベアリング４２
７を介してカバー４２５に支承されており、後部はベア
リング４２９と電磁石４１３とを介してデフキャリヤ本
体４２３に支承されている。

【０００７】回転ケース４０３はプロペラシャフト（ト
ルク伝達軸）を介してトランスファからトランスミッシ
ョン側に連結されている。又、ハブ４０５にはドライブ
ピニオンシャフト４３１がセレーション連結されてお
り、これと一体に形成されたドライブピニオンギヤ４３
３はリヤデフ側のリングギヤと噛み合っている。

【０００８】回転ケース４０３の前部とカバー４２５と
の間にはシール４３５が配置されており、外部からの異
物の侵入を防止している。又、回転ケース４０３の後部
とデフキャリヤ本体４２３との間にはシール４３７が配
置されており、リヤデフ側からのオイルの侵入を防止し
ている。

【０００９】メインクラッチ４０７は回転ケース４０３
とハブ４０５との間に配置されており、コントロールク
ラッチ４０９は回転ケース４０３とカムリング４１５と
の間に配置されている。

【００１０】又、押圧部材４１９はハブ４０５に移動自
在に連結されており、ボールカム４１７はカムリング４
１５と押圧部材４１９との間に配置されている。

【００１１】コントローラは、電磁石４１３の励磁、励
磁電流の制御、励磁停止などにより、後輪の連結と切り
離し、及び、後輪側への伝達トルクの制御を行う。

【００１２】電磁石４１３は回転ケース４０３の外部に
配置され、デフキャリヤ４２１の内側に固定されてい
る。又、電磁石４１３のリード線４３９はデフキャリヤ
４２５に取り付けられたグロメット４４１から外部に引
き出されている。

【００１３】電磁石４１３が励磁されると、磁気ループ
４４３が形成されてアーマチャ４１１が吸引され、コン
トロールクラッチ４０９が押圧される。コントロールク
ラッチ４０９が締結されると、回転ケース４０３とハブ
４０５の間のトルクがボールカム４１７に掛かり、生じ
たカムスラスト力により押圧部材４１９を介してメイン
クラッチ４０７が押圧される。

【００１４】こうしてカップリング４０１が連結される
と、エンジンの駆動力が後輪に送られて車両は四輪駆動
状態になり、悪路の走破性や、車体の安定性が向上す
る。

【００１５】又、電磁石４１３の励磁電流を制御する
と、コントロールクラッチ４０９の滑りによってボール
カム４１７のカムスラスト力が変化し、更に、メインク
ラッチ４０７の連結力が変化して後輪の駆動力が調整さ
れる。このようにして、前後輪間の駆動力配分比を制御
すると、例えば、旋回走行中の車両の操縦性や安定性な
どが向上する。

【００１６】又、電磁石４１３の励磁を停止すると、コ
ントロールクラッチ４０９が開放され、ボールカム４１
７のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ４０７が
開放されてカップリング４０１の連結が解除され、車両
は二輪駆動状態になる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、カップリング
４０１では、電磁石４１３がデフキャリヤ４２１のカバ
−４２５の奥部（カバー４２５とデフキャリヤ本体４２
３との連結部側）に配置されているから、外気による電
磁石４１３の冷却効果は期待できない。

【００１８】又、カバー４２５の奥部はリヤデフに隣接
しているから、電磁石４１３はリヤデフからの熱を受け
易い。

【００１９】このような理由で、電磁石４１３は高温に
なり易く、温度が変動し易い。

【００２０】電磁石４１３の温度が変わると、励磁電流
が変動し、コントロールクラッチ４０９の制御特性が不
安定になり、カップリング４０１の伝達トルクが不安定
になる。

【００２１】又、エンジンの駆動力がプロペラシャフト
を経て入力する回転ケース４０３には充分な強度が必要
であるが、磁気ループ４４３が形成される回転ケース４
０３のロータ４４５には、強度に加えて、優れた磁気透
過性が要求される。

【００２２】このように、材料に対する要求が多いか
ら、材質の選定が難しく、コスト高になる。

【００２３】又、磁気透過性の優れた材料は強度が不足
し易いから、回転ケース４０３（カップリング４０１）
はトルク伝達容量が不充分になる。

【００２４】又、回転ケース４０３を支承するベアリン
グ４２７、４２９用のベアリングハウジングをデフキャ
リヤ４２１に形成する必要があるから、それだけデフキ
ャリヤ４２１の形状が複雑になり、コスト高になる。

【００２５】又、カップリング４０１の雰囲気を、外気
とリヤデフ側のオイルから遮断するシール４３５、４３
７は回転ケース４０３側に配置されており、大径であ
る。

【００２６】大径のシール４３５、４３７はコスト高で
あると共に、これらの配置構造が大型になるから、カッ
プリング４０１はコンパクト化が難しく、車載性が低下
する。

【００２７】更に、大径のシール４３５、４３７は摺動
速度が速いから、摩耗し易く、耐久性が低下する。

【００２８】そこで、この発明は、電磁石によって操作
されるカップリングであって、電磁石の温度変化が小さ
く、安定した伝達トルクの制御特性が得られると共に、
トルク伝達容量の大きいカップリングの提供を目的とす
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項１のカップリング
は、ケーシング本体と、これに固定されたカバーとを有
し、変速機構を潤滑オイルと共にケーシング本体側に収
容する静止側ケーシングに収容されたカップリングであ
って、ケース状トルク伝達部材と、このケース状トルク
伝達部材に貫入した軸状トルク伝達部材と、これら両ト
ルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、ケース状ト
ルク伝達部材の外部から磁力によってアーマチャを移動
させクラッチを押圧して連結させる電磁石とを備え、静
止側ケーシングのカバー側に収容されていると共に、軸
状トルク伝達部材が、一側でカバーを貫通し、外部でト
ルク伝達軸に連結されており、電磁石のコアが、この貫
通部付近でカバーに支持されており、ケース状トルク伝
達部材が、一側でベアリングと電磁石のコアとを介して
カバーに支持され、他側で変速機構側の連結軸に連結さ
れていることを特徴とする。

【００３０】請求項１のカップリングは、電磁石４１３
がデフキャリヤ４２１の奥に配置されている従来例と異
なって、カバーの貫通部（端部）付近に電磁石が配置さ
れているから、放熱効果と、外気による冷却作用によっ
て効果的に冷却される。

【００３１】又、カバーの端部側に配置された電磁石
は、リヤデフに隣接配置された従来例と異なって、ケー
シング本体側に配置された変速機構（例えば、デファレ
ンシャル装置）からの熱を受けにくい。

【００３２】これらの理由によって、電磁石の温度上昇
（温度の変動）が小さくなり、励磁電流が安定するか
ら、カップリングは安定した伝達トルクの制御特性が得
られる。

【００３３】又、トルク伝達軸は軸状トルク伝達部材に
連結し、ケース状トルク伝達部材には入力しない。

【００３４】又、電磁石はケース状トルク伝達部材の一
側に配置されており、ケース状トルク伝達部材は他側で
変速機構側の連結軸に連結されている。

【００３５】従って、磁気回路の一部を構成するケース
状トルク伝達部材の一側側壁（ロータ）は、トルク伝達
経路から除外されており、強度上の要求から解放され、
磁気透過性に優れた材料を選択することができる。

【００３６】又、変速機構側の連結軸に連結されたケー
ス状トルク伝達部材の他側部材は、磁気透過性の要求か
ら解放され、充分な強度の部材を選択することができ
る。

【００３７】こうして、これらの部材は過大な要求から
解放され、磁気透過性や強度などの要求に従ってそれぞ
れの材質を選定することが可能になり、カップリングの
性能がそれだけ向上すると共に、高価な材料を用いなく
てすむから、低コストに実施できる。

【００３８】又、トルク伝達軸と連結する軸状トルク伝
達部材に、強度の高い部材を用いることによって、カッ
プリングは充分なトルク伝達容量が得られる。

【００３９】請求項２のカップリングは、ケーシング本
体と、これに固定されたカバーとを有し、変速機構を潤
滑オイルと共にケーシング本体側に収容する静止側ケー
シングに収容されたカップリングであって、ケース状ト
ルク伝達部材と、このケース状トルク伝達部材に貫入し
た軸状トルク伝達部材と、これら両トルク伝達部材の間
に配置されたメインクラッチと、ケース状トルク伝達部
材の外部から磁力によってアーマチャを移動させる電磁
石と、このアーマチャに押圧されて連結するコントロー
ルクラッチと、コントロールクラッチが連結されると両
トルク伝達部材間の伝達トルクを受けて作動しメインク
ラッチを連結させるカムとを備え、静止側ケーシングの
カバー側に収容されていると共に、軸状トルク伝達部材
が、一側でカバーを貫通し、外部でトルク伝達軸に連結
されており、電磁石のコアが、この貫通部付近でカバー
に支持されており、ケース状トルク伝達部材が、一側で
ベアリングと電磁石のコアとを介してカバーに支持さ
れ、他側で変速機構側の連結軸に連結されていることを
特徴とする。

【００４０】電磁石を励磁すると、その磁気力によって
アーマチャが移動し、コントロールクラッチを連結させ
る。コントロールクラッチが連結されると、両トルク伝
達部材間のトルクがカムに掛かり、生じたカムスラスト
力により押圧部材を介してメインクラッチが連結され、
カップリングが連結される。

【００４１】電磁石の励磁電流を制御すると、コントロ
ールクラッチの滑りによってカムスラスト力が変化し、
メインクラッチの連結力及びカップリングの伝達トルク
を正確に調整することができる。

【００４２】又、電磁石の励磁を停止すると、コントロ
ールクラッチが開放されてカムのスラスト力が消失し、
メインクラッチが開放されて、カップリングの連結が解
除される。

【００４３】又、請求項２のカップリングは、電磁石を
カバーの端部付近に配置すると共に、トルク伝達部材を
軸状トルク伝達部材に連結させることなどによって、請
求項１のカップリングと同等の効果を得る。

【００４４】なお、請求項１及び請求項２のカップリン
グを、四輪駆動車の前輪側、あるいは、後輪側の各動力
伝達系に配置し、各側車輪を連結すれば車両は四輪駆動
状態になり、切り離せば車両は二輪駆動状態になる。

【００４５】又、このカップリングを四輪駆動車のフロ
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）やリヤデフ（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）と各車輪
側車軸上に配置することも可能である。

【００４６】この場合も、カップリングを連結すると、
車両は四輪駆動状態になり、カップリングの連結を解除
すると、各デファレンシャル装置が自由に差動回転する
ことによって、車輪側への駆動力伝達が停止され、車両
は二輪駆動状態になる。

【００４７】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
記載のカップリングであって、変速機構側の連結軸が、
ベアリングを介して静止側ケーシングに支承されてお
り、ケース状トルク伝達部材の他側が、これらの連結軸
とベアリングとを介して静止側ケーシングに支承されて
いることを特徴とし、請求項１又は請求項２のいずれか
と同等の効果を得る。

【００４８】これに加えて、請求項３の構成では、ケー
ス状トルク伝達部材の他側端部を、変速機構の連結軸用
のベアリングによって静止側ケーシングに支承した。

【００４９】従って、ケース状トルク伝達部材の他側端
部を支承するための専用ベアリングが不要になり、部品
点数が減って、低コストになる。

【００５０】又、この専用ベアリングのためのベアリン
グハウジングをデフキャリヤ４２１に形成する必要があ
る従来例と較べて、ベアリングハウジングの加工個所が
減少しただけ、静止側ケーシングは、形状が簡易にな
り、低コストになる。

【００５１】更に、連結軸用の容量の大きなベアリング
で、カップリングのスラスト力を受けることができるか
ら、カップリングの軸方向位置と性能が安定し、耐久性
が向上する。

【００５２】請求項４の発明は、請求項１又は請求項２
記載のカップリングであって、ケース状トルク伝達部材
の他側が、ベアリングを介して静止側ケーシングに支承
されていることを特徴とし、請求項１又は請求項２のい
ずれかと同等の効果を得る。

【００５３】これに加えて、請求項４の構成では、ケー
ス状トルク伝達部材の他側端部をベアリングを介して静
止側ケーシングに支承したことにより、カップリング
は、軸方向と径方向の両方で正確に位置決めされるか
ら、性能が更に安定し、耐久性が向上する。

【００５４】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
のいずれか一項に記載のカップリングであって、軸状ト
ルク伝達部材とカバーとの間、及び、変速機構側の連結
軸とケーシング本体との間にそれぞれ配置されたシール
によって、変速機構側及び大気側の両方から区画された
空間が、周囲に形成されていることを特徴とし、請求項
１乃至請求項４のいずれかと同等の効果を得る。

【００５５】これに加えて、軸状トルク伝達部材とカバ
ーとの間にシールを配置し、変速機構側の連結軸とケー
シング本体との間にシールを配置したことによって、カ
ップリングの周囲に容量の大きな空間を形成し、この空
間を大気側と変速機構側の両方から遮断した。

【００５６】そこで、例えば、この空間に冷却流体を封
入すれば、その冷却効果によって電磁石の温度変動が小
さくなり、カップリングの伝達トルク制御特性が更に安
定する。

【００５７】又、空間に磁性流体を封入し、電磁石とケ
ース状トルク伝達部材との間に形成されるエアギャップ
を、この磁性流体で充填すれば、磁気回路の一部を構成
するこのエアギャップ磁気抵抗が大幅に低減される。

【００５８】従って、小型の電磁石でもアーマチャが充
分に強く吸引されるから、カップリングは大きなトルク
伝達容量が得られると共に、バッテリの負担が軽減さ
れ、エンジンの燃費が向上する。

【００５９】又、各シールは、いずれも軸状の部材上に
配置されるから小径であり、摺動速度が遅く、摩耗しに
くく、耐久性が高い。

【００６０】耐久性が高いから、空間に冷却流体や磁性
流体を封入することによる上記のような効果を長期にわ
たって享受できる。

【００６１】又、各シールが小径であるから、カップリ
ングもそれだけコンパクトで軽量になり、車載性が向上
する。

【００６２】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５
のいずれか一項に記載のカップリングであって、ケース
状トルク伝達部材の他側を閉止する側壁と、ケース状ト
ルク伝達部材と軸状トルク伝達部材の間の一側に配置さ
れたシールとによって形成された密封空間にオイルが封
入されており、軸状トルク伝達部材に、他側で前記側壁
に向かって開口する容量増大空間が設けられ、連通流路
によって容量増大空間を密封空間に連通させたことを特
徴とし、請求項１乃至請求項５のいずれかと同等の効果
を得る。

【００６３】ケース状トルク伝達部材と軸状トルク伝達
部材との間に形成された密封空間にはオイルが封入され
ており、このオイルによって、クラッチやカムなどが潤
滑される。

【００６４】これに加えて、軸状トルク伝達部材に容量
増大空間を設け、連通流路によって密封空間に連通させ
たことにより、密封空間のオイル容量が増加するから、
温度上昇や、摩耗粉の蓄積などによるオイルの劣化が抑
制され、長期にわたって優れた潤滑性が得られ、それだ
けカップリングの耐久性が向上する。

【００６５】又、クラッチの作動に伴うカップリングの
内圧上昇も、容量増大空間の吸収作用によって、許容限
界が高くなるから、カップリングの伝達トルク制御特性
が更に安定する。

【００６６】

【発明の実施の形態】図１と図４と図５とによってカッ
プリング１（本発明の第１実施形態）の説明をする。

【００６７】このカップリング１は請求項１、２、４、
６の特徴を備えている。図１はカップリング１を示し、
図４と図５はカップリング１を用いた四輪駆動車の動力
系を示している。又、左右の方向はこれらの車両の左右
の方向であり、図１の左方は各車両の前方に相当する。
なお、符号を与えていない部材等は図示されていない。

【００６８】図４のように、この動力系は、横置きのエ
ンジン３とトランスミッション５、トランスファ７、フ
ロントデフ９、前車軸１１、１３、左右の前輪１５、１
７、後輪側のプロペラシャフト１９（トルク伝達軸）、
カップリング１、リヤデフ２１、後車軸２３、２５、左
右の後輪２７、２９などから構成されている。

【００６９】このように、カップリング１は後輪側の動
力伝達系に配置されており、後輪２７、２９の連結と切
り離し及び伝達トルクの制御を行う。

【００７０】エンジン３の駆動力は、トランスミッショ
ン５の出力ギヤ３１からリングギヤ３３を介してフロン
トデフ９のデフケース３５に伝達され、フロントデフ９
から前車軸１１、１３を介して左右の前輪１５、１７に
配分され、更に、デフケース３５からトランスファ７を
介してプロペラシャフト１９を回転させ、カップリング
１に伝達される。

【００７１】カップリング１が連結されると、エンジン
３の駆動力はプロペラシャフト１９を介して、リヤデフ
２１から後車軸２３、２５を介して左右の後輪２７、２
９に配分され、車両は四輪駆動状態になる。

【００７２】又、カップリング１の連結が解除される
と、リヤデフ２１以下の後輪側が切り離されて車両は二
輪駆動状態になる。

【００７３】図４のように、リヤデフ２１はデフキャリ
ヤ３７（静止側のケーシング）に収容されている。この
デフキャリヤ３７はキャリヤ本体３９（静止側ケーシン
グの本体）とフロントカバー４１（静止側ケーシングの
カバー）とをボルト４３で連結して構成されている。

【００７４】又、ボルト４３で固定する前に、キャリヤ
本体３９とフロントカバー４１は、図１のように、ノッ
クピン４４によってセンタリングされる。

【００７５】図１と図４のように、カップリング１はフ
ロントカバー４１側に収容されており、リヤデフ２１
（変速機構）はキャリヤ本体３９側に収容されている。

【００７６】カップリング１は、回転ケース４５（ケー
ス状トルク伝達部材）、インナーシャフト４７（軸状ト
ルク伝達部材）、多板式のメインクラッチ４９及びコン
トロールクラッチ５１、カムリング５３、ボールカム５
５（カム）、プレッシャプレート５７、アーマチャ５
９、リング状の電磁石６１、コントローラなどから構成
されている。

【００７７】図１のように、回転ケース４５は、前側の
ロータ６３（一側の側壁）と中空状のケース６５と後側
のフランジ部材６７（他側の側壁）とから構成されてい
る。

【００７８】前側ロータ６３とケース６５はねじ部６９
で螺着され、後述するコントロールクラッチに適度な隙
間を与えるよう、ねじ込み量７１を調整位置決めし、更
に、ねじ部６９に螺着されたナット７３により、設計手
法としては一般的なダブルナット機能によって固定され
ている。

【００７９】又、前側ロータ６３とケース６５の間には
オイル漏れを防止するシールリング７５が配置されてい
る。

【００８０】ケース６５とフランジ部材６７はボルト７
７で固定されており、これらの間にはオイル漏れを防止
するシールリング７９が配置されている。

【００８１】回転ケース４５は、前端側を両側シールの
ベアリング８１と電磁石６１のコア８３とを介してデフ
キャリヤ３７のフロントカバー４１に支承されており、
後端側を両側シールのベアリング８５を介してデフキャ
リヤ３７のキャリヤ本体３９に支承されている。

【００８２】又、ベアリング８５とキャリヤ本体３９と
の間には隙間調整用のワッシャ８７が配置されている。

【００８３】回転ケース４５は、ワッシャ８７と当接す
るキャリヤ本体３９の突き当たり部８９により、ベアリ
ング８５を介してデフキャリヤ３７との間で軸方向後方
への移動を規制されるから、ボルト４３によってフロン
トカバー４１をキャリヤ本体３９に固定するだけで、回
転ケース４５の軸方向位置決めが完了する。

【００８４】又、このワッシャ８７の厚さを変えれば、
回転ケース４５の軸方向位置を調整できる。

【００８５】回転ケース４５のフランジ部材６７にはド
ライブピニオンシャフト９１がスプライン連結されてい
る。

【００８６】このように、ケース６５にボルト７７で固
定されたフランジ部材６７がドライブピニオンシャフト
９１に連結され、トルク伝達経路にされていると共に、
前側ロータ６３はケース６５に螺着されているから、前
側ロータ６３は、下記の非磁性材料のリング１６１を含
めてトルク伝達経路から除外されおり、トルクの伝達に
は関与しない。

【００８７】又、トルク伝達部材であるフランジ部材６
７には、静的強度と衝撃強度とを増すために浸炭処理が
施されている。

【００８８】図４のように、ドライブピニオンシャフト
９１（変速機構の連結軸）に形成されたドライブピニオ
ンギヤ９３は、リヤデフ２１側のリングギヤ９５と噛み
合ってリヤデフ２１を回転駆動する。

【００８９】図１のように、ドライブピニオンシャフト
９１はベアリング９７によってキャリヤ本体３９に支承
されている。又、ベアリング９７とそのロックナット９
９との間にはワッシャ１０１とインナープレート１０３
が固定されており、インナープレート１０３とキャリヤ
本体３９との間にはオイルシール１０５が配置されてい
る。

【００９０】両側シールベアリング８１とこのオイルシ
ール１０５とによって、デフキャリヤ３７とカップリン
グ１との間に大気室１０７が形成されている。

【００９１】フロントカバー４１には開口１０９（貫通
部）が設けられている。この開口１０９には電磁石６１
のコア８３の外周圧入部１１１が圧入されており、回り
止めピン１１３によって回り止めされている。この回り
止めピン１１３は電磁石６１のリード線１１５の取り出
し部１１７に対して周方向に１８０°反対の位置に配置
されており、装着が容易である。

【００９２】このリード線取り出し部１１７は、大気室
１０７と大気空間とを連通させており、大気室１０７内
の温度上昇による内圧上昇を抑制している。

【００９３】又、電磁石６１のコア８３は開口１０９か
ら外部に露出しており、外部に放熱すると共に、大気に
よって冷却される。

【００９４】又、外周圧入部１１１の前方にはストッパ
部１１９が形成されており、このストッパ部１１９で回
転ケース４５とフロントカバー４１とが突き当たること
により、回転ケース４５の前方への移動を規制してい
る。

【００９５】インナーシャフト４７は前方から回転ケー
ス４５に貫入している。その前端部はニードルベアリン
グ１２３を介して前側ロータ６３に支承されており、後
端部はベアリング１２５を介してケース６５に支承され
ている。

【００９６】相対回転するインナーシャフト４７と前側
ロータ６３との間には、断面がＸ字状のシールであるＸ
リング１２７が配置され、オイル漏れを防止している。

【００９７】又、インナーシャフト４７には、動力伝達
軸（トルク伝達軸）１２９が一体に形成されている。

【００９８】この動力伝達軸１２９にはコンパニオンフ
ランジ１３１がスプライン連結され、ねじ部１３３に締
め付けたナットによって固定されている。図４のよう
に、このコンパニオンフランジ１３１は継ぎ手１３５側
のフランジ１３７にボルトで連結されており、インナー
シャフト４７をプロペラシャフト１９（トルク伝達軸と
してのエンジン側の回転軸）側に連結している。

【００９９】又、回転ケース４５の前側ロータ６３には
ダストカバー１３９が取り付けられている。このダスト
カバー１３９はコンパニオンフランジ１３１とコア８３
との間を覆って、走行中に飛来する障害物とベアリング
８１との衝突を防止し、ベアリング８１を保護する。

【０１００】ダストカバー１３９は、コンパニオンフラ
ンジ１３１をナットで締め付け固定する際に、コンパニ
オンフランジ１３１の端面とインナーシャフト４７との
間で挟持固定される。

【０１０１】又、ダストカバー１３９の外周側は凹凸状
に前方に張り出しており、インナーシャフト４７と共に
回転することによって、外気側の異物がフロントカバー
４１に入るのを抑制している。

【０１０２】回転ケース４５は、前側ロータ６３とケー
ス６５間のシールリング７５と、ケース６５とフランジ
部材６７間のシールリング７９と、前側ロータ６３とイ
ンナーシャフト４７間のＸリング１２７とによって密封
型にされている。

【０１０３】デフキャリヤ３７のキャリヤ本体３９部分
には、リヤデフ２１側の潤滑用オイルが封入されてお
り、ドライブピニオンギヤ９３とリングギヤ９５との噛
み合い部及びこれらの支持ベアリングや各部材の摺動部
などを潤滑している。

【０１０４】又、密封型回転ケース４５の内部に形成さ
れた密封空間にはオイルが封入されている。このオイル
にはキャリヤ本体３９のオイルと異なった専用のオイル
が用いられている。

【０１０５】密封空間に封入されたオイルによって、密
封空間内部のメインクラッチ４９、コントロールクラッ
チ５１、ボールカム５５、他の摺動部などが潤滑され
る。

【０１０６】この専用オイルの充填率は、密封空間の全
容量に対して５０％〜９０％のレベル、好ましくは７０
％〜８５％のレベルであり、残りの部分は空気で占めら
れている。

【０１０７】この充填率は、回転ケース４５が回転して
いる状態で、コントロールクラッチ５１の内周側、つま
り、カムリング５３の外周のスプライン部１４１が浸る
オイルレベルであること、及び、回転ケース４５の温度
が上昇したときの内圧を吸収できること、などの諸条件
を満たすように決定される。

【０１０８】又、フロントカバー４１側（大気室１０
７）にオイルを封入する場合は、オイルシール１０５に
より、キャリヤ本体３９側のオイルと混ざり合うことが
防止されるから、フロントカバー４１とキャリヤ本体３
９にはそれぞれの用途に適したオイルを選択することが
できる。

【０１０９】メインクラッチ４９は、回転ケース４５の
内周とインナーシャフト４７の外周との間に配置されて
いる。又、メインクラッチ４９と回転ケース４５との間
にはプレート１４３が配置されており、メインクラッチ
４９の押圧力を受けると共に、厚さの異なるものと交換
することによって、各クラッチ板の隙間や、クラッチ板
の枚数を調整できる。

【０１１０】コントロールクラッチ５１は、回転ケース
４５の内周とカムリング５３との間に配置されており、
後述のように、アーマチャ５９によって回転ケース４５
の前側ロータ６３に押圧されて締結される。

【０１１１】ボールカム５５は、カムリング５３とプレ
ッシャプレート５７との間に配置されている。

【０１１２】プレッシャプレート５７の係合部１４５は
インナーシャフト４７の外周に形成されたスプライン部
１４７に軸方向移動自在に連結されている。このスプラ
イン部１４５にはメインクラッチ４９のインナープレー
トが係合する。

【０１１３】又、カムリング５３と前側ロータ６３との
間には、ボールカム５５のカム反力を受けるスラストベ
アリング１４９及びワッシャ１５１が配置されている。

【０１１４】円板状のアーマチャ５９は、コントロール
クラッチ５１とプレッシャプレート５７との間に配置さ
れている。

【０１１５】又、アーマチャ５９は内周側でプレッシャ
プレート５７に対し微小な所定間隔を隔てて対向してお
り、コントロールクラッチ５１から離れないように位置
を規制されていると共に、コントロールクラッチ５１と
メインクラッチ４９のアウタープレートが係合する回転
ケース４５の内周に形成されたスプライン部１５３の先
端に外周側の位置を規制されており、電磁石６１による
引き付けコントロール性を高めている。

【０１１６】電磁石６１のコア８３は、上記のように、
デフキャリヤ３７の開口１０９に圧入して固定されてい
ると共に、前側ロータ６３に設けられている凹部１５５
に貫入して、エアギャップ１５７を形成している。

【０１１７】又、上記のように、コア８３は開口１０９
から外部に露出しており、電磁石６１のリード線１１５
はコア８３から直接外部に引き出されている。

【０１１８】コア８３に設けられたリード線１１５の取
り出し部１１７には、固形接着材やゴム製プラグを取り
付けて、リード線１１５の疲労断線を防止し、耐候性を
向上させることが可能である。

【０１１９】コントローラは、車速、操舵角、横Ｇなど
から旋回走行を検知し、あるいは、路面状態などに応じ
て、電磁石６１の励磁、励磁電流の制御、励磁停止など
を行う。

【０１２０】電磁石６１が励磁されると、磁力のループ
１５９が形成されてアーマチャ５９が吸引され、回転ケ
ース４５の前側ロータ６３との間でコントロールクラッ
チ５１を押圧して締結させる。コントロールクラッチ５
１が締結されると、回転ケース４５とインナーシャフト
４７の間のトルクがボールカム５５に掛かり、生じたカ
ムスラスト力によりプレッシャプレート５７を介してメ
インクラッチ４９が押圧され、締結する。

【０１２１】又、電磁石６１のコア８３と回転ケース４
５とのエアギャップ１５７は、アーマチャ５９が充分な
強さで吸引されるように、コア８３とベアリング８５と
前側ロータ６３との軸方向の取り付け位置をワッシャ８
７の厚さを変えることによって、最適値に調整されてい
る。

【０１２２】こうしてカップリング１が連結されると、
エンジン３の駆動力はインナーシャフト４７から回転ケ
ース４５に伝達されて後輪２７、２９を駆動し、車両が
四輪駆動状態になり、悪路などの走破性や、車体の安定
性が向上する。

【０１２３】又、電磁石６１の励磁電流を制御すると、
コントロールクラッチ５１の滑りによってボールカム５
５のカムスラスト力が変化し、メインクラッチ４９の連
結力が変化して後輪２７、２９の駆動力が調整される。

【０１２４】このようにして、前後輪間の駆動力配分比
を制御すると、例えば、旋回走行中の車両の操縦性や安
定性などが向上する。

【０１２５】又、電磁石６１の励磁を停止すると、コン
トロールクラッチ５１が開放されてボールカム５５のカ
ムスラスト力が消失し、メインクラッチ４９が開放され
てカップリング１の連結が解除され、車両は二輪駆動状
態になる。

【０１２６】回転ケース４５の前側ロータ６３にはステ
ンレス鋼のような非磁性材料のリング１６１が配置され
ている。又、コントロールクラッチ５１の各プレートに
は開孔１６３及びブリッジ部が形成され、磁力ループ１
５９からの磁気漏れを防止し、電磁石６１の磁力をアー
マチャ５９に集中させている。

【０１２７】又、上記のように、アーマチャ５９は隣接
部材との間で軸方向と径方向に位置決めされているフリ
ー部材ではあるが、プレッシャプレート５７との微小な
所定隙間を有する部分は磁力ループ１５９に対して磁束
密度の低い内周側外端部であるから、アーマチャ５９の
吸引力には実質的に影響を与えない。

【０１２８】インナーシャフト４７には、大径と小径の
同軸孔１６５、１６７が設けられており、フランジ部材
６７に形成された中空のハブ部１６９は大径の同軸孔１
６５に相対回転自在に貫入している。

【０１２９】このハブ部１６９には、密閉プラグ１７１
が固定されており、同軸孔１６５、１６７との間で容量
増大空間１７３を形成している。この容量増大空間１７
３には、封入オイルや空気が収容される。

【０１３０】又、インナーシャフト４７には、径方向の
油路１７５、１７７が設けられており、油路１７５は容
量増大空間１７３とニードルベアリング１２３とを連通
し、油路１７７は容量増大空間１７３とスラストベアリ
ング１４９とを連通している。

【０１３１】又、フランジ部材６７のハブ部１６９に
は、外周に螺旋状の油路１７９（連通流路）が設けられ
ており、ハブ部１６９とインナーシャフト４７の同軸孔
１６５との摺動面を潤滑している。

【０１３２】容量増大空間１７３のオイルは、カップリ
ング１の遠心力により、各油路１７５、１７７からそれ
ぞれニードルベアリング１２３とスラストベアリング１
４９に送られ、更に、カムリング５３の内周とインナー
シャフト４７の外周との摺動面、ボールカム５５、コン
トロールクラッチ５１などに供給され、更に、プレッシ
ャプレート５７に設けられた貫通孔１８１と、インナー
シャフト４７とプレッシャプレート５７の間に設けられ
たリング状の空間１８３からメインクラッチ４９に送ら
れ、これらを充分に潤滑し、冷却する。

【０１３３】このとき、螺旋状油路１７９は、螺旋の歩
みによるポンプ作用によってオイルを容量増大空間１７
３側に押圧し、上記のようなオイルの流れ、つまり、オ
イル循環作用を促進し、潤滑性と冷却性を大きく向上さ
せる。

【０１３４】又、螺旋状油路１７９は、ベアリング１２
５の隙間を介して、容量増大空間１７３と回転ケース４
５の密封空間とを連通しており、密封空間のオイル容量
を増加させている。

【０１３５】従って、螺旋状油路１７９が反対方向に回
転しても、容量増大空間１７３から密封空間にオイルが
供給され、密封空間内部の潤滑効果と冷却効果とを向上
させる。

【０１３６】又、プレッシャプレート５７の貫通孔１８
１は、プレッシャプレート５７が受けるオイルの抵抗を
低減してメインクラッチ４９の押圧レスポンスを向上さ
せると共に、メインクラッチ４９側にオイルを移動し易
くし、メインクラッチ４９の潤滑性と冷却性を向上させ
ている。

【０１３７】又、容量増大空間１７３は、これを区画す
る密閉プラグ１７１が薄いから、それだけ容量が大き
い。

【０１３８】又、インナーシャフト４７には密閉プラグ
１７１に相当する一体の区画壁がないから、同軸孔１６
５、１６７は、例えば、ドリルによって容易に加工でき
る。

【０１３９】カップリング１は、図４の矢印１８５が示
すように、トランスファ７（変速機構側）とプロペラシ
ャフト１９（トルク伝達軸）との間に配置してもよい。

【０１４０】この場合、プロペラシャフト１９とリヤデ
フ２１との間に配置した場合と同様にして後輪２７、２
９の連結と切り離しとを行う。

【０１４１】又、カップリング１は、矢印１８７、１８
９が示すように、フロントデフ９（変速機構側）と前車
軸１１、１３（トルク伝達軸）との間に配置してもよ
く、又、矢印１９１が示すように、トランスファ７内の
ギヤ機構（軸方向に一方が変速機構側で他方がトルク伝
達軸）と組み合わせて配置してもよく、更に、矢印１９
３、１９５が示すように、リヤデフ２１（変速機構側）
と後車軸２３、２５（トルク伝達軸）との間に配置して
もよい。

【０１４２】矢印１８５、１８７、１８９の位置に配置
した場合は、カップリング１を連結すると車両は四輪駆
動状態になり、連結を解除すると、フロントデフ９の差
動回転が自由になり、前輪１５、１７への駆動力伝達が
停止されて、車両は二輪駆動状態になる。

【０１４３】又、矢印１９１の位置に配置した場合は、
上記のようにプロペラシャフト１９とリヤデフ２１との
間に配置した場合と同等の機能が得られる。

【０１４４】又、矢印１９３、１９５の位置に配置した
場合は、カップリング１を連結すると車両は四輪駆動状
態になり、連結を解除すると、リヤデフ２１の差動回転
が自由になり、後輪２７、２９への駆動力伝達が停止さ
れて、車両は二輪駆動状態になる。

【０１４５】なお、この場合には、トランスファ７内に
駆動力断続用のクラッチを設ければ、プロペラシャフト
１９を完全に静止状態に保つことが可能となり、エンジ
ン３の燃費が向上する。

【０１４６】又、図５は、図４の四輪駆動車と異なった
構成の動力系を持つ四輪駆動車を示している。

【０１４７】この動力系は、縦置きのエンジン２０１及
びトランスミッション２０３、トランスファ２０５（変
速機構側）、前輪側のプロペラシャフト２０７（トルク
伝達軸）、フロントデフ２０９（変速機構側）、前車軸
２１１、２１３（トルク伝達軸）、左右の前輪２１５、
２１７、後輪側のプロペラシャフト２１９（トルク伝達
軸）、リヤデフ２２１（変速機構側）、後車軸２２３、
２２５（トルク伝達軸）、左右の後輪２２７、２２９な
どから構成されている。

【０１４８】エンジン２０１の駆動力は、トランスミッ
ション２０３からトランスファ２０５を介して、それぞ
れ前輪側と後輪側の各プロペラシャフト２０７、２１９
を回転させる。

【０１４９】前輪側プロペラシャフト２０７の回転は、
フロントデフ２０９から前車軸２１１、２１３を介して
左右の前輪２１５、２１７に配分され、後輪側プロペラ
シャフト２１９の回転は、カップリング１が連結される
と、リヤデフ２２１から後車軸２２３、２２５を介して
左右の後輪２２７、２２９に配分される。

【０１５０】図５の車両では、カップリング１は、矢印
２３１、２３３が示すように、トランスファ２０５と後
輪側プロペラシャフト２１９との間、あるいは、プロペ
ラシャフト２１９とリヤデフ２２１との間に配置しても
よい。

【０１５１】又、カップリング１は、矢印２３５、２３
７が示すように、トランスファ２０５と前輪側プロペラ
シャフト２０７との間、あるいは、プロペラシャフト２
０７とフロントデフ２０９との間に配置してもよい。

【０１５２】図４の動力系と同様に、後輪２２７、２２
９側に配置した場合は、これらの連結と切り離しとを行
い、前輪２１５、２１７側に配置した場合は、これらの
連結と切り離しとを行う。

【０１５３】又、カップリング１を前輪側に配置した場
合、前車軸２１１、２１３と前輪２１５、２１７との間
にハブクラッチ２３９、２４１を配置し、これらの連結
をカップリング１と連動して解除すれば、カップリング
１から前輪２１５、２１７までの動力伝達系が、エンジ
ン２０１の回転と前輪２１５、２１７による連れ回りの
両方から遮断され、回転が停止して騒音、振動、摩耗な
どが大きく軽減されると共に、エンジン２０１の燃費が
向上する。

【０１５４】又、カップリング１は、矢印２４３、２４
５が示すように、フロントデフ２０９と前車軸２１１、
２１３との間に配置してもよく、矢印２４７、２４９が
示すように、リヤデフ２２１と後車軸２２３、２２５と
の間に配置してもよい。

【０１５５】前車軸２１１、２１３上に配置した場合
は、カップリング１を連結すると車両は四輪駆動状態に
なり、連結を解除すると、フロントデフ２０９の差動回
転が自由になり、前輪２１５、２１７への駆動力伝達が
停止され、車両は二輪駆動状態になる。

【０１５６】又、後車軸２２３、２２５上に配置した場
合は、カップリング１を連結すると車両は四輪駆動状態
になり、連結を解除すると、リヤデフ２２１の差動回転
が自由になり、後輪２２７、２２９への駆動力伝達が停
止され、車両は二輪駆動状態になる。

【０１５７】こうして、カップリング１が構成されてい
る。

【０１５８】上記のように、カップリング１は、従来例
と異なって、電磁石６１をフロントカバー４１の開口１
０９に配置して外部に露出させたから、放熱効果と、外
気による冷却作用によって電磁石６１が効果的に冷却さ
れる。

【０１５９】又、デフキャリヤ３７の内部でリヤデフ２
１、２２１の反対側に配置された電磁石６１は、従来例
と異なって、リヤデフ２１、２２１からの熱を受けにく
い。

【０１６０】これらの理由によって、電磁石６１は温度
上昇（温度の変動）が小さくなり、コントロールクラッ
チ５１を吸引する励磁電流が安定するから、カップリン
グ１は安定した伝達トルクの制御特性が得られる。

【０１６１】従って、車両の悪路走破性、車体の安定
性、旋回操縦性などが大きく向上する。

【０１６２】又、エンジン３、２０１の駆動力はインナ
ーシャフト４７に入力し、回転ケース４５には入力しな
い。

【０１６３】更に、回転ケース４５のフランジ部材６７
をトルク伝達経路にし、磁気回路の一部を構成する前側
ロータ６３をトルク伝達経路から除外した。

【０１６４】従って、前側ロータ６３は強度上の要求か
ら解放され、磁気透過性に優れた材料を選択することが
可能になり、こうすることによってカップリング１の伝
達トルク制御特性が更に向上する。

【０１６５】更に、トルク伝達経路から除外された前側
ロータ６３は、特別に高い静的強度や衝撃強度が要求さ
れないから、例えば、浸炭処理のような表面硬化処理が
不要である。

【０１６６】このように、浸炭処理をしないから、リン
グ１６１の内外周や、エアギャップ１５７を形成する前
側ロータ６３の凹部１５５に、磁力ループ１５９の阻害
を抑制するために防炭剤を塗布する必要もなくなり、コ
ストの上昇が防止される。

【０１６７】又、磁気透過性の要求から解放されたフラ
ンジ部材６７には、充分な静的強度と衝撃強度とを持っ
た部材を選定することが可能になり、こうすることによ
ってカップリング１のトルク伝達容量が大きくなる。

【０１６８】更に、フランジ部材６７は、相手側のドラ
イブピニオンシャフト９１との連結形態を、上記のボル
ト連結の他に、例えば、スプライン連結、セレーション
連結、溶接などの中から自由に選択することが可能にな
る。

【０１６９】こうして、前側ロータ６３とフランジ部材
６７は、過大な要求から解放され、磁気透過性や強度な
どの要求に従ってそれぞれの材質を選定することができ
るから、カップリング１は性能がそれだけ向上すると共
に、高価な材質の部材を用いないですむから、低コスト
に実施できる。

【０１７０】又、エンジンの駆動力が入力するインナー
シャフト４７に、強度の高い部材を用いることによっ
て、カップリング１は大きなトルク伝達容量が得られ
る。

【０１７１】又、回転ケース４５をベアリング８５を介
してデフキャリヤ３７に支承したことにより、カップリ
ング１は、軸方向と径方向の両方で正確に位置決めされ
るから、更に性能が安定し、耐久性が向上する。

【０１７２】又、インナーシャフト４７に設けた容量増
大空間１７３を、回転ケース４５の密封空間に連通さ
せ、密封空間のオイル容量を増加させたことによって、
各クラッチ４９、５１などで生じる摩耗粉の蓄積や、温
度上昇によるオイルの劣化が抑制され、長期にわたって
優れた潤滑性が得られ、カップリング１の耐久性が更に
向上する。

【０１７３】又、各クラッチ４９、５１の作動に伴う密
封空間での内圧上昇も、容量増大空間１７３の吸収機能
によって、許容限界が高くなり、カップリング１の伝達
トルク制御特性が更に安定する。

【０１７４】次に、図２と図４と図５とによってカップ
リング３０１（本発明の第２実施形態）の説明をする。

【０１７５】このカップリング３０１は請求項１、２、
３、５、６の特徴を備えている。左右の方向は図４と図
５の各四輪駆動車の左右の方向であり、図２の左方はこ
れらの車両の前方に相当する。なお、符号を与えていな
い部材等は図示されていない。

【０１７６】カップリング３０１は、上記実施形態のカ
ップリング１と同様に、図４と図５の車両の後輪側プロ
ペラシャフト１９（トルク伝達軸）とリヤデフ２１、２
２１との間に配置されており、後輪２７、２９、２２
７、２２９側の連結と切り離し及び伝達トルクの制御を
行う。

【０１７７】以下、カップリング１と同機能部材には同
一の符号を与えて参照しながら主に相違点を説明する。

【０１７８】カップリング３０１は、回転ケース４５、
インナーシャフト４７、メインクラッチ４９、コントロ
ールクラッチ５１、カムリング５３、ボールカム５５、
プレッシャプレート５７、アーマチャ５９、リング状の
電磁石６１、コントローラなどから構成されている。

【０１７９】図２のように、回転ケース４５は、前側の
ロータ６３とケース６５と後側のフランジ部材３０３
（他側の側壁）とから構成されている。

【０１８０】ケース６５の後端には側壁部３０５が形成
されており、フランジ部材３０３はこの側壁部３０５に
重ねた状態で、ボルト７７によってケース６５に固定さ
れている。

【０１８１】又、フランジ部材３０３と側壁部３０５
は、互いの間に形成されたインロー部３０６によってセ
ンタリングされている。

【０１８２】フランジ部材３０３のハブ部３２３にはド
ライブピニオンシャフト９１がスプライン連結され、ト
ルク伝達経路にされている。

【０１８３】従って、前側ロータ６３は、非磁性材料の
リング１６１を含めてトルク伝達経路から除外されお
り、トルクの伝達には関与しない。

【０１８４】又、フランジ部材３０３とドライブピニオ
ンシャフト９１はこのスプライン連結によって互いにセ
ンタリングされている。

【０１８５】又、トルク伝達部材であるフランジ部材３
０３には、静的強度と衝撃強度とを増すために浸炭処理
が施されている。

【０１８６】図２のように、ドライブピニオンシャフト
９１はアンギュラーコンタクトベアリング３０７、３０
９によってキャリヤ本体３９に支承されている。各ベア
リング３０７、３０９はロックナット９９によってそれ
ぞれの径方向の隙間を適正に調整されてセンタリングさ
れていると共に、軸方向の移動を規制されている。

【０１８７】このように、回転ケース４５は、ドライブ
ピニオンシャフト９１を介して容量の大きいアンギュラ
ーコンタクトベアリング３０７、３０９に支持されてい
るから、径方向と軸方向の両方で適正に位置決めされ
る。

【０１８８】フロントカバー４１の前端側には、圧入孔
３１１が設けられており、この圧入孔３１１には電磁石
６１のコア８３の外周圧入部１１１が圧入され、回り止
め手段によって回り止めされている。

【０１８９】電磁石６１のリード線１１５は、フロント
カバー４１に取り付けられたグロメット３１３を介して
外部に引き出されている。

【０１９０】又、インナーシャフト４７に形成された動
力伝達軸１２９にはコンパニオンフランジ１３１がスプ
ライン連結され、ねじ部１３３に螺着されたナット３１
５によって固定されており、インナーシャフト４７をプ
ロペラシャフト１９側に連結している。

【０１９１】カップリング３０１の前端側では、デフキ
ャリヤ３７のフロントカバー４１に設けられた開口３１
７（貫通部）とコンパニオンフランジ１３１のハブ部３
１９との間に、オイルシール３２１が配置されており、
後端側では、フランジ部材３０３のハブ部３２３とキャ
リヤ本体３９との間に、オイルシール３２５が配置され
ている。

【０１９２】これらのオイルシール３２１、３２５によ
って、デフキャリヤ３７とカップリング３０１との間に
大気室１０７が形成されており、オイルシール３２１は
大気室１０７を大気から区画し、オイルシール３２５は
大気室１０７をキャリヤ本体３９の部分に封入されてい
る潤滑用オイルから遮断している。

【０１９３】又、コンパニオンフランジ１３１のハブ部
３１９にはダストカバー３２７が取り付けられている。
ダストカバー３２７の先端は、フロントカバー４１に形
成された凹部３２９に貫入しており、コンパニオンフラ
ンジ１３１とフロントカバー４１の先端部との間を覆っ
て、走行中に飛来する障害物とオイルシール３２１との
衝突を防止し、オイルシール３２１を保護する。

【０１９４】シールリング７５とＸリング１２７とによ
って回転ケース４５の内部に形成された密封空間には、
ケース６５の側壁部３０５に設けられたオイル供給流路
３３１からオイルが注入される。このオイル供給流路３
３１はオイルを注入した後密封ボール３３３を圧入して
シールされている。

【０１９５】このオイルによって、ベアリング１２３、
１４９、カムリング５３の内周とインナーシャフト４７
の外周との摺動面、ボールカム５５、コントロールクラ
ッチ５１、メインクラッチ４９などが潤滑され、冷却さ
れる。

【０１９６】インナーシャフト４７には、同軸孔３３５
によって容量増大空間１７３が形成されている。この容
量増大空間１７３には、封入オイルや空気が収容され
る。

【０１９７】又、同軸孔３３５はケース６５の側壁部３
０５側に開口しており、この側壁部３０５との間に回転
ケース４５の密封空間と容量増大空間１７３とを連通す
る連通流路３３７が形成されている。

【０１９８】容量増大空間１７３のオイルは、カップリ
ング３０１の遠心力により、この連通流路３３７からベ
アリング１２５の隙間を通って回転ケース４５の密封空
間に送られ、密封空間のオイル容量を増加させて、密封
空間内部の潤滑効果と冷却効果とを大きく向上させる。

【０１９９】又、インナーシャフト４７の同軸孔３３５
は、上記のように開口しているから、例えば、ドリルに
よって容易に加工することができる。

【０２００】電磁石６１を励磁すると、アーマチャ５９
によってコントロールクラッチ５１が押圧され、ボール
カム５５によってメインクラッチ４９が押圧され、カッ
プリング３０１が連結される。

【０２０１】カップリング３０１が連結されると車両は
四輪駆動状態になり、悪路などの走破性や車体の安定性
が向し、励磁電流によってカップリング３０１から後輪
２７、２９に伝達されるトルクを調整すると、旋回走行
中の車両の操縦性や安定性などが向上する。

【０２０２】又、電磁石６１の励磁を停止すると、カッ
プリング３０１の連結が解除され、車両は二輪駆動状態
になる。

【０２０３】こうして、カップリング３０１が構成され
ている。

【０２０４】カップリング３０１は、電磁石６１をフロ
ントカバー４１の開口３１７付近に配置したから、放熱
効果と、外気による冷却作用とによって電磁石６１が冷
却される。

【０２０５】又、デフキャリヤ３７の内部でリヤデフ２
１、２２１と反対側に配置された電磁石６１は、リヤデ
フ２１、２２１からの熱を受けにくい。

【０２０６】これらの理由によって、電磁石６１は温度
の変動が小さくなり、コントロールクラッチ５１を吸引
する励磁電流が安定し、カップリング３０１の伝達トル
ク制御特性を安定させるから、車両の悪路走破性、車体
の安定性、旋回操縦性などが大きく向上する。

【０２０７】又、エンジン３、２０１の駆動力をインナ
ーシャフト４７に入力させることによって、回転ケース
４５側のフランジ部材３０３をトルク伝達経路にし、前
側ロータ６３をトルク伝達経路から除外した。

【０２０８】こうして、強度上の要求から解放された前
側ロータ６３と、磁気透過性の要求から解放されたフラ
ンジ部材６７は、過大な要求から解放され、磁気透過性
や強度などの要求に従ってそれぞれの材質を選定するこ
とが可能になり、カップリング３０１は性能がそれだけ
向上すると共に、高価な材質の部材を用いないですむか
ら、低コストに実施できる。

【０２０９】又、回転ケース４５は、アンギュラーコン
タクトベアリング３０７、３０９に支持されることによ
って、径方向と軸方向の両方で適正に位置決めされる。

【０２１０】又、回転ケース４５のスラスト力は、ドラ
イブピニオンシャフト９１用の容量の大きなこれらのベ
アリング３０７、３０９に負荷される。

【０２１１】従って、カップリング３０１は、径方向と
軸方向の両方で位置が安定し、振動や周辺部材との干渉
などが防止され、高い性能が維持されると共に、耐久性
が大きく向上する。

【０２１２】又、他の位置決め手段が不要であるから、
それだけ低コストに構成できる。

【０２１３】又、回転ケース４５の後端部を支承するた
めの専用ベアリングが不要になり、部品点数がそれだけ
減って、低コストになる。

【０２１４】又、この専用ベアリングのためにベアリン
グハウジングをデフキャリヤ３２１に形成する必要があ
る従来例に較べて、ベアリングハウジングの加工個所が
減少するから、デフキャリヤ３７は形状が簡易になり、
低コストになる。

【０２１５】又、オイルシール３２１、３２５によって
大気室１０７を形成し、大気室１０７を大気から区画す
ると共に、キャリヤ本体３９に封入されているオイルか
ら遮断した。

【０２１６】そこで、大気室１０７に冷却流体を封入す
れば、その冷却効果によって電磁石の温度変動が更に小
さくなり、カップリング３０１の伝達トルク制御特性が
安定する。

【０２１７】又、大気室１０７に磁性流体を封入し、電
磁石６１と回転ケース４５との間に形成されるエアギャ
ップ１５７をこの磁性流体で充填すれば、磁気回路の磁
気抵抗が大幅に低減される。

【０２１８】従って、電磁石６１を小型にしてもアーマ
チャ５９が充分に強く吸引されるから、カップリング３
０１は大きなトルク伝達容量が得られると共に、バッテ
リの負担が軽減され、エンジンの燃費が向上する。

【０２１９】又、コンパニオンフランジ１３１のハブ部
３１９に配置されたオイルシール３２１と、フランジ部
材３０３のハブ部３２３に配置されたオイルシール３２
５はいずれも軸状の部材上に配置されているから小径で
ある。

【０２２０】従って、摺動速度が小さく、摩耗しにく
く、耐久性が高い。

【０２２１】耐久性が高いから、大気室１０７に冷却流
体や磁性流体を封入することによる上記のような効果を
長期にわたって享受できる。

【０２２２】又、オイルシール３２１、３２５が小径で
あることによって、カップリング３０１はコンパクトで
軽量になり、車載性が向上する。

【０２２３】又、小径のオイルシール３２１、３２５は
安価である。

【０２２４】又、インナーシャフト４７に設けた容量増
大空間１７３を、回転ケース４５の密封空間に連通さ
せ、密封空間のオイル容量を増加させたことによって、
各クラッチ４９、５１などで生じる摩耗粉の蓄積や、温
度上昇によるオイルの劣化が抑制され、長期にわたって
優れた潤滑性が得られ、カップリング３０１の耐久性が
更に向上する。

【０２２５】又、各クラッチ４９、５１の作動に伴う密
封空間での内圧上昇も、容量増大空間１７３の吸収機能
によって、許容限界が高くなり、カップリング３０１の
伝達トルク制御特性が更に安定する。

【０２２６】なお、カップリング３０１も、第１実施形
態のカップリング１と同様に、図４の矢印１８５、１８
７、１８９、１９１、１９３、１９５の各位置に配置可
能であり、図５の矢印２３１、２３３、２３５、２３
７、２４３、２４５、２４７、２４９の各位置に配置可
能である。

【０２２７】これに加えて、カップリング３０１は、第
１実施形態のカップリング１の特徴を除き、これと同等
の効果を得る。

【０２２８】次に、図３乃至図５によってカップリング
３５１（本発明の第３実施形態）の説明をする。

【０２２９】このカップリング３５１は請求項１、２、
３、５、６の特徴を備えている。左右の方向は図４と図
５の各四輪駆動車の左右の方向であり、図３の左方はこ
れらの車両の前方に相当する。なお、符号を与えていな
い部材等は図示されていない。

【０２３０】以下、第２実施形態のカップリング３０１
との相違点を説明する。

【０２３１】図３のように、カップリング３５１の回転
ケース４５は、前側ロータ６３とケース６５と後側のフ
ランジ部材３５３（他側の側壁）とから構成されてい
る。

【０２３２】フランジ部材３５３は、ケース６５の側壁
部３０５に重ねた状態で、ボルト７７によってケース６
５に固定されている。

【０２３３】又、フランジ部材３５３のハブ部３５５と
側壁部３０５は、互いの間に形成されたインロー部３５
７によってセンタリングされている。

【０２３４】フランジ部材３５３は、ドライブピニオン
シャフト９１をハブ部３５５にスプライン連結してトル
ク伝達経路にされており、前側ロータ６３を、非磁性材
料のリング１６１を含めてトルク伝達経路から除外して
いる。

【０２３５】フランジ部材３５３とドライブピニオンシ
ャフト９１はこのスプライン連結によって互いにセンタ
リングされている。

【０２３６】又、トルク伝達部材であるフランジ部材３
５３には、静的強度と衝撃強度とを増すために浸炭処理
が施されている。

【０２３７】又、ドライブピニオンシャフト９１をキャ
リヤ本体３９に支承するアンギュラーコンタクトベアリ
ング３０７、３０９は、ロックナット９９によってそれ
ぞれの径方向の隙間を適正に調整されてセンタリングさ
れていると共に、軸方向の移動を規制されている。

【０２３８】このように、回転ケース４５は、ドライブ
ピニオンシャフト９１を介して容量の大きいアンギュラ
ーコンタクトベアリング３０７、３０９に支持されてい
るから、径方向と軸方向の両方で適正に位置決めされ
る。

【０２３９】又、ロックナット９９はケース６５の側壁
部３０５とフランジ部材３５３との間に配置されてお
り、大気室１０７の内部に収容されている。

【０２４０】従って、ロックナット９９はフランジ部材
３５３のハブ部３５５を介して各ベアリング３０７、３
０９にスラスト力を与えて、これらのセンタリングなど
を行う。

【０２４１】カップリング３５１の他の構成は、カップ
リング３０１と同等である。

【０２４２】こうして、カップリング３５１が構成され
ている。

【０２４３】このカップリング３５１では、上記のよう
に、回転ケース４５が、ロックナット９９によりフラン
ジ部材３５３を介してドライブピニオンシャフト９１に
固定されている。

【０２４４】このように、アンギュラーコンタクトベア
リング３０７、３０９による回転ケース４５の径方向と
軸方向の位置決めが更に強固になると共に、回転ケース
４５のスラスト力は大きなベアリング３０７、３０９に
効果的に負荷される。

【０２４５】従って、カップリング３５１は、径方向と
軸方向の両方で位置が更に安定し、振動や周辺部材との
干渉等が防止され、高い性能が維持されると共に、耐久
性が大きく向上する。

【０２４６】これに加えて、カップリング３５１は、第
１と２実施形態のカップリング１、３０１のそれぞれの
特徴を除き、これらと同等の効果を得る。

【０２４７】なお、請求項１の発明は、各実施形態（請
求項２の発明）のようにカムによってクラッチの連結操
作力を増幅するカップリングではなく、電磁石によって
操作されるクラッチで一対のトルク伝達部材の連結を断
続するカップリングであり、エンジンの駆動力が軸状ト
ルク伝達部材に入力するように構成したこと及び電磁石
を変速機構の反対側に配置したことによって、各実施形
態と同様の効果を得る。

【０２４８】又、本発明において、変速機構はデファレ
ンシャル装置に限らず、図４と図５に指示されているよ
うに、トランスファでもよい。

【０２４９】又、変速機構はデファレンシャル装置やト
ランスファ以外の変速機構（動力伝達装置）でもよい。

【０２５０】又、本発明のカップリングは、図４、図５
におけるプロペラシャフト１９、２１９（トルク伝達
軸）上にこれらを分断するように配置し、静止側ケーシ
ングを、ゴム、バネ、粘性ダンパなどを介して車体フレ
ーム側に取り付け、固定してもよい。

【０２５１】又、ケース状トルク伝達部材の側壁部（第
２、３実施形態でのケース６５の側壁部３０５）は、ケ
ース状トルク伝達部材と一体に形成せずに、例えば、ケ
ース状トルク伝達部材を閉塞する蓋部材のように、ケー
ス状トルク伝達部材と別体にしてもよい。

【０２５２】又、静止側ケーシング（特にカバー）につ
いては、プレス成型した板金製のものを用いて軽量化
し、更に、波状部のような凹凸部を形成することによっ
て放熱性を向上させることもできる。

【０２５３】又、本実施形態における空気室１０７を、
カバー４１又はキャリヤ本体３９にブリーザパイプを配
置し、外気との圧力調整を行うことも可能である。

【０２５４】

【発明の効果】請求項１のカップリングは、電磁石がカ
バーの端部付近に配置されているから、放熱効果と、外
気による冷却作用とによって効果的に冷却されると共
に、変速機構の反対側に配置された電磁石は、変速機構
からの熱を受けにくい。

【０２５５】従って、電磁石は温度の変動が小さくな
り、励磁電流が安定するから、カップリングは安定した
伝達トルクの制御特性が得られる。

【０２５６】又、例えばエンジンの駆動力など、トルク
伝達軸を軸状トルク伝達部材に連結させることにより、
磁気回路の一部になるケース状トルク伝達部材の一側側
壁と、トルク伝達経路になるケース状トルク伝達部材の
他側部材は、過大な要求から解放され、磁気透過性や強
度などの要求に従ってそれぞれの材質を選定することが
可能になり、性能がそれだけ向上すると共に、高価な材
料を用いなくてすむから、低コストになる。

【０２５７】請求項２のカップリングは、電磁石をカバ
ーの端部付近に配置すると共に、エンジンの駆動力を軸
状トルク伝達部材に入力させることによって、請求項１
のカップリングと同等の効果を得る。

【０２５８】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
のいずれかと同等の効果を得ると共に、ケース状トルク
伝達部材を変速機構の連結軸用のベアリングによって静
止側ケーシングに支承したから、ケース状トルク伝達部
材の専用ベアリングが不要になり、部品点数が減って、
低コストになる。

【０２５９】又、専用ベアリングのためのベアリングハ
ウジングを加工しなくてすむから、静止側ケーシング
は、加工個所がそれだけ減少して形状が簡易になり、低
コストになる。

【０２６０】更に、連結軸用の容量の大きなベアリング
で、カップリングのスラスト力を受けることができるか
ら、カップリングは軸方向位置と性能が更に安定し、耐
久性が向上する。

【０２６１】請求項４の発明は、請求項１又は請求項２
のいずれかと同等の効果を得ると共に、ケース状トルク
伝達部材をベアリングによって静止側ケーシングに支承
したことにより、軸方向と径方向の両方で正確に位置決
めされるから、カップリングは性能が更に安定し、耐久
性が向上する。

【０２６２】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
のいずれかと同等の効果を得ると共に、シールによって
カップリングの周囲に形成した空間に冷却流体を封入す
れば、その冷却効果によって電磁石の温度変動が更に小
さくなり、空間に磁性流体を封入すれば、磁気回路の磁
気抵抗が大幅に低減される。

【０２６３】又、各シールは小径で摺動速度が遅く、耐
久性が大きいから、空間に冷却流体や磁性流体を封入す
ることによる効果を長期にわたって享受できる。

【０２６４】又、各シールが小径であるから、カップリ
ングもそれだけコンパクトで軽量にになり、車載性が向
上する。

【０２６５】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５
のいずれかと同等の効果を得ると共に、容量増大空間を
密封空間に連通させ、密封空間のオイル容量を増加させ
たことにより、オイルの劣化が抑制され、長期にわたっ
て優れた潤滑性が得られ、カップリングの耐久性が向上
する。

【０２６６】又、容量増大空間の吸収機能により、クラ
ッチの作動に伴うカップリングの内圧上昇の許容限界が
高くなり、カップリングの伝達トルク制御特性が更に安
定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のカップリングを示す断面図であ
る。

【図２】第２実施形態のカップリングを示す断面図であ
る。

【図３】第３実施形態のカップリングを示す断面図であ
る。

【図４】各実施形態のカップリングを用いた四輪駆動車
の動力系を示すスケルトン機構図である。

【図５】各実施形態のカップリングを用いた他の四輪駆
動車の動力系を示すスケルトン機構図である。

【図６】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１、３０１、３５１ カップリング １９ プロペラシャフト（トルク伝達軸） ２１、２２１ リヤデフ（変速機構） ３７ デフキャリヤ（静止側ケーシング） ３９ キャリヤ本体（静止側ケーシングの本体） ４１ フロントカバー（静止側ケーシングのカバー） ４５ 回転ケース（ケース状トルク伝達部材） ４７ インナーシャフト（軸状トルク伝達部材） ４９ 多板式のメインクラッチ ５１ 多板式のコントロールクラッチ ５５ ボールカム（カム） ５９ アーマチャ ６１ 電磁石 ６３ 前側ロータ（ケース状トルク伝達部材の一側の側
壁部分：磁気回路の一部を構成し、トルク伝達経路から
除外された部分） ６７、３０３、３５３ フランジ部材（ケース状トルク
伝達部材の他側の側壁部分：トルクを伝達し、磁気回路
から除外された部分） ８１ 電磁石のコアを介して回転ケースをデフキャリヤ
のフロントカバーに支承するベアリング ８３ 電磁石のコア ８５ デフキャリヤとの間で回転ケースを支承するベア
リング ９１ ドライブピニオンシャフト（変速機構側の連結
軸） １０９、３１７ 開口（フロントカバーの貫通部） １７３ インナーシャフトに設けられた容量増大空間 １７９ 螺旋状の油路（連通流路） ３０５ 側壁部（ケース状トルク伝達部材を閉止する側
壁） ３０７、３０９ アンギュラーコンタクトベアリング
（変速機構の連結軸を介してケース状トルク伝達部材を
静止側ケーシングに支承するベアリング） ３２１、３２５ 小径のオイルシール（シール） ３３７ 連通流路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング本体と、これに固定されたカ
   バーとを有し、変速機構を潤滑オイルと共にケーシング
   本体側に収容する静止側ケーシングに収容されたカップ
   リングであって、 ケース状トルク伝達部材と、このケース状トルク伝達部
   材に貫入した軸状トルク伝達部材と、これら両トルク伝
   達部材の間に配置されたクラッチと、ケース状トルク伝
   達部材の外部から磁力によってアーマチャを移動させク
   ラッチを押圧して連結させる電磁石とを備え、 静止側ケーシングのカバー側に収容されていると共に、 軸状トルク伝達部材が、一側でカバーを貫通し、外部で
   トルク伝達軸に連結されており、電磁石のコアが、この
   貫通部付近でカバーに支持されており、ケース状トルク
   伝達部材が、一側でベアリングと電磁石のコアとを介し
   てカバーに支持され、他側で変速機構側の連結軸に連結
   されていることを特徴とするカップリング。
2. 【請求項２】 ケーシング本体と、これに固定されたカ
   バーとを有し、変速機構を潤滑オイルと共にケーシング
   本体側に収容する静止側ケーシングに収容されたカップ
   リングであって、 ケース状トルク伝達部材と、このケース状トルク伝達部
   材に貫入した軸状トルク伝達部材と、これら両トルク伝
   達部材の間に配置されたメインクラッチと、ケース状ト
   ルク伝達部材の外部から磁力によってアーマチャを移動
   させる電磁石と、このアーマチャに押圧されて連結する
   コントロールクラッチと、コントロールクラッチが連結
   されると両トルク伝達部材間の伝達トルクを受けて作動
   しメインクラッチを連結させるカムとを備え、 静止側ケーシングのカバー側に収容されていると共に、 軸状トルク伝達部材が、一側でカバーを貫通し、外部で
   トルク伝達軸に連結されており、電磁石のコアが、この
   貫通部付近でカバーに支持されており、ケース状トルク
   伝達部材が、一側でベアリングと電磁石のコアとを介し
   てカバーに支持され、他側で変速機構側の連結軸に連結
   されていることを特徴とするカップリング。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の発明であっ
   て、変速機構側の連結軸が、ベアリングを介して静止側
   ケーシングに支承されており、ケース状トルク伝達部材
   の他側が、これらの連結軸とベアリングとを介して静止
   側ケーシングに支承されていることを特徴とするカップ
   リング。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の発明であっ
   て、ケース状トルク伝達部材の他側が、ベアリングを介
   して静止側ケーシングに支承されていることを特徴とす
   るカップリング。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   記載の発明であって、軸状トルク伝達部材とカバーとの
   間、及び、変速機構側の連結軸とケーシング本体との間
   にそれぞれ配置されたシールによって、変速機構側及び
   大気側の両方から区画された空間が、周囲に形成されて
   いることを特徴とするカップリング。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に
   記載の発明であって、ケース状トルク伝達部材の他側を
   閉止する側壁と、ケース状トルク伝達部材と軸状トルク
   伝達部材の間の一側に配置されたシールとによって形成
   された密封空間にオイルが封入されており、軸状トルク
   伝達部材に、他側で前記側壁に向かって開口する容量増
   大空間が設けられ、連通流路によって容量増大空間を密
   封空間に連通させたことを特徴とするカップリング。