JP2001012507A

JP2001012507A - カップリング

Info

Publication number: JP2001012507A
Application number: JP11186864A
Authority: JP
Inventors: Miyaro Takai; 宮郎高井; Takao Akagi; 孝雄赤木; Akihiro Masuyama; 昭浩増山
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却性を向上すると共に、安定したクラッチ
締結制御を行うことが可能なカップリングの提供を目的
とする。【解決手段】リヤデフキャリア３内でリヤデフ２２１
側に隣接して収容された回転ケース５と、回転ケース５
の軸心部に配置されたシャフト７と、両部材５，７の間
に配置されたメインクラッチ９およびパイロットクラッ
チ１１と、両クラッチ９，１１の間に挟まれて配置さ
れ、パイロットクラッチ１１が締結されると、その締結
トルクをスラスト力に変換し拡大するボールカム１３
と、スラスト力を受けてメインクラッチ９を押圧し締結
させるプレッャプレート６９とを備え内部を密封された
カップリング１であって、リヤデフ２２１を収容する室
と回転ケース５を収容する室の上部とを連通する貫通孔
３ｅを備えると共に、貫通孔３ｅの面積を絞るバッフル
プレート４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、動力伝達経路に配
置され伝達トルクを電磁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（１９９８年５月
２９日、トヨタ自動車株式会社サービス部発行）の０−
２２頁に図７のようなカップリング４０１が記載されて
いる。このカップリング４０１は、四輪駆動車のリヤデ
フ（動力伝達機構）を収容するデフキャリヤ４０３の入
力部内に回転可能に支持され、後輪側の連結と切り離し
とを行う。

【０００３】図示のように、デフキャリヤ４０３はキャ
リヤ本体４０３ａとフロントカバー４０３ｂとが結合さ
れて構成されている。デフキャリヤ４０３とカップリン
グ４０１との間にはすきま状の空気室４０６が形成され
ている。エンジンの駆動力は、トランスミッション、ト
ランスファ、プロペラシャフトを介してカップリング４
０１に入力され、さらにリヤデフに伝達される。

【０００４】カップリング４０１は、ハウジング４０
５、シャフト４０７、多板式のメインクラッチ４０９及
びコントロールクラッチ４１１、アーマチャ４１３、電
磁石４１５、カムリング４１７、ボールカム４１９、押
圧部材４２１、コントローラなどから構成され、カップ
リング４０１の内部にオイルが充填されている。

【０００５】カップリング４０１のハウジング４０５
は、その左端部がシールベアリング４２３を介してデフ
キャリヤ４０３内に支承され、フランジ部材４２５がハ
ウジング４０５にボルト結合されてエンジンの駆動力が
ハウジング４０５に入力される。

【０００６】一方、ハウジング４０５の右端部では、そ
の内周にロータ４２７がねじ結合および接合されて一体
化され、これにより内部がシールされている。そして、
一体化されたロータ４２７がベアリング４２９を介して
後述する電磁石４１５のコア４３１（デフキャリヤ４０
３）に支承されている。

【０００７】カップリング４０１の出力側のシャフト４
０７は、ハウジング４０５の軸心部にラジアルベアリン
グ４３３およびブッシュ４３５を介して同軸に支承され
ている。シャフト４０７の出力端にはドライブピニオン
シャフト４３７が連結されており、その出力端に形成さ
れたドライブピニオンギヤ４３７ａはリヤデフ側のリン
グギヤと噛み合っている。

【０００８】そして、シャフト４０７の出力側端部外周
とロータ４２７の内周との間にはシール部材４３９が設
けられ、カップリング４０１内から隣接するリヤデフ側
へのオイルの漏れ出し防止し、内部を密封している。

【０００９】また、シャフト４０７の出力側端部外周と
キャリヤ本体４０３ａ（デフキャリヤ４０３）との間に
オイルシール４４１が配設され、リヤデフ側のオイルが
カップリング４０１側へ漏れ込まないようにシールして
いる。

【００１０】メインクラッチ４０９は、ハウジング４０
５とシャフト４０７との間に配置された湿式多板クラッ
チである。メインクラッチ４０９に隣接して配置された
コントロールクラッチ４１１はハウジング４０５とカム
リング４１７との間に配置されている。そして、メイン
クラッチ４０９とコントロールクラッチ４１１との間に
カム機構４１９が配置されている。

【００１１】電磁石４１５はハウジング４０５の外部に
配置され、そのコア４３１がデフキャリヤ４０３に嵌合
されて径方向の位置決めがなされると共に回り止め部材
４４３により回り止めされている。そして、コントロー
ラは、電磁石４１５の励磁、励磁電流の制御、励磁停止
などを行い、後輪側への伝達トルクを制御している。

【００１２】電磁石４１５が励磁されると、アーマチャ
４１３が吸引され、コントロールクラッチ４１１が締結
し、その締結トルクがカム機構４１９によりスラスト力
に変換・拡大される。そして、そのスラスト力を受けて
押圧部材４２１がメインクラッチ４０９を押圧し、締結
させる。こうして、カップリング４０１が連結される
と、エンジンの駆動力はシャフト４０７を経てドライブ
ピニオンシャフト４３７に出力され、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。

【００１３】又、電磁石４１５の励磁電流を制御する
と、コントロールクラッチ４１１の滑りによってカム機
構４１９のスラスト力が変化し、更に、メインクラッチ
４０９の締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が制御され
る。

【００１４】又、電磁石４１５の励磁を停止すると、コ
ントロールクラッチ４１１が開放され、カム機構４１９
のスラスト力が消失し、メインクラッチ４０９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。

【００１５】

【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４０１では、カップリング４０１のハウジング４
０５の周囲に空気室４０６がすきま状に設けられてお
り、空気容量が少ないためカップリング４０１内部が高
温になり易く、内部のオイルの劣化が早まるという問題
がある。

【００１６】そのうえ、カップリング４０１内部および
電磁石４１５が高温になると、クラッチの十分に安定し
た締結制御特性が得られないという問題があった。

【００１７】そこで、本発明は、冷却性を向上すると共
に安定したクラッチ締結制御を行うことが可能なカップ
リングの提供を目的とする。

【００１８】

【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、固定のケース内でオイル
潤滑される動力伝達機構に隣接して収容されたケース状
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、前記ケース状トル
ク伝達部材の外側からアーマチャを移動させてクラッチ
を締結させる電磁石とを備え内部をシール手段により密
封されたカップリングであって、前記動力伝達機構を収
容する室とケース状トルク伝達部材を収容する室とを連
通する連通路を備えることを特徴とする。

【００１９】したがって、連通により容量が増加した固
定のケース内空気またはオイルによりケース状トルク伝
達部材および電磁石が直接冷却されるため、カップリン
グ内部の温度上昇が抑えられ、カップリングの耐久性が
向上する。

【００２０】また、ケース状トルク伝達部材を収容する
室に専用のエアブリーザを設ける必要もなく、例えば動
力伝達機構側の固定のケースに設けたエアブリーザを共
用することも可能となる。

【００２１】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、前記連通路が、固定のケース
の前記ケース状トルク伝達部材を収容する室の上部に開
口することを特徴とする。

【００２２】したがって、請求項１に記載の発明と同等
の作用・効果が得られると共に、連通路が室の上部に開
口しているので、動力伝達機構側を潤滑するオイルが、
ケース状トルク伝達部材を収容する室に流入するのを抑
制でき、ケース状トルク伝達部材と電磁石との間のギャ
ップの磁束通過特性が安定し、クラッチの締結特性が安
定する。

【００２３】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、前記連通路に設けら
れ該連通路面積を調整する調整部材を備えることを特徴
とする。

【００２４】したがって、請求項１または２に記載の発
明と同等の作用・効果が得られると共に、調整部材によ
る連通路面積の調整によりケース状トルク伝達部材を収
容する室に流入するオイル量を適切に調整可能となる。

【００２５】また、請求項２の連通路に調整部材を用い
れば、動力伝達機構側を潤滑するオイルが連通路を通過
し、カップリング側に流入するのを防止することも可能
となる。

【００２６】請求項４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、前記連通路が、固定のケース
の前記ケース状トルク伝達部材を収容する室の下部に開
口することを特徴とする。

【００２７】したがって、請求項１に記載の発明と同等
の作用・効果が得られると共に、ケース状トルク伝達部
材を収容する室への導入オイル量を適度に設定すること
により、カップリングの冷却性を向上できる。

【００２８】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
のカップリングであって、前記電磁石が前記動力伝達機
構と離間した側の端部に配置され、前記カップリングの
回転軸心が電磁石側から動力伝達機構側に向けて下方に
傾斜していることを特徴とする。

【００２９】したがって、請求項４に記載の発明と同等
の作用・効果が得られると共に、電磁石は動力伝達機構
から離間しており、そのうえ、回転軸心の傾斜方向によ
り電磁石側へ到達するオイル量を調整または抑制するこ
とが可能となるので、パイロットクラッチの締結特性へ
の影響は少ない。

【００３０】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５に記載のカップリングであって、前記開口部の近傍に
摩耗粉回収用のマグネットが取り付けられていることを
特徴とする。

【００３１】したがって、請求項４または５に記載の発
明と同等の作用・効果が得られると共に、マグネットに
より動力伝達機構側の金属摩耗粉がカップリング側に流
入する以前に回収されるので、耐久性が向上する。

【００３２】請求項７に記載の発明は、固定のケース内
で動力伝達機構に隣接して収容されたケース状トルク伝
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、前記ケース状トルク伝達部
材の外側からアーマチャを移動させてクラッチを締結さ
せる電磁石とを備えるカップリングであって、前記ケー
ス状トルク伝達部材の内外部が油路を介して連通すると
共に前記動力伝達機構を収容する空間と前記カップリン
グを収容する空間とに前記固定のケース内を区画する区
画手段を有することを特徴とする。

【００３３】したがって、ケース状トルク伝達部材の内
部と外部とが連通しているので、十分なオイル量および
空間によりカップリングの冷却性が向上する。

【００３４】そのうえ、区画手段によりカップリング側
の空間が動力伝達機構側の空間と区画されるので、カッ
プリング内のクラッチや摺動部材間または電磁石の磁束
特性に合わせた十分な容量のオイルの使用が可能とな
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態を図１〜図４により説明する。図１は本実施形態
のカップリング１の断面図であり、図２は要部の拡大図
である。また、図３、図４はそれぞれこのカップリング
１を用いた四輪駆動車の動力伝達系を示すスケルトン図
である。

【００３６】図３に示すように、カップリング１は四輪
駆動車の動力伝達系におけるリヤデフキャリア（固定の
ケース）３内に配置されている。そして、図１に示すよ
うに、リヤデフキャリア３はキャリア本体３ａにフロン
トカバー３ｂがボルト２４３（図３参照）により結合さ
れてなり、車体側に固定されている。キャリア３内に
は、カップリング１に隣接して終減速装置（動力伝達機
構）２４１およびリヤデフ（動力伝達機構）２２１が収
容され、これらを潤滑するオイルが充填されている。こ
のオイルはカップリング１内部のオイルとは異なる。

【００３７】キャリア本体３ａの最上部には、内圧の上
昇を防止するブリーザ３ｄが設けられている。また、キ
ャリア本体３ａの円筒状壁部の上部には、フロントカバ
ー３ｂ内に連通する貫通孔３ｅが設けられると共に、貫
通孔３ｅのリヤデフ２２１側の端部にバッフルプレート
（調整部材）４がスクリュー６により取り付けられてい
る。図２に示すように、バッフルプレート４の円弧状先
端部４ａと貫通孔３ｅとの間に所定量のすきまＳが確保
されている。こうして、貫通孔３ｅが絞られることによ
り、リヤデフ２２１側のオイルがかくはんにより飛散し
て、貫通孔３ｅを通ってカップリング１側の後述する空
間８へ流入するのを調整している。空間８の空気圧はリ
ヤデフ２２１側のブリーザ３ｄにより圧力上昇が避けら
れる。

【００３８】なお、貫通孔３ｅの形成部位およびバッフ
ルプレート４の配置部位、形状によっては、リヤデフ２
２１側のオイルが空間８側へ流入するのを防止すること
ができる。また、すきまＳは重力方向下方に配置されて
いてもよい。

【００３９】カップリング１は、回転ケース５（ケース
状トルク伝達部材）、シャフト７（軸状トルク伝達部
材）、多板式のメインクラッチ９及びパイロットクラッ
チ１１、ボールカム１３、リング状の電磁石１５、アー
マチャ１７、コントロ−ラなどから構成されている。

【００４０】上記回転ケース５は、非磁性材の円筒部５
ａと左端の壁部５ｂとを有し、円筒部５ａは左端に開口
部５ｃを有する。左端の壁部５ｂの外側端面には入力部
１９がボルト２１により結合されている。壁部５ｂと入
力部１９との間はそのセンタリング部に配置されたＯリ
ング（シール手段）２３によりシールされている。回転
ケース５の入力側は入力部１９が両シールの小径のベア
リング２５を介してフロントカバー３ｂ（リヤデフキャ
リア３）に支持されている。

【００４１】回転ケース５とリヤデフキャリア３との間
にはすきま状の空間８が形成され，空間８は上記キャリ
ア本体３ａに設けられた貫通孔３ｅと上部で連通してい
る。

【００４２】入力部１９の先端部にはコンパニオンフラ
ンジ２７がスプライン嵌合され、ナット２９により固定
されている。後述するように、エンジン２０３（図３）
からの駆動力はコンパニオンフランジ２７に入力され
る。コンパニオンフランジ２７の軸部２７ａとフロント
カバー３ｂとの間にはオイルシール３１が配置され、内
部のオイルの漏れ止めをしている。また、オイルシール
３１の外側にはコンパニオンフランジ２７にダストカバ
ー２７ｂが固定され、ダストなどの浸入を防止してい
る。また、入力部１９には、回転ケース５内（カップリ
ング１内）にオイルを充填するオイル充填口２０が設け
られ、オイルを充填した後、充填口２０は密封される。

【００４３】回転ケース５の円筒部５ａの内周にはスプ
ライン部が形成され、右端の開口部５ｃの内周には後述
するロータ３３をセンタリングする心出し部５ｄ、スト
ッパ部５ｅ、係合溝５ｆなどが形成されている。

【００４４】ロータ３３は中空に形成され、その外周が
回転ケース５の円筒部５ａの心出し部５ｄに嵌合してセ
ンタリングされ、外周左端部がそのストッパ部５ｅに当
接して軸方向に位置決めされると共に、止め輪３５によ
り抜け止めされている。円筒部５ａの内周とロータ３３
の外周との間のＯリング（シール手段）３７が回転ケー
ス５内を密封している。また、ロータ３３外周の凸部３
３ａが係合溝５ｆに係合し、ロータ３３は円筒部５ａ
（回転ケース５）と一体に回転する。３９はリング状の
非磁性材である。

【００４５】そして、ロータ３３はキャリア本体３ａ
（リヤデフキャリア３）に固定された後述の電磁石１５
のコア４１の外端部にベアリング５３を介して支持され
ている。これによりエアギャップ４０が所定値に維持さ
れる。また、ロータ３３のこの支持部よりもさらにリヤ
デフ２２１側（右方）へ張り出した外端部とキャリア本
体３ａ（リヤデフキャリア３）との間にオイルシール４
３が配置され、オイルシール４３はリヤデフ２２１側の
潤滑オイルのこの部からの漏れ出しを防止し、後述する
ベアリング５８，７７，７９の潤滑を保証している。

【００４６】上記電磁石１５は、図１示のように、ロー
タ３３に設けられた凹部内に配置され、電磁石１５のコ
ア４１の外端部がリヤデフ２２１側へ張り出し、その外
周がキャリア本体３ａ（リヤデフキャリア３）に嵌合し
てセンタリングされると共に、半径方向に張り出した回
り止め部材４１ａがキャリア本体３ａに係合して回転方
向に固定されている。そして、上述のように、ベアリン
グ５３を介してロータ３３を支持し、それによりコア４
１とロータ３３とは互いに軸方向および径方向に位置決
めされている。

【００４７】また、電磁石１５のリード線４５がリヤデ
フキャリア３のキャリア本体３ａとフロントカバー３ｂ
との結合面部に設けられたグロメット４７を通って外部
に取り出され、配線される。グロメット４７の位置は、
リヤデフキャリア３の車体装着時の真上の位置から僅か
にずれた回転方向（角度）位置に配置されており、この
部がオイルに浸ることはない。

【００４８】上記シャフト７は、回転ケース５の軸心部
に配置され、その左端部がベアリング５１を介して回転
ケース５に支持されると共に、軸方向に位置決めされて
いる。シャフト７は、その軸方向の左半部を占める大径
部７ａと右半部を占める小径部７ｂとを有し、その小径
部７ｂの右端部にてベアリング５８を介してロータ３３
（回転ケース５）に支持されている。小径部７ｂとロー
タ３３の内周との間にＸリング（シール手段）５７が設
けられ、Ｘリング５７はカップリング１内を密封してい
る。

【００４９】シャフト７の大径部７ａの軸心部には左端
に開口する底付きのオイル溜り５９が設けられている。
また、中空に形成された小径部７ｂの内周には終減速装
置２４１のドライブピニオンシャフト（動力伝達機構）
６１がスプライン連結されている。

【００５０】ドライブピニオンシャフト６１は、ベアリ
ング７７，７９を介してキャリア本体３ａ（リヤデフキ
ャリア３）に支持されると共に、スペーサ８１およびナ
ット８３により一体化されている。そして、その右端部
にピニオンギヤ６１ａが形成され、噛み合い相手のリン
グギヤ８５（図３）と噛み合っている。

【００５１】上記多板式のメインクラッチ９は、回転ケ
ース５の円筒部５ａ内周のスプライン部とシャフト７の
大径部７ａ外周のスプライン部７ｃとの間に配置されて
いる。シャフト７のスプライン部７ｃのこの部には放射
状に油路６３が設けられている。また、メインクラッチ
９の各内側クラッチ板に油路６５が設けられている。

【００５２】上記多板式のパイロットクラッチ１１は、
回転ケース５内周のスプライン部と後述のカムリング６
７外周のスプライン部６７ａとの間に配置されている。
また、パイロットクラッチ１１の各クラッチ板には切り
欠き１１ａが形成され、磁気漏れを防止している。

【００５３】上記アーマチャ１７は、電磁石１５からパ
イロットクラッチ１１のクラッチ板を隔てて配置され、
軸方向に移動可能である。そして、アーマチャ１７が電
磁石１５により吸引されると、パイロットクラッチ１１
は締結される。

【００５４】上記ボールカム１３は、シャフト７の小径
部７ｂ上で、両クラッチ９，１１の間に配置され、カム
リング６７、プレッシャプレ−ト６９、ボ−ル７１から
構成されている。プレッシャプレ−ト６９はシャフト７
の大径部７ａ外周のスプライン部７ｃに軸方向移動自在
に連結されている。また、プレッシャプレ−ト６９には
軸方向に油路７３が設けられている。

【００５５】ボ−ル７１を軸方向に挟み込んで配置され
たプレッシャプレ−ト６９とカムリング６７との対向面
にはカム面が形成され、両者６９，６７の相対回転時に
カム作用によりトルクがスラスト力に方向変換されると
共に拡大される。カムリング６７とロータ３３の対向面
間にスラストベアリング７５が配置され、上記スラスト
力の反力を受けている。

【００５６】上記コントロ−ラは、電磁石１５の励磁、
励磁電流の制御、励磁停止などを行う。

【００５７】つぎに、このカップリング１の作用を説明
する。

【００５８】電磁石１５が励磁されると、アーマチャ１
７が吸引され、パイロットクラッチ１１を押圧して締結
させる。パイロットクラッチ１１が締結されると、締結
トルクがボ−ルカム１３に掛かり、スラスト力に方向変
換・拡大される。このスラスト力を受けてプレッシャプ
レ−ト６９がメインクラッチ９を押圧し、締結させる。
こうして、カップリング１が連結される。

【００５９】電磁石１５の励磁電流を制御すると、パイ
ロットクラッチ１１の滑りによってボ−ルカム１３のス
ラスト力が変化し、メインクラッチ９の締結力が変化
し、出力側に伝達される駆動力が調整される。

【００６０】このとき、オイル溜り５９のオイルが、油
路６３およびメインクラッチ９の各内側クラッチ板およ
びプレッシャプレ−ト６９に設けられた油路６５，７３
などを通って両クラッチ９，１１の各摺動部、ベアリン
グ５１，５３，５８，７５およびＸリング５７など各部
を潤滑・冷却する。

【００６１】一方、回転ケース５は、その周囲の空間８
と、これに連通しているリヤデフ２２１側の空間との大
容量の空気により外側から冷却される。

【００６２】電磁石１５の励磁を停止すると、パイロッ
トクラッチ１１が開放されてボ−ルカム１３のスラスト
力が消失し、メインクラッチ９が開放され、カップリン
グ１の連結が切り離される。

【００６３】図３に示すように、カップリング１をリヤ
デフ２２１の入力部に配置した場合についてみれば、横
置きエンジン２０３の駆動力はトランスミッション２０
５、トランスファ２０７、フロントデフ２０９、前車軸
２１１，２１３、左右の前輪２１５，２１７、後輪側の
プロペラシャフト２１９、カップリング１、リヤデフ２
２１、後車軸２２３，２２５を経て左右の後輪２２７，
２２９へ伝達される。

【００６４】すなわち、カップリング１が連結される
と、エンジン２０３の駆動力は、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、車両は四輪駆動状態になる。また、カップ
リング１の連結が解除されると、リヤデフ２２１以下の
後輪側が切り離されて車両は前二輪駆動状態になる。

【００６５】また、図４に示すように、カップリング１
をトランスファ２０７’と後輪側プロペラシャフト２１
９’との間に配置してもよく、その場合にも図３の配置
の場合と同様の作用が得られる。ただし、カップリング
１の連結が切り離されて、車両が前二輪駆動状態になっ
たときは、プロペラシャフト２１９’が後輪側により空
転させられるので、空転部材が増える分だけ図３の場合
よりも不利となる。

【００６６】こうして、本実施形態によれば、キャリア
本体３ａの上部に設けられた貫通孔３ｅによりリヤデフ
２２１側の空気がカップリング１の周囲を取り巻く空間
８に連通しているので、カップリング１を周囲から冷却
する空気容量が大きく、冷却性が向上する。

【００６７】またバッフルプレート４により、貫通孔３
ｅの連通度合いが調整されているので、電磁石１５のエ
アギャップ４０に異物が浸入する恐れが少なく、電磁石
１５と回転ケース５との間のギャップの磁束通過特性が
安定する。

【００６８】また、回転ケース５（入力部１９）がリヤ
デフキャリア３（フロントカバー３ｂ）に支持されるベ
アリング２５は小径のものを用いているのでカップリン
グ１の小型化が可能である。

【００６９】また、電磁石１５のコア４１の回り止め部
材４１ａが小径の部位に配置されているので、これによ
りカップリング１を小径に構成することができる。

【００７０】また、カップリング１周囲の空間８の圧力
調整を単独に行う必要はなく、リヤデフ２２１側のブリ
ーザ３ｄを共用して、圧力調整ができるので、コスト上
有利である。

【００７１】なお、カップリング１の配置部位は、本実
施形態に限定されずに、例えば図４のトランスファ２０
７’とプロペラシャフト２１９’との間に配置してもよ
い。この場合、本実施形態と同様にして後輪２２７、２
２９の連結と切り離しとを行うことができる。

【００７２】また、カップリング１を左右の前車軸２１
１，２１３および左右の後車軸２２３，２２５の各内側
端部に配置してもよい。

【００７３】［第２実施形態］本発明の第２実施形態を
図５により説明する。図５は本実施形態のカップリング
１０１の断面図であり、このカップリング１０１は上記
第１実施形態のカップリング１と同じく、四輪駆動車の
リヤデフキャリア（固定のケース）１０３内に配置され
ている。上記第１実施形態と同様の構成の部分について
は重複する説明を省いて説明する。

【００７４】図５に示すように、カップリング１０１は
リヤデフキャリア１０３のフロントカバー１０３ｂ部に
収容されている。カップリング１０１の出力側部材であ
る回転ケース１０５には中間部材１０６を介してリヤデ
フ２２１側のドライブピニオンシャフト１６１が連結さ
れている。ドライブピニオンシャフト１６１はベアリン
グ７７，７９を介してキャリア本体１０３ａの円筒壁部
に支持されている。そして、ドライブピニオンシャフト
（動力伝達部材）１６１の右端部にはギヤ（動力伝達部
材）１６１ａが形成され、リヤデフ２２１側のリングギ
ヤ８５（図３）と噛み合っている。

【００７５】キャリア本体１０３ａの円筒壁部の下部に
は、前方（図５では左方）のフロントカバー１０３ｂの
底部に連通する貫通孔１０３ｅが設けられている。これ
により、リヤデフ２２１側のオイルは貫通孔１０３ｅを
通ってフロントカバー１０３ｂ側のカップリング１０１
外周部との間で常時流出入する。また、貫通孔１０３ｅ
の連通部近傍のフロントカバー１０３ｂ底部にはマグネ
ット１０４が取り付けられ、貫通孔１０３ｅを通るオイ
ル中の金属摩耗粉を吸着する。

【００７６】図５に示すように、カップリング１０１
は、回転ケース１０５（ケース状トルク伝達部材）、シ
ャフト１０７（軸状トルク伝達部材）、多板式のメイン
クラッチ１０９及びパイロットクラッチ１１１、ボール
カム１３、リング状の電磁石１５、アーマチャ１７、コ
ントロ−ラなどから構成されている。

【００７７】上記回転ケース１０５は、非磁性材の円筒
部１０５ａと右端（一側端部）の壁部１０５ｂとを有
し、円筒部１０５ａは左端に開口部１０５ｃを有する。
一方、右端の壁部１０５ｂは円筒部１０５ａの底部を構
成し、円筒部１０５ａ（回転ケース１０５）の右端部を
閉鎖している。

【００７８】そして、壁部１０５ｂの外側端面（右端
面）には中間部材１０６がボルト１２１により結合され
ている。中間部材１０６は右方（リヤデフ２２１側、図
３参照）に張り出した中空軸部１０６ａを有し、中空軸
部１０６ａの内周に後述のドライブピニオンシャフト１
６１がスプライン連結され、ナット８３によりドライブ
ピニオンシャフト１６１と一体化されている。

【００７９】そして、回転ケース１０５の右端部は中間
部材１０６、ドライブピニオンシャフト１６１およびベ
アリング７７，７９を介してキャリア本体１０３ａ（リ
ヤデフキャリア１０３）に支持されると共に軸方向に位
置決めされている。

【００８０】また、中空軸部１０６ａとキャリア本体１
０３ａとの間にはオイルシール１４３が設けられ両ベア
リング７７，７９の潤滑を保証している。しかしなが
ら、ベアリング７７，７９が位置するドライブピニオン
シャフト１６１の軸方向両端において潤滑性が良好であ
れば、オイルシール１４３は設けなくてもよい。

【００８１】回転ケース１０５の円筒部１０５ａ左端の
開口部１０５ｃには、ロータ１３３がねじ結合され、ロ
ックナット１３５により緩み止めされている。こうし
て、ロータ１３３は円筒部１０５ａ（回転ケース１０
５）と一体に回転する。そして、ロータ１３３の内周が
ベアリング１５８を介して後述の入力側シャフト１０７
を支持している。

【００８２】上記電磁石１５のコア１４１は、図５示の
ように、その外端部が左方側（入力側）へ張り出し、そ
の外周がフロントカバー１０３ｂ（リヤデフキャリア１
０３）に嵌合してセンタリングされると共に、その内周
がベアリング１５１を介してロータ１３３を支持してい
る。そして、コア１４１は、これに一体化した回り止め
部材１４１ａがフロントカバー１０３ｂの長手方向に延
びて形成された溝１０３ｃに係合してリヤデフキャリア
３に回転方向に固定されている。

【００８３】また、電磁石１５のリード線１４５がフロ
ントカバー１０３ｂに設けられた取り出し孔１４７を通
って外部に取り出され、配線される。

【００８４】上記シャフト１０７は、回転ケース１０５
の軸心部に配置され、その長手方向のほぼ中央部にて上
述のベアリング１５８を介してロータ１３３（回転ケー
ス１０５）に支持されると共に、右端部にてベアリング
１５３を介して回転ケース１０５の壁部１０５ｂに支持
されている。シャフト１０７の軸心部にはオイル溜り１
５９が設けられている。

【００８５】また、シャフト１０７の左端部にコンパニ
オンフランジ１２７がスプライン連結され、エンジン２
０３（図３）からの駆動力はコンパニオンフランジ１２
７を介してシャフト１０７に入力される。

【００８６】回転ケース１０５、シャフト１０７および
ドライブピニオンシャフト１６１の回転軸心は、電磁石
１５からギヤ１６１ａに向かって下方に傾斜している。
図５に符号１６２で示す２点鎖線が略水平線を示してい
る。

【００８７】上記多板式のメインクラッチ１０９は、回
転ケース１０５内周のスプライン部１０５ｄとシャフト
１０７外周のスプライン部１０７ｃとの間に配置されて
いる。

【００８８】上記多板式のパイロットクラッチ１１１
は、回転ケース１０５内周のスプライン部１０５ｄと後
述のカムリング１６７外周のスプライン部１６７ａとの
間に配置されている。

【００８９】上記アーマチャ１７は、回転ケース１０５
内周のスプライン部１０５ｄに連結され、軸方向に移動
可能である。

【００９０】上記ボールカム１３は、シャフト１０７上
で、両クラッチ１０９，１１１の間に配置され、カムリ
ング１６７、プレッシャプレ−ト１６９、ボ−ル７１か
ら構成されている。プレッシャプレ−ト１６９はシャフ
ト１０７外周のスプライン部１０７ｃに軸方向移動自在
に連結されている。

【００９１】ボ−ル７１を軸方向に挟み込んで配置され
たプレッシャプレ−ト１６９とカムリング１６７との対
向面にはそれぞれカム面が形成され、電磁石１５により
アーマチャ１７が吸引されると、両者１６９，１６７の
相対回転に伴いカム作用によりトルクがスラスト力に方
向変換されると共に拡大される。

【００９２】このような構成により、シャフト１０７に
入力された駆動力は，パイロットクラッチ１１１の締結
トルクがメインクラッチ１０９の締結により拡大される
と共に、メインクラッチ１０９の締結力が無段階に調整
され、回転ケース１０５、ドライブピニオンシャフト１
６１を経てリヤデフ２２１（図３参照）に伝達される。

【００９３】なお、Ｘリング５７、Ｏリング３７はカッ
プリング１０１内を密封するシール手段である。

【００９４】こうして、本実施形態によれば、キャリア
本体１０３ａの下部に設けられた貫通孔１０３ｅによ
り、カップリング１０１側へ導入されるオイル量を適度
に設定することにより、カップリング１０１を周囲から
冷却する冷却性が向上する。

【００９５】また、電磁石１５は貫通孔１０３ｅから離
れた入力側に配置され、カップリング１０１の回転軸心
がライブピニオンシャフト１６１に向かって下方に傾斜
しているので、リヤデフ２２１側のオイルがこの部へ浸
入するのが抑制され、パイロットクラッチ１１１の安定
した締結特性が得られる。

【００９６】また、カップリング１０１の出力側の支持
を、出力側に連結されるドライブピニオンシャフト１６
１の支持ベアリング７７，７９を利用する構成にし、ま
たオイルシール１４３も小径化されているので、周速は
小さく抑えられ、耐久性が向上する。

【００９７】また、回転ケース１０５をリヤデフキャリ
ア１０３に回転可能に支持するベアリングを、前記従来
例と異なり、小サイズのベアリング１５１，１５８，７
７，７９を用いる構成にしているので、支持部の耐久性
が向上する。

【００９８】なお、カップリングの配置部位は、本実施
形態に限定されずに、例えば図４のトランスファ２０７
とプロペラシャフト２１９との間に配置してもよい。こ
の場合、本実施形態と同様にして後輪２７、２９の連結
と切り離しとを行うことができる。

【００９９】なお、本実施形態のように、電磁石１５が
リヤデフ２２１から離れた構成の場合に、上記第１実施
形態の上部の貫通孔３ｅを設けてもよく、その場合は、
電磁石１５部へのオイルの浸入が抑制され、パイロット
クラッチ１１１の締結特性が安定する。

【０１００】［第３実施形態］本発明の第３実施形態を
図６により説明する。図６は本実施形態のカップリング
３０１の断面図である。このカップリング３０１は上記
第２実施形態のカップリング１０１と一部の構成が異な
るが、配置部位は第２実施形態と同じで、四輪駆動車の
リヤデフキャリア（固定のケース）内に配置されてい
る。上記第２実施形態と同様の構成の部分については重
複する説明を省いて説明する。

【０１０１】図６に示すように、リヤデフキャリア（固
定のケース）３０３を構成するフロントカバー３０３ｂ
の上方部にはオイル充填口３０３ｃが設けられると共
に、下部にはオイル排出口３０３ｄが設けられている。
そして、フロントカバー３０３ｂとキャリア本体３０３
ａとの間はシールリング３０４によりシールされ、キャ
リア本体３０３ａと中間部材３０６との間にはオイルシ
ール（区画手段）３４４が設けられ、リアデフ（動力伝
達機構）２２１（図３）側のオイルはフロントカバー３
０３ｂ側には浸入しない。

【０１０２】フロントカバー３０３ｂ内には充填口３０
３ｃから所定量のオイルが充填される。カップリング３
０１との間には空間３０８が形成され、キャリア本体３
０３ａのドライブピニオンシャフト１６１およびギヤ１
６１ａ側には空間３０９が形成されている。回転ケース
３０５の円筒部３０５ａには複数の油路３１０が放射状
に設けられている。また、回転ケース３０５の右端部に
固定された中間部材３０６には切欠き３０６ｂが設けら
れ、回転ケース３０５の右端の壁部３０５ｂには開口３
０５ｃが形成され、これら３０５ｃ，３０６ｂを介して
カップリング３０１の内部が空間３０８に連通してい
る。

【０１０３】電磁石１５のコア１４１外周には凹溝１４
１ｂが設けられ、空間３０８をオイルシール３１側に導
通させている。

【０１０４】このような構成により、本実施形態によれ
ば、オイルシール３４４によりキュリアケース本体３０
３ａとフロントカバー３０３ｂとが区分され、オイルの
流出入がないので、それぞれに適した異なったオイルの
使用が可能である。

【０１０５】また、カップリング３０５の内部と外部空
間３０８とが連通しているので、十分なオイル量および
空間３０８の増加によりカップリング３０５の冷却性が
向上する。

【０１０６】また、フロントカバー３０３ｂの上下部に
それぞれ設けられたオイル充填口３０３ｃ、排出口３０
３ｄ（ボルト）により、容易にオイル交換が可能で、保
守が容易になるので、耐久性を向上することができる。

【０１０７】なお、フロントカバー３０３ｂ内にオイル
循環用の例えばトロコイドポンプを設けたり、例えば切
欠き３０６ｂの回転方向壁面を傾斜フィン状に形成する
など回転ケース３０５内へオイルを導入するファンを設
ける構成を採ってもよい。

【０１０８】また、排出口３０３ｄなどにマグネットを
配置することによりオイル中の異物を回収することも可
能である。

【０１０９】

【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、動力伝達機構を収容する室と
ケース状トルク伝達部材を収容する室との連通により容
量が増加した固定のケース内空気またはオイルによりケ
ース状トルク伝達部材および電磁石が直接冷却されるた
め、カップリング内部の温度上昇が抑えられ、カップリ
ングの耐久性が向上する。

【０１１０】また、ケース状トルク伝達部材を収容する
室に専用のエアブリーザを設ける必要もなく、例えば動
力伝達機構側の固定のケースに設けたエアブリーザを共
用することも可能となる。

【０１１１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明と同等の効果が得られると共に、連通路が
室の上部に開口しているので、動力伝達機構側を潤滑す
るオイルが、ケース状トルク伝達部材を収容する室に流
入するのを抑制でき、ケース状トルク伝達部材と電磁石
との間のギャップの磁束通過特性が安定し、クラッチの
締結特性が安定する。

【０１１２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２に記載の発明と同等の効果が得られると共に、
調整部材による連通路面積の調整によりケース状トルク
伝達部材を収容する室に流入するオイル量を適切に調整
可能となる。

【０１１３】また、請求項２の連通路に調整部材を用い
れば、動力伝達機構側を潤滑するオイルが連通路を通過
し、カップリング側に流入するのを防止することも可能
となる。

【０１１４】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明と同等の効果が得られると共に、ケース状
トルク伝達部材を収容する室への導入オイル量を適度に
設定することにより、カップリングの冷却性を向上でき
る。

【０１１５】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明と同等の効果が得られると共に、電磁石は
動力伝達機構から離間しており、そのうえ、回転軸心の
傾斜方向により電磁石側へ到達するオイル量を調整また
は抑制することが可能となるので、パイロットクラッチ
の締結特性への影響は少ない。

【０１１６】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
または５に記載の発明と同等の効果が得られると共に、
マグネットにより動力伝達機構側の金属摩耗粉がカップ
リング側に流入する以前に回収されるので、耐久性が向
上する。

【０１１７】請求項７に記載の発明によれば、ケース状
トルク伝達部材の内部と外部とが連通しているので、十
分なオイル量および空間によりカップリングの冷却性が
向上する。

【０１１８】そのうえ、区画手段によりカップリング側
の空間が動力伝達機構側の空間と区画されるので、カッ
プリング内のクラッチや摺動部材間または電磁石の磁束
特性に合わせた十分な容量のオイルの使用が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の断面図である。

【図２】第１実施形態の要部の拡大図である。

【図３】第１実施形態のカップリングを用いた四輪駆動
車の動力伝達系を示すスケルトン図である。

【図４】第１実施形態のカップリングを用いた四輪駆動
車の他の動力伝達系を示すスケルトン図である。

【図５】本発明の第２実施形態の断面図である。

【図６】本発明の第３実施形態の断面図である。

【図７】従来例の断面図である。

【符号の説明】

３，１０３，３０３リヤデフキャリア（固定のケー
ス）３ａキャリア本体３ｂフロントカバー３ｄブリーザ３ｅ貫通孔（連通路）４バッフルプレート（調整部材）５，１０５，３０５回転ケース５（ケース状トルク伝
達部材）５ａ，１０５ａ，３０５ａ円筒部５ｂ，１０５ｂ，３０５ｂ壁部７，１０７シャフト７（軸状トルク伝達部材）８空間９メインクラッチ１１パイロットクラッチ１３ボールカム１３１５電磁石１７アーマチャ１９入力部２３，３７Ｏリング（シール手段）２５，５１，５３，５８，７７，７９，１５１，１５
３，１５８，ベアリング３３ロータ４１コア４３，１４３オイルシール５７Ｘリング（シール手段）６１，１６１ドライブピニオンシャフト（動力伝達機
構）６７カムリング６９プレッシャプレ−ト１０４マグネット１０６，３０６中間部材２２１リヤデフ（動力伝達機構）２４１終減速装置（動力伝達機構）３４４オイルシール（区画手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増山昭浩栃木県栃木市大宮町2388番地栃木富士産業株式会社内Ｆターム(参考） 3D036 GA16 GB05 GC03 GD08 GH09 GH23 GJ17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定のケース内でオイル潤滑される動力
伝達機構に隣接して収容された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、前記ケース状トルク伝達部材の外側からアーマチャを移
動させてクラッチを締結させる電磁石とを備え内部をシ
ール手段により密封されたカップリングであって、前記動力伝達機構を収容する室とケース状トルク伝達部
材を収容する室とを連通する連通路を備えることを特徴
とするカップリング。
【請求項２】請求項１に記載のカップリングであっ
て、前記連通路が、固定のケースの前記ケース状トルク伝達
部材を収容する室の上部に開口することを特徴とするカ
ップリング。
【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、前記連通路に設けられ該連通路面積を調整する調整部材
を備えることを特徴とするカップリング。
【請求項４】請求項１に記載のカップリングであっ
て、前記連通路が、固定のケースの前記ケース状トルク伝達
部材を収容する室の下部に開口することを特徴とするカ
ップリング。
【請求項５】請求項４に記載のカップリングであっ
て、前記電磁石が前記動力伝達機構と離間した側の端部に配
置され、前記カップリングの回転軸心が電磁石側から動力伝達機
構側に向けて下方に傾斜していることを特徴とするカッ
プリング。
【請求項６】請求項４または５に記載のカップリング
であって、前記開口部の近傍に摩耗粉回収用のマグネットが取り付
けられていることを特徴とするカップリング。
【請求項７】固定のケース内で動力伝達機構に隣接し
て収容された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、前記ケース状トルク伝達部材の外側からアーマチャを移
動させてクラッチを締結させる電磁石とを備えるカップ
リングであって、前記ケース状トルク伝達部材の内外部が油路を介して連
通すると共に前記動力伝達機構を収容する空間と前記カ
ップリングを収容する空間とに前記固定のケース内を区
画する区画手段を有することを特徴とするカップリン
グ。