JP2001050306A - カップリング及びデファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク容量を広い範囲で調整可能にすると共
に、部品点数を低減し、組付け容易にし、軽量、コンパ
クトにして車載性を向上させる。 【解決手段】 トルク伝達部材３、５と、これらの間に
配置された摩擦クラッチ７と、ア−マチャ１５の移動に
よって作動するポンプ１３と、ア−マチャ１５を移動さ
せる電磁石２１と、ポンプ１３のポンプ圧を受け、押圧
部材１１を介して摩擦クラッチ７を押圧するアクチュエ
−タ９とを備え、押圧部材１１の受圧面積Ｓ１をア−マ
チャ１５の押圧面積Ｓ２より広くした。

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、電磁石によって
断続されるカップリングと、電磁石によって差動制限力
を制御するデファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカップリング及びデファレンシャ
ル装置の構造として、例えば「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−ビス部
発行１９９８年 ５月 ２９日」に図４のようなカッ
プリング３０１が記載されている。

【０００３】このカップリング３０１は、４輪駆動車の
後輪側動力伝達系に配置されており、回転ケ−ス３０
３、ハブ３０５、多板式のメインクラッチ３０７及びコ
ントロ−ルクラッチ３０９、ア−マチャ３１１、電磁石
３１３、カムリング３１５、ボ−ルカム３１７、押圧部
材３１９、コントロ−ラなどから構成されている。

【０００４】カップリング３０１は、デフキャリヤ３２
１に収容されており、電磁石３１３のコア３２３はデフ
キャリヤ３２１の内周に支持されている。

【０００５】回転ケ−ス３０３は前部をベアリング３２
５により、また、後部を電磁石３１３のコア３２３とベ
アリング３２７によってそれぞれデフキャリヤ３２１に
支承されている。

【０００６】回転ケ−ス３０３はプロペラシャフトを介
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。また、ハブ３０５にはドライブピニオンシャフ
ト３２９がスプライン連結されており、これと一体に形
成されたドライブピニオンギヤ３３１はリヤデフ側のリ
ングギヤと噛み合っている。

【０００７】メインクラッチ３０７は回転ケ−ス３０３
とハブ３０５との間に配置されており、コントロ−ルク
ラッチ３０９は回転ケ−ス３０３とカムリング３１５と
の間に配置されている。

【０００８】また、押圧部材３１９はハブ３０５にスプ
ライン連結されており、ボ−ルカム３１７はカムリング
３１５と押圧部材３１９との間に配置されている。

【０００９】コントロ−ラは、電磁石３１３の励磁、励
磁電流の制御、励磁停止などを行う。

【００１０】電磁石３１３が励磁されると、磁気回路に
磁気ル−プ３３３が形成されてア−マチャ３１１が吸引
され、コントロ−ルクラッチ３０９が締結される。コン
トロ−ルクラッチ３０９が締結されると、回転ケ−ス３
０３とハブ３０５の間のトルクがボ−ルカム３１７に掛
かり、生じたカムスラスト力により押圧部材３１９を介
してメインクラッチ３０７が押圧される。

【００１１】こうしてカップリング３０１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４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。

【００１２】また、電磁石３１３の励磁電流を制御する
と、コントロ−ルクラッチ３０９の滑りによってボ−ル
カム３１７のカムスラスト力が変化し、メインクラッチ
３０７の連結力が変化して後輪の駆動力が調整される。

【００１３】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。

【００１４】一方、電磁石３１３の励磁を停止すると、
コントロ−ルクラッチ３０９が開放され、ボ−ルカム３
１７のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ３０７
が開放されてカップリング３０１の連結が解除され、車
両は２輪駆動状態になる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、カップリング
３０１では、ボ−ルカム３１７によってトルクを増幅し
メインクラッチ３０７を締結させているが、パイロット
クラッチ３０９の連結力が大きくないと、カップリング
３０１（メインクラッチ３０７）は充分なトルク容量
（大きな伝達トルク）が得られない。

【００１６】また、ボ−ルカム３１７では、トルク増幅
機能が不充分である。

【００１７】しかも、押圧部材３１９をハブ３０５に連
結するスプライン部に掛かるトルクによって大きな摩擦
抵抗が生じ、メインクラッチ３０７の押圧力にロスが生
じるから、トルク容量がさらに低下する。

【００１８】従って、充分なトルク容量を得るには、パ
イロットクラッチ３０９、メインクラッチ３０７、電磁
石３１３などを大型にする必要があるから、カップリン
グ３０１はそれだけ大型化し、重量化して、車載性が低
下する。

【００１９】また、電磁石３１３を大型にすると、バッ
テリの負担が増加し、エンジンの燃費が低下する。

【００２０】しかも、トルク容量が小さいから、伝達ト
ルクを広い範囲で制御することが難しく、操縦性などの
向上効果が不充分になると共に、異なった車種に広く対
応することができない。

【００２１】さらに、カップリング３０１では、トルク
増幅用のボ−ルカム３１７に加えて、パイロット機能が
必要であり、そのために多板式のパイロットクラッチ３
０９が用いられているから、部品点数が多い。

【００２２】従って、それだけ組付け作業が面倒であ
り、組付け工数が多く、コスト高であると共に、カップ
リングが大型で重くなり、車載性がさらに低下する。

【００２３】そこで、この発明は、大きなトルク容量や
差動制限力が得られると共に、これらを広い範囲で調整
可能であり、部品点数が少なく、組付けが容易であり、
軽量、コンパクトで車載性に優れたカップリング及びデ
ファレンシャル装置の提供を目的とする。

【００２４】

【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−ス状トルク伝達部材と、このケ−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摩擦クラッチと、ピストン
状のア−マチャが移動するとポンプ圧が発生する流体圧
ポンプと、このア−マチャを移動させる電磁石と、流体
圧ポンプのポンプ圧を受けて作動し、ピストン状の押圧
部材を介して前記摩擦クラッチを押圧し締結させる流体
圧アクチュエ−タとを備え、押圧部材の受圧面積をア−
マチャの押圧面積より広くしたことを特徴とする。

【００２５】本発明のカップリングは、電磁石を励磁す
ると摩擦クラッチが連結される正作動構成にしても、あ
るいは、電磁石の励磁を停止すると、付勢部材によって
摩擦クラッチが連結される負作動構成にしてもよい。

【００２６】例えば、正作動の場合、電磁石を励磁して
ピストン状のア−マチャを吸引すると、流体圧ポンプが
作動してポンプ圧が生じ、このポンプ圧を受けて流体圧
アクチュエ−タが作動し、ピストン状の押圧部材を介し
て摩擦クラッチが押圧され、カップリングが連結され
る。

【００２７】また、ピストン状押圧部材の受圧面積をピ
ストン状ア−マチャの押圧面積より広くしたことによっ
て、これらの面積比だけ電磁石による吸引力（流体圧ポ
ンプのポンプ圧：摩擦クラッチの押圧力）が増幅される
（パスカルの原理）。

【００２８】例えば、このカップリングを４輪駆動車の
後輪側動力伝達系に配置した場合、カップリングが連結
されると、エンジンの駆動力が後輪に送られて車両は４
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。

【００２９】電磁石の励磁電流を制御すると、吸引力の
変化によってア−マチャが移動し、流体圧ポンプのポン
プ圧が変化して、流体圧アクチュエ−タによる摩擦クラ
ッチの押圧力が変化し、カップリングの伝達トルク（後
輪に伝達される駆動力）を調整することができる。

【００３０】このようにして、前後輪間の駆動力配分比
を制御すると、旋回走行中の車両の操縦性や安定性など
が向上する。

【００３１】電磁石の励磁を停止すると、流体圧ポンプ
のポンプ圧が消失し、流体圧アクチュエ−タが作動を停
止して摩擦クラッチが開放され、カップリングの連結が
解除されて車両は２輪駆動状態になる。

【００３２】また、本発明のカップリングは、ボ−ルカ
ム３１７を増幅機構に用いた従来例と異なって、上記の
ように、摩擦クラッチの押圧力が流体圧により大きな倍
率で増幅される。

【００３３】しかも、流体圧アクチュエ−タの押圧部材
はトルク伝達部材と連結する必要がないから、押圧部材
３１９がスプライン部で大きな摩擦抵抗を受ける従来例
と異なって、押圧部材が摩擦クラッチを押圧するときに
摩擦抵抗が生じることはなく、押圧力のロスが防止さ
れ、トルク容量がさらに大きくなる。

【００３４】従って、電磁石や摩擦クラッチを大型にせ
ずに、充分なトルク容量が得られるから、カップリング
は、それだけコンパクトで軽量に構成することが可能に
なり、車載性が向上する。

【００３５】さらに、大型の電磁石を用いないから、バ
ッテリの負担増加と、エンジンの燃費低下とが防止され
る。

【００３６】また、従来例と異なって、多板式のパイロ
ットクラッチ３０９やトルク増幅用のボ−ルカム３１７
を用いないから、部品点数が少ない。

【００３７】従って、それだけ組付け作業が容易で、組
付け工数が少なくてすみ、低コストになると共に、さら
にコンパクトで軽量になり、車載性が向上する。

【００３８】一方、押圧力の増幅率は、押圧部材とア−
マチャの面積比を変えることによって自在に調整可能で
あり、また、大きな増幅率が得られるから、伝達トルク
を広い範囲で制御することが可能になり、車両の操縦性
などを充分に向上させることができると共に、異なった
車種に広く対応することができる。

【００３９】しかも、流体圧ポンプと流体圧アクチュエ
−タは流体の流路を介して自在に連通させることができ
る。

【００４０】さらに、流体の流路は剛性部材を加工して
形成する他に、フレキシブルなチュ−ブを用いることも
できる。

【００４１】従って、流体圧ポンプと流体圧アクチュエ
−タの相対位置は自由であり、また、流体圧ポンプに近
接配置される電磁石と、流体圧アクチュエ−タに近接配
置される摩擦クラッチの相対位置も自由であるから、こ
のような構成要素の配置に対する制約が極めて小さく、
レイアウト上の自由度が高い。

【００４２】例えば、流体圧ポンプと流体圧アクチュエ
−タとを連通する流体流路中に、相対回転部を設け、こ
こに摺動シ−ルを配置すれば、流体圧ポンプを静止側に
設置することも可能になる。

【００４３】この場合は、磁気回路を構成する電磁石の
コアと相手側部材との間にエアギャップを設ける必要が
なくなるから、電磁石と摩擦クラッチをさらに小型にし
ても、充分なトルク容量が得られる。

【００４４】なお、本発明のカップリングを、４輪駆動
車の前輪側動力伝達系、または、後輪側の動力伝達系に
配置した場合、カップリングを連結すると車両は４輪駆
動状態になり、連結を解除すると２輪駆動状態になる。

【００４５】この場合、カップリングを、前輪側動力伝
達系のプロペラシャフト上、あるいは、後輪側動力伝達
系のプロペラシャフト上に、これらを分断するように配
置し、カップリングを収容する静止側ケ−シングを、ゴ
ム、バネ、粘性ダンパなどを介して車体フレ−ム側に取
り付け、固定してもよい。

【００４６】また、本発明のカップリングは、４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）と左右いずれかの前輪の
間、または、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）と左右いずれかの後
輪の間に配置することもできる。

【００４７】この場合も、カップリングを連結すると車
両は４輪駆動状態になり、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２輪駆動状態に
なる。

【００４８】請求項２のデファレンシャル装置は、エン
ジンの駆動力によって回転するケ−ス状トルク伝達部材
と、このケ−ス状トルク伝達部材の回転を一対の軸状ト
ルク伝達部材を介して車輪側に配分する差動機構と、こ
れらトルク伝達部材のいずれか２者の間に配置された摩
擦クラッチと、ピストン状のア−マチャが移動するとポ
ンプ圧が発生する流体圧ポンプと、このア−マチャを移
動させる電磁石と、流体圧ポンプのポンプ圧を受けて作
動し、ピストン状の押圧部材を介して前記摩擦クラッチ
を押圧し締結させる流体圧アクチュエ−タとを備え、押
圧部材の受圧面積をア−マチャの押圧面積より広くした
ことを特徴とする。

【００４９】本発明のデファレンシャル装置も、本発明
のカップリングと同様に、電磁石を励磁すると摩擦クラ
ッチが連結される正作動構成にしても、あるいは、電磁
石の励磁を停止すると、摩擦クラッチが付勢部材によっ
て連結される負作動構成にしてもよい。

【００５０】例えば、正作動の場合、電磁石を励磁する
と、ピストン状のア−マチャが移動して流体圧ポンプが
作動し、そのポンプ圧が増幅されて流体圧アクチュエ−
タを作動させ、摩擦クラッチが押圧されて連結され、そ
の摩擦抵抗によって差動機構の差動が制限される。

【００５１】電磁石の励磁電流を制御すると、摩擦クラ
ッチの滑りが変化して、差動制限力が調整される。

【００５２】一方、電磁石の励磁を停止すると、摩擦ク
ラッチが開放され、差動が許容される。

【００５３】また、請求項２のデファレンシャル装置で
は、上記のように、流体圧ポンプのポンプ圧を増幅して
流体圧アクチュエ−タを作動させ、摩擦クラッチを押圧
するように構成したことにより、請求項１のカップリン
グと同等の効果を得る。

【００５４】請求項３の発明は、請求項１，２に記載の
カップリング、または、デファレンシャル装置であっ
て、ピストン状のア−マチャを、電磁石の励磁を停止し
たときの位置に付勢する付勢部材を設けたことを特徴と
し、請求項１，２の構成の何れかと同等の効果を得る。

【００５５】また、この構成では、ピストン状のア−マ
チャは、付勢部材によって、電磁石の励磁を停止したと
きの位置に付勢される。

【００５６】電磁石を励磁すると摩擦クラッチが連結さ
れるように構成した場合は、付勢部材がリタ−ンスプリ
ングになり、連結を解除するときのレスポンスがその付
勢力によって大きく向上し、車両の操縦性などを大きく
向上させることができる。

【００５７】しかも、摩擦クラッチが付勢部材によって
連結されるように構成した場合は、付勢部材がシフトス
プリングになり、摩擦クラッチが連結されている間は電
磁石が休止し、バッテリの負担が軽減して、エンジンの
燃費が向上する。

【００５８】請求項４の発明は、請求項１〜３に記載の
カップリング、または、デファレンシャル装置であっ
て、作動流体を収容するリザ−バ室と、流体圧ポンプと
流体圧アクチュエ−タとが形成する流体圧系にリザ−バ
室からの作動流体を補填する補填流路とを設けたことを
特徴とし、請求項１〜３の構成と同等の効果を得る。

【００５９】また、この構成では、作動流体を収容する
リザ−バ室を形成し、このリザ−バ室から流体圧ポンプ
と流体圧アクチュエ−タの流体圧系に作動流体を補填す
る。

【００６０】従って、例えば、流体圧系から作動流体が
漏れても、このように作動流体が補填されるから、装置
の性能（摩擦クラッチの連結力）が常に正常に保たれ
る。

【００６１】しかも、このような作動流体の補填機能に
よって、流体圧系のシ−ル性を多少緩くすることが可能
になるから、コストをそれだけ低減することができる。

【００６２】請求項５の発明は、請求項４に記載のカッ
プリング、または、デファレンシャル装置であって、リ
ザ−バ室を、ケ−ス状トルク伝達部材の内部に設けたこ
とを特徴とし、請求項４記載の構成と同等の効果を得
る。

【００６３】これに加えて、ケ−ス状トルク伝達部材の
内部にリザ−バ室を組み込んだから、装置の搭載性、車
載性が大きく向上する。

【００６４】請求項６の発明は、請求項４，５に記載の
カップリング、または、デファレンシャル装置であっ
て、作動流体の補填流路に配置されたチェックバルブを
設け、流体圧系の作動圧が所定値以下になるとこのチェ
ックバルブが開放され、リザ−バ室から流体圧系に作動
流体が補填されることを特徴とし、請求項４，５の構成
と同等の効果を得る。

【００６５】また、この構成では、流体圧系の圧力が所
定値以下に低下すると、補填流路に配置されたチェック
バルブが作動し、リザ−バ室から流体圧系に作動流体が
補填される。

【００６６】従って、作動流体の漏れなどにより、流体
圧系の圧力が所定値以下になっても、このように作動流
体が自動的に補填されるから、装置は長期にわたって正
常な機能が保全される。

【００６７】

【発明の実施の形態】図１〜３によってカップリング１
（本発明の一実施形態態）の説明をする。

【００６８】このカップリング１は請求項１，３，４，
５，６の特徴を備えている。図１はカップリング１を示
し、図３はカップリング１を用いた４輪駆動車の動力系
を示している。また、左右の方向はこの車両の左右の方
向であり、図１と図２の左方はその前方に相当する。な
お、符号を与えていない部材等は図示されていない。

【００６９】図３のように、この動力系は、横置きのエ
ンジン２０１、トランスミッション２０３、トランスフ
ァ２０５、フロントデフ２０７、前車軸２０９，２１
１、左右の前輪２１３，２１５、後輪側のプロペラシャ
フト２１７、カップリング１、リヤデフ２１９、後車軸
２２１，２２３、左右の後輪２２５，２２７などから構
成されている。

【００７０】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、下記のように、後輪２２
５，２２７の連結と切り離し、及び、後輪側に伝達され
る駆動力の制御を行う。

【００７１】エンジン２０１の駆動力は、トランスミッ
ション２０３の出力ギヤ２２９からリングギヤ２３１を
介してフロントデフ２０７のデフケ−ス２３３に伝達さ
れ、フロントデフ２０７から前車軸２０９，２１１を介
して左右の前輪２１３，２１５に配分され、さらに、デ
フケ−ス２３３からトランスファ２０５を介してプロペ
ラシャフト２１７を回転させ、カップリング１に伝達さ
れる。

【００７２】カップリング１が連結されると、エンジン
２０１の駆動力は、リヤデフ２１９から後車軸２２１，
２２３を介して左右の後輪２２５，２２７に配分され、
車両は４輪駆動状態になる。

【００７３】また、カップリング１の連結が解除される
と、リヤデフ２１９以下の後輪側が切り離されて車両は
２輪駆動状態になる。

【００７４】図３のように、リヤデフ２１９はデフキャ
リヤ２３５に収容されている。このデフキャリヤ２３５
はキャリヤ本体２３７の前端にフロントカバ−２３９を
ボルト２４１で連結して構成されている。また、デフキ
ャリヤ２３５にはオイルが封入されている。

【００７５】図１のように、カップリング１は、回転ケ
−ス３（ケ−ス状トルク伝達部材）、インナ−シャフト
５（軸状トルク伝達部材）、湿式の多板クラッチ７（摩
擦クラッチ）、油圧アクチュエ−タ９（流体圧アクチュ
エ−タ）、ピストン状の押圧部材１１、油圧ポンプ１３
（流体圧ポンプ）、ピストン状のア−マチャ１５、油路
１７、リタ−ンスプリング１９（付勢部材）、電磁石２
１、リザ−バ室２３、補填流路２５、チェックバルブ２
７、コントロ−ラなどから構成されている。

【００７６】回転ケ−ス３は、前側のケ−ス２９、後側
のケ−ス３１、ロ−タ３３から構成されている。

【００７７】ケ−ス２９，３１は非磁性材料で作られて
おり、ロ−タ３３は磁性材料で作られている。

【００７８】ケ−ス２９，３１は互いの間に設けられた
ねじ部３５で螺着されており、ケ−ス３１に装着された
スナップリング３７で軸方向に位置決めされている。

【００７９】また、ケ−ス３１とロ−タ３３は溶接で一
体にされており、これらの間にはＯリング３９，３９が
配置されている。

【００８０】回転ケ−ス３のケ−ス２９は、両側シ−ル
のボ−ルベアリング４１によってデフキャリヤ２３５の
フロントカバ−２３９に支承されている。

【００８１】ケ−ス２９には連結軸４３が一体に形成さ
れており、この連結軸４３はフロントカバ−２３９の前
方から外部に突き出している。連結軸４３にはコンパニ
オンフランジ２４３がスプライン連結され、スナップリ
ング４５とワッシャ４７とによって固定されている。

【００８２】図３のように、このコンパニオンフランジ
２４３は継ぎ手２４５側のフランジ２４７にボルトで連
結されており、回転ケ−ス３をプロペラシャフト２１７
側に連結している。

【００８３】フロントカバ−２３９とコンパニオンフラ
ンジ２４３の間にはオイルシ−ル４９が配置されてお
り、両側シ−ルのボ−ルベアリング４１と共に、デフキ
ャリヤ２３５からのオイル漏れと、水分や塵のような異
物の侵入とを防止している。

【００８４】インナ−シャフト５は、後方から回転ケ−
ス３に貫入しており、その前端部はボ−ルベアリング５
１によってケ−ス２９に支承されている。

【００８５】また、インナ−シャフト５の後端部は、リ
ヤデフ２１９側のドライブピニオンシャフト２４９（図
３）にスプライン連結されており、ドライブピニオンシ
ャフト２４９を支承するアンギュラ−コンタクトベアリ
ングにより、ドライブピニオンシャフト２４９を介して
デフキャリヤ２３５のキャリヤ本体２３７に支承されて
いる。

【００８６】回転ケ−ス３のロ−タ３３は、内周でイン
ナ−シャフト５に支承されている。ロ−タ３３とインナ
−シャフト５との間にはオイルシ−ル５３が配置されて
いる。このオイルシ−ル５３は、オイルの移動を防止す
ることによって、デフキャリヤ２３５に封入されたオイ
ルと、下記のように回転ケ−ス３の内部に封入されたオ
イルとが混ざり合うことを防止している。

【００８７】回転ケ−ス３の内部には、ケ−ス２９に設
けられたオイル供給用の流路５５からオイルが注入され
る。このオイル供給流路５５はオイルを注入した後密封
ボ−ル５７を圧入してシ−ルされている。このオイルに
はデフキャリヤ２３５のオイルと異なったオイルが用い
られている。

【００８８】多板クラッチ７は、回転ケ−ス３（ケ−ス
２９）とインナ−シャフト５との間に配置されている。
ケ−ス２９には位置決めリング５９が装着されており、
アウタ−プレ−ト６１とインナ−プレ−ト６３との隙間
を適正に調整している。また、各インナ−プレ−ト６３
には貫通孔６５が設けられている。

【００８９】油圧アクチュエ−タ９は、ケ−ス３１に設
けられたシリンダ６７とピストン状の押圧部材１１とで
構成されている。

【００９０】押圧部材１１は、受圧部６９と多板クラッ
チ７の押圧部７１からなり、受圧部６９は外周と内周に
配置されたＯリング７３，７５を介してシリンダ６７に
係合している。

【００９１】図２のように、受圧部６９の受圧面積はＳ
１である。

【００９２】また、ケ−ス３１に装着されたスナップリ
ング３７は押圧部材１１の軸方向左側のストッパになっ
ている。

【００９３】油圧ポンプ１３は、ロ−タ３３に設けられ
たシリンダ７７とピストン状のア−マチャ１５とで構成
されている。

【００９４】ア−マチャ１５には、電磁石２１の磁気回
路の一部をなし磁力によって吸引される吸引部７９と、
ピストン部８１とからなり、ピストン部８１は外周と内
周に配置されたＯリング８３，８５を介してシリンダ７
７に係合している。

【００９５】図２のように、ピストン部８１の押圧面積
はＳ２である。

【００９６】油圧アクチュエ−タ９の受圧部６９の受圧
面積Ｓ１は、油圧ポンプ１３のピストン部８１の押圧面
積Ｓ２より所定の倍率だけ広くしてある。

【００９７】油路１７は、ロ−タ３３とケ−ス３１とを
通して形成されており、油圧ポンプ１３のシリンダ７７
と油圧アクチュエ−タ９のシリンダ６７とを連通してい
る。また、油路１７はロ−タ３３とケ−ス３１の間に配
置されたＯリング３９，３９の間を通り、これらの接合
面でのオイル漏れを防止している。

【００９８】リタ−ンスプリング１９は、油圧ポンプ１
３のシリンダ７７の内部に配置されており、ピストン部
８１（ア−マチャ１５）を左方に付勢している。

【００９９】電磁石２１のコア８７は、デフキャリヤ２
３５に固定されており、ロ−タ３３との間にエアギャッ
プ８９を形成している。電磁石２１のリ−ド線はデフキ
ャリヤ２３５に取り付けられたグロメットを通して外部
に引き出されており、コネクタ−を介して車載バッテリ
側のコネクタ−に接続されている。

【０１００】リザ−バ室２３は、油圧ポンプ１３のア−
マチャ１５の吸引部７９に可撓性のダイヤフラム９１を
固定して形成されており、内部にはダイヤフラム９１の
弾性力によって適度に加圧されたオイル（作動流体）が
収容されている。

【０１０１】補填流路２５は、リザ−バ室２３と油圧ポ
ンプ１３のシリンダ７７とを連通して形成されている。

【０１０２】チェックバルブ２７は、補填流路２５上に
配置されており、ボ−ル９３とコイルばね９５とで構成
されている。

【０１０３】コイルばね９５はボ−ル９３をリザ−バ室
２３側に押圧して補填流路２５を閉止しており、シリン
ダ７７（油圧系）の圧力が所定値以下になると、リザ−
バ室２３側の圧力を受けて開放され、オイルをシリンダ
７７に補填する。

【０１０４】回転ケ−ス３とインナ−シャフト５との間
には、ロ−タ３３とインナ−シャフト５間のオイルシ−
ル５３と、ケ−ス２９のオイル供給流路５５に圧入され
た密封ボ−ル５７とによって、密閉空間９７が形成され
ており、この密閉空間９７には、注入されたオイルと、
空気とが収容されている。

【０１０５】インナ−シャフト５には、この密閉空間９
７に連通して容量を増やす容量増大空間９９が形成され
ている。

【０１０６】カップリング１が回転すると、内部のオイ
ルは多板クラッチ７のアウタ−プレ−ト６１とインナ−
プレ−ト６３との摺動面を潤滑し、冷却する。このと
き、インナ−プレ−ト６３に設けられた貫通孔６５はオ
イルを全摺動面に拡散させて、潤滑と冷却の効率を高め
る。

【０１０７】カップリング１の遠心力はこのオイルの流
れと拡散を促進し、潤滑性と冷却性を向上させる。

【０１０８】コントロ−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２１の励磁、励磁電流の制御、励磁停止など
を行う。

【０１０９】電磁石２１が励磁されると、コア８７、エ
アギャップ８９、ロ−タ３３、ア−マチャ１５の吸引部
７９などからなる磁気回路に磁力のル−プ１０１が形成
され、リタ−ンスプリング１９の付勢力に抗してア−マ
チャ１５が吸引され、油圧ポンプ１３が作動してシリン
ダ７７にポンプ圧が生じる。

【０１１０】このポンプ圧が油路１７を介して油圧アク
チュエ−タ９のシリンダ６７に与えられ、油圧アクチュ
エ−タ９が作動し、押圧部材１１が多板クラッチ７を押
圧して締結させ、カップリング１を連結させる。

【０１１１】このとき、上記のように押圧部材１１の受
圧面積Ｓ１をア−マチャ１５の押圧面積Ｓ２より広くし
たことによって、これらの面積比（Ｓ１／Ｓ２）だけ、
多板クラッチ７の押圧力（電磁石２１による吸引力：油
圧ポンプ１３のポンプ圧）が増幅され、多板クラッチ７
が強固に締結される。

【０１１２】こうして、カップリング１が連結される
と、エンジン２０１の駆動力が後輪２２５、２２７に送
られて車両は４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。

【０１１３】また、電磁石２１の励磁電流を制御する
と、その吸引力とリタ−ンスプリング１９の付勢力との
バランスにより、ア−マチャ１５が移動して油圧ポンプ
１３のポンプ圧が変化し、油圧アクチュエ−タ９による
多板クラッチ７の押圧力が変化して、カップリング１の
伝達トルクが調整され、後輪２２５，２２７に送られる
駆動力を調整することができる。

【０１１４】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。

【０１１５】一方、電磁石２１の励磁を停止すると、リ
タ−ンスプリング１９の付勢力によってア−マチャ１５
が元の位置に戻り、油圧ポンプ１３のポンプ圧が消失
し、油圧アクチュエ−タ９の作動が停止して多板クラッ
チ７が開放され、カップリング１の連結が解除されて車
両は２輪駆動状態になる。

【０１１６】なお、カップリング１は、図３の矢印２５
１が示すように、トランスファ２０５とプロペラシャフ
ト２１７との間に配置してもよい。

【０１１７】この場合、プロペラシャフト２１７とリヤ
デフ２１９との間に配置した上記の場合と同様に、後輪
２２５，２２７の連結と切り離し、及び、伝達トルクの
制御を行う。

【０１１８】また、カップリング１は、矢印２５３，２
５５が示すように、フロントデフ２０７と左右いずれか
の前輪２１３，２１５との間に配置してもよく、また、
矢印２５７が示すように、トランスファ２０５内のギヤ
機構と組み合わせて配置してもよい。さらに、カップリ
ング１は、矢印２５９，２６１が示すように、リヤデフ
２１９と左右いずれかの後輪２２５，２２７との間に配
置してもよい。

【０１１９】前述のように矢印２５３，２５５の位置に
設けた場合は、カップリング１を連結すると車両は４輪
駆動状態になり、連結を解除すると、フロントデフ２０
７の差動回転が自由になり、前輪２１３，２１５への駆
動力伝達が停止されて、車両は２輪駆動状態になる。

【０１２０】一方、矢印２５７の位置に設けた場合は、
上記のようにプロペラシャフト２１７とリヤデフ２１９
との間に配置した場合と同等の機能が得られる。

【０１２１】さらに、矢印２５９，２６１の位置に設け
た場合は、カップリング１を連結すると車両は４輪駆動
状態になり、連結を解除すると、リヤデフ２１９の差動
回転が自由になり、後輪２２５，２２７への駆動力伝達
が停止されて、車両は２輪駆動状態になる。

【０１２２】なお、この場合には、トランスファ２０５
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２１７を完全に静止状態に保つことが可能となり、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。

【０１２３】また、カップリングを矢印２５１，２５７
の位置に設けた場合は、後車軸２２１，２２３と後輪２
２５，２２７との間にハブクラッチ２６３，２６５を配
置し、これらの連結をカップリングと連動して解除すれ
ば、カップリングから後輪２２５，２２７までの動力伝
達系が、エンジン２０１の回転と後輪２２５，２２７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。

【０１２４】こうして、カップリング１が構成されてい
る。

【０１２５】上記のように、カップリング１は、油圧ア
クチュエ−タ９の押圧部材１１と油圧ポンプ１３のア−
マチャ１５の面積比によって、多板クラッチ７の押圧力
が増幅されるから、従来例に用いられているボ−ルカム
３１７と異なって、大きなトルク増幅機能が得られ、充
分なトルク容量が得られる。

【０１２６】しかも、油圧アクチュエ−タ９の押圧部材
１１は、押圧部材３１９がスプライン部の摩擦抵抗を受
ける従来例と異なって、トルク伝達部材と連結する必要
がないから、押圧部材１１が多板クラッチ７を押圧する
ときに摩擦抵抗が生じることはなく、押圧力のロスが防
止され、トルク容量がさらに大きくなる。

【０１２７】従って、充分なトルク容量を得るために、
多板クラッチ７や電磁石２１を大型にする必要がなくな
り、カップリング１はそれだけコンパクトで軽量に構成
することが可能になり、車載性の低下が防止される。

【０１２８】さらに、従来例と異なって、多板式のパイ
ロットクラッチ３０９やトルク増幅用のボ−ルカム３１
７などを用いないから、部品点数が少ない。

【０１２９】従って、カップリング１は、それだけ組付
け作業が容易で、組付け工数が少なくてすみ、低コスト
であると共に、さらにコンパクトで軽量に構成できるか
ら、車載性が向上する。

【０１３０】また、ポンプ圧の増幅率（多板クラッチ７
の押圧力）は、押圧部材１１とア−マチャ１５の面積比
を変えることによって自在に設定できる。

【０１３１】従って、カップリング１は、伝達トルクを
それだけ広い範囲で制御することが可能になり、車両の
操縦性などを充分に向上させることができると共に、異
なった車種に広く対応することが可能になる。

【０１３２】しかも、油圧ポンプ１３と油圧アクチュエ
−タ９は油路１７を介して自在に連通させることができ
るから、油圧ポンプ１３と油圧アクチュエ−タ９の相対
位置は自由であり、また、油圧ポンプ１３に近接配置さ
れる電磁石２１と、油圧アクチュエ−タ９に近接配置さ
れる多板クラッチ７の相対位置も自由である。

【０１３３】このように、カップリング１は、これらの
構成要素の配置に対する制約が極めて小さく、レイアウ
ト上の自由度が高い。

【０１３４】また、電磁石２１の励磁を休止すると、リ
タ−ンスプリング１９によってカップリング１の連結が
解除され、連結を解除するときのレスポンスが大きく向
上するから、車両の操縦性などの向上効果が高い。

【０１３５】つまり、例えば、オイル漏れなどにより、
油圧ポンプ１３と油圧アクチュエ−タ９が形成する油圧
系の圧力が所定値以下になっても、チェックバルブ２７
により、リザ−バ室２３からオイルが自動的に補填され
るから、カップリング１の性能（多板クラッチ７の連結
力）は長期にわたって正常に保たれる。

【０１３６】従って、油圧系のシ−ル性を多少緩くする
ことが可能になり、コストをそれだけ低減することがで
きる。

【０１３７】また、リザ−バ室２３を油圧ポンプ１３の
ア−マチャ１５と一体にし、回転ケ−ス３の内部に組み
込んだことによって、カップリング１の車載性が大きく
向上する。

【０１３８】なお、請求項２の発明は、摩擦クラッチを
連結させると、その差動制限力によって差動機構の差動
回転が制限されるデファレンシャル装置であり、請求項
１のカップリングと同様の効果を得る。

【０１３９】しかも、本発明のカップリング及びデファ
レンシャル装置は、電磁石を励磁すると摩擦クラッチが
連結されるように構成しても、あるいは、電磁石の励磁
を停止すると、付勢部材によって摩擦クラッチが連結さ
れるように構成してもよい。

【０１４０】後者のように、付勢部材によって摩擦クラ
ッチが連結されるように構成した場合は、請求項３の発
明において、付勢部材がシフトスプリングになり、摩擦
クラッチが連結されている間は電磁石が休止して、バッ
テリの負担が軽減し、エンジンの燃費が向上する。

【０１４１】これら本発明の各装置において、摩擦クラ
ッチは多板クラッチに限らず、他の形式の摩擦クラッチ
でもよい。

【０１４２】加えて、多板クラッチは湿式クラッチで
も、乾式クラッチでもよい。

【０１４３】

【発明の効果】本発明のカップリングは、摩擦クラッチ
の押圧力が流体圧によって大きく増幅されるから、従来
例と異なって、充分なトルク容量が得られる上に、押圧
部材が摩擦クラッチを押圧するときの押圧力のロスが生
じない。

【０１４４】従って、電磁石や摩擦クラッチを大型にせ
ずに、充分なトルク容量が得られると共に、コンパクト
になるから、車載性が向上する。

【０１４５】しかも、部品点数が少なく、組付け作業が
容易で、低コストである。

【０１４６】また、押圧部材とア−マチャの面積比を変
えることによって、伝達トルクを広い範囲で制御するこ
とが可能であり、車両の操縦性などを充分に向上させる
ことができると共に、異なった車種に広く対応すること
ができる。

【０１４７】さらに、流体の流路を介して流体圧ポンプ
と流体圧アクチュエ−タとを自在に連通させることがで
きるから、流体圧ポンプ、電磁石、流体圧アクチュエ−
タ、摩擦クラッチなどの配置に対する制約が極めて小さ
く、レイアウト上の自由度が高い。

【０１４８】請求項２のデファレンシャル装置は、流体
圧ポンプのポンプ圧を増幅して流体圧アクチュエ−タを
作動させ、摩擦クラッチを押圧するように構成したこと
により、請求項１のカップリングと同等の効果を得る。

【０１４９】請求項３の発明は、請求項１，２の構成と
同等の効果を得ると共に、付勢部材をリタ−ンスプリン
グにすれば、連結解除時のレスポンスが大きく向上し、
付勢部材をシフトスプリングにすれば、摩擦クラッチが
連結されている間は電磁石が休止し、バッテリの負担が
軽減する。

【０１５０】請求項４の発明は、請求項１〜３の構成と
同等の効果を得ると共に、流体圧系から作動流体が漏れ
ても、リザ−バ室から作動流体が補填され、装置の性能
が正常に保たれる。

【０１５１】また、流体圧系のシ−ル性を多少緩くする
ことが可能になり、コストの低減が可能になる。

【０１５２】請求項５の発明は、請求項４記載の構成と
同等の効果を得ると共に、リザ−バ室を内部に組み込ん
だことにより、装置の搭載性、車載性が大きく向上す
る。

【０１５３】請求項６の発明は、請求項４，５の構成と
同等の効果を得ると共に、チェックバルブによって流体
圧系に作動流体が自動的に補填されるから、長期にわた
って正常な機能が保全される。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態のカップリングを示す断面図であ
る。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１のカップリングが用いられた４輪駆動車の
動力系を示すスケルトン機構図である。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ カップリング ３ 回転ケ−ス（ケ−ス状トルク伝達部材） ５ インナ−シャフト（軸状トルク伝達部材） ７ 多板クラッチ（摩擦クラッチ） ９ 油圧アクチュエ−タ（流体圧アクチュエ−タ） １１ ピストン状の押圧部材 １３ 油圧ポンプ１３（流体圧ポンプ） １５ ピストン状のア−マチャ １９ リタ−ンスプリング（付勢部材） ２１ 電磁石 ２３ リザ−バ室 ２５ 補填流路 ２７ チェックバルブ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケ−ス状トルク伝達部材と、このケ−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摩擦クラッチ
   と、ピストン状のア−マチャが移動するとポンプ圧が発
   生する流体圧ポンプと、このア−マチャを移動させる電
   磁石と、流体圧ポンプのポンプ圧を受けて作動し、ピス
   トン状の押圧部材を介して前記摩擦クラッチを押圧し締
   結させる流体圧アクチュエ−タとを備え、押圧部材の受
   圧面積をア−マチャの押圧面積より広くしたことを特徴
   とするカップリング。
2. 【請求項２】 エンジンの駆動力によって回転するケ−
   ス状トルク伝達部材と、このケ−ス状トルク伝達部材の
   回転を一対の軸状トルク伝達部材を介して車輪側に配分
   する差動機構と、これらトルク伝達部材のいずれか２者
   の間に配置された摩擦クラッチと、ピストン状のア−マ
   チャが移動するとポンプ圧が発生する流体圧ポンプと、
   このア−マチャを移動させる電磁石と、流体圧ポンプの
   ポンプ圧を受けて作動し、ピストン状の押圧部材を介し
   て前記摩擦クラッチを押圧し締結させる流体圧アクチュ
   エ−タとを備え、押圧部材の受圧面積をア−マチャの押
   圧面積より広くしたことを特徴とするデファレンシャル
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１，２の何れかに記載の発明であ
   って、ピストン状のア−マチャを、電磁石の励磁を停止
   したときの位置に付勢する付勢部材を設けたことを特徴
   とするカップリング、または、デファレンシャル装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３の何れかに記載の発
   明であって、作動流体を収容するリザ−バ室と、流体圧
   ポンプと流体圧アクチュエ−タとが形成する流体圧系に
   リザ−バ室からの作動流体を補填する補填流路とを設け
   たことを特徴とするカップリング、または、デファレン
   シャル装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の発明であって、リザ−バ
   室を、ケ−ス状トルク伝達部材の内部に設けたことを特
   徴とするカップリング、または、デファレンシャル装
   置。
6. 【請求項６】 請求項４，５の何れかに記載の発明であ
   って、作動流体の補填流路に配置されたチェックバルブ
   を設け、流体圧系の作動圧が所定値以下になるとこのチ
   ェックバルブが開放され、リザ−バ室から流体圧系に作
   動流体が補填されることを特徴とするカップリング、ま
   たは、デファレンシャル装置。