JP2001132780A - クラッチ機構及びデファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトであり、潤滑が容易で耐久性が高
く、伝達トルクの精密な制御を可能にする。 【解決手段】 トルク伝達部材３と、部材３との間でメ
インクラッチ１１及びパイロットクラッチ１３を形成す
る分割リング９と、スプライン部２３で分割リング９の
各リング片２１に連結されたトルク伝達部材７，５と、
各リング片２１を部材３に押圧してクラッチ１３を締結
させる電磁石１５とを備え、クラッチ１３が締結される
とスプライン部２３に伝達トルクが掛かり、生じたカム
スラスト力によって各リング片２１が部材３に押圧され
てクラッチ１１が締結される。

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、パイロットクラ
ッチが連結されると作動するメインクラッチによって動
力を伝達するクラッチ装置と、このクラッチ装置を用い
て差動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】従来のデファレンシャル装置としては、
特開平３−１２９１５１号公報に図４のようなデファレ
ンシャル装置２０１が記載されている。

【０００３】デファレンシャル装置２０１のデフケ−ス
２０３は、エンジンの駆動力によりドライブピニオンギ
ヤ２０５からリングギヤ２０７を介して回転駆動され
る。

【０００４】デフケ−ス２０３の回転は、一対のプレッ
シャプレ−ト２０９，２１１からベベルギヤ式差動機構
２１３のピニオンシャフト２１５に伝達され、ピニオン
ギヤ２１７からサイドギヤ２１９，２２１を介して左右
の車輪側に配分される。

【０００５】各プレッシャプレ−ト２０９，２１１とピ
ニオンシャフト２１５との間には、伝達トルクを受けて
作動しプレッシャプレ−ト２０９，２１１を左右に移動
させるカム２２３，２２３が設けられており、各サイド
ギヤ２１９，２２１とデフケ−ス２０３との間には、プ
レッシャプレ−ト２０９，２１１によってそれぞれ押圧
され締結される多板クラッチ２２５，２２７が配置され
ている。

【０００６】カム２２３，２２３によって押圧される
と、多板クラッチ２２５，２２７にはトルク感応型の差
動制限力が発生して差動機構２１３の差動を制限し、発
進時や加速時などのようにデフケ−ス２０３に大きな駆
動トルクが掛かるとき、車輪の空転を防止して、車両の
発進性、加速性、直進性などを向上させる。

【０００７】前記デフケ−ス２０３外部の軸方向の側面
にはエア式のアクチュエ−タ２２９が配置されており、
右の多板クラッチ２２５はこのアクチュエ−タ２２９に
押圧され、左の多板クラッチ２２７は、多板クラッチ２
２５とプレッシャプレ−ト２０９，２１１を介して押圧
される。

【０００８】アクチュエ−タ２２９は多板クラッチ２２
５，２２７を充分強く押圧し、差動機構２１３の差動を
ロックすることができる。そこで、多板クラッチ２２
５，２２７によって差動をロックすると、悪路などで車
輪の空転が防止され、走破性と脱出性が向上する。

【０００９】また、多板クラッチ２２５，２２７の差動
制限力を適度に調整すると、例えば、車両の旋回性を向
上させることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、デファレンシ
ャル装置２０１は、多板クラッチ２２５，２２７の締結
力を増幅する機能を持たないから、差動をロックする程
これらを強く押圧するには、カム２２３，２２３の押圧
力では不充分であり、さらに、差動制限力を任意に調整
するためにアクチュエ−タ２２９が用いられている。

【００１１】ところが、エア式（圧力式）のアクチュエ
−タ２２９は、電磁石などと較べると、配管及びその引
き回しスペ−スなどを含めて広い配置スペ−スが必要で
あるから、デファレンシャル装置２０１のコンパクト化
が難しく、特に軸方向に大型になる。

【００１２】また、エア式のアクチュエ−タ２２９で
は、多板クラッチ２２５，２２７の締結力を精密に調整
することが難しく、充分な差動制限力の制御機能が得ら
れない場合があり、例えば、旋回性の向上効果が不充分
になり易い。

【００１３】その上、エア式のアクチュエ−タ２２９
は、空気漏れによって機能と信頼性が低下することがあ
るから、これを防止するためには、各部のシ−ルに充分
な配慮が必要であり、それだけコスト高になる。

【００１４】従って、上記のように締結力の増幅機能を
持たない構成で、充分なトルク容量を得るには、多板ク
ラッチ２２５，２２７を大径にするか、クラッチ板の枚
数を増やす必要があり、いずれも、デファレンシャル装
置２０１が大型化することになる。

【００１５】さらに、多板クラッチ２２５，２２７はク
ラッチ板の間にオイルが入りにくいから潤滑が難しく、
焼き付き、異常磨耗、耐久性低下などが発生し易い。

【００１６】デフケ−ス２０３内部の潤滑効果を上げ、
これらを防止するには、例えば、デフケ−ス２０３の容
量を大きくして封入オイルを増量するなどの特別な対策
が必要であり、デファレンシャル装置２０１の大型化と
コスト高とを招く。

【００１７】そこで、この発明は、コンパクトに構成さ
れると共に、伝達トルクの精密な制御が可能であり、潤
滑が容易で耐久性が高いクラッチ機構と、これを用いて
差動制限力を制御するデファレンシャル装置の提供を目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１のクラッチ装置
は、ケ−ス状のトルク伝達部材と、リングを周方向に分
割した形状を有する磁性体のリング片からなり、各リン
グ片とケ−ス状トルク伝達部材との間でメインクラッチ
及びパイロットクラッチを構成する分割リングと、ケ−
ス状トルク伝達部材に貫入し、各リング片に連結された
軸状のトルク伝達部材と、各リング片をケ−ス状トルク
伝達部材に押圧してパイロットクラッチを締結させる電
磁石と、パイロットクラッチが締結されると、各リング
片をケ−ス状トルク伝達部材に押圧してメインクラッチ
を締結させる締結手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１９】このように、本発明のクラッチ装置では、
ケ−ス状トルク伝達部材と分割リング（各リング片）と
の間で（摩擦式の）メインクラッチとパイロットクラッ
チとが構成されており、分割リングに連結された軸状ト
ルク伝達部材はパイロットクラッチ及びメインクラッチ
を介してケ−ス状トルク伝達部材に連結される。

【００２０】磁性体のリング片は電磁石のア−マチャで
あり、電磁石はリング片を移動させてパイロットクラッ
チを締結させる。パイロットクラッチが締結されると、
締結手段が、例えば、各リング片をケ−ス状トルク伝達
部材に押圧してメインクラッチを締結させ、メインクラ
ッチとパイロットクラッチを介して両トルク伝達部材の
間でトルクが伝達される。

【００２１】さらに、メインクラッチの締結力は、各リ
ング片に掛かる遠心力によって強化され、クラッチ装置
の容量が増加する。

【００２２】このクラッチ装置を、例えば、４輪駆動車
のトランスファからリヤデフ（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）までの後輪側
動力伝達系に配置した場合、クラッチ装置が連結される
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。

【００２３】しかも、電磁石の磁力を調整すると、各リ
ング片をケ−ス状トルク伝達部材に押圧する力が変化し
てパイロットクラッチに滑りが生じ、この滑りを制御す
ると、締結手段によるメインクラッチの容量（クラッチ
装置の伝達トルク：後輪に伝達される駆動力）が調整さ
れ、前後輪間の駆動力配分比が変わり、旋回走行中の車
両の操縦性や安定性などが向上する。

【００２４】一方、パイロットクラッチを開放すると、
締結手段による締結力が消失してメインクラッチが開放
され、クラッチ装置の連結が解除されて車両は２輪駆動
状態になる。

【００２５】これに加えて、本発明のクラッチ装置は、
電磁石でパイロットクラッチを操作するように構成した
ことにより、エア式のアクチュエ−タ２２９を用いた従
来例と異なって、配管及びその引き回しスペ−スなどを
含めた広い配置スペ−スが不要になるから、クラッチ装
置、あるいは、これを用いたデファレンシャル装置をコ
ンパクトに構成することが可能になり、特に軸方向に小
型化できる。

【００２６】しかも、電磁石によれば、エア式のアクチ
ュエ−タ２２９と異なって、クラッチ装置の伝達トルク
を精密に調整することが可能であるから、上記のよう
に、４輪駆動車を２輪駆動状態に切り換えるときに切り
離される車輪側の動力伝達系にこのクラッチ装置を用い
れば、車両の旋回性を大幅に向上させることができる。

【００２７】また、電磁石には、エア式のアクチュエ−
タ２２９のような空気漏れによる機能低下が生じないか
ら、信頼性が大きく向上する上に、各部のシ−ルを強化
するなどの配慮が不要になり、これに伴うコストの上昇
が避けられる。

【００２８】さらに、ケ−ス状トルク伝達部材と分割リ
ングとの間に設けた摩擦クラッチであるパイロットクラ
ッチとメインクラッチは、クラッチ板の間にオイルが入
りにくい多板クラッチと異なって、潤滑が容易である。

【００２９】その上、一般に、メインクラッチは分割リ
ングの外周とケ−ス状トルク伝達部材の内周との間に形
成され、パイロットクラッチは分割リングの側面とケ−
ス状トルク伝達部材の側壁との間に形成される。

【００３０】このように、メインクラッチとパイロット
クラッチは、多数の部材に囲まれた個所や回転の中心部
付近ではなく、いずれもケ−ス状トルク伝達部材の内周
に面して形成されている。

【００３１】このような個所に配置されたメインクラッ
チとパイロットクラッチにはいずれもオイルが移動し易
く、特に、メインクラッチには遠心力によって多量のオ
イルが供給され、パイロットクラッチにはその戻りオイ
ルが供給されるから、これらは充分に潤滑・冷却され、
焼き付き、異常磨耗が防止されて、耐久性が大幅に向上
する。

【００３２】従って、従来例と異なり、ケ−スを大型に
して封入オイルを増量するなどの対策が不要になり、ク
ラッチ装置及びこれを用いたデファレンシャル装置の大
型化とコスト上昇などが防止される。

【００３３】なお、本発明のクラッチ装置は、上記のよ
うに、４輪駆動車の後輪側動力伝達系に配置する他に、
トランスファからフロントデフ（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）までの前輪
側動力伝達系に配置してもよい。

【００３４】この場合も、クラッチ装置を連結すると車
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。

【００３５】なお、このように前輪側と後輪側の各動力
伝達系に配置する場合であって、クラッチ装置が、前輪
側のプロペラシャフト上、または、後輪側のプロペラシ
ャフト上に、これらを分断するように配置されるとき
は、クラッチ装置をケ−シングに収容し、このケ−シン
グをゴム、バネ、粘性ダンパなどを介して車体フレ−ム
側に取り付けて固定することが望ましい。

【００３６】また、本発明のクラッチ装置は、４輪駆動
車のフロントデフと左右いずれかの前輪の間、または、
リヤデフと左右いずれかの後輪の間に配置することもで
きる。

【００３７】この場合も、クラッチ装置を連結すると車
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。

【００３８】しかも、本発明のクラッチ装置は、上記の
ように、電磁石を用いてコンパクトに構成されているか
ら、車両の動力伝達系に用いた場合、車載性が大きく向
上する。

【００３９】請求項２の発明は、請求項１に記載のクラ
ッチ装置であって、各リング片と軸状トルク伝達部材と
がカム角を有する噛み合い部によって連結されていると
共に、この噛み合い部が締結手段を構成しており、パイ
ロットクラッチが締結されると、両トルク伝達部材間の
伝達トルクがこの噛み合い部に掛かり、そのカム角によ
って発生したカムスラスト力が各リング片をケ−ス状ト
ルク伝達部材に押圧し、メインクラッチを締結させるこ
とを特徴としている。

【００４０】この構成では、各リング片と軸状トルク伝
達部材とを連結する噛み合い部（締結手段）がカム角を
持っており、パイロットクラッチが締結されると、両ト
ルク伝達部材間の伝達トルクがこの噛み合い部に掛か
り、発生したカムスラスト力が各リング片をケ−ス状ト
ルク伝達部材に押圧してメインクラッチを締結させ、請
求項１の構成と同等の効果を得ることができる。

【００４１】これに加え、カム角の増幅機能によってメ
インクラッチの押圧力が増幅され、その締結力が強化さ
れるから、クラッチ装置は充分に大きな容量を得ること
ができる。

【００４２】また、このように大きなクラッチ容量が得
られるから、メインクラッチ及びパイロットクラッチ及
び電磁石に容量をそれだけ小さくする余裕が生じ、クラ
ッチ装置をさらに軽量でコンパクトに構成することが可
能になる。

【００４３】さらに、多板クラッチを用いた従来例と異
なって、装置を大径にし、あるいは、クラッチ板の枚数
を増やす必要がないから、装置の大型化が避けられる。

【００４４】そして、上記のように、このクラッチ装置
は容量が大きいから、車両の動力伝達系に用いれば、車
輪に大きな駆動力を伝達することが可能になり、走行性
や安定性などを大幅に向上させることができる。

【００４５】このクラッチ装置をデファレンシャル装置
の差動制限機構に用いると、その大きな差動制限力によ
って差動をロックすることができるから、車両の操縦性
や安定性などを大幅に向上させることができる。

【００４６】また、いずれの場合も、コンパクト化によ
って車載性が大きく向上する。

【００４７】請求項３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、請
求項１または請求項２に記載のクラッチ装置とを備え、
そのメインクラッチとパイロットクラッチが、ケ−ス状
トルク伝達部材と一方の軸状トルク伝達部材との間で差
動機構の差動を制限することを特徴としている。

【００４８】パイロットクラッチを締結させると、ケ−
ス状トルク伝達部材と軸状トルク伝達部材間の差動トル
クを受けて締結手段が作動し、メインクラッチが締結さ
れ、その摩擦抵抗によって差動機構の差動が制限され
る。また、メインクラッチの締結力を充分大きくすれ
ば、差動がロックされる。

【００４９】さらに、電磁石によってパイロットクラッ
チの滑りを制御すると、メインクラッチの摩擦抵抗が変
化して、差動制限力を調整することができる。

【００５０】一方、メインクラッチを開放すると、差動
が許容される。

【００５１】これに加えて、請求項３のデファレンシャ
ル装置では、請求項１または請求項２に記載のクラッチ
装置を用いたことにより、これらと同等の効果が得ら
れ、特に、電磁石を用いたことによってコンパクトに構
成されるから、それだけ車載性が向上する。

【００５２】さらに、請求項１または請求項２のクラッ
チ装置による上記のような差動制限力と差動ロック機能
によって、車両の操縦性や安定性などを大幅に向上させ
ることができる。

【００５３】

【発明の実施の形態】図１〜図３によって本発明の一実
施形態（クラッチ装置１）の説明をする。

【００５４】このクラッチ装置１は請求項１，２の特徴
を備えている。また、図１と図２はクラッチ装置１を示
し、図３はクラッチ装置１を用いた４輪駆動車の動力伝
達系を示している。また、左右の方向はこの車両の左右
の方向であり、図１の右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。

【００５５】図３のように、この動力伝達系は、横置き
のエンジン１０１、トランスミッション１０３、トラン
スファ１０５、フロントデフ１０７、前車軸１０９，１
１１、左右の前輪１１３，１１５、後輪側のプロペラシ
ャフト１１７、クラッチ装置１、リヤデフ１１９、後車
軸１２１，１２３、左右の後輪１２５，１２７などから
構成されている。

【００５６】このように、クラッチ装置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１２
５，１２７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。

【００５７】エンジン１０１の駆動力は、トランスミッ
ション１０３の出力ギヤ１２９からリングギヤ１３１を
介してフロントデフ１０７のデフケ−ス１３３に伝達さ
れ、フロントデフ１０７から前車軸１０９，１１１を介
して左右の前輪１１３，１１５に配分され、さらに、デ
フケ−ス１３３からトランスファ１０５を介してプロペ
ラシャフト１１７を回転させ、クラッチ装置１に伝達さ
れる。

【００５８】クラッチ装置１が連結されると、エンジン
１０１の駆動力は、リヤデフ１１９から後車軸１２１，
１２３を介して左右の後輪１２５，１２７に配分され、
車両は４輪駆動状態になる。

【００５９】一方、クラッチ装置１の連結が解除される
と、リヤデフ１１９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。

【００６０】図３のように、リヤデフ１１９はデフキャ
リヤ１３５に収容されており、このデフキャリヤ１３５
はキャリヤ本体１３７の前端にフロントカバ−１３９を
ボルト１４１で連結して構成されている。また、キャリ
ヤ本体１３７とフロントカバ−１３９には組成の異なっ
たオイルがそれぞれ封入されている。

【００６１】図１のように、クラッチ装置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及びハブ７（軸状トルク伝達部材）、分割リング９
（ア−マチャ）、摩擦式のメインクラッチ１１及びパイ
ロットクラッチ１３、電磁石１５、コントロ−ラなどか
ら構成されている。

【００６２】回転ケ−ス３は分割構造にされており、ベ
アリングによってデフキャリヤ１３５のフロントカバ−
１３９に支承されている。また、回転ケ−ス３の内部に
はオイルが注入されており、このオイルにはデフキャリ
ヤ１３５の各オイルと異なったオイルが用いられてい
る。

【００６３】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、ハブ７はインナ−シャフト５に連結
されている。

【００６４】図３のように、インナ−シャフト５の後端
部はリヤデフ１１９側のドライブピニオンシャフト１４
３に連結されている。

【００６５】また、回転ケ−ス３の前部側壁１７には連
結軸部１９が一体に形成されて、フロントカバ−１３９
から前方に突き出しており、この連結軸部１９にはコン
パニオンフランジ１４５が連結されている。このコンパ
ニオンフランジ１４５は継ぎ手１４７側のフランジ１４
９に連結され、回転ケ−ス３をプロペラシャフト１１７
側に連結している。

【００６６】図２のように、分割リング９は、リングを
周方向に分割した形状の３個のリング片２１から構成さ
れている。各リング片２１は、その内周とハブ７の外周
との間に設けられたスプライン部２３（カム角を有する
噛み合い部：締結手段）によってハブ７に連結されてい
る。

【００６７】メインクラッチ１１は、回転ケ−ス３の円
筒部２５内周と各リング片２１の外周との間に形成され
た摩擦クラッチであり、パイロットクラッチ１３は、回
転ケ−ス３の前部側壁１７と各リング片２１の前部側壁
２７との間に形成された摩擦クラッチである。

【００６８】電磁石１５のコア２９は、デフキャリヤ１
３５のフロントカバ−１３９側に固定されており、回転
ケ−ス３の前部側壁１７との間にエアギャップ３１を形
成している。

【００６９】電磁石１５のリ−ド線はフロントカバ−１
３９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。

【００７０】回転ケ−ス３は、その前部側壁１７が電磁
石１５の磁気回路になることから磁性材料で作られてお
り、インナ−シャフト５とハブ７は、磁気の短絡を防止
するために非磁性材料で作られている。

【００７１】各リング片２１は磁性材料で作られてお
り、電磁石１５のア−マチャになっている。

【００７２】コントロ−ラは、車速、操舵角、横Ｇなど
から、発進、加速の程度、旋回走行、路面状態などを検
知し、これらに応じて、電磁石１５の励磁、励磁電流の
制御、励磁停止などを行う。

【００７３】電磁石１５が励磁されると、コア２９とエ
アギャップ３１と回転ケ−ス３の側壁１７と各リング片
２１からなる磁気回路に磁力のル−プ３３が形成され、
各リング片２１が吸引され、パイロットクラッチ１３が
押圧されて締結される。

【００７４】パイロットクラッチ１３が締結されると、
回転ケ−ス３とインナ−シャフト５の間の伝達トルク
が、各リング片２１とハブ７とのスプライン部２３に掛
かる。

【００７５】伝達トルクが掛かると、図２のように、ス
プライン部２３には圧力角（カム角）によって増幅され
たトルク反力３５の径方向成分力３７（カムスラスト
力）が発生し、この径方向成分力３７が各リング片２１
を外向きに移動させ、メインクラッチ１１を押圧して締
結し、クラッチ装置１を連結させる。

【００７６】前記メインクラッチ１１の締結力は、各リ
ング片２１に掛かる遠心力によってさらに強化される。

【００７７】クラッチ装置１が連結されると、エンジン
１０１の駆動力がリヤデフ１１９から後輪１２５，１２
７に送られて車両は４輪駆動状態になり、悪路の走破
性、車体の操縦性と安定性などが向上する。

【００７８】しかも、電磁石１５の励磁電流を制御して
各リング片２１の吸引力を調整すると、パイロットクラ
ッチ１３の滑りによってスプライン部２３の径方向成分
力３７が変わり、メインクラッチ１１（クラッチ装置
１）の伝達トルク（トルク容量）が変化し、後輪１２
５，１２７に送られる駆動力を調整することができる。

【００７９】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。

【００８０】一方、電磁石１５の励磁を停止すると、パ
イロットクラッチ１３が開放されて径方向成分力３７が
消失し、メインクラッチ１１が開放されてクラッチ装置
１の連結が解除され、車両は２輪駆動状態になる。

【００８１】なお、スプライン部２３の径方向成分力３
７は回転ケ−ス３とインナ−シャフト５の双方向の相対
回転（車両の前進走行と後進走行の両方）で作動し、ク
ラッチ装置１を連結させる。

【００８２】前記回転ケ−ス３に封入されたオイルは、
メインクラッチ１１とパイロットクラッチ１３の各摺動
面を潤滑し、冷却する。

【００８３】クラッチ装置１が回転すると、その遠心力
は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。

【００８４】また、メインクラッチ１１とパイロットク
ラッチ１３は、多数の部材に囲まれた個所や回転の中心
部付近ではなく、メインクラッチ１１はリング片２１の
外周と回転ケ−ス３の内周との間に形成され、パイロッ
トクラッチ１３はリング片２１と回転ケ−ス３の各側壁
１７，２７の間に形成されている。

【００８５】このような個所に形成されたメインクラッ
チとパイロットクラッチにはいずれもオイルが供給され
易く、特に、メインクラッチ１１には遠心力によって多
量のオイルが供給され、パイロットクラッチ１３にはそ
の戻りオイルが供給されて、これらは充分に潤滑・冷却
される。

【００８６】なお、クラッチ装置１は、図３の矢印１５
１が示すように、トランスファ１０５とプロペラシャフ
ト１１７との間に配置してもよい。

【００８７】この場合、クラッチ装置１は、プロペラシ
ャフト１１７とリヤデフ１１９との間に配置された図３
の場合と同様に、後輪１２５，１２７の連結と切り離
し、及び、伝達トルクの制御を行う。

【００８８】また、クラッチ装置１は、矢印１５３，１
５５が示すように、フロントデフ１０７と左右いずれか
の前輪１１３，１１５との間に配置してもよく、矢印１
５７，１５９が示すように、リヤデフ１１９と左右いず
れかの後輪１２５，１２７との間に配置してもよい。

【００８９】矢印１５３，１５５の位置に設けた場合
は、クラッチ装置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１０７の差動回
転が自由になり、前輪１１３，１１５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。

【００９０】また、矢印１５７，１５９の位置に設けた
場合は、クラッチ装置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１１９の差動回
転が自由になり、後輪１２５，１２７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。

【００９１】なお、この場合には、トランスファ１０５
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１１７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１０１の燃費が向上する。

【００９２】さらに、クラッチ装置１は、矢印１６１が
示すように、トランスファ１０５内のギヤ機構と組み合
わせて配置してもよく、この場合は、プロペラシャフト
１１７とリヤデフ１１９との間に配置された図３と同等
の機能が得られる。

【００９３】クラッチ装置１を矢印１５１，１６１の位
置に設けた場合は、後車軸１２１，１２３と後輪１２
５，１２７との間にハブクラッチ１６３，１６５を配置
し、これらの連結をクラッチ装置１と連動して解除すれ
ば、クラッチ装置１から後輪１２５，１２７までの動力
伝達系が、エンジン１０１の回転と、後輪１２５，１２
７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１０１の燃費が向上する。

【００９４】こうして、クラッチ装置１が構成されてい
る。

【００９５】上記のように、クラッチ装置１は、電磁石
１５でパイロットクラッチ１３を操作するように構成し
たことにより、エア式のアクチュエ−タ２２９を用いた
従来例と異なって、配管及びその引き回しスペ−スなど
を含めた広い配置スペ−スが不要になるから、コンパク
トに構成することが可能になり、特に軸方向に小型化で
きる。

【００９６】この電磁石１５によれば、エア式のアクチ
ュエ−タ２２９と異なって、クラッチ装置１の伝達トル
クを精密に調整することが可能であるから、上記のよう
に、車両の旋回性を大幅に向上させることができる。

【００９７】しかも、電磁石１５には、エア式のアクチ
ュエ−タ２２９のような空気漏れによる機能低下が生じ
ないから、信頼性が大きく向上する上に、各部のシ−ル
を強化するなどの対策が不要になり、これに伴うコスト
の上昇が避けられる。

【００９８】また、上記のように、分割リング９の外周
と回転ケ−ス３の内周との間に形成されたメインクラッ
チ１１と、分割リング９の側壁２７と回転ケ−ス３の側
壁１７との間に形成されたパイロットクラッチ１３には
オイルを供給し易く、また、メインクラッチ１１には遠
心力によって多量のオイルが供給され、パイロットクラ
ッチ１３にはその戻りオイルが供給される。

【００９９】さらに、回転ケ−ス３と分割リング９との
間に設けられた摩擦クラッチであるメインクラッチ１１
とパイロットクラッチ１３は、多板クラッチと異なって
オイルの入りにくい部分がない。

【０１００】従って、メインクラッチ１１とパイロット
クラッチ１３は多量のオイルによって充分に潤滑・冷却
され、焼き付き、異常磨耗が防止され、耐久性が大幅に
向上する。

【０１０１】そこで、従来例と異なって、ケ−スを大型
にして封入オイルを増量するなどの対策が不要であり、
これに伴うの大型化とコスト上昇とが避けられる。

【０１０２】しかも、各リング片２１に掛かる遠心力に
よってメインクラッチ１１の締結力が強化され、クラッ
チ装置の容量が増加する。

【０１０３】これに加えて、カム角を持ったスプライン
部２３の増幅機能（径方向成分力３７）によってメイン
クラッチ１１の締結力がさらに強化されるから、クラッ
チ装置１は充分に大きな容量が得られ、後輪１２５，１
２７に大きな駆動力を伝達し、車両の発進性、加速性、
走行性、安定性などを大きく向上させることができる。

【０１０４】また、充分に大きな容量が得られることに
よって、従来例のように多板クラッチを大径にしたりク
ラッチ板の枚数を増やす必要がなく、大型化が避けられ
ると共に、メインクラッチ１１とパイロットクラッチ１
３と電磁石１５の各容量をそれだけ小さくすることが可
能になるから、クラッチ装置１をそれだけ軽量でコンパ
クトに構成し、車載性を向上させることができる。

【０１０５】なお、本発明のクラッチ装置において、締
結手段は、請求項２に記載されたような、伝達トルクを
受けて作動するカムを用いるもの（上記の実施形態）に
限らない。

【０１０６】例えば、パイロットクラッチの締結に際し
て、各リング片が移動すると締結されるように、メイン
クラッチをコ−ンクラッチにしてもよく、あるいは、各
リングと軸状トルク伝達部材とをテ−パ−状の噛み合い
部で連結し、各リング片の移動によって、テ−パ−状の
噛み合い部であるメインクラッチが締結されるように構
成してもよい。

【０１０７】また、メインクラッチとパイロットクラッ
チの一方または両方に、締結を停止したときに、各リン
グ片をそれぞれの連結解除方向に移動させる付勢部材を
配置してもよい。

【０１０８】その上、請求項３の発明は、請求項１また
は請求項２のクラッチ装置を用いて差動を制限するデフ
ァレンシャル装置であり、クラッチ装置による上記のよ
うな差動制限力と差動ロック機能によって、車両の操縦
性や安定性などを大幅に向上させることができると共
に、コンパクトで、車載性に優れている。

【０１０９】

【発明の効果】請求項１のクラッチ装置は、パイロット
クラッチの操作に電磁石を用いたことにより、従来例と
異なって、配置スペ−スが狭くてすみ、コンパクトに構
成できる。

【０１１０】しかも、電磁石によれば、伝達トルクを精
密に調整できるから、４輪駆動車の動力伝達系に用いれ
ば、車両の旋回性などを大幅に向上させることができ
る。

【０１１１】また、電磁石では、圧力漏れによる機能低
下が生じないから、信頼性が大きく向上する上に、各部
のシ−ルを強化するなどの対策が不要であり、これに伴
うコストの上昇が避けられる。

【０１１２】さらに、ケ−ス状トルク伝達部材の内周に
形成されたメインクラッチとパイロットクラッチは潤滑
し易い上に、遠心力によって多量のオイルが供給され、
また、多板クラッチと異なってオイルの入りにくい部分
がないから、充分に潤滑・冷却され、焼き付き、異常磨
耗が防止されて、耐久性が大幅に向上する。

【０１１３】従って、ケ−スを大型にして封入オイルを
増量する対策が不要であり、これに伴う大型化とコスト
上昇とを避けることができる。

【０１１４】前記メインクラッチの締結力は、各リング
片に掛かる遠心力によって強化される。

【０１１５】請求項２の発明は、請求項１の構成と同等
の効果を得ると共に、カム角の増幅機能によってメイン
クラッチの締結力が強化され、大きなクラッチ容量が得
られるから、車両の動力伝達系に用いた場合は、車輪に
大きな駆動力を伝達して走行性や安定性などを大幅に向
上させることができる。

【０１１６】請求項３のデファレンシャル装置は、請求
項１または請求項２に記載のクラッチ装置を用いてコン
パクトに構成され、車載性が向上すると共に、クラッチ
装置の差動制限力と差動ロック機能によって、車両の操
縦性や安定性などが大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態のクラッチ装置を示す断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のクラッチ装置が用いられた４輪駆動車の
動力伝達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 クラッチ装置 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 ハブ（トルク伝達部材） ９ 分割リング １１ メインクラッチ １３ パイロットクラッチ １５ 電磁石 ２１ リング片 ２３ スプライン部（ハブ７とリング片２１とを連結す
るカム角を持った噛み合い部：締結手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケ−ス状のトルク伝達部材と、リングを
   周方向に分割した形状を有する磁性体のリング片からな
   り、各リング片とケ−ス状トルク伝達部材との間でメイ
   ンクラッチ及びパイロットクラッチを構成する分割リン
   グと、ケ−ス状トルク伝達部材に貫入し、各リング片に
   連結された軸状のトルク伝達部材と、各リング片をケ−
   ス状トルク伝達部材に押圧してパイロットクラッチを締
   結させる電磁石と、パイロットクラッチが締結される
   と、各リング片をケ−ス状トルク伝達部材に押圧してメ
   インクラッチを締結させる締結手段とを備えたことを特
   徴とするクラッチ機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明であって、各リン
   グ片と軸状トルク伝達部材とがカム角を有する噛み合い
   部によって連結されていると共に、この噛み合い部が締
   結手段を構成しており、パイロットクラッチが締結され
   ると、両トルク伝達部材間の伝達トルクがこの噛み合い
   部に掛かり、そのカム角によって発生したカムスラスト
   力が各リング片をケ−ス状トルク伝達部材に押圧し、メ
   インクラッチを締結させることを特徴とするクラッチ機
   構。
3. 【請求項３】 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、請求項１または請求項２に記載のクラ
   ッチ装置とを備え、そのメインクラッチとパイロットク
   ラッチが、ケ−ス状トルク伝達部材と一方の軸状トルク
   伝達部材との間で差動機構の差動を制限することを特徴
   とするデファレンシャル装置。