JP2002048158A - カップリング及び発進クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドラグトルクを防止しながら、充分なトルク
伝達容量を得る。 【解決手段】 入力側と出力側の各トルク伝達部材５，
９の間でトルクを伝達するメインクラッチと、操作手段
２５によって断続操作されるパイロットクラッチ２３
と、クラッチ２３を介して入力する伝達トルクを増幅し
ながら押圧力に変換する変換手段１７と、この押圧力に
よってメインクラッチを押圧し連結させる押圧部材１９
とを備え、前記メインクラッチを、互いに並列に配置さ
れた摩擦クラッチ１１と噛み合いクラッチ１５とで構成
した。

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
などに用いられるカップリングと、発進クラッチに関す
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５のような電磁式のカップリ
ング５０１が記載されている。

【０００３】カップリング５０１は４輪駆動車の後輪側
動力伝達系に配置されており、回転ケース５０３、ハブ
５０５、多板式のメインクラッチ５０７及びパイロット
クラッチ５０９、アーマチャ５１１、電磁石５１３、カ
ムリング５１５、ボールカム５１７、押圧部材５１９、
コントローラなどから構成されている。

【０００４】回転ケース５０３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５０５にはドライブピニオンシャフ
ト５２１がスプライン連結されており、ドライブピニオ
ンシャフト５２１に一体形成されたドライブピニオンギ
ヤ５２３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）側のリングギヤと噛み
合っている。

【０００５】メインクラッチ５０７は回転ケース５０３
とハブ５０５との間に配置されており、パイロットクラ
ッチ５０９は回転ケース５０３とカムリング５１５との
間に配置されている。

【０００６】ボールカム５１７はカムリング５１５と押
圧部材５１９との間に設けられており、押圧部材５１９
はスプライン部５２５によってハブ５０５に連結されて
いる。

【０００７】回転ケース５０３にはオイルが充填されて
おり、メインクラッチ５０７とパイロットクラッチ５０
９はこのオイルに浸されて湿式クラッチになっている。

【０００８】コントローラは、電磁石５１３の励磁、励
磁電流の制御、励磁停止などを行う。

【０００９】電磁石５１３が励磁されると、アーマチャ
５１１が吸引されてパイロットクラッチ５０９が押圧さ
れ、パイロットクラッチ５０９が締結されると、回転ケ
ース５０３とハブ５０５の間の伝達トルクがボールカム
５１７に掛かり、生じたカムスラスト力により押圧部材
５１９を介してメインクラッチ５０７が押圧され締結さ
れる。

【００１０】カップリング５０１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、悪路走破性、発進性、加速性、車体の安定性などが
向上する。

【００１１】電磁石５１３の励磁電流を制御すると、パ
イロットクラッチ５０９の滑りによってボールカム５１
７のカムスラスト力が変わり、メインクラッチ５０７の
連結力が変化して後輪に送られる駆動力が調整される。

【００１２】また、電磁石５１３の励磁を停止すると、
パイロットクラッチ５０９が開放されてボールカム５１
７のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ５０７が
開放されてカップリング５０１の連結が解除され、車両
は２輪駆動状態になる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】カップリング５０１の
ような構成の装置でトルク伝達容量を大きくするには、
メインクラッチ５０７とパイロットクラッチ５０９のク
ラッチ容量を大きくし、また、ボールカム５１７の容量
を大きくする必要がある。

【００１４】メインクラッチ５０７とパイロットクラッ
チ５０９のクラッチ容量を大きくするには、これらのク
ラッチ板枚数を増やすか、これらを大径にする必要があ
る。

【００１５】ところが、メインクラッチ５０７とパイロ
ットクラッチ５０９は、クラッチ板を充分に潤滑・冷却
して耐久性を高めるために、上記のように、一般に湿式
であり、オイル中で用いられるから、連結を解除するた
めに電磁石５１３の励磁を停止しても、オイルの粘性に
よってドラグトルク（引き摺りトルク）が発生する恐れ
がある。

【００１６】しかも、クラッチ容量を大きくしようとク
ラッチ板の枚数を増やすと、ドラグトルクがそれだけ大
きくなる。

【００１７】メインクラッチ５０７にドラグトルクが生
じると、このドラグトルクはそのままカップリング５０
１の残留トルクになる。

【００１８】されに、パイロットクラッチ５０９にドラ
グトルクが生じると、そのドラグトルクに応じた伝達ト
ルクがボールカム５１７に入力してカムスラスト力が生
じてしまい、メインクラッチ５０７（カップリング５０
１）を締結してより大きな残留トルクを発生させる。

【００１９】このように、ドラグトルクが生じるとカッ
プリング５０１は連結を完全には解除できなくなる。

【００２０】カップリング５０１の連結を解除できない
と、後輪を切り離して車両を完全な２輪駆動状態にする
ことができなくなり、後輪側の動力伝達系が走行抵抗と
なってエンジンの燃費に影響を与えると共に、車両の旋
回性、回頭性などで意図した性能が得られなくなる。

【００２１】また、カップリング５０１をエンジンと自
動変速機との間に配置して発進クラッチにする場合は、
連結解除操作しても発進クラッチの連結が完全には解除
されないから、信号などで停車したときに車体が前方に
這い出すクリープ現象が起きる。

【００２２】また、発進クラッチがトルクを完全に遮断
できないと、自動変速機で円滑な変速が難しくなる上
に、シンクロ機構の容量をそれだけ大きくしなければな
らなくなるまた、パイロットクラッチ５０９のクラッチ
板枚数を増やすと、これを操作する電磁石５１３も大型
にする必要が生じ、カップリング５０１がそれだけ大型
で重くなり、車載性に影響する上に、バッテリの負担が
増加して、燃費にも影響してしまう。

【００２３】また、トルク容量を大きくするためにメイ
ンクラッチ５０７とパイロットクラッチ５０９を大径に
すると、ドラグトルクの影響をそれだけ大きく受け易く
なる上に、カップリング５０１が大径になり、周辺部材
との干渉によって車載性に影響する。

【００２４】また、ボールカム５１７の容量を大きくす
ると、カップリング５０１が重くなってしまう。

【００２５】このように、トルク伝達容量の増加とドラ
グトルクの防止対策は、一方を採れば他側が悪化するか
ら、両立させることが難しい。

【００２６】そこで、本発明は、ドラグトルクを防止し
ながら充分なトルク伝達容量が得ることができるカップ
リングと、同様に構成された発進クラッチの提供を目的
とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１のカップリング
は、入力側と出力側の各トルク伝達部材と、これら両ト
ルク伝達部材の間でトルクを伝達するメインクラッチ
と、操作手段によって断続操作されるパイロットクラッ
チと、パイロットクラッチを介して入力する伝達トルク
を増幅しながら押圧力に変換する変換手段と、この押圧
力によってメインクラッチを押圧し連結させる押圧部材
とを備え、前記メインクラッチが、互いに並列に配置さ
れた摩擦クラッチと噛み合いクラッチからなることを特
徴としている。

【００２８】パイロットクラッチが連結されると、両ト
ルク伝達部材の間の伝達トルクを受けて変換手段が作動
し、この伝達トルクを増幅しながら押圧力に変換し、こ
の押圧力を受けた押圧部材がメインクラッチである摩擦
クラッチと噛み合いクラッチをそれぞれ押圧し、摩擦ク
ラッチを締結し、噛み合いクラッチを噛み合わせ、カッ
プリングを連結させる。

【００２９】パイロットクラッチの連結を解除すると、
変換手段の押圧力が消失し、摩擦クラッチの締結と、噛
み合いクラッチの噛み合いがそれぞれ解除され、カップ
リングが開放される。

【００３０】このカップリングを、４輪駆動車で２輪駆
動走行する際に切り離される車輪側の動力伝達系に配置
した場合は、カップリングを連結すると車両は４輪駆動
状態になり、悪路走破性、発進性、加速性、車体の安定
性などが向上する。

【００３１】また、カップリングの連結を解除すると、
カップリングから車輪までが切り離されて車両は２輪駆
動状態になり、車両の回頭性、旋回性などが向上すると
共に、エンジンの燃費が向上する。

【００３２】また、請求項１のカップリングは、摩擦ク
ラッチに加えて噛み合いクラッチを併用し、メインクラ
ッチを構成したから、摩擦クラッチだけでメインクラッ
チを構成する従来例と較べて、トルク伝達容量が大幅に
増加し、車輪に充分な駆動力を伝達することができる。

【００３３】従って、トルク伝達容量を増やすために、
メインクラッチとパイロットクラッチのクラッチ板枚数
を増やす必要がなくなり、また、これらを大径にする必
要がなくなる。

【００３４】このように、クラッチ板の枚数を増やす必
要がないから、オイルの粘性によるドラグトルクの増大
が防止され、メインクラッチとパイロットクラッチを大
径にする必要がないから、ドラグトルクの影響が増幅さ
れることはない。

【００３５】また、メインクラッチを構成する噛み合い
クラッチと摩擦クラッチの間でクラッチ容量の配分割合
を任意に設定可能であり、例えば、全体のクラッチ容量
が同一の場合、噛み合いクラッチの容量を大きくすれ
ば、摩擦クラッチの容量を小さくすることが可能であ
り、摩擦クラッチの容量を小さくすれば、ドラグトルク
をそれだけ小さくできる。

【００３６】こうして、ドラグトルクが極めて小さくな
り、実質的に防止されるから、カップリングの連結は、
解除操作に応じて迅速に、また、完全に解除される。

【００３７】従って、このカップリングを動力伝達系に
用いる上記の４輪駆動車では、任意のタイミングで車輪
を切り離し、完全な２輪駆動状態にすることができるか
ら、旋回性、回頭性などで所望の性能が得られると共
に、ドラグトルクが原因の切り離し側の動力伝達系の走
行抵抗によるエンジンの燃費への影響が防止される。

【００３８】また、上記のように、充分なトルク伝達容
量が得られるから、パイロットクラッチの操作手段（例
えば、電磁石）と、メインクラッチを押圧する変換手段
も大型にする必要がなくなり、さらに、メインクラッチ
とパイロットクラッチが大径化しないから、カップリン
グは、重量増加、大径化、大径化による周辺部材との干
渉などが防止され、車載性が大幅に向上する。

【００３９】また、操作手段の駆動源（例えば、バッテ
リ）の負担増加と燃費への影響が防止される。

【００４０】請求項１のカップリングは、上記のよう
に、トルク伝達容量の増加とドラグトルクの防止とを両
立させた上に、ドラグトルクが極めて小さいから、内部
をオイルによって充分に潤滑・冷却することが可能であ
り、それだけ高い耐久性が得ることができる。

【００４１】また、メインクラッチの摩擦クラッチと噛
み合いクラッチが押圧される過程で、摩擦クラッチの締
結が始まるタイミングを、噛み合いクラッチが噛み合う
タイミングより適度に早くすれば、先に締結が始まる摩
擦クラッチによって締結の度合いに応じたトルク伝達が
開始されると共に、その摩擦抵抗によって噛み合いクラ
ッチを構成する噛み合い歯の相対回転速度が小さくな
り、位相が合い易くなる。

【００４２】噛み合いクラッチは、このような摩擦クラ
ッチのシンクロ機能によって噛み合いが円滑に行われ、
位相が合うまでに生じるラチェッティングの時間が短縮
され、ラチェット音が大幅に低減されると共に、噛み合
いクラッチの耐久性を向上することができる。

【００４３】さらに、噛み合いクラッチの噛み合いに先
立って、上記のように、摩擦クラッチが締結されてお
り、カップリングの伝達トルクが既に立ち上がっている
から、噛み合いクラッチが噛み合ったときのショックが
大幅に低減され、車両の乗員が受ける違和感が緩和され
る。

【００４４】また、摩擦クラッチでシンクロ機能が得ら
れることによって、噛み合いクラッチ用のシンクロ機構
が不要になるから、カップリングは、シンクロ機構を装
備することに伴う構造の複雑化、大型化、重量増加、車
載性への影響、コストの上昇などが避けられる。

【００４５】請求項２の発明は、請求項１に記載のカッ
プリングであって、摩擦クラッチの押圧側、または、受
圧側に弾性部材を配置したことを特徴とし、請求項１の
構成と同等の作用・効果が得られる。

【００４６】また、摩擦クラッチの押圧側か受圧側に弾
性部材を配置したことによって、摩擦クラッチの締結が
それだけ早く開始されると共に、締結が開始されてから
終了するまでの押圧ストロークが長くなる。

【００４７】ストロークが長くなることによって、摩擦
クラッチによるトルクの立ち上がりが緩やかになり、カ
ップリングを連結したときのショックが小さくなるか
ら、乗員の違和感がさらに緩和される。

【００４８】また、弾性部材を配置することによって摩
擦クラッチの締結が早く始まるから、摩擦クラッチを先
に締結させてシンクロ機能やショック低減機能などを得
る上記のような構成が容易になる。

【００４９】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２に記載の発明であって、４輪駆動車において２輪駆動
走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、
この車輪を断続することを特徴とし、請求項１または請
求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。

【００５０】また、本発明のカップリングは、上記のよ
うにドラグトルクを実質的に防止できるから、２輪駆動
状態で車輪を切り離したときに、ドラグトルクによる車
輪の連れ回りが防止され、旋回性、回頭性などで所望の
性能が得られると共に、ドラグトルクによる切り離し側
の動力伝達系での走行抵抗が大幅に低減され、燃費が向
上する。

【００５１】しかも、４輪駆動状態と２輪駆動状態とを
切り換える４輪駆動車では、２輪駆動状態で走行する時
間が４輪駆動状態で走行する時間より遙かに長いから、
ドラグトルクを極めて小さくする本発明のカップリング
は、走行時間の長い２輪駆動状態でドラグトルクの防止
効果が得られる請求項３の構成に好適である。

【００５２】また、本発明のカップリングは、補助動力
を用いた４輪駆動車にも好適であり、例えば、２輪駆動
走行に切り換えたとき、あるいは、４輪駆動状態でロー
ルバック現象（登坂時にエンジン側車輪の空転によって
車体が後退する現象）が生じたときに、カップリングに
よって補助動力側の車輪を切り離すように構成すれば、
上記のようにドラグトルクが極めて小さいから、補助動
力と車輪とを確実に切り離することができる。

【００５３】さらに、補助動力に電動モータを用いたも
のでは、車輪の連れ回りによって電動モータが無理に回
されることが防止され、磁界側あるいは回転子側の巻線
に掛かる負担と温度上昇、軸受けに掛かる負担などが軽
減され、電動モータの耐久性が大きく向上する。

【００５４】また、ブラシタイプの電動モータでは、ブ
ラシの耐久性も向上するから、ブラシの交換回数がそれ
だけ少なくてすみ、保守コストを大幅に削減することが
できる。

【００５５】また、電動モータの起電力によってバッテ
リ、オルタネータ、制御回路の構成素子などに大きな負
荷が掛かることが防止され、これらの機能が正常に保た
れると共に、耐久性が大きく向上する。

【００５６】請求項４の発進クラッチは、請求項１〜３
の何れか一項に記載されたカップリングの入力側トルク
伝達部材をエンジン側に連結し、出力側トルク伝達部材
を変速機側に連結したことを特徴とする。

【００５７】この構成は、請求項１〜３のカップリング
をエンジンと変速機の間に配置して発進クラッチにした
ものであり、上記のように、ドラグトルクが防止され、
連結解除操作に応じて連結を完全に解除できるから、信
号などで停車したときのクリープ現象が防止され、クリ
ープ現象に伴う燃費への影響が防止される。

【００５８】また、変速機は、この発進クラッチによっ
て変速時にエンジンと完全に遮断されるから、円滑な変
速が可能になる。

【００５９】従って、変速機のシンクロ機構に必要な容
量がそれだけ小さくなり、シンクロ機構を含めた変速機
が小型軽量になり、車載性が向上する。

【００６０】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］図１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。

【００６１】カップリング１は請求項１，２，３の特徴
を備えており、後輪を切り離して２輪駆動状態にする４
輪駆動車で、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。また、図１の左方はこの車両の
前方（エンジン側）に相当し、符号を与えていない部材
等は図示されていない。

【００６２】この車両は、常時エンジンで前輪を駆動す
る２輪駆動状態で走行し、必要に応じてカップリング１
により後輪をエンジン側に連結し、４輪駆動状態にす
る。

【００６３】カップリング１は、クラッチハウジング
３、入力軸５（入力側トルク伝達部材）、コンパニオン
フランジ７、クラッチハブ９（出力側トルク伝達部
材）、多板クラッチ１１（摩擦クラッチ：メインクラッ
チ）、ウェーブリング１３（弾性部材）、噛み合いクラ
ッチ１５（メインクラッチ）、ボールカム１７（カム機
構：変換手段）、プレッシャープレート１９（押圧部
材）、カムリング２１、多板式のパイロットクラッチ２
３、電磁石２５（操作手段）、アーマチャ２７、コント
ローラなどから構成されている。

【００６４】上記のリヤデフはデフキャリヤに収容され
ており、カップリング１もこのデフキャリヤに収容さ
れ、リヤデフの前方に配置されている。デフキャリヤに
はオイルが封入され、オイル溜まりが設けられている。

【００６５】クラッチハウジング３は、非磁性体（例え
ば、アルミニウム材料）で作られており、前後に開口部
２９，３１が形成されている。

【００６６】入力軸５は、軸用の磁性体（例えば、スチ
ール材料）で作られており、後部にはフランジ部３３が
形成されている。

【００６７】このフランジ部３３はクラッチハウジング
３の前側の開口部２９に嵌合し、ボルト３５で固定され
ており、非磁性体のクラッチハウジング３と磁性体の入
力軸５が一体にされている。

【００６８】コンパニオンフランジ７は、入力軸５にセ
レーション連結されており、ナット３７で固定されてい
る。このコンパニオンフランジ７はプロペラシャフト側
のフランジに連結されることによって、エンジン（トラ
ンスファ）側に連結されている。

【００６９】クラッチハウジング３の後側の開口部３１
には、磁性体で作られたリング状のロータ３９が取り付
けられ、スナップリング４１で位置決めされている。さ
らに、ロータ３９は、凸部４３をクラッチハウジング３
の溝４５に係合することによって、クラッチハウジング
３と一体に回転する。

【００７０】入力軸５とクラッチハウジング３とロータ
３９は、上記のように一体にされており、これらは入力
軸５上のベアリング４７とロータ３９上のベアリング４
９によってデフキャリヤに支承されている。

【００７１】クラッチハブ９は、クラッチハウジング３
の内部に配置されており、前端部をボールベアリング５
１によって入力軸５のフランジ部３３に支承され、後端
部をニードルベアリング５３によってロータ３９に支承
されている。

【００７２】また、このクラッチハブ９は、リヤデフ側
のドライブピニオンシャフトにセレーション連結されて
いる。

【００７３】多板クラッチ１１は、クラッチハウジング
３とクラッチハブ９との間に配置されている。そのアウ
タープレート５５はクラッチハウジング３の内周に設け
られたスプライン５７に連結されており、インナープレ
ート５９はクラッチハブ９の外周に設けられたスプライ
ン６１に連結されている。

【００７４】ウェーブリング１３は、多板クラッチ１１
のプレート５５，５９とクラッチハウジング３の壁部６
３との間に配置されている。なお、ウェーブリング１３
は自由長で配置されており、下記のように、プレッシャ
ープレート１９に押圧されるまでは撓み（スプリング
力）が生じない。

【００７５】噛み合いクラッチ１５は、この壁部６３に
設けられた噛み合い歯６５と、クラッチ部材６７に設け
られた噛み合い歯６９とで構成されている。このクラッ
チ部材６７は多板クラッチ１１のインナープレート５９
に設けられた貫通孔７１を軸方向移動自在に貫通するこ
とにより、インナープレート５９と一体に回転しなが
ら、噛み合いクラッチ１５の操作方向に移動可能であ
る。

【００７６】なお、クラッチ部材６７と壁部６３の間
に、クラッチ部材６７を噛み合いクラッチ１５の噛み合
い解除方向に付勢するリターンスプリングを配置しても
よい。

【００７７】ボールカム１７は、プレッシャープレート
１９とカムリング２１との間に配置されている。

【００７８】プレッシャープレート１９は、クラッチハ
ブ９のスプライン６１に軸方向移動可能に連結されてお
り、ボールカム１７のスラスト力を受けて、多板クラッ
チ１１の締結方向と噛み合いクラッチ１５の噛み合い方
向に移動する。

【００７９】カムリング２１は、クラッチハブ９の外周
に配置されており、カムリング２１とロータ３９との間
には、ボールカム１７のカム反力を受けるワッシャ７３
とスラストベアリング７５が配置されている。

【００８０】パイロットクラッチ２３は、クラッチハウ
ジング３とカムリング２１との間に配置されている。そ
のアウタープレート７７はクラッチハウジング３のスプ
ライン５７に連結されており、インナープレート７９は
カムリング２１の外周に設けられたスプライン８１に連
結されている。

【００８１】電磁石２５は、支持部材を介してデフキャ
リヤに固定されており、適度なエアギャップを介してロ
ータ３９の凹部８３に貫入している。また、電磁石２５
は片側シール型のベアリング８５によってロータ３９に
支承され、エアギャップが適正な値に保たれている。電
磁石２５のリード線はデフキャリヤの外部に引き出さ
れ、車載のバッテリに接続されている。

【００８２】アーマチャ２７はパイロットクラッチ２３
のプレート７７，７９とプレッシャープレート１９との
間に配置されており、クラッチハウジング３に取り付け
られたスナップリングにより、プレッシャープレート１
９と接触しないように位置決めされている。

【００８３】ロータ３９とパイロットクラッチ２３とア
ーマチャ２７とによって電磁石２５の磁気回路８７が構
成されている。

【００８４】ロータ３９は溶接された非磁性体（例え
ば、ステンレス鋼等）のリング８９により、径方向の外
側と内側に分割されており、パイロットクラッチ２３の
各プレート７７，７９には、リング８９と対応する位置
に、切り欠き９１が周方向等間隔に設けられている。こ
れらのリング８９と切り欠き９１とによって、磁気回路
８７の磁力の短絡が防止されている。

【００８５】コントローラは、電磁石２５の励磁と励磁
停止を行う。

【００８６】電磁石２５が励磁されると、アーマチャ２
７が吸引されてパイロットクラッチ２３が押圧され、パ
イロットクラッチ２３が締結されると、クラッチハウジ
ング３からパイロットクラッチ２３とカムリング２１と
を介してボールカム１７にエンジンの駆動力が掛かり、
発生したカムスラスト力を受けてプレッシャープレート
１９が前方に移動し、壁部６３との間でウェーブリング
１３を撓めながら多板クラッチ１１を押圧して締結する
と共に、プレッシャープレート１９に押圧されてクラッ
チ部材６７が移動し、噛み合いクラッチ１５（噛み合い
歯６５，６９）が噛み合う。

【００８７】こうして、カップリング１が連結される。

【００８８】また、多板クラッチ１１のストロークはウ
ェーブリング１３を配置したことによって長くなってい
るから、噛み合いクラッチ１５の噛み合い開始に先立っ
て、多板クラッチ１１の締結が開始され、カップリング
１の伝達トルクが立ち上がり、ウェーブリング１３の撓
みが大きくなると、噛み合いクラッチ１５の噛み合いが
行われる。

【００８９】また、先に締結される多板クラッチ１１の
摩擦抵抗を受けて噛み合い歯６５，６９の相対回転速度
が小さくなり、位相が合い易くなるから、このシンクロ
機能によって噛み合いクラッチ１５の噛み合いは円滑に
行われる。

【００９０】カップリング１が連結されると、エンジン
の駆動力がカップリング１からリヤデフに伝達され、左
右の後輪に配分されて、車両は４輪駆動状態になり、悪
路走破性、発進性、加速性、車体の安定性などが向上す
る。

【００９１】また、電磁石２５の励磁を停止すると、パ
イロットクラッチ２３が開放されてボールカム１７のカ
ムスラスト力が消失し、ウェーブリング１３の付勢力に
より各プレート５５，５９を介してプレッシャープレー
ト１９とクラッチ部材６７が後退して多板クラッチ１１
と噛み合いクラッチ１５が開放され、カップリング１の
連結が解除される。

【００９２】このとき、上記のように、噛み合いクラッ
チ１５用のリターンスプリングが配置されていれば、そ
の付勢力によってクラッチ部材６７が後退し、噛み合い
クラッチ１５の噛み合いが迅速に解除される。

【００９３】カップリング１の連結が解除されると、リ
ヤデフ側が切り離され、車両は前輪駆動の２輪駆動状態
になり、車両の回頭性、旋回性などが向上すると共に、
エンジンの燃費が向上する。

【００９４】また、入力軸５とクラッチハウジング３と
ロータ３９は一体の密閉容器を形成しており、その内部
には入力軸５のフランジ部３３に設けられたオイル孔９
３からオイルが注入される。オイル注入後このオイル孔
９３は密封ボール９５を圧入してシールされる。

【００９５】また、入力軸５のフランジ部３３とクラッ
チハウジング３との間にはＯリング９７が配置され、ク
ラッチハウジング３とロータ３９との間にはＯリング９
９が配置され、ロータ３９とクラッチハブ９との間には
断面がＸ字状のシールであるＸリング１０１が配置され
ており、それぞれ外部へのオイル洩れを防止している。

【００９６】封入されたオイルは、クラッチハブ９に設
けられたオイル溜まり１０３に保持される。また、クラ
ッチハブ９にはこのオイル溜まり１０３と連通する径方
向のオイル流路１０５が設けられている。

【００９７】クラッチハブ９が回転すると、オイルはオ
イル溜まり１０３から各オイル流路１０５を通り、多板
クラッチ１１、ウェーブリング１３、噛み合いクラッチ
１５、ボールベアリング５１などに与えられてこれらを
潤滑・冷却し、さらに、プレッシャープレート１９のオ
イル流路１０７を通り、ボールカム１７、スラストベア
リング７５、パイロットクラッチ２３、アーマチャ２
７、Ｘリング１０１などを潤滑・冷却する。

【００９８】こうして、カップリング１が構成されてい
る。

【００９９】カップリング１は、上記のように、多板ク
ラッチ１１に噛み合いクラッチ１５を加えてメインクラ
ッチを構成したことにより、摩擦クラッチだけでメイン
クラッチを構成する従来例と較べて、トルク伝達容量が
大幅に増加するから、後輪に充分な駆動力を伝達して、
車両の動力性能を大きく向上させることができる。

【０１００】また、充分なトルク伝達容量が得られるか
ら、多板クラッチ１１とパイロットクラッチ２３のプレ
ート枚数を増やす必要がなくなると共に、これらを大径
にする必要がなくなる。

【０１０１】このように、プレート枚数を増やす必要が
ないから、オイルの粘性によるドラグトルクの増大が防
止され、多板クラッチ１１とパイロットクラッチ２３を
大径にする必要がないから、ドラグトルクの影響が増幅
されることはない。

【０１０２】また、多板クラッチ１１と噛み合いクラッ
チ１５との間でクラッチ容量の配分割合を任意に設定す
ることが可能であり、例えば、全体のクラッチ容量が同
一の場合、噛み合いクラッチ１５の容量を大きくすれ
ば、多板クラッチ１１の容量がそれだけ小さくなり、多
板クラッチ１１の容量を小さくすれば、ドラグトルクは
それだけ小さくなる。

【０１０３】こうして、ドラグトルクが極めて小さくな
るから、カップリング１は連結解除操作（電磁石２５の
励磁停止）に応じて迅速に、また、完全に連結が解除さ
れる。

【０１０４】従って、車両は、任意のタイミングで車輪
を切り離し、２輪駆動状態にすることができるから、旋
回性、回頭性などで所望の性能が得られると共に、ドラ
グトルクによるエンジンの燃費への影響が防止される。

【０１０５】また、２輪駆動状態で後輪を切り離したと
きは、ドラグトルクによる走行抵抗が大幅に低減される
上に、４輪駆動走行時間より遙かに長い２輪駆動走行中
にこのような効果が得られるから、燃費が大幅に向上す
る。

【０１０６】また、上記のように、充分なトルク伝達容
量が得られるから、パイロットクラッチ２３の操作手段
である電磁石２５と、多板クラッチ１１を押圧するボー
ルカム１７も大型にする必要がなくなり、さらに、多板
クラッチ１１とパイロットクラッチ２３が大径化しない
から、カップリング１は、重量増加、大径化、大径化に
よる周辺部材との干渉などが防止され、車載性が大幅に
向上する。

【０１０７】また、電磁石２５を大型にしないから、バ
ッテリの負担増加と燃費への影響が防止される。

【０１０８】上記のように、カップリング１は、トルク
伝達容量の増加とドラグトルクの防止とを両立させた上
に、ドラグトルクの影響が極めて小さいから、オイルに
よって充分に潤滑・冷却することが可能であり、高い耐
久性が得られる。

【０１０９】また、ウェーブリング１３を配置したこと
によって、噛み合いクラッチ１５の噛み合いより先に、
多板クラッチ１１の締結が開始されると共に、締結が開
始されてから終了するまでのストロークが長くなる。

【０１１０】ストロークが長くなることによって、多板
クラッチ１１によるトルクの立ち上がりが緩やかにな
り、カップリング１を連結したときのショックが小さく
なって、車両の乗員が受ける違和感が大幅に緩和され
る。

【０１１１】また、先に締結される多板クラッチ１１の
シンクロ機能によって噛み合いクラッチ１５が円滑に噛
み合うから、位相が合うまでに生じるラチェッティング
の時間が短縮され、ラチェット音が大幅に低減されると
共に、噛み合いクラッチ１５（噛み合い歯６５，６９）
の耐久性が向上する。

【０１１２】また、先に締結される多板クラッチ１１に
よってカップリング１の伝達トルクが立ち上がっている
から、噛み合いクラッチ１５が噛み合ったときのショッ
クが大幅に低減され、乗員の違和感がさらに緩和され
る。

【０１１３】また、上記の理由で、噛み合いクラッチ１
５のシンクロ機構が不要であるから、カップリング１
は、シンクロ機構を設けることに伴う構造の複雑化、大
型化、重量増加、車載性への影響、コストの上昇などが
避けられる。

【０１１４】また、ウェーブリング１３を配置すれば、
多板クラッチ１１の締結がそれだけ早く始まるから、噛
み合いクラッチ１５のシンクロ機能を得ると共に連結時
のショックを低減させる上記のような構成が、ウェーブ
リング１３を配置するだけで容易に成立する。

【０１１５】［第２実施形態］図２によって発進クラッ
チ２０１（本発明の第２実施形態）の説明をする。

【０１１６】発進クラッチ２０１は請求項１，２，３，
４の特徴を備えており、車両のエンジンと自動変速機と
の間に配置されている。以下、左右の方向は図２での左
右の方向であり、エンジンは発進クラッチ２０１の右側
に配置され、自動変速機は左側に配置されている。な
お、符号を与えていない部材等は図示されていない。

【０１１７】発進クラッチ２０１は、エンジンのクラン
ク軸に連結された入力軸２０３、クラッチハウジング２
０５（入力側トルク伝達部材）、磁性材料のロータ２０
７（出力側トルク伝達部材）、多板クラッチ２０９（摩
擦クラッチ：メインクラッチ）、プレッシャープレート
２１１（押圧部材）、噛み合いクラッチ２１３（メイン
クラッチ）、ウェーブリング２１５（弾性部材）、多板
式のパイロットクラッチ２１７、アーマチャ２１９、ボ
ールカム２２１（カム機構：変換手段）、電磁石２２３
（操作手段）、自動変速機側の出力軸２２５、コントロ
ーラなどから構成されている。

【０１１８】入力軸２０３にはフランジ部材２２７がボ
ルト２２９によって固定されており、フランジ部材２２
７はトーションスプリング２３１を介してディスク２３
３に連結されている。トーションスプリング２３１はそ
のダンパー機能によってエンジンの回転変動を吸収す
る。

【０１１９】クラッチハウジング２０５は、ボルト２３
５によってディスク２３３に固定されている。

【０１２０】ロータ２０７は、出力軸２２５にスプライ
ン連結されている。

【０１２１】多板クラッチ２０９は、軸方向に交互配置
された複数枚のアウタープレート２３７とインナープレ
ート２３９とを有し、クラッチハウジング２０５とロー
タ２０７との間に配置されている。アウタープレート２
３７はクラッチハウジング２０５の内周に軸方向移動自
在にスプライン連結されており、インナープレート２３
９はロータ２０７に溶接されたリング２４１の外周に軸
方向移動自在にスプライン連結されている。

【０１２２】また、これらアウタープレート２３７とイ
ンナープレート２３９の左側には受圧部材２４３が配置
されており、クラッチハウジング２０５にスプライン連
結され、スナップリング２４４によって左方に位置決め
されている。

【０１２３】プレッシャープレート２１１のボス部２４
５は、ニードルベアリング２４７を介して出力軸２２５
に支承されており、多板クラッチ２０９と噛み合いクラ
ッチ２１３の連結及び連結解除の両方向に移動可能であ
る。

【０１２４】噛み合いクラッチ２１３は、リング２４１
（ロータ２０７）に設けられた噛み合い歯２４９と、プ
レッシャープレート２１１に設けられた噛み合い歯２５
１とで構成されている。

【０１２５】ウェーブリング２１５は、多板クラッチ２
０９の各プレート２３７，２３９とプレッシャープレー
ト２１１との間に配置されている。なお、ウェーブリン
グ２１５は自由長で配置されており、下記のように、プ
レッシャープレート２１１に押圧されるまでは撓み（ス
プリング力）が生じない。

【０１２６】パイロットクラッチ２１７は、軸方向に交
互配置された複数枚のアウタープレート２５３とインナ
ープレート２５５とを有し、リング２４１（ロータ２０
７）とプレッシャープレート２１１のボス部２４５との
間に配置されている。アウタープレート２５３はリング
２４１の内周に軸方向移動自在にスプライン連結されて
おり、インナープレート２５５はボス部２４５に軸方向
移動自在にスプライン連結されている。

【０１２７】なお、パイロットクラッチ２１７は多板ク
ラッチ２０９の径方向内側に配置されており、これらは
径方向に完全にオーバーラップしている。また、噛み合
いクラッチ２１３も各クラッチ２０９，２１３に対して
径方向にほぼオーバーラップしている。

【０１２８】アーマチャ２１９は、パイロットクラッチ
２１７の各プレート２５３，２５５の右側に配置されて
おり、リング２４１の内周にスプライン連結され、スナ
ップリング２５６によって位置決めされている。

【０１２９】ボールカム２２１は、プレッシャープレー
ト２１１のボス部２４５とクラッチハウジング２０５の
円板部２５７にそれぞれ形成されたカム溝にボール２５
９を配置して構成されている。

【０１３０】このように、ボールカム２２１はパイロッ
トクラッチ２１７の径方向内側（クラッチハウジング２
０５の回転中心付近）に配置されており、パイロットク
ラッチ２１７とクラッチハウジング２０５から大きなト
ルクを受ける。

【０１３１】電磁石２２３は発進クラッチ２０１を収容
するトランスミッションケース２６１に固定されてお
り、ロータ２０７に設けられた凹部２６３に所定のエア
ギャップを介して配置されている。

【０１３２】ロータ２０７には非磁性体（例えば、ステ
ンレス鋼）のリング２６５が溶接されており、このリン
グ２６５によって径方向の外側と内側で磁気的に絶縁さ
れている。また、パイロットクラッチ２１７の各プレー
ト２５３，２５５には、リング２６５と対応する位置
に、切り欠きが周方向等間隔に設けられている。これら
のリング２６５と切り欠きとによって、電磁石２２３の
磁力の短絡が防止されている。

【０１３３】トランスミッションケース２６１は車体側
に固定されており、出力軸２２５はノーシール型のボー
ルベアリング２６７を介してトランスミッションケース
２６１に支承されている。

【０１３４】コントローラは、電磁石２２３の励磁と励
磁停止を行う。

【０１３５】電磁石２２３が励磁されると、アーマチャ
２１９が吸引されてパイロットクラッチ２１７が締結さ
れ、プレッシャープレート２１１が出力軸２２５側に連
結され、クラッチハウジング２０５からボールカム２２
１にエンジンの駆動力が掛かり、発生したカムスラスト
力によってプレッシャープレート２１１が左に移動し、
ウェーブリング２１５を撓めながら先に受圧部材２４３
との間で多板クラッチ２０９を押圧して締結し、さら
に、噛み合いクラッチ２１３（噛み合い歯２４９，２５
１）を噛み合わせる。

【０１３６】こうして、発進クラッチ２０１が連結さ
れ、車両が発進可能になる。

【０１３７】また、多板クラッチ２０９のストロークは
ウェーブリング２１５を配置したことによって長くなっ
ており、上記のように、噛み合いクラッチ２１３の噛み
合いが始まる前に、多板クラッチ２０９の締結が開始さ
れて発進クラッチ２０１の伝達トルクが立ち上がり、ウ
ェーブリング２１５の撓みがさらに大きくなると、噛み
合いクラッチ２１３の噛み合いが行われる。

【０１３８】また、先に締結される多板クラッチ２０９
の摩擦抵抗により、噛み合い歯２４９，２５１の相対回
転速度が小さくなって位相が合い易くなり、このシンク
ロ機能によって噛み合いクラッチ２１３の噛み合いが円
滑に行われる。

【０１３９】なお、多板クラッチ２０９を押圧するボー
ルカム２２１のカムスラスト力はクラッチハウジング２
０５上の受圧部材２４３に掛かり、カム反力はクラッチ
ハウジング２０５に掛かるから、多板クラッチ２０９の
押圧力とその反力はクラッチハウジング２０５上で相殺
される。

【０１４０】また、変速時は電磁石２２３の励磁を停止
する。

【０１４１】電磁石２２３の励磁を停止すると、パイロ
ットクラッチ２１７が開放されてボールカム２２１のカ
ムスラスト力が消失し、ウェーブリング２１５の付勢力
によってプレッシャープレート２１１が右方に戻り、多
板クラッチ２０９と噛み合いクラッチ２１３が開放さ
れ、発進クラッチ２０１の連結が解除されて、変速が容
易になる。

【０１４２】また、クラッチハウジング２０５と受圧部
材２４３との間にはＯリング２６９が配置されており、
受圧部材２４３とトランスミッションケース２６１との
間にはオイルシール２７１が配置されて、発進クラッチ
２０１を密封型にしている。

【０１４３】密封型にされた発進クラッチ２０１は、ロ
ータ２０５と出力軸２２５との間にオイル流路を形成
し、矢印２７３のように、ここから自動変速機のＡＴポ
ンプでＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・
オイル）を内部に供給するように構成されている。

【０１４４】内部に供給されたオイルはＡＴポンプの圧
力と、遠心力とによってニードルベアリング２４７、パ
イロットクラッチ２１７、噛み合いクラッチ２１３、多
板クラッチ２０９、ウェーブリング２１５などに与えら
れ、これらを潤滑・冷却する。また、オイルはプレッシ
ャープレート２１１に設けられたオイル孔２７５からク
ラッチハウジング２０５の円板部２５７側に移動してボ
ールカム２２１を潤滑・冷却し、矢印２７７のように、
出力軸２２５のオイル流路２７９を通って自動変速機側
に戻る。

【０１４５】なお、受圧部材２４３とトランスミッショ
ンケース２６１との間にオイルシール２７１を配置する
代わりに、受圧部材２４３とロータ２０７との間にシー
ル（Ｏリング）を配置すれば、相対回転部材の間に配置
されるシールがなくなるから、シール及び発進クラッチ
（カップリング）の耐久性が向上する。

【０１４６】こうして、発進クラッチ２０１が構成され
ている。

【０１４７】発進クラッチ２０１は、上記のように、多
板クラッチ２０９に噛み合いクラッチ２１３を加えてメ
インクラッチを構成したことにより、摩擦クラッチだけ
でメインクラッチを構成する従来例と較べて、トルク伝
達容量が大幅に増加するから、車輪に充分な駆動力を伝
達して、車両の動力性能を大きく向上させることができ
る。

【０１４８】また、充分なトルク伝達容量が得られるか
ら、多板クラッチ２０９とパイロットクラッチ２１７の
プレート枚数を増やす必要がなくなると共に、これらを
大径にする必要がなくなる。

【０１４９】プレート枚数を増やす必要がないから、オ
イルの粘性によるドラグトルクの増大が防止され、多板
クラッチ２０９とパイロットクラッチ２１７を大径にす
る必要がないから、ドラグトルクの影響が増幅されるこ
とはない。

【０１５０】また、全体のクラッチ容量を同一に保ちな
がら、噛み合いクラッチ２１３の容量を大きくし、多板
クラッチ２０９の容量を小さくすれば、ドラグトルクは
それだけ小さくなる。

【０１５１】こうして、ドラグトルクが極めて小さくな
るから、発進クラッチ２０１は連結解除操作（電磁石２
２３の励磁停止）に応じて迅速に、また、完全に連結が
解除される。

【０１５２】従って、車両は、信号などで停車したとき
のクリープ現象が防止される。

【０１５３】また、発進クラッチ２０１によって変速時
に自動変速機がエンジンと完全に遮断されるから、円滑
な変速が可能になる。

【０１５４】また、自動変速機がシンクロ機構を備えて
いる場合は、シンクロ機構に必要な容量がそれだけ小さ
くなるから、自動変速機が全体に小型軽量になり、車載
性が向上する。

【０１５５】また、上記のように、充分なトルク伝達容
量が得られるから、パイロットクラッチ２１７の操作手
段である電磁石２２３と、多板クラッチ２０６を押圧す
るボールカム２２１も大型にする必要がなくなり、さら
に、多板クラッチ２０９とパイロットクラッチ２１７が
大径化しないから、発進クラッチ２０１は、重量増加、
大径化、大径化による周辺部材との干渉などが防止さ
れ、車載性が大幅に向上する。

【０１５６】また、電磁石２２３を大型にしないから、
バッテリの負担増加と燃費への影響が防止される。

【０１５７】上記のように、発進クラッチ２０１は、ト
ルク伝達容量の増加とドラグトルクの防止とを両立させ
た上に、ドラグトルクの影響が極めて小さいから、オイ
ルによって充分に潤滑・冷却することが可能であり、高
い耐久性が得られる。

【０１５８】また、ウェーブリング２１５を配置したこ
とによって、上記のように、多板クラッチ２０９の締結
が先に開始されて押圧ストロークが長くなるから、多板
クラッチ２０９によるトルクの立ち上がりが緩やかにな
り、発進クラッチ２０１を連結したときのショックが小
さくなって、車両の乗員が受ける違和感が大幅に緩和さ
れる。

【０１５９】また、先に締結される多板クラッチ２０９
のシンクロ機能によって、噛み合いクラッチ２１３の噛
み合いが円滑に行われるから、位相が合うまでに生じる
ラチェッティングの時間が短縮され、ラチェット音が大
幅に低減されると共に、噛み合いクラッチ２１３（噛み
合い歯２４９，２５１）の耐久性が向上する。

【０１６０】また、多板クラッチ２０９によって発進ク
ラッチ２０１の伝達トルクが先に立ち上がっているか
ら、噛み合いクラッチ２１３が噛み合ったときのショッ
クが大幅に低減され、乗員の違和感がさらに緩和され
る。

【０１６１】また、上記の理由で、噛み合いクラッチ２
１３のシンクロ機構が不要であるから、発進クラッチ２
０１は、シンクロ機構を設けることに伴う構造の複雑
化、大型化、重量増加、車載性への影響、コストの上昇
などが避けられる。

【０１６２】また、ウェーブリング２１５を配置すれ
ば、多板クラッチ２０９の締結がそれだけ早く始まるか
ら、噛み合いクラッチ２１３のシンクロ機能を得ると共
に連結時のショックを低減させる上記のような構成が、
ウェーブリング２１５を配置するだけで容易に成立す
る。

【０１６３】［第３実施形態］次に、図３と図４によっ
て断続クラッチ３０１（本発明の第３実施形態：カップ
リング）の説明をする。

【０１６４】断続クラッチ３０１は請求項１，２，３の
特徴を備えている。図３は断続クラッチ３０１を示し、
図４はこれを用いた動力伝達装置３０３とを示してい
る。また、左右の方向は動力伝達装置３０１を用いた車
両及び各図での左右の方向であり、符号のない部材等は
図示されていない。

【０１６５】この車両は、前輪をエンジンで駆動し、後
輪を補助動力（本実施例では電動モータ）で駆動する４
輪駆動車であり、その動力系は、エンジンとトランスミ
ッション、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）、左右の前輪など
から構成される前輪側の主動力系と、電動モータ、電動
モータ用バッテリ、センサーからの情報に基づいて電動
モータを制御するコントローラ、動力伝達装置３０３、
左右の後輪などから構成される後輪側の補助動力系とで
構成されている。

【０１６６】通常の走行中は、主動力系を作動させて前
輪をエンジンで駆動し、例えば、発進時、加速時、前輪
が空転したとき、あるいは、登坂時や段差を乗り越える
ときなどのように、大きな駆動力が必要なときに、補助
動力系を作動させて後輪を電動モータで駆動する。

【０１６７】このように、動力伝達装置３０３は後輪側
の補助動力系に配置されており、減速機構３０５、断続
クラッチ３０１、リヤデフ３０７、コントローラなどか
ら構成されている。

【０１６８】動力伝達装置３０３はケーシング３０９に
収容されており、このケーシング３０９は減速機構３０
５と断続クラッチ３０１を収容するギヤケーシング部３
１１とリヤデフ３０７を収容するデフキャリヤ部３１３
から構成されている。

【０１６９】また、ケーシング３０９にはオイル溜まり
が設けられている。

【０１７０】減速機構３０５は、３段の減速ギヤ組３１
５，３１７，３１９と、下記のように、これらが連結さ
れた第１軸３２１、第２軸３２３、第３軸から構成され
ており、第３軸は同軸配置された中空の外側軸３２５と
内側軸３２７（出力側トルク伝達部材）から構成されて
いる。

【０１７１】減速ギヤ組３１５は減速ギヤ３２９，３３
１から構成され、減速ギヤ組３１７は減速ギヤ３３３，
３３５から構成され、減速ギヤ組３１９は減速ギヤ３３
７，３３９から構成されている。

【０１７２】減速ギヤ組３１５の減速ギヤ３２９は第１
軸３２１のほぼ中央に形成され、減速ギヤ３３１は第２
軸３２３の右端部に形成されている。

【０１７３】減速ギヤ組３１７の減速ギヤ３３３は第２
軸３２３の左端部に形成され、減速ギヤ３３５（動力伝
達部材）は外側軸３２５の右端部に形成されている。

【０１７４】減速ギヤ組３１９の減速ギヤ３３７は内側
軸３２７の右端部に形成されている。また、減速ギヤ３
３９はリングギヤであり、リヤデフ３０７のデフケース
３４１にボルト３４３で固定されている。

【０１７５】このように減速ギヤ組３１５，３１７，３
１９は、互い違いに組み付けることによってリヤデフ３
０７のデフセンター寄りに配置されている。

【０１７６】第１軸３２１はボールベアリング３４５，
３４７を介してギヤケーシング部３１１に支承されてお
り、第１軸３２１の右端部には後輪駆動用の上記電動モ
ータの出力軸が連結されている。また、第１軸３２１と
ギヤケーシング部３１１との間には、外部へのオイル漏
れを防止するオイルシール３４９が配置されている。

【０１７７】第２軸３２３はボールベアリング３５１，
３５３を介してギヤケーシング部３１１に支承されてい
る。

【０１７８】ボールベアリング３５１は、第２軸３２３
の左端部ではなく中央よりに配置されており、こうする
ことによって第２軸３２３の左端部に、外側軸３２５と
の係合部（減速ギヤ３３３）を形成することが可能にな
っている。

【０１７９】また、第３軸の内側軸３２７はボールベア
リング３５５，３５７を介してギヤケーシング部３１１
に支承されており、外側軸３２５はボールベアリング３
５９，３６１を介して内側軸３２７の外周に支承されて
いる。

【０１８０】デフケース３４１はボールベアリング３６
３，３６５を介してデフキャリヤ部３１３に支承されて
いる。

【０１８１】上記のように、減速ギヤ組３１９はリヤデ
フ３０７側のリングギヤ（減速ギヤ３３９）を含んで構
成されており、各減速ギヤ組３１５，３１７，３１９と
リヤデフ３０７は同一のケーシング３０９に収容されて
いるから、各減速ギヤ組３１５，３１７，３１９とリヤ
デフ３０７は一体に構成（ユニット化）されている。

【０１８２】断続クラッチ３０１は、外側軸３２５と内
側軸３２７の間に配置されており、断続クラッチ３０１
が連結されると、電動モータの駆動力は、減速ギヤ組３
１５，３１７，３１９によって３段に減速された後リヤ
デフ３０７のデフケース３４１を回転させる。

【０１８３】リヤデフ３０７は、ベベルギヤ式の差動機
構を備えており、この差動機構は、デフケース３４１に
固定された複数本のピニオンシャフト、各ピニオンシャ
フト上に支承されたピニオンギヤ、これらのピニオンギ
ヤと噛み合った一対の出力側サイドギヤから構成されて
いる。

【０１８４】各サイドギヤは、左右のドライブシャフト
３６７，３６９にスプライン連結されている。各ドライ
ブシャフト３６７，３６９はデフキャリヤ部３１３から
外部に貫通し、継ぎ手３７１，３７３を介して左右の後
輪に連結されている。

【０１８５】また、各ドライブシャフト３６７，３６９
とデフキャリヤ部３１３との間には、外部へのオイル漏
れを防止するオイルシール３７５，３７５が配置されて
いる。

【０１８６】デフケース３４１を回転させる電動モータ
の駆動力は、ピニオンシャフトからピニオンギヤを介し
て各サイドギヤに配分され、さらにドライブシャフト３
６７，３６９と継ぎ手３７１，３７３を介して左右の後
輪に伝達され、車両が４輪駆動状態になり、悪路の脱出
性と走破性、発進性、加速性、車体の安定性などが大き
く向上する。

【０１８７】また、悪路などで後輪間に駆動抵抗差が生
じると、電動モータの駆動力はピニオンギヤの自転によ
って各後輪に差動配分される。

【０１８８】また、電動モータの回転を停止すると、車
両はエンジンの前輪駆動による２輪駆動状態になり、こ
のとき、下記のように、コントローラは断続クラッチ３
０１の連結を解除し、後輪による連れ回りを電動モータ
から遮断する。

【０１８９】図４に拡大して示したように、断続クラッ
チ３０１は、回転ケース３７７（入力側トルク伝達部
材）、プレッシャープレート３７９（押圧部材）、多板
クラッチ３８１（摩擦クラッチ：メインクラッチ）、噛
み合いクラッチ３８３（メインクラッチ）、ウェーブリ
ング３８５（弾性部材）、多板式のパイロットクラッチ
３８７、カムリング３８９、ボールカム３９１（変換手
段）、アーマチャ３９３、電磁石３９５（操作手段）、
トロコイド式のギヤポンプ３９７（図３）、コントロー
ラなどから構成されている。

【０１９０】回転ケース３７７は減速ギヤ組３１７の外
側軸３２５に溶接されている。

【０１９１】プレッシャープレート３７９は、内側軸３
２７の外周に移動自在にスプライン連結されており、下
記のように、多板クラッチ３８１と噛み合いクラッチ３
８３の連結及び連結解除の両方向に移動可能である。

【０１９２】多板クラッチ３８１は、軸方向に交互配置
された複数枚のアウタープレート３９９とインナープレ
ート４０１とを有し、回転ケース３７７とプレッシャー
プレート３７９との間に配置されている。アウタープレ
ート３９９は回転ケース３７７の内周に軸方向移動自在
にスプライン連結されており、インナープレート４０１
はプレッシャープレート３７９に軸方向移動自在にスプ
ライン連結されている。

【０１９３】噛み合いクラッチ３８３は、プレッシャー
プレート３７９に設けられた噛み合い歯４０３と、外側
軸３２５（回転ケース３７７）に設けられた噛み合い歯
４０５とで構成されている。

【０１９４】ウェーブリング３８５は、多板クラッチ３
８１の各プレート３９９，４０１と回転ケース３７７と
の間に配置されている。なお、ウェーブリング３８５は
自由長で配置されており、下記のように、プレッシャー
プレート３７９に押圧されるまでは撓み（スプリング
力）が生じない。

【０１９５】パイロットクラッチ３８７は、軸方向に交
互配置された複数枚のアウタープレート４０７とインナ
ープレート４０９とを有し、回転ケース３７７とカムリ
ング３８９との間に配置されている。アウタープレート
４０７は回転ケース３７７の内周に軸方向移動自在にス
プライン連結されており、インナープレート４０９はカ
ムリング３８９の外周に軸方向移動自在にスプライン連
結されている。

【０１９６】ボールカム３９１は、プレッシャープレー
ト３７９とカムリング３８９にそれぞれ形成されたカム
溝にボール４１１を配置して構成されている。

【０１９７】アーマチャ３９３は、パイロットクラッチ
３８７の各プレート４０７，４０９の右側に配置されて
おり、回転ケース３７７の内周に取り付けられたスナッ
プリング４１３によって位置決めされ、プレッシャープ
レート３７９と接触しないようにされている。

【０１９８】電磁石３９５のコア４１５は、連結部材４
１７とボルト４１９によってギヤケーシング部３１１に
連結されている。また、コイル４２１からコア４１５と
ギヤケーシング部３１１とを介して外部に引き出された
リード線４２３は車載のバッテリに接続されている。

【０１９９】回転ケース３７７の左端部には電磁石３９
５の磁気回路の一部を構成する磁性材料のロータ４２５
が配置されている。このロータ４２５は回転ケース３７
７の内周に取り付けられたスナップリング４２７によっ
て軸方向に位置決めされていると共に、ニードルベアリ
ング４２９によって内側軸３２７上に支承されている。

【０２００】また、カムリング３８９とロータ４２５と
の間には、ボールカム３９１のカム反力を受けるスラス
トベアリング４３１とワッシャ４３３が配置されてい
る。

【０２０１】また、電磁石３９５のコア４１５はロータ
４２５に設けられた凹部４３５に所定のエアギャップを
介して配置されている。

【０２０２】ロータ４２５には非磁性体（例えば、ステ
ンレス鋼）のリング４３７が溶接されており、このリン
グ４３７によって径方向の外側と内側で磁気的に絶縁さ
れている。また、パイロットクラッチ３８７の各プレー
ト４０７，４０９には、リング４３７と対応する位置
に、切り欠きが周方向等間隔に設けられている。これら
のリング４３７と切り欠きとによって、電磁石３９５の
磁力の短絡が防止されている。

【０２０３】コントローラは、電磁石３９５の励磁と励
磁停止操作、後輪駆動用電動モータの回転と回転停止操
作を行い、電動モータを回転させるときはこれと連動し
て電磁石３９５を連結させ、電動モータの回転を停止さ
せるときはこれと連動して電動モータの連結を解除す
る。

【０２０４】電磁石３９５を励磁すると、アーマチャ３
９３が吸引されてパイロットクラッチ３８７を押圧し締
結させる。

【０２０５】パイロットクラッチ３８７が締結される
と、パイロットクラッチ３８７によって回転ケース３７
７側に連結されたカムリング３８９を介してボールカム
３９１に電動モータの駆動力が掛かり、発生したカムス
ラスト力を受けてプレッシャープレート３７９が右方に
移動し、ウェーブリング３８５を撓めながら先に多板ク
ラッチ３８１を押圧して締結させ、さらに、噛み合いク
ラッチ３８３（噛み合い歯４０３，４０５）を噛み合わ
せ、断続クラッチ３０１を連結させる。

【０２０６】断続クラッチ３０１が連結されると、電動
モータの駆動力が減速ギヤ組３１５，３１７，３１９を
通ってリヤデフ３０７に伝達され、車両が４輪駆動状態
になる。

【０２０７】また、多板クラッチ３８１のストロークは
ウェーブリング３８５を配置したことによって長くなっ
ており、上記のように、噛み合いクラッチ３８３の噛み
合いに先立って、多板クラッチ３８１の締結が開始され
て断続クラッチ３０１の伝達トルクが立ち上がり、ウェ
ーブリング３８５の撓みが大きくなると、噛み合いクラ
ッチ３８３の噛み合いが行われる。

【０２０８】また、先に締結される多板クラッチ３８１
の摩擦抵抗により、噛み合い歯４０３，４０５の相対回
転速度が小さくなって位相が合い易くなり、このシンク
ロ機能によって噛み合いクラッチ３８３の噛み合いが円
滑に行われる。

【０２０９】また、電磁石３９５の励磁を停止すると、
パイロットクラッチ３８７が開放されてボールカム３９
１のカムスラスト力が消失し、ウェーブリング３８５の
付勢力により各プレート３９９，４０１を介してプレッ
シャープレート３７９が左方に戻り、多板クラッチ３８
１と噛み合いクラッチ３８３が開放され、断続クラッチ
３０１の連結が解除される。

【０２１０】断続クラッチ３０１の連結が解除される
と、上記のように、車両はエンジンの前輪駆動による２
輪駆動状態になる。

【０２１１】コントローラは、車両を発進させるとき、
あるいは、加速するとき、電動モータを回転させると共
に、断続クラッチ３０１を連結させて４輪駆動状態に
し、エンジンの駆動力に電動モータの駆動力を加えて車
両の駆動力を強化し、発進性、加速性を向上させる。

【０２１２】また、車速が所定値（例えば、２０ｋｍ／
ｈ）に達すると、コントローラは電動モータの回転を停
止し、これと連動して断続クラッチ３０１の連結を解除
し、２輪駆動状態にする。

【０２１３】また、コントローラは、登坂時にも車両を
上記のような４輪駆動状態にし、車両の駆動力を強化す
る。

【０２１４】この登坂中に、前輪が空転して車両が後退
するロールバック現象が生じると、コントローラは、電
動モータの回転を停止し、断続クラッチ３０１の連結を
解除する。

【０２１５】このように、断続クラッチ３０１の連結が
解除されると、電動モータは後輪から切り離され、後輪
の回転（前進走行時は正転、ロールバック時は逆転）に
よって無理に回されることから解放される。

【０２１６】また、上記のような発進後の所定車速とは
無関係に、走行中の駆動トルクを大きくしたい場合は、
電動モータを回転させ断続クラッチ３０１を連結すれ
ば、段差や窪地などの乗り越し性が向上し、車両の加速
性がさらに向上する。

【０２１７】ギヤポンプ３９７は、中空の連結軸４３９
を介して内側軸３２７に回転駆動され、ケーシング３０
９のオイル溜まりから吸い上げたオイルを、連結軸４３
９と内側軸３２７に形成された軸方向のオイル流路４４
１，４４３と、内側軸３２７に形成された径方向のオイ
ル流路４４５，４４７，４４９から多板クラッチ３８
１、噛み合いクラッチ３８３、パイロットクラッチ３８
７、ボールカム３９１、ベアリング４２９，４３１など
に供給し、これらを充分に潤滑・冷却する。

【０２１８】さらに、このオイルは遠心力によって回転
ケース３７７のオイル流路４５１，４５１から外部に排
出され、オイル溜まりに戻る。

【０２１９】また、プレッシャープレート３９１には、
オイル流路４５３が設けられており、このオイル流路４
５３によってオイルの移動が促進され、潤滑・冷却効果
が高まると共に、プレッシャープレート３９１に対する
オイルの移動抵抗が低減され、多板クラッチ３８１と噛
み合いクラッチ３８３の連結及び連結解除のレスポンス
が向上する。

【０２２０】また、電磁石３９５のコイル４２１は、オ
イルによって冷却され特性が安定すると共に、その熱に
よってオイル溜まりのオイルと、周辺のパイロットクラ
ッチ３８７やボールカム３９１などを加温し、この暖め
られたオイルが、上記のようにギヤポンプ３９７から多
板クラッチ３８１などに送られ、これらの機能を暖めて
動作を安定させる。

【０２２１】なお、断続クラッチ３０１は、本発明のカ
ップリングを、エンジンを主駆動力源にし電動モータを
補助駆動力源にした電気自動車に適用した例であるが、
本発明のカップリングは、第２実施形態のカップリング
２０１のように、エンジンを駆動力源にした４輪駆動車
の切り離し側車輪に用いることもできる。

【０２２２】こうして、断続クラッチ３０１と動力伝達
装置３０３が構成されている。

【０２２３】断続クラッチ３０１は、上記のように、多
板クラッチ３８１に噛み合いクラッチ３８３を加えてメ
インクラッチを構成したことにより、摩擦クラッチだけ
でメインクラッチを構成する従来例と較べて、トルク伝
達容量が大幅に増加するから、後輪に充分な駆動力を伝
達して、車両の動力性能を大きく向上させることができ
る。

【０２２４】また、充分なトルク伝達容量が得られるか
ら、多板クラッチ３８１とパイロットクラッチ３８７の
プレート枚数を増やす必要がなくなると共に、これらを
大径にする必要がなくなる。

【０２２５】プレート枚数を増やす必要がないから、オ
イルの粘性によるドラグトルクの増大が防止され、多板
クラッチ３８１とパイロットクラッチ３８７を大径にす
る必要がないから、ドラグトルクの影響が増幅されるこ
とはない。

【０２２６】また、全体のクラッチ容量を同一に保ちな
がら、噛み合いクラッチ３８３の容量を大きくし、多板
クラッチ３８１の容量を小さくすれば、ドラグトルクは
それだけ小さくなる。

【０２２７】このように、ドラグトルクが極めて小さく
なるから、断続クラッチ３０１は連結解除操作（電磁石
３９５の励磁停止）に応じて迅速に、また、完全に連結
が解除される。

【０２２８】従って、特に本実施形態のように補助動力
として電動モータを用いたものでは、回転を停止したと
き断続クラッチ３０１によって後輪と完全に切り離され
るから、電動モータは後輪の回転によって無理に回され
ることがなくなり、磁界側あるいは回転子側の巻線に掛
かる負担と温度上昇、軸受けに掛かる負担などが軽減さ
れ、電動モータの耐久性が大きく向上する。

【０２２９】また、ブラシタイプの電動モータでは、ブ
ラシの耐久性も向上するから、ブラシの交換回数がそれ
だけ少なくてすみ、保守コストを大幅に削減することが
できる。

【０２３０】さらに、電動モータの起電力によってバッ
テリ、オルタネータ、制御回路の構成素子などに大きな
負荷が掛かることが防止され、これらの機能が正常に保
たれると共に、耐久性が大きく向上する。

【０２３１】また、上記のように、充分なトルク伝達容
量が得られるから、パイロットクラッチ３８７の操作手
段である電磁石３９５と、多板クラッチ３８１を押圧す
るボールカム３９１も大型にする必要がなくなり、さら
に、多板クラッチ３８１とパイロットクラッチ３８７が
大径化しないから、断続クラッチ３０１は、重量増加、
大径化、大径化による周辺部材との干渉などが防止さ
れ、車載性が大幅に向上する。

【０２３２】また、電磁石３９５を大型にしないから、
バッテリの負担増加と燃費の影響が防止される。

【０２３３】上記のように、断続クラッチ３０１は、ト
ルク伝達容量の増加とドラグトルクの防止とを両立させ
た上に、ドラグトルクの影響が極めて小さいから、オイ
ルによって充分に潤滑・冷却することが可能であり、高
い耐久性が得られる。

【０２３４】また、ウェーブリング３８５を配置したこ
とにより、多板クラッチ３８１の押圧ストロークが長く
なってトルクの立ち上がりが緩やかになり、連結時のシ
ョックが小さくなって、車両の乗員が受ける違和感が大
幅に緩和される。

【０２３５】また、先に締結される多板クラッチ３８１
のシンクロ機能によって、噛み合いクラッチ３８３の噛
み合いが円滑に行われるから、位相が合うまでに生じる
ラチェッティングの時間が短縮され、ラチェット音が大
幅に低減されると共に、噛み合いクラッチ３８３（噛み
合い歯４０３，４０５）の耐久性が向上する。

【０２３６】また、多板クラッチ３８１によって断続ク
ラッチ３０１の伝達トルクが先に立ち上がっているか
ら、噛み合いクラッチ３８３が噛み合ったときのショッ
クが大幅に低減され、乗員の違和感がさらに緩和され
る。

【０２３７】また、上記の理由で、噛み合いクラッチ３
８３のシンクロ機構が不要であるから、断続クラッチ３
０１はシンクロ機構を設けることに伴う構造の複雑化、
大型化、重量増加、車載性への影響、コストの上昇など
が避けられる。

【０２３８】また、ウェーブリング３８５を配置すれ
ば、多板クラッチ３８１の締結がそれだけ早く始まるか
ら、噛み合いクラッチ３８３のシンクロ機能を得ると共
に連結時のショックを低減させる上記のような構成が、
ウェーブリング３８５を配置するだけで容易に成立す
る。

【０２３９】なお、本発明において、弾性部材の配置箇
所は、摩擦クラッチの押圧側と受圧側のいずれでもよ
い。

【０２４０】また、弾性部材は、ウェーブリングに限ら
ず、例えば、皿ばね、コイルばね、ゴムやプラスチック
のばねのように、どのような形状、あるいは、材質のス
プリングでもよい。

【０２４１】また、メインクラッチを構成する摩擦クラ
ッチと、パイロットクラッチは、多板クラッチの他に、
例えば、単板クラッチ、コーンクラッチなどのように、
どのような形式の摩擦クラッチを用いてもよい。

【０２４２】また、これらは湿式でも乾式でもよい。

【０２４３】また、多板クラッチや単板クラッチのアウ
タープレートとインナープレートには、カップリングや
発進クラッチに用いられたときに必要な強度、耐久性、
潤滑オイルのような周辺環境に対する適性などの条件に
合わせて、例えば、スティール、カーボン、ペーパーや
これら以外のプレート材料の中から自由に選択すること
ができる。

【０２４４】また、パイロットクラッチの操作手段は、
電磁石に限らず、電動モータや、油圧アクチュエータの
ような流体圧アクチュエータでもよい。

【０２４５】

【発明の効果】請求項１のカップリングは、メインクラ
ッチに摩擦クラッチと噛み合いクラッチを併用すること
によって、トルク伝達容量が大幅に増加し、車輪に充分
な駆動力を伝達できる。

【０２４６】また、メインクラッチとパイロットクラッ
チのクラッチ板枚数を増やす必要がなくなってオイルの
粘性によるドラグトルクの増大が防止され、これらを大
径にする必要がなくなってドラグトルクの増幅が防止さ
れ、さらに、噛み合いクラッチの容量を大きくし摩擦ク
ラッチの容量を小さくすることによって、ドラグトルク
が極めて小さくなるから、カップリングの連結は解除操
作に応じて迅速に、また、完全に解除される。

【０２４７】従って、このカップリングを４輪駆動車の
動力伝達系に用いた構成では、カップリングで車輪を切
り離す２輪駆動状態で、旋回性、回頭性などで所望の性
能が得られると共に、ドラグトルクによる燃費への影響
が防止される。

【０２４８】また、充分なトルク伝達容量が得られるこ
とによって、パイロットクラッチの操作手段と、メイン
クラッチを押圧する変換手段とを大型にする必要がなく
なり、さらに、メインクラッチとパイロットクラッチが
大径化しないから、カップリングは、重量増加、大径
化、大径化による周辺部材との干渉などが防止され、車
載性が大幅に向上する。

【０２４９】また、操作手段の駆動源（例えば、バッテ
リ）の負担増加と燃費への影響が防止される。

【０２５０】上記のように、請求項１のカップリングは
トルク伝達容量の増加とドラグトルクの防止とを両立さ
せた上に、ドラグトルクの影響が極めて小さいから、オ
イルによって充分に潤滑・冷却することが可能であり、
耐久性がそれだけ向上する。

【０２５１】また、噛み合いクラッチより先に摩擦クラ
ッチの締結を開始させれば、摩擦クラッチのシンクロ機
能によって噛み合いクラッチの噛み合いが円滑に行わ
れ、ラチェッティングの時間が短縮され、ラチェット音
が大幅に低減されると共に、噛み合いクラッチの耐久性
が向上する。

【０２５２】また、噛み合いクラッチ用のシンクロ機構
が不要であり、構造の複雑化、大型化、重量増加、車載
性への影響、コストの上昇などが避けられる。

【０２５３】また、先に締結された摩擦クラッチによっ
てカップリングの伝達トルクが立ち上がっているから、
噛み合いクラッチが噛み合ったときのショックが大幅に
低減され、車両の乗員が受ける違和感が緩和される。

【０２５４】請求項２のカップリングは、請求項１の構
成と同等の効果が得られる。

【０２５５】また、弾性部材によって摩擦クラッチの押
圧ストロークが長くなり、トルクの立ち上がりが緩やか
になって連結時のショックが小さくなり、乗員の違和感
がさらに緩和される。

【０２５６】また、弾性部材を用いたことにより、摩擦
クラッチを先に締結させてシンクロ機能やショック低減
機能などを得る上記のような構成が容易になる。

【０２５７】請求項３のカップリングは、請求項１また
は請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。

【０２５８】また、ドラグトルクが実質的に防止される
ことにより、２輪駆動状態で車輪を切り離したとき、旋
回性、回頭性などで所望の性能が得られると共に、補助
動力系の走行抵抗が大幅に低減されて燃費が向上する。

【０２５９】また、電動モータによる補助動力系に用い
れば、電動モータと制御回路の構成素子などが車輪の連
れ回りから保護されて、耐久性が向上する。

【０２６０】請求項４の発進クラッチは、請求項１〜３
のカップリングを発進クラッチにしたことにより、連結
解除操作に応じてエンジンと変速機とが完全に遮断さ
れ、クリープ現象が防止される。

【０２６１】また、変速機は、変速時にエンジンから完
全に切り離されて円滑な変速が可能になると共に、シン
クロ機構に必要な容量が小さくなり、シンクロ機構を含
めた変速機が全体に小型軽量になって、車載性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の断面図である。

【図２】第２実施形態の断面図である。

【図３】第３実施形態などの断面図である。

【図４】図３の第３実施形態部分の拡大図である。

【図５】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ カップリング ５ 入力軸（入力側トルク伝達部材） ９ クラッチハブ（出力側トルク伝達部材） １１ 多板クラッチ（摩擦クラッチ：メインクラッチ） １３ ウェーブリング（弾性部材） １５ 噛み合いクラッチ（メインクラッチ） １７ ボールカム（カム機構：変換手段） １９ プレッシャープレート（押圧部材） ２３ パイロットクラッチ ２５ 電磁石（操作手段） ２０１ 発進クラッチ（カップリング） ２０５ クラッチハウジング（入力側トルク伝達部材） ２０７ ロータ（出力側トルク伝達部材） ２０９ 多板クラッチ（摩擦クラッチ：メインクラッ
チ） ２１１ プレッシャープレート（押圧部材） ２１３ 噛み合いクラッチ（メインクラッチ） ２１５ ウェーブリング（弾性部材） ２１７ パイロットクラッチ ２２１ ボールカム（カム機構：変換手段） ２２３ 電磁石（操作手段） ３０１ 断続クラッチ（カップリング） ３２７ 内側軸（出力側トルク伝達部材） ３７７ 回転ケース（入力側トルク伝達部材） ３７９ プレッシャープレート（押圧部材） ３８１ 多板クラッチ（摩擦クラッチ：メインクラッ
チ） ３８３ 噛み合いクラッチ（メインクラッチ） ３８５ ウェーブリング（弾性部材） ３８７ パイロットクラッチ ３９１ ボールカム（カム機構：変換手段） ３９５ 電磁石（操作手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側と出力側の各トルク伝達部材と、
   これら両トルク伝達部材の間でトルクを伝達するメイン
   クラッチと、操作手段によって断続操作されるパイロッ
   トクラッチと、パイロットクラッチを介して入力する伝
   達トルクを増幅しながら押圧力に変換する変換手段と、
   この押圧力によってメインクラッチを押圧し連結させる
   押圧部材とを備え、前記メインクラッチが、互いに並列
   に配置された摩擦クラッチと噛み合いクラッチからなる
   ことを特徴とするカップリング。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明であって、摩擦ク
   ラッチの押圧側、または、受圧側に弾性部材を配置した
   ことを特徴とするカップリング。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の発明で
   あって、４輪駆動車において２輪駆動走行時に切り離さ
   れる車輪側の動力伝達系に配置され、この車輪を断続す
   ることを特徴とするカップリング。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか一項に記載された
   カップリングの入力側トルク伝達部材をエンジン側に連
   結し、出力側トルク伝達部材を変速機側に連結したこと
   を特徴とする発進クラッチ。