JP2002195294A - カップリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電磁石のハーネスを保持する機能と電磁石を回
り止めする機能とを単一部品で兼用し、部品数が少なく
安価に構成できるカップリング装置を提供する。 【解決手段】リヤデフ８の直前に配置され、このリヤデ
フ８へ伝達される駆動力を電磁石３０で可変制御するカ
ップリング装置２０であって、電磁石３０のヨーク３１
が回り止め用ブラケット３７を介してリヤデフ８のデフ
キャリア１１によって回り止めされている。ブラケット
３７の一端部がネジ３８によってヨーク３１に固定さ
れ、中央部に電磁石３０のハーネス３４に接続されたコ
ネクタ３６を保持する保持部３７ｂを有し、他端部にデ
フキャリア１１の外周面に形成されたリブ１５と係合す
る二股状ばね部３７ｃを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は差動装置の直前に配
置され、この差動装置へ伝達される駆動力を電磁石で可
変制御する電子制御式のカップリング装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、４輪駆動車などにおいて、差動装
置の直前に配置され、この差動装置へ伝達される駆動力
を電磁石で可変制御する電子制御式のカップリング装置
が知られている（例えば特開平１０−２９２８２９号公
報）。このカップリング装置は、アウタ部材およびイン
ナ部材と、アウタ部材とインナ部材との間に設けられた
メインクラッチと、メインクラッチのトルク伝達を制御
するパイロットクラッチと、パイロットクラッチの動作
を制御する電磁石とを備えており、アウタ部材は差動装
置のデフキャリアによって回転自在に支持されている。
また、電磁石を回り止めするため、デフキャリアと電磁
石を保持したヨークとに互いに軸方向に係合する凹部と
凸部とを設けてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構造の場合、デフ
キャリアの前端部にカップリング装置の後端部を覆うカ
バー部を形成し、電磁石のハーネスをデフキャリアのカ
バー部の内側面に沿って外径方向へ引き出してある。こ
のようにデフキャリアにカバー部を一体に形成した場合
には、カバー部によってハーネスの保持を兼ねることが
可能であるが、デフキャリアがカバー部を有しない場合
には、ハーネスが垂れて回転部分と接触し、ハーネスが
損傷する可能性がある。また、電磁石を回り止めするた
め、デフキャリアと電磁石を保持したヨークとに互いに
軸方向に係合する凹部と凸部とを設ける必要があるた
め、格別な加工を必要とし、コスト上昇を招く可能性が
あった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、電磁石のハーネ
スを保持する機能と電磁石を回り止めする機能とを単一
部品で兼用し、部品数が少なく安価に構成できるカップ
リング装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、差動装置の直前に配置さ
れ、この差動装置へ伝達される駆動力を電磁石で可変制
御するカップリング装置において、上記電磁石と差動装
置のデフキャリアとの間に、両者の相対回転を規制する
回り止め用ブラケットを架け渡して設け、上記ブラケッ
トに電磁石へ電流を供給するハーネスを接続するための
コネクタを保持したことを特徴とするカップリング装置
を提供する。

【０００６】本発明では、ブラケットを電磁石と差動装
置のデフキャリアとの間に架け渡して設け、電磁石とデ
フキャリアの相対回転を規制するとともに、このブラケ
ットが電磁石のハーネスを接続するためのコネクタを保
持する機能を兼ね備えているので、コネクタを保持する
ための手段を別途設ける必要がなく、部品数を削減で
き、構造を簡素化できる。また、コネクタがカップリン
グ装置の電磁石の近傍に設けられるので、ハーネスを短
くでき、ハーネスが垂れて回転部分と接触することがな
く、ハーネスの損傷を防止できる。なお、本発明におい
て、差動装置の直前とは、差動装置へ伝達される駆動力
の入力側を意味する。したがって、カップリング装置が
リヤデフの直前に設けられる場合には、リヤデフの前側
であり、フロントデフの直前に設けられる場合には、フ
ロントデフの後側となる。

【０００７】ブラケットを電磁石とデフキャリアとの間
に架け渡す方法としては、例えばブラケットの両端を電
磁石およびデフキャリアにそれぞれネジ等で締結する方
法がある。しかし、この方法では電磁石とデフキャリア
との間に遊びがなく、両者の間に設けられるシール部に
無理な力が作用し、デフキャリア内のオイルが漏れる可
能性がある。そこで、請求項２では、回り止め用ブラケ
ットの一端側が電磁石に固定され、他端側に二股状部分
が形成され、デフキャリアの外周面にリブが突設され、
二股状部分がデフキャリアのリブに係合して電磁石が回
り止めされている。このように構成すれば、ブラケット
の二股状部分がデフキャリアのリブに係合して回り止め
しているに過ぎないので、半径方向および軸方向には拘
束しない。そのため、電磁石とデフキャリアとの間に設
けられるシール部に無理な力が作用せず、シール性が向
上する。なお、デフキャリアの外周面に形成されるリブ
は、ブラケットと係合させるための専用のリブを設けて
もよいが、既存の補強用リブを利用してもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明にかかるカップリン
グ装置を搭載した４輪駆動車の一例を示し、図２はこの
カップリング装置の詳細を示す。図１に示すように、エ
ンジン１の出力側にはトランスミッションおよびトラン
スファを備えたトランスアクスル２が接続され、トラン
スアクスル２から前輪駆動用プロペラシャフト３と後輪
駆動用プロペラシャフト４とに動力が分配されている。
前輪６には前輪駆動用プロペラシャフト３から前輪用差
動装置５を介して動力が伝達され、後輪７には後輪駆動
用プロペラシャフト４から後輪用差動装置８を介して動
力が伝達されている。後輪駆動用プロペラシャフト４の
後端部、つまり後輪用差動装置８の直前に本発明にかか
るカップリング装置２０が設けられている。

【０００９】図２において、１１は後輪用差動装置８の
デフキャリアであり、デフキャリア１１は車体に対して
回転不能に固定されている。このデフキャリア１１の内
部には、軸受１３によりピニオン軸１２が回転可能に支
持されている。ピニオン軸１２にはナット１４が螺着さ
れており、このナット１４により軸受１３の内輪がピニ
オン軸１２に固定されている。なお、デフキャリア１１
の内部には、公知の差動ギヤ機構（図示せず）が配置さ
れている。

【００１０】カップリング装置２０の前端部には、プロ
ペラシャフト４と連結されるジョイント部２１が設けら
れ、このジョイント部２１に対しドラム状のカップリン
グアウタ２２がボルト２３により締結固定されている。
カップリングアウタ２２は、アルミニウムなどの非磁性
材料により構成されている。カップリングアウタ２２の
前端部には、軸方向に貫通するオイル注入孔２４が形成
されている。このオイル注入孔２４はカップリング装置
２０の内部にオイルを注入するためのもので、オイル注
入後にオイル注入孔２４にボール２５が圧入されてシー
ルされる。ピニオン軸１２の前端部は、カップリングア
ウタ２２に軸受２６を介して回転自在に支持されてい
る。ピニオン軸１２のスプライン部１２ａには、スリー
ブ状のカップリングインナ２７がスプライン嵌合してお
り、ピニオン軸１２と一体回転する。

【００１１】カップリングアウタ２２とカップリングイ
ンナ２７の間には、カップリング装置２０の一端側を閉
じる断面略コ字形の環状の閉鎖部材２８が設けられてい
る。この閉鎖部材２８はカップリングアウタ２２に固定
され、カップリングインナ２７とは相対回転可能であ
る。閉鎖部材２８は、内筒部２８ａと、内筒部２８ａの
外周に固定された環状の遮断部材２８ｂと、遮断部材２
８ｂの外周に固定された外筒部２８ｃとで構成されてい
る。内筒部２８ａおよび外筒部２８ｃは鉄などの磁性材
料により構成され、遮断部材２８ｂは非磁性材料により
構成されている。そして、外筒部２８ｃがカップリング
アウタ２２の内周に螺着され、回転不能に固定されてい
るため、カップリングアウタ２２と閉鎖部材２８とが一
体的に回転する。

【００１２】上記閉鎖部材２８の内筒部２８ａと外筒部
２８ｃとの間には環状の空間が設けられ、この空間に電
磁石３０が相対回転可能に配置されている。この電磁石
３０は、磁性材料により構成された環状のヨーク（電磁
石保持部材）３１と、コイル３２を巻回したボビン３３
と、コイル３２に電流を供給するハーネス３４とを備え
ている。ヨーク３１の外周面と閉鎖部材２８の外筒部２
８ｃとの間には軸受３５が設けられ、電磁石３０と閉鎖
部材２８とが相対回転可能となっている。

【００１３】電磁石３０はデフキャリア１１に対して回
り止め手段によって回り止めされている。その構造を、
図２〜図４を参照しながら説明する。電磁石３０のハー
ネス３４はヨーク３１を貫通して後方へ導出されてお
り、ハーネス３４の端部にはコネクタ３６が取り付けら
れている。コネクタ３６はハーネス保持用と回り止め用
とを兼ねるブラケット３７によって保持されている。こ
のブラケット３７は、図４に示すように、板金を曲げ加
工することにより一体形成されたものであり、下方へ折
り曲げられた前端部３７ａがネジ３８によってヨーク３
１の後端面に固定されている。ブラケット３７の中央部
には、コネクタ３６を抱き込んで保持する保持部３７ｂ
が設けられ、後端部には二股状のばね部３７ｃが形成さ
れている。このばね部３７ｃは、デフキャリア１１の外
周面に突設されたリブ１５に弾性的に係合し、デフキャ
リア１１に対して回り止めされて取り付けられている。
このように、ハーネス保持用ブラケット３７を回り止め
手段として利用することにより、電磁石３０はデフキャ
リア１１に対して回り止めされる。

【００１４】電磁石３０のヨーク３１の内周面とカップ
リングインナ２７の外周面との間には、オイルシール４
０が配置されている。また、ヨーク３１の後端部には、
デフキャリア１１の前端開口部１１ａの内側に挿入され
る円筒部３１ａが突設されており、この円筒部３１ａの
外周とデフキャリア１１の開口部１１ａの内周との間に
は、図３に示すように、Ｏリング４１が配置されてい
る。上記オイルシール４０とＯリング４１とによって、
デフキャリア１１内のオイルの流出が防止されている。

【００１５】Ｏリングは、オイルシールと異なり、相対
回転のある部材間をシールすることができない。これに
対し、電磁石３０は上記のようにブラケット３７によっ
てデフキャリア１１に対して回り止めされており、両者
は共に静止部材であるから、Ｏリング４１によってデフ
キャリア１１内のオイル流出を確実に防止できる。オイ
ルシールは、周知のように金属環とゴム状弾性体とを組
み合わせたものであり、半径方向および軸方向の配置ス
ペースを必要とする。これに対し、Ｏリング４１はオイ
ルシールに比べて半径方向および軸方向の配置スペース
を格段に小さくできるので、デフキャリア１１の開口部
１１ａの外径寸法が大きくならず、デフキャリア１１の
小型，軽量化を実現できる。ヨーク３１には軸偏心量や
寸法精度などが必ず存在するので、ヨーク３１とデフキ
ャリア１１との間には半径方向にある程度の追随性を持
つシール構造が必要である。Ｏリング４１はヨーク３１
の軸偏心量や寸法精度などの半径方向のバラツキを、こ
ぜさせることなく逃がすことができるので、良好なシー
ル構造を実現できる。

【００１６】カップリングアウタ２２とカップリングイ
ンナ２７との間には、電磁石３０の電磁力により係合・
解放されるパイロットクラッチ４５と、パイロットクラ
ッチ４５の係合に連動して係合され、カップリングアウ
タ２２の伝達トルクをカップリングインナ２７に伝達す
るメインクラッチ５１とが配置されている。

【００１７】パイロットクラッチ４５は、アーマチュア
４６とクラッチディスク４７とクラッチプレート４８と
を備えている。アーマチュア４６の外周部はカップリン
グアウタ２２の内周面にスプライン嵌合しており、カッ
プリングアウタ２２に対して軸方向に移動可能である。
クラッチディスク４７とクラッチプレート４８は、アー
マチュア４６と閉鎖部材２８との間に交互に配置されて
いる。クラッチプレート４８の外周は、カップリングア
ウタ２２の内周にスプライン嵌合している。また、カッ
プリングインナ２７の外周には環状のカム４９が相対回
転可能に配置されており、クラッチディスク４７の内周
がカム４９の外周にスプライン嵌合している。カム４９
と閉鎖部材２８の内筒部２８ａとの間には、カム４９に
作用するスラスト荷重を受け止めるスラスト軸受５０が
配置されている。

【００１８】メインクラッチ５１は、交互に配置された
複数のクラッチディスク５２と複数のクラッチプレート
５３とを備えており、クラッチプレート５３の外周がカ
ップリングアウタ２２の内周にスプライン嵌合され、ク
ラッチディスク５２の内周がカップリングインナ２７の
外周にスプライン嵌合されている。

【００１９】メインクラッチ５１とパイロットクラッチ
４５との間にはピストン５４が配置されている。ピスト
ン５４はカップリングインナ２７の外周にスプライン嵌
合されている。図５に示すように、ピストン５４とカム
４９との対向面には、断面台形の溝５５，５６が形成さ
れ、溝５５，５６には逆方向に傾斜された受圧面５５
ａ，５６ａがそれぞれ形成されている。そして、溝５
５，５６にはボール５７が配置されている。

【００２０】つぎに、上記構成よりなるカップリング装
置の動作を説明する。まず、電磁石３０に電流が供給さ
れない場合は、パイロットクラッチ４５およびメインク
ラッチ５１が共に解放されている。このため、プロペラ
シャフト４からカップリングアウタ２２に伝達されたト
ルクは、カップリングインナ２７およびピニオン軸１２
には伝達されない。

【００２１】一方、電磁石３０に電流が供給されると、
コイル３２によって発生した磁束がヨーク３１と外筒部
２８ｃとアーマチュア４６と内筒部２８ａとを通過し、
磁気回路が形成される。このため、電磁力（磁気吸引
力）により、アーマチュア４６が、外筒部２８ｃおよび
内筒部２８ａ側に吸引される。すると、クラッチディス
ク４７とクラッチプレート４８とで構成されるパイロッ
トクラッチ４５が係合される。その結果、カップリング
アウタ２２の伝達トルクが、パイロットクラッチ４５を
介してカム４９に伝達される。

【００２２】カム４９にトルクが伝達されると、図５に
示すようにカム４９とピストン５４とが矢印方向に相対
回転し、ボール５７が同一方向に傾斜された受圧面５５
ａ，５６ａに押し付けられ、受圧面５５ａ，５６ａがボ
ール５７を溝５５，５６の外部に押し出す力が作用す
る。その結果、カム４９とピストン５４とが、軸方向に
おいて相互に離反する向きのスラスト荷重が生じる。こ
こで、カム４９はスラスト軸受５０により支持され、閉
鎖部材２８側に移動することが防止されているので、ス
ラスト荷重によりピストン５４が押され、メインクラッ
チ５１が係合される。つまり、電磁力に相当するパイロ
ットクラッチ４５の係合力が、カム４９の受圧面５６ａ
とボール５７とピストン５４の受圧面５５ａとの働きに
より増幅され、メインクラッチ５１に伝達される。メイ
ンクラッチ５１が係合されると、カップリングアウタ２
２の伝達トルクがメインクラッチ５１を介してカップリ
ングインナ２７およびピニオン軸１２に伝達される。し
たがって、電磁石３０への電流を制御すれば、パイロッ
トクラッチ４５の係合力を自在に制御でき、メインクラ
ッチ５１の伝達トルク、つまりカップリング装置２０の
伝達トルクを比例的に制御することが可能である。

【００２３】なお、パイロットクラッチ４５を構成する
クラッチディスク４７およびクラッチプレート４８の厚
みを薄くすること、つまり閉鎖部材２８とアーマチュア
４６との距離をできるだけ短くすることが、電磁石３０
の磁束の通過をよくし、パイロットクラッチ４５の係合
力のばらつきを小さくできる。そのため、この実施例で
は、クラッチディスク４８を単一枚で構成したが、複数
枚のクラッチディスクで構成することも可能である。

【００２４】この実施例では、電磁石３０のヨーク３１
に取り付けられたブラケット３７を用いて、コネクタ３
６を保持するとともに、電磁石３０をデフキャリア１１
に対して回り止めした。そのため、ハーネス３４が回転
部と接触して損傷するのを防止できるとともに、ブラケ
ット３７が２つの機能（ハーネス保持機能と回り止め機
能）を持つので、部品共用でき、構造を簡素化できる。
また、ブラケット３７の二股状ばね部３７ｃがデフキャ
リア１１のリブ１５にばね弾性を持って係合しているの
で、ネジ等で締結する場合に比べて、電磁石３０とデフ
キャリア１１とはある程度の相対変位が許容される。特
に、ばね部３７は回転方向の動きのみを規制しており、
半径方向および軸方向には自由度があるので、電磁石３
０のヨーク３１とデフキャリア１１との間のシール部
（Ｏリング４１）に無理な力が加わらず、シール性が安
定する効果がある。

【００２５】本発明にかかるカップリング装置の搭載箇
所としては、図１のように後輪駆動用プロペラシャフト
４とリヤデフ８との間に限らず、前輪駆動用プロペラシ
ャフト３とフロントデフ５との間に設けることもでき
る。また、上記実施例では、回り止め用ブラケット３７
の一端側をネジ３８により電磁石３０のヨーク３１に固
定し、他端側に二股状部分３７ｃを設けてデフキャリア
１１のリブ１５に係合させたが、これとは逆に、ブラケ
ット３７の一端部をデフキャリア１１にネジ等で固定
し、他端部をヨーク３１に係合させて回り止めしてもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
に係る発明によれば、電磁石と差動装置のデフキャリア
との間に架け渡して設けられたブラケットによって、電
磁石とデフキャリアの相対回転を規制するとともに、電
磁石のハーネスを接続するためのコネクタを保持するよ
うにしたので、コネクタを保持するための手段を別途設
ける必要がなく、部品数を削減できる。そのため、構造
が簡素で、安価なカップリング装置を実現できる。ま
た、コネクタがカップリング装置の電磁石の近傍に設け
られるので、ハーネスを短くでき、ハーネスが垂れて回
転部分と接触することがなく、ハーネスの損傷を防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるカップリング装置を搭載した自
動車の一例の骨格図である。

【図２】本発明にかかるカップリング装置の一例の断面
図である。

【図３】図２に示すカップリング装置の一部の拡大図で
ある。

【図４】電磁石の回り止め構造の分解斜視図である。

【図５】カムとボールとピストンとの関係を示す断面図
である。

【符号の説明】

８ 差動装置（リヤデフ） １１ デフキャリア １５ リブ ２０ カップリング装置 ３０ 電磁石 ３１ ヨーク ３４ ハーネス ３６ コネクタ ３７ ブラケット ３７ａ 前端部 ３７ｂ 保持部 ３７ｃ 二股状ばね部 ３８ ネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 正幸 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 酒井 俊文 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 宅野 博 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D042 AA06 AB17 CA09 CA12 CB21

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】差動装置の直前に配置され、この差動装置
   へ伝達される駆動力を電磁石で可変制御するカップリン
   グ装置において、上記電磁石と差動装置のデフキャリア
   との間に、両者の相対回転を規制する回り止め用ブラケ
   ットを架け渡して設け、上記ブラケットに電磁石へ電流
   を供給するハーネスを接続するためのコネクタを保持し
   たことを特徴とするカップリング装置。
2. 【請求項２】上記回り止め用ブラケットの一端側が電磁
   石に固定され、他端側に二股状部分が形成され、上記デ
   フキャリアの外周面にリブが突設され、上記二股状部分
   がデフキャリアのリブに係合して電磁石が回り止めされ
   ていることを特徴とする請求項１に記載のカップリング
   装置。