JP2011163399A - 車両用カップリング - Google Patents

Abstract

【課題】カップリングの摩擦板間の差回転に比例して大きくなる引きずりトルクを好適に抑制して、燃費性低下および耐久性低下を抑制することができる車両用カップリングを提供する。
【解決手段】フロントハウジング４６とインナシャフト４８との差回転にしたがって、メインカム５４をメインクラッチ５０から離間させる押圧力を発生させる油圧機構を備えるため、フロントハウジング４６とインナシャフト４８との差回転にしたがって大きくなる引きずりトルクに対して、その差回転の大きさに応じた押圧力でメインカム５４がメインクラッチ５０から離間させる方向に押圧させられるに従い、上記引きずりトルクが効果的に抑制される。上記より、引きずりトルク増加に伴う燃費悪化や発熱量増大による耐久性低下を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に備えられて一方の動力伝達部材からの駆動力を他方の動力伝達部材へ選択的に伝達するカップリングに係り、特に、そのカップリングにおいて発生する引きずりトルクの低減に関するものである。

車両において、駆動部材と被駆動部材との間に配設され、その駆動部材と被駆動部材とを選択的に断続するための湿式多板クラッチを有する車両用カップリングが知られている。例えば、図３に示す電子制御カップリング２００がその一例である。電子制御カップリング２００は、例えば車両のプロペラシャフトとリアデフ（後輪差動歯車装置）との間に配設され、図示しないプロペラシャフトとリアデフとの間を選択的に断続する。電子制御カップリング２００は、図示しないプロペラシャフトに接続されている有底円筒状のフロントハウジング２０２内において、そのフロントハウジング２０２と同軸心上に配設されて図示しないリアデフのピニオンギヤに接続されているインナシャフト２０４、フロントハウジング２０２とインナシャフト２０４とを選択的に断続するための湿式多板式のメインクラッチ２０６、メインクラッチ２０６を押圧して係合させるピストンとして機能するメインカム２０８、フロントハウジング２０２と後述するコントロールカム２１０とを選択的に断続するためのコントロールクラッチ２１２、コントロールクラッチ２１２の係合にしたがってボール２１３を介してメインカム２０８に軸方向の押圧力を発生させるコントールカム２１０、磁束を発生させてコントロールクラッチ２１２に隣接されているアーマチュア２１４を引き付けてコントロールクラッチ２１２の係合状態を制御するコイル電磁２１６等を備えて構成されている。

上記電子制御カップリング２００は、コントロールクラッチ２１２で発生させたトルクをカム機構（コントロールカム２１０、ボール２１３、メインカム２０８）を介して増幅させてメインクラッチ２０６に更に大きなトルクを発生させるように構成されている。例えば、電磁コイル２１６に電流を流すと、電磁コイル２１６周辺に磁束が発生する。その磁束によってアーマチュア２１４がコントロールクラッチ２１２側に引き付けられ、コントロールクラッチ２１２が係合される。コントロールクラッチ２１２が係合されるとフロントハウジング２０２とコントロールカム２１０とが接続されるため、コントロールカム２１０とメインカム２０８との間に回転差が生じる。このとき、コントロールカム２１０とメインカム２０８との間に介装されているボール２１３が、それらの間に形成されいてる斜面を押圧することから、メインカム２０８がメインクラッチ２０６側に移動させられてメインクラッチ２０６を押圧する。これより、メインクラッチ２０６が係合されて、フロントハウジング２０２とインナシャフト２０４とが接続される。上記のように、コントロールクラッチ２１２で発生したトルクがカム機構によって増幅されることで、メインクラッチ２０６ではコントロールクラッチ２１２で発生した数倍ものトルクが発生することとなる。

また、電磁コイル２１６に電流が流れない状態では、コントロールクラッチ２１２にトルクが発生しないので、フロントハウジング２０２とインナシャフト２０４との接続が遮断される。しかし、電磁コイル２１６に電流が流れない場合であっても、フロントハウジング２０２内には潤滑用の油が充填されているに従い、コントロールクラッチ２１２の摩擦板間には油が介在されているため、コントロールクラッチ２１２の互いの摩擦板間に差回転が生じると、その油の粘性抵抗によってコントロールクラッチ２１２においてトルクが発生する。したがって、コントロールクラッチ２１２において発生したトルクがカム機構によって増幅されることでメインクラッチ２０６においてもトルクが発生することとなる。以下の本願明細書中において、上記コントロールクラッチ２１２およびメインクラッチ２０６において、油の粘性抵抗に基づいて発生するトルクを引きずりトルクと定義する。

上記引きずりトルクが発生すると、電子制御カップリング２００の接続を切断した場合であっても、この引きずりトルクによってトルクが伝達されるため、燃費が低下する問題があった。例えば、四輪駆動車両が砂地などでスタックし、四輪駆動状態で脱出を図っても脱出できない場合、通常インヒビット制御が実施され、トランスファと後輪との間に設けられた電子制御カップリング２００の接続が切断されて前輪駆動状態となる。このとき、フロントハウジング２０２とインナシャフト２０４との間の差回転すなわちコントロールクラッチ２１２の摩擦板間の差回転が大きくなるので、コントロールクラッチ２１２の引きずりトルクが増大する。したがって、メインクラッチ２０６においても引きずりトルクが増大して燃費が低下することとなる。また、例えば車両が二輪接地状態で牽引された場合であっても、コントロールクラッチ２１２およびメインクラッチ２０６の摩擦板間の差回転が大きくなるに従って引きずりトルクが大きくなり、摩擦板間での発熱量が増大して電子制御カップリング２００の耐久性が低下する可能性があった。

これに対して、例えば引用文献１のカップリングでは、上記引きずりトルクを低減するため、押圧部材としても機能するクラッチハウジング１１の軸方向側壁部１０７にフィン２３、２５を設け、クラッチハウジング１１を回転させた際にフィン２３、２５に油を衝突させることで、クラッチハウジング１１にクラッチを遮断する方向の反力を発生させることで引きずりトルクを低減させる技術が開示されている。

特開２００２−１３５４９号公報

しかしながら、引用文献１に記載のカップリングでは、フィン２３、２５に衝突する油によって発生する反力を利用するものであるため、特に、上述したような差回転が大きくなった場合には、引きずりトルクを低減するだけの十分な反力を発生させることが困難となり、引きずりトルク発生に伴って燃費が低下する問題があった。また、フィン２３、２５による回転抵抗によって燃費が低下する問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、駆動部材と被駆動部材との間に配設され、その駆動部材と被駆動部材とを選択的に断続する湿式多板クラッチを有するカップリングにおいて、カップリングの摩擦板間の差回転に比例して大きくなる引きずりトルクを好適に抑制して、燃費性低下および耐久性低下を抑制することができる車両用カップリングを提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)駆動部材と被駆動部材とを選択的に断続するための湿式多板クラッチと、その湿式多板クラッチを軸方向に押圧して係合させるピストンとを備え、その駆動部材と被駆動部材との相対トルクに基づいて、そのピストンがその湿式多板クラッチを押圧する力を発生させる車両用カップリングであって、(b)その湿式多板クラッチ開放時の前記駆動部材と被駆動部材との差回転にしたがって、前記ピストンを前記湿式多板クラッチから離間させる方向の推力を発生させるための油圧を生成する油圧機構を備えることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用カップリングにおいて、(a)前記油圧は、前記駆動部材と被駆動部材との差回転にしたがってその吐出油量が大きくなるように設けられたオイルポンプによって発生させられるものであり、(b)その油圧は、前記ピストンに隣接して形成されて、そのピストンに前記湿式多板クラッチから離間させる方向の推力を付与するための油室に供給されることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項２の車両用カップリングにおいて、前記オイルポンプは、トロコイド式のオイルポンプであり、そのオイルポンプのドリブンロータが前記駆動部材に接続され、そのオイルポンプのドライブロータが前記被駆動部材に接続されていることを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項２または３の車両用カップリングにおいて、(a)前記車両用カップリングは、電気的に制御されるコントロールクラッチのトルクがカム機構を介して軸方向に変換され且つ増幅されてメインクラッチを押圧する形式の電子制御カップリングであって、(b)そのメインクラッチが前記湿式多板クラッチであり、前記駆動部材が有底円筒状のフロントハウジングであり、前記被駆動部材がそのフロントハウジングの内周側に同軸心上に嵌め入れられているインナシャフトであり、(c)そのフロントハウジングの内周面とそのインナシャフトの外周面との間に、前記メインクラッチおよびそのメインクラッチを押圧するための前記ピストンが軸方向に隣接して配設され、(d)前記オイルポンプは、そのフロントハウジングの底部に収容されるように配設されており、そのオイルポンプの前記ドリブンロータは、そのフロントハウジングの有底に形成されている収容穴に相対回転不能に嵌め着けられ、前記ドライブロータは、前記インナシャフトに連結されている動力伝達軸の外周面に相対回転不能に嵌め着けられており、(e)そのオイルポンプは、前記フロントハウジング内に充填されている油を吸入して吐出するものであり、そのオイルポンプから吐出された油圧は、前記動力伝達軸内に形成されている油路および前記インナシャフト内に形成されている油路を通って前記油室に供給されることを特徴とする。

請求項１にかかる発明の車両用カップリングによれば、前記駆動部材と被駆動部材との差回転にしたがって、前記ピストンを前記湿式多板クラッチから離間させる方向の推力を発生させるための油圧を生成する油圧機構を備えるため、駆動部材と被駆動部材との相対トルクに基づいて発生する引きずりトルクに対して、その差回転にしたがってピストンを湿式多板クラッチから離間させる方向の推力が発生するに従い、上記引きずりトルクが抑制される。上記より、引きずりトルク増加に伴う燃費悪化や湿式多板クラッチでの発熱量増大による耐久性低下を抑制することができる。

また、請求項２にかかる発明の車両用カップリングによれば、前記駆動部材と被駆動部材との差回転にしたがって吐出油量が大きくなるように設けられたオイルポンプの油圧が前記油室に供給されるため、差回転が大きくなるにしたがって油室に供給される油量が大きくなり、ピストンを湿式多板クラッチから離間させる方向へ作用する推力が大きくなる。したがって、差回転が大きくなるに従って大きくなる引きずりトルクに対して、その引きずりトルクに応じた推力がピストンに作用されることで、引きずりトルクが好適に抑制される。

また、請求項３にかかる発明の車両用カップリングによれば、前記オイルポンプは、トロコイド式のオイルポンプであり、そのオイルポンプのドリブンロータが前記駆動部材に接続され、そのオイルポンプのドライブロータが前記被駆動部材に接続されているため、駆動部材と被駆動部材との間に差回転が生じると、その差回転の大きさに比例した力でピストンを押圧することができる。また、オイルポンプが比較的シンプルに構成されることから、車両用カップリングをコンパクトに形成することができる。

また、請求項４にかかる発明の車両用カップリングによれば、駆動部材であるフロントハウジングと被駆動部材であるインナシャフトとの差回転が生じると、コントロールクラッチにおいて、油の粘性抵抗によって上記差回転に比例した引きずりトルクが発生する。そして、その引きずりトルクがカム機構を介してピストンに伝達され、ピストンがメインクラッチを押圧することで、メインクラッチにおいても引きずりトルクが発生する。このメインクラッチで発生する引きずりトルクは、コントロールクラッチで発生する引きずりトルクすなわち上記差回転に比例して大きくなる。これに対して、上記差回転に比例して吐出圧が大きくなるオイルポンプの油圧がピストンに隣接して形成されている油室に供給されて、ピストンをメインクラッチから離間される方向に作用する推力が発生する。したがって、上記差回転に比例して大きくなるメインクラッチでの引きずりトルクに対して、その引きずりトルクに比例した力でピストンがメインクラッチから離間される方向に押圧されることから、上記引きずりトルクが効果的に抑制されることとなる。

本発明が好適に適用される駆動力伝達装置を有する前置エンジン前輪駆動（ＦＦ）を基本とする前後輪駆動車両の構成を説明する骨子図である。 図１の電子制御カップリングの構成を説明するための断面図である。 従来の電子制御カップリングの構成を説明するための断面図である。

ここで、好適には、前記車両用カップリング内には、油が十分に充填されており、前記オイルポンプは、その充填されている油を吸入して吐出するものである。このようにすれば、車両用カップリング外部より油を供給する必要がないので、構造が簡素化される。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用される車両用動力伝達装置１０（以下、動力伝達装置１０）を有する前置エンジン前輪駆動（ＦＦ）を基本とする前後輪駆動車両の構成を説明する骨子図である。図１において、エンジン１２は、例えば、ガソリンエンジン或いはディーセルエンジン等の内燃機関であって、燃料の燃焼により駆動力を発生させる駆動源である。本実施例の動力伝達装置１０は、エンジン１２から前輪２２へ動力を伝達する第１動力伝達経路１３と、エンジン１２から後輪３０へ動力を伝達する第２動力伝達経路１４と、その第２動力伝達経路１４に介挿された前後輪駆動力配分装置である車両用電子制御カップリング２６（以下、単に電子制御カップリング２６という）とを備えている。上記第１動力伝達経路１３は、エンジン１２から、そのエンジン１２によってトルクコンバータ１５および変速機１６を介して回転駆動される前輪用差動装置１８および左右１対の前輪車軸２０を経て左右１対の前輪２２に至るものであり、また、上記第２動力伝達経路１４は、エンジン１２から、前輪用差動装置１８のデフケース１８ａ、トランスファ２３、プロペラシャフト２４、前後輪駆動力配分装置である電子制御カップリング２６、減速装置２７、後輪用差動歯車装置２８、および左右１対の後輪車軸２９を経て左右１対の後輪３０に至るものである。また、動力伝達装置１０には、上記電子制御カップリング２６を制御するための電子制御装置３４が設けられている。すなわち、動力伝達装置１０は、駆動源であるエンジン１２により発生させられたトルクを走行状態に応じて前後輪に配分する電子制御トルクスプリット式４輪駆動車両の駆動系の一例である。

上記トルクコンバータ１５は、例えば、上記エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車と、上記変速機１６の入力軸に連結されたタービン翼車と、一方向クラッチを介して変速機ケースに固定されたステータ翼車とを備え、上記ポンプ翼車とタービン翼車との間で流体を介して動力伝達を行う流体式動力伝達装置である。

前記変速機１６は、例えば、複数の摩擦係合要素を備え、それら摩擦係合要素の係合又は解放の組み合わせに応じて複数の変速段を選択的に成立させて、入力された回転を上記成立した変速段に対応する変速比γに応じて変速して出力する自動変速機である。

前記前輪用差動装置１８および後輪用差動装置２８は、回転可能に支持されたデフケース１８ａおよび２８ａと、そのデフケース１８ａ内および２８ａ内に設けられた差動歯車機構１８ｂおよび２８ｂとを備える良く知られた所謂傘歯車式のものである。上記差動歯車機構１８ｂおよび２８ｂは、デフケース１８ａおよび２８ａの軸心上で相対向する一対のサイドギヤと、それら一対のサイドギヤ間において前記軸心に直交する状態でデフケース１８ａおよび２８ａに設けられたピニオンシャフトと、そのピニオンシャフトにより回転可能に支持されて上記一対のサイドギヤとそれぞれ噛み合う一対のピニオンギヤとを備えている。前記一対の前方車軸２０および後方車軸２９は、差動歯車機構１８ｂおよび２８ｂが備える前記一対のサイドギヤにそれぞれ一体的に連結されている。このように構成される前輪用差動装置１８および後輪用差動装置２８は、一対の後方車軸２０および後方車軸２９の回転速度差を許容しつつそれら一対の後方車軸２０および後方車軸２９を回転駆動するものである。なお、前輪用差動装置１８は、変速機１６と共通のトランスアクスルケース３２内に配設されて横置トランスアクスルを構成している。

前記トランスファ２３は、トランスファケース２３ａにより回転可能に支持された傘歯車型のトランスファドライブギヤ２３ｂと、そのトランスファドライブギヤ２３ｂに動力伝達可能に噛み合わされた傘歯車型のトランスファドリブンギヤ２３ｃとを備え、デフケース１８ａとプロペラシャフト２４との間で回転の伝達方向を略直角に変えるものである。

図２は、図１の電子制御カップリング２６（本発明の車両用カップリングに対応）の構成を説明するための断面図である。電子制御カップリング２６は、共通の軸心Ｃ上に回転可能に配置されているプロペラシャフト２４（図２において不図示）と減速装置２７のドライブピニオン３１との間に介装され、プロペラシャフト２４とドライブピニオン３１とを適宜断続する。電子制御カップリング２６は、非回転部材である円筒状のケース４０内において、ボルト４２によってプロペラシャフト２４と接続されることでプロペラシャフト２４と一体的に回転させられる有底円筒状のフロントハウジング４６（本発明の駆動部材に対応）と、減速装置２７のドライブピニオン３１の端部にスプライン嵌合されてそれとともに一体的に回転させられる有底円筒状のインナシャフト４８（本発明の被駆動部材に対応）と、フロントハウジング４６の内周面とシャフト４８の外周面との間に配設されているメインクラッチ５０（本発明の湿式多板クラッチに対応）およびコントロールクラッチ５２と、メインクラッチ５０に隣接されて適宜メインクラッチ５０を軸方向に押圧することでそのメインクラッチ５０を係合させるメインカム５４と、コントロールクラッチ５２に隣接されて適宜コントロールクラッチ５２を軸方向に押圧することでコントロールクラッチ５２を係合させるアーマチュア５６と、コントロールクラッチ５２の係合時にフロントハウジング４６に接続されるコントロールカム５８と、メインカム５４とコントロールカム５８との間に介装されているボール６０と、コントロールクラッチ５２に対して軸方向において減速装置２７側（図において右側）に配設されて後述する非回転部材であるコイルリテーナ６２によって保持されている電磁コイル６４とを、含んで構成されている。

有底円筒状のフロントハウジング４６は、非回転部材である円筒状のケース４０にシール機能を備えた軸受６６を介して軸心Ｃまわりに回転可能に支持されている。そして、フロントハウジング４６の底部４６ａは、ボルト４２によってプロペラシャフト２４の端部と接続されおり、プロペラシャフト２４と一体的に回転させられる。有底円筒状のインナシャフト４８は、フロントハウジング４６よりも十分に小径であって、フロントハウジング４６に嵌め入れられた状態で軸心Ｃまわりに回転可能に配設されている。上記フロントハウジング４６とインナシャフトとは、軸受４９を介して相対回転可能に支持されている。なお、上記フロントハウジング４６は、後述の電磁石９０により磁気回路を好適に形成させるために、たとえば軽合金などの非磁性材料から構成されている。

フロントハウジング４６の内周面とインナシャフト４８の外周面との間に形成される空間には、フロントハウジング４６とインナシャフト４８とを選択的に断続するためのメインクラッチ５０およびコントロールクラッチ５２が軸方法に並んで配設されている。

メインクラッチ５０は、湿式多板クラッチであって、内周部がインナシャフト４８の外周面に相対回転不能且つ軸方向の移動可能に嵌合されている複数枚の円板状の内周側摩擦板７０と、外周部がフロントハウジング４６の内周面に相対回転不能且つ軸方向の移動可能に嵌合されている円板状の複数枚の外周側摩擦板７２とを備え、互いの摩擦板７０、７２が交互に積み重なった状態で構成されている。

メインクラッチ５０に軸方向に隣接するメインカム５４は、所定の厚みを有する円板状の部材であり、インナシャフト４８の外周面に相対回転不能且つ軸方向の移動可能に嵌合されることで、インナシャフト４８と一体的に回転させられている。そして、メインカム５４がメインクラッチ５０側に移動されると、メインカム５４がメインクラッチ５０を押圧するに従い、メインクラッチ５０が係合されて、フロントハウジング４６とインナシャフト４８とが接続される。なお、メインカム５４が、本発明のピストンに対応する。

また、コントロールクラッチ５２は、内周部がコントロールカム５８の外周面に相対回転不能且つ軸方向の移動可能に嵌合されている円板状の内周側摩擦板７４と、外周部がフロントハウジング４６の内周面に相対回転不能且つ軸方向の移動可能に嵌合されている円板状の外周側摩擦板７６とを含み、互いの摩擦板７４、７６が相互に積み重なった状態で構成されている。

コントロールクラッチ５２に隣接する磁性体金属製のアーマチュア５６は、外周部がフロントハウジング４６の内周面に相対回転不能且つ軸方向の移動可能に嵌合されており、アーマチュア５６がコントロールクラッチ５２側に移動させられること、アーマチュア５６がコントロールクラッチ５２を押圧するに従い、コントロールクラッチ５２が係合されて、フロントハウジング４６とコントロールカム５８とが接続される。ここで、このアーマチュア５６は、後述するように、電磁コイル６４内に励磁電流が流れることによって発生する磁束によって、コントロールクラッチ５２側へ引き付けられる。なお、電磁コイル６４の励磁電流は、電子制御装置３４によって適宜制御され、その励磁電流に応じてアーマチュア５６がコントロールクラッチ５２を押圧する押圧力が変化する。

コントロールカム５８は、円環状に形成され、内周端がインナシャフト４８に対して摺動可能に嵌め付けられている。そして、コントロールクラッチ５２が係合されることで、フロントハウジング４６と接続されると、フロントハウジング４６と共に回転させられる。そして、コントロールカム５８が回転させられると、コントロールカム５８とメインカム５４との間に差回転が発生するため、それらの間に介装されているボール６０が周方向に転動させられる。

上記ボール６０は、メインカム５４とコントロールカム５８との間に等角度間隔で複数個介装されており、メインカム５４およびコントロールカム５８にそれぞれ形成されている凹溝６１に収容されている。上記凹溝６１は、ボール６０毎に周方向に複数個形成され、その凹溝６１の深さは、周方向に向かうに従って浅くなるように斜面状に形成されている。したがって、ボール６０が周方向に転動させられると、凹溝６１に形成されている斜面に沿って移動させられることから、メインカム５４がボール６０によってメインクラッチ５０側に移動させられる。これにより、メインカム５４がメインクラッチ５０を押圧し、メインクラッチ５０が係合させられる。また、上記メインカム５４、コントロールカム５８、およびボール６０がカム機構として機能することで、コントロールクラッチ５２で発生したトルクに基づいて上記カム機構を介してメインカム５４を軸方向に移動させ、メインクラッチ５０を押圧することで、コントロールクラッチ５２で発生したトルクの数倍ものトルクがメインクラッチ５０に伝達されることとなる。

コントロールクラッチ５２と電磁コイル６４との間には、フロントハウジング４６の開口を塞ぐように、カバー部材８０が配設されてる。カバー部材８０は、有底二重円筒状に形成され、珪素鋼などの磁性体金属製の内周側カバー部材８２と、珪素鋼などの磁性体金属製の外周側カバー部材８４と、それらの間に圧入された非磁性ステンレス鋼製の圧入部材８６との３部材から一体的に構成されている。この非磁性ステンレス鋼製の圧入部材８６により、図２の１点鎖線に示す磁気回路が好適に形成される。カバー部材８０は、外周側カバー部材８４の外周面がフロントハウジング４６の内周面とスプライン嵌合されることで、フロントハウジング４６と一体的に回転させられる。また、内周側カバー部材８２の外周面と外周側カバー部材８４の内周面との間に形成されている空間に電磁コイル６４が収容されている。

電磁石９０は、珪素鋼などの磁性体金属から成る円筒状のコイルリテーナ６２と、そのコイルリテーナ６２の端部に固定された円環状の電磁コイル６４とから全体として円環状に構成されている。電磁石９０の電磁コイル６４に励磁電流が流れると、電磁コイル６４周辺に磁束が生じ、その電磁石９０の吸引力によってアーマチュア５６がコントロールクラッチ部５２側に引き付けられるに従い、コントロールクラッチ５２が係合される。上記電磁コイル６４に流れる励磁電流が電子制御装置３４によって電気的に制御されることで、コントロールクラッチ５２の係合状態（係合トルク）が電気的に制御される。

例えば、電磁コイル６４に流れる励磁電流が小さい場合、アーマチュア５６がコントロールクラッチ５２を押圧する力が小さくなるため、コントロールクラッチ５２の係合力および伝達トルクが小さくなる。したがって、メインクラッチ５０の伝達トルクも小さくなるため、プロペラシャフト２４から減速装置２７のドライブピニオン３１へ伝達されるトルクは小さくなる。一方、電磁コイル６４に流れる励磁電流が大きくなる場合、アーマチュア５６がコントロールクラッチ５２を押圧する力が大きくなるため、コントロールクラッチ５２の係合力および伝達トルクが大きくなる。したがって、メインクラッチ５０の伝達トルクも大きくなるため、プロペラシャフト２４から減速装置２７のドライブピニオン３１へ伝達されるトルクが大きくなる。

ところで、電子制御カップリング２６内には油が充填（例えば軸心Ｃと同じ高さ程度）されており、シール機能を備えた軸受６６等によって油密に封止されている。これに従い、メインクラッチ５０およびコントロールクラッチ５２の摩擦板間（内周側摩擦板と外周側摩擦板との間）には、油が介在されている。したがって、電磁コイル６４に電流が流れない状態であってもコンロールクラッチ５２の摩擦板間に差回転が生じると、その摩擦板間に介在する油の粘性抵抗によって、上記差回転に比例した大きさのトルク（以下、引きずりトルク）が発生する。また、コントロールクラッチ５２で発生した引きずりトルクによって、カム機構を介してメインカム５４がメインクラッチ５０を押圧する力を発生させるので、メインクラッチ５０においてもさらに大きな引きずりトルクが発生する。ここで、例えば車両がスタックを起こし、四輪駆動状態で脱出を図ったが脱出できない場合、所定の条件（油温の上昇など）に基づいてインヒビット制御が実行され二輪駆動となる。このとき、カップリング内のクラッチ（摩擦板）の差回転が増大するに従って上記引きずりトルクが大きくなり、燃費が低下する可能性があった。また、例えば二輪接地状態（後輪接地状態など）で車両が牽引される場合において、カップリング内のクラッチ（摩擦板）の差回転が増大するに従って引きずりトルクが大きくなり、クラッチでの発熱量が増加し、カップリングの耐久性が低下する可能性があった。

そこで、本実施例の電子制御カップリング２６では、メインクラッチ５０およびコントロールクラッチ５２の摩擦板間の差回転の大きさに比例してメインクラッチ５０の係合を抑制する方向にメインカム５４を押圧する推力を発生させるための油圧を生成する油圧機構９９を設けることで、引きずりトルクの発生を抑制する。以下、上記引きずりトルクを抑制する油圧機構９９について説明する。

前述したメインカム５４を押圧する力は油圧によって発生させられ、その油圧は、電子制御カップリング２６内に設けられているオイルポンプ１００によって発生させられる。オイルポンプ１００は、よく知られたトロコイド式のオイルポンプで構成され、フロントハウジング４６の底部４６ａに形成されている比較的大径である円板状の収容穴１０２に収容されるように配設されている。

オイルポンプ１００は、インナシャフト４８の同軸心Ｃ状に配置され、その一端がインナシャフト４８にスプライン嵌合されることでインナシャフト４８と相対回転不能に連結されている円筒状のシャフト１０４と、シャフト１０４の他端側の外周面に相対回転不能に嵌め着けられているドライブロータ１０６と、フロントハウジング４６の収容穴１０２の外周面に相対回転不能に嵌め着けられた状態でドライブロータ１０６と噛み合うドリブンロータ１０８と、収容穴１０２内に収容されているドライブロータ１０６およびドリブンロータ１０８を油密に密閉するポンプカバー１１０とを、含んで構成されている。なお、シャフト１０４が本発明の動力伝達軸に対応する。

ドライブロータ１０６は、その内周部がインナシャフト４８と一体的に回転するシャフト１０４に圧入或いはキー等によって一体的に回転するように嵌め着けられており、インナシャフト４８と共に同軸心Ｃ上を一体的に回転する。このドライブロータ１０６の外周側に形成されている外周歯が、ドリブンロータ１０８の内周側に形成されている内周歯と噛み合わされている。ドリブンロータ１０８は、その外周部がフロントハウジング４６に形成されている収容穴１０２の内周端に圧入等によって相対回転不能に嵌め着けられており、フロントハウジング４６と共に一体的に回転させられる。

ポンプカバー１１０は、周方向に複数個設けられているボルト１１２によって、フロントハウジング４６に固定され、内周面がシャフト１０４に摺接させられている。また、ポンプカバー１１０には、オイルポンプ１００へ油を供給するためのオイル吸入口１１４が形成されており、オイルポンプ１００が駆動するに従って、電子制御カップリング２６内（フロントハウジング４６内）に充填されている油がオイル吸入口１１４からオイルポンプ１００内へ吸入される。

そして、オイル吸入口１１４より吸入された油は、ドライブロータ１０６とドリブンロータ１０８との間に形成される隙間に入り、圧縮されつつオイル吐出油路１１６へ吐出される。吐出されたオイル吐出油路１１６の油は、シャフト１０４内に形成されている軸方向油路１１８（本発明の油路に対応）に供給される。

軸方向油路１１８は、軸方向の一端がオイル吐出油路１１６に連通されると共に、他端がインナシャフト４８内に形成されて中心部より径方向に伸びる第１油路１２０に連通されている。本実施例では、第１油路１２０は対角上に２本形成され、その径方向の端部が、それぞれ軸心Ｃと並行に形成されている第２油路１２２の一端と連通されている。さらに、第２油路１２２の他端は、メインカム５４とインナシャフト４８の段付部とで囲まれることで、メインカム５４と隣接して形成されている円還状の油室１２４と連通されている。ここで、メインカム５４の内周面とインナシャフト４８の外周面との間の摺接面には、オイルシール１２６が設けられ、メインカム５４とインナシャフト４８との間のスプライン嵌合部においても、その隙間が小さくなるように設計されることで、油室１２４からの油の漏れが抑制されるように設計されている。なお、第１油路１２０および第２油路１２２が、本発明の油路に対応する。

上記油室１２４に油圧が供給されると、その油圧によって、メインカム５４に軸方向においてメインクラッチ５０から離間させられる側へ押圧させられる方向の推力が付与される。これより、オイルポンプ１００から吐出された油が、オイル吐出油路１１６、シャフト１０４の軸方向油路１１８、インナシャフト４８の第１油路１２０および第２油路１２２を通って油室１２４に供給されると、メインカム５４がメインクラッチ５０から離間させる方向へ押圧される。また、ドライブロータ１０６とドリブンロータ１０８との差回転すなわちフロントハウジング４６とインナシャフト４８との差回転にしたがって（比例して）、オイルポンプ１００の吐出油量が増加し、油室１２４への供給油量が増加することから、メインカム５４に作用する押圧力が増加する。なお、本発明の油圧機構９９は、オイルポンプ１００、オイル吐出油路１１６、軸方向油路１１８、第１油路１２０、第２油路１２２、および油室１２４等を含んで構成される。

以下、上記のように構成される電子制御カップリング２６の作動について説明する。例えば、前輪２２が持ち上げられる一方、後輪３０が地面に接地された状態で牽引される場合、前輪２２側が回転停止させられると共に、後輪３０側が回転させられる。このとき、前輪２２側が回転停止することから、プロペラシャフト２４およびそれに接続されているフロントハウジング４６が回転停止させられる。一方、後輪３０の回転に従って、後輪３０に動力伝達可能に連結されてる減速装置２７のドライブピニオン３１およびそれにスプライン嵌合されているインナシャフト４８が回転させられる。このとき、コントロールクラッチ５２を構成するフロントハウジング４６にスプライン嵌合された外周側摩擦板７６およびコントロールカム５８にスプライン嵌合された内周側摩擦板７４において差回転が発生し、それらの間に介在する油の粘性抵抗による引きずりトルクが発生する。また、その引きずりトルクによってカム機構を介してメインカム５４がメインクラッチ５０を押圧することで、メインクラッチ５０においても引きずりトルクが発生する。

これに対して、インナシャフト４８と一体的に回転させられるドライブロータ１０６が回転させられるため、オイルポンプ１００が駆動させられ、オイル吸入口１１４から吸入された油が、圧縮されてオイル吐出油路１１６から吐出され、軸方向油路１１８、第１油路１２０、および第２油路１２２を通って油室１２４へ供給される。この油室１２４に供給された油圧によって、メインカム５４がコントロールカム５８側すなわちメインクラッチ５０と離間する方向に押圧される。これにより、メインカム５４がメインクラッチ５０を押圧する力が抑制されるに従い、メインクラッチ５０において発生する引きずりトルクが低減されることとなる。また、メインクラッチ５０で発生した引きずりトルクによる異音についても抑制される。

ここで、フロントハウジング４６とインナシャフト４８の差回転が大きくなると、上述したコントロールクラッチ５２の内周側摩擦板７４と外周側摩擦板７６との間の差回転も大きくなり、結果として、コントロールクラッチ５２の引きずりトルクおよびメインクラッチ５０の引きずりトルクが増大するが、メインカム５４をメインクラッチ５０から離間する方向へ押圧する力（押圧力）も同様に、フロントハウジング４６とインナシャフト４８の差回転の大きさに比例して大きくなるので、メインクラッチ５０において発生する引きずりトルクが好適に抑制されることとなる。一方、フロントハウジング４６とインナシャフト４８との差回転が小さくなると、油の粘性抵抗による引きずりトルクが小さくなると共に、オイルポンプ１００の吐出流量も小さくなることから、メインカム５４をメインクラッチ５０から離間させる方向へ押圧する押圧力も同様に小さくなる。

また、例えば、車両が砂地等でスタックした場合において、４輪駆動状態で脱出を図ったものの脱出できない場合、油温の上昇等に基づいてインヒビット制御が実施され、前輪駆動状態に切り換えられる。このような場合では、前輪２２のみ駆動させられ、後輪３０は回転停止することから、フロントハウジング４６とインナシャフト４８との間の差回転が大きくなる従い、引きずりトルクが大きくなって燃費が低下する。これに対しても、オイルポンプ１００のドライブロータ１０６とドリブンロータ１０８との間の差回転が大きくなり、オイルポンプ１００から吐出される油量が増加することから、メインカム５４をメインクラッチ５０から離間させる方向に作用する押圧力が大きくなり、メインクラッチ５０での引きずりトルクが低減される。

上述のように、本実施例によれば、フロントハウジング４６とインナシャフト４８との差回転にしたがって、メインカム５４をメインクラッチ５０から離間させる方向の推力を発生させるための油圧を生成する油圧機構９９を備えるため、フロントハウジング４６とインナシャフト４８との相対トルクに基づいて発生する引きずりトルクに対して、その差回転にしたがってメインカム５４をメインクラッチ５０から離間させる方向の推力が発生するに従い、上記引きずりトルクが効果的に抑制される。上記より、引きずりトルク増加に伴う燃費悪化やメインクラッチ５０での発熱量増大による耐久性低下を抑制することができる。

また、本実施例によれば、フロントハウジング４６とインナシャフト４８との差回転にしたがって吐出油量が大きくなるように設けられたオイルポンプ１００の油圧が油室１２４に供給されるため、差回転が大きくなるに従って油室１２４に供給される油量が大きくなり、メインカム５４をメインクラッチ５０から離間させる方向へ作用する推力が大きくなる。したがって、差回転が大きくなるに従って大きくなる引きずりトルクに対して、その引きずりトルクに応じた推力がメインカム５４に作用されることで、引きずりトルクが好適に抑制される。

また、本実施例によれば、オイルポンプ１００は、トロコイド式のオイルポンプであり、そのオイルポンプ１００のドリブンロータ１０８がフロントハウジング４６に接続され、そのオイルポンプ１００のドライブロータ１０６がインナシャフト４８に接続されているため、フロントハウジング４６とインナシャフト４８との間に差回転が生じると、その差回転の大きさに比例した力でメインカム５４を押圧することができる。また、オイルポンプ１００が比較的シンプルに構成されることから、車両用カップリング２６をコンパクトに形成することができる。

また、本実施例によれば、フロントハウジング４６とインナシャフト４８との差回転が生じると、コントロールクラッチ５２において、油の粘性抵抗によって上記差回転に比例した引きずりトルクが発生する。そして、その引きずりトルクがカム機構を介してメインカム５４に伝達され、メインカム５４がメインクラッチ５０を押圧することで、メインクラッチ５０においても引きずりトルクが発生する。このメインクラッチ５０で発生する引きずりトルクは、コントロールクラッチ５２で発生する引きずりトルクすなわち上記差回転に比例して大きくなる。これに対して、上記差回転に比例して吐出圧が大きくなるオイルポンプ１００の油圧がメインカム５４に隣接して形成されている油室１２４に供給されて、メインカム５４がメインクラッチ５０から離間される方向に作用する推力が発生する。したがって、上記差回転に比例して大きくなるメインクラッチ５０での引きずりトルクに対して、その引きずりトルクに比例した力でメインカム５４がメインクラッチ５０から離間される方向に押圧されることから、上記引きずりトルクが効果的に抑制されることとなる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、トロコイド式のオイルポンプ１００が使用されているが、本発明は、トロコイド式に限定されず、例えばベーン式のオイルポンプなど他の形式オイルポンプを使用しても構わない。

また、前述の実施例では、電子制御カップリング２６は、プロペラシャフト２４と減速装置２７との間に設けられているが、本発明は、上記配設位置に限定されず、例えば前輪への動力を伝達する動力伝達軸と前輪用差動歯車装置の間など、駆動部材と被駆動部材とを選択的に断続する部位であれば、適宜使用することができる。

また、前述の実施例では、前置エンジン前輪駆動（ＦＦ）を基本とする前後輪駆動車両に本発明が使用されているが、前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）を基本とする前後輪駆動車両など、他の形式の車両においても使用することができる。

また、前述の実施例では、フロントハウジング４６にドリブンロータ１０８が嵌め着けられ、インナシャフト４８（シャフト１０４）にドライブロータ１０６が嵌め着けられているが、フロントハウジング４６にドライブロータ１０６が嵌め着けられ、インナシャフト４８にドリブンロータ１０８が嵌め着けられるように構成されても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

２６：車両用電子制御カップリング（車両用カップリング）
４６：フロントハウジング（駆動部材）
４８：インナシャフト（被駆動部材）
５０：メインクラッチ（湿式多板クラッチ）
５２：コントロールクラッチ
５４：メインカム（ピストン）
１００：オイルポンプ
１０２：収容穴
１０４：シャフト（動力伝達軸）
１０６：ドライブロータ
１０８：ドリブンロータ
１１８：軸方向油路（油路）
１２０：第１油路（油路）
１２２：第２油路（油路）
１２４：油室

Claims (4)

1. 駆動部材と被駆動部材とを選択的に断続するための湿式多板クラッチと、該湿式多板クラッチを軸方向に押圧して係合させるピストンとを備え、該駆動部材と被駆動部材との相対トルクに基づいて、該ピストンが該湿式多板クラッチを押圧する力を発生させる車両用カップリングであって、
   該湿式多板クラッチ開放時の前記駆動部材と被駆動部材との差回転にしたがって、前記ピストンを前記湿式多板クラッチから離間させる方向の推力を発生させるための油圧を生成する油圧機構を備えることを特徴とする車両用カップリング。
2. 前記油圧は、前記駆動部材と被駆動部材との差回転にしたがってその吐出油量が大きくなるように設けられたオイルポンプによって発生させられるものであり、
   該油圧は、前記ピストンに隣接して形成されて、該ピストンに前記湿式多板クラッチから離間させる方向の推力を付与するための油室に供給されることを特徴とする請求項１の車両用カップリング。
3. 前記オイルポンプは、トロコイド式のオイルポンプであり、
   該オイルポンプのドリブンロータが前記駆動部材に接続され、該オイルポンプのドライブロータが前記被駆動部材に接続されていることを特徴とする請求項２の車両用カップリング。
4. 前記車両用カップリングは、電気的に制御されるコントロールクラッチのトルクがカム機構を介して軸方向に変換され且つ増幅されてメインクラッチを押圧する形式の電子制御カップリングであって、
   該メインクラッチが前記湿式多板クラッチであり、前記駆動部材が有底円筒状のフロントハウジングであり、前記被駆動部材が該フロントハウジングの内周側に同軸心上に嵌め入れられているインナシャフトであり、
   該フロントハウジングの内周面と該インナシャフトの外周面との間に、前記メインクラッチおよび該メインクラッチを押圧するための前記ピストンが軸方向に隣接して配設され、
   前記オイルポンプは、該フロントハウジングの底部に収容されるように配設されており、該オイルポンプの前記ドリブンロータは、該フロントハウジングの底部に形成されている収容穴に相対回転不能に嵌め着けられ、前記ドライブロータは、前記インナシャフトに連結されている動力伝達軸の外周面に相対回転不能に嵌め着けられており、
   該オイルポンプは、前記フロントハウジング内に充填されている油を吸入して吐出するものであり、該オイルポンプから吐出された油圧は、前記動力伝達軸内に形成されている油路および前記インナシャフト内に形成されている油路を通って前記油室に供給されることを特徴とする請求項２または３の車両用カップリング。

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