JP3364433B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はクラッチ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図３に示した従来のデファレンシャル装
置は、パイロットクラッチ３０１が締結されるとカム３
０３に伝達トルクが掛かってカム力が発生し、このカム
力はプラネタリーギヤ式差動機構３０５のキャリア３０
７を介してメインクラッチ３０９に押圧して締結させ、
差動機構３０５の差動制限を行うように構成されてい
る。

【０００３】カム３０３は、ボール３１５と、キャリア
３０７側のカム溝と、パイロットクラッチ３０１側のカ
ムリング３１７のカム溝とからなり、ボール３１５が各
カム溝間に介在されている。また、各カム溝には、傾斜
面が形成されており、この傾斜面上をボールが移動する
ことで、キャリア３０７の軸方向への移動距離が制御さ
れる。

【０００４】そして、パイロットクラッチ３０１が締結
されると、カムリング３１７の回転によってカム溝の傾
斜面を転がり移動することでキャリア３０７をメインク
ラッチ３０９側に押圧しカム力が発生する。また、ボー
ルがカム溝内の傾斜面上を転がる位置によりメインクラ
ッチ３０９の締結力（滑り）が制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、メインクラ
ッチ３０９が締結（滑り）された状態では、ボール３１
５は、回転軸３１９、３２１と共に回転し、回転軸３１
９、３２１の外側へ移動しようとする遠心力が掛かる。
このため、回転軸３１９、３２１が高速で回転する場合
（車両の高速走行時）には、この遠心力も増大するの
で、ボールがカム溝間から遠心力により外側へ移動して
キャリア３０７を最大に軸方向移動させてしまい、メイ
ンクラッチ３０９が直結されて回転軸３１９と回転軸３
２１とがロックされた状態となるおそれがある。

【０００６】そこで、本発明は、遠心力でボールがカム
溝内から移動するのを防止することができるクラッチ装
置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、回転
駆動力が伝達される入力軸とこの入力軸の回転駆動力が
断続される出力軸との間に配置されたメインクラッチ及
びパイロットクラッチと、前記メインクラッチの一側部
材に軸方向移動自在に連結された押圧部材と、前記パイ
ロットクラッチが連結されると前記入力軸の回転駆動力
が伝達されるカムリングと、前記押圧部材と前記カムリ
ングとの間に設けたカムとを備え、前記カムは、前記押
圧部材に設けた押圧部材側のカム溝と、このカム溝に対
向して前記カムリングに設けたカムリング側のカム溝
と、これらのカム溝間に介在されたボールとからなり、
前記パイロットクラッチの連結により前記カムリングに
回転駆動力が伝達されると前記カムがカム力を発生し、
前記押圧部材を移動させて前記メインクラッチを締結す
るクラッチ装置であって、前記ボールの遠心方向への移
動を規制する規制壁を、ボールに遠心力がかかり前記カ
ム溝の外側にボールが移動しようとしてもボールの動き
が規制されてメインクラッチに締結力を生じさせないよ
うに、前記カム溝の径方向外側で、前記入力軸及び出力
軸と平行に、かつ前記ボールの半径分を越えるように設
けたことを特徴とする。

【０００８】このクラッチ装置では、規制壁をカム溝の
径方向外側で、かつボールの半径分を越えて設けたこと
により、カム溝間からのボールの移動が規制される。こ
の結果、入力軸が高速で回転している場合でも、入力軸
と出力軸間のメインクラッチに締結力が生じることがな
い。

【０００９】請求項１記載のクラッチ装置であって、前
記規制壁が前記押圧部材に設けられていることを特徴と
する。

【００１０】このクラッチ装置では、規制壁を押圧部材
に設けたことにより、カム溝間からのボールの移動が規
制される。この結果、請求項１と同様な作用が得られ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１と図２とにより第１実施形態
の説明をする。図１はこの実施形態のクラッチ装置を示
し、第２図はこのクラッチ装置を用いた四輪駆動（４Ｗ
Ｄ）車の動力系を示す。図１の右方はこの車両の前方
（第２図の上方）に相当する。

【００１２】先ず、図２によりこの動力系の構成を説明
する。

【００１３】この動力系は、エンジン１、トランスミッ
ション３、フロントデフ５（前輪側のデファレンシャル
装置）、前車軸７，９、左右の前輪１１，１３、トラン
スファ１５、プロペラシャフト１７、この実施形態のク
ラッチ装置１９、リヤデフ２１（後輪側のデファレンシ
ャル装置）、後車軸２３，２５、左右の後輪２７，２９
などから構成されている。 次に、クラッチ装置１９の
説明をする。

【００１４】連結軸３１はリヤデフ２１を収納するデフ
キャリヤ３３の前端部を貫通し、ベアリング３５により
キャリヤ３３に支承されると共に、スプライン部３７に
よりプロペラシャフト１７側に連結されている。プロペ
ラシャフト１７はトランスファ１５からフロントデフ５
のデフケース３９を介してエンジン１側に連結されてい
る。こうして、連結軸３１はエンジン１からの駆動力に
より回転駆動される。

【００１５】連結軸３１の後端にはクラッチドラム４１
がそのフランジ部４３で一体に固定されている。ドラム
４１の内側にはハブ４５（一側部材）が配置され、軸支
部４７とベアリング４９とによりドラム４１に支承され
ている。

【００１６】ハブ４５のボス部５１にはドライブピニオ
ンシャフト５３がスプライン連結されている。シャフト
５３はベアリング５５，５５によりキャリヤ３３に支承
され、その後端にはリヤデフ２１のリングギヤ５７と噛
合ったドライブピニオンギヤ５９が一体に形成されてい
る。

【００１７】クラッチドラム４１とハブ４５との間には
これらを連結する多板式のメインクラッチ６１が配置さ
れている。メインクラッチ６１は、クラッチドラム４１
の内壁とスプライン連結された複数枚の摩擦板６１ａ
と、これらの摩擦板６１ａと交互に配置されハブ４５に
スプライン連結された摩擦板６１ｂとで形成されてい
る。摩擦板６１ａは、クラッチドラム４１とハブ４５と
の間に配置された押圧部材６３に連結されている。

【００１８】押圧部材６３は、摩擦板６１ａが連結され
た押圧壁６３ａと、ハブ４５のボス５１上に移動可能に
支持された支持壁６３ｂとで形成されている。押圧壁６
３ａの先端部側には、止めリング６２がクラッチドラム
４１の内壁に固定されている。この止めリング６２は、
押圧部材６３と当接することで押圧部材６３の移動を規
制している。また、押圧壁６３ａの後端側は、ハブ４５
に軸方向移動自在にスプライン連結されている。押圧部
材６３の前側にはカムリング６５が配置されている。押
圧部材６３の支持壁６３ｂ及びカムリング６５には、図
１（ｂ）に示すように、傾斜面６３Ｃ、６３ｃ、６５
ｃ、６５ｃからなるカム溝６４が形成され、このカム溝
６４内にボール６７が挿入されている。そして、カム溝
６４とボール６７とでカム６９が形成されている。

【００１９】このカム６９は、カム溝６４内の傾斜面６
３Ｃ、６５Ｃ間を移動することにより、スラスト力８
１、８３を発生し、押圧部材６３をメインクラッチ６１
側へ移動させる。この場合、カムリング６５は、ワッシ
ャー８７を介してクラッチどうラム４１に当接してお
り、ボール６７がカム溝６４内を移動することで発生し
たスラスト力で押圧部材６３のみが移動する。

【００２０】また、押圧部材６３の支持壁６３ｂには、
カム溝６４の径方向外側に、規制壁６６が突設されてい
る。この規制壁６６は、カム溝６４内のボール６７の半
径分を越えるように突出している。これにより、ボール
６７に遠心力が掛かって、カム溝６４の外側にボール６
７が移動しようとしても規制壁６６によってその動きが
規制される。

【００２１】また、カムリング６５には、押圧部材６３
の規制壁６６に対向して壁部６５ａが設けられている。
この壁部６５ａによっても、遠心力によるボール６７の
外側への移動が規制される。

【００２２】カムリング６５とクラッチドラム４１との
間にはこれらを連結する多板式のパイロットクラッチ７
１が配置されている。クラッチ７１の後側にはアーマチ
ャ７３が配置されている。ドラム４１のフランジ部４３
の前方にはリング状の電磁石７５が配置されている。電
磁石７５はボルト７７によりキャリヤ３３の内側に固定
されている。フランジ部４３には電磁石７５の磁力の短
絡を防ぎアーマチャ７３へ導くために非磁性のリング７
９が埋め込まれている。

【００２３】電磁石７５がアーマチャ７３を吸引すると
パイロットクラッチ７１が押圧されて締結し、カムリン
グ６５はクラッチ７１を介してドラム４１に連結され、
連結軸３１側（前輪側）とドライブピニオンシャフト５
３（後輪側）とはクラッチ７１、カム６９、押圧部材６
３、ハブ４５を介して、クラッチ７１の締結力に応じた
強さで連結される。

【００２４】パイロットクラッチ７１が締結されるとエ
ンジン１の駆動力がカム６９に作用してスラスト力８
１，８３（カム力）が生じ、後方向のスラスト力８１に
より押圧部材６３が軸方向移動してメインクラッチ６１
を締結し、パイロットクラッチ７１による前輪側と後輪
側の連結力が強化される。前方向のスラスト力８３はベ
アリング８５、ワッシャ８７を介してクラッチドラム４
１に入力し、スラスト力８１により相殺される。

【００２５】このように、カム力はパイロットクラッチ
７１に作用しないから、締結力（滑り）の正確な制御が
可能であり、カム力調整によるメインクラッチ６１の締
結力調節が可能である。従って、各クラッチ６１，７１
による連結力を正確に制御することができる。

【００２６】又、メインクラッチ６１をカム力で操作す
るから、従来例のような強力な操作力源と操作系とが不
要であり、低コストである。

【００２７】更に、押圧部材６３をハブ４５（トルク伝
達部材）と別体にしハブ４５と軸方向間（押圧方向）移
動自在に連結させたから、移動が円滑であり操作レスポ
ンスが良い。

【００２８】また、連結軸３１、ドライブピニオンシャ
フト５３が直列に配置されているので、クラッチ装置１
９の径方向の寸法を短くできて小型化、コンパクト化を
図ることができる。

【００２９】又、カム力はパイロットクラッチ７１を介
さずにメインクラッチ６１に作用するから、パイロット
クラッチ７１の締結力の正確な制御が可能であり、従っ
て、メインクラッチ６１のトルク調節が可能である。

【００３０】また、パイロットクラッチ７１、押圧部材
６３、メインクラッチ６１の順に配置することで、径方
向への突出部分がなくなりクラッチ装置１９の外表面に
凹凸がなくなる。また、連結軸３１とドライブピニオン
シャフト５３の差動回転が直接メインクラッチ６１の相
対回転となるため、メインクラッチ６１の締結時に連結
軸３１の駆動力をドライブピニオンシャフト５３に直接
伝達することができ、操作レスポンスの向上をより図る
ことができる。

【００３１】さらに、押圧部材６３とカムリング６５の
作動方向が逆方向へ作動するため、押圧方向が逆にな
り、各々独立して作動することができる。

【００３２】電磁石７５による上記のようなクラッチト
ルク制御は運転席から手動操作可能か、あるいは路面条
件や車両の操舵条件などに応じて自動操作可能に構成さ
れている。

【００３３】こうして、クラッチ装置１９が構成されて
いる。 次に、クラッチ装置１９の機能を図２の車両の
動力性能に即して説明する。

【００３４】エンジン１の駆動力はトランスミッション
３からフロントデフ５を介して前輪１１，１３に分配さ
れると共に、トランスファ１５を介してプロペラシャフ
ト１７を回転させる。

【００３５】このとき、クラッチ装置１９を開放すると
後輪２７，２９側は切離され、車両は前輪駆動車の特性
が得られると共に、燃費が向上する。

【００３６】クラッチ装置１９を連結すると、後輪側が
連結され送られた駆動力はリヤデフ２１を介して後輪２
７，２９に分配され車両は４ＷＤ状態になる。従って、
悪路などで前輪側が空転状態になっても後輪側の駆動力
により走破性が保たれる。

【００３７】又、クラッチ装置１９の連結力が大きい
程、前後輪間の差動制限力が大きく、車両の直進安定性
が向上する。

【００３８】パイロットクラッチ７１を開放するか滑り
を適度に調整して前後輪間の差動を許容すると、円滑な
旋回が行えると共に、タイトコーナーブレーキング現象
が防止される。

【００３９】クラッチ装置１９のレスポンスの良さによ
り、上記各操作のレスポンスが向上し、操安性が高ま
る。

【００４０】本実施形態によれば、規制壁６６をカム溝
６４の径方向外側に設けたことにより、カム溝６４内か
らのボール６７の遠心方向への移動が規制されるので、
連結軸（入力軸）３１が高速で回転している場合でも、
遠心力でボール６７がカム溝６４内から抜き出ることが
なく、押圧部材６３を最大量移動させることがない。こ
の結果、メインクラッチ６１が直結状態となることがな
く、連結軸３１とドライブピニオンシャフト（出力軸）
５３とがロック状態となることがない。従って、高速走
行時の４輪ロックを回避することができる。

【００４１】また、電磁石７５の磁力に基づくパイロッ
トクラッチ７１によるメインクラッチ６１の締結力制御
に干渉することがないので、正確な自動操作が可能とな
る。

【００４２】なお、上記実施形態では、規制壁６６を押
圧部材６３に設けたが、カムリング６５の壁部６５ａを
突出させて規制壁６６としても良い。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、規制壁をカム
溝の径方向外側で、かつボールの半径分を越えて設けた
ことにより、カム溝内からの遠心方向へのボールの移動
が規制されるので、入力軸が高速で回転している場合で
も、入力軸と出力軸間のメインクラッチに締結力が生じ
ることがない。

【００４４】請求項２の発明によれば、規制壁を押圧部
材に設けたことにより、請求項１と同様な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係り、（ａ）は第１実施形態の
クラッチ装置を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断
面図である。

【図２】図１のクラッチ装置を用いた車両の動力系を示
すスケルトン機構図である。

【図３】従来のデファレンシャル装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

４５ ハブ（一側部材） ６１ メインクラッチ ６３ 押圧部材 ６６ 規制壁 ６９ カム ７１ パイロットクラッチ ８１ スラスト力（カム力）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 43/00 - 47/06 F16D 27/00 - 29/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動力が伝達される入力軸とこの入
   力軸の回転駆動力が断続される出力軸との間に配置され
   たメインクラッチ及びパイロットクラッチと、前記メイ
   ンクラッチの一側部材に軸方向移動自在に連結された押
   圧部材と、前記パイロットクラッチが連結されると前記
   入力軸の回転駆動力が伝達されるカムリングと、前記押
   圧部材と前記カムリングとの間に設けたカムとを備え、
   前記カムは、前記押圧部材に設けた押圧部材側のカム溝
   と、このカム溝に対向して前記カムリングに設けたカム
   リング側のカム溝と、これらのカム溝間に介在されたボ
   ールとからなり、前記パイロットクラッチの連結により
   前記カムリングに回転駆動力が伝達されると前記カムが
   カム力を発生し、前記押圧部材を移動させて前記メイン
   クラッチを締結するクラッチ装置であって、前記ボール
   の遠心方向への移動を規制する規制壁を、ボールに遠心
   力がかかり前記カム溝の外側にボールが移動しようとし
   てもボールの動きが規制されてメインクラッチに締結力
   を生じさせないように、前記カム溝の径方向外側で、前
   記入力軸及び出力軸と平行に、かつ前記ボールの半径分
   を越えるように設けたことを特徴とするクラッチ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のクラッチ装置であって、
   前記規制壁が前記押圧部材に設けられていることを特徴
   とするクラッチ装置。