JP3628982B2 - 電磁クラッチの潤滑構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドコイルと、ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して構成される電磁クラッチに関する。さらに詳しくは、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向部（対向間隙）に潤滑油を供給するための潤滑構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような電磁クラッチは従来から種々のものが知られており、特開平１０−１９４００４号や、特開２０００−２４０６８５号等に開示のものがある。これら公報に開示の電磁クラッチは、自動車のアクスル装置におけるディファレンシャル機構として用いられている。例えば、特開平１０−１９４００４号には、リアアクスル装置におけるハイポイドギヤからなる終減速機構の左右に電磁クラッチからなるディファレンシャルクラッチ機構を配設し、これら左右ディファレンシャルクラッチ機構の係脱制御を行ってディファレンシャル作用を行わせるとともに２−４輪駆動切換を行わせるように構成されている。
【０００３】
このディファレンシャルクラッチ機構は、湿式多板クラッチ機構と、ソレノイド機構と、ボールカム機構とを有して構成される。ソレノイド機構は、ソレノイドコイルの周囲に配設したコイルハウジングに対向してアーマチュアプレートを配設して構成され、アーマチュアプレートはクラッチ機構の入力側に連結され、コイルハウジングはボールカム機構の一端側に連結される。ボールカム機構の他端側はクラッチ機構の出力側に連結されるとともにクラッチ機構を係合させるスラスト力を与えるように構成されている。
【０００４】
このディファレンシャルクラッチ機構において、ソレノイドコイルに通電して発生する磁力によりコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させると、これによりコイルハウジングがアーマチュアプレートと同一回転してボールカム機構の一端側をクラッチ機構の入力側と同一回転させる。ここでボールカム機構の他端側はクラッチ機構の出力側に連結されているため、クラッチ機構の入出力間に回転差があると（アクスル駆動側回転に対して後輪回転が相違するような場合）ボールカム機構の一端側に対して他端側が回転駆動され、他端側からクラッチ機構に係合方向のスラスト力が付与されてディファレンシャルクラッチ機構が係合されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のディファレンシャルクラッチ機構においては、ソレノイドの磁力によりコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行う場合に、両者は金属接触であり、滑り接触させると異音が発生するといった問題があり、ほとんどオン・オフ制御しか行えなかった。このため、ディファレンシャルクラッチ機構の係脱もオン・オフ制御しかできず、部分的な係合制御を行うことが非常に難しかった。
【０００６】
本発明は、電磁クラッチにおいてコイルハウジングとアーマチュアプレートとの完全係合のみならず、両者を滑り接触させて部分係合させる制御を可能にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、ソレノイドコイルと、このソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、このコイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構（例えば、実施形態において、クラッチハウジング５２、セパレータプレート５３、クラッチプレート５４、プレッシャプレート５５等から構成される機構）とを有して電磁クラッチが構成され、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力を用いてクラッチ機構の係合制御を行う。さらに、半径方向内方からコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路（例えば、実施形態における第１潤滑孔６１および第３潤滑孔６３）を有し、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に上記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成している。この構造においてはさらに、アーマチュアプレートの内周面にオイルフェンスリングを装着し、オイルフェンスリングにより潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成している。
【０００８】
このような構成の電磁クラッチの潤滑構造によれば、油溜部に溜められた潤滑油がコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に十分に且つ効果的に供給され、両者を異音を発生させることなくスムーズに滑り接触させるような制御が可能である。このため、クラッチ機構をオン・オフ制御するだけでなく、部分係合させる制御が簡単に行える。
【０００９】
上記構造において、オイルフェンスリングの内周端にリング状ゴム製リップを設けるのが好ましい。
【００１０】
また、アーマチュアプレートの内周端の少なくとも一部を内径側にリング状に突出させてリング状突出部を形成し、リング状突出部により潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成しても良い。
【００１１】
さらに、本発明においては、ソレノイドコイルと、ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して電磁クラッチが構成され、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力をクラッチ機構の係合力に変換するカム機構（例えば、実施形態のボールカム機構６５）が設けられて動力伝達装置が構成される。この場合には、アーマチュアプレートに作用する吸着力をカム機構を介して用いてクラッチ機構の係合制御を行うように構成され、半径方向内方からコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に上記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成している。この構造においてはさらに、アーマチュアプレートの内周面にオイルフェンスリングを装着し、オイルフェンスリングにより潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成している。
【００１２】
このような構成の電磁クラッチの潤滑構造によっても、油溜部に溜められた潤滑油がコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に十分に且つ効果的に供給され、両者を異音を発生させることなくスムーズに滑り接触させるような制御が可能である。このため、クラッチ機構をオン・オフ制御するだけでなく、部分係合させる制御が簡単に行える。
【００１３】
なお、この構成において、潤滑油供給路をカム機構を通って形成し、カム機構も十分に潤滑するように構成するのが好ましい。
【００１４】
上記構造において、オイルフェンスリングの内周端にリング状ゴム製リップを設けるのが好ましい。
【００１５】
また、アーマチュアプレートの内周端の少なくとも一部を内径側にリング状に突出させてリング状突出部を形成し、リング状突出部により潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成しても良い。
【００１６】
上記カム機構を、コイルハウジングに連結された第１カムプレートと、クラッチ機構の出力側部材に連結されるとともにクラッチに係合スラスト力を付与する第２カムプレートと、第１および第２カムプレートに形成されたカム溝内に配設されて第１および第２カムプレートにより挟持されたカムボールとから構成することかできる。この場合に、コイルハウジングの内周面に装着され第１カムプレートの側面に対向するリップ部を有したオイルシールにより潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成するのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、本発明に係る電磁クラッチを、アクスル装置におけるディファレンシャル作用を行うディファレンシャルクラッチ機構として用いる場合を説明する。このようなディファレンシャルクラッチ機構を用いて構成されるアクスル装置を有する車両の動力伝達系を図１に示している。
【００１８】
この車両は四輪駆動車両であり、車体前部に横置きにエンジンＥＮが配設され、エンジンＥＮの出力端に一体に繋がってトランスミッションＴＭが取り付けられている。このトランスミッションＴＭ内にはフロントディファレンシャル機構ＤＦとトランスファー機構ＴＦとが設けられている。トランスミッションＴＭにより変速されたエンジンＥＮの動力（パワー）は、フロントディファレンシャル機構ＤＦにおいて左右のフロントアクスルシャフトＳＦＡに分割されて伝達され、左右の前輪ＷＦを駆動する。上記エンジン動力はトランスファー機構ＴＦにも分割されてフロントカップリングＦＣからプロペラシャフトＰＳに伝達される。このプロペラシャフトＰＳはリアカップリングＲＣを介してリアアクスル装置ＡＲに繋がる。
【００１９】
リアアクスル装置ＡＲは、プロペラシャフトＰＳの回転をこれと直交するリアアクスルシャフトＳＲＡに伝達できるように回転方向を変換するとともにこの回転を減速するハイポイドギヤ機構ＨＧ（終減速機構）と、ハイポイドギヤ機構ＨＧの左右に位置してハイポイドギヤ機構ＨＧの回転動力を左右のリアアクスルシャフトＳＲＡに伝達する制御を行う左右一対のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲとを有する。リアアクスル装置ＡＲにおいては、プロペラシャフトＰＳを介して伝達されるエンジン動力が、ハイポイドギヤ機構ＨＧを介して回転方向の変換がなされるとともに減速され、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲにより伝達制御されて左右のリアアクスルシャフトＳＲＡに分割されて伝達され、左右の後輪ＷＲを駆動可能となっている。
【００２０】
このリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲは電磁クラッチを有して構成され、車輪の回転速度、車両の減速度等に応じて係合制御が行われる。このため、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲをともに解放させれば後輪ＷＲにはエンジン動力は伝達されず、前輪ＷＦのみ駆動される二輪駆動状態となる。一方、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを係合させればエンジン動力を前輪ＷＦおよび後輪ＷＲに伝達する四輪駆動状態となる。この四輪駆動状態においては、後述するように駆動側回転と車輪回転とに差が発生するときにリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲが係合するように構成されている。また、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲの係合を適宜制御することにより、左右の後輪ＷＲへの動力分割比率を適宜制御でき、いわゆるディファレンシャル機構としての機能を発揮させることもできる。
【００２１】
上記リアアクスル装置ＡＲについて図２〜図６を参照して説明する。なお、上述のようにリアアクスル装置ＡＲ内には左右一対のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲが配設されるが、これらは左右対称の構造を有しているため、左右対称部分については同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２２】
リアアクスル装置ＡＲは、センターハウジング１と、このセンターハウジング１の左右端部に結合配設された左右サイドハウジング２Ｌ，２Ｒとを有する。そして、センターハウジング１内に形成されたセンター空間１ａ内にハイポイドギヤ機構ＨＧが配設され、左サイドハウジング２Ｌ内に形成された左サイド空間２ａ内に左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬが配設され、右サイドハウジング２Ｒ内に形成された右サイド空間２ｂ内に右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲが配設されている。
【００２３】
センターハウジング１内に配設されるハイポイドギヤＨＧは、回転軸が直行して配設されるとともに互いに噛合するドライブピニオン１１とドリブンギヤ１５とから構成される。ドライブピニオン１１は車体前後方向に延びる回転軸を中心として回転可能であり、車体前後方向に延びるとともにテーパローラベアリング１３ａ，１３ｂによりセンターハウジング１に対して回転自在に支持されたピニオンシャフト１２を有し、ピニオンシャフト１２の先端がセンターハウジング１の外方に突出する。
【００２４】
ピニオンシャフト１２におけるこのように外方に突出した部分にコンパニオンフランジ３０が保持ナット１４により締結されてスプライン結合されている。コンパニオンフランジ３０はボス部３１に形成されたスプライン３１ａによりピニオンシャフト１２と連結され、外端部に図５に示す形状の端面フランジ部３２を有する。端面フランジ部３２には締結ボルト取付用ネジ３２ａが形成されている。一方、プロペラシャフトＰＳは車体前後に延びて回転自在に支持されたドライブチューブ３６の後端にユニバーサルジョイント３７を介して取り付けられたヨークフランジ３８を有し、このヨークフランジ３８とコンパニオンフランジ３０とが締結ボルト３５により結合されている。これらヨークフランジ３８およびコンパニオンフランジ３０によりリアカップリングＲＣが構成され、プロペラシャフトＰＳの回転がピニオンシャフト１２に伝達され、ハイポイドギヤ機構ＨＧを回転駆動させる。
【００２５】
ハイポイドギヤ機構ＨＧを構成するドリブンギヤ１５は、ボールベアリング１６により車幅方向に延びる回転軸（ピニオンギヤ１１の回転軸と直交する回転軸）を中心として回転自在となって、センターハウジング１により支持されている。ドリブンギヤ１５には回転軸を中心とするインターナルスプライン１５ａが形成されており、左端部においてこのインターナルスプライン１５ａと噛合するセンターシャフト２１がドライブギヤ１５と同軸上を延びてセンターハウジング１内に配設されている。センターシャフト２１の右端部はボールベアリング１７を介してセンターハウジング１により回転自在に支持されており、センターシャフト２１はドリブンギヤ１５と一体回転する。
【００２６】
ドリブンギヤ１５の左端部１５ｂは、外周部において左連結リング５１とスプライン結合されており、この左連結リング５１を介してドリブンギヤ１５が左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬと連結されている。また、センターシャフト２１の右端部２１ａは、外周部において右連結リング５１とスプライン結合されており、この右連結リング５１を介してセンターシャフト２１が左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬと連結されている。ここで、センターシャフト２１はドリブンギヤ１５とスプライン結合されており、ドリブンギヤ１５（すなわち、ハイポイドギヤ機構ＨＧ）は、左右のディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲと連結されている。
【００２７】
これら左右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲについて、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬを示す図４を参照して説明する。なお、前述したように、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬは右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲと左右対称形状であり、その構造および作動は同一であるため、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬのみについて説明し、右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲについての説明は省略する。
【００２８】
左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬは、円筒形状のクラッチハウジング５２と、このクラッチハウジング５２内に配設された複数のセパレータプレート５３および複数のクラッチプレート５４とを有する。クラッチハウジング５２は右端ハブ部５２ａにおいて連結リング５１の外周５１ｂとスプライン結合される。セパレータプレート５３は金属製の円盤状部材からなり外周部においてクラッチハウジング５２の内面と係合しており、クラッチハウジング５２と一体回転する。クラッチプレート５４は金属製の円盤状部材の両側面にクラッチフェーシング材を貼り付けて構成され、それぞれセパレータプレート５３の間に配設されている。すなわち、セパレータプレート５３とクラッチプレート５４とが軸方向に交互に並んで配設されている。このようにして交互に位置してクラッチハウジング５２内に配設された両プレート５３，５４を外側から覆うようにして円盤状のプレッシャプレート５５が配設されている。
【００２９】
このようにクラッチハウジング５２内に配設されたセパレータプレート５３、クラッチプレート５４およびプレッシャプレート５５の内周側にクラッチハブ５６が配設されている。クラッチプレート５４の内周がクラッチハブ５６の外周と係合しており、クラッチプレート５４とクラッチハブ５６とが一体回転する。このクラッチハブ５６は内周部においてスプライン結合して左サイドシャフト６０の上に配設されている。クラッチハウジング５２は、ラジアルベアリング６４ｂおよびスラストベアリング７４により左サイドシャフト６０上に回転自在に取り付けられている。
【００３０】
左サイドシャフト６０は、右端部６０ａがドリブンギヤ１５の右端部に形成された支持孔内に挿入されてラジアルベアリング６４ａにより回転自在に支持され、左側部においてボールベアリング７０を介して左サイドハウジング２Ｌにより回転自在に支持されている。なお、右サイドシャフト６０の場合は、右端部がセンターシャフト２１の左端部に形成された支持孔内に挿入されてラジアルベアリング６４ａにより回転自在に支持される。この左シャフト６０は左後輪ＷＲに繋がっており、左側リアアクスルシャフトＳＲＡを構成する。
【００３１】
プレッシャプレート５５の内径側側面が左側に突出して押圧部５５ａが形成されており、この押圧部５５ａに当接するようにしてボールカム機構６５が配設されている。ボールカム機構６５は、左サイドシャフト６０の上に回転自在に配設された第１カムプレート６６と、左サイドシャフト６０にスプライン結合されて配設された第２カムプレート６８と、両カムプレート６６，６８に形成された複数のカム溝６６ａ，６８ａ内に位置して配設された複数のカムボール６７とから構成される（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。
【００３２】
第１カムプレート６６はリテーニングリング７１およびスラストベアリング７２により左サイドシャフト６０に対して軸方向の位置決めがなされている。このため、後述するようにボールカム機構６５により発生するスラスト力は第１カムプレート６６により受け止められ、カムボール６７を介して第２カムプレート６８に作用し、第２カムプレート６８を右方向に移動させて、プレッシャプレート５５の押圧部５５ａを右に押圧する。
【００３３】
第１カムプレート６６の外周側に左端が開口した矩形断面を有するドーナッツ状のコイルハウジング８１が配設されている。このコイルハウジング８１は、左サイドシャフト６０の回転中心を中心とするドーナッツ形状をしており、内周部が第１カムプレート６６の外周とスプライン結合されており、第１カムプレート６６と一体となって左サイドシャフト６０の上を回転自在となっている。
【００３４】
コイルハウジング８１における左端が開口した断面矩形状の空間内にソレノイドコイル８０が突出して配設されている。このソレノイドコイル８０はソレノイドカバー８０ａにより覆われてドーナッツ形状に形成され、左サイドハウジング２Ｌに固設されている。ソレノイドカバー８０ａの外面とコイルハウジング８１の矩形断面空間の内面との間には間隙を有しており、コイルハウジング８１は固定保持されたソレノイドコイル８０に対して自由に回転可能である。
【００３５】
コイルハウジング８１の右端面を形成する摺接面８１ａに対向して円盤状のアーマチュアプレート８２が配設されている。アーマチュアプレート８２は外周部においてクラッチハウジング５２に係合しており、クラッチハウジング５２と一体回転する。
【００３６】
コイルハウジング８１の内周面８１ｂにオイルシール７５が圧入されて取り付けられており、そのリップ部が第１カムプレート６６の左側面に摺接している。また、アーマチュアプレート８２の内周面にオイルフェンスリング７６が圧入されて取り付けられている。このため、コイルハウジング８１の内周面およびアーマチュアプレート８２の内周面の内周側に、オイルシール７５とオイルフェンスリング７６に挟まれて油溜部７７が形成される。この油溜部７７はコイルハウジングの摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の左端面を形成する摺接面８２ａとの間隙に連通する。
【００３７】
オイルフェンスリング７６は、リング状の金属心材の内周端にゴム製のリップを取り付けて構成している。このため、オイルフェンスリング７６の内周端が第２カムプレート６８の外周面と近接しているが、両者が回転中に接触してもゴムと金属の接触であり、接触により異音が発生したり、傷ついたりする問題はない。なお、オイルフェンスリング７６はアーマチュアプレート８２の内周面に圧入されて取り付けられているが、このように圧入すれば溶接もしくはボルト締結による取付に比べ、取付が簡単である。また、圧入の場合は、アーマチュアプレート８２を通る磁束を乱すことがなく、コイルハウジングによるアーマチュアプレートの磁気吸着力を低下させるという問題が発生しにくい。
【００３８】
左サイドシャフト６０内に右端面から軸方向に延びる第１潤滑孔６１が形成され、この第１潤滑孔６１から径方向に延びる第２および第３潤滑孔６２，６３が形成されている。第１潤滑孔６１には、センターシャフト２１の上に取り付けられたトロコイドポンプＰＴから潤滑油が供給される。この潤滑油が、第２潤滑孔６２からクラッチハブ５６に形成された潤滑孔５６ａを通ってセパレータプレート５３とクラッチプレート５４との間に供給され、第３潤滑孔６３からボールカム機構６５を通って（第１カムプレート６６および第２カムプレート６８の間を通って）油溜部７７に供給される。このため、ボールカム機構６５の潤滑も十分に行われる。
【００３９】
油溜部７７内の潤滑油は、ここに連通するコイルハウジング８１の摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａとの間隙に効果的に供給される。このため、コイルハウジング８１の摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａとが滑り接触する場合にも異音を発生させることなく、スムーズな滑り接触となる。
【００４０】
なお、第３潤滑孔６３の位置は上記の位置に限定されるものではなく、例えば、図４の位置より左側に位置させてスラストベアリング７２を介して外周側に供給するようにしても良い。但し、この場合には、スラストベアリング７２を通った潤滑油を油溜部７７に導くようにオイルシール７５の位置を左側に移動させる必要がある。第３潤滑孔６３を図４の位置より右側に位置させ、第２カムプレート６８の右側に潤滑油を供給させるようにしても良い。但し、この場合には、このように供給される潤滑油を油溜部７７に導くようにオイルフェンスリング７６の位置および形状を設定する必要がある。
【００４１】
以上のように構成された左リアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬの作動を以下に説明する。
【００４２】
上述のように、プロペラシャフトＰＳからハイポイドギヤ機構ＨＧに伝達され、ドリブンギヤ１５が回転駆動されると、その回転動力は連結リング５１を介してクラッチハウジング５２に伝達され、クラッチハウジング５２が回転駆動される。ここで、ボールカム機構６５を介してプレッシャプレート５５にスラスト力が作用していない場合、すなわち、プレッシャプレート５５がフリーな状態にある場合には、セパレータプレート５３はクラッチハウジング５２と一体回転し、クラッチプレート５４はクラッチハブ５６と一体回転するだけで、両プレート５３，５４間での動力伝達は行われない。このため、後輪ＷＲには駆動力は伝達されず、車両は二輪駆動状態となる。
【００４３】
一方、ボールカム機構６５からプレッシャプレート５５を右方向に押圧するスラスト力を作用させると、プレッシャプレート５５がセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４をクラッチハウジング５２に押し付け、両者の摩擦力により両プレート５３，５４を係合させる。これによりクラッチハウジング５２とクラッチハブ５６とが一体回転し、後輪ＷＲに駆動力が伝達される四輪駆動状態となる。
【００４４】
このようにボールカム機構６５を介してプレッシャプレート５５にスラスト力を付与する制御は、ソレノイドコイル８０への通電制御により行われる。ソレノイドコイル８０が通電されるとこれを囲むコイルハウジング８１に磁力が発生し、アーマチュアプレート８２がコイルハウジング８１に吸着される。これにより、コイルハウジング８１の摺接面８１ａがアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａと摺接し、コイルハウジング８１を、クラッチハウジング５２と一体回転するアーマチュアプレート８２と同一回転させようとする回転力Ｆがコイルハウジング８１に作用する。
【００４５】
ここで、コイルハウジング８１は第１カムプレート６６に結合され、第１カムプレート６６は左サイドシャフト６０に結合されており、後輪ＷＲと一体に回転する。一方、アーマチュアプレート８２はクラッチハウジング５２に係合され、クラッチハウジング５２はドリブンギヤ１５に連結されており、エンジンＥＮの回転と対応する。このことから分かるように、エンジンＥＮにより駆動されるドリブンギヤ１５の回転と後輪ＷＲの回転とが同一回転のときには、上記回転力Ｆは発生しないが、回転差が発生したときに上記回転力Ｆが発生する。
【００４６】
このようにエンジンＥＮにより駆動されるドリブンギヤ１５の回転と後輪ＷＲの回転とに回転差が発生したときに上記回転力Ｆが発生し、この回転力Ｆはボールカム機構６５において、図６Ｂに示すように第１カムプレート６６に対して第２カムプレート６８を回転させる力として作用する。ここで、両カムプレート６６，６８の間にはテーパ面を有したカム溝６６ａ，６８ａ内に位置してカムボール６７が配設されている。このため、上記回転力Ｆにより第１カムプレート６６に対して第２カムプレート６８を相対回転させ、図６Ｂに示すように、第２カムプレート６８が矢印Ａで示すように、軸方向右に移動する。
【００４７】
このように第２カムプレート６８が右方向に移動するとこれがプレッシャプレート５５の押圧部５５ａを右方向に押圧し、プレッシャプレート５５がセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４をクラッチハウジング５２に押し付ける。この結果、両者の摩擦力により両プレート５３，５４が係合し、上記回転差が抑えられる。この場合におけるプレッシャプレート５５に加わる押圧力は、上記回転力Ｆに対応し、この回転力Ｆはソレノイドコイル８０の磁力によるアーマチュアプレート８２の吸引力に対応する。
【００４８】
このことから分かるように、ソレノイドコイル８０に通電する電流を制御して、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬにおけるクラッチ係合力を自由に制御可能であり、コイルハウジング８１の摺接面８１ａに対してアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａが滑りながらアーマチュアプレート８２を吸着させる制御となる。このとき、両摺接面８１ａ，８２ａの間には油溜部７７から潤滑油が効果的に供給されるため、スムーズな制御が可能である。
【００４９】
このように油溜部７７を形成することにより十分且つ効果的な潤滑油供給を行わせることが可能になるのであるが、この油溜部の形成は上記の構成に限られるものではない。例えば、アーマチュアプレート８２の内周端を下方に突出させて油溜部を形成しても良い。但し、ソレノイドコイル８０に通電したときにコイルハウジング８１内とアーマチュアプレート８２内を磁束が流れて吸引磁力が発生するものであるため、アーマチュアプレート８２の内周端をそのまま内周に延ばしたのでは磁束が乱れ磁力が弱くなると言う問題がある。このため、図７に示すように、アーマチュアプレート８２の内周端に幅の狭いリング状の突起８２ｂを形成して油溜部を形成するのが好ましい。
【００５０】
以上説明したように、上記のディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲは、電磁力を、ボールカム機構によりクラッチプレートを軸方向に押圧する力に変換してクラッチの係合制御を行っているが、アーマチュアプレートに作用する電磁力を直接クラッチの係合力として作用させてクラッチの係合制御を行わせても良い。
【００５１】
上記リアアクスル装置ＡＲにおいては、ハイポイドギヤ機構ＨＧを構成するドリブンギヤ１５の両側に左右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを配設しているが、図８に示すように、ハイポイドギヤ機構ＨＧの前に本発明に係る電磁クラッチ機構を配設しても良い。なお、図８において図１の動力伝達系と同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
【００５２】
図８の動力伝達系では、リヤカップリングＲＣとハイポイドギヤ機構ＨＧとの間に電磁クラッチ機構を配設し、この電磁クラッチ機構により２−４切換機構ＣＴを構成している。これにより、プロペラシャフトＰＳからハイポイドギヤ機構ＨＧへの動力伝達を遮断して二輪駆動状態としたり、この動力伝達を行わせて四輪駆動状態とすることができる。このハイポイドギヤ機構ＨＧからリヤディファレンシャル機構ＤＲにより動力が分割されて左右の後輪ＷＲに伝達される。このリヤディファレンシャル機構ＤＲは従来から一般的に用いられている機構でも良いが、上述した左右リヤディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを用いて構成しても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の本発明によれば、ソレノイドコイルを囲んでコイルハウジングを配設し、このコイルハウジングの側面に対向してアーマチュアプレートを配設し、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力を用いてクラッチ機構の係合制御を行うように電磁クラッチが構成され、半径方向内方からコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に上記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成しているので、油溜部に溜められた潤滑油がコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に十分に且つ効果的に供給され、両者を異音を発生させることなくスムーズに滑り接触させるような制御が可能であり、クラッチ機構をオン・オフ制御するだけでなく、部分係合させる制御が簡単に行える。
【００５４】
さらに、第２の本発明によれば、ソレノイドコイルを囲んでコイルハウジングを配設し、このコイルハウジングの側面に対向してアーマチュアプレートを配設し、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力をクラッチ機構の係合力に変換するカム機構が設けられており、アーマチュアプレートに作用する吸着力をカム機構を介して用いてクラッチ機構の係合制御を行うように構成され、半径方向内方からコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に上記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成しているので、油溜部に溜められた潤滑油がコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に十分に且つ効果的に供給され、両者を異音を発生させることなくスムーズに滑り接触させるような制御が可能である。このため、クラッチ機構をオン・オフ制御するだけでなく、部分係合させる制御が簡単に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁クラッチを有して構成される四輪駆動車の動力伝達系を示す概略図である。
【図２】上記動力伝達系を構成するリアアクスル装置の構成を示す断面図である。
【図３】プロペラシャフトと上記リアアクスル装置との連結部の構成を示す部分断面図である。
【図４】上記リアアクスル装置における左ディファレンシャルクラッチ機構を示す断面図である。
【図５】リアアクスル装置に用いられるコンパニオンフランジの端面形状を示す図である。
【図６】上記左ディファレンシャルクラッチ機構を構成するボールカム機構を示す断面図である。
【図７】上記リアアクスル装置における左ディファレンシャルクラッチ機構の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る電磁クラッチを有して構成される四輪駆動車の異なる例に係る動力伝達系を示す概略図である。
【符号の説明】
５２ クラッチハウジング（クラッチ機構）
５３ セパレータプレート（クラッチ機構）
５４ クラッチプレート（クラッチ機構）
５５ プレッシャプレート（クラッチ機構）
６１ 第１潤滑孔（潤滑油供給路）
６３ 第３潤滑孔（潤滑油供給路）
６５ ボールカム機構
６６ 第１カムプレート
６７ カムボール
６８ 第２カムプレート
７５ オイルシール
７６ オイルフェンスリング
７７ 油溜部
８０ ソレノイドコイル
８１ コイルハウジング
８２ アーマチュアプレート
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドコイルと、ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して構成される電磁クラッチに関する。さらに詳しくは、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向部（対向間隙）に潤滑油を供給するための潤滑構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような電磁クラッチは従来から種々のものが知られており、特開平１０−１９４００４号や、特開２０００−２４０６８５号等に開示のものがある。これら公報に開示の電磁クラッチは、自動車のアクスル装置におけるディファレンシャル機構として用いられている。例えば、特開平１０−１９４００４号には、リアアクスル装置におけるハイポイドギヤからなる終減速機構の左右に電磁クラッチからなるディファレンシャルクラッチ機構を配設し、これら左右ディファレンシャルクラッチ機構の係脱制御を行ってディファレンシャル作用を行わせるとともに２−４輪駆動切換を行わせるように構成されている。
【０００３】
このディファレンシャルクラッチ機構は、湿式多板クラッチ機構と、ソレノイド機構と、ボールカム機構とを有して構成される。ソレノイド機構は、ソレノイドコイルの周囲に配設したコイルハウジングに対向してアーマチュアプレートを配設して構成され、アーマチュアプレートはクラッチ機構の入力側に連結され、コイルハウジングはボールカム機構の一端側に連結される。ボールカム機構の他端側はクラッチ機構の出力側に連結されるとともにクラッチ機構を係合させるスラスト力を与えるように構成されている。
【０００４】
このディファレンシャルクラッチ機構において、ソレノイドコイルに通電して発生する磁力によりコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させると、これによりコイルハウジングがアーマチュアプレートと同一回転してボールカム機構の一端側をクラッチ機構の入力側と同一回転させる。ここでボールカム機構の他端側はクラッチ機構の出力側に連結されているため、クラッチ機構の入出力間に回転差があると（アクスル駆動側回転に対して後輪回転が相違するような場合）ボールカム機構の一端側に対して他端側が回転駆動され、他端側からクラッチ機構に係合方向のスラスト力が付与されてディファレンシャルクラッチ機構が係合されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のディファレンシャルクラッチ機構においては、ソレノイドの磁力によりコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行う場合に、両者は金属接触であり、滑り接触させると異音が発生するといった問題があり、ほとんどオン・オフ制御しか行えなかった。このため、ディファレンシャルクラッチ機構の係脱もオン・オフ制御しかできず、部分的な係合制御を行うことが非常に難しかった。
【０００６】
本発明は、電磁クラッチにおいてコイルハウジングとアーマチュアプレートとの完全係合のみならず、両者を滑り接触させて部分係合させる制御を可能にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、ソレノイドコイルと、このソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、このコイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構（例えば、実施形態において、クラッチハウジング５２、セパレータプレート５３、クラッチプレート５４、プレッシャプレート５５等から構成される機構）とを有して電磁クラッチが構成され、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力を用いてクラッチ機構の係合制御を行う。さらに、半径方向内方からコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路（例えば、実施形態における第１潤滑孔６１および第３潤滑孔６３）を有し、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に上記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成している。この構造においてはさらに、アーマチュアプレートの内周面にオイルフェンスリングを装着し、オイルフェンスリングにより潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成している。
【０００８】
このような構成の電磁クラッチの潤滑構造によれば、油溜部に溜められた潤滑油がコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に十分に且つ効果的に供給され、両者を異音を発生させることなくスムーズに滑り接触させるような制御が可能である。このため、クラッチ機構をオン・オフ制御するだけでなく、部分係合させる制御が簡単に行える。
【０００９】
上記構造において、オイルフェンスリングの内周端にリング状ゴム製リップを設けるのが好ましい。
【００１０】
また、アーマチュアプレートの内周端の少なくとも一部を内径側にリング状に突出させてリング状突出部を形成し、リング状突出部により潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成しても良い。
【００１１】
さらに、本発明においては、ソレノイドコイルと、ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して電磁クラッチが構成され、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力をクラッチ機構の係合力に変換するカム機構（例えば、実施形態のボールカム機構６５）が設けられて動力伝達装置が構成される。この場合には、アーマチュアプレートに作用する吸着力をカム機構を介して用いてクラッチ機構の係合制御を行うように構成され、半径方向内方からコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に上記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成している。この構造においてはさらに、アーマチュアプレートの内周面にオイルフェンスリングを装着し、オイルフェンスリングにより潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成している。
【００１２】
このような構成の電磁クラッチの潤滑構造によっても、油溜部に溜められた潤滑油がコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に十分に且つ効果的に供給され、両者を異音を発生させることなくスムーズに滑り接触させるような制御が可能である。このため、クラッチ機構をオン・オフ制御するだけでなく、部分係合させる制御が簡単に行える。
【００１３】
なお、この構成において、潤滑油供給路をカム機構を通って形成し、カム機構も十分に潤滑するように構成するのが好ましい。
【００１４】
上記構造において、オイルフェンスリングの内周端にリング状ゴム製リップを設けるのが好ましい。
【００１５】
また、アーマチュアプレートの内周端の少なくとも一部を内径側にリング状に突出させてリング状突出部を形成し、リング状突出部により潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成しても良い。
【００１６】
上記カム機構を、コイルハウジングに連結された第１カムプレートと、クラッチ機構の出力側部材に連結されるとともにクラッチに係合スラスト力を付与する第２カムプレートと、第１および第２カムプレートに形成されたカム溝内に配設されて第１および第２カムプレートにより挟持されたカムボールとから構成することかできる。この場合に、コイルハウジングの内周面に装着され第１カムプレートの側面に対向するリップ部を有したオイルシールにより潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、油溜部を形成するのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、本発明に係る電磁クラッチを、アクスル装置におけるディファレンシャル作用を行うディファレンシャルクラッチ機構として用いる場合を説明する。このようなディファレンシャルクラッチ機構を用いて構成されるアクスル装置を有する車両の動力伝達系を図１に示している。
【００１８】
この車両は四輪駆動車両であり、車体前部に横置きにエンジンＥＮが配設され、エンジンＥＮの出力端に一体に繋がってトランスミッションＴＭが取り付けられている。このトランスミッションＴＭ内にはフロントディファレンシャル機構ＤＦとトランスファー機構ＴＦとが設けられている。トランスミッションＴＭにより変速されたエンジンＥＮの動力（パワー）は、フロントディファレンシャル機構ＤＦにおいて左右のフロントアクスルシャフトＳＦＡに分割されて伝達され、左右の前輪ＷＦを駆動する。上記エンジン動力はトランスファー機構ＴＦにも分割されてフロントカップリングＦＣからプロペラシャフトＰＳに伝達される。このプロペラシャフトＰＳはリアカップリングＲＣを介してリアアクスル装置ＡＲに繋がる。
【００１９】
リアアクスル装置ＡＲは、プロペラシャフトＰＳの回転をこれと直交するリアアクスルシャフトＳＲＡに伝達できるように回転方向を変換するとともにこの回転を減速するハイポイドギヤ機構ＨＧ（終減速機構）と、ハイポイドギヤ機構ＨＧの左右に位置してハイポイドギヤ機構ＨＧの回転動力を左右のリアアクスルシャフトＳＲＡに伝達する制御を行う左右一対のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲとを有する。リアアクスル装置ＡＲにおいては、プロペラシャフトＰＳを介して伝達されるエンジン動力が、ハイポイドギヤ機構ＨＧを介して回転方向の変換がなされるとともに減速され、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲにより伝達制御されて左右のリアアクスルシャフトＳＲＡに分割されて伝達され、左右の後輪ＷＲを駆動可能となっている。
【００２０】
このリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲは電磁クラッチを有して構成され、車輪の回転速度、車両の減速度等に応じて係合制御が行われる。このため、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲをともに解放させれば後輪ＷＲにはエンジン動力は伝達されず、前輪ＷＦのみ駆動される二輪駆動状態となる。一方、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを係合させればエンジン動力を前輪ＷＦおよび後輪ＷＲに伝達する四輪駆動状態となる。この四輪駆動状態においては、後述するように駆動側回転と車輪回転とに差が発生するときにリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲが係合するように構成されている。また、左右のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲの係合を適宜制御することにより、左右の後輪ＷＲへの動力分割比率を適宜制御でき、いわゆるディファレンシャル機構としての機能を発揮させることもできる。
【００２１】
上記リアアクスル装置ＡＲについて図２〜図６を参照して説明する。なお、上述のようにリアアクスル装置ＡＲ内には左右一対のリアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲが配設されるが、これらは左右対称の構造を有しているため、左右対称部分については同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２２】
リアアクスル装置ＡＲは、センターハウジング１と、このセンターハウジング１の左右端部に結合配設された左右サイドハウジング２Ｌ，２Ｒとを有する。そして、センターハウジング１内に形成されたセンター空間１ａ内にハイポイドギヤ機構ＨＧが配設され、左サイドハウジング２Ｌ内に形成された左サイド空間２ａ内に左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬが配設され、右サイドハウジング２Ｒ内に形成された右サイド空間２ｂ内に右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲが配設されている。
【００２３】
センターハウジング１内に配設されるハイポイドギヤＨＧは、回転軸が直行して配設されるとともに互いに噛合するドライブピニオン１１とドリブンギヤ１５とから構成される。ドライブピニオン１１は車体前後方向に延びる回転軸を中心として回転可能であり、車体前後方向に延びるとともにテーパローラベアリング１３ａ，１３ｂによりセンターハウジング１に対して回転自在に支持されたピニオンシャフト１２を有し、ピニオンシャフト１２の先端がセンターハウジング１の外方に突出する。
【００２４】
ピニオンシャフト１２におけるこのように外方に突出した部分にコンパニオンフランジ３０が保持ナット１４により締結されてスプライン結合されている。コンパニオンフランジ３０はボス部３１に形成されたスプライン３１ａによりピニオンシャフト１２と連結され、外端部に図５に示す形状の端面フランジ部３２を有する。端面フランジ部３２には締結ボルト取付用ネジ３２ａが形成されている。一方、プロペラシャフトＰＳは車体前後に延びて回転自在に支持されたドライブチューブ３６の後端にユニバーサルジョイント３７を介して取り付けられたヨークフランジ３８を有し、このヨークフランジ３８とコンパニオンフランジ３０とが締結ボルト３５により結合されている。これらヨークフランジ３８およびコンパニオンフランジ３０によりリアカップリングＲＣが構成され、プロペラシャフトＰＳの回転がピニオンシャフト１２に伝達され、ハイポイドギヤ機構ＨＧを回転駆動させる。
【００２５】
ハイポイドギヤ機構ＨＧを構成するドリブンギヤ１５は、ボールベアリング１６により車幅方向に延びる回転軸（ピニオンギヤ１１の回転軸と直交する回転軸）を中心として回転自在となって、センターハウジング１により支持されている。ドリブンギヤ１５には回転軸を中心とするインターナルスプライン１５ａが形成されており、左端部においてこのインターナルスプライン１５ａと噛合するセンターシャフト２１がドライブギヤ１５と同軸上を延びてセンターハウジング１内に配設されている。センターシャフト２１の右端部はボールベアリング１７を介してセンターハウジング１により回転自在に支持されており、センターシャフト２１はドリブンギヤ１５と一体回転する。
【００２６】
ドリブンギヤ１５の左端部１５ｂは、外周部において左連結リング５１とスプライン結合されており、この左連結リング５１を介してドリブンギヤ１５が左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬと連結されている。また、センターシャフト２１の右端部２１ａは、外周部において右連結リング５１とスプライン結合されており、この右連結リング５１を介してセンターシャフト２１が左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬと連結されている。ここで、センターシャフト２１はドリブンギヤ１５とスプライン結合されており、ドリブンギヤ１５（すなわち、ハイポイドギヤ機構ＨＧ）は、左右のディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲと連結されている。
【００２７】
これら左右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲについて、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬを示す図４を参照して説明する。なお、前述したように、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬは右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲと左右対称形状であり、その構造および作動は同一であるため、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬのみについて説明し、右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＲについての説明は省略する。
【００２８】
左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬは、円筒形状のクラッチハウジング５２と、このクラッチハウジング５２内に配設された複数のセパレータプレート５３および複数のクラッチプレート５４とを有する。クラッチハウジング５２は右端ハブ部５２ａにおいて連結リング５１の外周５１ｂとスプライン結合される。セパレータプレート５３は金属製の円盤状部材からなり外周部においてクラッチハウジング５２の内面と係合しており、クラッチハウジング５２と一体回転する。クラッチプレート５４は金属製の円盤状部材の両側面にクラッチフェーシング材を貼り付けて構成され、それぞれセパレータプレート５３の間に配設されている。すなわち、セパレータプレート５３とクラッチプレート５４とが軸方向に交互に並んで配設されている。このようにして交互に位置してクラッチハウジング５２内に配設された両プレート５３，５４を外側から覆うようにして円盤状のプレッシャプレート５５が配設されている。
【００２９】
このようにクラッチハウジング５２内に配設されたセパレータプレート５３、クラッチプレート５４およびプレッシャプレート５５の内周側にクラッチハブ５６が配設されている。クラッチプレート５４の内周がクラッチハブ５６の外周と係合しており、クラッチプレート５４とクラッチハブ５６とが一体回転する。このクラッチハブ５６は内周部においてスプライン結合して左サイドシャフト６０の上に配設されている。クラッチハウジング５２は、ラジアルベアリング６４ｂおよびスラストベアリング７４により左サイドシャフト６０上に回転自在に取り付けられている。
【００３０】
左サイドシャフト６０は、右端部６０ａがドリブンギヤ１５の右端部に形成された支持孔内に挿入されてラジアルベアリング６４ａにより回転自在に支持され、左側部においてボールベアリング７０を介して左サイドハウジング２Ｌにより回転自在に支持されている。なお、右サイドシャフト６０の場合は、右端部がセンターシャフト２１の左端部に形成された支持孔内に挿入されてラジアルベアリング６４ａにより回転自在に支持される。この左シャフト６０は左後輪ＷＲに繋がっており、左側リアアクスルシャフトＳＲＡを構成する。
【００３１】
プレッシャプレート５５の内径側側面が左側に突出して押圧部５５ａが形成されており、この押圧部５５ａに当接するようにしてボールカム機構６５が配設されている。ボールカム機構６５は、左サイドシャフト６０の上に回転自在に配設された第１カムプレート６６と、左サイドシャフト６０にスプライン結合されて配設された第２カムプレート６８と、両カムプレート６６，６８に形成された複数のカム溝６６ａ，６８ａ内に位置して配設された複数のカムボール６７とから構成される（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。
【００３２】
第１カムプレート６６はリテーニングリング７１およびスラストベアリング７２により左サイドシャフト６０に対して軸方向の位置決めがなされている。このため、後述するようにボールカム機構６５により発生するスラスト力は第１カムプレート６６により受け止められ、カムボール６７を介して第２カムプレート６８に作用し、第２カムプレート６８を右方向に移動させて、プレッシャプレート５５の押圧部５５ａを右に押圧する。
【００３３】
第１カムプレート６６の外周側に左端が開口した矩形断面を有するドーナッツ状のコイルハウジング８１が配設されている。このコイルハウジング８１は、左サイドシャフト６０の回転中心を中心とするドーナッツ形状をしており、内周部が第１カムプレート６６の外周とスプライン結合されており、第１カムプレート６６と一体となって左サイドシャフト６０の上を回転自在となっている。
【００３４】
コイルハウジング８１における左端が開口した断面矩形状の空間内にソレノイドコイル８０が突出して配設されている。このソレノイドコイル８０はソレノイドカバー８０ａにより覆われてドーナッツ形状に形成され、左サイドハウジング２Ｌに固設されている。ソレノイドカバー８０ａの外面とコイルハウジング８１の矩形断面空間の内面との間には間隙を有しており、コイルハウジング８１は固定保持されたソレノイドコイル８０に対して自由に回転可能である。
【００３５】
コイルハウジング８１の右端面を形成する摺接面８１ａに対向して円盤状のアーマチュアプレート８２が配設されている。アーマチュアプレート８２は外周部においてクラッチハウジング５２に係合しており、クラッチハウジング５２と一体回転する。
【００３６】
コイルハウジング８１の内周面８１ｂにオイルシール７５が圧入されて取り付けられており、そのリップ部が第１カムプレート６６の左側面に摺接している。また、アーマチュアプレート８２の内周面にオイルフェンスリング７６が圧入されて取り付けられている。このため、コイルハウジング８１の内周面およびアーマチュアプレート８２の内周面の内周側に、オイルシール７５とオイルフェンスリング７６に挟まれて油溜部７７が形成される。この油溜部７７はコイルハウジングの摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の左端面を形成する摺接面８２ａとの間隙に連通する。
【００３７】
オイルフェンスリング７６は、リング状の金属心材の内周端にゴム製のリップを取り付けて構成している。このため、オイルフェンスリング７６の内周端が第２カムプレート６８の外周面と近接しているが、両者が回転中に接触してもゴムと金属の接触であり、接触により異音が発生したり、傷ついたりする問題はない。なお、オイルフェンスリング７６はアーマチュアプレート８２の内周面に圧入されて取り付けられているが、このように圧入すれば溶接もしくはボルト締結による取付に比べ、取付が簡単である。また、圧入の場合は、アーマチュアプレート８２を通る磁束を乱すことがなく、コイルハウジングによるアーマチュアプレートの磁気吸着力を低下させるという問題が発生しにくい。
【００３８】
左サイドシャフト６０内に右端面から軸方向に延びる第１潤滑孔６１が形成され、この第１潤滑孔６１から径方向に延びる第２および第３潤滑孔６２，６３が形成されている。第１潤滑孔６１には、センターシャフト２１の上に取り付けられたトロコイドポンプＰＴから潤滑油が供給される。この潤滑油が、第２潤滑孔６２からクラッチハブ５６に形成された潤滑孔５６ａを通ってセパレータプレート５３とクラッチプレート５４との間に供給され、第３潤滑孔６３からボールカム機構６５を通って（第１カムプレート６６および第２カムプレート６８の間を通って）油溜部７７に供給される。このため、ボールカム機構６５の潤滑も十分に行われる。
【００３９】
油溜部７７内の潤滑油は、ここに連通するコイルハウジング８１の摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａとの間隙に効果的に供給される。このため、コイルハウジング８１の摺接面８１ａとアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａとが滑り接触する場合にも異音を発生させることなく、スムーズな滑り接触となる。
【００４０】
なお、第３潤滑孔６３の位置は上記の位置に限定されるものではなく、例えば、図４の位置より左側に位置させてスラストベアリング７２を介して外周側に供給するようにしても良い。但し、この場合には、スラストベアリング７２を通った潤滑油を油溜部７７に導くようにオイルシール７５の位置を左側に移動させる必要がある。第３潤滑孔６３を図４の位置より右側に位置させ、第２カムプレート６８の右側に潤滑油を供給させるようにしても良い。但し、この場合には、このように供給される潤滑油を油溜部７７に導くようにオイルフェンスリング７６の位置および形状を設定する必要がある。
【００４１】
以上のように構成された左リアディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬの作動を以下に説明する。
【００４２】
上述のように、プロペラシャフトＰＳからハイポイドギヤ機構ＨＧに伝達され、ドリブンギヤ１５が回転駆動されると、その回転動力は連結リング５１を介してクラッチハウジング５２に伝達され、クラッチハウジング５２が回転駆動される。ここで、ボールカム機構６５を介してプレッシャプレート５５にスラスト力が作用していない場合、すなわち、プレッシャプレート５５がフリーな状態にある場合には、セパレータプレート５３はクラッチハウジング５２と一体回転し、クラッチプレート５４はクラッチハブ５６と一体回転するだけで、両プレート５３，５４間での動力伝達は行われない。このため、後輪ＷＲには駆動力は伝達されず、車両は二輪駆動状態となる。
【００４３】
一方、ボールカム機構６５からプレッシャプレート５５を右方向に押圧するスラスト力を作用させると、プレッシャプレート５５がセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４をクラッチハウジング５２に押し付け、両者の摩擦力により両プレート５３，５４を係合させる。これによりクラッチハウジング５２とクラッチハブ５６とが一体回転し、後輪ＷＲに駆動力が伝達される四輪駆動状態となる。
【００４４】
このようにボールカム機構６５を介してプレッシャプレート５５にスラスト力を付与する制御は、ソレノイドコイル８０への通電制御により行われる。ソレノイドコイル８０が通電されるとこれを囲むコイルハウジング８１に磁力が発生し、アーマチュアプレート８２がコイルハウジング８１に吸着される。これにより、コイルハウジング８１の摺接面８１ａがアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａと摺接し、コイルハウジング８１を、クラッチハウジング５２と一体回転するアーマチュアプレート８２と同一回転させようとする回転力Ｆがコイルハウジング８１に作用する。
【００４５】
ここで、コイルハウジング８１は第１カムプレート６６に結合され、第１カムプレート６６は左サイドシャフト６０に結合されており、後輪ＷＲと一体に回転する。一方、アーマチュアプレート８２はクラッチハウジング５２に係合され、クラッチハウジング５２はドリブンギヤ１５に連結されており、エンジンＥＮの回転と対応する。このことから分かるように、エンジンＥＮにより駆動されるドリブンギヤ１５の回転と後輪ＷＲの回転とが同一回転のときには、上記回転力Ｆは発生しないが、回転差が発生したときに上記回転力Ｆが発生する。
【００４６】
このようにエンジンＥＮにより駆動されるドリブンギヤ１５の回転と後輪ＷＲの回転とに回転差が発生したときに上記回転力Ｆが発生し、この回転力Ｆはボールカム機構６５において、図６Ｂに示すように第１カムプレート６６に対して第２カムプレート６８を回転させる力として作用する。ここで、両カムプレート６６，６８の間にはテーパ面を有したカム溝６６ａ，６８ａ内に位置してカムボール６７が配設されている。このため、上記回転力Ｆにより第１カムプレート６６に対して第２カムプレート６８を相対回転させ、図６Ｂに示すように、第２カムプレート６８が矢印Ａで示すように、軸方向右に移動する。
【００４７】
このように第２カムプレート６８が右方向に移動するとこれがプレッシャプレート５５の押圧部５５ａを右方向に押圧し、プレッシャプレート５５がセパレータプレート５３およびクラッチプレート５４をクラッチハウジング５２に押し付ける。この結果、両者の摩擦力により両プレート５３，５４が係合し、上記回転差が抑えられる。この場合におけるプレッシャプレート５５に加わる押圧力は、上記回転力Ｆに対応し、この回転力Ｆはソレノイドコイル８０の磁力によるアーマチュアプレート８２の吸引力に対応する。
【００４８】
このことから分かるように、ソレノイドコイル８０に通電する電流を制御して、左ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬにおけるクラッチ係合力を自由に制御可能であり、コイルハウジング８１の摺接面８１ａに対してアーマチュアプレート８２の摺接面８２ａが滑りながらアーマチュアプレート８２を吸着させる制御となる。このとき、両摺接面８１ａ，８２ａの間には油溜部７７から潤滑油が効果的に供給されるため、スムーズな制御が可能である。
【００４９】
このように油溜部７７を形成することにより十分且つ効果的な潤滑油供給を行わせることが可能になるのであるが、この油溜部の形成は上記の構成に限られるものではない。例えば、アーマチュアプレート８２の内周端を下方に突出させて油溜部を形成しても良い。但し、ソレノイドコイル８０に通電したときにコイルハウジング８１内とアーマチュアプレート８２内を磁束が流れて吸引磁力が発生するものであるため、アーマチュアプレート８２の内周端をそのまま内周に延ばしたのでは磁束が乱れ磁力が弱くなると言う問題がある。このため、図７に示すように、アーマチュアプレート８２の内周端に幅の狭いリング状の突起８２ｂを形成して油溜部を形成するのが好ましい。
【００５０】
以上説明したように、上記のディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲは、電磁力を、ボールカム機構によりクラッチプレートを軸方向に押圧する力に変換してクラッチの係合制御を行っているが、アーマチュアプレートに作用する電磁力を直接クラッチの係合力として作用させてクラッチの係合制御を行わせても良い。
【００５１】
上記リアアクスル装置ＡＲにおいては、ハイポイドギヤ機構ＨＧを構成するドリブンギヤ１５の両側に左右ディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを配設しているが、図８に示すように、ハイポイドギヤ機構ＨＧの前に本発明に係る電磁クラッチ機構を配設しても良い。なお、図８において図１の動力伝達系と同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
【００５２】
図８の動力伝達系では、リヤカップリングＲＣとハイポイドギヤ機構ＨＧとの間に電磁クラッチ機構を配設し、この電磁クラッチ機構により２−４切換機構ＣＴを構成している。これにより、プロペラシャフトＰＳからハイポイドギヤ機構ＨＧへの動力伝達を遮断して二輪駆動状態としたり、この動力伝達を行わせて四輪駆動状態とすることができる。このハイポイドギヤ機構ＨＧからリヤディファレンシャル機構ＤＲにより動力が分割されて左右の後輪ＷＲに伝達される。このリヤディファレンシャル機構ＤＲは従来から一般的に用いられている機構でも良いが、上述した左右リヤディファレンシャルクラッチ機構ＤＲＬ，ＤＲＲを用いて構成しても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の本発明によれば、ソレノイドコイルを囲んでコイルハウジングを配設し、このコイルハウジングの側面に対向してアーマチュアプレートを配設し、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力を用いてクラッチ機構の係合制御を行うように電磁クラッチが構成され、半径方向内方からコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に上記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成しているので、油溜部に溜められた潤滑油がコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に十分に且つ効果的に供給され、両者を異音を発生させることなくスムーズに滑り接触させるような制御が可能であり、クラッチ機構をオン・オフ制御するだけでなく、部分係合させる制御が簡単に行える。
【００５４】
さらに、第２の本発明によれば、ソレノイドコイルを囲んでコイルハウジングを配設し、このコイルハウジングの側面に対向してアーマチュアプレートを配設し、ソレノイドコイルへの通電電流を制御してコイルハウジングにアーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、アーマチュアプレートに作用する吸着力をクラッチ機構の係合力に変換するカム機構が設けられており、アーマチュアプレートに作用する吸着力をカム機構を介して用いてクラッチ機構の係合制御を行うように構成され、半径方向内方からコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、コイルハウジングとアーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に上記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成しているので、油溜部に溜められた潤滑油がコイルハウジングとアーマチュアプレートとが対向する間隙に十分に且つ効果的に供給され、両者を異音を発生させることなくスムーズに滑り接触させるような制御が可能である。このため、クラッチ機構をオン・オフ制御するだけでなく、部分係合させる制御が簡単に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁クラッチを有して構成される四輪駆動車の動力伝達系を示す概略図である。
【図２】上記動力伝達系を構成するリアアクスル装置の構成を示す断面図である。
【図３】プロペラシャフトと上記リアアクスル装置との連結部の構成を示す部分断面図である。
【図４】上記リアアクスル装置における左ディファレンシャルクラッチ機構を示す断面図である。
【図５】リアアクスル装置に用いられるコンパニオンフランジの端面形状を示す図である。
【図６】上記左ディファレンシャルクラッチ機構を構成するボールカム機構を示す断面図である。
【図７】上記リアアクスル装置における左ディファレンシャルクラッチ機構の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る電磁クラッチを有して構成される四輪駆動車の異なる例に係る動力伝達系を示す概略図である。
【符号の説明】
５２ クラッチハウジング（クラッチ機構）
５３ セパレータプレート（クラッチ機構）
５４ クラッチプレート（クラッチ機構）
５５ プレッシャプレート（クラッチ機構）
６１ 第１潤滑孔（潤滑油供給路）
６３ 第３潤滑孔（潤滑油供給路）
６５ ボールカム機構
６６ 第１カムプレート
６７ カムボール
６８ 第２カムプレート
７５ オイルシール
７６ オイルフェンスリング
７７ 油溜部
８０ ソレノイドコイル
８１ コイルハウジング
８２ アーマチュアプレート
Claims (7)
- ソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、前記コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して電磁クラッチが構成され、
前記ソレノイドコイルへの通電電流を制御して前記コイルハウジングに前記アーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、前記アーマチュアプレートに作用する吸着力を用いて前記クラッチ機構の係合制御を行うように構成され、
半径方向内方から前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、
前記アーマチュアプレートの内周面にオイルフェンスリングを装着し、前記オイルフェンスリングにより前記潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に前記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成したことを特徴とする電磁クラッチの潤滑構造。 - 前記オイルフェンスリングの内周端にリング状ゴム製リップが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチの潤滑構造。
- ソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、前記コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して電磁クラッチが構成され、
前記ソレノイドコイルへの通電電流を制御して前記コイルハウジングに前記アーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、前記アーマチュアプレートに作用する吸着力を用いて前記クラッチ機構の係合制御を行うように構成され、
半径方向内方から前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、
前記アーマチュアプレートの内周端の少なくとも一部を内径側にリング状に突出させてリング状突出部を形成し、前記リング状突出部により前記潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に前記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成したことを特徴とする電磁クラッチの潤滑構造。 - ソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、前記コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して電磁クラッチが構成され、
前記ソレノイドコイルへの通電電流を制御して前記コイルハウジングに前記アーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、前記アーマチュアプレートに作用する吸着力を前記クラッチ機構の係合力に変換するカム機構が設けられ、
前記アーマチュアプレートに作用する吸着力を前記カム機構を介して用いて前記クラッチ機構の係合制御を行うように構成され、
半径方向内方から前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、
前記アーマチュアプレートの内周面にオイルフェンスリングを装着し、前記オイルフェンスリングにより前記潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に前記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成したことを特徴とする電磁クラッチの潤滑構造。 - 前記オイルフェンスリングの内周端にリング状ゴム製リップが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の電磁クラッチの潤滑構造。
- ソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、前記コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して電磁クラッチが構成され、
前記ソレノイドコイルへの通電電流を制御して前記コイルハウジングに前記アーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、前記アーマチュアプレートに作用する吸着力を前記クラッチ機構の係合力に変換するカム機構が設けられ、
前記アーマチュアプレートに作用する吸着力を前記カム機構を介して用いて前記クラッチ機構の係合制御を行うように構成され、
半径方向内方から前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、
前記アーマチュアプレートの内周端の少なくとも一部を内径側にリング状に突出させてリング状突出部を形成し、前記リング状突出部により前記潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に前記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成したことを特徴とする電磁クラッチの潤滑構造。 - ソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルを囲んで配設されたコイルハウジングと、前記コイルハウジングの側面に対向して配設されたアーマチュアプレートと、クラッチ機構とを有して電磁クラッチが構成され、
前記ソレノイドコイルへの通電電流を制御して前記コイルハウジングに前記アーマチュアプレートを吸着させる制御を行い、前記アーマチュアプレートに作用する吸着力を前記クラッチ機構の係合力に変換するカム機構が設けられ、
前記アーマチュアプレートに作用する吸着力を前記カム機構を介して用いて前記クラッチ機構の係合制御を行うように構成され、
前記カム機構が、前記コイルハウジングに連結された第１カムプレートと、前記クラッチ機構の出力側部材に連結されるとともに前記クラッチに係合スラスト力を付与する第２カムプレートと、前記第１および第２カムプレートに形成されたカム溝内に配設されて前記第１および第２カムプレートにより挟持されたカムボールとから構成され、
半径方向内方から前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとが対向する間隙に潤滑油を供給する潤滑油供給路を有し、
前記コイルハウジングの内周面に装着され前記第１カムプレートの側面に対向するリップ部を有したオイルシールにより前記潤滑油供給路から供給される潤滑油を堰き止め、前記コイルハウジングと前記アーマチュアプレートとの対向する部分の内周部に前記間隙に供給する潤滑油を溜める油溜部を形成したことを特徴とする電磁クラッチの潤滑構造。
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