JP4102510B2 - Coupling - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力伝達を断続するカップリングに関する。
【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 1998年 5月 29日」に図5のようなカップリング201が記載されている。
【0003】
このカップリング201は、四輪駆動車のトランスファと後輪との間の後輪側動力伝達系に配置されており、後輪側の連結と切り離しとを行う。
【0004】
カップリング201は、回転ケース203、インナーシャフト205、多板式のメインクラッチ207及びコントロールクラッチ209、アーマチャ211、電磁石213、カムリング215、ボールカム217、プレッシャプレート219、コントローラなどから構成されている。
【0005】
回転ケース203は連結部材221によってプロペラシャフトに連結され、更に、プロペラシャフトを介してトランスファ側に連結されている。又、インナーシャフト205にはドライブピニオンシャフト223が連結されており、これと一体に形成されたドライブピニオンギヤ225はリヤデフ(後輪の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。
【0006】
カップリング201は、リヤデフのデフキャリヤ227に収容され、ベアリング229、231によって支承されている。
【0007】
メインクラッチ207は回転ケース203とインナーシャフト205との間に配置されており、コントロールクラッチ209は回転ケース203とカムリング215との間に配置されている。
【0008】
又、プレッシャプレート219はインナーシャフト205に移動自在に連結されており、ボールカム217はカムリング215とプレッシャプレート219との間に配置されている。
【0009】
コントローラは、電磁石213の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【0010】
電磁石213がアーマチャ211を吸引すると、コントロールクラッチ209が押圧されて締結し、回転ケース203とインナーシャフト205間のトルクがボールカム217に掛かり、生じたカムスラスト力によりプレッシャプレート219を介してメインクラッチ207が押圧されて締結する。
【0011】
このようにカップリング201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四輪駆動状態になり、悪路の走破性や、車体の安定性が向上する。
【0012】
又、電磁石213によってアーマチャ211の押圧力を調整し、コントロールクラッチ209を適度に滑らせると、ボールカム217のカムスラスト力が変化してメインクラッチ207の連結力が変化し、後輪に送られる駆動力の大きさが調整され、このようにして前後輪間の駆動力配分比を制御すると、例えば、旋回走行中の車両の操縦性や安定性などが向上する。
【0013】
又、アーマチャ211の吸引を停止すると、コントロールクラッチ209が開放され、ボールカム217のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ207が開放されてカップリング201の連結が解除され、車両は二輪駆動状態になる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
カップリング201のような動力断続機構を用いない二輪駆動車の場合は、ドライブピニオンシャフト223にフランジを設け、このフランジがプロペラシャフト側と直接連結される。
【0015】
又、この箇所にカップリング201を配置して四輪駆動車にするときは、カップリング201をデフキャリヤ227のような静止側のケーシングに収容し、更に、連結部を設けてカップリング201をドライブピニオンシャフト223とプロペラシャフトとにそれぞれ連結する。
【0016】
更に、カップリング201を収容するには、デフキャリヤ227を軸方向に延長する設計変更が必要であり、あるいは、カップリング201を収容する専用のケーシングが必要になる。
【0017】
いずれにしても、これに伴ってコストが大きく上昇する上に、車体に固定されるデフキャリヤ227や専用ケーシングは重いから、車重が大きく増加して不利である。
【0018】
又、デフキャリヤ227を延長し、あるいは、専用ケーシングを配置すると、それだけ周辺部材と干渉し易くなる。
【0019】
又、ロードクリアランスが狭くなるから、路面や障害物と干渉し易くなる上に、このようなことを防止するためには、車高をそれだけ高くする必要があり、車両の安定性やエンジンの燃費がそれだけ低下する。
【0020】
又、デフキャリヤ227を延長し、あるいは、専用ケーシングを用いると、これらに注入するオイルの量がそれだけ増加するから、重量とコストが更に上昇する。
【0021】
そこで、この発明は、大きな設計変更やコストの上昇、重量増加、ロードクリアランスの低下などを伴わずに配置することができるカップリングの提供を目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
請求項1のカップリングは、ケース状のトルク伝達部材と、これに貫入した軸状のトルク伝達部材と、これらの間に配置されたメインクラッチ及びコントロールクラッチと、コントロールクラッチが連結されると伝達トルクを受けて作動し、カムスラスト力によってメインクラッチを連結させるカムと、ケース状のトルク伝達部材と軸状トルク伝達部材との間に形成され、メインクラッチとコントロールクラッチとカムとを収容する収容室と、前記ケース状のトルク伝達部材の外部に露出して配置され前記コントロールクラッチを断続操作する電磁石とを備え、静止側のケーシングの外部に配置されると共に、各トルク伝達部材を直接に、又はこれらに連結された連結部材を介して、静止側に支承すると共に、前記収容室への異物の侵入を防止するシール手段が設けられ、前記シール手段は、前記ケース状のトルク伝達部材と前記軸状トルク伝達部材との相対回転部に配置される摺動型のシール手段と、前記シール手段の端部側で前記軸状トルク伝達部材を前記ケース状のトルク伝達部材に支承する両シールのシールベアリングであるシール手段とからなり、前記ケース状のトルク伝達部材は一側のロータと壁部を有する他側のロータとからなり、前記収容室と連通して前記壁部に封入オイルの貯蔵量を増加させるオイル溜まりが設けられており、前記オイル溜まりは前記摺動型のシール手段の外径側に設けられていることを特徴とする。
【0023】
電磁石を励磁すると、その磁気力によってアーマチャが移動し、コントロールクラッチを連結させる。コントロールクラッチが連結されると、両トルク伝達部材の間のトルクがカムに掛かり、生じたカムスラスト力により押圧部材を介してメインクラッチが連結され、カップリングが連結される。
【0024】
電磁石の励磁電流を制御すると、コントロールクラッチの滑りによってカムスラスト力が変化し、メインクラッチの連結力及びカップリングの伝達トルクを調整することができる。
【0025】
又、電磁石の励磁を停止すると、コントロールクラッチが開放されてカムのスラスト力が消失し、メインクラッチが開放され、カップリングの連結が解除される。
【0026】
又、請求項1のカップリングは、従来例と異なって、静止側ケーシングの外部に配置したから、カップリングを用いない車両にカップリングを配置するに当たって、静止側ケーシングを延長する設計変更が不要である。
【0027】
又、静止側ケーシングを延長しないから、周辺部材との干渉が防止される。
【0028】
又、ロードクリアランスが狭くなることが避けられるから、路面や障害物との干渉が防止され、干渉を防止するために車高を高くする必要がなくなり、車両の安定性と燃費の低下が防止される。
【0029】
又、静止側ケーシングを延長しないから、注入オイル量の増加による、重量とコストの上昇が防止される。
【0030】
又、カップリングを外部に配置しても、シール手段を設けたことによって、収容室の内部に異物が侵入することが防止されるから、正常な機能が保たれる。
【0031】
なお、このカップリングを、四輪駆動車の前輪側動力伝達系、又は、後輪側動力伝達系に配置すれば、カップリングを連結すると車両は四輪駆動状態になり、連結を解除すると車両は二輪駆動状態になる。
【0032】
又、このカップリングは、このように前後輪の動力伝達系に配置する他に、四輪駆動車のフロントデフ(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)と前車軸との間、あるいは、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)と後車軸との間に配置することも可能である。
【0033】
この場合も、カップリングを連結すると車両は四輪駆動状態になり、連結を解除すると、各デファレンシャル装置が自由に差動回転することによって、車輪側への駆動力伝達が停止され、車両は二輪駆動状態になる。
また、収容室は2重のシール手段によってシールされるので確実なシールを達成することができ、また、シールベアリングを用いることでカップリングとしての支持安定性が向上する。
また、オイル溜りを設けて収容室に封入できるオイル量を増加したから、密封状態の収容室に収容されたメインクラッチ、コントロールクラッチ、カムなどが充分に潤滑されると共に、オイルを増量したことによってオイルの汚れが遅くなり、それだけオイルの劣化が軽減され、カップリングの耐久性が大きく向上する。
さらに、オイル溜まりを摺動型のシール手段の外径側に設けることで、壁部のスペースを有効に利用し、カップリングが軸方向に大型化するのを抑制できる。
【0034】
請求項2の発明は、ケース状のトルク伝達部材と、これに貫入した軸状のトルク伝達部材と、これらの間に配置されたメインクラッチ及びコントロールクラッチと、コントロールクラッチが連結されると伝達トルクを受けて作動し、カムスラスト力によってメインクラッチを連結させるカムと、ケース状のトルク伝達部材と軸状トルク伝達部材との間に形成され、メインクラッチとコントロールクラッチとカムとを収容する収容室と、前記ケース状のトルク伝達部材の外側に配置され前記コントロールクラッチを断続操作する電磁石とを備え、静止側のケーシングの外部に配置されると共に、各トルク伝達部材を直接に、又はこれらに連結された連結部材を介して、静止側に支承すると共に、前記収容室への異物の侵入を防止するシール手段が設けられ、さらに前記電磁石のコアは前記ケース状のトルク伝達部材に設けられた凹部に貫入して配置され、前記ケース状のトルク伝達部材と前記電磁石のコアとの間に、適度な隙間を形成するカバーまたはダストシールが設けられていることを特徴とする。
【0035】
電磁石を励磁すると、その磁気力によってアーマチャが移動し、コントロールクラッチを連結させる。コントロールクラッチが連結されると、両トルク伝達部材の間のトルクがカムに掛かり、生じたカムスラスト力により押圧部材を介してメインクラッチが連結され、カップリングが連結される。
電磁石の励磁電流を制御すると、コントロールクラッチの滑りによってカムスラスト力が変化し、メインクラッチの連結力及びカップリングの伝達トルクを調整することができる。
又、電磁石の励磁を停止すると、コントロールクラッチが開放されてカムのスラスト力が消失し、メインクラッチが開放され、カップリングの連結が解除される。
又、請求項1のカップリングは、従来例と異なって、静止側ケーシングの外部に配置したから、カップリングを用いない車両にカップリングを配置するに当たって、静止側ケーシングを延長する設計変更が不要である。
又、静止側ケーシングを延長しないから、周辺部材との干渉が防止される。
又、ロードクリアランスが狭くなることが避けられるから、路面や障害物との干渉が防止され、干渉を防止するために車高を高くする必要がなくなり、車両の安定性と燃費の低下が防止される。
又、静止側ケーシングを延長しないから、注入オイル量の増加による、重量とコストの上昇が防止される。
又、カップリングを外部に配置しても、シール手段を設けたことによって、収容室の内部に異物が侵入することが防止されるから、正常な機能が保たれる。
なお、このカップリングを、四輪駆動車の前輪側動力伝達系、又は、後輪側動力伝達系に配置すれば、カップリングを連結すると車両は四輪駆動状態になり、連結を解除すると車両は二輪駆動状態になる。
又、このカップリングは、このように前後輪の動力伝達系に配置する他に、四輪駆動車のフロントデフ(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)と前車軸との間、あるいは、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)と後車軸との間に配置することも可能である。
また、電磁石とケース状のトルク伝達部材との間のエアギャップに対するダストや泥水などの浸入を防止し、コントロールクラッチの制御特性が安定する。
【0037】
請求項3の発明は、請求項2記載の発明であって、前記電磁石のコアと前記ケース状のトルク伝達部材との間には両シールのベアリングが配置されていることを特徴とする。
【0043】
請求項4の発明は、ケース状のトルク伝達部材と、これに貫入した軸状のトルク伝達部材と、これらの間に配置されたメインクラッチ及びコントロールクラッチと、コントロールクラッチが連結されると伝達トルクを受けて作動し、カムスラスト力によってメインクラッチを連結させるカムと、ケース状のトルク伝達部材と軸状のトルク伝達部材との間に形成され、メインクラッチとコントロールクラッチとを収容する収容室と、コントロールクラッチを断続操作する電磁石とを備え、静止側のケーシングの外部に配置されると共に、各トルク伝達部材を直接に、又はこれらに連結された連結部材を介して、静止側に支承すると共に、前記収容室への異物の侵入を防止するシール手段が設けられ、
前記軸状のトルク伝達部材は一端部と他端部でそれぞれ前記ケース状のトルク伝達部材に支承され、前記シール手段は、前記一端部側で前記ケース状のトルク伝達部材に一体形成された軸部と、前記他端部側で前記ケース状のトルク伝達部材と前記軸状のトルク伝達部材との間に配置されたシール部材とからなり、
さらに前記ケース状のトルク伝達部材と前記軸状のトルク伝達部材とを収容すると共に前記一端部側で前記電磁石と結合した保護ケースが配置され、前記保護ケース及び前記電磁石と前記ケース状のトルク伝達部材との間にはシール手段が設けられており、前記ケース状のトルク伝達部材の前記軸部側の外周に前記電磁石が配置されていることを特徴とする。
【0044】
従来例と異なって、静止側ケーシングの外部に配置したから、カップリングを用いない車両にカップリングを配置するに当たって、静止側ケーシングを延長する設計変更が不要である。又、静止側ケーシングを延長しないから、周辺部材との干渉が防止される。又、ロードクリアランスが狭くなることが避けられるから、路面や障害物との干渉が防止され、干渉を防止するために車高を高くする必要がなくなり、車両の安定性と燃費の低下が防止される。又、静止側ケーシングを延長しないから、注入オイル量の増加による、重量とコストの上昇が防止される。又、カップリングを外部に配置しても、シール手段を設けたことによって、収容室の内部に異物が侵入することが防止されるから、正常な機能が保たれる。
カップリングは、保護ケースの内部に収容されているから、車両の走行中に飛来する異物や障害物などから充分に保護される。又、保護ケースと各連結部材との間、あるいは、各トルク伝達部材との間にシール手段を配置したから、保護ケース内へのダストや泥水などの侵入防止作用が確保される。
従って、静止側ケーシングの外部に配置されるカップリングのシール構造を完結することができる。
【0045】
又、このカバーを充分に大きくし、特に、カップリングの前側を覆うように配置すれば、走行中に飛来する異物や障害物からカップリング全体を保護することができる。
【0055】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
図1と図3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。
【0056】
図1はカップリング1を示しており、図3はカップリング1を用いた四輪駆動車の動力系を示している。又、左右の方向はこの車両の左右の方向であり、図1の右方はこの車両の前方に相当する。なお、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【0057】
図3のように、この動力系は、横置きのエンジン3とトランスミッション5、トランスファ7、フロントデフ9、前車軸11、13、左右の前輪15、17、カップリング1、後輪側のプロペラシャフト19、リヤデフ21、後車軸23、25、左右の後輪27、29などから構成されている。
【0058】
このように、カップリング1は後輪側の動力伝達系に配置されており、後輪27、29の連結と切り離しとを行う。
【0059】
エンジン3の駆動力は、トランスミッション5の出力ギヤ31からリングギヤ33を介してフロントデフ9のデフケース35に伝達され、フロントデフ9から前車軸11、13を介して左右の前輪15、17に配分され、更に、デフケース35からトランスファ7を介してカップリング1に伝達される。
【0060】
カップリング1が連結されると、車両は四輪駆動状態になり、エンジン3の駆動力は、プロペラシャフト19からリヤデフ21に伝達され、後車軸23、25を介して左右の後輪27、29に配分される。
【0061】
又、カップリング1の連結が解除されると、車両は二輪駆動状態になり、プロペラシャフト19以下の後輪側が切り離される。
【0062】
図3のように、カップリング1はトランスファケース37(静止側ケーシング)の後方に、外部に露出して配置されている。
【0063】
図1のように、カップリング1は、回転ケース39(ケース状のトルク伝達部材)、中空のインナーシャフト41(軸状のトルク伝達部材)、多板式のメインクラッチ43及びコントロールクラッチ45、カムリング47、ボールカム49(カム)、プレッシャプレート51、アーマチャ53、リング状の電磁石55、コントローラなどから構成されている。
【0064】
回転ケース39は、壁部57を有する前側のロータ59と後側のロータ61から構成されており、各ロータ59、61は互いの間に設けられた連結部63によって連結されている。
【0065】
又、各ロータ59、61は、互いの間の突き当たり部65とナット66とによって軸方向に位置決めされている。又、これらの間にはOリング67(シール手段)が配置されており、異物の侵入とオイル漏れとを防止している。
【0066】
図3のように、トランスファ7の出力シャフト69はトランスファケース37から後方に突き出しており、その後端には連結部材としてのフランジ71が形成されている。このフランジ71はロータ59に突き当てられており、ボルトによってロータ59に連結されている。フランジ71とロータ59との突き当て部にはOリング(シール手段)が配置され、異物の侵入を防止している。
【0067】
出力シャフト69はベアリングによってトランスファケース37に支承されており、従って、回転ケース39の前端部は出力シャフト69とこのベアリングとを介してトランスファケース37に支承されている。
【0068】
又、電磁石55のコア73は車体側に固定されており、回転ケース39とコア73との間には両シールのベアリング75が配置されている。こうして、回転ケース39の後端部はこの両シールベアリング75とコア73とを介して車体側に支承されている。
【0069】
インナーシャフト41は後方から回転ケース39に貫入している。インナーシャフト41のスプライン部77には連結部材としての連結シャフト79(図3)が連結されており、この連結シャフト79は継ぎ手81を介してプロペラシャフト19に連結されている。又、連結シャフト79はベアリングによって車体側に支承されており、このように、インナーシャフト41は連結シャフト79を介して車体に支承されている。
【0070】
又、インナーシャフト41の前端部は両シールのベアリング83(シール手段)を介して回転ケース39のロータ59に支承されており、後端部はニードルベアリング85を介して回転ケース39のロータ61に支承されている。
【0071】
インナーシャフト41とロータ61との間には断面がX字状のシールであるXリング87、89(摺動型のシール:シール手段)が配置され、オイル漏れと異物の侵入とを防止している。
【0072】
回転ケース39とインナーシャフト41との間には収容室が形成されており、この収容室は、ロータ59、61間のOリング67と、回転ケース39とインナーシャフト41間の両シールベアリング83とXリング87、89とによって密封状態にされている。
【0073】
又、この収容室には、ロータ59に設けられたオイル供給用の流路91からオイルが注入され、注入後このオイル供給用流路91は密封ボール93を圧入してシールされる。
【0074】
又、ロータ59にはオイル供給用流路91に連通するオイル溜り95が設けられており、注入されたオイルは収容室とこのオイル溜り95に蓄えられる。
【0075】
メインクラッチ43は、回転ケース39(ロータ59)の内周とインナーシャフト41の外周との間に配置されている。
【0076】
コントロールクラッチ45は、ロータ59の内周とカムリング47の外周との間に配置されており、後述のように、アーマチャ53によって回転ケース39のロータ61に押圧されて締結される。
【0077】
ボールカム49は、カムリング47とプレッシャプレート51との間に配置されている。
【0078】
プレッシャプレート51は、インナーシャフト41の外周に軸方向移動自在に連結されている。
【0079】
又、カムリング47とロータ61との間には、ボールカム49のカム反力を受けるスラストベアリング97が配置されている。
【0080】
アーマチャ53は、コントロールクラッチ45とプレッシャプレート51との間に配置されている。又、ロータ59にはスナップリング99が取り付けられており、アーマチャ53がコントロールクラッチ45から離れ過ぎないように位置決めすると共に、アーマチャ53とプレッシャプレート51との接触を防止し、磁気漏れを防止している。
【0081】
又、電磁石55のコア73は、ロータ61に設けられている凹部101に貫入し、エアギャップ103を形成している。
【0082】
コントローラは、車速、操舵角、横Gなどの各センサから信号を受けて旋回走行を検知し、あるいは、路面状態などに応じて、電磁石55の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【0083】
電磁石55が励磁されると、磁力のループ105が形成されてアーマチャ53が吸引され、ロータ61との間でコントロールクラッチ45を押圧して締結させる。コントロールクラッチ45が締結されると、回転ケース39とインナーシャフト41の間のトルクがボールカム49に掛かり、生じたカムスラスト力によりプレッシャプレート51を介してメインクラッチ43が押圧され、締結される。
【0084】
こうしてカップリング1が連結されると、上記のように、エンジン3の駆動力が後輪27、29に送られ、車両は四輪駆動状態になり、悪路などの走破性や、車体の安定性が向上する。
【0085】
又、電磁石55の励磁電流を制御すると、コントロールクラッチ45の滑りによってボールカム49のカムスラスト力が変化し、メインクラッチ43の連結力が変化して後輪27、29に送られる駆動力が調整される。
【0086】
こうして、前後輪間の駆動力配分比を制御することにより、例えば、旋回走行中の車両の操縦性や安定性などを向上させることができる。
【0087】
又、電磁石55の励磁を停止すると、コントロールクラッチ45が開放されてボールカム49のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ43が開放されてカップリング1の連結が解除され、車両は二輪駆動状態になってエンジンの燃費が向上する。
【0088】
又、回転ケース39のロータ61にはステンレス鋼のような非磁性材料のリング107が配置されており、更に、コントロールクラッチ45の各クラッチ板には切り欠き109が形成され、磁力ループ105からの磁気漏れを防止し、電磁石55の磁力をアーマチャ53に効果的に集中させている。
【0089】
カップリング1が回転すると、その遠心力によってオイル溜り95のオイルが収容室を循環し、メインクラッチ43、ボールカム49、コントロールクラッチ45、ニードルベアリング85、スラストベアリング97などを充分に潤滑する。
【0090】
電磁石55のコア73と回転ケース39にはそれぞれカバー111、113が取り付けられており、これらの間には適度な隙間115が設けられている。
【0091】
これらのカバー111、113によって、ダストや泥水などが収容室に侵入することが防止される。
【0092】
又、この隙間115は、電磁石55のカバー111を回転ケース39のカバー113の外側にして形成してもよく、こうすれば、車両のロータ61側から飛来するダストや泥水などの侵入防止効果が更に向上する。
【0093】
又、電磁石55のカバー111を径方向の内側に大きくし(その場合、リード線117を引き出す孔を設ける)、ロータ61の端部までを覆い隠すようにすれば、飛来する異物などからベアリング75及び電磁石55、あるいは、カップリング1全体を保護することもできる。
【0094】
又、インナーシャフト41に連結された連結シャフト79の端部にフランジ部を設け、このフランジ部でベアリング75や電磁石55を覆い隠せば、同様に、ベアリング75、電磁石55、あるいは、カップリング1を前面で保護することができる。
【0095】
こうして、カップリング1が構成されている。
【0096】
カップリング1は、上記のように、トランスファケース37の外部に配置したから、カップリング1を用いない車両にカップリング1を配置するに当たって、従来例と異なり、トランスファケース37を延長する設計変更が不要である。
【0097】
又、静止側ケーシングを延長しないから、周辺部材との干渉が防止される。
【0098】
又、ロードクリアランスが狭くなることが避けられ、路面や障害物との干渉が防止されるから、干渉を防止するために車高を高くする必要がなくなり、車両の安定性低下と燃費の低下が防止される。
【0099】
又、静止側ケーシングを延長しないから、注入オイル量の増加と、それによる重量増加とコストの上昇とが防止される。
【0100】
又、回転ケース39を出力シャフト69に連結し、インナーシャフト41を連結シャフト79に連結したことにより、後輪側動力伝達系の構成が簡単になり、軽量で、低コストになる。
【0101】
尚、上記と逆に、回転ケース39を連結シャフト79に連結し、インナーシャフト41を出力シャフト69に連結して設けても同様の効果が得られる。
【0102】
又、カップリング1を外部に配置しても、Oリング67、シールベアリング83、Xリング87、89などによって収容室を密封状態にしたから、異物の侵入とオイル漏れが防止され、正常な機能が長く保たれる。
【0103】
又、出力シャフト69に設けたフランジ71を回転ケース39に突き当てて、この突き当て部をOリングの配置箇所に利用したから、それだけ低コストに構成できる。
【0104】
又、この突き当て部では摺動が生じないから、ここに配置されるシールには、Oリングのように構造が簡単で低コストなものを用いても充分なシール効果が得られる。
【0105】
又、ベアリング83は、回転ケース39とインナーシャフト41との支承部に本来必要なものであり、このベアリング83をシール型にしたことによって、この箇所では、他に特別なシール手段が不要になるから、それだけ低コストに実施できる。
【0106】
又、上記のようにロータ61側が車両前方となる様に設けた場合には、カバー111を充分に大きくし、カップリング1の前側を覆うように配置すれば、走行中に飛来する異物や障害物からカップリング1全体を保護することができる。
【0107】
又、摺動型のシールであるXリング87、89は安価であり、それだけ低コストで実施できる。
【0108】
又、オイル溜り95を設けて収容室に封入できるオイル量を増加したから、密封された収容室内部のメインクラッチ43、コントロールクラッチ45、ボールカム49などが充分に潤滑されると共に、オイルを増量したことによってオイルの汚れが遅くなり、それだけオイルの劣化が軽減されて、カップリング1の耐久性が大きく向上する。
【0109】
[第2実施形態]
次に、図2と図3によってカップリング119(本発明の第2実施形態)の説明をする。
【0110】
図2はカップリング119を示している。又、左右の方向は図3の車両の左右の方向であり、図2の右方はこの車両の前方に相当する。なお、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【0111】
このカップリング119は、図3の四輪駆動車の動力系において、カップリング1と同位置に配置されている。
【0112】
以下、カップリング1と同機能の部材等には同一の符号を与えて引用し、これれら同機能部材の重複説明は省く。
【0113】
カップリング119はトランスファケース(静止側ケーシング)37の後方に配置され、外部に露出している。
【0114】
図2のように、カップリング119は、回転ケース39、インナーシャフト41、多板式のメインクラッチ43及びコントロールクラッチ45、カムリング47、ボールカム49、プレッシャプレート51、アーマチャ53、電磁石55、ピストン121、ダストシール123(シール手段)、コントローラなどから構成されている。
【0115】
ロータ59の壁部57にはシリンダ125が形成されており、ピストン121は、Oリング127を介してこのシリンダ125に移動自在に嵌合している。
【0116】
ピストン121の左端側には収容室の油圧が掛かり、ピストン121の右端側にはこの油圧を押し戻す空気ばねである空気室129(スプリング)が形成されている。
【0117】
収容室の温度変化や各部材の回転などにより、油圧が上がるとピストン121が右方へ移動して空気室129の空気が圧縮され、油圧が下がると空気室129の空気ばねによってピストン121が左方へ押し戻される。
【0118】
このように油圧の変動に伴うピストン121の移動によって、収容室の油圧変動が軽減されるから、Oリング67、シールベアリング83、Xリング87、89などのシール手段が過大な油圧から保護され、耐久性が大きく向上する。
【0119】
ダストシール123は、電磁石55のコア73と、ロータ59に螺着されたナット66との間に配置されており、ダストや泥水などが収容室に侵入することを防止している。
【0120】
トランスファ7の出力シャフト69は、連結部材としてのフランジ71を介してロータ59に連結している。同様に、連結部材としての連結シャフト79は、インナーシャフト41のスプライン部77に連結されている。
【0121】
こうして、カップリング119が構成されている。
【0122】
収容室の油圧変動と空気室129の空気ばねとのバランスによって移動するピストン121(油圧調整手段)を設けたことにより、収容室の油圧変動が軽減されるから、Oリング67、シールベアリング83、Xリング87、89などのシール手段が過大な油圧から保護され、耐久性が大きく向上する。
【0123】
これに加えて、カップリング119は、カバー111、113を用いた効果を除いて、第1実施形態のカップリング1と同等の効果を得る。
【0124】
なお、油圧調整手段は、第2実施形態のピストン121や空気ばねの他に、例えば、コイルスプリングや皿ばね、あるいは、ダイヤフラムなどでもよい。これらの油圧調整手段を、収容室の油圧変動を受けて撓むように配置すれば、油圧変動によるシール手段の負荷が軽減され、耐久性が大きく向上する。
【0125】
[第3実施形態]
次に、図4によってカップリング141(本発明の第3実施形態)の説明をする。
【0126】
図4はカップリング141およびこれを収容する保護ケース140を示している。このカップリング141は、図3におけるトランスファケース37(静止側ケーシング)の後方でカップリング1と同位置に配置されている。図4の左方が車両の前方である。
【0127】
このカップリング141は保護ケース140内に収容されている点がカップリング1(第1実施形態、図1)と相違する。したがって、相違点を主に説明し、重複する説明は省略する。
【0128】
図4に示すように、カップリング141を収容する保護ケース140は、中空の円筒部143の一側にリング状の電磁石145のフランジ部147がボルト149により結合されてなり、車体側に固定されている。ボルト149による締付面はシール部材151によりシールされている。
【0129】
一方、保護ケース140内のカップリング141は、回転ケース(ケース状トルク伝達部材)153と、インナーシャフト(軸状トルク伝達部材)155、多板式のメインクラッチ157及びコントロールクラッチ159、カムリング161、ボールカム163、プレッシャプレート165、アーマチャ167、電磁石145、コントローラなどから構成されている。
【0130】
上記回転ケース153は、入力側の連結部材としてのロータ部169と円筒状のケース部171とが接合されてなり、ロータ部169とケース部171とがそれぞれシールベアリング173,175を介して、保護ケース140に軸方向に位置決めされると共に回転自在に支持されている。シールベアリング175に隣接してシール部材177が配設されている。
【0131】
こうして、カップリング141と保護ケース140との間の空気室179は、入力側ではシールベアリング(シール手段)173とシール部材151によりシールされ、出力側ではシール部材(シール手段)177によりシールされている。エンジンの駆動力はロータ部169の軸部169aに入力される。
【0132】
上記インナーシャフト155は回転ケース153のロータ部169とケース部171に貫入している。インナーシャフト155の前端部はロータ部169に支承されており、後端部はニードルベアリング181を介してケース部171に支承されている。インナーシャフト155とケース部171との間には、シール部材183が配置されている。
【0133】
回転ケース153とインナーシャフト155との間には収容室が形成されており、この収容室には、図示しないオイル供給口から潤滑オイルが注入され、内部はシール部材183によって密封されており、オイル漏れと、外部からの異物の侵入とが防止されている。
【0134】
又、インナーシャフト155の後部内周には、出力側の連結部材としての出力部材185がスプライン連結されており、カップリング141に入力されたエンジンの駆動力は出力部材185へ出力される。
【0135】
上記メインクラッチ157は、収容室内で、回転ケース153の内周とインナーシャフト155の外周との間に配置され、同様にコントロールクラッチ159は回転ケース153の内周とカムリング161の外周との間に配置されている。
【0136】
リード線187を経て電磁石145に通電されるとアーマチャ167が吸引され、コントロールクラッチ159が締結される。そして、コントロールクラッチ159の締結トルクがカムリング161、ボールカム163およびプレッシャプレート165間のカム作用によりスラスト力に拡大、変換され、プレッシャプレート165に押圧されてメインクラッチ157が締結される。
【0137】
コントローラは、車速、操舵角、横Gなどから旋回走行状態を検知し、あるいは、路面状態などに応じて、電磁石145の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【0138】
また、インナーシャフト155の前部軸心部にはオイル溜り189が設けられ、潤滑オイルは油路155aを通って密封された回転ケース153内の各摺動部を潤滑、冷却する。
【0139】
このような構成により、本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の作用・効果が得られると共に、カップリング141は、保護ケース140の内部に収容されているから、車両の走行中に飛来する異物や障害物などから充分に保護される。
【0140】
又、ロータ部169に軸部169aを一体に形成しているから軸部169aがシール手段の役割を果たすので、回転ケース153の入力側には上記シールベアリング173とシール部材151以外にはシール部材が不要になり、それだけコスト低減が可能となる。
【0141】
又、保護ケース140は構造が簡単で小径であるので、軽量、低コスト化が可能であり、ロードクリアランスや車高に大きな影響を与えることはない。
【0142】
【発明の効果】
請求項1のカップリングは、静止側ケーシングの外部に配置したから、カップリングを用いない車両に配置するに当たって、静止側ケーシングを延長する変更や専用の収容ケーシングが不要であり、これに伴う大きなコスト上昇と車重の増加とが避けられる。
【0143】
又、周辺部材との干渉が防止され、ロードクリアランスが狭くならないから、路面や障害物との干渉を防止するために車高を高くする必要がなくなり、車両の安定性と燃費の低下が防止される。
【0144】
又、オイル注入量の増加と、重量増加と、コスト上昇とが防止される。
【0145】
又、カップリングを静止側ケーシングの外部に配置しても、シール手段によって異物の侵入が防止されるから、正常な機能が長く保たれる。
また、収容室に対して2重のシール手段になるので確実なシールを達成することができる。さらに、シールベアリングを用いることでカップリングの支持安定性が向上する。
【0146】
電磁石を励磁すると、その磁気力によってアーマチャが移動し、コントロールクラッチを連結させる。コントロールクラッチが連結されると、両トルク伝達部材の間のトルクがカムに掛かり、生じたカムスラスト力により押圧部材を介してメインクラッチが連結され、カップリングが連結される。
電磁石の励磁電流を制御すると、コントロールクラッチの滑りによってカムスラスト力が変化し、メインクラッチの連結力及びカップリングの伝達トルクを調整することができる。
又、電磁石の励磁を停止すると、コントロールクラッチが開放されてカムのスラスト力が消失し、メインクラッチが開放され、カップリングの連結が解除される。
又、請求項1のカップリングは、従来例と異なって、静止側ケーシングの外部に配置したから、カップリングを用いない車両にカップリングを配置するに当たって、静止側ケーシングを延長する設計変更が不要である。
又、静止側ケーシングを延長しないから、周辺部材との干渉が防止される。
又、ロードクリアランスが狭くなることが避けられるから、路面や障害物との干渉が防止され、干渉を防止するために車高を高くする必要がなくなり、車両の安定性と燃費の低下が防止される。
又、静止側ケーシングを延長しないから、注入オイル量の増加による、重量とコストの上昇が防止される。
又、カップリングを外部に配置しても、シール手段を設けたことによって、収容室の内部に異物が侵入することが防止されるから、正常な機能が保たれる。
なお、このカップリングを、四輪駆動車の前輪側動力伝達系、又は、後輪側動力伝達系に配置すれば、カップリングを連結すると車両は四輪駆動状態になり、連結を解除すると車両は二輪駆動状態になる。
又、このカップリングは、このように前後輪の動力伝達系に配置する他に、四輪駆動車のフロントデフ(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)と前車軸との間、あるいは、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)と後車軸との間に配置することも可能である。
また、電磁石とケース状のトルク伝達部材との間のエアギャップに対するダストや泥水などの浸入を防止し、コントロールクラッチの制御特性が安定する。
また、オイル溜りを設けて収容室のオイル封入量を増加したから、収容室内部の各機能が充分に潤滑されると共に、オイルを増量したことによってオイルの劣化が軽減され、カップリングの耐久性が大きく向上する。
さらに、オイル溜りを設けて収容室のオイル封入量を増加したから、収容室内部の各機能が充分に潤滑されると共に、オイルを増量したことによってオイルの劣化が軽減され、カップリングの耐久性が大きく向上する。また、オイル溜まりを摺動型のシール手段の外径側に設けることで、壁部のスペースを有効に利用し、カップリングが軸方向に大型化するのを抑制することができる。
【0147】
請求項3の発明は、請求項2の構成と同等の効果を得ると共に、電磁石とケース状のトルク伝達部材との間のエアギャップに対するダストや泥水などの浸入を防止し、コントロールクラッチの制御特性が安定する。
【0150】
請求項4の発明は、静止側ケーシングの外部に配置したから、カップリングを用いない車両に配置するに当たって、静止側ケーシングを延長する変更や専用の収容ケーシングが不要であり、これに伴う大きなコスト上昇と車重の増加とが避けられる。又、周辺部材との干渉が防止され、ロードクリアランスが狭くならないから、路面や障害物との干渉を防止するために車高を高くする必要がなくなり、車両の安定性と燃費の低下が防止される。又、オイル注入量の増加と、重量増加と、コスト上昇とが防止される。又、カップリングを静止側ケーシングの外部に配置しても、シール手段によって異物の侵入が防止されるから、正常な機能が長く保たれる。また、収容室に対して2重のシール手段になるので確実なシールを達成することができる。さらに、シールベアリングを用いることでカップリングの支持安定性が向上する。さらに、カップリングを収容する保護ケースによって、車両の走行中に飛来する異物や障害物からカップリングが充分に保護されると共に、シール手段によってダストや泥水などの侵入防止作用が確保される。従って、静止側ケーシングの外部に配置されるカップリングのシール構造を完結できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のカップリングを示す断面図である。
【図2】第2実施形態のカップリングを示す断面図である。
【図3】各実施形態のカップリングを用いた四輪駆動車の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図4】第3実施形態のカップリングの上半部の断面図である。
【図5】従来例のカップリングを示す断面図である。
【符号の説明】
1、119,141 カップリング
37 トランスファケース(静止側ケーシング)
39,153 回転ケース(ケース状のトルク伝達部材)
41,155 インナーシャフト(軸状のトルク伝達部材)
43,157 メインクラッチ
45,159 コントロールクラッチ
49,163 ボールカム(カム)
55,145 電磁石
67 Oリング(シール手段)
71 フランジ(連結部材)
79 連結シャフト(連結部材)
87、89 Xリング(摺動型のシール:シール手段)
83 シールベアリング(シール手段)
95,189 オイル溜り
121 ピストン
123 ダストシール(シール手段)
129 空気室(空気ばね:スプリング)
140 保護ケース
147 フランジ部
151,177,183 シール部材(シール手段)
169 ロータ部(連結部材)
173 シールベアリング(シール手段)
185 出力部材(連結部材)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coupling for intermittently transmitting power.
[0002]
[Prior art]
[0003]
The
[0004]
The
[0005]
The rotating
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
The pressure plate 219 is movably connected to the
[0009]
The controller performs excitation of the
[0010]
When the
[0011]
When the
[0012]
Further, when the pressing force of the
[0013]
When the suction of the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of a two-wheel drive vehicle that does not use a power intermittent mechanism such as the
[0015]
Further, when the
[0016]
Furthermore, in order to accommodate the
[0017]
In any case, the cost increases greatly, and the
[0018]
Further, if the
[0019]
In addition, since the road clearance becomes narrower, it becomes easier to interfere with the road surface and obstacles, and in order to prevent such a situation, it is necessary to increase the vehicle height accordingly, and the stability of the vehicle and the fuel efficiency of the engine are required. However, it will drop that much.
[0020]
Further, if the
[0021]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a coupling that can be arranged without major design change, cost increase, weight increase, load clearance decrease, and the like.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The coupling according to claim 1 is transmitted when a case-shaped torque transmission member, a shaft-shaped torque transmission member penetrating the case, a main clutch and a control clutch disposed therebetween, and a control clutch are coupled. A receiving chamber that is formed between a cam that operates by receiving torque and connects the main clutch by a cam thrust force, and a case-like torque transmission member and a shaft-like torque transmission member, and accommodates the main clutch, the control clutch, and the cam. And an electromagnet that is exposed to the outside of the case-like torque transmission member and that operates the control clutch intermittently, and is arranged outside the casing on the stationary side, and each torque transmission member is directly or It is supported on the stationary side via a connecting member connected to these, and foreign matter is prevented from entering the storage chamber. Sealing means is provided, and the sealing means includes a sliding type sealing means disposed at a relative rotation portion between the case-like torque transmission member and the shaft-like torque transmission member, and an end side of the sealing means The shaft-shaped torque transmission member is supported by the case-shaped torque transmission member and seal means which is a seal bearing of both seals.The case-like torque transmission member is composed of a rotor on one side and a rotor on the other side having a wall portion, and an oil sump that communicates with the storage chamber and increases the amount of stored oil in the wall portion is provided. The oil reservoir is provided on the outer diameter side of the sliding type sealing means.It is characterized by that.
[0023]
When the electromagnet is excited, the armature moves by the magnetic force, and the control clutch is connected. When the control clutch is connected, torque between both torque transmission members is applied to the cam, and the main clutch is connected via the pressing member by the generated cam thrust force, and the coupling is connected.
[0024]
When the excitation current of the electromagnet is controlled, the cam thrust force changes due to slipping of the control clutch, and the coupling force of the main clutch and the transmission torque of the coupling can be adjusted.
[0025]
When the excitation of the electromagnet is stopped, the control clutch is released, the cam thrust force disappears, the main clutch is released, and the coupling is released.
[0026]
Further, since the coupling of claim 1 is arranged outside the stationary casing unlike the conventional example, it is not necessary to change the design of extending the stationary casing when arranging the coupling in a vehicle that does not use the coupling. It is.
[0027]
Further, since the stationary casing is not extended, interference with peripheral members is prevented.
[0028]
In addition, narrowing of the road clearance is avoided, so that interference with the road surface and obstacles is prevented, and there is no need to increase the vehicle height in order to prevent interference, thereby preventing a decrease in vehicle stability and fuel consumption. The
[0029]
Moreover, since the stationary casing is not extended, an increase in weight and cost due to an increase in the amount of injected oil is prevented.
[0030]
Even if the coupling is arranged outside, the provision of the sealing means prevents foreign matter from entering the inside of the storage chamber, so that a normal function is maintained.
[0031]
If this coupling is arranged in the front wheel side power transmission system or the rear wheel side power transmission system of a four-wheel drive vehicle, the vehicle will be in a four-wheel drive state when the coupling is connected, and the vehicle will be released when the connection is released. Becomes a two-wheel drive state.
[0032]
In addition to being arranged in the power transmission system of the front and rear wheels, this coupling is also provided between the front differential of the four-wheel drive vehicle (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right front wheels) and the front axle. Alternatively, it may be arranged between the rear differential (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right rear wheels) and the rear axle.
[0033]
Also in this case, when the coupling is connected, the vehicle is in a four-wheel drive state, and when the connection is released, each differential device is freely differentially rotated to stop the transmission of driving force to the wheels, and the vehicle It becomes a driving state.
In addition, since the storage chamber is sealed by the double sealing means, a reliable seal can be achieved, and the support stability as a coupling is improved by using the seal bearing.
In addition, since the amount of oil that can be sealed in the storage chamber is increased by providing an oil reservoir, the main clutch, control clutch, cam, etc. stored in the sealed storage chamber are sufficiently lubricated and the amount of oil is increased. Oil stains are slowed down, so that the deterioration of the oil is reduced and the durability of the coupling is greatly improved.
Furthermore, by providing the oil reservoir on the outer diameter side of the sliding type sealing means, it is possible to effectively use the space of the wall portion and suppress the coupling from becoming large in the axial direction.
[0034]
The invention of claim 2A case-like torque transmission member, a shaft-like torque transmission member penetrating into the case, a main clutch and a control clutch arranged between them, and when the control clutch is connected, receives the transmission torque and operates. A cam for connecting the main clutch by force, a case-shaped torque transmission member and a shaft-shaped torque transmission member, a housing chamber for accommodating the main clutch, the control clutch, and the cam; and the case-shaped torque transmission An electromagnet disposed on the outside of the member for intermittently operating the control clutch, and disposed on the outside of the stationary casing, and each torque transmission member directly or via a coupling member coupled thereto, Sealing means for supporting the stationary side and preventing foreign matter from entering the storage chamber is provided. A cover or dust seal in which a core of the recording magnet is disposed so as to penetrate into a recess provided in the case-shaped torque transmission member, and an appropriate gap is formed between the case-shaped torque transmission member and the core of the electromagnet Is providedIt is characterized by that.
[0035]
When the electromagnet is excited, the armature moves by the magnetic force, and the control clutch is connected. When the control clutch is connected, torque between both torque transmission members is applied to the cam, and the main clutch is connected via the pressing member by the generated cam thrust force, and the coupling is connected.
When the excitation current of the electromagnet is controlled, the cam thrust force changes due to slipping of the control clutch, and the coupling force of the main clutch and the transmission torque of the coupling can be adjusted.
When the excitation of the electromagnet is stopped, the control clutch is released, the cam thrust force disappears, the main clutch is released, and the coupling is released.
Further, since the coupling of claim 1 is arranged outside the stationary casing unlike the conventional example, it is not necessary to change the design of extending the stationary casing when arranging the coupling in a vehicle that does not use the coupling. It is.
Further, since the stationary casing is not extended, interference with peripheral members is prevented.
In addition, narrowing of the road clearance is avoided, so that interference with the road surface and obstacles is prevented, and there is no need to increase the vehicle height in order to prevent interference, thereby preventing a decrease in vehicle stability and fuel consumption. The
Moreover, since the stationary casing is not extended, an increase in weight and cost due to an increase in the amount of injected oil is prevented.
Even if the coupling is arranged outside, the provision of the sealing means prevents foreign matter from entering the inside of the storage chamber, so that a normal function is maintained.
If this coupling is arranged in the front wheel side power transmission system or the rear wheel side power transmission system of a four-wheel drive vehicle, the vehicle will be in a four-wheel drive state when the coupling is connected, and the vehicle will be released when the connection is released. Becomes a two-wheel drive state.
In addition to being arranged in the power transmission system of the front and rear wheels, this coupling is also provided between the front differential of the four-wheel drive vehicle (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right front wheels) and the front axle. Alternatively, it may be arranged between the rear differential (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right rear wheels) and the rear axle.
In addition, intrusion of dust or muddy water into the air gap between the electromagnet and the case-like torque transmission member is prevented, and the control characteristics of the control clutch are stabilized.
[0037]
The invention of
[0043]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a case-like torque transmission member, a shaft-like torque transmission member penetrating the case, a main clutch and a control clutch disposed therebetween, and a transmission torque when the control clutch is connected. And a receiving chamber that is actuated to connect the main clutch by a cam thrust force, a housing chamber that is formed between the case-like torque transmission member and the shaft-like torque transmission member, and accommodates the main clutch and the control clutch; An electromagnet for intermittently operating the control clutch, disposed outside the casing on the stationary side, and supporting each torque transmission member on the stationary side directly or via a coupling member coupled thereto, Sealing means for preventing entry of foreign matter into the storage chamber is provided,
The shaft-shaped torque transmission member is supported by the case-shaped torque transmission member at one end and the other end, respectively, and the sealing means is a shaft integrally formed with the case-shaped torque transmission member at the one end. And a seal member disposed between the case-shaped torque transmission member and the shaft-shaped torque transmission member on the other end side,
In addition, a protective case that houses the case-shaped torque transmission member and the shaft-shaped torque transmission member and is coupled to the electromagnet on the one end side is disposed, and the protective case, the electromagnet, and the case-shaped torque transmission are arranged. Sealing means is provided between the membersThe electromagnet is disposed on the outer periphery of the case-shaped torque transmission member on the shaft side.It is characterized by that.
[0044]
Unlike the conventional example, since it is arranged outside the stationary casing, it is not necessary to change the design of extending the stationary casing when arranging the coupling in a vehicle that does not use the coupling. Moreover, since the stationary casing is not extended, interference with peripheral members is prevented. In addition, narrowing of the road clearance is avoided, so that interference with the road surface and obstacles is prevented, and there is no need to increase the vehicle height in order to prevent interference, so that vehicle stability and fuel consumption are prevented from being lowered. The Moreover, since the stationary casing is not extended, an increase in weight and cost due to an increase in the amount of injected oil is prevented. Even if the coupling is arranged outside, the provision of the sealing means prevents foreign matter from entering the inside of the storage chamber, so that a normal function is maintained.
Since the coupling is housed inside the protective case, the coupling is sufficiently protected from foreign matters and obstacles flying while the vehicle is running. In addition, since the sealing means is disposed between the protective case and each connecting member or between each torque transmission member, it is possible to ensure the action of preventing dust and muddy water from entering the protective case.
Therefore, the coupling sealing structure disposed outside the stationary casing can be completed.
[0045]
Further, if the cover is made sufficiently large, and particularly disposed so as to cover the front side of the coupling, the entire coupling can be protected from foreign matters and obstacles flying during traveling.
[0055]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
The coupling 1 (first embodiment of the present invention) will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
[0056]
FIG. 1 shows a coupling 1, and FIG. 3 shows a power system of a four-wheel drive vehicle using the coupling 1. The left and right directions are the left and right directions of the vehicle, and the right side in FIG. 1 corresponds to the front of the vehicle. In addition, the member etc. which are not giving the code | symbol are not illustrated.
[0057]
As shown in FIG. 3, this power system includes a horizontally installed engine 3 and
[0058]
Thus, the coupling 1 is disposed in the power transmission system on the rear wheel side, and connects and disconnects the
[0059]
The driving force of the engine 3 is transmitted from the
[0060]
When the coupling 1 is connected, the vehicle is in a four-wheel drive state, and the driving force of the engine 3 is transmitted from the
[0061]
When the coupling 1 is released, the vehicle is in a two-wheel drive state, and the rear wheel side below the
[0062]
As shown in FIG. 3, the coupling 1 is disposed behind the transfer case 37 (stationary casing) so as to be exposed to the outside.
[0063]
As shown in FIG. 1, the coupling 1 includes a rotating case 39 (case-shaped torque transmission member), a hollow inner shaft 41 (shaft-shaped torque transmission member), a multi-plate main clutch 43, a
[0064]
The rotating
[0065]
The
[0066]
As shown in FIG. 3, the
[0067]
The
[0068]
Further, the core 73 of the
[0069]
The
[0070]
The front end portion of the
[0071]
Between the
[0072]
A housing chamber is formed between the
[0073]
In addition, oil is injected into the storage chamber from an
[0074]
The
[0075]
The main clutch 43 is disposed between the inner periphery of the rotating case 39 (rotor 59) and the outer periphery of the
[0076]
The
[0077]
The
[0078]
The
[0079]
A
[0080]
The
[0081]
In addition, the core 73 of the
[0082]
The controller receives a signal from each sensor such as a vehicle speed, a steering angle, and a lateral G to detect turning, or performs excitation of the
[0083]
When the
[0084]
When the coupling 1 is thus connected, the driving force of the engine 3 is sent to the
[0085]
Further, when the exciting current of the
[0086]
In this way, by controlling the driving force distribution ratio between the front and rear wheels, for example, the maneuverability and stability of the vehicle while turning can be improved.
[0087]
When the excitation of the
[0088]
Further, the
[0089]
When the coupling 1 rotates, the oil in the
[0090]
[0091]
These covers 111 and 113 prevent dust and muddy water from entering the storage chamber.
[0092]
The
[0093]
Further, if the cover 111 of the
[0094]
Further, if a flange portion is provided at the end of the connecting
[0095]
Thus, the coupling 1 is configured.
[0096]
Since the coupling 1 is disposed outside the
[0097]
Moreover, since the stationary casing is not extended, interference with peripheral members is prevented.
[0098]
In addition, narrowing of the road clearance is avoided and interference with the road surface and obstacles is prevented, so there is no need to increase the vehicle height in order to prevent interference, resulting in a decrease in vehicle stability and fuel consumption. Is prevented.
[0099]
Further, since the stationary casing is not extended, an increase in the amount of injected oil, and an increase in weight and cost due to this are prevented.
[0100]
Further, since the
[0101]
On the contrary, the same effect can be obtained by connecting the
[0102]
Even if the coupling 1 is arranged outside, the storage chamber is sealed by the O-
[0103]
In addition, since the
[0104]
In addition, since no sliding occurs at the abutting portion, a sufficient sealing effect can be obtained even if a seal having a simple structure such as an O-ring is used at a low cost.
[0105]
In addition, the
[0106]
In addition, when the
[0107]
Further, the X-rings 87 and 89 which are sliding type seals are inexpensive and can be implemented at a low cost.
[0108]
Further, since the amount of oil that can be enclosed in the storage chamber is increased by providing an
[0109]
[Second Embodiment]
Next, the coupling 119 (second embodiment of the present invention) will be described with reference to FIGS.
[0110]
FIG. 2 shows the
[0111]
The
[0112]
Hereinafter, members having the same function as the coupling 1 will be referred to with the same reference numerals, and redundant description of these members will be omitted.
[0113]
The
[0114]
As shown in FIG. 2, the
[0115]
A cylinder 125 is formed on the
[0116]
The left end of the piston 121 is subjected to the oil pressure of the storage chamber, and the right end of the piston 121 is formed with an air chamber 129 (spring) that is an air spring that pushes back the oil pressure.
[0117]
The piston 121 moves to the right when the hydraulic pressure increases due to the temperature change of the storage chamber or the rotation of each member, etc., and the air in the
[0118]
Thus, the movement of the piston 121 due to the fluctuation of the hydraulic pressure reduces the hydraulic pressure fluctuation of the storage chamber, so that the sealing means such as the O-
[0119]
The
[0120]
The
[0121]
Thus, the
[0122]
By providing the piston 121 (hydraulic adjustment means) that moves according to the balance between the hydraulic pressure fluctuation of the storage chamber and the air spring of the
[0123]
In addition to this, the
[0124]
The hydraulic pressure adjusting means may be, for example, a coil spring, a disc spring, or a diaphragm in addition to the piston 121 and the air spring of the second embodiment. If these hydraulic pressure adjusting means are arranged so as to bend in response to the hydraulic pressure fluctuation of the storage chamber, the load on the sealing means due to the hydraulic pressure fluctuation is reduced, and the durability is greatly improved.
[0125]
[Third Embodiment]
Next, the coupling 141 (third embodiment of the present invention) will be described with reference to FIG.
[0126]
FIG. 4 shows a
[0127]
This
[0128]
As shown in FIG. 4, the
[0129]
On the other hand, the
[0130]
The
[0131]
Thus, the
[0132]
The
[0133]
A storage chamber is formed between the
[0134]
Further, an
[0135]
The
[0136]
When the electromagnet 145 is energized through the
[0137]
The controller detects the turning traveling state from the vehicle speed, the steering angle, the lateral G, or the like, or performs excitation of the electromagnet 145, excitation current control, excitation stop, and the like according to the road surface state.
[0138]
An
[0139]
With this configuration, according to the present embodiment, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained, and the
[0140]
Further, since the
[0141]
Further, since the
[0142]
【The invention's effect】
Since the coupling of claim 1 is arranged outside the stationary casing, it is not necessary to change the stationary casing or to use a dedicated housing casing when it is arranged in a vehicle that does not use the coupling. Increase in cost and increase in vehicle weight can be avoided.
[0143]
In addition, since interference with peripheral members is prevented and the road clearance is not narrowed, there is no need to increase the vehicle height in order to prevent interference with the road surface and obstacles, and vehicle stability and fuel consumption are prevented from being reduced. The
[0144]
Further, an increase in oil injection amount, an increase in weight, and an increase in cost are prevented.
[0145]
Even if the coupling is arranged outside the stationary casing, the sealing means prevents foreign matter from entering, so that the normal function is maintained for a long time.
In addition, since the double sealing means is provided for the storage chamber, a reliable seal can be achieved. Furthermore, the support stability of the coupling is improved by using the seal bearing.
[0146]
When the electromagnet is excited, the armature moves by the magnetic force, and the control clutch is connected. When the control clutch is connected, torque between both torque transmission members is applied to the cam, and the main clutch is connected via the pressing member by the generated cam thrust force, and the coupling is connected.
When the excitation current of the electromagnet is controlled, the cam thrust force changes due to slipping of the control clutch, and the coupling force of the main clutch and the transmission torque of the coupling can be adjusted.
When the excitation of the electromagnet is stopped, the control clutch is released, the cam thrust force disappears, the main clutch is released, and the coupling is released.
Further, since the coupling of claim 1 is arranged outside the stationary casing unlike the conventional example, it is not necessary to change the design of extending the stationary casing when arranging the coupling in a vehicle that does not use the coupling. It is.
Moreover, since the stationary casing is not extended, interference with peripheral members is prevented.
In addition, narrowing of the road clearance is avoided, so that interference with the road surface and obstacles is prevented, and there is no need to increase the vehicle height in order to prevent interference, so that vehicle stability and fuel consumption are prevented from being lowered. The
Moreover, since the stationary casing is not extended, an increase in weight and cost due to an increase in the amount of injected oil is prevented.
Even if the coupling is arranged outside, the provision of the sealing means prevents foreign matter from entering the inside of the storage chamber, so that a normal function is maintained.
If this coupling is arranged in the front wheel side power transmission system or the rear wheel side power transmission system of a four-wheel drive vehicle, the vehicle will be in a four-wheel drive state when the coupling is connected, and the vehicle will be released when the connection is released. Becomes a two-wheel drive state.
In addition to being arranged in the power transmission system of the front and rear wheels, this coupling is also provided between the front differential of the four-wheel drive vehicle (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right front wheels) and the front axle. Alternatively, it may be arranged between the rear differential (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right rear wheels) and the rear axle.
In addition, intrusion of dust or muddy water into the air gap between the electromagnet and the case-like torque transmission member is prevented, and the control characteristics of the control clutch are stabilized.
In addition, since the amount of oil enclosed in the storage chamber is increased by providing an oil reservoir, each function in the storage chamber is sufficiently lubricated, and the increased amount of oil reduces the deterioration of the oil, and the durability of the coupling Is greatly improved.
In addition, because the amount of oil enclosed in the storage chamber is increased by providing an oil sump, each function in the storage chamber is sufficiently lubricated, and the increase in the oil reduces the deterioration of the oil, and the durability of the coupling Is greatly improved. Further, by providing the oil reservoir on the outer diameter side of the sliding type sealing means, it is possible to effectively use the space of the wall portion and suppress the coupling from being enlarged in the axial direction.
[0147]
The invention of claim 3 achieves the same effect as that of the structure of claim 2, and prevents intrusion of dust, muddy water, etc. into the air gap between the electromagnet and the case-like torque transmission member, and the control characteristics of the control clutch Is stable.
[0150]
Since the invention of claim 4 is arranged outside the stationary casing, it is not necessary to change the stationary casing or to use a dedicated housing casing when it is arranged in a vehicle that does not use a coupling. A rise and an increase in vehicle weight can be avoided. In addition, since interference with peripheral members is prevented and the road clearance is not narrowed, there is no need to increase the vehicle height in order to prevent interference with the road surface and obstacles, and vehicle stability and fuel consumption are prevented from being reduced. The Further, an increase in oil injection amount, an increase in weight, and an increase in cost are prevented. Even if the coupling is arranged outside the stationary casing, the sealing means prevents foreign matter from entering, so that the normal function is maintained for a long time. In addition, since the double sealing means is provided for the storage chamber, a reliable seal can be achieved. Furthermore, the support stability of the coupling is improved by using the seal bearing. Furthermore, the protective case that accommodates the coupling sufficiently protects the coupling from foreign matters and obstacles flying while the vehicle is running, and the sealing means ensures the intrusion preventing action such as dust and muddy water.Therefore, the seal structure of the coupling disposed outside the stationary casing can be completed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a coupling according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a coupling according to a second embodiment.
FIG. 3 is a skeleton mechanism diagram showing a power system of a four-wheel drive vehicle using a coupling according to each embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an upper half portion of a coupling according to a third embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional coupling.
[Explanation of symbols]
1, 119, 141 coupling
37 Transfer case (stationary casing)
39,153 Rotating case (case-shaped torque transmission member)
41,155 Inner shaft (axial torque transmission member)
43,157 Main clutch
45,159 Control clutch
49,163 Ball cam (cam)
55,145 electromagnet
67 O-ring (sealing means)
71 Flange (connection member)
79 Connection shaft (connection member)
87, 89 X ring (sliding type seal: sealing means)
83 Sealed bearing (sealing means)
95,189 Oil reservoir
121 piston
123 Dust seal (sealing means)
129 Air chamber (air spring: spring)
140 Protective case
147 Flange
151, 177, 183 Sealing member (sealing means)
169 Rotor (connecting member)
173 Seal bearing
185 Output member (connection member)
Claims (4)
前記シール手段は、前記ケース状のトルク伝達部材と前記軸状トルク伝達部材との相対回転部に配置される摺動型のシール手段と、前記シール手段の端部側で前記軸状トルク伝達部材を前記ケース状のトルク伝達部材に支承する両シールのシールベアリングであるシール手段とからなり、前記ケース状のトルク伝達部材は一側のロータと壁部を有する他側のロータとからなり、前記収容室と連通して前記壁部に封入オイルの貯蔵量を増加させるオイル溜まりが設けられており、前記オイル溜まりは前記摺動型のシール手段の外径側に設けられていることを特徴とするカップリング。A case-like torque transmission member, a shaft-like torque transmission member penetrating into the case, a main clutch and a control clutch arranged between them, and when the control clutch is connected, receives the transmission torque and operates. A cam for connecting the main clutch by force, a case-shaped torque transmission member and a shaft-shaped torque transmission member, a housing chamber for accommodating the main clutch, the control clutch, and the cam; and the case-shaped torque transmission An electromagnet that is exposed to the outside of the member and that intermittently operates the control clutch, and is arranged outside the casing on the stationary side, and each torque transmission member is directly or directly connected to the connecting member. And sealing means for supporting the stationary side and preventing entry of foreign matter into the storage chamber.
The sealing means includes a sliding type sealing means disposed at a relative rotation portion between the case-like torque transmission member and the shaft-shaped torque transmission member, and the shaft-like torque transmission member on an end side of the sealing means. Ri and Do and a sealing means is a sealing bearing of the two seal bearing the torque transmission member like the case, said case-like torque transmitting member is made of the other side of the rotor having a rotor and a wall of one side, An oil sump that communicates with the storage chamber and increases the amount of stored oil in the wall is provided, and the oil sump is provided on the outer diameter side of the sliding type sealing means. Coupling.
さらに前記電磁石のコアは前記ケース状のトルク伝達部材に設けられた凹部に貫入して配置され、前記ケース状のトルク伝達部材と前記電磁石のコアとの間に、適度な隙間を形成するカバーまたはダストシールが設けられていることを特徴とするカップリング。A case-like torque transmission member, a shaft-like torque transmission member penetrating into the case, a main clutch and a control clutch arranged between them, and when the control clutch is connected, receives the transmission torque and operates. A cam for connecting the main clutch by force, a case-shaped torque transmission member and a shaft-shaped torque transmission member, a housing chamber for accommodating the main clutch, the control clutch, and the cam; and the case-shaped torque transmission An electromagnet disposed on the outside of the member for intermittently operating the control clutch, and disposed on the outside of the stationary casing, and each torque transmission member directly or via a coupling member coupled thereto, Sealing means is provided for supporting the stationary side and preventing foreign matter from entering the storage chamber,
Further, the electromagnet core is disposed so as to penetrate into a recess provided in the case-shaped torque transmission member, and a cover that forms an appropriate gap between the case-shaped torque transmission member and the electromagnet core, or Coupling characterized in that a dust seal is provided.
前記軸状のトルク伝達部材は一端部と他端部でそれぞれ前記ケース状のトルク伝達部材に支承され、前記シール手段は、前記一端部側で前記ケース状のトルク伝達部材に一体形成された軸部と、前記他端部側で前記ケース状のトルク伝達部材と前記軸状のトルク伝達部材との間に配置されたシール部材とからなり、
さらに前記ケース状のトルク伝達部材と前記軸状のトルク伝達部材とを収容すると共に前記一端部側で前記電磁石と結合した保護ケースが配置され、前記保護ケース及び前記電磁石と前記ケース状のトルク伝達部材との間にはシール手段が設けられており、前記ケース状のトルク伝達部材の前記軸部側の外周に前記電磁石が配置されていることを特徴とするカップリング。A case-like torque transmission member, a shaft-like torque transmission member penetrating into the case, a main clutch and a control clutch arranged between them, and when the control clutch is connected, receives the transmission torque and operates. A cam for connecting the main clutch by force, a housing chamber for accommodating the main clutch and the control clutch, and an electromagnet for intermittently operating the control clutch, which are formed between the case-like torque transmission member and the shaft-like torque transmission member. And is disposed outside the casing on the stationary side, supports each torque transmission member directly or via a coupling member coupled to the torque transmission member, and removes foreign matter to the storage chamber. Sealing means to prevent intrusion are provided,
The shaft-shaped torque transmission member is supported by the case-shaped torque transmission member at one end and the other end, respectively, and the sealing means is a shaft integrally formed with the case-shaped torque transmission member at the one end. And a seal member disposed between the case-shaped torque transmission member and the shaft-shaped torque transmission member on the other end side,
In addition, a protective case that houses the case-shaped torque transmission member and the shaft-shaped torque transmission member and is coupled to the electromagnet on the one end side is disposed, and the protective case, the electromagnet, and the case-shaped torque transmission are arranged. Sealing means is provided between the members, and the electromagnet is disposed on the outer periphery of the case-shaped torque transmission member on the shaft side .
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