JP4353585B2 - カップリング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静止側ケーシングの内部で、変速機構のトルク伝達を断続すると共に、伝達トルクを制御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６のようなカップリング４０１が記載されている。
【０００３】
このカップリング４０１は、四輪駆動車の後輪側動力伝達系に配置されている。
【０００４】
カップリング４０１は、回転ケース４０３、ハブ４０５、多板式のメインクラッチ４０７及びコントロールクラッチ４０９、アーマチャ４１１、電磁石４１３、カムリング４１５、ボールカム４１７、押圧部材４１９、コントローラなどから構成されている。
【０００５】
カップリング４０１はデフキャリヤ４２１の内部に配置されている。デフキャリヤ４２１はデフキャリヤ本体４２３の前部にカバー４２５を固定して構成されており、カップリング４０１はカバー４２５に収容され、デフキャリヤ本体４２３にはリヤデフ（後輪側のデファレンシャル装置）が収容されている。
【０００６】
回転ケース４０３の前部はベアリング４２７を介してカバー４２５に支承されており、後部はベアリング４２９と電磁石４１３とを介してデフキャリヤ本体４２３に支承されている。
【０００７】
回転ケース４０３はプロペラシャフト（トルク伝達軸）を介してトランスファからトランスミッション側に連結されている。又、ハブ４０５にはドライブピニオンシャフト４３１がセレーション連結されており、これと一体に形成されたドライブピニオンギヤ４３３はリヤデフ側のリングギヤと噛み合っている。
【０００８】
回転ケース４０３の前部とカバー４２５との間にはシール４３５が配置されており、外部からの異物の侵入を防止している。又、回転ケース４０３の後部とデフキャリヤ本体４２３との間にはシール４３７が配置されており、リヤデフ側からのオイルの侵入を防止している。
【０００９】
メインクラッチ４０７は回転ケース４０３とハブ４０５との間に配置されており、コントロールクラッチ４０９は回転ケース４０３とカムリング４１５との間に配置されている。
【００１０】
又、押圧部材４１９はハブ４０５に移動自在に連結されており、ボールカム４１７はカムリング４１５と押圧部材４１９との間に配置されている。
【００１１】
コントローラは、電磁石４１３の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などにより、後輪の連結と切り離し、及び、後輪側への伝達トルクの制御を行う。
【００１２】
電磁石４１３は回転ケース４０３の外部に配置され、デフキャリヤ４２１の内側に固定されている。又、電磁石４１３のリード線４３９はデフキャリヤ４２５に取り付けられたグロメット４４１から外部に引き出されている。
【００１３】
電磁石４１３が励磁されると、磁気ループ４４３が形成されてアーマチャ４１１が吸引され、コントロールクラッチ４０９が押圧される。コントロールクラッチ４０９が締結されると、回転ケース４０３とハブ４０５の間のトルクがボールカム４１７に掛かり、生じたカムスラスト力により押圧部材４１９を介してメインクラッチ４０７が押圧される。
【００１４】
こうしてカップリング４０１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。
【００１５】
又、電磁石４１３の励磁電流を制御すると、コントロールクラッチ４０９の滑りによってボールカム４１７のカムスラスト力が変化し、更に、メインクラッチ４０７の連結力が変化して後輪の駆動力が調整される。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。
【００１６】
又、電磁石４１３の励磁を停止すると、コントロールクラッチ４０９が開放され、ボールカム４１７のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ４０７が開放されてカップリング４０１の連結が解除され、車両は二輪駆動状態になる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カップリング４０１では、電磁石４１３がデフキャリヤ４２１のカバ−４２５の奥部（カバー４２５とデフキャリヤ本体４２３との連結部側）に配置されているから、外気による電磁石４１３の冷却効果は期待できない。
【００１８】
又、カバー４２５の奥部はリヤデフに隣接しているから、電磁石４１３はリヤデフからの熱を受け易い。
【００１９】
このような理由で、電磁石４１３は高温になり易く、温度が変動し易い。
【００２０】
電磁石４１３の温度が変わると、励磁電流が変動し、コントロールクラッチ４０９の制御特性が不安定になり、カップリング４０１の伝達トルクが不安定になる。
【００２１】
又、エンジンの駆動力がプロペラシャフトを経て入力する回転ケース４０３には充分な強度が必要であるが、磁気ループ４４３が形成される回転ケース４０３のロータ４４５には、強度に加えて、優れた磁気透過性が要求される。
【００２２】
このように、材料に対する要求が多いから、材質の選定が難しく、コスト高になる。
【００２３】
又、磁気透過性の優れた材料は強度が不足し易いから、回転ケース４０３（カップリング４０１）はトルク伝達容量が不充分になる。
【００２４】
又、回転ケース４０３を支承するベアリング４２７、４２９用のベアリングハウジングをデフキャリヤ４２１に形成する必要があるから、それだけデフキャリヤ４２１の形状が複雑になり、コスト高になる。
【００２５】
又、カップリング４０１の雰囲気を、外気とリヤデフ側のオイルから遮断するシール４３５、４３７は回転ケース４０３側に配置されており、大径である。
【００２６】
大径のシール４３５、４３７はコスト高であると共に、これらの配置構造が大型になるから、カップリング４０１はコンパクト化が難しく、車載性が低下する。
【００２７】
更に、大径のシール４３５、４３７は摺動速度が速いから、摩耗し易く、耐久性が低下する。
【００２８】
そこで、この発明は、電磁石によって操作されるカップリングであって、電磁石の温度変化が小さく、安定した伝達トルクの制御特性が得られると共に、トルク伝達容量の大きいカップリングの提供を目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
請求項１のカップリングは、ケーシング本体と、これに固定されたカバーとを有し、変速機構を潤滑オイルと共にケーシング本体側に収容する静止側ケーシングに収容されたカップリングであって、前記カバーの前記ケーシング本体と固定されていない開口側に位置する一側の側壁と該一側の側壁より前記変速機構側に位置する中空状のケースとを備えたケース状トルク伝達部材と、このケース状トルク伝達部材の前記一側の側壁に貫入した軸状トルク伝達部材と、これら両トルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、前記一側の側壁を挟んで前記クラッチと異なる側の前記カバーの開口側に配置され磁力によってアーマチャを移動させクラッチを押圧して連結させる電磁石とを備え、前記ケース状トルク伝達部材は前記静止側ケーシングの前記カバー側に収容されていると共に、軸状トルク伝達部材が、一側で前記一側の側壁と前記カバーとを貫通し、前記カバーの外部でトルク伝達軸に連結されており、電磁石のコアが、この貫通部付近でカバーに支持されており、ケース状トルク伝達部材が、一側で前記一側の側壁に設けられた凹部に前記電磁石のコアを貫入させ、他側で変速機構側の連結軸に連結されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項１のカップリングは、電磁石４１３がデフキャリヤ４２１の奥に配置されている従来例と異なって、カバーの貫通部（端部）付近に電磁石が配置されているから、放熱効果と、外気による冷却作用によって効果的に冷却される。
【００３１】
又、カバーの端部側に配置された電磁石は、リヤデフに隣接配置された従来例と異なって、ケーシング本体側に配置された変速機構（例えば、デファレンシャル装置）からの熱を受けにくい。
【００３２】
これらの理由によって、電磁石の温度上昇（温度の変動）が小さくなり、励磁電流が安定するから、カップリングは安定した伝達トルクの制御特性が得られる。
【００３３】
又、トルク伝達軸は軸状トルク伝達部材に連結し、ケース状トルク伝達部材には入力しない。
【００３４】
又、電磁石はケース状トルク伝達部材の一側に配置されており、ケース状トルク伝達部材は他側で変速機構側の連結軸に連結されている。
【００３５】
従って、磁気回路の一部を構成するケース状トルク伝達部材の一側側壁（ロータ）は、トルク伝達経路から除外されており、強度上の要求から解放され、磁気透過性に優れた材料を選択することができる。
【００３６】
又、変速機構側の連結軸に連結されたケース状トルク伝達部材の他側部材は、磁気透過性の要求から解放され、充分な強度の部材を選択することができる。
【００３７】
こうして、これらの部材は過大な要求から解放され、磁気透過性や強度などの要求に従ってそれぞれの材質を選定することが可能になり、カップリングの性能がそれだけ向上すると共に、高価な材料を用いなくてすむから、低コストに実施できる。
【００３８】
又、トルク伝達軸と連結する軸状トルク伝達部材に、強度の高い部材を用いることによって、カップリングは充分なトルク伝達容量が得られる。
【００３９】
請求項２のカップリングは、ケーシング本体と、これに固定されたカバーとを有し、変速機構を潤滑オイルと共にケーシング本体側に収容する静止側ケーシングに収容されたカップリングであって、前記カバーの前記ケーシング本体と固定されていない開口側に位置する一側の側壁と該一側の側壁より前記変速機構側に位置する中空状のケースとを備えたケース状トルク伝達部材と、このケース状トルク伝達部材の前記一側の側壁に貫入した軸状トルク伝達部材と、これら両トルク伝達部材の間に配置されたメインクラッチと、前記一側の側壁を挟んで前記クラッチと異なる側の前記カバーの開口側に配置され磁力によってアーマチャを移動させる電磁石と、このアーマチャに押圧されて連結する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両トルク伝達部材間の伝達トルクを受けて作動しメインクラッチを連結させるカムとを備え、前記ケース状トルク伝達部材は前記静止側ケーシングのカバー側に収容されていると共に、軸状トルク伝達部材が、一側で前記一側の側壁と前記カバーとを貫通し、前記カバーの外部でトルク伝達軸に連結されており、電磁石のコアが、この貫通部付近でカバーに支持されており、ケース状トルク伝達部材が、一側で前記一側の側壁に設けられた凹部に前記電磁石のコアを貫入させ、他側で変速機構側の連結軸に連結されていることを特徴とする。
【００４０】
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。
【００４１】
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正確に調整することができる。
【００４２】
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て、カップリングの連結が解除される。
【００４３】
又、請求項２のカップリングは、電磁石をカバーの端部付近に配置すると共に、トルク伝達部材を軸状トルク伝達部材に連結させることなどによって、請求項１のカップリングと同等の効果を得る。
【００４４】
なお、請求項１及び請求項２のカップリングを、四輪駆動車の前輪側、あるいは、後輪側の各動力伝達系に配置し、各側車輪を連結すれば車両は四輪駆動状態になり、切り離せば車両は二輪駆動状態になる。
【００４５】
又、このカップリングを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）やリヤデフ（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）と各車輪側車軸上に配置することも可能である。
【００４６】
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、カップリングの連結を解除すると、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。
【００４７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のカップリングであって、変速機構側の連結軸が、ベアリングを介して静止側ケーシングに支承されており、ケース状トルク伝達部材の他側が、これらの連結軸とベアリングとを介して静止側ケーシングに支承されていることを特徴とし、請求項１又は請求項２のいずれかと同等の効果を得る。
【００４８】
これに加えて、請求項３の構成では、ケース状トルク伝達部材の他側端部を、変速機構の連結軸用のベアリングによって静止側ケーシングに支承した。
【００４９】
従って、ケース状トルク伝達部材の他側端部を支承するための専用ベアリングが不要になり、部品点数が減って、低コストになる。
【００５０】
又、この専用ベアリングのためのベアリングハウジングをデフキャリヤ４２１に形成する必要がある従来例と較べて、ベアリングハウジングの加工個所が減少しただけ、静止側ケーシングは、形状が簡易になり、低コストになる。
【００５１】
更に、連結軸用の容量の大きなベアリングで、カップリングのスラスト力を受けることができるから、カップリングの軸方向位置と性能が安定し、耐久性が向上する。
【００５２】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２記載のカップリングであって、ケース状トルク伝達部材の他側が、ベアリングを介して静止側ケーシングに支承されていることを特徴とし、請求項１又は請求項２のいずれかと同等の効果を得る。
【００５３】
これに加えて、請求項４の構成では、ケース状トルク伝達部材の他側端部をベアリングを介して静止側ケーシングに支承したことにより、カップリングは、軸方向と径方向の両方で正確に位置決めされるから、性能が更に安定し、耐久性が向上する。
【００５４】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のカップリングであって、軸状トルク伝達部材とカバーとの間、及び、変速機構側の連結軸とケーシング本体との間にそれぞれ配置されたシールによって、変速機構側及び大気側の両方から区画された空間が、周囲に形成されていることを特徴とし、請求項１乃至請求項４のいずれかと同等の効果を得る。
【００５５】
これに加えて、軸状トルク伝達部材とカバーとの間にシールを配置し、変速機構側の連結軸とケーシング本体との間にシールを配置したことによって、カップリングの周囲に容量の大きな空間を形成し、この空間を大気側と変速機構側の両方から遮断した。
【００５６】
そこで、例えば、この空間に冷却流体を封入すれば、その冷却効果によって電磁石の温度変動が小さくなり、カップリングの伝達トルク制御特性が更に安定する。
【００５７】
又、空間に磁性流体を封入し、電磁石とケース状トルク伝達部材との間に形成されるエアギャップを、この磁性流体で充填すれば、磁気回路の一部を構成するこのエアギャップ磁気抵抗が大幅に低減される。
【００５８】
従って、小型の電磁石でもアーマチャが充分に強く吸引されるから、カップリングは大きなトルク伝達容量が得られると共に、バッテリの負担が軽減され、エンジンの燃費が向上する。
【００５９】
又、各シールは、いずれも軸状の部材上に配置されるから小径であり、摺動速度が遅く、摩耗しにくく、耐久性が高い。
【００６０】
耐久性が高いから、空間に冷却流体や磁性流体を封入することによる上記のような効果を長期にわたって享受できる。
【００６１】
又、各シールが小径であるから、カップリングもそれだけコンパクトで軽量になり、車載性が向上する。
【００６２】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のカップリングであって、ケース状トルク伝達部材の他側を閉止する側壁と、ケース状トルク伝達部材と軸状トルク伝達部材の間の一側に配置されたシールとによって形成された密封空間にオイルが封入されており、軸状トルク伝達部材に、他側で前記側壁に向かって開口する容量増大空間が設けられ、連通流路によって容量増大空間を密封空間に連通させたことを特徴とし、請求項１乃至請求項５のいずれかと同等の効果を得る。
【００６３】
ケース状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た密封空間にはオイルが封入されており、このオイルによって、クラッチやカムなどが潤滑される。
【００６４】
これに加えて、軸状トルク伝達部材に容量増大空間を設け、連通流路によって密封空間に連通させたことにより、密封空間のオイル容量が増加するから、温度上昇や、摩耗粉の蓄積などによるオイルの劣化が抑制され、長期にわたって優れた潤滑性が得られ、それだけカップリングの耐久性が向上する。
【００６５】
又、クラッチの作動に伴うカップリングの内圧上昇も、容量増大空間の吸収作用によって、許容限界が高くなるから、カップリングの伝達トルク制御特性が更に安定する。
【００６６】
【発明の実施の形態】
図１と図４と図５と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。
【００６７】
このカップリング１は請求項１、２、４、６の特徴を備えている。図１はカップリング１を示し、図４と図５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、左右の方向はこれらの車両の左右の方向であり、図１の左方は各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。
【００６８】
図４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、後輪側のプロペラシャフト１９（トルク伝達軸）、カップリング１、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。
【００６９】
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の連結と切り離し及び伝達トルクの制御を行う。
【００７０】
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を介してプロペラシャフト１９を回転させ、カップリング１に伝達される。
【００７１】
カップリング１が連結されると、エンジン３の駆動力はプロペラシャフト１９を介して、リヤデフ２１から後車軸２３、２５を介して左右の後輪２７、２９に配分され、車両は四輪駆動状態になる。
【００７２】
又、カップリング１の連結が解除されると、リヤデフ２１以下の後輪側が切り離されて車両は二輪駆動状態になる。
【００７３】
図４のように、リヤデフ２１はデフキャリヤ３７（静止側のケーシング）に収容されている。このデフキャリヤ３７はキャリヤ本体３９（静止側ケーシングの本体）とフロントカバー４１（静止側ケーシングのカバー）とをボルト４３で連結して構成されている。
【００７４】
又、ボルト４３で固定する前に、キャリヤ本体３９とフロントカバー４１は、図１のように、ノックピン４４によってセンタリングされる。
【００７５】
図１と図４のように、カップリング１はフロントカバー４１側に収容されており、リヤデフ２１（変速機構）はキャリヤ本体３９側に収容されている。
【００７６】
カップリング１は、回転ケース４５（ケース状トルク伝達部材）、インナーシャフト４７（軸状トルク伝達部材）、多板式のメインクラッチ４９及びコントロールクラッチ５１、カムリング５３、ボールカム５５（カム）、プレッシャプレート５７、アーマチャ５９、リング状の電磁石６１、コントローラなどから構成されている。
【００７７】
図１のように、回転ケース４５は、前側のロータ６３（一側の側壁）と中空状のケース６５と後側のフランジ部材６７（他側の側壁）とから構成されている。
【００７８】
前側ロータ６３とケース６５はねじ部６９で螺着され、後述するコントロールクラッチに適度な隙間を与えるよう、ねじ込み量７１を調整位置決めし、更に、ねじ部６９に螺着されたナット７３により、設計手法としては一般的なダブルナット機能によって固定されている。
【００７９】
又、前側ロータ６３とケース６５の間にはオイル漏れを防止するシールリング７５が配置されている。
【００８０】
ケース６５とフランジ部材６７はボルト７７で固定されており、これらの間にはオイル漏れを防止するシールリング７９が配置されている。
【００８１】
回転ケース４５は、前端側を両側シールのベアリング８１と電磁石６１のコア８３とを介してデフキャリヤ３７のフロントカバー４１に支承されており、後端側を両側シールのベアリング８５を介してデフキャリヤ３７のキャリヤ本体３９に支承されている。
【００８２】
又、ベアリング８５とキャリヤ本体３９との間には隙間調整用のワッシャ８７が配置されている。
【００８３】
回転ケース４５は、ワッシャ８７と当接するキャリヤ本体３９の突き当たり部８９により、ベアリング８５を介してデフキャリヤ３７との間で軸方向後方への移動を規制されるから、ボルト４３によってフロントカバー４１をキャリヤ本体３９に固定するだけで、回転ケース４５の軸方向位置決めが完了する。
【００８４】
又、このワッシャ８７の厚さを変えれば、回転ケース４５の軸方向位置を調整できる。
【００８５】
回転ケース４５のフランジ部材６７にはドライブピニオンシャフト９１がスプライン連結されている。
【００８６】
このように、ケース６５にボルト７７で固定されたフランジ部材６７がドライブピニオンシャフト９１に連結され、トルク伝達経路にされていると共に、前側ロータ６３はケース６５に螺着されているから、前側ロータ６３は、下記の非磁性材料のリング１６１を含めてトルク伝達経路から除外されおり、トルクの伝達には関与しない。
【００８７】
又、トルク伝達部材であるフランジ部材６７には、静的強度と衝撃強度とを増すために浸炭処理が施されている。
【００８８】
図４のように、ドライブピニオンシャフト９１（変速機構の連結軸）に形成されたドライブピニオンギヤ９３は、リヤデフ２１側のリングギヤ９５と噛み合ってリヤデフ２１を回転駆動する。
【００８９】
図１のように、ドライブピニオンシャフト９１はベアリング９７によってキャリヤ本体３９に支承されている。又、ベアリング９７とそのロックナット９９との間にはワッシャ１０１とインナープレート１０３が固定されており、インナープレート１０３とキャリヤ本体３９との間にはオイルシール１０５が配置されている。
【００９０】
両側シールベアリング８１とこのオイルシール１０５とによって、デフキャリヤ３７とカップリング１との間に大気室１０７が形成されている。
【００９１】
フロントカバー４１には開口１０９（貫通部）が設けられている。この開口１０９には電磁石６１のコア８３の外周圧入部１１１が圧入されており、回り止めピン１１３によって回り止めされている。この回り止めピン１１３は電磁石６１のリード線１１５の取り出し部１１７に対して周方向に１８０°反対の位置に配置されており、装着が容易である。
【００９２】
このリード線取り出し部１１７は、大気室１０７と大気空間とを連通させており、大気室１０７内の温度上昇による内圧上昇を抑制している。
【００９３】
又、電磁石６１のコア８３は開口１０９から外部に露出しており、外部に放熱すると共に、大気によって冷却される。
【００９４】
又、外周圧入部１１１の前方にはストッパ部１１９が形成されており、このストッパ部１１９で回転ケース４５とフロントカバー４１とが突き当たることにより、回転ケース４５の前方への移動を規制している。
【００９５】
インナーシャフト４７は前方から回転ケース４５に貫入している。その前端部はニードルベアリング１２３を介して前側ロータ６３に支承されており、後端部はベアリング１２５を介してケース６５に支承されている。
【００９６】
相対回転するインナーシャフト４７と前側ロータ６３との間には、断面がＸ字状のシールであるＸリング１２７が配置され、オイル漏れを防止している。
【００９７】
又、インナーシャフト４７には、動力伝達軸（トルク伝達軸）１２９が一体に形成されている。
【００９８】
この動力伝達軸１２９にはコンパニオンフランジ１３１がスプライン連結され、ねじ部１３３に締め付けたナットによって固定されている。図４のように、このコンパニオンフランジ１３１は継ぎ手１３５側のフランジ１３７にボルトで連結されており、インナーシャフト４７をプロペラシャフト１９（トルク伝達軸としてのエンジン側の回転軸）側に連結している。
【００９９】
又、回転ケース４５の前側ロータ６３にはダストカバー１３９が取り付けられている。このダストカバー１３９はコンパニオンフランジ１３１とコア８３との間を覆って、走行中に飛来する障害物とベアリング８１との衝突を防止し、ベアリング８１を保護する。
【０１００】
ダストカバー１３９は、コンパニオンフランジ１３１をナットで締め付け固定する際に、コンパニオンフランジ１３１の端面とインナーシャフト４７との間で挟持固定される。
【０１０１】
又、ダストカバー１３９の外周側は凹凸状に前方に張り出しており、インナーシャフト４７と共に回転することによって、外気側の異物がフロントカバー４１に入るのを抑制している。
【０１０２】
回転ケース４５は、前側ロータ６３とケース６５間のシールリング７５と、ケース６５とフランジ部材６７間のシールリング７９と、前側ロータ６３とインナーシャフト４７間のＸリング１２７とによって密封型にされている。
【０１０３】
デフキャリヤ３７のキャリヤ本体３９部分には、リヤデフ２１側の潤滑用オイルが封入されており、ドライブピニオンギヤ９３とリングギヤ９５との噛み合い部及びこれらの支持ベアリングや各部材の摺動部などを潤滑している。
【０１０４】
又、密封型回転ケース４５の内部に形成された密封空間にはオイルが封入されている。このオイルにはキャリヤ本体３９のオイルと異なった専用のオイルが用いられている。
【０１０５】
密封空間に封入されたオイルによって、密封空間内部のメインクラッチ４９、コントロールクラッチ５１、ボールカム５５、他の摺動部などが潤滑される。
【０１０６】
この専用オイルの充填率は、密封空間の全容量に対して５０％〜９０％のレベル、好ましくは７０％〜８５％のレベルであり、残りの部分は空気で占められている。
【０１０７】
この充填率は、回転ケース４５が回転している状態で、コントロールクラッチ５１の内周側、つまり、カムリング５３の外周のスプライン部１４１が浸るオイルレベルであること、及び、回転ケース４５の温度が上昇したときの内圧を吸収できること、などの諸条件を満たすように決定される。
【０１０８】
又、フロントカバー４１側（大気室１０７）にオイルを封入する場合は、オイルシール１０５により、キャリヤ本体３９側のオイルと混ざり合うことが防止されるから、フロントカバー４１とキャリヤ本体３９にはそれぞれの用途に適したオイルを選択することができる。
【０１０９】
メインクラッチ４９は、回転ケース４５の内周とインナーシャフト４７の外周との間に配置されている。又、メインクラッチ４９と回転ケース４５との間にはプレート１４３が配置されており、メインクラッチ４９の押圧力を受けると共に、厚さの異なるものと交換することによって、各クラッチ板の隙間や、クラッチ板の枚数を調整できる。
【０１１０】
コントロールクラッチ５１は、回転ケース４５の内周とカムリング５３との間に配置されており、後述のように、アーマチャ５９によって回転ケース４５の前側ロータ６３に押圧されて締結される。
【０１１１】
ボールカム５５は、カムリング５３とプレッシャプレート５７との間に配置されている。
【０１１２】
プレッシャプレート５７の係合部１４５はインナーシャフト４７の外周に形成されたスプライン部１４７に軸方向移動自在に連結されている。このスプライン部１４５にはメインクラッチ４９のインナープレートが係合する。
【０１１３】
又、カムリング５３と前側ロータ６３との間には、ボールカム５５のカム反力を受けるスラストベアリング１４９及びワッシャ１５１が配置されている。
【０１１４】
円板状のアーマチャ５９は、コントロールクラッチ５１とプレッシャプレート５７との間に配置されている。
【０１１５】
又、アーマチャ５９は内周側でプレッシャプレート５７に対し微小な所定間隔を隔てて対向しており、コントロールクラッチ５１から離れないように位置を規制されていると共に、コントロールクラッチ５１とメインクラッチ４９のアウタープレートが係合する回転ケース４５の内周に形成されたスプライン部１５３の先端に外周側の位置を規制されており、電磁石６１による引き付けコントロール性を高めている。
【０１１６】
電磁石６１のコア８３は、上記のように、デフキャリヤ３７の開口１０９に圧入して固定されていると共に、前側ロータ６３に設けられている凹部１５５に貫入して、エアギャップ１５７を形成している。
【０１１７】
又、上記のように、コア８３は開口１０９から外部に露出しており、電磁石６１のリード線１１５はコア８３から直接外部に引き出されている。
【０１１８】
コア８３に設けられたリード線１１５の取り出し部１１７には、固形接着材やゴム製プラグを取り付けて、リード線１１５の疲労断線を防止し、耐候性を向上させることが可能である。
【０１１９】
コントローラは、車速、操舵角、横Ｇなどから旋回走行を検知し、あるいは、路面状態などに応じて、電磁石６１の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【０１２０】
電磁石６１が励磁されると、磁力のループ１５９が形成されてアーマチャ５９が吸引され、回転ケース４５の前側ロータ６３との間でコントロールクラッチ５１を押圧して締結させる。コントロールクラッチ５１が締結されると、回転ケース４５とインナーシャフト４７の間のトルクがボールカム５５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５７を介してメインクラッチ４９が押圧され、締結する。
【０１２１】
又、電磁石６１のコア８３と回転ケース４５とのエアギャップ１５７は、アーマチャ５９が充分な強さで吸引されるように、コア８３とベアリング８５と前側ロータ６３との軸方向の取り付け位置をワッシャ８７の厚さを変えることによって、最適値に調整されている。
【０１２２】
こうしてカップリング１が連結されると、エンジン３の駆動力はインナーシャフト４７から回転ケース４５に伝達されて後輪２７、２９を駆動し、車両が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。
【０１２３】
又、電磁石６１の励磁電流を制御すると、コントロールクラッチ５１の滑りによってボールカム５５のカムスラスト力が変化し、メインクラッチ４９の連結力が変化して後輪２７、２９の駆動力が調整される。
【０１２４】
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。
【０１２５】
又、電磁石６１の励磁を停止すると、コントロールクラッチ５１が開放されてボールカム５５のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ４９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る。
【０１２６】
回転ケース４５の前側ロータ６３にはステンレス鋼のような非磁性材料のリング１６１が配置されている。又、コントロールクラッチ５１の各プレートには開孔１６３及びブリッジ部が形成され、磁力ループ１５９からの磁気漏れを防止し、電磁石６１の磁力をアーマチャ５９に集中させている。
【０１２７】
又、上記のように、アーマチャ５９は隣接部材との間で軸方向と径方向に位置決めされているフリー部材ではあるが、プレッシャプレート５７との微小な所定隙間を有する部分は磁力ループ１５９に対して磁束密度の低い内周側外端部であるから、アーマチャ５９の吸引力には実質的に影響を与えない。
【０１２８】
インナーシャフト４７には、大径と小径の同軸孔１６５、１６７が設けられており、フランジ部材６７に形成された中空のハブ部１６９は大径の同軸孔１６５に相対回転自在に貫入している。
【０１２９】
このハブ部１６９には、密閉プラグ１７１が固定されており、同軸孔１６５、１６７との間で容量増大空間１７３を形成している。この容量増大空間１７３には、封入オイルや空気が収容される。
【０１３０】
又、インナーシャフト４７には、径方向の油路１７５、１７７が設けられており、油路１７５は容量増大空間１７３とニードルベアリング１２３とを連通し、油路１７７は容量増大空間１７３とスラストベアリング１４９とを連通している。
【０１３１】
又、フランジ部材６７のハブ部１６９には、外周に螺旋状の油路１７９（連通流路）が設けられており、ハブ部１６９とインナーシャフト４７の同軸孔１６５との摺動面を潤滑している。
【０１３２】
容量増大空間１７３のオイルは、カップリング１の遠心力により、各油路１７５、１７７からそれぞれニードルベアリング１２３とスラストベアリング１４９に送られ、更に、カムリング５３の内周とインナーシャフト４７の外周との摺動面、ボールカム５５、コントロールクラッチ５１などに供給され、更に、プレッシャプレート５７に設けられた貫通孔１８１と、インナーシャフト４７とプレッシャプレート５７の間に設けられたリング状の空間１８３からメインクラッチ４９に送られ、これらを充分に潤滑し、冷却する。
【０１３３】
このとき、螺旋状油路１７９は、螺旋の歩みによるポンプ作用によってオイルを容量増大空間１７３側に押圧し、上記のようなオイルの流れ、つまり、オイル循環作用を促進し、潤滑性と冷却性を大きく向上させる。
【０１３４】
又、螺旋状油路１７９は、ベアリング１２５の隙間を介して、容量増大空間１７３と回転ケース４５の密封空間とを連通しており、密封空間のオイル容量を増加させている。
【０１３５】
従って、螺旋状油路１７９が反対方向に回転しても、容量増大空間１７３から密封空間にオイルが供給され、密封空間内部の潤滑効果と冷却効果とを向上させる。
【０１３６】
又、プレッシャプレート５７の貫通孔１８１は、プレッシャプレート５７が受けるオイルの抵抗を低減してメインクラッチ４９の押圧レスポンスを向上させると共に、メインクラッチ４９側にオイルを移動し易くし、メインクラッチ４９の潤滑性と冷却性を向上させている。
【０１３７】
又、容量増大空間１７３は、これを区画する密閉プラグ１７１が薄いから、それだけ容量が大きい。
【０１３８】
又、インナーシャフト４７には密閉プラグ１７１に相当する一体の区画壁がないから、同軸孔１６５、１６７は、例えば、ドリルによって容易に加工できる。
【０１３９】
カップリング１は、図４の矢印１８５が示すように、トランスファ７（変速機構側）とプロペラシャフト１９（トルク伝達軸）との間に配置してもよい。
【０１４０】
この場合、プロペラシャフト１９とリヤデフ２１との間に配置した場合と同様にして後輪２７、２９の連結と切り離しとを行う。
【０１４１】
又、カップリング１は、矢印１８７、１８９が示すように、フロントデフ９（変速機構側）と前車軸１１、１３（トルク伝達軸）との間に配置してもよく、又、矢印１９１が示すように、トランスファ７内のギヤ機構（軸方向に一方が変速機構側で他方がトルク伝達軸）と組み合わせて配置してもよく、更に、矢印１９３、１９５が示すように、リヤデフ２１（変速機構側）と後車軸２３、２５（トルク伝達軸）との間に配置してもよい。
【０１４２】
矢印１８５、１８７、１８９の位置に配置した場合は、カップリング１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、フロントデフ９の差動回転が自由になり、前輪１５、１７への駆動力伝達が停止されて、車両は二輪駆動状態になる。
【０１４３】
又、矢印１９１の位置に配置した場合は、上記のようにプロペラシャフト１９とリヤデフ２１との間に配置した場合と同等の機能が得られる。
【０１４４】
又、矢印１９３、１９５の位置に配置した場合は、カップリング１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、リヤデフ２１の差動回転が自由になり、後輪２７、２９への駆動力伝達が停止されて、車両は二輪駆動状態になる。
【０１４５】
なお、この場合には、トランスファ７内に駆動力断続用のクラッチを設ければ、プロペラシャフト１９を完全に静止状態に保つことが可能となり、エンジン３の燃費が向上する。
【０１４６】
又、図５は、図４の四輪駆動車と異なった構成の動力系を持つ四輪駆動車を示している。
【０１４７】
この動力系は、縦置きのエンジン２０１及びトランスミッション２０３、トランスファ２０５（変速機構側）、前輪側のプロペラシャフト２０７（トルク伝達軸）、フロントデフ２０９（変速機構側）、前車軸２１１、２１３（トルク伝達軸）、左右の前輪２１５、２１７、後輪側のプロペラシャフト２１９（トルク伝達軸）、リヤデフ２２１（変速機構側）、後車軸２２３、２２５（トルク伝達軸）、左右の後輪２２７、２２９などから構成されている。
【０１４８】
エンジン２０１の駆動力は、トランスミッション２０３からトランスファ２０５を介して、それぞれ前輪側と後輪側の各プロペラシャフト２０７、２１９を回転させる。
【０１４９】
前輪側プロペラシャフト２０７の回転は、フロントデフ２０９から前車軸２１１、２１３を介して左右の前輪２１５、２１７に配分され、後輪側プロペラシャフト２１９の回転は、カップリング１が連結されると、リヤデフ２２１から後車軸２２３、２２５を介して左右の後輪２２７、２２９に配分される。
【０１５０】
図５の車両では、カップリング１は、矢印２３１、２３３が示すように、トランスファ２０５と後輪側プロペラシャフト２１９との間、あるいは、プロペラシャフト２１９とリヤデフ２２１との間に配置してもよい。
【０１５１】
又、カップリング１は、矢印２３５、２３７が示すように、トランスファ２０５と前輪側プロペラシャフト２０７との間、あるいは、プロペラシャフト２０７とフロントデフ２０９との間に配置してもよい。
【０１５２】
図４の動力系と同様に、後輪２２７、２２９側に配置した場合は、これらの連結と切り離しとを行い、前輪２１５、２１７側に配置した場合は、これらの連結と切り離しとを行う。
【０１５３】
又、カップリング１を前輪側に配置した場合、前車軸２１１、２１３と前輪２１５、２１７との間にハブクラッチ２３９、２４１を配置し、これらの連結をカップリング１と連動して解除すれば、カップリング１から前輪２１５、２１７までの動力伝達系が、エンジン２０１の回転と前輪２１５、２１７による連れ回りの両方から遮断され、回転が停止して騒音、振動、摩耗などが大きく軽減されると共に、エンジン２０１の燃費が向上する。
【０１５４】
又、カップリング１は、矢印２４３、２４５が示すように、フロントデフ２０９と前車軸２１１、２１３との間に配置してもよく、矢印２４７、２４９が示すように、リヤデフ２２１と後車軸２２３、２２５との間に配置してもよい。
【０１５５】
前車軸２１１、２１３上に配置した場合は、カップリング１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、フロントデフ２０９の差動回転が自由になり、前輪２１５、２１７への駆動力伝達が停止され、車両は二輪駆動状態になる。
【０１５６】
又、後車軸２２３、２２５上に配置した場合は、カップリング１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、リヤデフ２２１の差動回転が自由になり、後輪２２７、２２９への駆動力伝達が停止され、車両は二輪駆動状態になる。
【０１５７】
こうして、カップリング１が構成されている。
【０１５８】
上記のように、カップリング１は、従来例と異なって、電磁石６１をフロントカバー４１の開口１０９に配置して外部に露出させたから、放熱効果と、外気による冷却作用によって電磁石６１が効果的に冷却される。
【０１５９】
又、デフキャリヤ３７の内部でリヤデフ２１、２２１の反対側に配置された電磁石６１は、従来例と異なって、リヤデフ２１、２２１からの熱を受けにくい。
【０１６０】
これらの理由によって、電磁石６１は温度上昇（温度の変動）が小さくなり、コントロールクラッチ５１を吸引する励磁電流が安定するから、カップリング１は安定した伝達トルクの制御特性が得られる。
【０１６１】
従って、車両の悪路走破性、車体の安定性、旋回操縦性などが大きく向上する。
【０１６２】
又、エンジン３、２０１の駆動力はインナーシャフト４７に入力し、回転ケース４５には入力しない。
【０１６３】
更に、回転ケース４５のフランジ部材６７をトルク伝達経路にし、磁気回路の一部を構成する前側ロータ６３をトルク伝達経路から除外した。
【０１６４】
従って、前側ロータ６３は強度上の要求から解放され、磁気透過性に優れた材料を選択することが可能になり、こうすることによってカップリング１の伝達トルク制御特性が更に向上する。
【０１６５】
更に、トルク伝達経路から除外された前側ロータ６３は、特別に高い静的強度や衝撃強度が要求されないから、例えば、浸炭処理のような表面硬化処理が不要である。
【０１６６】
このように、浸炭処理をしないから、リング１６１の内外周や、エアギャップ１５７を形成する前側ロータ６３の凹部１５５に、磁力ループ１５９の阻害を抑制するために防炭剤を塗布する必要もなくなり、コストの上昇が防止される。
【０１６７】
又、磁気透過性の要求から解放されたフランジ部材６７には、充分な静的強度と衝撃強度とを持った部材を選定することが可能になり、こうすることによってカップリング１のトルク伝達容量が大きくなる。
【０１６８】
更に、フランジ部材６７は、相手側のドライブピニオンシャフト９１との連結形態を、上記のボルト連結の他に、例えば、スプライン連結、セレーション連結、溶接などの中から自由に選択することが可能になる。
【０１６９】
こうして、前側ロータ６３とフランジ部材６７は、過大な要求から解放され、磁気透過性や強度などの要求に従ってそれぞれの材質を選定することができるから、カップリング１は性能がそれだけ向上すると共に、高価な材質の部材を用いないですむから、低コストに実施できる。
【０１７０】
又、エンジンの駆動力が入力するインナーシャフト４７に、強度の高い部材を用いることによって、カップリング１は大きなトルク伝達容量が得られる。
【０１７１】
又、回転ケース４５をベアリング８５を介してデフキャリヤ３７に支承したことにより、カップリング１は、軸方向と径方向の両方で正確に位置決めされるから、更に性能が安定し、耐久性が向上する。
【０１７２】
又、インナーシャフト４７に設けた容量増大空間１７３を、回転ケース４５の密封空間に連通させ、密封空間のオイル容量を増加させたことによって、各クラッチ４９、５１などで生じる摩耗粉の蓄積や、温度上昇によるオイルの劣化が抑制され、長期にわたって優れた潤滑性が得られ、カップリング１の耐久性が更に向上する。
【０１７３】
又、各クラッチ４９、５１の作動に伴う密封空間での内圧上昇も、容量増大空間１７３の吸収機能によって、許容限界が高くなり、カップリング１の伝達トルク制御特性が更に安定する。
【０１７４】
次に、図２と図４と図５とによってカップリング３０１（本発明の第２実施形態）の説明をする。
【０１７５】
このカップリング３０１は請求項１、２、３、５、６の特徴を備えている。左右の方向は図４と図５の各四輪駆動車の左右の方向であり、図２の左方はこれら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。
【０１７６】
カップリング３０１は、上記実施形態のカップリング１と同様に、図４と図５の車両の後輪側プロペラシャフト１９（トルク伝達軸）とリヤデフ２１、２２１との間に配置されており、後輪２７、２９、２２７、２２９側の連結と切り離し及び伝達トルクの制御を行う。
【０１７７】
以下、カップリング１と同機能部材には同一の符号を与えて参照しながら主に相違点を説明する。
【０１７８】
カップリング３０１は、回転ケース４５、インナーシャフト４７、メインクラッチ４９、コントロールクラッチ５１、カムリング５３、ボールカム５５、プレッシャプレート５７、アーマチャ５９、リング状の電磁石６１、コントローラなどから構成されている。
【０１７９】
図２のように、回転ケース４５は、前側のロータ６３とケース６５と後側のフランジ部材３０３（他側の側壁）とから構成されている。
【０１８０】
ケース６５の後端には側壁部３０５が形成されており、フランジ部材３０３はこの側壁部３０５に重ねた状態で、ボルト７７によってケース６５に固定されている。
【０１８１】
又、フランジ部材３０３と側壁部３０５は、互いの間に形成されたインロー部３０６によってセンタリングされている。
【０１８２】
フランジ部材３０３のハブ部３２３にはドライブピニオンシャフト９１がスプライン連結され、トルク伝達経路にされている。
【０１８３】
従って、前側ロータ６３は、非磁性材料のリング１６１を含めてトルク伝達経路から除外されおり、トルクの伝達には関与しない。
【０１８４】
又、フランジ部材３０３とドライブピニオンシャフト９１はこのスプライン連結によって互いにセンタリングされている。
【０１８５】
又、トルク伝達部材であるフランジ部材３０３には、静的強度と衝撃強度とを増すために浸炭処理が施されている。
【０１８６】
図２のように、ドライブピニオンシャフト９１はアンギュラーコンタクトベアリング３０７、３０９によってキャリヤ本体３９に支承されている。各ベアリング３０７、３０９はロックナット９９によってそれぞれの径方向の隙間を適正に調整されてセンタリングされていると共に、軸方向の移動を規制されている。
【０１８７】
このように、回転ケース４５は、ドライブピニオンシャフト９１を介して容量の大きいアンギュラーコンタクトベアリング３０７、３０９に支持されているから、径方向と軸方向の両方で適正に位置決めされる。
【０１８８】
フロントカバー４１の前端側には、圧入孔３１１が設けられており、この圧入孔３１１には電磁石６１のコア８３の外周圧入部１１１が圧入され、回り止め手段によって回り止めされている。
【０１８９】
電磁石６１のリード線１１５は、フロントカバー４１に取り付けられたグロメット３１３を介して外部に引き出されている。
【０１９０】
又、インナーシャフト４７に形成された動力伝達軸１２９にはコンパニオンフランジ１３１がスプライン連結され、ねじ部１３３に螺着されたナット３１５によって固定されており、インナーシャフト４７をプロペラシャフト１９側に連結している。
【０１９１】
カップリング３０１の前端側では、デフキャリヤ３７のフロントカバー４１に設けられた開口３１７（貫通部）とコンパニオンフランジ１３１のハブ部３１９との間に、オイルシール３２１が配置されており、後端側では、フランジ部材３０３のハブ部３２３とキャリヤ本体３９との間に、オイルシール３２５が配置されている。
【０１９２】
これらのオイルシール３２１、３２５によって、デフキャリヤ３７とカップリング３０１との間に大気室１０７が形成されており、オイルシール３２１は大気室１０７を大気から区画し、オイルシール３２５は大気室１０７をキャリヤ本体３９の部分に封入されている潤滑用オイルから遮断している。
【０１９３】
又、コンパニオンフランジ１３１のハブ部３１９にはダストカバー３２７が取り付けられている。ダストカバー３２７の先端は、フロントカバー４１に形成された凹部３２９に貫入しており、コンパニオンフランジ１３１とフロントカバー４１の先端部との間を覆って、走行中に飛来する障害物とオイルシール３２１との衝突を防止し、オイルシール３２１を保護する。
【０１９４】
シールリング７５とＸリング１２７とによって回転ケース４５の内部に形成された密封空間には、ケース６５の側壁部３０５に設けられたオイル供給流路３３１からオイルが注入される。このオイル供給流路３３１はオイルを注入した後密封ボール３３３を圧入してシールされている。
【０１９５】
このオイルによって、ベアリング１２３、１４９、カムリング５３の内周とインナーシャフト４７の外周との摺動面、ボールカム５５、コントロールクラッチ５１、メインクラッチ４９などが潤滑され、冷却される。
【０１９６】
インナーシャフト４７には、同軸孔３３５によって容量増大空間１７３が形成されている。この容量増大空間１７３には、封入オイルや空気が収容される。
【０１９７】
又、同軸孔３３５はケース６５の側壁部３０５側に開口しており、この側壁部３０５との間に回転ケース４５の密封空間と容量増大空間１７３とを連通する連通流路３３７が形成されている。
【０１９８】
容量増大空間１７３のオイルは、カップリング３０１の遠心力により、この連通流路３３７からベアリング１２５の隙間を通って回転ケース４５の密封空間に送られ、密封空間のオイル容量を増加させて、密封空間内部の潤滑効果と冷却効果とを大きく向上させる。
【０１９９】
又、インナーシャフト４７の同軸孔３３５は、上記のように開口しているから、例えば、ドリルによって容易に加工することができる。
【０２００】
電磁石６１を励磁すると、アーマチャ５９によってコントロールクラッチ５１が押圧され、ボールカム５５によってメインクラッチ４９が押圧され、カップリング３０１が連結される。
【０２０１】
カップリング３０１が連結されると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し、励磁電流によってカップリング３０１から後輪２７、２９に伝達されるトルクを調整すると、旋回走行中の車両の操縦性や安定性などが向上する。
【０２０２】
又、電磁石６１の励磁を停止すると、カップリング３０１の連結が解除され、車両は二輪駆動状態になる。
【０２０３】
こうして、カップリング３０１が構成されている。
【０２０４】
カップリング３０１は、電磁石６１をフロントカバー４１の開口３１７付近に配置したから、放熱効果と、外気による冷却作用とによって電磁石６１が冷却される。
【０２０５】
又、デフキャリヤ３７の内部でリヤデフ２１、２２１と反対側に配置された電磁石６１は、リヤデフ２１、２２１からの熱を受けにくい。
【０２０６】
これらの理由によって、電磁石６１は温度の変動が小さくなり、コントロールクラッチ５１を吸引する励磁電流が安定し、カップリング３０１の伝達トルク制御特性を安定させるから、車両の悪路走破性、車体の安定性、旋回操縦性などが大きく向上する。
【０２０７】
又、エンジン３、２０１の駆動力をインナーシャフト４７に入力させることによって、回転ケース４５側のフランジ部材３０３をトルク伝達経路にし、前側ロータ６３をトルク伝達経路から除外した。
【０２０８】
こうして、強度上の要求から解放された前側ロータ６３と、磁気透過性の要求から解放されたフランジ部材６７は、過大な要求から解放され、磁気透過性や強度などの要求に従ってそれぞれの材質を選定することが可能になり、カップリング３０１は性能がそれだけ向上すると共に、高価な材質の部材を用いないですむから、低コストに実施できる。
【０２０９】
又、回転ケース４５は、アンギュラーコンタクトベアリング３０７、３０９に支持されることによって、径方向と軸方向の両方で適正に位置決めされる。
【０２１０】
又、回転ケース４５のスラスト力は、ドライブピニオンシャフト９１用の容量の大きなこれらのベアリング３０７、３０９に負荷される。
【０２１１】
従って、カップリング３０１は、径方向と軸方向の両方で位置が安定し、振動や周辺部材との干渉などが防止され、高い性能が維持されると共に、耐久性が大きく向上する。
【０２１２】
又、他の位置決め手段が不要であるから、それだけ低コストに構成できる。
【０２１３】
又、回転ケース４５の後端部を支承するための専用ベアリングが不要になり、部品点数がそれだけ減って、低コストになる。
【０２１４】
又、この専用ベアリングのためにベアリングハウジングをデフキャリヤ３２１に形成する必要がある従来例に較べて、ベアリングハウジングの加工個所が減少するから、デフキャリヤ３７は形状が簡易になり、低コストになる。
【０２１５】
又、オイルシール３２１、３２５によって大気室１０７を形成し、大気室１０７を大気から区画すると共に、キャリヤ本体３９に封入されているオイルから遮断した。
【０２１６】
そこで、大気室１０７に冷却流体を封入すれば、その冷却効果によって電磁石の温度変動が更に小さくなり、カップリング３０１の伝達トルク制御特性が安定する。
【０２１７】
又、大気室１０７に磁性流体を封入し、電磁石６１と回転ケース４５との間に形成されるエアギャップ１５７をこの磁性流体で充填すれば、磁気回路の磁気抵抗が大幅に低減される。
【０２１８】
従って、電磁石６１を小型にしてもアーマチャ５９が充分に強く吸引されるから、カップリング３０１は大きなトルク伝達容量が得られると共に、バッテリの負担が軽減され、エンジンの燃費が向上する。
【０２１９】
又、コンパニオンフランジ１３１のハブ部３１９に配置されたオイルシール３２１と、フランジ部材３０３のハブ部３２３に配置されたオイルシール３２５はいずれも軸状の部材上に配置されているから小径である。
【０２２０】
従って、摺動速度が小さく、摩耗しにくく、耐久性が高い。
【０２２１】
耐久性が高いから、大気室１０７に冷却流体や磁性流体を封入することによる上記のような効果を長期にわたって享受できる。
【０２２２】
又、オイルシール３２１、３２５が小径であることによって、カップリング３０１はコンパクトで軽量になり、車載性が向上する。
【０２２３】
又、小径のオイルシール３２１、３２５は安価である。
【０２２４】
又、インナーシャフト４７に設けた容量増大空間１７３を、回転ケース４５の密封空間に連通させ、密封空間のオイル容量を増加させたことによって、各クラッチ４９、５１などで生じる摩耗粉の蓄積や、温度上昇によるオイルの劣化が抑制され、長期にわたって優れた潤滑性が得られ、カップリング３０１の耐久性が更に向上する。
【０２２５】
又、各クラッチ４９、５１の作動に伴う密封空間での内圧上昇も、容量増大空間１７３の吸収機能によって、許容限界が高くなり、カップリング３０１の伝達トルク制御特性が更に安定する。
【０２２６】
なお、カップリング３０１も、第１実施形態のカップリング１と同様に、図４の矢印１８５、１８７、１８９、１９１、１９３、１９５の各位置に配置可能であり、図５の矢印２３１、２３３、２３５、２３７、２４３、２４５、２４７、２４９の各位置に配置可能である。
【０２２７】
これに加えて、カップリング３０１は、第１実施形態のカップリング１の特徴を除き、これと同等の効果を得る。
【０２２８】
次に、図３乃至図５によってカップリング３５１（本発明の第３実施形態）の説明をする。
【０２２９】
このカップリング３５１は請求項１、２、３、５、６の特徴を備えている。左右の方向は図４と図５の各四輪駆動車の左右の方向であり、図３の左方はこれら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。
【０２３０】
以下、第２実施形態のカップリング３０１との相違点を説明する。
【０２３１】
図３のように、カップリング３５１の回転ケース４５は、前側ロータ６３とケース６５と後側のフランジ部材３５３（他側の側壁）とから構成されている。
【０２３２】
フランジ部材３５３は、ケース６５の側壁部３０５に重ねた状態で、ボルト７７によってケース６５に固定されている。
【０２３３】
又、フランジ部材３５３のハブ部３５５と側壁部３０５は、互いの間に形成されたインロー部３５７によってセンタリングされている。
【０２３４】
フランジ部材３５３は、ドライブピニオンシャフト９１をハブ部３５５にスプライン連結してトルク伝達経路にされており、前側ロータ６３を、非磁性材料のリング１６１を含めてトルク伝達経路から除外している。
【０２３５】
フランジ部材３５３とドライブピニオンシャフト９１はこのスプライン連結によって互いにセンタリングされている。
【０２３６】
又、トルク伝達部材であるフランジ部材３５３には、静的強度と衝撃強度とを増すために浸炭処理が施されている。
【０２３７】
又、ドライブピニオンシャフト９１をキャリヤ本体３９に支承するアンギュラーコンタクトベアリング３０７、３０９は、ロックナット９９によってそれぞれの径方向の隙間を適正に調整されてセンタリングされていると共に、軸方向の移動を規制されている。
【０２３８】
このように、回転ケース４５は、ドライブピニオンシャフト９１を介して容量の大きいアンギュラーコンタクトベアリング３０７、３０９に支持されているから、径方向と軸方向の両方で適正に位置決めされる。
【０２３９】
又、ロックナット９９はケース６５の側壁部３０５とフランジ部材３５３との間に配置されており、大気室１０７の内部に収容されている。
【０２４０】
従って、ロックナット９９はフランジ部材３５３のハブ部３５５を介して各ベアリング３０７、３０９にスラスト力を与えて、これらのセンタリングなどを行う。
【０２４１】
カップリング３５１の他の構成は、カップリング３０１と同等である。
【０２４２】
こうして、カップリング３５１が構成されている。
【０２４３】
このカップリング３５１では、上記のように、回転ケース４５が、ロックナット９９によりフランジ部材３５３を介してドライブピニオンシャフト９１に固定されている。
【０２４４】
このように、アンギュラーコンタクトベアリング３０７、３０９による回転ケース４５の径方向と軸方向の位置決めが更に強固になると共に、回転ケース４５のスラスト力は大きなベアリング３０７、３０９に効果的に負荷される。
【０２４５】
従って、カップリング３５１は、径方向と軸方向の両方で位置が更に安定し、振動や周辺部材との干渉等が防止され、高い性能が維持されると共に、耐久性が大きく向上する。
【０２４６】
これに加えて、カップリング３５１は、第１と２実施形態のカップリング１、３０１のそれぞれの特徴を除き、これらと同等の効果を得る。
【０２４７】
なお、請求項１の発明は、各実施形態（請求項２の発明）のようにカムによってクラッチの連結操作力を増幅するカップリングではなく、電磁石によって操作されるクラッチで一対のトルク伝達部材の連結を断続するカップリングであり、エンジンの駆動力が軸状トルク伝達部材に入力するように構成したこと及び電磁石を変速機構の反対側に配置したことによって、各実施形態と同様の効果を得る。
【０２４８】
又、本発明において、変速機構はデファレンシャル装置に限らず、図４と図５に指示されているように、トランスファでもよい。
【０２４９】
又、変速機構はデファレンシャル装置やトランスファ以外の変速機構（動力伝達装置）でもよい。
【０２５０】
又、本発明のカップリングは、図４、図５におけるプロペラシャフト１９、２１９（トルク伝達軸）上にこれらを分断するように配置し、静止側ケーシングを、ゴム、バネ、粘性ダンパなどを介して車体フレーム側に取り付け、固定してもよい。
【０２５１】
又、ケース状トルク伝達部材の側壁部（第２、３実施形態でのケース６５の側壁部３０５）は、ケース状トルク伝達部材と一体に形成せずに、例えば、ケース状トルク伝達部材を閉塞する蓋部材のように、ケース状トルク伝達部材と別体にしてもよい。
【０２５２】
又、静止側ケーシング（特にカバー）については、プレス成型した板金製のものを用いて軽量化し、更に、波状部のような凹凸部を形成することによって放熱性を向上させることもできる。
【０２５３】
又、本実施形態における空気室１０７を、カバー４１又はキャリヤ本体３９にブリーザパイプを配置し、外気との圧力調整を行うことも可能である。
【０２５４】
【発明の効果】
請求項１のカップリングは、電磁石がカバーの端部付近に配置されているから、放熱効果と、外気による冷却作用とによって効果的に冷却されると共に、変速機構の反対側に配置された電磁石は、変速機構からの熱を受けにくい。
【０２５５】
従って、電磁石は温度の変動が小さくなり、励磁電流が安定するから、カップリングは安定した伝達トルクの制御特性が得られる。
【０２５６】
又、例えばエンジンの駆動力など、トルク伝達軸を軸状トルク伝達部材に連結させることにより、磁気回路の一部になるケース状トルク伝達部材の一側側壁と、トルク伝達経路になるケース状トルク伝達部材の他側部材は、過大な要求から解放され、磁気透過性や強度などの要求に従ってそれぞれの材質を選定することが可能になり、性能がそれだけ向上すると共に、高価な材料を用いなくてすむから、低コストになる。
【０２５７】
請求項２のカップリングは、電磁石をカバーの端部付近に配置すると共に、エンジンの駆動力を軸状トルク伝達部材に入力させることによって、請求項１のカップリングと同等の効果を得る。
【０２５８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかと同等の効果を得ると共に、ケース状トルク伝達部材を変速機構の連結軸用のベアリングによって静止側ケーシングに支承したから、ケース状トルク伝達部材の専用ベアリングが不要になり、部品点数が減って、低コストになる。
【０２５９】
又、専用ベアリングのためのベアリングハウジングを加工しなくてすむから、静止側ケーシングは、加工個所がそれだけ減少して形状が簡易になり、低コストになる。
【０２６０】
更に、連結軸用の容量の大きなベアリングで、カップリングのスラスト力を受けることができるから、カップリングは軸方向位置と性能が更に安定し、耐久性が向上する。
【０２６１】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかと同等の効果を得ると共に、ケース状トルク伝達部材をベアリングによって静止側ケーシングに支承したことにより、軸方向と径方向の両方で正確に位置決めされるから、カップリングは性能が更に安定し、耐久性が向上する。
【０２６２】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかと同等の効果を得ると共に、シールによってカップリングの周囲に形成した空間に冷却流体を封入すれば、その冷却効果によって電磁石の温度変動が更に小さくなり、空間に磁性流体を封入すれば、磁気回路の磁気抵抗が大幅に低減される。
【０２６３】
又、各シールは小径で摺動速度が遅く、耐久性が大きいから、空間に冷却流体や磁性流体を封入することによる効果を長期にわたって享受できる。
【０２６４】
又、各シールが小径であるから、カップリングもそれだけコンパクトで軽量にになり、車載性が向上する。
【０２６５】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかと同等の効果を得ると共に、容量増大空間を密封空間に連通させ、密封空間のオイル容量を増加させたことにより、オイルの劣化が抑制され、長期にわたって優れた潤滑性が得られ、カップリングの耐久性が向上する。
【０２６６】
又、容量増大空間の吸収機能により、クラッチの作動に伴うカップリングの内圧上昇の許容限界が高くなり、カップリングの伝達トルク制御特性が更に安定する。
【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】第３実施形態のカップリングを示す断面図である。
【図４】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５】各実施形態のカップリングを用いた他の四輪駆動車の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１、３０１、３５１ カップリング
１９ プロペラシャフト（トルク伝達軸）
２１、２２１ リヤデフ（変速機構）
３７ デフキャリヤ（静止側ケーシング）
３９ キャリヤ本体（静止側ケーシングの本体）
４１ フロントカバー（静止側ケーシングのカバー）
４５ 回転ケース（ケース状トルク伝達部材）
４７ インナーシャフト（軸状トルク伝達部材）
４９ 多板式のメインクラッチ
５１ 多板式のコントロールクラッチ
５５ ボールカム（カム）
５９ アーマチャ
６１ 電磁石
６３ 前側ロータ（ケース状トルク伝達部材の一側の側壁部分：磁気回路の一部を構成し、トルク伝達経路から除外された部分）
６７、３０３、３５３ フランジ部材（ケース状トルク伝達部材の他側の側壁部分：トルクを伝達し、磁気回路から除外された部分）
８１ 電磁石のコアを介して回転ケースをデフキャリヤのフロントカバーに支承するベアリング
８３ 電磁石のコア
８５ デフキャリヤとの間で回転ケースを支承するベアリング
９１ ドライブピニオンシャフト（変速機構側の連結軸）
１０９、３１７ 開口（フロントカバーの貫通部）
１７３ インナーシャフトに設けられた容量増大空間
１７９ 螺旋状の油路（連通流路）
３０５ 側壁部（ケース状トルク伝達部材を閉止する側壁）
３０７、３０９ アンギュラーコンタクトベアリング（変速機構の連結軸を介してケース状トルク伝達部材を静止側ケーシングに支承するベアリング）
３２１、３２５ 小径のオイルシール（シール）
３３７ 連通流路

Claims (6)

1. ケーシング本体と、これに固定されたカバーとを有し、変速機構を潤滑オイルと共にケーシング本体側に収容する静止側ケーシングに収容されたカップリングであって、前記カバーの前記ケーシング本体と固定されていない開口側に位置する一側の側壁と該一側の側壁より前記変速機構側に位置する中空状のケースとを備えたケース状トルク伝達部材と、
   このケース状トルク伝達部材の前記一側の側壁に貫入した軸状トルク伝達部材と、これら両トルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、
   前記一側の側壁を挟んで前記クラッチと異なる側の前記カバーの開口側に配置され磁力によってアーマチャを移動させクラッチを押圧して連結させる電磁石とを備え、前記ケース状トルク伝達部材は前記静止側ケーシングの前記カバー側に収容されていると共に、軸状トルク伝達部材が、一側で前記一側の側壁と前記カバーとを貫通し、前記カバーの外部でトルク伝達軸に連結されており、電磁石のコアが、この貫通部付近でカバーに支持されており、ケース状トルク伝達部材が、一側で前記一側の側壁に設けられた凹部に前記電磁石のコアを貫入させ、他側で変速機構側の連結軸に連結されていることを特徴とするカップリング。
2. ケーシング本体と、これに固定されたカバーとを有し、変速機構を潤滑オイルと共にケーシング本体側に収容する静止側ケーシングに収容されたカップリングであって、前記カバーの前記ケーシング本体と固定されていない開口側に位置する一側の側壁と該一側の側壁より前記変速機構側に位置する中空状のケースとを備えたケース状トルク伝達部材と、このケース状トルク伝達部材の前記一側の側壁に貫入した軸状トルク伝達部材と、これら両トルク伝達部材の間に配置されたメインクラッチと、前記一側の側壁を挟んで前記クラッチと異なる側の前記カバーの開口側に配置され磁力によってアーマチャを移動させる電磁石と、このアーマチャに押圧されて連結する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両トルク伝達部材間の伝達トルクを受けて作動しメインクラッチを連結させるカムとを備え、前記ケース状トルク伝達部材は前記静止側ケーシングのカバー側に収容されていると共に、軸状トルク伝達部材が、一側で前記一側の側壁と前記カバーとを貫通し、前記カバーの外部でトルク伝達軸に連結されており、電磁石のコアが、この貫通部付近でカバーに支持されており、ケース状トルク伝達部材が、一側で前記一側の側壁に設けられた凹部に前記電磁石のコアを貫入させ、他側で変速機構側の連結軸に連結されていることを特徴とするカップリング。
3. 請求項１又は請求項２記載の発明であって、変速機構側の連結軸が、ベアリングを介して静止側ケーシングに支承されており、ケース状トルク伝達部材の他側が、これらの連結軸とベアリングとを介して静止側ケーシングに支承されていることを特徴とするカップリング。
4. 請求項１又は請求項２記載の発明であって、ケース状トルク伝達部材の他側が、ベアリングを介して静止側ケーシングに支承されていることを特徴とするカップリング。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発明であって、軸状トルク伝達部材とカバーとの間、及び、変速機構側の連結軸とケーシング本体との間にそれぞれ配置されたシールによって、変速機構側及び大気側の両方から区画された空間が、周囲に形成されていることを特徴とするカップリング。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発明であって、ケース状トルク伝達部材の他側を閉止する側壁と、ケース状トルク伝達部材と軸状トルク伝達部材の間の一側に配置されたシールとによって形成された密封空間にオイルが封入されており、軸状トルク伝達部材に、他側で前記側壁に向かって開口する容量増大空間が設けられ、連通流路によって容量増大空間を密封空間に連通させたことを特徴とするカップリング。

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