JP4717206B2 - 電磁式カップリングの支持構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、４輪駆動車のプロペラシャフト上に配置された電磁式カップリングの支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−２１３１６４号公報に図４のようなカップリング５０１（駆動力伝達装置）が記載されている。
【０００３】
このカップリング５０１は、４輪駆動車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、及び、後輪側に伝達される駆動力の制御を行う。
【０００４】
カップリング５０１は、回転ケース５０３、インナーシャフト５０５、多板式のメインクラッチ５０７、プレッシャプレート５０９、アーマチャ５１１、中間のカム部材５１３、第１のカム５１５、第２のカム５１７、ばね５１９、電磁石５２１、コントローラなどから構成されている。
【０００５】
回転ケース５０３とインナーシャフト５０５は相対回転自在に配置されており、インナーシャフト５０５は回転ケース５０３の内側に配置されている。
【０００６】
回転ケース５０３はトランスファ側のプロペラシャフト５２３に連結されている。また、インナーシャフト５０５はリヤデフ側のプロペラシャフト５２５にスプライン連結されており、プロペラシャフト５２５を介してリヤデフ（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）側に連結されている。
【０００７】
プレッシャプレート５０９とアーマチャ５１１は、回転ケース５０３の内周にそれぞれスプライン連結されている。
【０００８】
また、中間カム部材５１３はこれらのプレッシャプレート５０９とアーマチャ５１１の間に、相対回転可能に配置されている。
【０００９】
第１のカム５１５は、アーマチャ５１１と中間カム部材５１３の間に設けられており、中間カム部材５１３の外周に設けられたカム溝５２７と、カム溝５２７に係合するローラ５２９とで構成されている。
【００１０】
カム溝５２７は周方向等間隔に設けられており、軸方向に対して傾斜している。また、ローラ５２９はアーマチャ５１１に回転自在に支持されている。
【００１１】
第２のカム５１７はボールカムであり、プレッシャプレート５０９と中間カム部材５１３との間に設けられている。
【００１２】
ばね５１９は、アーマチャ５１１と中間カム部材５１３の間に配置されており、中間カム部材５１３を第２のカム５１７側に押圧してガタを吸収し、カム５１７のレスポンスを向上させている。
【００１３】
また、ばね５１９は、電磁石５２１の励磁が停止されたとき、アーマチャ５１１を回転方向の中立位置に戻し、中間カム部材５１３を軸方向の中立位置に戻すことにより、無用のトルクが発生することを防止している。
【００１４】
回転ケース５０３には磁路部材のロータ５３１が連結されており、電磁石５２１のコア５３３は、このロータ５３１に設けられた凹部５３５に、適度なエアギャップを介して配置されている。
【００１５】
また、コア５３３の外周とロータ５３１の間にはシール５３７が配置されており、コア５３３の内周とインナーシャフト５０５の間にはシール５３９が配置されている。これらのシール５３７，５３９は回転ケース５０３からのオイル漏れを防止し、外部からの水や塵の侵入を防止している。
【００１６】
ロータ５３１には、アーマチャ５１１と接触する接触面５４１が設けられており、アーマチャ５１１とこの接触面５４１との間にエアギャップ５４３が形成されている。
【００１７】
コントローラは、電磁石５２１の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【００１８】
電磁石５２１が励磁されると、エアギャップ５４３を含む磁路に磁力ループ５４５が形成され、アーマチャ５１１が吸引される。
【００１９】
アーマチャ５１１が吸引されるとローラ５２９が移動し、中間カム部材５１３のカム溝５２７を押圧して第１のカム５１５が作動し、そのカム力によって中間カム部材５１３が回転する。
【００２０】
中間カム部材５１３が回転すると、第２のカム５１７が作動し、そのカムスラスト力によりプレッシャプレート５０９を介してメインクラッチ５０７を押圧し、締結させる。
【００２１】
このように、電磁石５２１がアーマチャ５１１を吸引すると、そのパイロット機能により、第１カム５１５が作動して第２カム５１７を作動させ、カップリング５０１が連結される。
【００２２】
カップリング５０１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４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。
【００２３】
また、電磁石５２１の励磁電流を制御すると、第１カム５１５のカム力が変化して第２カム５１７の押圧力が変わり、メインクラッチ５０７の滑りによって後輪に伝達される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。
【００２４】
電磁石５２１の励磁を停止すると、ばね５１９の付勢力によってアーマチャ５１１（ローラ５２９）が元の位置に戻り、第１カム５１５のカム力が消失し、次に、第２カム５１７のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ５０７が開放されてカップリング５０１の連結が解除され、車両は２輪駆動状態になる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
カップリング５０１は、プロペラシャフト５２３，５２５の間に配置されており、外部に露出している。
【００２６】
カップリング５０１がプロペラシャフト５２３，５２５の間に配置されていると、走行中に生じる車輪の上下動や、あるいは、オフロード走行中に後輪が段差部や岩場などの凸部に当たることによってプロペラシャフト５２３，５２５からカップリング５０１にスラスト力が入力し、このスラスト力によってメインクラッチ５０７のアウタープレートとインナープレートの間隔や、ロータ５３１とアーマチャ５１１間のエアギャップ５４３などが変動し、性能と耐久性などに悪影響を与えることがある。
【００２７】
また、カップリング５０１が外部に露出しているから、走行中に飛来する石などの異物、あるいは、段差部や凸部がカップリング５０１と衝突する恐れがある。
【００２８】
従って、回転ケース５０３は、このような衝突に耐えるだけの強度が必要であり、それだけ肉厚で大径になり、重くなる。
【００２９】
また、充分な強度が必要であるから、回転ケース５０３をアルミニウム合金などで作り、軽量化することは困難である。
【００３０】
そこで、この発明は、プロペラシャフト上に配置された電磁式カップリングを、障害物との衝突、異物の侵入、プロペラシャフトのスラスト力などから保護することのできる電磁式カップリングの支持構造の提供を目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された電磁式カップリングの支持構造は、原動機に連結された原動機側のプロペラシャフトと車輪に連結された車輪側のプロペラシャフトとの間に配置され、前記原動機側のプロペラシャフトに連結され、動力伝達軸を備えた一側の回転部材と、前記車輪側のプロペラシャフトに連結された軸状の他側の回転部材と、前記一側の回転部材と前記他側の回転部材との間に設けられて両回転部材同士を断続する多板式のクラッチと、このクラッチを断続駆動する電磁石とを備えた電磁式カップリングの支持構造であって、前記原動機側のプロペラシャフトと前記一側の回転部材とを前記動力伝達軸の外周部で一側の衝撃吸収部材を介して車体に支承する第１のベアリングと、前記車輪側のプロペラシャフトと前記軸状の他側の回転部材とを前記軸状の他側の回転部材の外周部で他側の衝撃吸収部材を介して前記車体に支承する第２のベアリングと、前記一側の回転部材を前記軸状の他側の回転部材に支承する第３、第４のベアリングと、前記一側の回転部材に前記電磁石を支承する第５のベアリングとを備え、前記第２ベアリングが軸方向で前記軸状の他側の回転部材と前記車輪側のプロペラシャフトとの連結位置よりも第１ベアリング側に配置され、前記電磁式カップリングが前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間に配置され、前記第１、第２、第３、第４及び第５のベアリングは、それぞれが軸方向に重なり合わないように配置されていることを特徴とする。
【００３２】
プロペラシャフトが原動機側と車輪側とに分割されている場合、いずれのプロペラシャフトもベアリング側（原動機及び車輪から遠い方向）が高くなる勾配で配置されるから、各ベアリングの間で最低地上高（ロードクリアランス）が最も高くなる。
【００３３】
本発明では、電磁式カップリングをロードクリアランスの最も大きいこれらのベアリング（センターサポートベアリング）間スペースに配置したことによって、オフロード走行中に段差部や凸部と衝突する恐れが軽減され、正常な機能が保持される。
【００３４】
また、各プロペラシャフトを支承するベアリング間スペースは、車体の中央部に近接しており、車体とプロペラシャフトの振れによる影響が最も小さい個所である。
【００３５】
また、車輪側のプロペラシャフトは車輪の上下動に伴って揺動するが、この揺動はプロペラシャフト側の継ぎ手によって吸収され、電磁式カップリングからは遮断される。
【００３６】
このように、電磁式カップリングは、障害物との衝突が軽減されると共に、車体とプロペラシャフトの振れ、プロペラシャフトの揺動などから解放されるので、クラッチのアウタープレートとインナープレートの間隔や、電磁石のコアとその磁路の一部を構成するロータとのエアギャップなどの変動が小さくなって性能が安定し、耐久性が向上する。
【００３７】
また、電磁式カップリングの振れが小さく、車体との距離が近いから、電磁石のリード線の引き出しが楽であり、断線が生じにくい。
【００３９】
また、電磁式カップリングの両回転部材が、それぞれベアリング及び振動吸収部材（可撓性支持部材）を介して車体に直接支承されており、ベアリングが振動吸収部材を介して車体に支持されているから、走行中に生じる車輪の上下移動や、あるいは、オフロードなどで車輪が段差部や凸部などに当たっても、そのスラスト力や衝撃はこの振動吸収部材によって吸収される。
【００４０】
また、上記のように、車輪側プロペラシャフトの揺動は継ぎ手によって吸収され、電磁式カップリングから遮断される。
【００４１】
こうして、電磁式カップリングは、プロペラシャフトのスラスト力、衝撃、プロペラシャフトの揺動などから解放されるので、クラッチのプレート間隔、電磁石のコアとロータとのエアギャップなどの変動が防止されて性能が安定し、耐久性が向上する。
【００４２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記電磁式カップリングを覆うカバー部材を設けると共に、該カバー部材が前記第１と第２のベアリングを備えたセンターサポートに固定してあることを特徴としており、カバー部材によって、電磁式カップリングを埃、泥水等から保護することができ、電磁石のコアとロータとの間のギャップ部分に異物が混入するのを防止し、電磁式カップリングの耐久性及び信頼性を向上する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１〜３によって、電磁式カップリング１とその支持構造（本発明の一実施形態）の説明をする。
【００４４】
図１は電磁式カップリング１を示し、図２と図３は電磁式カップリング１を用いた４輪駆動車の動力系を示す。なお、図３の左右の方向はこの車両の左右の方向であり、図１と図２の左方はこの４輪駆動車の前方に相当する。
【００４５】
図２，３の動力系は、横置きのエンジン３０１（原動機）、トランスミッション３０３、トランスファ３０５、トランスファ３０５の内部に設けられた２−４切り換え機構３０７、フロントデフ３０９（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）、前車軸３１１，３１３、左右の前輪３１５，３１７、前側のプロペラシャフト３１９（原動機側のプロペラシャフト）、電磁式カップリング１、後側のプロペラシャフト３２１（車輪側のプロペラシャフト）、リヤデフ３２３、後車軸３２５，３２７、左右の後輪３２９，３３１などから構成されている。
【００４６】
エンジン３０１の駆動力は、トランスミッション３０３の出力ギア３３３からリングギア３３５を介してフロントデフ３０９のデフケ−ス３３７に伝達され、フロントデフ３０９から前車軸３１１，３１３を介して左右の前輪３１５，３１７に配分される。
【００４７】
また、２−４切り換え機構３０７が連結されると、デフケ−ス３３７の回転はトランスファ３０５から継ぎ手３３９を介して前側のプロペラシャフト３１９を回転させ、継ぎ手３４１を介して電磁式カップリング１に伝達される。
【００４８】
電磁式カップリング１が連結されると、エンジン３０１の駆動力は継ぎ手３４３と後側のプロペラシャフト３２１と継ぎ手３４５とを介してリヤデフ３２３に伝達され、リヤデフ３２３から後車軸３２５，３２７を介して左右の後輪３２９，３３１に配分され、車両は４輪駆動状態になる。
【００４９】
また、電磁式カップリング１の連結が解除されると、後側のプロペラシャフト３２１以下が切り離されて車両は２輪駆動状態になる。
【００５０】
このように、電磁式カップリング１は、４輪駆動車の後輪側プロペラシャフト３１９，３２１の間に配置されており、後輪３２９，３３１側の連結と切り離し、及び、後輪３２９，３３１側に伝達される駆動力の制御を行う。
【００５１】
電磁式カップリング１は、回転ケース３（一側の回転部材）、インナーシャフト５（他側の回転部材）、多板式のメインクラッチ７、ボールカム９、パイロットクラッチ１１、電磁石１３、コントローラなどから構成されている。
【００５２】
回転ケース３は、軸用スチール材で作られている前側の動力伝達軸１７、アルミニウム合金（非磁性体）で作られている円筒部１９、鉄系合金（磁性体）で作られている後側のロータ２１などから構成されている。
【００５３】
動力伝達軸１７にはフランジ部２３が形成されており、このフランジ部２３は、ボルト２５によって円筒部１９の一側開口に固定されている。
【００５４】
ロータ２１は、円筒部１９の他側開口に螺着されており、ナット２７のダブルナット機能によって固定されている。
【００５５】
動力伝達軸１７は継ぎ手３４１のジョイントフォーク２９にスプライン連結され、ナット３１で固定されている。上記のように、エンジン３０１の駆動力はプロペラシャフト３１９と継ぎ手３４１などを介して動力伝達軸１７を回転させる。
【００５６】
また、図１，２のように、動力伝達軸１７は、車両前方側（図１左方）のセンターサポート３０によって車体側に支承されている。該センターサポート３０は、車体のフロアーパネル３４７に固定された支持金具３３と可撓性支持部材３５（振動吸収材）と環状支持部材３６とセンターサポートベアリング３７（一側の回転部材を支承する第１のベアリング）によって構成されている。
【００５７】
この車両前方側のセンターサポートベアリング３７は環状支持部材部材３６の内径側に位置し、環状支持部材３６に当接させて径方向の位置決めをすると共に、環状支持部材３６に取り付けられたスナップリング３９，３９によって軸方向に位置決めされている。さらに、センターサポートベアリング３７は、動力伝達軸１７とジョイントフォーク２９との間に挟持されることで動力伝達軸１７に固定されている。
【００５８】
また、可撓性支持部材３５は環状支持部材３６の外径側で環状支持部材３６と支持金具３３との間に位置し、図１に示すように軸方向に湾曲した形状で環状支持部材３６を取り囲むように配置されている。
【００５９】
前記支持金具３３は、可撓性支持部材３５を径方向で取り囲む形状に形成され、その両端にフロアーパネル３４７への当接面を備えると共に、該当接面に取付ボルト用孔３４を備えており、この取付ボルト用孔３４に車両下方から挿通した図外のボルトによって、可撓性支持部材３５を車両下方から支える状態で車体のフロアーパネル３４７に固定している。
【００６０】
インナーシャフト５は、後方から回転ケース３に貫入しており、前端部をボールベアリング４１（第３のベアリング）によって動力伝達軸１７に支承され、後部側をニードルベアリング４３（第４のベアリング）によってロータ２１に支承されている。また、インナーシャフト５はスナップリング４５とボールベアリング４１とスナップリング４７により回転ケース３に対して軸方向に位置決めされている。
【００６１】
インナーシャフト５にはコンパニオンフランジ４９がスプライン連結され、ナット３１で固定されている。このコンパニオンフランジ４９には継ぎ手３４３のジョイントフォーク５１が固定されており、コンパニオンフランジ４９はスペーサ５２によって軸方向位置が決められている。
【００６２】
一方、インナーシャフト５は、車両後方側（図１右方）のセンターサポート３０によって車体側に支承されている。該センターサポート３０は、車体のフロアーパネル３４７に固定された支持金具３３と可撓性支持部材３５（振動吸収材）と環状支持部材３６とセンターサポートベアリング３７（他側の回転部材を支承する第２のベアリング）によって構成されている。
【００６３】
この車両後方側のセンターサポートベアリング３７は前述のように環状支持部材部材３６の内径側で環状支持部材３６に当接させて径方向に位置決めされ、環状支持部材３６に取り付けられたスナップリング３９，３９によって軸方向に位置決めされると共に、インナーシャフト５とコンパニオンフランジとの間にスペーサ５２と共に挟持されることでインナーシャフト５に固定されている。
【００６４】
また、動力伝達軸１７側（車両前方側）のセンターサポートベアリング３７の前後にはリップシール１２１，１２３が配置されている。リップシール１２１はジョイントフォーク２９（継ぎ手３４１）のボス部１２０と環状支持部材３６との間に配置され、リップシール１２３は動力伝達軸１７と環状支持部材３６との間に配置されている。
【００６５】
また、インナーシャフト５側（車両後方側）のセンターサポートベアリング３７の前後にもリップシール１２１，１２３が配置されている。リップシール１２１はスペーサ５２と環状支持部材３６との間に配置され、リップシール１２３はコンパニオンフランジ４９のボス部１２２と環状支持部材３６との間に配置されている。
【００６６】
各リップシール１２１，１２３の間にはそれぞれグリースが封入され、センターサポートベアリング３７，３７を潤滑・冷却している。
【００６７】
また、ジョイントフォーク２９とコンパニオンフランジ４９の各ボス部１２０，１２２には、リップシール１２１を飛石などから保護するダストカバー１２５，１２７がそれぞれ取り付けられている。
【００６８】
また、電磁式カップリング１を異物の侵入から保護するカバー部材７０が設けられている。カバー部材７０は、回転ケース３及び、電磁石１３を覆い、その前後を前記環状支持部材３６に固定されている。
【００６９】
回転ケース３の円筒部１９と動力伝達軸１７との間及び円筒部１９とロータ２１との間にはＯリング５３，５５がそれぞれ配置されている。また、ロータ２１とインナーシャフト５との間には断面がＸ字状のシールであるＸリング５７が配置されている。これらのＯリング５３，５５とＸリング５７によって電磁式カップリング１（回転ケース３）は密封されている。
【００７０】
密封された回転ケース３には、動力伝達軸１７のフランジ部２３に設けられたオイル孔５９からオイルが注入されており、オイルを注入した後このオイル孔５９はチェックボール６１を圧入してシールされている。また、フランジ部２３には、オイル孔５９と対応した位置に、オイル流路になる切り欠き溝６２が設けられている。
【００７１】
メインクラッチ７は、回転ケース３とインナーシャフト５との間に配置されており、そのアウタープレート６３は回転ケース３の内周に形成されたスプライン部６５に連結され、インナープレート６７はインナープレート５の外周に形成されたスプライン部６９に連結されている。また、メインクラッチ７の左側には受圧リング７１が配置され、外周をスプライン部６５に連結されている。
【００７２】
ボールカム９は、プレッシャープレート７３とカムリング７５との間に配置されている。
【００７３】
プレッシャープレート７３は、内周をインナーシャフト５のスプライン部６９に連結されており、ボールカム９のスラスト力によってメインクラッチ７を回転ケース３（受圧リング７１）との間で押圧し、締結させる。
【００７４】
カムリング７５は、インナーシャフト５の外周に配置されており、カムリング７５とロータ２１との間には、ボールカム９のカム反力を受けるスラストベアリング７７とワッシャ７９が配置されている。
【００７５】
パイロットクラッチ１１は、回転ケース３とカムリング７５との間に配置されており、そのアウタープレート８１は回転ケース３のスプライン部６５に連結され、インナープレート８３はカムリング７５の外周に形成されたスプライン部８５に連結されている。
【００７６】
パイロットクラッチ１１とプレッシャープレート７３との間には、アーマチャ８７が配置され、外周を回転ケース３のスプライン部６５に連結されている。
【００７７】
電磁石１３のコア８９は、シール型のボールベアリング９１（第５のベアリング）によってロータ２１上に支承されており、ロータ２１に形成された凹部９３に適度なエアギャプを介して貫入している。また、コア８９はスナップリング９５とボールベアリング９１及びスナップリング９７を介してロータ２１に対し軸方向に位置決めされ、回転方向はカバー部材７０を介して環状支持部材３６と係合することによって車体に対して回り止めされている。
【００７８】
電磁石１３のリード線９９は図外の車載のバッテリに接続されている。
【００７９】
また、ロータ２１とパイロットクラッチ１１とアーマチャ８７によって電磁石１３の磁路が構成されている。
【００８０】
ロータ２１は非磁性体であるステンレススチールのリング１００によって径方向の外側と内側に分断されており、パイロットクラッチ１１の各プレート８１，８３には、リング１００と対応する径方向位置に、切り欠き１０１とこれらを連結するブリッジ部が設けられている。これらのリング１００と切り欠き１０１とによって、磁路上での磁力の短絡が防止されている。
【００８１】
コントローラは、電磁石１３の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【００８２】
電磁石１３が励磁されると、磁路に磁気ループ１０３が発生してアーマチャ８７が吸引され、パイロットクラッチ１１を押圧して締結させ、パイロットトルクを発生させる。
【００８３】
パイロットトルクが発生すると、回転ケース３からパイロットクラッチ１１とカムリング７５とを介してボールカム９にエンジン３０１の駆動力が掛かり、発生したカムスラスト力によりプレッシャープレート７３を介してメインクラッチ７が押圧されて締結し、電磁式カップリング１が連結される。
【００８４】
電磁式カップリング１が連結されると、上記のように、エンジン３０１の駆動力はインナーシャフト５からプロペラシャフト３２１などを介してリヤデフ３２３に伝達され、左右の後輪３２９，３３１に配分されて車両は４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】
このとき、コントローラの励磁電流調整によって電磁石１３の磁力を制御すると、パイロットクラッチ１１に滑りが生じてパイロットトルクが変化し、ボールカム９のスラスト力が変化して、メインクラッチ７（電磁式カップリング１）の連結力を調整することができる。
【００８６】
このような電磁式カップリング１の連結力調整によって、前後輪間の駆動力配分比を任意に制御することができ、例えば、旋回走行中にこのような制御を行うと、車両の操縦性や安定性などが向上する。
【００８７】
また、電磁石１３の励磁を停止すると、パイロットクラッチ１１が開放されてボールカム９のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ７が開放されて電磁式カップリング１の連結が解除される。
【００８８】
電磁式カップリング１の連結が解除されると、リヤデフ３２３側が切り離されて、車両は前輪駆動の２輪駆動状態になる。
【００８９】
なお、このとき２−４切り換え機構３０７の連結が電磁式カップリング１と連動して解除され、２−４切り換え機構３０７から継ぎ手３４１までの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３０１の燃費が向上する。
【００９０】
また、後車軸３２５，３２７と後輪３２９，３３１との間にそれぞれハブクラッチを配置し、これらの連結を電磁式カップリング１と連動して解除すれば、電磁式カップリング１から後輪３２９，３３１までの動力伝達系が、エンジン３０１の回転と後輪３２９，３３１による連れ回りの両方から遮断されて回転が停止し、騒音、振動、摩耗などが大きく軽減され、エンジン３０１の燃費がさらに向上する。
【００９１】
また、回転ケース３はアルミニウム合金で作られており、電磁石１３の磁力が回転ケース３側に漏洩することが防止されるから、アーマチャ８７に磁力が効率良く導かれて、パイロットクラッチ１１は所定のパイロットトルクが得られ、電磁式カップリング１は所定の連結トルクが得られる。
【００９２】
また、上記のように、密封された回転ケース３に封入されたオイルは、インナーシャフト５と動力伝達軸１７とを通して形成されたオイル溜り１０５に保持されており、インナーシャフト５が回転すると、遠心力によってオイル溜り１０５のオイルはインナーシャフト５の前端と回転ケース３との間に設けられたオイル流路１０７を通り、ベアリング４１、メインクラッチ７、ボールカム９、ベアリング７７，４３、パイロットクラッチ１１などを潤滑・冷却する。
【００９３】
また、メインクラッチ７のインナープレート６７には、オイル孔１０９が設けられ、ボールカム９、ベアリング７７，４３、パイロットクラッチ１１側へのオイルの移動を促進し、これらの潤滑・冷却効果を向上させている。
【００９４】
また、図２のように、電磁式カップリング１の前後に配置されているプロペラシャフト３１９，３２１は、いずれも電磁式カップリング１側が高くなるように傾斜しており、電磁式カップリング１は最低地上高（ロードクリアランス）が最も高い位置に配置されている。
【００９５】
こうして、電磁式カップリング１及びその支持構造が構成されている。
【００９６】
電磁式カップリング１は、上記のように、ロードクリアランスが最も大きいセンターサポートベアリング３７，３７の間に配置されているから、オフロード走行中に段差部や凸部と衝突する恐れが軽減される。
【００９７】
また、プロペラシャフト３２１は後輪３２９，３３１の上下動に伴って揺動するが、この揺動はプロペラシャフト３２１側の継ぎ手３４３，３４５で吸収され、電磁式カップリング１から遮断される。
【００９８】
さらに、センターサポートベアリング３７，３７間のスペースは、車体の中央部に近接しているから、車体の振れとプロペラシャフト３１９，３２１の振れによる影響が最も小さい。
【００９９】
また、電磁式カップリング１の回転ケース３とインナーシャフト５が、それぞれ可撓性支持部材３５とセンターサポートベアリング３７とを介して車体に支承されているから、走行中に後輪３２９，３３１が上下動し、オフロードなどで後輪３２９，３３１が段差部や凸部などに当たっても、そのスラスト力と衝撃は可撓性支持部材３５の振動吸収機能によって吸収される。特にこの実施形態では、可撓性支持部材３５が環状支持部材３６の外径側で環状支持部材３６と支持金具３３との間に位置し、図１に示すように軸方向に湾曲した形状で環状支持部材３６を取り囲むように配置されているので、振動吸収機能が良好となり、さらに電磁式カップリング１への振動の影響を小さくすることができる。
【０１００】
このように、電磁式カップリング１は、障害物との衝突が軽減され、車体とプロペラシャフト３１９，３２１の振れ、プロペラシャフト３２１の揺動とスラスト力などから解放されるので、メインクラッチ７の各プレート６３，６７の間隔、パイロットクラッチ１１の各プレート８１，８３の間隔、電磁石１３のコア８９とロータ２１とのエアギャップなどの変動が防止されるから、安定した性能が保たれ、耐久性が向上する。
【０１０１】
さらに、電磁式カップリング１を異物の侵入から保護するカバー部材７０が設けられているので、電磁式カップリング１を埃，泥水，飛石等から保護することができる。従って、電磁石１３のコア８９とロータ２１との間のギャップ部分にこれら異物が混入するのを防止することができ、電磁式カップリング１の耐久性及び信頼性を向上することができる。
【０１０２】
また、カバー部材７０は、既存のセンターサポート３０を利用して取り付けてあるため、カバー部材７０の前後の開口部をセンターサポート３０を利用して閉塞することでカバー形状を簡素化できると共に、容易に電磁式カップリング１を保護することができる。
【０１０３】
また、電磁式カップリング１の振れが小さく、車体との距離も近いから、電磁石１３のリード線９９の引き出しが楽であり、断線が生じにくい。
【０１０４】
また、上記実施形態において、メインクラッチとパイロットクラッチは多板クラッチに限らず、例えば、コーンクラッチのような摩擦クラッチでもよく、また、他の形式のクラッチでもよい。
【０１０５】
【発明の効果】
請求項１に記載された電磁式カップリングの支持構造は、電磁式カップリングを原動機側プロペラシャフトのベアリングと車輪側プロペラシャフトのベアリングとの間に配置したことによって、電磁式カップリングのロードクリアランスの最も大きくなり、オフロード走行中に段差部や凸部と衝突する恐れが軽減され、正常な機能が保持される。
【０１０６】
また、車体の中央部に近接して配置される電磁式カップリングは、車体とプロペラシャフトの振れによる影響を受けにくく、また、プロペラシャフトの揺動は継ぎ手によって吸収され電磁式カップリングから遮断されるので、電磁石のコアとロータとのエアギャップやクラッチのプレート間隔などの変動が小さくなり、性能がさらに安定する。
【０１０７】
また、電磁式カップリングの振れが小さく、車体との距離が近いことによって、電磁石のリード線の引き出しが楽になり、断線が生じにくい。
【０１０８】
請求項２に記載された電磁式カップリングの支持構造は、請求項１の効果に加え、オフロードなどでの衝撃やプロペラシャフトからのスラスト力などがベアリング及び可撓性支持部材によって遮断され、プロペラシャフトの揺動が継ぎ手によって吸収されるから、電磁石のコアとロータとのエアギャップやクラッチのプレート間隔などの変動が防止されて性能が安定し、耐久性が向上する。
【０１０９】
請求項３に記載された電磁式カップリングの支持構造は、請求項１及び請求項２の効果に加え、カバー部材を設けることによって、電磁式カップリングを埃，泥水等から保護することができるので、電磁石のコアとロータとの間のギャップ部分にこれら異物が混入するのを防止でき、電磁式カップリングの耐久性及び信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施形態を示す断面図である。
【図２】 図１の実施形態を用いた車両の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図３】 図１の実施形態を用いた車両の動力系の一部を示す側面図である。
【図４】 従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ 電磁式カップリング
３ 回転ケース（一側の回転部材）
５ インナーシャフト（他側の回転部材）
３０ センターサポート
３５ 可撓性支持部材（衝撃吸収部材）
３７ センターサポートベアリング（一側及び他側の回転部材を支承する第１、第２のベアリング）
７０ カバー部材
３１９ 原動機側のプロペラシャフト
３２１ 車輪側のプロペラシャフト
【発明の属する技術分野】
この発明は、４輪駆動車のプロペラシャフト上に配置された電磁式カップリングの支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−２１３１６４号公報に図４のようなカップリング５０１（駆動力伝達装置）が記載されている。
【０００３】
このカップリング５０１は、４輪駆動車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、及び、後輪側に伝達される駆動力の制御を行う。
【０００４】
カップリング５０１は、回転ケース５０３、インナーシャフト５０５、多板式のメインクラッチ５０７、プレッシャプレート５０９、アーマチャ５１１、中間のカム部材５１３、第１のカム５１５、第２のカム５１７、ばね５１９、電磁石５２１、コントローラなどから構成されている。
【０００５】
回転ケース５０３とインナーシャフト５０５は相対回転自在に配置されており、インナーシャフト５０５は回転ケース５０３の内側に配置されている。
【０００６】
回転ケース５０３はトランスファ側のプロペラシャフト５２３に連結されている。また、インナーシャフト５０５はリヤデフ側のプロペラシャフト５２５にスプライン連結されており、プロペラシャフト５２５を介してリヤデフ（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）側に連結されている。
【０００７】
プレッシャプレート５０９とアーマチャ５１１は、回転ケース５０３の内周にそれぞれスプライン連結されている。
【０００８】
また、中間カム部材５１３はこれらのプレッシャプレート５０９とアーマチャ５１１の間に、相対回転可能に配置されている。
【０００９】
第１のカム５１５は、アーマチャ５１１と中間カム部材５１３の間に設けられており、中間カム部材５１３の外周に設けられたカム溝５２７と、カム溝５２７に係合するローラ５２９とで構成されている。
【００１０】
カム溝５２７は周方向等間隔に設けられており、軸方向に対して傾斜している。また、ローラ５２９はアーマチャ５１１に回転自在に支持されている。
【００１１】
第２のカム５１７はボールカムであり、プレッシャプレート５０９と中間カム部材５１３との間に設けられている。
【００１２】
ばね５１９は、アーマチャ５１１と中間カム部材５１３の間に配置されており、中間カム部材５１３を第２のカム５１７側に押圧してガタを吸収し、カム５１７のレスポンスを向上させている。
【００１３】
また、ばね５１９は、電磁石５２１の励磁が停止されたとき、アーマチャ５１１を回転方向の中立位置に戻し、中間カム部材５１３を軸方向の中立位置に戻すことにより、無用のトルクが発生することを防止している。
【００１４】
回転ケース５０３には磁路部材のロータ５３１が連結されており、電磁石５２１のコア５３３は、このロータ５３１に設けられた凹部５３５に、適度なエアギャップを介して配置されている。
【００１５】
また、コア５３３の外周とロータ５３１の間にはシール５３７が配置されており、コア５３３の内周とインナーシャフト５０５の間にはシール５３９が配置されている。これらのシール５３７，５３９は回転ケース５０３からのオイル漏れを防止し、外部からの水や塵の侵入を防止している。
【００１６】
ロータ５３１には、アーマチャ５１１と接触する接触面５４１が設けられており、アーマチャ５１１とこの接触面５４１との間にエアギャップ５４３が形成されている。
【００１７】
コントローラは、電磁石５２１の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【００１８】
電磁石５２１が励磁されると、エアギャップ５４３を含む磁路に磁力ループ５４５が形成され、アーマチャ５１１が吸引される。
【００１９】
アーマチャ５１１が吸引されるとローラ５２９が移動し、中間カム部材５１３のカム溝５２７を押圧して第１のカム５１５が作動し、そのカム力によって中間カム部材５１３が回転する。
【００２０】
中間カム部材５１３が回転すると、第２のカム５１７が作動し、そのカムスラスト力によりプレッシャプレート５０９を介してメインクラッチ５０７を押圧し、締結させる。
【００２１】
このように、電磁石５２１がアーマチャ５１１を吸引すると、そのパイロット機能により、第１カム５１５が作動して第２カム５１７を作動させ、カップリング５０１が連結される。
【００２２】
カップリング５０１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４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。
【００２３】
また、電磁石５２１の励磁電流を制御すると、第１カム５１５のカム力が変化して第２カム５１７の押圧力が変わり、メインクラッチ５０７の滑りによって後輪に伝達される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。
【００２４】
電磁石５２１の励磁を停止すると、ばね５１９の付勢力によってアーマチャ５１１（ローラ５２９）が元の位置に戻り、第１カム５１５のカム力が消失し、次に、第２カム５１７のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ５０７が開放されてカップリング５０１の連結が解除され、車両は２輪駆動状態になる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
カップリング５０１は、プロペラシャフト５２３，５２５の間に配置されており、外部に露出している。
【００２６】
カップリング５０１がプロペラシャフト５２３，５２５の間に配置されていると、走行中に生じる車輪の上下動や、あるいは、オフロード走行中に後輪が段差部や岩場などの凸部に当たることによってプロペラシャフト５２３，５２５からカップリング５０１にスラスト力が入力し、このスラスト力によってメインクラッチ５０７のアウタープレートとインナープレートの間隔や、ロータ５３１とアーマチャ５１１間のエアギャップ５４３などが変動し、性能と耐久性などに悪影響を与えることがある。
【００２７】
また、カップリング５０１が外部に露出しているから、走行中に飛来する石などの異物、あるいは、段差部や凸部がカップリング５０１と衝突する恐れがある。
【００２８】
従って、回転ケース５０３は、このような衝突に耐えるだけの強度が必要であり、それだけ肉厚で大径になり、重くなる。
【００２９】
また、充分な強度が必要であるから、回転ケース５０３をアルミニウム合金などで作り、軽量化することは困難である。
【００３０】
そこで、この発明は、プロペラシャフト上に配置された電磁式カップリングを、障害物との衝突、異物の侵入、プロペラシャフトのスラスト力などから保護することのできる電磁式カップリングの支持構造の提供を目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された電磁式カップリングの支持構造は、原動機に連結された原動機側のプロペラシャフトと車輪に連結された車輪側のプロペラシャフトとの間に配置され、前記原動機側のプロペラシャフトに連結され、動力伝達軸を備えた一側の回転部材と、前記車輪側のプロペラシャフトに連結された軸状の他側の回転部材と、前記一側の回転部材と前記他側の回転部材との間に設けられて両回転部材同士を断続する多板式のクラッチと、このクラッチを断続駆動する電磁石とを備えた電磁式カップリングの支持構造であって、前記原動機側のプロペラシャフトと前記一側の回転部材とを前記動力伝達軸の外周部で一側の衝撃吸収部材を介して車体に支承する第１のベアリングと、前記車輪側のプロペラシャフトと前記軸状の他側の回転部材とを前記軸状の他側の回転部材の外周部で他側の衝撃吸収部材を介して前記車体に支承する第２のベアリングと、前記一側の回転部材を前記軸状の他側の回転部材に支承する第３、第４のベアリングと、前記一側の回転部材に前記電磁石を支承する第５のベアリングとを備え、前記第２ベアリングが軸方向で前記軸状の他側の回転部材と前記車輪側のプロペラシャフトとの連結位置よりも第１ベアリング側に配置され、前記電磁式カップリングが前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間に配置され、前記第１、第２、第３、第４及び第５のベアリングは、それぞれが軸方向に重なり合わないように配置されていることを特徴とする。
【００３２】
プロペラシャフトが原動機側と車輪側とに分割されている場合、いずれのプロペラシャフトもベアリング側（原動機及び車輪から遠い方向）が高くなる勾配で配置されるから、各ベアリングの間で最低地上高（ロードクリアランス）が最も高くなる。
【００３３】
本発明では、電磁式カップリングをロードクリアランスの最も大きいこれらのベアリング（センターサポートベアリング）間スペースに配置したことによって、オフロード走行中に段差部や凸部と衝突する恐れが軽減され、正常な機能が保持される。
【００３４】
また、各プロペラシャフトを支承するベアリング間スペースは、車体の中央部に近接しており、車体とプロペラシャフトの振れによる影響が最も小さい個所である。
【００３５】
また、車輪側のプロペラシャフトは車輪の上下動に伴って揺動するが、この揺動はプロペラシャフト側の継ぎ手によって吸収され、電磁式カップリングからは遮断される。
【００３６】
このように、電磁式カップリングは、障害物との衝突が軽減されると共に、車体とプロペラシャフトの振れ、プロペラシャフトの揺動などから解放されるので、クラッチのアウタープレートとインナープレートの間隔や、電磁石のコアとその磁路の一部を構成するロータとのエアギャップなどの変動が小さくなって性能が安定し、耐久性が向上する。
【００３７】
また、電磁式カップリングの振れが小さく、車体との距離が近いから、電磁石のリード線の引き出しが楽であり、断線が生じにくい。
【００３９】
また、電磁式カップリングの両回転部材が、それぞれベアリング及び振動吸収部材（可撓性支持部材）を介して車体に直接支承されており、ベアリングが振動吸収部材を介して車体に支持されているから、走行中に生じる車輪の上下移動や、あるいは、オフロードなどで車輪が段差部や凸部などに当たっても、そのスラスト力や衝撃はこの振動吸収部材によって吸収される。
【００４０】
また、上記のように、車輪側プロペラシャフトの揺動は継ぎ手によって吸収され、電磁式カップリングから遮断される。
【００４１】
こうして、電磁式カップリングは、プロペラシャフトのスラスト力、衝撃、プロペラシャフトの揺動などから解放されるので、クラッチのプレート間隔、電磁石のコアとロータとのエアギャップなどの変動が防止されて性能が安定し、耐久性が向上する。
【００４２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記電磁式カップリングを覆うカバー部材を設けると共に、該カバー部材が前記第１と第２のベアリングを備えたセンターサポートに固定してあることを特徴としており、カバー部材によって、電磁式カップリングを埃、泥水等から保護することができ、電磁石のコアとロータとの間のギャップ部分に異物が混入するのを防止し、電磁式カップリングの耐久性及び信頼性を向上する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１〜３によって、電磁式カップリング１とその支持構造（本発明の一実施形態）の説明をする。
【００４４】
図１は電磁式カップリング１を示し、図２と図３は電磁式カップリング１を用いた４輪駆動車の動力系を示す。なお、図３の左右の方向はこの車両の左右の方向であり、図１と図２の左方はこの４輪駆動車の前方に相当する。
【００４５】
図２，３の動力系は、横置きのエンジン３０１（原動機）、トランスミッション３０３、トランスファ３０５、トランスファ３０５の内部に設けられた２−４切り換え機構３０７、フロントデフ３０９（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）、前車軸３１１，３１３、左右の前輪３１５，３１７、前側のプロペラシャフト３１９（原動機側のプロペラシャフト）、電磁式カップリング１、後側のプロペラシャフト３２１（車輪側のプロペラシャフト）、リヤデフ３２３、後車軸３２５，３２７、左右の後輪３２９，３３１などから構成されている。
【００４６】
エンジン３０１の駆動力は、トランスミッション３０３の出力ギア３３３からリングギア３３５を介してフロントデフ３０９のデフケ−ス３３７に伝達され、フロントデフ３０９から前車軸３１１，３１３を介して左右の前輪３１５，３１７に配分される。
【００４７】
また、２−４切り換え機構３０７が連結されると、デフケ−ス３３７の回転はトランスファ３０５から継ぎ手３３９を介して前側のプロペラシャフト３１９を回転させ、継ぎ手３４１を介して電磁式カップリング１に伝達される。
【００４８】
電磁式カップリング１が連結されると、エンジン３０１の駆動力は継ぎ手３４３と後側のプロペラシャフト３２１と継ぎ手３４５とを介してリヤデフ３２３に伝達され、リヤデフ３２３から後車軸３２５，３２７を介して左右の後輪３２９，３３１に配分され、車両は４輪駆動状態になる。
【００４９】
また、電磁式カップリング１の連結が解除されると、後側のプロペラシャフト３２１以下が切り離されて車両は２輪駆動状態になる。
【００５０】
このように、電磁式カップリング１は、４輪駆動車の後輪側プロペラシャフト３１９，３２１の間に配置されており、後輪３２９，３３１側の連結と切り離し、及び、後輪３２９，３３１側に伝達される駆動力の制御を行う。
【００５１】
電磁式カップリング１は、回転ケース３（一側の回転部材）、インナーシャフト５（他側の回転部材）、多板式のメインクラッチ７、ボールカム９、パイロットクラッチ１１、電磁石１３、コントローラなどから構成されている。
【００５２】
回転ケース３は、軸用スチール材で作られている前側の動力伝達軸１７、アルミニウム合金（非磁性体）で作られている円筒部１９、鉄系合金（磁性体）で作られている後側のロータ２１などから構成されている。
【００５３】
動力伝達軸１７にはフランジ部２３が形成されており、このフランジ部２３は、ボルト２５によって円筒部１９の一側開口に固定されている。
【００５４】
ロータ２１は、円筒部１９の他側開口に螺着されており、ナット２７のダブルナット機能によって固定されている。
【００５５】
動力伝達軸１７は継ぎ手３４１のジョイントフォーク２９にスプライン連結され、ナット３１で固定されている。上記のように、エンジン３０１の駆動力はプロペラシャフト３１９と継ぎ手３４１などを介して動力伝達軸１７を回転させる。
【００５６】
また、図１，２のように、動力伝達軸１７は、車両前方側（図１左方）のセンターサポート３０によって車体側に支承されている。該センターサポート３０は、車体のフロアーパネル３４７に固定された支持金具３３と可撓性支持部材３５（振動吸収材）と環状支持部材３６とセンターサポートベアリング３７（一側の回転部材を支承する第１のベアリング）によって構成されている。
【００５７】
この車両前方側のセンターサポートベアリング３７は環状支持部材部材３６の内径側に位置し、環状支持部材３６に当接させて径方向の位置決めをすると共に、環状支持部材３６に取り付けられたスナップリング３９，３９によって軸方向に位置決めされている。さらに、センターサポートベアリング３７は、動力伝達軸１７とジョイントフォーク２９との間に挟持されることで動力伝達軸１７に固定されている。
【００５８】
また、可撓性支持部材３５は環状支持部材３６の外径側で環状支持部材３６と支持金具３３との間に位置し、図１に示すように軸方向に湾曲した形状で環状支持部材３６を取り囲むように配置されている。
【００５９】
前記支持金具３３は、可撓性支持部材３５を径方向で取り囲む形状に形成され、その両端にフロアーパネル３４７への当接面を備えると共に、該当接面に取付ボルト用孔３４を備えており、この取付ボルト用孔３４に車両下方から挿通した図外のボルトによって、可撓性支持部材３５を車両下方から支える状態で車体のフロアーパネル３４７に固定している。
【００６０】
インナーシャフト５は、後方から回転ケース３に貫入しており、前端部をボールベアリング４１（第３のベアリング）によって動力伝達軸１７に支承され、後部側をニードルベアリング４３（第４のベアリング）によってロータ２１に支承されている。また、インナーシャフト５はスナップリング４５とボールベアリング４１とスナップリング４７により回転ケース３に対して軸方向に位置決めされている。
【００６１】
インナーシャフト５にはコンパニオンフランジ４９がスプライン連結され、ナット３１で固定されている。このコンパニオンフランジ４９には継ぎ手３４３のジョイントフォーク５１が固定されており、コンパニオンフランジ４９はスペーサ５２によって軸方向位置が決められている。
【００６２】
一方、インナーシャフト５は、車両後方側（図１右方）のセンターサポート３０によって車体側に支承されている。該センターサポート３０は、車体のフロアーパネル３４７に固定された支持金具３３と可撓性支持部材３５（振動吸収材）と環状支持部材３６とセンターサポートベアリング３７（他側の回転部材を支承する第２のベアリング）によって構成されている。
【００６３】
この車両後方側のセンターサポートベアリング３７は前述のように環状支持部材部材３６の内径側で環状支持部材３６に当接させて径方向に位置決めされ、環状支持部材３６に取り付けられたスナップリング３９，３９によって軸方向に位置決めされると共に、インナーシャフト５とコンパニオンフランジとの間にスペーサ５２と共に挟持されることでインナーシャフト５に固定されている。
【００６４】
また、動力伝達軸１７側（車両前方側）のセンターサポートベアリング３７の前後にはリップシール１２１，１２３が配置されている。リップシール１２１はジョイントフォーク２９（継ぎ手３４１）のボス部１２０と環状支持部材３６との間に配置され、リップシール１２３は動力伝達軸１７と環状支持部材３６との間に配置されている。
【００６５】
また、インナーシャフト５側（車両後方側）のセンターサポートベアリング３７の前後にもリップシール１２１，１２３が配置されている。リップシール１２１はスペーサ５２と環状支持部材３６との間に配置され、リップシール１２３はコンパニオンフランジ４９のボス部１２２と環状支持部材３６との間に配置されている。
【００６６】
各リップシール１２１，１２３の間にはそれぞれグリースが封入され、センターサポートベアリング３７，３７を潤滑・冷却している。
【００６７】
また、ジョイントフォーク２９とコンパニオンフランジ４９の各ボス部１２０，１２２には、リップシール１２１を飛石などから保護するダストカバー１２５，１２７がそれぞれ取り付けられている。
【００６８】
また、電磁式カップリング１を異物の侵入から保護するカバー部材７０が設けられている。カバー部材７０は、回転ケース３及び、電磁石１３を覆い、その前後を前記環状支持部材３６に固定されている。
【００６９】
回転ケース３の円筒部１９と動力伝達軸１７との間及び円筒部１９とロータ２１との間にはＯリング５３，５５がそれぞれ配置されている。また、ロータ２１とインナーシャフト５との間には断面がＸ字状のシールであるＸリング５７が配置されている。これらのＯリング５３，５５とＸリング５７によって電磁式カップリング１（回転ケース３）は密封されている。
【００７０】
密封された回転ケース３には、動力伝達軸１７のフランジ部２３に設けられたオイル孔５９からオイルが注入されており、オイルを注入した後このオイル孔５９はチェックボール６１を圧入してシールされている。また、フランジ部２３には、オイル孔５９と対応した位置に、オイル流路になる切り欠き溝６２が設けられている。
【００７１】
メインクラッチ７は、回転ケース３とインナーシャフト５との間に配置されており、そのアウタープレート６３は回転ケース３の内周に形成されたスプライン部６５に連結され、インナープレート６７はインナープレート５の外周に形成されたスプライン部６９に連結されている。また、メインクラッチ７の左側には受圧リング７１が配置され、外周をスプライン部６５に連結されている。
【００７２】
ボールカム９は、プレッシャープレート７３とカムリング７５との間に配置されている。
【００７３】
プレッシャープレート７３は、内周をインナーシャフト５のスプライン部６９に連結されており、ボールカム９のスラスト力によってメインクラッチ７を回転ケース３（受圧リング７１）との間で押圧し、締結させる。
【００７４】
カムリング７５は、インナーシャフト５の外周に配置されており、カムリング７５とロータ２１との間には、ボールカム９のカム反力を受けるスラストベアリング７７とワッシャ７９が配置されている。
【００７５】
パイロットクラッチ１１は、回転ケース３とカムリング７５との間に配置されており、そのアウタープレート８１は回転ケース３のスプライン部６５に連結され、インナープレート８３はカムリング７５の外周に形成されたスプライン部８５に連結されている。
【００７６】
パイロットクラッチ１１とプレッシャープレート７３との間には、アーマチャ８７が配置され、外周を回転ケース３のスプライン部６５に連結されている。
【００７７】
電磁石１３のコア８９は、シール型のボールベアリング９１（第５のベアリング）によってロータ２１上に支承されており、ロータ２１に形成された凹部９３に適度なエアギャプを介して貫入している。また、コア８９はスナップリング９５とボールベアリング９１及びスナップリング９７を介してロータ２１に対し軸方向に位置決めされ、回転方向はカバー部材７０を介して環状支持部材３６と係合することによって車体に対して回り止めされている。
【００７８】
電磁石１３のリード線９９は図外の車載のバッテリに接続されている。
【００７９】
また、ロータ２１とパイロットクラッチ１１とアーマチャ８７によって電磁石１３の磁路が構成されている。
【００８０】
ロータ２１は非磁性体であるステンレススチールのリング１００によって径方向の外側と内側に分断されており、パイロットクラッチ１１の各プレート８１，８３には、リング１００と対応する径方向位置に、切り欠き１０１とこれらを連結するブリッジ部が設けられている。これらのリング１００と切り欠き１０１とによって、磁路上での磁力の短絡が防止されている。
【００８１】
コントローラは、電磁石１３の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【００８２】
電磁石１３が励磁されると、磁路に磁気ループ１０３が発生してアーマチャ８７が吸引され、パイロットクラッチ１１を押圧して締結させ、パイロットトルクを発生させる。
【００８３】
パイロットトルクが発生すると、回転ケース３からパイロットクラッチ１１とカムリング７５とを介してボールカム９にエンジン３０１の駆動力が掛かり、発生したカムスラスト力によりプレッシャープレート７３を介してメインクラッチ７が押圧されて締結し、電磁式カップリング１が連結される。
【００８４】
電磁式カップリング１が連結されると、上記のように、エンジン３０１の駆動力はインナーシャフト５からプロペラシャフト３２１などを介してリヤデフ３２３に伝達され、左右の後輪３２９，３３１に配分されて車両は４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】
このとき、コントローラの励磁電流調整によって電磁石１３の磁力を制御すると、パイロットクラッチ１１に滑りが生じてパイロットトルクが変化し、ボールカム９のスラスト力が変化して、メインクラッチ７（電磁式カップリング１）の連結力を調整することができる。
【００８６】
このような電磁式カップリング１の連結力調整によって、前後輪間の駆動力配分比を任意に制御することができ、例えば、旋回走行中にこのような制御を行うと、車両の操縦性や安定性などが向上する。
【００８７】
また、電磁石１３の励磁を停止すると、パイロットクラッチ１１が開放されてボールカム９のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ７が開放されて電磁式カップリング１の連結が解除される。
【００８８】
電磁式カップリング１の連結が解除されると、リヤデフ３２３側が切り離されて、車両は前輪駆動の２輪駆動状態になる。
【００８９】
なお、このとき２−４切り換え機構３０７の連結が電磁式カップリング１と連動して解除され、２−４切り換え機構３０７から継ぎ手３４１までの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３０１の燃費が向上する。
【００９０】
また、後車軸３２５，３２７と後輪３２９，３３１との間にそれぞれハブクラッチを配置し、これらの連結を電磁式カップリング１と連動して解除すれば、電磁式カップリング１から後輪３２９，３３１までの動力伝達系が、エンジン３０１の回転と後輪３２９，３３１による連れ回りの両方から遮断されて回転が停止し、騒音、振動、摩耗などが大きく軽減され、エンジン３０１の燃費がさらに向上する。
【００９１】
また、回転ケース３はアルミニウム合金で作られており、電磁石１３の磁力が回転ケース３側に漏洩することが防止されるから、アーマチャ８７に磁力が効率良く導かれて、パイロットクラッチ１１は所定のパイロットトルクが得られ、電磁式カップリング１は所定の連結トルクが得られる。
【００９２】
また、上記のように、密封された回転ケース３に封入されたオイルは、インナーシャフト５と動力伝達軸１７とを通して形成されたオイル溜り１０５に保持されており、インナーシャフト５が回転すると、遠心力によってオイル溜り１０５のオイルはインナーシャフト５の前端と回転ケース３との間に設けられたオイル流路１０７を通り、ベアリング４１、メインクラッチ７、ボールカム９、ベアリング７７，４３、パイロットクラッチ１１などを潤滑・冷却する。
【００９３】
また、メインクラッチ７のインナープレート６７には、オイル孔１０９が設けられ、ボールカム９、ベアリング７７，４３、パイロットクラッチ１１側へのオイルの移動を促進し、これらの潤滑・冷却効果を向上させている。
【００９４】
また、図２のように、電磁式カップリング１の前後に配置されているプロペラシャフト３１９，３２１は、いずれも電磁式カップリング１側が高くなるように傾斜しており、電磁式カップリング１は最低地上高（ロードクリアランス）が最も高い位置に配置されている。
【００９５】
こうして、電磁式カップリング１及びその支持構造が構成されている。
【００９６】
電磁式カップリング１は、上記のように、ロードクリアランスが最も大きいセンターサポートベアリング３７，３７の間に配置されているから、オフロード走行中に段差部や凸部と衝突する恐れが軽減される。
【００９７】
また、プロペラシャフト３２１は後輪３２９，３３１の上下動に伴って揺動するが、この揺動はプロペラシャフト３２１側の継ぎ手３４３，３４５で吸収され、電磁式カップリング１から遮断される。
【００９８】
さらに、センターサポートベアリング３７，３７間のスペースは、車体の中央部に近接しているから、車体の振れとプロペラシャフト３１９，３２１の振れによる影響が最も小さい。
【００９９】
また、電磁式カップリング１の回転ケース３とインナーシャフト５が、それぞれ可撓性支持部材３５とセンターサポートベアリング３７とを介して車体に支承されているから、走行中に後輪３２９，３３１が上下動し、オフロードなどで後輪３２９，３３１が段差部や凸部などに当たっても、そのスラスト力と衝撃は可撓性支持部材３５の振動吸収機能によって吸収される。特にこの実施形態では、可撓性支持部材３５が環状支持部材３６の外径側で環状支持部材３６と支持金具３３との間に位置し、図１に示すように軸方向に湾曲した形状で環状支持部材３６を取り囲むように配置されているので、振動吸収機能が良好となり、さらに電磁式カップリング１への振動の影響を小さくすることができる。
【０１００】
このように、電磁式カップリング１は、障害物との衝突が軽減され、車体とプロペラシャフト３１９，３２１の振れ、プロペラシャフト３２１の揺動とスラスト力などから解放されるので、メインクラッチ７の各プレート６３，６７の間隔、パイロットクラッチ１１の各プレート８１，８３の間隔、電磁石１３のコア８９とロータ２１とのエアギャップなどの変動が防止されるから、安定した性能が保たれ、耐久性が向上する。
【０１０１】
さらに、電磁式カップリング１を異物の侵入から保護するカバー部材７０が設けられているので、電磁式カップリング１を埃，泥水，飛石等から保護することができる。従って、電磁石１３のコア８９とロータ２１との間のギャップ部分にこれら異物が混入するのを防止することができ、電磁式カップリング１の耐久性及び信頼性を向上することができる。
【０１０２】
また、カバー部材７０は、既存のセンターサポート３０を利用して取り付けてあるため、カバー部材７０の前後の開口部をセンターサポート３０を利用して閉塞することでカバー形状を簡素化できると共に、容易に電磁式カップリング１を保護することができる。
【０１０３】
また、電磁式カップリング１の振れが小さく、車体との距離も近いから、電磁石１３のリード線９９の引き出しが楽であり、断線が生じにくい。
【０１０４】
また、上記実施形態において、メインクラッチとパイロットクラッチは多板クラッチに限らず、例えば、コーンクラッチのような摩擦クラッチでもよく、また、他の形式のクラッチでもよい。
【０１０５】
【発明の効果】
請求項１に記載された電磁式カップリングの支持構造は、電磁式カップリングを原動機側プロペラシャフトのベアリングと車輪側プロペラシャフトのベアリングとの間に配置したことによって、電磁式カップリングのロードクリアランスの最も大きくなり、オフロード走行中に段差部や凸部と衝突する恐れが軽減され、正常な機能が保持される。
【０１０６】
また、車体の中央部に近接して配置される電磁式カップリングは、車体とプロペラシャフトの振れによる影響を受けにくく、また、プロペラシャフトの揺動は継ぎ手によって吸収され電磁式カップリングから遮断されるので、電磁石のコアとロータとのエアギャップやクラッチのプレート間隔などの変動が小さくなり、性能がさらに安定する。
【０１０７】
また、電磁式カップリングの振れが小さく、車体との距離が近いことによって、電磁石のリード線の引き出しが楽になり、断線が生じにくい。
【０１０８】
請求項２に記載された電磁式カップリングの支持構造は、請求項１の効果に加え、オフロードなどでの衝撃やプロペラシャフトからのスラスト力などがベアリング及び可撓性支持部材によって遮断され、プロペラシャフトの揺動が継ぎ手によって吸収されるから、電磁石のコアとロータとのエアギャップやクラッチのプレート間隔などの変動が防止されて性能が安定し、耐久性が向上する。
【０１０９】
請求項３に記載された電磁式カップリングの支持構造は、請求項１及び請求項２の効果に加え、カバー部材を設けることによって、電磁式カップリングを埃，泥水等から保護することができるので、電磁石のコアとロータとの間のギャップ部分にこれら異物が混入するのを防止でき、電磁式カップリングの耐久性及び信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施形態を示す断面図である。
【図２】 図１の実施形態を用いた車両の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図３】 図１の実施形態を用いた車両の動力系の一部を示す側面図である。
【図４】 従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ 電磁式カップリング
３ 回転ケース（一側の回転部材）
５ インナーシャフト（他側の回転部材）
３０ センターサポート
３５ 可撓性支持部材（衝撃吸収部材）
３７ センターサポートベアリング（一側及び他側の回転部材を支承する第１、第２のベアリング）
７０ カバー部材
３１９ 原動機側のプロペラシャフト
３２１ 車輪側のプロペラシャフト
Claims (2)
- 原動機に連結された原動機側のプロペラシャフトと車輪に連結された車輪側のプロペラシャフトとの間に配置され、
前記原動機側のプロペラシャフトに連結され、動力伝達軸を備えた一側の回転部材と、
前記車輪側のプロペラシャフトに連結された軸状の他側の回転部材と、
前記一側の回転部材と前記他側の回転部材との間に設けられて両回転部材同士を断続する多板式のクラッチと、
このクラッチを断続駆動する電磁石とを備えた電磁式カップリングの支持構造であって、
前記原動機側のプロペラシャフトと前記一側の回転部材とを前記動力伝達軸の外周部で一側の衝撃吸収部材を介して車体に支承する第１のベアリングと、
前記車輪側のプロペラシャフトと前記軸状の他側の回転部材とを前記軸状の他側の回転部材の外周部で他側の衝撃吸収部材を介して前記車体に支承する第２のベアリングと、
前記一側の回転部材を前記軸状の他側の回転部材に支承する第３、第４のベアリングと、
前記一側の回転部材に前記電磁石を支承する第５のベアリングとを備え、
前記第２ベアリングが軸方向で前記軸状の他側の回転部材と前記車輪側のプロペラシャフトとの連結位置よりも第１ベアリング側に配置され、
前記電磁式カップリングが前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間に配置され、
前記第１、第２、第３、第４及び第５のベアリングは、それぞれが軸方向に重なり合わないように配置されていることを特徴とする電磁式カップリングの支持構造。 - 請求項１に記載の発明であって、前記電磁式カップリングを覆うカバー部材を設けると共に、該カバー部材が前記第１と第２のベアリングを備えたセンターサポートに固定してあることを特徴とする電磁式カップリングの支持構造。
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