JPH10311404A - 自動車の駆動ラインの構成要素に使用されるクラッチ - Google Patents

自動車の駆動ラインの構成要素に使用されるクラッチ

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JPH10311404A
JPH10311404A JP10118958A JP11895898A JPH10311404A JP H10311404 A JPH10311404 A JP H10311404A JP 10118958 A JP10118958 A JP 10118958A JP 11895898 A JP11895898 A JP 11895898A JP H10311404 A JPH10311404 A JP H10311404A
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reaction
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Mark T Joslin
マーク・ティー・ジョスリン
Dan J Showalter
ダン・ジェイ・ショウォルター
Dean P Knowles
ディーン・ピー・ノーレス
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Borg Warner Automotive Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部の反力回路を有して、反力の戻り回路と
して機能する長い部材上に並置された多摩擦板クラッチ
及び作動装置を提供すること。 【解決手段】 自動車の駆動ライン２０内に配置される
クラッチ組立体１２０Ｂは、内部の反力回路を備えてい
る。該クラッチ組立体は、作動装置組立体に隣接する位
置に配置され、摩擦クラッチに対して選択的に力を加え
てトルクを選択的に伝達する多ディスク摩擦クラッチを
備えている。該クラッチ構成要素は、クラッチ作動装置
からの反力を自己拘束する反力部材１３０Ａ、１３０Ｂ
として機能する長い部材の上にて固定されたストッパの
間に配置されている。該クラッチは、後輪側（第二の）
車軸３８のような自動車の駆動ラインの構成要素に適用
可能であり、この場合、該クラッチは、対にて配置さ
れ、各車軸に供給される制御力を独立的に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、自動
車用の多数摩擦板クラッチ、より具体的には、内部の反
力回路を有する自動車の駆動ラインの構成要素用のクラ
ッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】電動式及び液圧式の調整クラッチの双方
を有する車両の駆動ライン及び制御装置は、適応型の車
両の駆動装置内にて広く使用されている。かかる駆動装
置は、全体として、前輪及び後輪駆動軸の速度を監視
し、又は、２つの前輪と、２つの後輪との個々の測定値
の平均値を求めることによりその速度を計算し、駆動軸
の速度の差、即ち、車輪の平均速度を求めたならば、所
定のプログラムに従って調整クラッチを作動させて、そ
の速度差にて駆動し、従って、車輪の滑り程度が零とな
るように駆動する。また、かかる駆動装置は、スロット
ル位置、舵取り角度、及びその他の変数値に応答して調
整クラッチの作動を調整する。
【０００３】典型的に、かかる調整クラッチは、車両の
伝動装置の出力部に隣接する位置でトランスファーケー
ス内に物理的に配置され且つ該伝動装置の出力部によっ
て駆動され、また、主及び二次的な駆動ラインの間に作
用可能に配置されている。かかる駆動装置は、１９９５
年４月１８日付けで付与された共通の所有者の米国特許
第５，４０７，０２４号及び１９９６年１月２３日付け
で付与された米国特許第５，４８５，８９４号に開示さ
れている。
【０００４】車両の滑りを制御するための一つの別の方
策は、個々の作動可動なクラッチを二次的、即ち、補助
的な駆動ラインと協働させることを内容とするものであ
る。一方又は両方のクラッチを選択的に調整可能に作動
させると、一方又は両方の二次駆動車輪に駆動トルクを
付与し、又は、車両の横揺れを修正する。液圧クラッチ
を利用する初期の装置は、米国特許第４，６８１，１８
０号に開示されている。この場合、舵取り角度、車両速
度、及びエンジントルクを有する制御装置が２つの後車
輪のみの間のトルク分配状態を調整する。
【０００５】米国特許第５，１９５，９０１号及び同第
５，１１９，９００号の双方は、前輪に対して及び選択
的に後輪に対して主たる駆動トルクを提供する、駆動ラ
イン内に、独立的に作動可能な２つの後車軸クラッチを
有する車両を教示している。
【０００６】米国特許第５，３５３，８８９号におい
て、後車軸は、関連した液圧クラッチ及びポンプにより
制御される、液圧で作動する一対の独立的なクラッチを
有している。
【０００７】米国特許第５，３８３，３７８号におい
て、車両の前部に配置されたツインクラッチ車軸は、舵
取り角度に応答して前駆動（第二の）車輪に対し駆動ト
ルクを提供する。米国特許第５，５４０，１１９号は、
従来の差動歯車装置を使用せずに回転力を伝達するため
の差動駆動組立体を教示している。この装置は、対のク
ラッチと、所定の相対的な回転に応答して該クラッチを
作動させるカム機構とを利用する。
【０００８】従来技術にて見られる装置により多数の問
題点の解決が図られ且つ新たな作動方法が実現されてい
るが、一定の問題は、未だ解決されるに至っていないこ
とは明らかである。例えば、ニュートンの第三の運動法
則によれば、隣接するクラッチパックを圧縮するために
クラッチ作動装置が発生させる直接的な力、又は動作力
は、等しく且つ反対方向への力を発生させ、この力は、
反力経路又は回路を構成するクラッチ組立体のあらゆる
構造体構成要素を通じて伝達される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】典型的に、かかる反力
経路は、装置の外側ハウジングを貫通し、又は該ハウジ
ング内に拘束され、クラッチパックがクラッチ作動装置
に隣接する位置に配置され、その双方がハウジング内に
収容されている。かかる形態は、ハウジングに対しての
みならず、ハウジングの構成要素を共に固着するために
利用される全ての締結具に対しても顕著な反力を付与す
る。かかる形態は、不利益なものであり、締結具又はハ
ウジングを破損させて、必然的に、重く且つコスト高の
ハウジング及び締結具の形態とする。また、ハウジン
グ、又は反力経路内のその他の構成要素の撓み、又は歪
みに起因して、正確に制御されたクラッチの調整状態が
失われる可能性がある。従って、かかるクラッチを内蔵
する装置の機能が損なわれる可能性がある。本発明は、
かかる課題を解決しようとするものである。
【００１０】このため、本発明の一つの目的は、内部の
反力回路を有する多摩擦板クラッチを提供することであ
る。
【００１１】本発明の更に別の目的は、反力の戻り回路
として機能する長い部材上に並置された多摩擦板クラッ
チ及び作動装置を提供することである。
【００１２】本発明の更に別の目的は、自動車の駆動ラ
イン内にて使用するため内部の反力回路を有する多摩擦
板クラッチ組立体を提供することである。
【００１３】本発明の更に別の目的は、後輪側（第二
の）車軸内で対にて使用される内部の反力回路を有し、
関連した車輪に対するトルクの付与を独立的に制御する
後（二次）車軸に一対で使用するための多摩擦板クラッ
チ組立体を提供することである。
【００１４】本発明の更に別の目的は、反力の拘束部材
として機能する共通の部材上に並置され且つ組み立てら
れた多摩擦板クラッチ及び作動装置の組立体を提供する
ことである。
【００１５】本発明の更なる目的及び有利な点は、好適
な実施の形態の以下の説明、及び同様の構成要素、要素
等又は特徴部分を同様の参照番号で表示する添付図面を
参照することにより明らかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本願の一つの発明による
自動車の駆動ラインの構成要素に使用されるクラッチ
は、入力部と出力部との間に配置された調整クラッチ組
立体であって、該入力部と共に回転可能に配置された第
一の複数のクラッチディスクと、該第一の複数のクラッ
チディスクと相互に配置された第二の複数のクラッチデ
ィスクとを備え、該第二の複数のクラッチディスクが、
前記第一及び該第二の複数のクラッチディスクを圧縮す
るように前記出力部及びクラッチ作動装置と共に回転可
能に配置された、調整クラッチ組立体と、一対の隔たっ
たストッパを有する反力部材とを備え、前記調整クラッ
チ組立体が前記対のストッパの間にて前記反力部材に配
置され、これにより、前記クラッチ作動装置の作動中に
発生された反力が前記反力部材内にて拘束されるように
構成されている。
【００１７】本願の他の発明によるツインクラッチ自動
車差動装置は、入力部材と、該入力部材により駆動され
且つ出力部材を駆動する歯車組みと、一対のクラッチ組
立体であって、該クラッチ組立体の各々が、前記出力部
材により駆動される入力部と、車軸を駆動し得るように
された出力部と、ストッパを有する反力部材と、前記ス
トッパの間にて前記反力部材に配置されたクラッチパッ
クであって、前記入力部と共に回転する第一の複数の摩
擦板及び前記出力部と共に回転し且つ前記第一の複数の
摩擦板と交互に配置された第二の複数の摩擦板を有する
クラッチパックと、前記クラッチパックに対し圧縮力を
加えるように、前記クラッチパックに隣接し且つ前記ス
トッパの間の位置に配置されたクラッチアクチュエータ
とを備え、これにより、クラッチの作動中に発生された
反力が前記反力部材内に拘束されるように構成されてい
る。
【００１８】自動車の駆動ライン内に配置されるクラッ
チ組立体は、内部の反力回路を有している。このクラッ
チ組立体は、作動装置組立体に隣接する位置に配置され
た多数経路、即ちディスク摩擦クラッチを有している。
この作動装置組立体は、摩擦板に選択的に力を付与し
て、トルクを選択的に伝達する。クラッチ作動装置から
の反力を自己拘束するための反力部材として機能する長
い部材上にて固定したストッパの間にクラッチ構成要素
が配置されている。クラッチ作動装置は、電磁コイルに
より作動されるボール傾斜路組立体である。直動式の液
圧又は空気被駆動型ピストン、及び、電気、空圧、又は
液圧作動型である、シリンダ作動装置、又はパイロット
クラッチ、主クラッチも本発明と共に使用可能で且つ本
発明の範囲に属するものである。
【００１９】該クラッチは、後輪側（二次の）車軸のよ
うな自動車の駆動ライン構成要素にて使用されるもので
あり、この場合、該クラッチは、一対で配置され各車軸
に付与されるトルクを独立的に制御する。また、該クラ
ッチは、そのハウジングではなくて、クラッチ組立体内
にてコンパクトなクラッチ作動装置により発生され且つ
クラッチ作動装置と関連した反力を拘束し、又は安定さ
せることが有利な適用例にて使用されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】先ず、図１を参照すると、本発明
を具体化する適応型の４輪車両の駆動トレーンが参照番
号１０で概略図的に示してある。この４輪駆動トレーン
１０は、トランスアクセル１４に接続され且つ該トラン
スアクスル１４を直接、駆動する原動機１２を備えてい
る。このトランスアクセル１４の出力は、べベル型又は
スパイラル式べベル型の歯車セット１６を駆動する。こ
の歯車セット１６は、前輪側即ち主（又は一次）推進軸
２２と、前輪側即ち主（又は一次）差動装置２４と、一
対の作用前車軸２６と、それぞれの対の前輪側即ち主
（又は一次）タイヤ及び車輪組立体２８とから成る、主
（又は一次）駆動ライン即ち前輪駆動ライン２２に、原
動力を提供する。前輪側即ち主差動装置２４は、従来型
式のものであることを理解すべきである。
【００２１】また、ベベル型又はスパイラルべベル型歯
セット１６は、適当な自在継手３４と、後輪側即ち二次
差動装置組立体３６と、一対の作用可能な二次車軸即ち
後車軸３８と、それぞれの一対の二次即ち後輪及び車輪
組立体４０とを有する二次推進軸３２から成る、二次即
ち後輪駆動ライン３０に原動力を提供する。二次の差動
組立体３６に関して、本明細書で使用するように、「差
動」及び「車軸」という語は、駆動ラインのトルクを受
け取り、そのトルクを横断状に配置された２つの車輪に
分配し且つ特に、車輪がカーブを曲がるときに生じる回
転速度の差を受け入れる装置を表現するために互換可能
に使用される。従って、これらの語は、こうした機能を
果たすが、従来の遊星歯車トレーンを備えない、本発明
によるような装置を含むことを意図するものである。
【００２２】上記の説明は、主駆動ライン２０が車両の
前輪側に配置され、従って、二次駆動ライン３０が車両
の後輪側に配置された、車両、即ち、一般的に前輪駆動
車両と称される車両に関するものである。本明細書にて
使用する「主（又は一次）」及び「二次」という語は、
常時駆動トルクを提供する駆動ライン、及び補助的又は
断続的なトルクを提供する駆動ラインを、それぞれ意味
するものとする。本明細書において、前輪及び後輪では
なくて、こうした語（主及び二次）が使用されており、
それは、本明細書に開示し且つ請求の範囲に記載した本
発明は、主駆動ライン２０が車両の後輪側に配置され、
二次駆動ライン３０、及び二次差動装置組立体３６内の
構成要素が車両の前輪側に配置された車両に関して容易
に利用可能である。
【００２３】このように、主駆動ライン２０が車両の前
輪側に配置された図１の形態は、限定的なものではな
く、単に一例にしか過ぎないものであり、図示した構成
要素、及び該構成要素の全体の配置は、主の後輪駆動車
両に対しても同等に通し且つ使用可能であることを理解
すべきである。かかる車両において、主差動装置２４
は、車の後輪側の二次差動組立体３６で置換し、この二
次差動装置組立体３６は車両の前輪側に移動して主差動
装置２４で置換する。
【００２４】複数のセンサから信号を受け取り、２つの
制御信号、即ち、２つの作動信号を二次差動装置組立体
３６に提供するマイクロプロセッサ５０が車両の駆動ト
レーン１０と関連付けられている。具体的には、可変リ
ラクタンス又はホール効果センサ５２のような第一のセ
ンサが右側の主（前輪）タイヤ及び車輪組立体２８の回
転速度を検出し、マイクロプロセッサ５０に対して適当
な信号を提供する。同様に、第二の可変リラクタンス又
はホール効果センサ５４は、左側の主（前輪）タイヤ及
び車輪組立体２８の回転速度を検出し、マイクロプロセ
ッサ５０に対して信号を提供する。第三の可変リラクタ
ンス又はホール効果センサ５６は、右側の二次（後輪）
タイヤ及び車輪組立体４０の回転速度を検出し、マイク
ロプロセッサ５０に対して信号を提供する。最後に、左
側の二次（後輪）タイヤ及び車輪組立体４０と関連付け
られた第四の可変リラクタンス又はホール効果センサ
は、その速度を検出し、マイクロプロセッサ５０に対し
て信号を提供する。速度センサ５２、５４、５６、５８
は、独立的なセンサ、即ち、専用のセンサとし、又は、
アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）用に車両内に取り
付けられたセンサとし、或いは、その他の速度検出及び
制御装置とすることができることを理解すべきである。
また、図１には図示していないが、適当な従来の計数ホ
イール又はトーンホイールが速度センサ５２、５４、５
６、５８と関連付けられていることを理解すべきであ
る。
【００２５】好適な横滑り即ちスキッド、又は首振り
（ｙａｗ）の制御を行うため、マイクロプロセッサ５０
は、トランスアクスル１４の出力速度に関する情報も必
要とする。従って、前即ち一次推進軸２２に設けられた
トーンホイール６４に関連付けられた可変リラクタンス
又はホール効果センサ６２を利用することができる。代
替例において、二次差動組立体３６と関連付けられた可
変リラクタンス又はホール効果センサ６６であって、二
次差動組立体３６の入力軸７０に設けられたトーンホイ
ール６８に隣接する位置に配置されるセンサを利用する
ことができる。マイクロプロセッサ５０は、センサ５
２、５４、５６、５８からの信号、及びセンサ６２又は
センサ６６の何れかからの信号を受け取り且つこれらの
信号を調整して、車両の安定性を向上させ、車両の制御
状態を保ち且つ／又は車両の滑り又はその他の異常な横
揺れ即ち首振り状態を補正し、更に、二次差動組立体３
６に対して２つの独立的な出力信号を提供するソフトウ
ェアを内蔵している。
【００２６】次に、図２を参照すると、二次差動組立体
３６の入力軸７０は、ナット７４又は同様のねじ付き締
結具により入力軸７０に固着されたフランジ７２又は同
様の構成要素を備えることができる。該フランジ７２
は、二次推進軸３２に対する自在継手３４（図１に図
示）のような接続部の一部分を形成する。入力軸７０
は、中央ハウジング７６内に受け入れられ且つ適当な油
シール７８により取り巻かれており、該油シール７８
は、ハウジング７６と、フランジ７２又は入力軸７０の
関連付けられた部分との間に流体不透過性のシールを提
供する。入力軸７０は、テーパー付きのローラ軸受組立
体８０のような一対の摩擦防止軸受により回転可能に支
持されることが好ましい。該入力軸７０は、歯車の歯８
４を有するハイポイド又はベベル歯車８２にて終わって
おり、該歯車の歯８４は、適当な締結具９６により、中
央に配置された管状の駆動部材９４のフランジ９２に固
着されたリング歯車８８における相補的な形状とした歯
車の歯８６とかみ合う。該管状の駆動部材９４は、各端
部にて、ボール軸受組立体１０２のような摩擦防止軸受
即ち転がり軸受により回転可能に支持されている。該管
状の駆動部材９４は、中空の内部１０４を画成し且つ各
端部に隣接して雌型スプライン、又は歯車の歯１０６を
有している。一対の排出部又は掬い部１０８が中央ハウ
ジング７６の内部から冷却・潤滑流体１１０を集め且つ
その流体を管状の駆動部材９４の中空の内部１０４に供
給する。
【００２７】次に、図２及び図３を参照すると、第二の
差動組立体３６は、一対のベル形ハウジング１１４Ａ、
１１４Ｂを備えており、該ベル形ハウジングは、分離線
１１６Ａ、１１６Ｂに沿って中央ハウジング７６と合わ
さり且つねじ付き締結具１１８により中央ハウジング７
６に取り付けられている。ハウジング１１４Ａ、１１４
Ｂは、鏡像配置である、即ち一対の調整クラッチ組立体
１２０Ａ、１２０Ｂのそれぞれの一方を受け入れ且つ収
容する左右の構成要素である。しかしながら、２つの調
整クラッチ組立体１２０Ａ、１２０Ｂを対向した鏡像状
に配置するために、以下に説明する２つのクラッチ組立
体１２０Ａ、１２０Ｂの構成要素は同一であり、従っ
て、図２の右側及び図３に配置された調整クラッチ組立
体１２０Ｂについてのみ詳細に説明するが、左側の調整
クラッチ組立体１２０Ａは全ての重要な点にて、右側の
調整クラッチ組立体１２０Ｂと同一であることを理解す
べきである。
【００２８】調整クラッチ組立体１２０Ａ、１２０Ｂの
各々は、環状カラー１２４に設けられた相補的な形状と
した雄型スプライン即ち歯車の歯１２２に係合する管状
の駆動部材９４の雌型スプライン即ち歯車の歯１０６に
より駆動される。該環状カラー１２４は、スリーブ軸受
１２６の上に回転自在に配置される一方、該スリーブ軸
受は、出力軸１３０Ｂに回転自在に配置されている。該
出力軸１３０Ｂは、肩部１３２に設けられたフランジを
備えており、該肩部１３２に対しては環状カラー１２４
が当接する。該環状カラー１２４は、管状の駆動部材９
４の端部に係合する半径方向フランジ１３４を有してい
る。また、該環状カラー１２４は、半径方向フランジ１
３４に隣接して配置された複数の雄型スプライン即ち歯
車の歯１３６も備えている。該雄型スプライン即ち歯車
の歯１３６は、クラッチの端部ベル形部分１４０の上に
配置された相補的な形状とした雌型スプライン即ち歯車
の歯１３８を受け入れ且つ該スプライン即ち歯車の歯に
回転可能に係合する。
【００２９】クラッチの端部ベル形部分１４０の周方向
内面は、軸方向に伸長する複数の雌型スプライン１４２
を画成し、該雌型スプラインは、第一の複数のクラッチ
板即ちディスク１４６の上に配置された相補的な形状と
した雄型スプライン１４４により係合され且つ該雄型ス
プライン１４４を回転可能に駆動する。第一の複数のク
ラッチ板即ちディスク１４６は、適当な摩擦材料及び表
面を有しており、より小径である第二の複数のクラッチ
板即ちディスク１４８と相互に配置されている。該第二
のクラッチ板即ちディスク１４８は、適当な摩擦材料及
び表面を有し且つ環状体、即ち、カラー１５６の上に配
置された相補的な形状とした雄型スプライン１５４に係
合し且つ該雄型スプライン１５４を回転可能に駆動する
雌型スプライン１５２を備えている。一方、カラー１５
６は、出力軸１３０Ｂに配置された相補的な形状とした
雄型スプライン即ち歯車の歯１６２にかみ合う雌型スプ
ライン即ち歯車の歯１５８を有している。摩擦を軽減す
る平坦な座金１６４が、クラッチの端部ベル形軸受１４
０の内面と環状体、即ち、カラー１５６との間に配置さ
れている。
【００３０】また、ディスクパッククラッチ組立体１２
０Ｂは、カラー１５６の雄型スプライン１５４にかみ合
う雌型スプライン即ち歯車の歯１７２を有する円形の力
付与板１６８を備えている。該力付与板１６８は、調整
クラッチ組立体１２０Ｂの磁性回路（磁束路）に関与し
たり、干渉したりしないように、ステンレス鋼のような
非磁性金属で出来たものであることが好ましい。このよ
うに、該力付与板１６８は、第二の複数のクラッチ板１
４８と共に回転し、該クラッチ板に対して軸方向に移動
することができる。該力付与板１６８は、ベベルばね又
はベルビルばね１７６を位置決めし且つ該ばねを受け入
れる肩部１７４を備えている。該ベルビルばね１７６
は、力付与板１６８を複数のクラッチディスク１４６、
１４８に向け且つ円形のアーマチャ１７８から離れる方
向に駆動する。該円形のアーマチャ１７８は、複数の不
連続的な湾曲したバナナ状スロット１８０と、複数の雄
型スプラインとをその円周の周りに備えており、該雄型
スプラインは、クラッチの端部ベル形部分１４０の内部
における複数の雌型スプライン１４２と相補的であり且
つ該雌型スプラインに係合する。このように、該アーマ
チャ１７８は、端部ベル形部分１４０及び第一の複数の
クラッチ板１４６と共に回転する。
【００３１】該アーマチャ１７８は、Ｕ字形の円形ロー
タ１８２に隣接する位置に配置されている。軟鉄で出来
たものであることが好ましい該ロータ１８２は、隔たっ
た一対の複数のスロット１８４を有しており、該スロッ
ト１８４は不連続的で湾曲し且つバナナ状をしており、
アーマチャ１７８のバナナ状スロット１８０と協動し
て、正弦波状の磁束路を形成し、該磁束路は、ディスク
パッククラッチ組立体１２０Ｂの機能を改良し且つその
トルク出力を増大させる。また、該ロータ１８２は、例
えば、シュリンク嵌め又は接着剤によりその円周の周り
に固着された磁束伝導材料（ｆｌｕｘ ｄｉｒｅｃｔｉ
ｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）から成る環状体１８６も備え
ている。該磁束伝導環状体１８６は、磁束を伝え且つ集
束して、ディスクパッククラッチ組立体１２０Ｂの機能
を改良し且つそのトルク出力を増大させる。この磁束伝
導環状体１８６の材料は、ミシガン州、アーバンヒルズ
のフラックストロール・マニュファクチャリング・イン
コーポレーテッド（Ｆｌｕｘｔｒｏｌ Ｍａｎｕｆａｃ
ｔｕｒｉｎｇ， Ｉｎｃ．）により製造されるフラック
ストロール（Ｆｌｕｘｔｒｏｌ）という名称の材料と同
様、又は類似するテフロン結合剤を使用する粉末金属で
あることが好ましい（テフロンは、Ｅ．Ｉ．デュポン・
デニュモアズ・コーポレーション（Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ
ＮｅｍｏｕｒｓＣｏ．）の登録商標名である）。
【００３２】ロータ１８２は、全体として、電磁コイル
１９２を保持する静止型ハウジング１８８を取り巻いて
いる。該静止型ハウジング１８８及び電磁コイル１９２
は、その１つを図３に図示する複数のねじ付きスタッド
及び締結具１９４によってベル形ハウジング１１４Ｂに
固着されている。図２に図示した導体１９６を通じて電
磁コイル１９２に電気エネルギーが選択的に提供され
る。第一の円形部材２０２が、溶接、相互係合スプライ
ン又は締まり嵌めのような任意の適当な手段によりロー
タ１８２に接続され且つ出力軸１３０Ｂの周りで同心状
に配置されている。例えば、ナイロンで出来た低摩擦の
カラー２０４が第一の円形部材２０２と出力軸１３０Ｂ
との間に介在されており、これにより、第一の円形部材
２０２及びロータ１８２は、出力軸１３０Ｂと電磁コイ
ル１９２のハウジング１８８との双方の周りで回転自在
である。該低摩擦のカラー２０４は、ディスクパックク
ラッチ組立体１２０Ｂが不作動とされたときに、円形部
材２０２と出力軸１３０Ｂとの間の摩擦を軽減し、これ
により、抗力摩耗及び熱の発生を少なくする。
【００３３】第一の円形部材２０２は、出力軸１３０Ｂ
の軸線の周りで円形のパターンに配置された複数の円周
方向に沿って湾曲して伸びる傾斜部即ち凹所２０６を備
えている。該傾斜部即ち凹所２０６は、ら旋状円環体
（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｏｒｕｓ）の傾斜部分を表す。凹
所２０６の斜面（円周方向に沿って円形部材の表面に関
して傾斜する）により形成された傾斜部に沿って転がる
荷重伝達ボール２０８又は同様の荷重伝達部材が凹所２
０６の各々の内部に配置されている。第二の円形部材２
１２は、第一の円形部材２０２と対向した関係にて配置
されており、相補的な寸法及び配置とされた同様の複数
の円周方向に沿って湾曲して伸びる凹所２１４を有して
いる。このように、荷重伝達ボール２０８は、対向する
対の凹所２０６、２１４内に受け入れられ且つ拘束され
ており、凹所の端部（円周方向における）は凹所２０
６、２１４の内側部分よりも遥かに急な勾配にて湾曲し
ており、従って、該凹所の内部に荷重伝達ボール２０８
が保持される。複数の波形座金又はベルビルばね２１６
が、第二の円形部材２１２とカラー１５６との間に配置
されており、第二の円形部材２１２は、第一の円形部材
２０２に向けて偏倚させている。
【００３４】凹所２０６、２１４及び荷重伝達ボール２
０８に代えて、円形部材２０２、２１２の間の相対的な
回転に応答して、これらの円形部材を軸方向に変位させ
る他の同様の機械的な要素を使用することが可能である
ことが理解されよう。例えば、第１及び第２の円形部材
との間に円周方向に隔てて（軸線を半径方向に整合しか
つ大径部分を半径方向外側にして）配置された複数のテ
ーパローラと、そのテーパローラを受けるように相補の
形状で両円形部材に円周方向に隔てて形成されたテーパ
付き凹所とを使用することが可能できる。
【００３５】凹所２０６、２１４、荷重伝達ボール２０
８及びばね２１６の一つの設計上の重要な考慮事項は、
その設計の幾何学的形態及びクラッチ組立体１２０Ａと
１２０Ｂとの全体的な隙間が自己係合（ｓｅｌｆ−ｅｎ
ｇａｇｉｎｇ）しないことを確実にすることである。調
整したクラッチ組立体１２０Ａ、１２０Ｂは自己係合し
てはならないが（電磁コイル１９２内に通電されていな
い状態で）、電磁コイル１９２に対する電気的入力に直
比例的に応答して、クラッチ板１４６、１４８のクラン
プ状態を調整し且つトルクを伝達し得るものでなければ
ならない。この機構の更なる詳細は、その内容を引用し
て本明細書に含めた米国特許第５，４９２，１９４号の
明細書に見ることができる。
【００３６】第二の円形部材２１２は、出力軸１３０Ｂ
の雄型スプライン即ち歯車の歯１６２と相補的であり且
つ該雄型スプライン即ち歯車の歯１６２に係合する複数
の雌型スプライン即ち歯車の歯２１８を備えている。第
一の円形部材２０２の軸方向位置は、スラスト軸受組立
体２２２により設定される。出力軸１３０Ｂを回転可能
に支持し且つ軸方向に配置するボール軸受組立体２２４
のような転がり軸受がスラスト軸受組立体２２２に隣接
する位置に配置されている。
【００３７】出力フランジ２２６が出力軸１３０Ｂに配
置され、該フランジは、相互に係合する組みのスプライ
ン即ち歯車の歯２２８により該出力軸に回転可能に接続
されている。該出力フランジ２２６は、後車軸３８に対
する自在継手又はその他の接続部の一部分を形成するこ
とができる。平坦な座金２３２がフランジ２２６の開き
端部内に受け入れられており、ナット２３４又は同様の
締結具が出力軸１３０Ｂに螺着されて、出力フランジ２
２６を強固に且つ確実に保持している。ハウジング１１
４Ｂと出力フランジ２２６との間に配置された適当な油
シール２３６がその間にて適当な流体保持シールを提供
する。
【００３８】上述したように、掬い部又は排出部１０８
は、環状の駆動部材が車両の前進動作に対応する方向に
回転するとき、該管状の駆動部材９４の中空の内部１０
４に対して冷却・潤滑流体１１０を提供する。出力軸１
３０Ｂは、部分的に中空であり、軸穴２４２を画成し、
該軸穴２４２は、管状の駆動部材９４の中空の内部１０
４と連通し且つ複数の半径方向通路２４４とも連通す
る。該複数の半径方向通路２４４は、ディスクパックク
ラッチ組立体１２０Ｂの構成要素に対して冷却・潤滑流
体１１０を提供する。
【００３９】後差動組立体３６のディスクパッククラッ
チ組立体１２０Ｂの一方の作用を簡単に説明すれば、そ
の改良点及び特徴が明らかとなる。電磁コイル１９２が
励起されないとき、出力軸１３０Ｂは入力駆動部材とし
て機能する管状の入力部材９４に対して自由に回転す
る。電磁コイル１９２への電流の流れが開始し且つ増大
するに伴い、抗力が発生し、この抗力は、ロータ１８２
の回転を遅くして、第一の円形部材２０２と第二の円形
部材２１２との間に相対的な回転を生じさせる。この相
対的な回転が生ずると、荷重伝達ボール２０８は凹所２
０６、２１４に乗り上げて、第一の円形部材２０２と第
二の円形部材２１２とを分離させ、第二の円形部材２１
２を力付与板１６８に向けて駆動する。力付与板１６８
の並進によって、複数のクラッチディスク１４６、１４
８が圧縮され、管状の駆動部材９４及びクラッチ端部ベ
ル形部分１４０からカラー１５６及び出力軸１３０Ｂま
で駆動トルクを伝達する。
【００４０】第一及び第二の円形部材２０２、２１２に
より発生された圧縮力は、力付与板１６８と、複数のク
ラッチ板１４６、１４８と、クラッチ端部ベル形部分１
４０と環状カラー１２４とを通じて、肩部１３２を貫通
する出力軸１３０Ｂに達することを理解すべきである。
このように、反力は、出力軸１３０Ｂの長さに沿って、
ナット２３４及び出力フランジ２２６を通り、ボール軸
受組立体２２４及びスラスト軸受２２２を通じて軸方向
に運ばれ、従って、第一の円形部材２０２に戻る。この
ように、フランジ即ち肩部１３２及び出力フランジ２２
６の内側端末は固定されたストッパとして機能し、該ス
トッパは、ディスクパッククラッチ組立体１２０Ｂの構
成要素を拘束し且つその作動による反力を出力軸１３０
Ｂ内に導く。ディスクパッククラッチ組立体１２０Ｂの
作用によって発生された反力は、出力軸１３０Ｂ内に効
果的に完全に拘束され、ハウジング１１４Ｂ、中央ハウ
ジング７６又はその他の構成要素を貫通しないことが理
解されよう。このように、クラッチ作動装置の反力を直
接拘束することは、ハウジング７６、１１４Ａ、１１４
Ｂの力及び撓みを少なくし、後差動組立体３６及びその
構成要素の調整制御状態及び有効寿命を向上させる。
【００４１】また、内部の反力回路を有するクラッチの
上述した好適な実施の形態は、電磁作動装置を利用する
が、液圧流体、又は空気のような加圧空気の何れかを利
用するピストン及びシリンダ装置は、全て、クラッチパ
ックを作動させ得るように容易に適用可能であり、本発
明の内部の反力経路又は回路の特徴及び有利な点を具体
化するものであることも理解すべきである。このよう
に、本発明の範囲内には、上記のような種々のクラッチ
アクチュエータの形態が含まれると考えられる。
【００４２】最後に、出力軸１３０Ｂは、反力の拘束部
材として説明したが、多ディスクパッククラッチ組立体
１２０Ｂを通って流れるトルクの流動方向は容易に逆に
することが可能であり、又は、クラッチ組立体１２０Ｂ
は、軸１３０Ｂが入力軸となるように僅かに形態を変更
することが可能であることも理解すべきである。その何
れの場合でも、軸１３０Ｂは、反力の拘束部材として機
能する。
【００４３】上記の開示は、本発明を実施するために当
該発明者が考える最良の形態である。しかしながら、駆
動ラインクラッチ構成要素の当業者には、その改変例及
び変更例を具体化する装置も明らかであるのは当然であ
る。上記の開示は、当業者が本発明を実施することを可
能にすることを目的とするものである限り、これにのみ
限定されるものと解釈されるべきではなく、上述したよ
うな明らかな変更例を含み、請求の範囲の精神及び範囲
によってのみ限定されるものであると解釈すべきであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のツインクラッチ車軸を内蔵する四輪車
両用の車両の駆動装置の線図的な概略図である。
【図２】本発明による内部の反力回路を有するクラッチ
を内蔵するツインクラッチ車軸の全体の断面図である。
【図３】本発明による内部の反力回路を有するクラッチ
の拡大断面図である。
【符号の説明】
２０ 主駆動ライン ２２ 主推進軸 ２４ 主差動装置 ３０ 二次駆動ライン ３２ 二次推進軸 ３４ 自在継手 ３６ 二次差動組立体 ３８ 二次車軸 ７０ 入力軸 ８２ ベベル歯車 ８４、８６ 歯車の歯 ８８ リング歯車 ９４ 駆動部材 ９６ 締結具 １０６ 歯車の歯 １１４Ａ、１１４Ｂ
ベル形ハウジング １１８ 締結具 １２０Ａ、１２０Ｂ
クラッチ組立体 １２２ 歯車の歯 １２４ 環状カラー １２６ スリーブ軸受 １３０Ｂ 出力軸 １３２ 肩部 １３４ 半径方向フラ
ンジ １３６、１３８ 歯車の歯 １４０ ベル形部分 １４２ 雌型スプライン １４４ 雄型スプライ
ン １４６、１４８ クラッチ板／ディスク １５２ 雌型スプライン １５４ 雄型スプライ
ン １５６ カラー １５８、１６２ 歯車
の歯 １６４ 座金 １６８ 力付与板 １７２ 歯車の歯 １７４ 肩部 １７６ ベルビルばね １７８ アーマチャ １８０、１８４ スロット １８２ 円形ロータ １８６ 磁束伝導環状体 １８８ 静止型ハウジ
ング １９２ 電磁コイル １９４ 締結具 １９６ 導体 ２０２ 第一の円形部
材 ２０４ カラー ２０６ 凹所 ２０８ 荷重伝達ボール ２１２ 第二の円形部
部材 ２１４ 凹所 ２１６ ベルビルばね ２１８ 歯車の歯 ２２２ スラスト軸受 ２２４ ボール軸受組立体 ２２６ 出力フランジ ２２８ 歯車の歯 ２３２ 座金 ２３４ ナット ２３６ 油シール ２４２ 軸穴 ２４４ 半径方向通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダン・ジェイ・ショウォルター アメリカ合衆国ミシガン州48170，プリマ ス，パインビュー・ドライブ 9320 (72)発明者 ディーン・ピー・ノーレス アメリカ合衆国ミシガン州48038，クリン トン・タウンシップ，レイクサイド・ヴィ レッジ・ドライブ 15620，アパートメン ト ナンバー201

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車の駆動ラインの構成要素に使用さ
    れるクラッチにおいて、 入力部と出力部との間に配置された調整クラッチ組立体
    （１２０Ｂ）であって、該入力部と共に回転可能に配置
    された第一の複数のクラッチディスク（１４６）と、該
    第一の複数のクラッチディスク（１４６）と相互に配置
    された第二の複数のクラッチディスク（１４８）とを備
    え、該第二の複数のクラッチディスクが、前記第一及び
    該第二の複数のクラッチディスク（１４６、１４８）を
    圧縮する前記出力部及びクラッチ作動装置と共に回転可
    能に配置された、調整クラッチ組立体（１２０Ｂ）と、 一対の隔たったストッパ（１３２、２３４）を有する反
    力部材（１３０Ｂ）とを備え、前記調整クラッチ組立体
    （１２０Ｂ）が前記対のストッパ（１３２、２３４）の
    間にて前記反力部材（１３０Ｂ）に配置され、これによ
    り、前記クラッチ作動装置の作動中に発生された反力が
    前記反力部材（１３０Ｂ）内にて拘束される、クラッ
    チ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の自動車の駆動ライン用
    クラッチにおいて、前記反力部材（１３０Ｂ）が出力軸
    を画成し、前記ストッパ（１３２、２３４）が該反力部
    材（１３０Ｂ）における肩部である、クラッチ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の自動車の駆動ライン用
    クラッチにおいて、前記ストッパ（２３４）の一方がね
    じ式の締結具（２３４）である、クラッチ。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の自動車の駆動ライン用
    クラッチにおいて、第二の出力部（１５６）と、第二の
    調整クラッチ組立体（１２０Ａ）と、第二の反力部材
    （１３０Ａ）とを備える、クラッチ。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の自動車の駆動ライン用
    クラッチにおいて、前記調整クラッチ組立体（１２０
    Ｂ）が、静止型の電磁コイル（１９２）と、該電磁コイ
    ル（１９２）を部分的に取り巻くロータ（１８２）と、
    該ロータ（１８２）に固着された磁束伝導材料のバンド
    （１８６）と、該ロータに隣接する位置に配置されたア
    ーマチャ（１７８）とを更に備える、クラッチ。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の自動車の駆動ライン用
    クラッチにおいて、前記調整クラッチ組立体（１２０
    Ｂ）が、相補的な形態とされた対向した傾斜部付き凹所
    （２０６、２１４）を画成する一対の対向した円形部材
    （２０２、２１２）を有するボール傾斜部作動装置と、
    該凹所（２０６、２１４）内に配置された転がり部材
    （２２４）とを更に備え、これにより、前記円形部材
    （２０２、２１２）の相対的な回転により前記円形部材
    （２０２、２１２）が軸方向に並進するようにした、ク
    ラッチ。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の自動車の駆動ライン用
    クラッチにおいて、前記調整クラッチ組立体（１２０
    Ｂ）が、電磁コイル（１９２）と、ロータ（１８２）
    と、低摩擦カラー（２０４）とを備え、前記円形部材
    （２０２）の一方が前記ロータ（１８２）に固着され、
    前記低摩擦カラー（２０４）が前記円形部材（２０２）
    の前記一方と前記反力部材（１３０Ｂ）との間に配置さ
    れる、クラッチ。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の自動車の駆動ライン用
    クラッチにおいて、前記調整クラッチ組立体（１２０
    Ｂ）が、前記クラッチ作動装置と前記相互に配置された
    複数のクラッチディスク（１４６、１４８）との間に作
    用可能に配置された非磁性力付与板（１６８）を更に備
    える、クラッチ。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の自動車の駆動ライン用
    クラッチにおいて、駆動トルクを受け入れる入力部材
    （７０）と、前記入力部（１２４）を駆動する出力部
    （９４）とを有するベベル歯車組み（８２、８８）を更
    に備える、クラッチ。
  10. 【請求項１０】 ツインクラッチ自動車差動装置（３
    ６）において、 入力部材（７０）と、 該入力部材（７０）により駆動され且つ出力部材（９
    ４）を駆動する歯車組み（８２、８８）と、 一対のクラッチ組立体（１２０Ａ、１２０Ｂ）であっ
    て、該クラッチ組立体（１２０Ａ、１２０Ｂ）の各々
    が、前記出力部材（９４）により駆動される入力部と、
    車軸（３８）を駆動し得るようにされた出力部と、スト
    ッパ（１３２、２３４）を有する反力部材（１３０Ａ、
    １３０Ｂ）と、前記ストッパ（１３２、２３４）の間に
    て前記反力部材（１３０Ａ、１３０Ｂ）に配置されたク
    ラッチパックであって、前記入力部と共に回転する第一
    の複数の摩擦板（１４６）及び前記出力部と共に回転し
    且つ前記第一の複数の摩擦板（１４６）と交互に配置さ
    れた第二の複数の摩擦板（１４８）を有するクラッチパ
    ックと、前記クラッチパックに対し圧縮力を加えるよう
    に、前記クラッチパックに隣接し且つ前記ストッパの間
    の位置に配置されたクラッチアクチュエータとを備え、
    これにより、クラッチの作動中に発生された反力が前記
    反力部材（１３０Ａ、１３０Ｂ）内に拘束されるように
    した、ツインクラッチ自動車差動装置。
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