JP2004197871A - 電磁式動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転ケースに対する、ダストシールのシール性とベアリングの支持性とを高く保ちながら、回転ケースを軽量な非磁性材料で作り、低コストで構成し、トルク伝達機能と車両の操縦性や走行性を安定させる。
【解決手段】収容された防護ケーシング１５の開口部１０９側で、回転ケース３をケーシング１５に支承するベアリング１７と、回転ケース３と摺動するシール部１０３，１０５を有するダストシール１９とを備え、シール部１０３，１０５と接触する回転ケース３側に、シール部１０３，１０５との摺動による摩耗を低減させる摩耗低減手段１２７を設けた。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、４輪駆動車で２輪駆動時に切り離される前輪側または後輪側のプロペラシャフト上に配置され、防護ケーシングに収容された電磁式動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の駆動力伝達装置５０１を示している（特許文献１参照）。
【０００３】
この駆動力伝達装置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、ボールカム５０９、プレッシャープレート５１１、カムリング５１３、多板式のパイロットクラッチ５１５、アーマチャ５１７、電磁石５１９などから構成されている。
【０００４】
駆動力伝達装置５０１は４輪駆動車において、２輪駆動走行時に切り離される後輪とトランスファとを連結する後輪側駆動系に配置されており、回転ケース５０３はプロペラシャフトに連結され、インナーシャフト５０５はリアデファレンシャルのドライブピニオンシャフトに連結されている。
【０００５】
電磁石５１９を励磁すると、磁束ループが形成されてアーマチャ５１７が吸引され、パイロットクラッチ５１５を押圧し締結させる。パイロットクラッチ５１５が締結されると、パイロットトルクが生じてボールカム５０９にエンジンの駆動力が掛かり、発生したカムスラスト力によってメインクラッチ５０７が押圧され、駆動力伝達装置５０１（メインクラッチ５０７）が連結されて後輪側に駆動力が伝達され、車両は４輪駆動状態になる。
【０００６】
また、電磁石５１９の励磁電流を制御すると、パイロットクラッチ５１５の滑り率に変化が生じてボールカム５０９のカムスラスト力が変わり、メインクラッチ５０７の押圧力が変化して後輪に送られる駆動力の大きさが変わるから、前後輪間の駆動力配分比を制御できる。
【０００７】
また、電磁石５１９の励磁を停止すると、パイロットクラッチ５１５が開放されてボールカム５０９のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ５０７が開放されて駆動力伝達装置５０１の連結が解除され、後輪側が切り離されて車両は２輪駆動状態になる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１５３１５７号公報（第９頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、駆動力伝達装置５０１のように、プロペラシャフトと共にシャシーの裏面に配置された動力伝達装置は、走行中に衝突する恐れのある飛石のような飛来物や段差部などから保護するために、防護ケーシング５２１に収容されており、動力伝達装置の外側ケーシング（回転ケース５０３）は、ベアリング５２３によってこの防護ケーシング５２１に支承されている。
【００１０】
また、防護ケーシング５２１の軸方向には、動力伝達装置とプロペラシャフト側とを連結するための開口部５２５が設けられており、通常この開口部５２５では、防護ケーシングと回転ケース５０３との間に、異物や塵埃などの侵入を防止するためのシール（ダストシール）が配置される。このダストシールは、防護ケーシング５２１側に固定され、回転ケース５０３と摺動するように配置される。
【００１１】
一方、電磁式動力伝達装置では、電磁石の磁束の漏洩を防止するために、また、軽量化して慣性モーメントを小さくしエンジンの燃費を向上させるために、外側ケーシング（回転ケース５０３）が非磁性材料のアルミニューム合金で軽量に作られている。
【００１２】
しかし、アルミニューム合金は比較的軟質であるから、シールとの摺動によって摩耗が生じることは避け難い。
【００１３】
回転ケース５０３が摩耗すると、生じた摩耗粉が、近接して配置されている上記のベアリング５２３に侵入してベアリング５２３を摩耗させることがあり、ベアリング５２３が摩耗するとセンターリング機能が低下し、動力伝達装置やプロペラシャフトなどに振動が発生するから、トルク伝達機能が不安定になり、車両の操縦性や安定性が低下する上に、動力伝達装置とプロペラシャフトやこれらの周辺の継ぎ手などに無理な力が掛かり、耐久性を低下させる恐れがある。
【００１４】
しかし、摩耗粉の侵入を軽減させるために、ベアリング５２３をダストシールから離して配置しても、微細な摩耗粉は振動などによって広い範囲に拡散するから、摩耗粉の侵入は防止できない。
【００１５】
また、ベアリング５２３を開口部５２５から離して配置すると、動力伝達装置の支持機能とセンターリング機能がそれだけ低下して、動力伝達装置に振動が発生する恐れがある。
【００１６】
また、動力伝達装置では、レイアウトによっては電磁石が防護ケーシング等に支持される場合があり、この場合、動力伝達装置に振動が発生すると、駆動力伝達装置５０１では、磁路の相手側部材５２７と電磁石５１９との間に設けられているエアギャップ５２９の隙間を所定の値に保つことができなくなる。
【００１７】
エアギャップ５２９が変動すると、磁束ループ（磁力）も変動し、パイロットクラッチ５１５のパイロットトルクとメインクラッチ５０７の伝達トルクが不安定になり、上記と同様に、車両の操縦性や安定性が低下し、さらに、エアギャップ５２９で、相手側部材５２７と電磁石５１９とが接触すると、双方が摩耗して、耐久性を低下させる恐れが生じる。
【００１８】
しかし、磁束の漏洩と摩耗を防止するために回転ケース５０３を、非磁性材料のオーステナイト系ステンレス鋼で作ると、加工が困難であることと、高価な材料であることによって、コストが大きく上昇する。
【００１９】
そこで、この発明は、ケーシングに収容され、シールのシール性と回転ケースに対するベアリングの支持性とを高く保ちながら、回転ケースを軽量な非磁性材料で作ることができ、低コストに構成されると共に、トルク伝達機能及び車両の操縦性や走行性を安定させる電磁式動力伝達装置の提供を目的としている。
【００２０】
【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動力伝達装置は、回転ケースを有すると共に、少なくとも軸方向一側に開口部が設けられたケーシングに収容され、前記開口部から外部に露出した電磁式動力伝達装置であって、前記開口部側で、前記回転ケースの外周面を前記ケーシングの内周面に支承するベアリングと、前記ケーシングの内周面に支持され、前記回転ケースの外周面と接触しながら摺動するシール部を有するシールとを備え、前記シールのシール部と接触する前記回転ケースの摺動部に、前記シール部との摺動による摩耗を低減させる摩耗低減手段を設けたことを特徴としている。
【００２１】
このように、請求項１の電磁式動力伝達装置では、シールのシール部と接触する回転ケースの摺動部に、摩耗低減手段を設けたことによって摩耗を低減させ、摩耗粉の量を大幅に低減させている。
【００２２】
従って、シールとベアリングとが近接して配置されていても、摩耗粉がベアリングに侵入することが実質的に防止されるから、摩耗粉の侵入や噛み込みによるベアリングの摩耗や回転ロック、ベアリングの摩耗による支持機能やセンターリング機能の低下、電磁式動力伝達装置とこれに連結されたプロペラシャフトや継ぎ手などの振動、これらに無理な力が掛かって生じる耐久性の低下などが防止される。
【００２３】
また、摩耗粉の侵入を軽減させるためにベアリングをシールから離して配置する必要がなくなるから、これに伴って、電磁式動力伝達装置の支持機能及びセンターリング機能の低下、振動の発生なども防止される。
【００２４】
また、電磁式動力伝達装置の振動が防止されると、ケーシングに支持されている電磁石と磁路の相手側部材とのエアギャップが所定の値に保たれるから、エアギャップの変動による磁力の変動、磁力の変動による電磁式動力伝達装置の性能低下が防止され、さらに、エアギャップでの電磁石と相手側部材との接触、双方の摩耗、耐久性の低下なども防止される。
【００２５】
これらの理由により、電磁式動力伝達装置のトルク伝達機能が安定し、車両の操縦性や安定性が高く保たれる。
【００２６】
また、シールとの摺動による摩耗が生じないから、例えば、アルミニューム合金のような軽量の非磁性材料で回転ケースを作ることが可能になり、電磁石の磁力ロスが防止されて電磁式動力伝達装置の性能が向上し安定すると共に、電磁式動力伝達装置が軽量化されて慣性モーメントが小さくなり、エンジン（原動機）の燃費が向上する。
【００２７】
また、アルミニューム合金でも摩耗が防止されるから、摩耗を防止するために回転ケースをオーステナイト系ステンレス鋼のような高価で加工が難しい材料で作る必要がなくなり、材料コストと加工コストの上昇が避けられる。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１に記載された電磁式動力伝達装置であって、前記摩耗低減手段が、前記シールのシール部より高い硬度を持つことにより摩耗を低減させる表面硬化部であることを特徴とし、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２９】
また、この表面硬化部を回転ケースの摺動部にだけ施せば、本発明を極めて低コストに実施できる。
【００３０】
請求項３の発明は、請求項２に記載された電磁式動力伝達装置であって、前記回転ケースが、アルミニューム合金製であり、前記表面硬化部が、前記回転ケースに施され、前記シールのシール部に対して高い耐摩耗性を有するアルマイト皮膜であることを特徴とし、請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３１】
また、請求項１で説明したように、回転ケースをアルミニューム合金で作ったことにより、電磁石の磁力ロスが防止され、電磁式動力伝達装置の性能が向上し安定すると共に、電磁式動力伝達装置が軽量化されて慣性モーメントが小さくなり、エンジンの燃費が向上する。
【００３２】
また、アルマイト処理は回転ケースの摺動部にだけ施すことが可能であるから、この構成は、極めて低コストに実施できる。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項２に記載された電磁式動力伝達装置であって、前記表面硬化部が、前記回転ケースに施され、前記シールのシール部に対して高い耐摩耗性を有するメッキ層であることを特徴とし、請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３４】
また、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）のようなメッキ層は、表面処理コストが安価である上に、極めて大きい耐摩耗性が得られる。
【００３５】
請求項５の発明は、請求項１に記載された電磁式動力伝達装置であって、前記摩耗低減手段が、前記回転ケースに装着され、前記シールのシール部に対して高い耐摩耗性を有するリングであることを特徴とし、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３６】
また、このように回転ケースと摩耗低減手段（リング）とを別体にしたことにより、リングを自由に選択して高い耐摩耗性を得ることができる上に、例え、このリングが比較的高価であっても、使用量が僅かであるから、コストに対して大きな負担を与えない。
【００３７】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載された電磁式動力伝達装置であって、前記ケーシングと前記回転ケースの一方に装着されて前記開口部を覆うと共に、前記ケーシングと前記回転ケースの他方との間にエアギャップを介してオーバーラップ部を形成するカバーが配置され、前記シールには、前記カバーと接触するシール部が設けられており、このシール部には、前記オーバーラップ部のエアギャップからの空気圧を受けて前記カバーに押圧される方向の傾斜が与えられていることを特徴とし、請求項１〜請求項５の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３８】
また、この構成では、ケーシングと回転ケース間に配置したカバーのカバー機能により、走行中に飛来し、ケーシングの開口部から侵入する小石のような障害物からシールが保護され、シール機能が保全される。
【００３９】
また、カバーと接触するシール部（リップ）をシールに設けると共に、回転ケースとの間にエアギャップを介して設けられたオーバーラップ部からの塵埃等の浸入を受けるとカバーに押圧される方向の傾斜を、このシール部に与えたことにより、塵埃がエアギャップから侵入しても、このシール部で遮断されるから、その内側のリップに対する負担が大きく軽減され、耐久性が向上する。
【００４０】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載された電磁式動力伝達装置であって、前記回転ケースを一側のトルク伝達部材とし、その内側に同軸配置された他側のトルク伝達部材と、両トルク伝達部材の間に配置されたメインクラッチと、前記トルク伝達部材の一方と中間部材との間に配置されたパイロットクラッチと、前記トルク伝達部材の他方に対して移動自在に連結されたプレッシャープレートと、アーマチャを移動操作し、前記パイロットクラッチを押圧して締結させる電磁石と、プレッシャープレートと前記中間部材との間に配置され、前記パイロットクラッチが連結されると前記両トルク伝達部材間のトルクを受けて作動し、前記プレッシャープレートを移動させて前記メインクラッチを連結させるカム機構とを備えたことを特徴とし、請求項１〜請求項６の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１によって第１実施形態の電磁式カップリング１（電磁式動力伝達装置）を説明する。
【００４２】
この電磁式カップリング１は、４輪駆動車において２輪駆動時に切り離される後輪側の動力伝達系に配置されており、図１の左方はこの車両の前方（エンジン側）に相当する。
【００４３】
電磁式カップリング１は、回転ケース３（一側のトルク伝達部材）、インナーシャフト５（他側のトルク伝達部材）、多板式のメインクラッチ７、ボールカム９（カム機構）、多板式のパイロットクラッチ１１、電磁石１３、防護ケーシング（ケーシング）１５、両側シール型のボールベアリング１７（ベアリング）、ダストシール（シール）１９、ダストカバー（カバー）２１、コントローラなどから構成されている。
【００４４】
電磁式カップリング１は、トランスファ側プロペラシャフトとリヤデフ側ドライブピニオンシャフトとの間に配置されている。
【００４５】
また、防護ケーシング１５は、リアデフキャリア前部側に設けられた開口にボルト止めされ車体側に支承されている。
【００４６】
これらの防護ケーシング１５とデフキャリアは、それぞれが鉄系合金で作られており、スタッドピンによって位置合わせをした後、上記のように、ボルトで互いに連結されている。
【００４７】
電磁式カップリング１は、防護ケーシング１５に収容されており、走行中に飛来する石などの異物や、走行中に遭遇する段差部や凸部との衝突から保護されている。
【００４８】
回転ケース３は、アルミニューム合金（非磁性体）で作られている有底の円筒部材２５、鉄系合金（磁性体）で作られているロータ２７などから構成されている。
【００４９】
ロータ２７は、円筒部材２５の後部側開口に螺着され、ナット２８のダブルナット機能によって固定されている。
【００５０】
円筒部材２５の前端は、ボールベアリング１７を介して防護ケーシング１５に支承されており、ロータ２７は、両側シール型のボールベアリング２９と電磁石１３のコア３１とを介してデフキャリアに支承されている。
【００５１】
円筒部材２５の前端はスタッドボルト３３によってコンパニオンフランジが固定されており、このコンパニオンフランジには継ぎ手のジョイントフォークが一体に形成されている。
【００５２】
円筒部材２５はこの継ぎ手を介してトランスファ側のプロペラシャフトに連結されており、エンジンの駆動力はこれらの動力伝達部材を介して円筒部材２５（回転ケース３）に伝達される。
【００５３】
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３５によって円筒部材２５に支承され、後部側をニードルベアリング３７によってロータ２７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３９，４１とボールベアリング３５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。
【００５４】
インナーシャフト５にはドライブピニオンシャフトがスプライン連結されており、インナーシャフト５の回転はリヤデフに伝達される。
【００５５】
回転ケース３の円筒部材２５とロータ２７との間にはＯリング４３が配置されている。また、ロータ２７とインナーシャフト５との間には、ニードルベアリング３７の後方に、断面がＸ字状のシールであるＸリング４５が配置されている。これらのＯリング４３とＸリング４５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。
【００５６】
密封された回転ケース３には、円筒部材２５に設けられたオイル孔４７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４７はチェックボール４９を圧入してシールされている。また、円筒部材２５には、オイル孔４７と対応した位置に、オイル流路になる空間５１が設けられている。
【００５７】
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５３は回転ケース３（円筒部材２５）の内周に形成されたスプライン部５５に連結され、インナープレート５７はインナーシャフト５の外周に形成されたスプライン部５９に連結されている。
【００５８】
ボールカム９は、プレッシャープレート６１とカムリング６３（中間部材）との間に配置されている。
【００５９】
プレッシャープレート６１は、内周をインナーシャフト５のスプライン部５９に連結されており、下記のように、ボールカム９のカムスラスト力によってメインクラッチ７を回転ケース３との間で押圧し、締結させる。
【００６０】
カムリング６３は、インナーシャフト５の外周に相対回転自在に配置されており、カムリング６３とロータ２７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６５とワッシャ６７が配置されている。
【００６１】
パイロットクラッチ１１は、回転ケース３とカムリング６３との間に配置されており、そのアウタープレート６９は回転ケース３のスプライン部５５に連結され、インナープレート７１はカムリング６３の外周に形成されたスプライン部７３に連結されている。
【００６２】
パイロットクラッチ１１とプレッシャープレート６１との間には、アーマチャ７５が配置され、外周を回転ケース３のスプライン部５５に連結して軸方向移動自在に配置されている。
【００６３】
電磁石１３のコア３１は、デフキャリアに形成された円筒孔に支持されており、上記のように、ボールベアリング２９を介してロータ２７を支承している。また、コア３１はロータ２７に形成された凹部７７に所定間隔のエアギャプを介して貫入しており、スナップリング７９，８１とボールベアリング２９とを介しロータ２７との間で軸方向に位置決めされている。
【００６４】
また、コア３１は、連結部材を介して防護ケーシング１５に回り止めされている。
【００６５】
電磁石１３のリード線は上記の連結部材にクリップされ、グロメットを通して防護ケーシング１５の外部に引き出され、コントローラを介して車載のバッテリに接続されている。
【００６６】
コア３１とロータ２７とパイロットクラッチ１１とアーマチャ７５とによって電磁石１３の磁路が構成されている。
【００６７】
ロータ２７は非磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼のリング８３によって径方向の外側と内側に分断されている。また、パイロットクラッチ１１の各プレート６９，７１には、リング８３と対応する径方向位置に、周方向等間隔に設けられた切り欠き８５と、これらの切り欠き８５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８３と切り欠き８５とによって、磁路上での磁束の短絡が防止されている。
【００６８】
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。
【００６９】
電磁石１３が励磁されると、磁路に磁束ループ８７が発生してアーマチャ７５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。
【００７０】
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６３とを介してボールカム９に、パイロットトルクの大きさに応じて、エンジンの駆動力が掛かり、発生したカムスラスト力によりプレッシャープレート６１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。
【００７１】
また、上記のように回転ケース３の円筒部材２５が非磁性体のアルミニューム合金で作られており、磁束ループ８７から円筒部材２５側に磁束が漏洩することが防止され、アーマチャ７５に磁束が効率良く導かれるから、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（伝達トルク）が得られる。
【００７２】
電磁式カップリング１が連結されると、エンジンの駆動力はインナーシャフト５からドライブピニオンシャフトを介してリヤデフに伝達され、リヤデフから左右の後輪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。
【００７３】
このとき、コントローラにより電磁石１３の励磁電流を調整し磁力を制御すると、パイロットクラッチ１１の滑り率が変化してパイロットトルクが変わり、ボールカム９のカムスラスト力が変化し、メインクラッチ７の連結力（電磁式カップリング１を介して後輪側に送られる伝達トルクの大きさ）を調整することができる。
【００７４】
このような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。
【００７５】
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。
【００７６】
電磁式カップリング１の連結が解除されると、インナーシャフト５から後輪までが切り離されて、車両は前輪駆動の２輪駆動状態になり、エンジンの燃費が向上する。
【００７７】
中空のインナーシャフト５は壁部８９によって前後に区画され、オイルの封入量を増大させる容量増大空間部９１が形成されている。この容量増大空間部９１には、回転ケース３内部の他の部分と同様に、注入されたオイルと空気が収容されている。
【００７８】
電磁式カップリング１（インナーシャフト５）が回転すると、容量増大空間部９１のオイルは遠心力によってボールベアリング３５と、インナーシャフト５の複数箇所に設けられた径方向流路を通り、ベアリング３５、メインクラッチ７、ボールカム９、パイロットクラッチ１１、スラストベアリング６５、ワッシャ６７などを潤滑・冷却する。
【００７９】
また、メインクラッチ７の各インナープレート５７にはオイル孔９３が設けられており、ボールカム９、パイロットクラッチ１１、ベアリング６５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。
【００８０】
また、プレッシャープレート６１には貫通孔９５が形成されている。この貫通孔９５は、オイルによるプレッシャープレート６１の移動抵抗を軽減してメインクラッチ７の操作レスポンスを向上させると共に、オイルの流路になり、ボールカム９、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。
【００８１】
図２に拡大して示したように、ダストシール１９は、シール部９７と、シール部９７と一体の外周部９９と、くの字型断面の保持部材１０１から構成されており、シール部９７には内周側のリップ１０３，１０５と前方のリップ１０７が設けられている。
【００８２】
ダストシール１９は、防護ケーシング１５の前端に設けられた開口部１０９の内周に、保持部材１０１により外周部９９を接触させて装着されており、内周側のリップ１０３，１０５は回転ケース３外周の摺動部１１１と接触し、シール部を形成している。なお、この摺動部１１１はボールベアリング１７のインナーレース１１３（内輪）の内径（軸受内径）より小径に形成されている。
【００８３】
ダストカバー２１は鉄系合金製であり、径方向部１１５と、その外周側と内周側にそれぞれ設けられた軸方向部１１７，１１９からなり、内周側の軸方向部１１９により、回転ケース３の前端に設けられた小径部１２１の外周に圧入されている。なお、この小径部１２１は摺動部１１１より小径に形成されている。
【００８４】
また、外周側の軸方向部１１７と防護ケーシング１５の前端部とは、互いの径方向の投影が重なるオーバーラップ部１２３を形成しており、このオーバーラップ部１２３では、軸方向部１１７と防護ケーシング１５との間にエアギャップ１２５が形成されている。
【００８５】
また、ダストカバー２１を回転ケース３に取り付けると、ダストシール１９の前方のリップ１０７は、ダストカバー２１の径方向部１１５と接触してシール部を形成する。
【００８６】
ダストシール１９のリップ１０７とリップ１０３，１０５には、エアギャップ１２５から入る塵埃等の浸入物がリップ１０７に当接した際に、（図２の各矢印）、ダストカバー２１の径方向部１１５とリップ１０７との接触部の押圧力が増強されてシール機能が向上する。
【００８７】
また、ダストシール１９のリップ１０３，１０５と摺動する回転ケース３の摺動部１１１には、ダストシール１９の各リップ１０３，１０５より硬度の高いアルマイト皮膜１２７（表面硬化部：摩耗低減手段）が形成されており、電磁式カップリング１（回転ケース３）の回転に伴って、摺動部１１１と静止側のリップ１０３，１０５とが摺動することによる摩耗を低減させ、摩耗粉の発生を大幅に低減させている。
【００８８】
なお、上記のように回転ケース３の摺動部１１１がボールベアリング１７（インナーレース１１３）の内径より小径であり、回転ケース３の小径部１２１が摺動部１１１より小径であるから、ボールベアリング１７を介して回転ケース３を防護ケーシング１５に組み付けた後、ダストシール１９を防護ケーシング１５に取り付けてリップ１０３，１０５をアルマイト皮膜１２７に接触させ、さらに、ダストカバー２１を回転ケース３の小径部１２１に圧力してリップ１０７に接触させる。
【００８９】
また、エアギャップ１２５にはシール機能があり、このエアギャップ１２５とダストカバー２１とダストシール１９とによって、防護ケーシング１５の開口部１０９から、塵や水分のような異物が侵入することが防止される。
【００９０】
このように、摩耗粉の発生と、水や塵などの侵入が防止されるから、ボールベアリング１７で、塵の噛み込み、摩耗、水分の凍結、錆の発生、回転ロックなどが防止される。
【００９１】
また、同じ理由により、電磁石１３のコア３１とロータ２７とのエアギャップに水や塵などが侵入することが防止され、塵の噛み込み、水分の凍結、錆の発生などによるロータ２７（回転ケース３）のロックが防止される。
【００９２】
また、防護ケーシング１５の外周には、多数の冷却フィン１２９が設けられており、防護ケーシング１５の内側の空間と、この空間に配置された電磁式カップリング１の冷却効果を高めている。
【００９３】
こうして、電磁式カップリング１が構成されている。
【００９４】
電磁式カップリング１では、上記のように、ダストシール１９のリップ１０３，１０５と摺動する回転ケース３の摺動部１１１に、リップ１０３，１０５より硬度の高いアルマイト皮膜１２７を設けたことによって摩耗を低減させ、摩耗粉の量を大幅に低減させている。
【００９５】
従って、ボールベアリング１７がダストシール１９に近接配置されていても、摩耗粉がボールベアリング１７に侵入することが実質的に防止され、摩耗粉の噛み込みによるボールベアリング１７の摩耗や回転ロックが避けられるから、ボールベアリング１７の摩耗による電磁式カップリング１（回転ケース３）の支持機能とセンターリング機能の低下、電磁式カップリング１とプロペラシャフトや継ぎ手などに発生する振動、これらに無理な力が掛かって生じる耐久性の低下などが防止される。
【００９６】
また、摩耗粉の侵入を低減させるためにボールベアリング１７をダストシール１９から離して配置する必要がなくなり、これに伴って、ボールベアリング１７による電磁式カップリング１の支持機能とセンターリング機能の低下、振動の発生なども防止される。
【００９７】
また、電磁式カップリング１の振動が防止されると、デフキャリアに支持されている電磁石１３とロータ２７間のエアギャップが所定の値に保たれるから、エアギャップの変動による磁力の変動、磁力の変動による電磁式カップリング１の性能低下が防止され、さらに、エアギャップでのロータ２７と電磁石１３との接触による双方の摩耗、耐久性の低下なども防止される。
【００９８】
これらの理由により、電磁式カップリング１のトルク伝達機能が安定し、車両の操縦性や安定性が高く保たれる。
【００９９】
また、ダストシール１９（リップ１０３，１０５）との摺動による摩耗から解放されて、上記のように、回転ケース３を軽量で非磁性のアルミニューム合金で作ることができるから、電磁式カップリング１は、電磁石１３の磁力ロスが防止されて性能が向上し、安定すると共に、軽量化されて慣性モーメントが小さくなり、エンジンの燃費が向上する。
【０１００】
また、このようにアルミニューム合金でも摩耗が防止されるから、摩耗を防止するために回転ケース３をオーステナイト系ステンレス鋼のような高価で加工が難しい材料で作る必要がなくなり、これに伴う材料コストと加工コストの上昇が避けられる。
【０１０１】
また、アルマイト皮膜１２７は回転ケース３の狭い必要範囲である摺動部１１１だけに施すことができるから、必要な表面処理コストが極めて安価に抑えられる。
【０１０２】
また、防護ケーシング１５の開口部１０９に配置したダストカバー２１のカバー機能により、走行中に飛来する小石のような障害物からダストシール１９が保護され、シール機能が保全される。
【０１０３】
また、ダストカバー２１と接触するリップ１０７をダストシール１９に設けると共に、回転ケース３との間に形成されたエアギャップ１２５からの空気圧を受けると、このリップ１０７がダストカバー１９に押圧されてシール性が強化され、外気と共に侵入した塵埃などがこのリップ１０７で遮断されるから、内側のリップ１０３，１０５に対する負担が大きく軽減され、耐久性が向上する。
【０１０４】
なお、請求項４の発明のように、回転ケース３の摺動部１１１に、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）のようなメッキ層（表面硬化部：摩耗低減手段）を設けてもよい。
【０１０５】
これらのメッキ層は、表面処理コストが安価である上に、極めて大きい耐摩耗性が得られる。
【０１０６】
さらに、摩耗粉の発生と、水や塵などの侵入が防止されるから、両側シール型のボールベアリング１７の代わりにノンシール型のベアリングを用いることも可能であり、コストをそれだけ低減することができる。
【０１０７】
［第２実施形態］
図３によって本発明の第２実施形態である電磁式カップリング２０１（電磁式動力伝達装置）の説明をする。
【０１０８】
電磁式カップリング２０１は、第１実施形態の電磁式カップリング１を用いた４輪駆動車において、電磁式カップリング１と置き換えて用いられている。また、図３の左方はこの車両の前方（エンジン側）に相当し、符号のない部材等は図示されていない。
【０１０９】
以下、電磁式カップリング１と同機能の部材に同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。
【０１１０】
電磁式カップリング２０１では、ダストシール１９のリップ１０３，１０５と対向する回転ケース３の外周に小径部２０３が設けられており、この小径部２０３には、ダストシール１９の各リップ１０３，１０５より硬度の高い炭素鋼のリング２０５（摩耗低減手段）が圧入され、段差部２０７で軸方向に位置決めされている。
【０１１１】
リング２０５を配置したことにより、電磁式カップリング２０１（回転ケース３）の回転に伴って静止側のリップ１０３，１０５と回転ケース３側とが摺動することによる摩耗を低減させ、摩耗粉の発生を大幅に低減させている。
【０１１２】
また、回転ケース３の小径部２０３は、ボールベアリング１７（インナーレース１１３）の内径より小径であり、小径部１２１は小径部２０３よりさらに小径である。
【０１１３】
従って、回転ケース３の小径部２０３にリング２０５を圧力した後、ボールベアリング１７を介して回転ケース３を防護ケーシング１５に組み付け、ダストシール１９を防護ケーシング１５に取り付けてリップ１０３，１０５をリング２０５の外周に接触させ、さらに、ダストカバー２１を回転ケース３の小径部１２１に圧入してリップ１０７に接触させる。
【０１１４】
こうして、電磁式カップリング２０１が構成されている。
【０１１５】
電磁式カップリング２０１では、上記のように、ダストシール１９のリップ１０３，１０５と摺動する回転ケース３に、リップ１０３，１０５より硬度の高いリング２０５を配置したことによって摩耗を低減させ、摩耗粉の量を大幅に低減させている。
【０１１６】
従って、電磁式カップリング２０１は、摩耗低減手段がアルマイト皮膜１２７やメッキ層である効果を除いて、電磁式カップリング１と同等の効果が得られる。
【０１１７】
また、回転ケース３とリング２０５（摩耗低減手段）とを別体にしたことにより、リング２０５の材料を自由に選択して高い耐摩耗性を得ることができる上に、例え、このリング２０５が比較的高価であっても、使用量が僅かであるから、コストに対して大きな負担を与えない。
【０１１８】
なお、本発明の電磁式動力伝達装置は、デファレンシャル装置の差動回転部材の間に配置すれば、差動制限機構に用いることもできる。
【０１１９】
【発明の効果】
請求項１の電磁式動力伝達装置は、シールのシール部と摺動する回転ケース側に摩耗低減手段を設けて摩耗を低減させ、摩耗粉の量を大幅に低減させている。
【０１２０】
従って、シールとベアリングとを近接配置しても、摩耗粉の侵入や噛み込みによるベアリングの摩耗や回転ロック、ベアリングの支持機能やセンターリング機能の低下、電磁式動力伝達装置及び連結されたプロペラシャフトなどの振動、無理な力が掛かることによる耐久性の低下などが防止される。
【０１２１】
また、ベアリングをシールから離して配置する必要がなくなり、これに伴って、電磁式動力伝達装置の支持機能とセンターリング機能の低下、振動の発生などが防止される。
【０１２２】
また、電磁式動力伝達装置の振動が防止され、ケーシング側の電磁石と磁路の相手側部材とのエアギャップが所定の値に保たれるから、エアギャップの変動による磁力の変動と、電磁式動力伝達装置の性能低下が防止され、さらに、エアギャップでの電磁石と相手側部材との接触、双方の摩耗、耐久性の低下なども防止される。
【０１２３】
これらの理由により、電磁式動力伝達装置のトルク伝達機能が安定し、車両の操縦性や安定性が高く保たれる。
【０１２４】
また、シールとの摺動による摩耗が生じないから、アルミニューム合金のような軽量の非磁性材料で回転ケースを作ることが可能になり、電磁石の磁力ロスが防止されて電磁式動力伝達装置の性能が向上し安定すると共に、電磁式動力伝達装置が軽量化されて慣性モーメントが小さくなり、エンジンの燃費が向上する。
【０１２５】
また、アルミニューム合金でも摩耗が防止されるから、摩耗を防止するために回転ケースをオーステナイト系ステンレス鋼で作る必要がなくなり、これに伴う材料コストと加工コストの上昇が避けられる。
【０１２６】
請求項２の電磁式動力伝達装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１２７】
また、表面硬化部を回転ケースの摺動部にだけ施せば、本発明を極めて低コストに実施できる。
【０１２８】
請求項３の電磁式動力伝達装置は、請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１２９】
また、アルマイト処理は回転ケースの摺動部にだけ施すことが可能であり、極めて低コストに実施できる。
【０１３０】
請求項４の電磁式動力伝達装置は、請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１３１】
また、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）のようなメッキ層は、表面処理コストが安価である上に、極めて大きい耐摩耗性が得られる。
【０１３２】
請求項５の電磁式動力伝達装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１３３】
また、回転ケースと摩耗低減手段（リング）とを別体にしたことにより、リングを自由に選択して高い耐摩耗性を得ることができる上に、例え、このリングが比較的高価であっても、使用量が僅かであるから、コストに対して大きな負担を与えない。
【０１３４】
請求項６の電磁式動力伝達装置は、請求項１〜請求項５の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１３５】
また、ケーシングの開口部に配置したカバーにより、走行中に飛来する小石のような障害物からシールが保護され、シール機能が保全される。
【０１３６】
また、カバーと回転ケースとの間に形成されたエアギャップからの空気圧を受けると、シール部がカバーに押圧されてシール性が強化され、外気と共に侵入した塵埃などが遮断されるから、シールは負担が大きく軽減され、耐久性が向上する。
【０１３７】
請求項７の電磁式動力伝達装置は、請求項１〜請求項６の構成と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】第２実施形態の断面図である。
【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（電磁式動力伝達装置）
３ 回転ケース（一側のトルク伝達部材）
５ インナーシャフト（他側のトルク伝達部材）
７ メインクラッチ
９ ボールカム（カム機構）
１１ パイロットクラッチ
１３ 電磁石
１５ 防護ケーシング（ケーシング）
１７ 両側シール型のボールベアリング（ベアリング）
１９ ダストシール（シール）
２１ ダストカバー（カバー）
６１ プレッシャープレート
６３ カムリング（中間部材）
１０３，１０５ リップ（ダストシール１９のシール部）
１０７ リップ（ダストカバー２１と接触するダストシール１９のシール部）
１０９ 防護ケーシング１５の開口部
１１１ 回転ケース３の摺動部
１２３ オーバーラップ部
１２５ エアギャップ
１２７ アルマイト皮膜（表面硬化部：摩耗低減手段）
２０１ 電磁式カップリング（電磁式動力伝達装置）
２０５ リング（摩耗低減手段）

Claims (7)

1. 回転ケースを有すると共に、少なくとも軸方向一側に開口部が設けられたケーシングに収容され、前記開口部から外部に露出した電磁式動力伝達装置であって、
   前記開口部側で、前記回転ケースの外周面を前記ケーシングの内周面に支承するベアリングと、
   前記ケーシングの内周面に支持され、前記回転ケースの外周面と接触しながら摺動するシール部を有するシールとを備え、
   前記シールのシール部と接触する前記回転ケースの摺動部に、前記シール部との摺動による摩耗を低減させる摩耗低減手段を設けたことを特徴とする電磁式動力伝達装置。
2. 請求項１に記載された発明であって、
   前記摩耗低減手段が、前記シールのシール部より高い硬度を持つことにより摩耗を低減させる表面硬化部であることを特徴とする電磁式動力伝達装置。
3. 請求項２に記載された発明であって、
   前記回転ケースが、アルミニューム合金製であり、
   前記表面硬化部が、前記回転ケースに施され、前記シールのシール部に対して高い耐摩耗性を有するアルマイト皮膜であることを特徴とする電磁式動力伝達装置。
4. 請求項２に記載された発明であって、
   前記表面硬化部が、前記回転ケースに施され、前記シールのシール部に対して高い耐摩耗性を有するメッキ層であることを特徴とする電磁式動力伝達装置。
5. 請求項１に記載された発明であって、
   前記摩耗低減手段が、前記回転ケースに装着され、前記シールのシール部に対して高い耐摩耗性を有するリングであることを特徴とする電磁式動力伝達装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載された発明であって、
   前記ケーシングと前記回転ケースの一方に装着されて前記開口部を覆うと共に、前記ケーシングと前記回転ケースの他方との間にエアギャップを介してオーバーラップ部を形成するカバーが配置され、
   前記シールには、前記カバーに所定の押圧力を保持して接触するシール部が設けられており、
   このシール部を、前記オーバーラップ部のエアギャップからの浸入物の浸入方向と前記所定の押圧力の押圧方向を略一致させる様設けたことを特徴とする電磁式動力伝達装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載された発明であって、
   前記回転ケースを一側のトルク伝達部材とし、
   その内側に同軸配置された他側のトルク伝達部材と、
   両トルク伝達部材の間に配置されたメインクラッチと、
   前記トルク伝達部材の一方と中間部材との間に配置されたパイロットクラッチと、
   前記トルク伝達部材の他方に対して移動自在に連結されたプレッシャープレートと、
   アーマチャを移動操作し、前記パイロットクラッチを押圧して締結させる電磁石と、
   プレッシャープレートと前記中間部材との間に配置され、前記パイロットクラッチが連結されると前記両トルク伝達部材間のトルクを受けて作動し、前記プレッシャープレートを移動させて前記メインクラッチを連結させるカム機構とを備えたことを特徴とする電磁式動力伝達装置。

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