JPH04203627A

JPH04203627A - クラッチ装置

Info

Publication number: JPH04203627A
Application number: JP2336467A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Masuyama; 増山　昭浩
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-24
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JP2992336B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明はクラッチ装置に関する。

（従来の技術）Ｕ、Ｓ、Ｐ、４４１２４５９号登録証に記載のｒｃＯＮ
ＴＲＯＬＬＥＤ　　ＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬＪかある
。これは油圧アクチュエータにより差動制限用の多板ク
ラッチを操作するデファレンシャル装置である。この装
置は差動制限力を専ら油圧アクチュエータの押圧力に頼
るから、油圧系と大きな油圧源が必要である。

又、Ｕ、Ｓ、Ｐ、４７１８３０３号登録証に記載のｒＦ
ＯＵＲＷＨＥＥＬ　　ＤＲＩＶＥ　　ＴＲＡＮＳＦＥＲ
ＣＡＳＥ　　ＷＩＴＨＣＬＵＴＣＨＭＥＣＨＡＮＩＳＭ
Ｊがある。これは、電磁クラッチを連結状態にすると伝
達トルクがカムに掛りカム力がこのクラッチを介して多
板クラッチを押圧して差動制限を行うデファレンシャル
装置を有するトランスファ・ケースである。このように
、カム力により差動制限が行われるから上の従来例のよ
うに大きな油圧源（操作力源）などは不要であるが、上
記のようにカム力か電磁クラッチを介して多板クラッチ
に作用するから、カム力の影響により電磁クラッチの締
結力（滑り）の制御が難しく、従って、多板クラッチの
締結力（差動制限力）の制御か難しい。

第８図に示したデファレンシャル装置は、パイロットク
ラッチ３０１が締結されるとカム３０３に伝達トルクが
掛ってカム力が発生し、このカム力はプラネタリ−ギヤ
式差動機構３０５のキャリヤ３０７を介してメインクラ
ッチ３０９に押圧して締結させ、差動機構３０５の差動
制限を行うように構成されている。

ところが、キャリヤ３０７のハブ３１１は車軸にスプラ
イン連結されているから駆動トルクが掛っているときは
軸方向の移動抵抗が大きく、これに加えてキャリヤ３０
７と共にピニオンギヤ３１３も移動する。従って、操作
レスポンスが悪い。

（発明が解決しようとする課題）そこで、この発明は、大きな操作力源が不要であると共
に、クラッチトルクの正確な制御が可能であり、操作レ
スポンスのよいクラッチ装置の提供を目的とする。

［発明の構成〕（課題を解決するだめの手段）この発明のクラッチ装置は、メインクラッチ及びパイロ
ットクラッチと、メインクラッチの一側部材に軸方向移
動自在に連結された押圧部材と、パイロットクラッチが
連結されるとこのクラッチと押圧部材との間で伝達トル
クを受けて押圧部材を介しカム力によりメインクラッチ
を締結するカムとを備えたことを特徴とする。

（作用）メインクラッチは伝達トルクを受けて作動するカムのカ
ム力により締結されるから、メインクラッチを操作する
ための操作力源と操作系は不要である。

又、カム力はパイロットクラッチを介さずにメインクラ
ッチに作用するから、パイロットクラッチの締結力の正
確な制御が可能であり、従ってメインクラッチのトルク
調節が可能である。

押圧部材はメインクラッチの一側部材と軸方向移動自在
に連結されているから、カム力の伝達が円滑であり、操
作レスポンスが良い。

（実施例）第１図と第２図とにより第１実施例の説明をする。第１
図はこの実施例のクラッチ装置を示し、第２図はこのク
ラッチ装置を用いた四輪駆動（４ＷＤ）車の動力系を示
す。第１図の右方はこの車両の前方（第２図の上方）に
相当する。

先ず、第２図によりこの動力系の構成を説明する。

この動力系は、エンジン１、トランスミッション３、フ
ロントデフ５（前輪側のデファレンシャル装置）、前車
軸７，９、左右の前輪１１．１３、トランスファ１５、
プロペラシャフト１７、この実施例のクラッチ装置１９
、リヤデフ２１（後輪側のデファレンシャル装置）、後
車軸２３．２５、左右の後輪２７．２９などから構成さ
れている。

次に、クラッチ装置１９の説明をする。

連結軸３１はリヤデフ２１を収納するデフキャリヤ３３
の前端部を貫通し、ベアリング３５によりキャリヤ３３
に支承されると共に、スプライン部３７によりプロペラ
シャフト１７側に連結されている。プロペラシャフト１
７はトランスファ１５からフロントデフ５のデフケース
３９を介してエンジン１側に連結されている。こうして
、連結軸３１はエンジン１からの駆動力により回転駆動
される。

連結軸３１の後端にはクラッチドラム４１がそのフラン
ジ部４３で一体に固定されている。ドラム４１の内側に
はハブ４５（−側部材）が配置され、軸支部４７とベア
リング４９とによりドラム４１に支承されている。

ハブ４５のボス部５１にはドライブピニオンシャフト５
３がスプライン連結されている。シャフト５３はベアリ
ング５５．５５によりキャリヤ３３に支承され、その後
端にはリヤデフ２１のリングギヤ５７と噛合ったドライ
ブピニオンギヤ５９が一体に形成されている。

クラッチドラム４１とハブ４５との間にはこれらを連結
する多板式のメインクラッチ６１か配置されており、そ
の前側では押圧部材６３がハブ４５に軸方向移動自在に
スプライン連結されている。

押圧部材６３の前側にはカムリング６５が配置され、こ
れらの間には、第１図（ｂ）に示すように、ボール６７
を介してカム６つが形成されている。

カムリング６５とクラッチドラム４１との間にはこれら
を連結する多板式のパイロットクラッチ７１が配置され
ている。

クラッチ７１の後側にはアーマチャ７３が配置されてい
る。ドラム４１のフランジ部４３の前方にはリング状の
電磁石７５が配置されている。電磁石７５はボルト７７
によりキャリヤ３３の内側に固定されている。フランジ
部４３には電磁石７５の磁力の短絡を防ぎアーマチャ７
３へ導くために非磁性のリング７９が埋め込まれている
。

電磁石７５がアーマチャ７３を吸引するとパイロットク
ラッチ７１が押圧されて締結し、カムリング６５はクラ
ッチ７１を介してドラム４１に連結され、連結軸３１側
（前輪側）とドライブピニオンシャフト５３（後輪側）
とはクラッチ７１、カム６９、押圧部材６３、ハブ４５
を介して、クラッチ７１の締結力に応じた強さで連結さ
れる。

パイロットクラッチ７１が締結されるとエンジン１の駆
動力がカム６９に作用してスラスト力８１．８３　（カ
ム力）が生じ、後方向のスラスト力８１により押圧部材
６３が軸方向移動してメインクラッチ６１を締結し、パ
イロットクラッチ７１による前輪側と後輪側の連結力が
強化される。前方向のスラスト力８３はベアリング８５
、ワッシャ８７を介してクラッチドラム４１に入力し、
スラスト力８１により相殺される。

このように、カム力はパイロットクラッチ７１に作用し
ないから、締結力（滑り）の正確な制御が可能であり、
カム力調整によるメインクラッチ６１の締結力調節か可
能である。従って、各クラッチ６１．７１による連結力
を正確に制御することができる。又、メインクランチロ
１をカム力で操作するから、従来例のような強力な操作
力源と操作系とが不要であり、低コストである。更に、
押圧部材６３をハブ４５（トルク伝達部材）と別体にし
ハブ４５と軸方向間（抑圧方向）移動自在に連結させた
から、移動が円滑であり操作レスポンスが良い。

電磁石７５による上記のようなりラッチトルク制御は運
転席から手動操作可能か、あるいは路面条件や車両の操
舵条件などに応して自動操作可能に構成されている。

こうして、クラッチ装置１９が構成されている。

次に、クラッチ装置１９の機能を第２図の車両の動力性
能に即して説明する。

エンジン１の駆動力はトランスミッション３がらフロン
トデフ５を介して前輪１１．１３に分配されると共に、
トランスファ１５を介してプロペラシャフト°１７を回
転させる。

このとき、クラッチ装置１９を開放すると後輪２７．２
９側は切離され、車両は前輪駆動車の特性が得られると
共に、燃費が向上する。

クラッチ装置１９を連結すると、後輪側が連結され送ら
れた駆動力はリヤデフ２１を介して後輪２７．２９に分
配され車両は４ＷＤ状態になる。

従って、悪路などで前輪側が空転状態になっても後輪側
の駆動力により走破性が保たれる。

又、クラッチ装置１９の連結力が大きい程、前後輪間の
差動制限力が大きく、車両の直進安定性が向上する。

パイロットクラッチ７１を開放するが滑りを適度に調整
して前後輪間の差動を許容すると、円滑な旋回が行える
と共に、タイトコーナーブレーキング現象が防止される
。

クラッチ装置１９のレスポンスの良さにより、上記各操
作のレスポンスが向上し、操安性が高まる。

次に、第３図ないし第５図により第２実施例の説明をす
る。第３図はこの実施例を用いたデファレンシャル装置
を示し、第５図はこのデファレンシャル装置を用いた車
両の動力系を示す。以下、第３図の左右の方向はこの車
両の左右の方向であり、第３図の上方はこの車両の前方
（第５図の上方）に相当する。

先ず、第５図によりこの動力系の構成を説明する。

この動力系は、エンジン８９、トランスミッション９１
、左右の前輪９７，９９、プロペラシャフト１０１、リ
ヤデフ１０３（後輪側に配置された第３図のデファレン
シャル装置）、後車軸１０５．１０７、左右の後輪１０
９，１１１などがら構成されている。

次に、リヤデフ１０３の説明をする。

リヤデフ１０３のデフケース１１３はデフキャリヤ１１
５内に回転自在に支承されている。デフケース１１３に
はリングギヤ１１７か固定されており、ギヤ１１７はド
ライブピニオンギヤ１１９と噛合っている。ギヤ１１９
は、ドライブピニオンシャフト１２１の後端に一体形成
され、シャフト１２１はプロペラシャフト１０１側に連
結されている。こうして、デフケース１１３はエンジン
８９からの駆動力により回転駆動される。

第３図（ａ）に示すように、デフケース１１３の内部に
は同軸上左右に一対のボス１２３，１２５がワッシャ１
２７を介して相対回転自在に配置されている。ボス１２
３，１２５にはそれぞれ後車軸１０５．１０７がスプラ
イン連結されている。

デフケース１１３の内部にはプラネタリ−ギヤ型の差動
機構１２９が配置されている。差動機構１２９はインタ
ーナルギヤ１３１、これと噛合う外側のピニオンギヤ１
３３（第４図）、これと噛合う内側のピニオンギヤ１３
５、これと噛合うサンギヤ１３７を備えている。インタ
ーナルギヤ１３１はデフケース１１３に形成され、各ピ
ニオンギヤ１３３，１３５はそれぞれビニオンシャフト
１３９．１４１上に回転自在に支承されている。

各シャフト１３９，１４１は左と右のキャリヤ１４３．
１４５　（−側の部材）にカシメられている。

右□のキャリヤ１４５は右のボス１２５のフランジ部を
なしている。サンギヤ１３７は左のボス１２３に形成さ
れている。各ピニオンギヤ１３３，１３５とキャリヤ１
４３，１４５の間にはワッシャ１４７．１４７が配置さ
れている。

こうして、差動機構１２９が構成されており、デフケー
ス１１３（インターナルギヤ１３１）の回転はピニオン
ギヤ１３３，１３５を介してサンギヤ１３７（ボス１２
３）とキャリヤ１４５（ボス１２５）とに分配され、左
右の後輪１０９，１１１に伝達される。

差動機構１２９の左側には左のボス１２３と左のキャリ
ヤ１４３のボス部１４９とを連結する多板式のメインク
ラッチ１５１が配置されている。

キャリヤ１４３とクラッチ１５１の間にはスペーサ１５
３が配置されている。

クラッチ１５１とデフケース１１３の左側壁１５５との
間にはワッシャ１５７が配置されており、ワッシャ１５
７は外周部の爪１５９を左側壁１５５の係合孔１６１に
折り込んで廻り止めされている。

キャリヤ１４５の右側には押圧部材１６３が配置されて
いる。第４図に示すように、押圧部材１６３は左右のキ
ャリヤ１４３，１４５を軸方向移動自在に貫通した腕１
６５によりスペーサ１５３を介してメインクラッチ１５
１を押圧可能である。

押圧部材１６３とキャリヤ１４５との間には押圧部材］
６３を右方へ付勢する皿バネ１６７が配置されている。

押圧部材１６３の右側にはカムリング１６９が配置され
ており、リング１６９とデフケース１１３との間にはこ
れらを連結する多板式のパイロットクラッチ１７１が配
置されている。クラッチ１７１の左側にはアーマチャ１
７３が配置され、カムリング１６９に軸方向移動自在に
スプライン連結されている。

第３図（ｂ）に示すように、押圧部材１６３とカムリン
グ１６９との間にはボール１７５を介してカム１７７が
形成されている。

デフケース１１３の右側壁１７９の右方にはリング状の
電磁石１８１が配置され、デフキャリヤ１１５に固定さ
れると共に、ベアリング１８３゜１８３によりデフケー
ス１１３のボス部１８５上に支承されている。右側壁１
７９には電磁石１８１の磁力の短絡を防ぎアーマチャ１
７３へ導くために非磁性のリング１８７が埋め込まれて
いる。

電磁石１８１がアーマチャ１７３を吸引するとパイロッ
トクラッチ１７１が締結され、カムリング１６９はデフ
ケース１１３に連結される。リング１６９はカム１７７
と押圧部材１６３を介してキャリヤ１４３，１４５と回
転方向に連結されているから、クラッチ１７１の締結力
（滑り）に応じて差動機構１２９の差動制限が行われる
。

又、クラッチ１７１が締結されると差動機構１２９の差
動トルクがカム１７７に掛り、第１図（ｂ）に示すよう
に左右のスラスト力１８９，１９１（カム力）が発生し
、左のスラスト力１８９により押圧部材１６３が左方に
移動してメインクラッチ１５１がデフケース１１３（ワ
ッシャ１５７）との間で押圧されて締結する。こうして
、クラッチ１７１の締結力にクラッチ１５１の締結力が
加わって、差動機構１２９の差動制限力が強化される。

なお、右のスラスト力１９１はベアリング１９３、ワッ
シャ１９５を介してデフケース１１３に入力し左のスラ
スト力１８９に相殺される。

電磁石１８１によりパイロットクラッチ１７１の締結力
（滑り）を調節すると、カム１７７に掛る差動トルクの
変化によりメインクラッチ１５１の締結力が変化し、差
動制限力の制御が行える。

各クラッチ１５１，１７１の締結力が充分大きいと差動
はロックされ、適度に小さいと差動は許容される。クラ
ッチ１７１を開放するとカム力が消失し皿バネ１６７に
よって押圧部材１６３が右方へ戻り。クラッチ１５１が
開放されて差動はフリーになる。

電磁石１８１によるこのような差動制限力の操作は運転
席から手動操作可能か、あるいは路面条件や車両の操舵
条件などに応じて自動操作可能に構成されている。

上記のように、カム力はパイロットクラッチ１７１に作
用しないから締結力（滑り）の正確な制御が可能であり
、カム力調整によるメインクラッチ１５１の締結力か調
節可能である。従って、各クラッチ１５１，１７１によ
る差動制限力を正確に制御することかできる。又、メイ
ンクラッチ１５１をカム力で操作するから、従来例のよ
うな強力な操作力源と操作系とは不要であり、低コスト
である。更に、押圧部材１６３をトルク伝達部材（キャ
リヤ１４３．　１４５）と別体にしこれらと軸方向（押
圧方向）移動自在に連結させたから、従来例のようなス
プライン部とギヤ噛合い部での摺動がなく、移動が円滑
であり、操作レスポンスが良い。

こうして、リヤデフ１０３か構成されている。

次に、リヤデフ１０３の機能を第５図の車両の動力性能
に即して説明する。

悪路などで後輪１０９，１１１の一方が空転状態になっ
ても、リヤデフ１０３の差動制限力によって他方の後輪
に送られる駆動力により走破性が向上する。リヤデフ１
０３の差動制限力を強めると車両の直進安定性が高く保
たれ、差動制限力を弱めると後輪間の差動回転が許容さ
れて円滑な旋回が行える。

次に、第６図と第７図及び第５図により第３実施例の説
明をする。第６図はこの実施例を用いたデファレンシャ
ル装置を示し、このデファレンシャル装置は第５図の車
両において上記のりャデフ１０３と同様にリヤデフ１９
７として配置されている。以下、同等の部材等には同一
の番号を付して引用しながら第３図の実施例との相異点
を主に説明する。なお、第６図の左右の方向は第５図の
車両の左右の方向に相当する。

差動機構１２９の左のキャリヤ１４４と右のキャリヤ１
９９はキャリヤ１９９の腕２０１を介して一体に連結さ
れている。又、ビニオンシャフト２０３（抑圧部材）は
左のキャリヤ１４３及び右のキャリヤ１９９を軸方向移
動自在に貫通し、右方に突き出ている。油溝２０５で供
給されるオイルによりシャフト２０３の移動は円滑に行
われる。

キャリヤ１９９の右側には押圧部材２０７か配置されて
おり、第７図に示したように押圧部材２０７はキャリヤ
１９９に連結部２０９を介して軸方向移動自在に連結さ
れている。押圧部材２０７とキャリヤ１９９との間には
押圧部材２０７を右方へ付勢する皿バネ１６７か配置さ
れている。

押圧部材２０７の右方にはカムリング２０９が配置され
、第６図（ｂ）に示すようにこれらの間にはボール２１
１を介してカム２１３か形成されている。

カムリング２０９とデフケース１１３との間にはこれら
を連結するパイロットクラッチ１７１が配置されている
。

パイロットクラッチ１７１か締結されると、差動機構１
２９の差動トルクがカム２１３に掛り左右のスラスト力
２１５，２１７が発生する。左のスラスト力２］５によ
り押圧部材２０７が左へ移動しビニオンシャフト２０３
を介してメインクラッチ１５１を押圧し締結させ、クラ
ッチ１５１゜１７１の締結力により差動機構１２９の差
動制限が行われる。

ピニオンシャフト２０３と押圧部材２０７とを軸方向移
動自在にしたから移動抵抗が小さく、操作レスポンスが
良い。他の効果は第１と第２の各実施例と同しであるか
ら説明を省く。

［発明の効果］この発明のクラッチ装置は、メインクラッチをカム力で
締結するから強力な操作力源と操作系とが不要であり、
カム力がパイロットクラッチに作用しないからクラッチ
トルクの正確な制御が可能であると共に、メインクラッ
チの押圧部材を押圧方向移動自在に配置したから操作レ
スポンスが良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係り、同図（ａ）はこの実施例を
用いたクラッチ装置の断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）
のＡ−Ａ断面図、第２図は第１図のクラッチ装置を用い
た車両の動力系を示すスケルトン機構図、第３図及び第
４図は第２実施例に係り、第３図り）はこの実施例を用
いたデファレンシャル装置の断面図、第３図（ｂ）は第
３図（ａ）　＋７）　Ａ　−Ａ断面図、第４図は要部の
斜視図、第５図は第３図と第６図のデファレンシャル装
置を用いた車両の動力系を示すスケルトン機構図、第６
図及び第７図は第３実施例に係り、第６図（ａ）はこの
実施例を用いたデファレンシャル装置の断面図、第６図
（ｂ）は第６図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第７図は要部の
斜視図、第８図は従来例の断面図である。４５・・・ハブ（−側部材）６１．１５１・・・メインクラッチ６３．１６３，２０７・・・押圧部材６９．１７７．２１３・・・カム７１．１７１・・・パイロットクラッチ８１．１８９，
２１５・・・スラスト力（カム力）１４３．１４４，１
４５，１９９・・・キャリヤ（−側部材）　２０３・・
・ビニオンシャフト代理人　弁理士　三　好　秀　和第２図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

メインクラッチ及びパイロットクラッチと、メインクラ
ッチの一側部材に軸方向移動自在に連結された押圧部材
と、パイロットクラッチが連結されるとこのクラッチと
押圧部材との間で伝達トルクを受けて押圧部材を介しカ
ム力によりメインクラッチを締結するカムとを備えたこ
とを特徴とするクラッチ装置。