JP2002192973A - 電磁式カップリングの支持構造 - Google Patents
電磁式カップリングの支持構造Info
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Abstract
物の侵入、プロペラシャフトのスラスト力から保護す
る。 【解決手段】 電磁式カップリング1を、プロペラシャ
フト319側のセンターサポートベアリング37と、プ
ロペラシャフト321側のセンターサポートベアリング
37との間に配置した。
Description
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。
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。
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。
3、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51
1、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。
5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。
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。
11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。
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。
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5
27に係合するローラ529とで構成されている。
おり、軸方向に対して傾斜している。また、ローラ52
9はアーマチャ511に回転自在に支持されている。
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。
ム部材513の間に配置されており、中間カム部材51
3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。
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。
31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。
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。
触する接触面541が設けられており、アーマチャ51
1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。
磁電流の制御、励磁停止などを行う。
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。
29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。
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。
11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。
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。
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。
19の付勢力によってアーマチャ511(ローラ52
9)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。
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。
23,525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。
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。
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。
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。
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。
磁式カップリングの支持構造は、原動機側のプロペラシ
ャフトと車輪側のプロペラシャフトとの間に配置された
電磁式カップリングの支持構造であって、この電磁式カ
ップリングが、原動機側プロペラシャフトを支承するベ
アリングと車輪側プロペラシャフトを支承するベアリン
グとの間に配置されていることを特徴とする。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
電磁式カップリングの支持構造であって、電磁式カップ
リングの一側と他側の各回転部材が、それぞれベアリン
グ及び振動吸収部材を介して車体に直接支承されている
ことを特徴としており、請求項1の構成と同等の作用・
効果を得ることができる。
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。
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。
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。
2に記載された電磁式カップリングの支持構造であっ
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。
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。
3の特徴を備えている。また、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。また、符号を与えてい
ない部材等は図示されていない。
01(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315,31
7、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。
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。
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31
9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。
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32
3に伝達され、リヤデフ323から後車軸325,32
7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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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3
0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
転部材を支承するベアリング)によって構成されてい
る。
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。
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。
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。
ス3に貫入しており、前端部をボールベアリング41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。
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34
3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。
(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
るベアリング)によって構成されている。
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。
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12
1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。
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4
9のボス部122と環状支持部材36との間に配置され
ている。
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。
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1
25,127がそれぞれ取り付けられている。
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。
7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。
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。
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。
3とカムリング75との間に配置されている。
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。
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。
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。
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。
ルベアリング91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9
7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。
バッテリに接続されている。
1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。
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8
1,83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。
電流の制御、励磁停止などを行う。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
9,331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。
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。
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。
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。
1の前後に配置されているプロペラシャフト319,3
21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。
支持構造が構成されている。
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。
9,331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。
7,37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。
3とインナーシャフト5が、それぞれ可撓性支持部材3
5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。
害物との衝突が軽減され、車体とプロペラシャフト31
9,321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。
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。
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。
く、車体との距離も近いから、電磁石13のリード線9
9の引き出しが楽であり、断線が生じにくい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ケルトン機構図である。
示す側面図である。
転部材を支承するベアリング) 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 (3)
- 【請求項1】 原動機側のプロペラシャフトと車輪側の
プロペラシャフトとの間に配置された電磁式カップリン
グの支持構造であって、 この電磁式カップリングが、原動機側プロペラシャフト
を支承するベアリングと車輪側プロペラシャフトを支承
するベアリングとの間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2】 請求項1に記載の発明であって、前記電
磁式カップリングの一側と他側の各回転部材が、それぞ
れ前記ベアリング及び衝撃吸収部材を介して車体に直接
支承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3】 請求項1または請求項2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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