JP2002266900A - 電磁式カップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部スペースを広くして、トルク伝達容量を
大きくし、封入オイルを増量し、軸方向にコンパクト化
して車載性を向上させる。 【解決手段】 ケース状トルク伝達部材３と軸状トルク
伝達部材５を連結するメインクラッチ７と、電磁石１９
によって操作されるパイロットクラッチ１５と、クラッ
チ１５が連結されると、部材３，５に掛かるトルクを受
けて作動しクラッチ７を連結させるカム機構９と、部材
３と一体に連結されると共に電磁石１９の磁路の一部を
構成するロータ２５とを備え、ロータ２５と部材５との
間に軸方向の位置決め手段５９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電磁式カップリ
ングに関する。

【０００２】

【従来の技術】「ガイア新型車解説書 ０−２２頁 ト
ヨタ自動車株式会社 編集 同サ−ビス部 発行 １９
９８年 ５月 ２９日」に図４のようなカップリング５
０１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、回転ケ−ス５０
３、ハブ５０５、多板式のメインクラッチ５０７及びパ
イロットクラッチ５０９、ア−マチャ５１１、電磁石５
１３、カムリング５１５、ボ−ルカム５１７、押圧部材
５１９、コントロ−ラなどから構成されている。

【０００４】カップリング５０１は、デフキャリヤ５２
１に収容されており、電磁石５１３のコア５２３はデフ
キャリヤ５２１の内周に支持されている。

【０００５】回転ケ−ス５０３は前部をボールベアリン
グ５２５により、また、後部を電磁石５１３のコア５２
３とボールベアリング５２７によって、それぞれデフキ
ャリヤ５２１に支承されている。

【０００６】回転ケ−ス５０３はプロペラシャフトを介
してトランスファからトランスミッション側に連結され
ている。

【０００７】また、ハブ５０５は前部をボールベアリン
グ５２９により、また、後部をニードルベアリング５３
１によって、それぞれ回転ケース５０３に支承されてい
る。

【０００８】ハブ５０５にはドライブピニオンシャフト
５３３がスプライン連結されており、これと一体に形成
されたドライブピニオンギア５３５はリヤデフ側のリン
グギアと噛み合っている。

【０００９】メインクラッチ５０７は回転ケ−ス５０３
とハブ５０５との間に配置されており、パイロットクラ
ッチ５０９は回転ケ−ス５０３とカムリング５１５との
間に配置されている。

【００１０】また、ボ−ルカム５１７はカムリング５１
５と押圧部材５１９との間に配置されており、押圧部材
５１９はハブ５０５にスプライン連結されている。

【００１１】コントロ−ラは、電磁石５１３の励磁、励
磁電流の制御、励磁停止などを行う。

【００１２】電磁石５１３が励磁されると、磁気回路に
磁気ル−プ５３７が形成されてア−マチャ５１１が吸引
され、パイロットクラッチ５０９が押圧されて締結され
る。パイロットクラッチ５０９が締結されると、回転ケ
−ス５０３とハブ５０５の間の伝達トルクがボ−ルカム
５１７に掛かり、生じたカムスラスト力により押圧部材
５１９を介してメインクラッチ５０７が押圧され締結さ
れる。

【００１３】こうしてカップリング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、車体の安定性などが向上
する。

【００１４】また、電磁石５１３の励磁電流を制御する
と、パイロットクラッチ５０９の滑りによってボ−ルカ
ム５１７のカムスラスト力が変化し、メインクラッチ５
０７の連結力が変化して後輪に送られる駆動力の大きさ
が調整される。

【００１５】また、電磁石５１３の励磁を停止すると、
パイロットクラッチ５０９が開放されてボ−ルカム５１
７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。

【００１６】カップリング５０１では、回転ケース５０
３の一部であり電磁石５１３の磁路が通過するロータ５
３９とハブ５０５の間にシール５４１を配置することに
よって、回転ケース５０３とハブ５０５との間に収容ス
ペースが形成され、この収容スペースの内部にメインク
ラッチ５０７、パイロットクラッチ５０９、ボ−ルカム
５１７などの各機能が収容されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】カップリング５０１で
は、スナップリング５４３を回転ケース５０３とボール
ベアリング５２９との間に設け、さらにスナップリング
５４５をハブ５０５とボールベアリング５２９との間に
設けることにより、ハブ５０５を回転ケース５０３に対
して軸方向に位置決めしている。

【００１８】このような構造では、ボールベアリング５
２９と２枚のスナップリング５４３，５４５を配置する
ためのスペースだけ軸方向のスペース効率が低下するか
ら、カップリング５０１（回転ケース５０３）内部に形
成される上記の収容スペースがそれだけ狭くなってい
る。

【００１９】従って、メインクラッチ５０７やパイロッ
トクラッチ５０９やボールカム５１７などの容量が小さ
くなっており、さらに、メインクラッチ５０７やパイロ
ットクラッチ５０９のクラッチ板枚数を増やしてトルク
伝達容量を大きくすること、あるいは、オイルの封入量
を多くして各機能の潤滑・冷却効率を高め、耐久性を向
上させることが難しい。

【００２０】また、カップリング５０１は、スペース効
率の低下分だけ軸方向に大型化するから、コンパクトに
構成して、車載性を向上させることは難しい。

【００２１】そこで、本発明は、内部スペースを広くし
て、トルク伝達容量を大きくし、封入オイルを増量し、
また、軸方向にコンパクト化して車載性を向上させた電
磁式カップリングの提供を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１の電磁式カップ
リングは、ケース状トルク伝達部材と、軸状トルク伝達
部材と、これらの間でトルクを伝達するメインクラッチ
と、電磁石によって断続操作されるパイロットクラッチ
と、パイロットクラッチが連結されると、両トルク伝達
部材に掛かる伝達トルクを受けて作動し、メインクラッ
チを連結させるカム機構と、ケース状トルク伝達部材と
一体に連結されると共に電磁石の磁路の一部を構成する
ロータとを備え、このロータと軸状トルク伝達部材との
間に互いを軸方向に位置決めする位置決め手段を設けた
ことを特徴としている。

【００２３】本発明の電磁式カップリングでは、上記の
ように、ロータと軸状トルク伝達部材との間に軸方向の
位置決め手段が設けられており、磁路の一部を構成する
ロータは電磁石に隣接して配置されているから、ロータ
側に設けたことによって、位置決め手段を、ケース状ト
ルク伝達部材の内部スペース（収容スペース）の外側に
配置するか、あるいは、内部スペースを狭くせずに配置
することが可能になった。

【００２４】こうして、スペース効率の低下を伴わずに
位置決め手段を配置できるから、メインクラッチやパイ
ロットクラッチやカム機構の容量が小さくなることが防
止される。

【００２５】さらに、これらの各機能を大型化して電磁
式カップリングのトルク伝達容量を大きくすることが可
能になり、また、オイルの封入量を多くしてメインクラ
ッチ、パイロットクラッチ、カム機構などの潤滑・冷却
効率を高め、耐久性を向上させることが可能になる。

【００２６】また、電磁式カップリングは、スペース効
率の低下による大型化が防止されてコンパクトになり、
車載性が向上する。

【００２７】請求項２の発明は、請求項１に記載の電磁
式カップリングであって、位置決め手段が、ロータと軸
状トルク伝達部材との間に配置されたベアリングと、こ
のベアリングをそれぞれロータ及び軸状トルク伝達部材
に位置決めする固定手段とからな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。

【００２８】また、スナップリングのような固定手段と
ベアリングを用いた構成は、回転部材の支承手段であ
り、このような支承手段を位置決め手段に利用したこと
によって、専用の位置決め手段が不要になるから、それ
だけ低コストに実施することができる。

【００２９】また、この構成は、軸方向位置決め手段の
組み付け性がよい。

【００３０】なお、固定手段は、スナップリングに限ら
ず、例えば、ロータや軸状トルク伝達部材に設けた段差
部でもよい。

【００３１】請求項３の発明は、請求項１に記載の電磁
式カップリングであって、位置決め手段が、カム機構の
一側部材と軸状トルク伝達部材との間に設けられこれら
を軸方向の一方に位置決めする突き当て部と、軸状トル
ク伝達部材の端部に取り付けられロータを軸方向の他方
に位置決めする固定手段とからな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。

【００３２】また、この構成では、軸方向一方の位置決
めが、カム機構（一側部材）を組み付ける（突き当て部
に突き当てる）ことによって終了し、軸方向他方の位置
決めは、固定手段を、例えば、外側から取り付けること
によって終了する。

【００３３】このように、この構成は、軸方向位置決め
手段の組み付け性がよい。

【００３４】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かに記載の電磁式カップリングであって、位置決め手段
の軸方向反対側で、ケース状トルク伝達部材と軸状トル
ク伝達部材の間にセンターリング部を設けたことを特徴
としており、請求項１〜３の構成と同等の作用・効果を
得ることができる。

【００３５】また、ケース状トルク伝達部材と軸状トル
ク伝達部材の間にセンターリング部を設けたことによっ
て、互いが径方向に位置決めされるから、軸状トルク伝
達部材の軸振れ（径方向の振れ）と、軸振れによる電磁
式カップリングの振動が防止される。

【００３６】また、軸方向の位置決めは上記の位置決め
手段によって行われるから、このセンターリング部は、
径方向の位置決めだけを考慮すればよく、それだけ構成
を簡単にし、低コストに実施することができる。

【００３７】また、滑り軸受けで、転がり軸受け、流体
軸受けでなど、軸受けは形式に拘わらず全てセンターリ
ング機能を持つから、軸受けをセンターリング部に援用
すれば、センターリングのために特別な機構を用いる必
要がなく、極めて低コストに実施可能である。

【００３８】請求項５の発明は、請求項４に記載の電磁
式カップリングであって、軸状トルク伝達部材に中空部
が形成されており、センターリング部が、この中空部の
内周に設けられていることを特徴としており、請求項４
の構成と同等の作用・効果を得ることができる。

【００３９】また、センターリング部が軸状トルク伝達
部材の中空部の内周側に設けられており、センターリン
グ部を設けたことによってメインクラッチの配置スペー
スが狭くなることが防止されるから、内部スペースを有
効に利用できる。

【００４０】なお、軸状トルク伝達部材の中空部は、貫
通孔でもよい。

【００４１】請求項６の発明は、請求項４に記載の電磁
式カップリングであって、センターリング部が、軸状ト
ルク伝達部材上の、メインクラッチとの連結部より小径
の部分に設けられていることを特徴としており、請求項
４の構成と同等の作用・効果を得ることができる。

【００４２】また、センターリング部がメインクラッチ
との連結部（スプライン部）より小径の部分に設けられ
ており、センターリング部によってメインクラッチの配
置スペースが狭くなることが防止され、内部スペースを
有効に利用できる。

【００４３】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］図１によって電
磁式カップリング１（本発明の第１実施形態）の説明を
する。

【００４４】電磁式カップリング１は、請求項１，２，
４，５の特徴を備えており、４輪駆動車において２輪駆
動走行時に切り離されるリヤデフとエンジン（トランス
ファ）側との間に配置されている。また、左右の方向は
この車両の左右の方向であり、図１の右方はこの車両の
前方（エンジン側）に相当する。なお、符号を与えてい
ない部材等は図示されていない。

【００４５】電磁式カップリング１とリヤデフは、この
順で前後方向に配置され、デフキャリヤに収容されてい
る。

【００４６】電磁式カップリング１は、回転ケース３
（ケース状トルク伝達部材）、インナーシャフト５（軸
状トルク伝達部材）、多板式のメインクラッチ７、ボー
ルカム９（カム機構）、プレッシャープレート１１、カ
ムリング１３、多板式のパイロットクラッチ１５、アー
マチャ１７、電磁石１９、コントローラなどから構成さ
れている。

【００４７】回転ケース３は、軸用スチール材料で作ら
れている前側の動力伝達軸２１、円筒部材２３、鉄系合
金（磁性体）で作られている後側のロータ２５などから
構成されている。

【００４８】動力伝達軸２１にはフランジ部２７が一体
に形成されている。また、円筒部材２３はスチール材料
で作られている円筒部材２９とアルミニューム合金（非
磁性体）で作られている円筒部材３１からなり、これら
は連結部３３で一体に連結されている。

【００４９】また、動力伝達軸２１と円筒部材２３は、
フランジ部２７と円筒部材２９とを溶接して一体化され
ている。

【００５０】ロータ２５は、円筒部材２３（円筒部材３
１）の後部側開口に螺着されており、互いの嵌合部３５
でセンターリングされている。また、ロータ２５にはナ
ット３７が螺着され、そのダブルナット機能によってロ
ータ２５と円筒部材２３の螺着部の弛みを防止し、固定
機能を高めている。

【００５１】円筒部材３１とロータ２５との間にはＯリ
ング３９が配置され、オイル漏れを防止している。

【００５２】動力伝達軸２１は、デフキャリヤから前方
に突き出しており、そのスプライン部４１に連結された
コンパニオンフランジと継ぎ手とプロペラシャフトなど
を介してトランスファ側に連結されている。エンジンの
駆動力はこれらの動力伝達系を介して回転ケース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に貫入している。インナーシャフト５の前端は支承部
４３（センターリング部）を介して回転ケース３（動力
伝達軸２１）に支承されている。

【００５４】この支承部４３は、インナーシャフト５の
内周に形成された円筒部４５（軸状トルク伝達部材の中
空部）と、動力伝達軸２１の外周に形成された円筒部４
７からなり、円筒部４５，４７は互いに嵌合してインナ
ーシャフト５と回転ケース３とを径方向に位置決めし、
センターリングしている。

【００５５】インナーシャフト５前端部のセンターリン
グはこの支承部４３が行い、後端部のセンターリング
は、下記の位置決め手段５９（ボールベアリング４９）
によって行われる。

【００５６】これらのセンターリング機能によって、イ
ンナーシャフト５の振れと、インナーシャフト５の振れ
による電磁式カップリング１の振動が防止されている。

【００５７】インナーシャフト５の後端はボールベアリ
ング４９を介してロータ２５の内周に支承されている。
ロータ２５の内周には、ボールベアリング４９の後側に
スナップリング５１（固定手段）が装着され、前側に段
差部５３（固定手段）が形成されており、インナーシャ
フト５の外周にはボールベアリング４９の両側にスナッ
プリング５５，５７（固定手段）が装着されている。

【００５８】これらのスナップリング５１、段差部５
３、ボールベアリング４９、スナップリング５５，５７
によって軸方向の位置決め手段５９が構成されており、
インナーシャフト５を回転ケース３に対して軸方向に位
置決めすると共に、径方向に位置決め（センターリン
グ）している。

【００５９】また、インナーシャフト５とロータ２５と
の間には、ボールベアリング４９の内側に、断面がＸ字
状のシールであるＸリング６１が配置され、オイル漏れ
を防止している。

【００６０】また、インナーシャフト５の内周に形成さ
れたスプライン部６３にはドライブピニオンシャフトが
連結されている。このドライブピニオンシャフトにはド
ライブピニオンギアが一体に形成されており、ドライブ
ピニオンギアはリヤデフ側のリングギアと噛み合ってい
る。インナーシャフト５の回転はこれらの動力伝達系を
介してリヤデフに伝達される。

【００６１】回転ケース３は上記のＯリング３９とＸリ
ング６１とによって密封されており、その内部には、動
力伝達軸２１のフランジ部２７に形成されたオイル孔か
らオイルが注入されており、オイルを注入した後このオ
イル孔はチェックボールを圧入してシールされている。

【００６２】インナーシャフト５と動力伝達軸２１の中
心部には、回転ケース３内部のオイル封入量を増大させ
る容量増大空間部６５，６７が設けられており、これら
の容量増大空間部６５，６７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。また、容量増大空間部６５，６７はインナーシ
ャフト５に形成された複数個所の径方向流路によってメ
インクラッチ７側と連通している。

【００６３】なお、容量増大空間部６５を形成するイン
ナーシャフト５の中空孔６８を、上記支承部４３の円筒
部４５に利用してもよく、こうすれば円筒部４５の加工
コストだけコストを低減できる。

【００６４】メインクラッチ７は、回転ケース３（円筒
部材２９）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６９は円筒部材２９の内周に
形成されたスプライン部７１に連結され、インナープレ
ート７３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７５（メインクラッチとの連結部）に連結され
ている。

【００６５】ボールカム９は、プレッシャープレート１
１とカムリング１３との間に配置されている。

【００６６】プレッシャープレート１１は、内周をイン
ナーシャフト５のスプライン部７５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（フランジ部２７）との間で押圧し、締結
させる。

【００６７】カムリング１３は、インナーシャフト５の
外周に摺動自在に配置されており、カムリング１３とロ
ータ２５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。

【００６８】パイロットクラッチ１５は、回転ケース３
（円筒部材３１）とカムリング１３との間に配置されて
おり、そのアウタープレート８１は円筒部材３１の内周
に形成されたスプライン部８３に連結され、インナープ
レート８５はカムリング１３の外周に形成されたスプラ
イン部８７に連結されている。

【００６９】アーマチャ１７は、プレッシャープレート
１１とパイロットクラッチ１５との間に配置されてお
り、外周を円筒部材３１のスプライン部８３に移動自在
に連結されている。

【００７０】電磁石１９のコア８９は、ロータ２５に形
成されたリング状の凹部９１に適度なエアギャプを介し
て貫入していると共に、両側シール型のボールベアリン
グ９３によってロータ２５上に支承されている。

【００７１】また、コア８９に設けられた溝９５にはダ
ストカバー９７の脚部９９が係合している。ダストカバ
ー９７はデフキャリヤ側に連結されており、電磁石１９
（コア８９）の回り止めをしている。

【００７２】電磁石１９のリード線１０１はダストカバ
ー９７の内側に沿って配線されており、グロメット１０
３を通してデフキャリヤの外部に引き出され、車載のバ
ッテリに接続されている。

【００７３】ロータ２５とパイロットクラッチ１５とア
ーマチャ１７によって電磁石１９の磁路が構成されてい
る。

【００７４】ロータ２５は非磁性体であるステンレスス
チールのリング１０５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１５の各プレート８
１，８５には、リング１０５と対応する径方向位置に、
複数個所の切り欠き１０７と、これらの切り欠き１０７
を連結するブリッジ部が周方向に設けられている。これ
らのリング１０５と切り欠き１０７とによって、磁路上
での磁力の短絡が防止されている。

【００７５】コントローラは、車速、操舵角、横Ｇなど
から旋回走行を検知し、あるいは、路面状態などに応じ
て、電磁石１９の励磁、励磁電流の制御、励磁停止など
を行う。

【００７６】電磁石１９が励磁されると、上記の磁路に
磁力ループ１０９が形成されてアーマチャ１７が吸引さ
れ、ロータ２５との間でパイロットクラッチ１５を押圧
し締結させる。

【００７７】パイロットクラッチ１５が締結されると、
パイロットクラッチ１５を介して回転ケース３に連結さ
れたカムリング１３と、インナーシャフト５側のプレッ
シャープレート１１とを介してボールカム９に伝達トル
クが掛かり、発生したカムスラスト力を受けてプレッシ
ャープレート１１が右方に移動し、メインクラッチ７を
押圧して締結させる。

【００７８】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からリヤデフ側の
プロペラシャフトなど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。

【００７９】このとき、電磁石１９の励磁電流を制御す
ると、パイロットクラッチ１５の滑りに変化が生じてボ
ールカム９のカムスラスト力が変わり、メインクラッチ
７の連結力が変化して後輪に送られる駆動力の大きさが
変わり、前後輪間の駆動力配分比を制御することができ
る。

【００８０】例えば、旋回走行中にこのような駆動力配
分比の制御を行うと、車両の操縦性や安定性などを大き
く向上させることができる。

【００８１】電磁石１９の励磁を停止すると、パイロッ
トクラッチ１５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、リヤデフ側が切り離さ
れて、車両は前輪駆動の２輪駆動状態になる。

【００８２】また、回転ケース３の円筒部材３１をアル
ミニューム合金にしたことにより、電磁石１９の磁力が
円筒部材３１側に漏洩することが防止され、アーマチャ
１７に効率良く磁力が導かれるから、パイロットクラッ
チ１５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。

【００８３】回転ケース３に封入されているオイルは、
電磁式カップリング１の遠心力によって内部を循環し、
メインクラッチ７、ボールカム９、パイロットクラッチ
１５、スプライン部７１，７５，８７、スラストベアリ
ング７７、ワッシャ７９、カムリング１３内周とインナ
ーシャフト５外周との摺動面、Ｘリング６１などに供給
され、これらを充分に潤滑・冷却する。

【００８４】また、容量増大空間部６５，６７のオイル
は、遠心力によってインナーシャフト５の径方向流路か
らメインクラッチ７側に流入し、アウタープレート６９
とインナープレート７３との摺動面に与えられ、潤滑・
冷却効果をさらに向上させている。

【００８５】また、容量増大空間部６５，６７のオイル
は、円筒部４５，４７（支承部４３）の摺動面を直接潤
滑・冷却する。

【００８６】また、メインクラッチ９の各インナープレ
ート７３にはオイル孔１１１が設けられており、各プレ
ート６９，７３の摺動面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。

【００８７】こうして、電磁式カップリング１が構成さ
れている。

【００８８】上記のように、電磁式カップリング１で
は、インナーシャフト５とロータ２５との間で回転ケー
ス３（内部スペース）の外側になる個所に、軸方向の位
置決め手段５９を配置したことによって、内部スペース
を狭くせずに位置決め手段５９を設けることが可能にな
り、メインクラッチ７やパイロットクラッチ１５やボー
ルカム９の容量が小さくなることが避けられる。

【００８９】さらに、これらの各機能を大型化して電磁
式カップリング１のトルク伝達容量を大きくすることが
可能になり、また、オイルの封入量を多くしてメインク
ラッチ７、パイロットクラッチ１５、ボールカム９など
の潤滑・冷却効率を高め、耐久性を向上させることが可
能になる。

【００９０】また、電磁式カップリング１は、スペース
効率の低下による大型化が防止されてコンパクトにな
り、車載性が向上している。

【００９１】また、スナップリング５１、段差部５３、
ボールベアリング４９、スナップリング５５，５７から
構成された位置決め手段５９は、インナーシャフト５の
支承機構であり、このような支承機構を位置決め手段に
利用したことによって、専用の位置決め手段が不要にな
り、それだけ低コストに実施することができる。

【００９２】また、回転ケース３とインナーシャフト５
の間に支承部４３を設けたことによって、インナーシャ
フト５の振れと、電磁式カップリング１の振動が防止さ
れる。

【００９３】また、回転ケース３とインナーシャフト５
間の軸方向位置決めは、位置決め手段５９によって行わ
れるから、インナーシャフト５の前端と回転ケース３と
の間でこれらをセンターリングする支承部４３は、径方
向の位置決めだけを考慮すればよく、それだけ構成が簡
単であり、低コストに実施できる。

【００９４】また、この支承部４３は滑り軸受けであ
り、軸受けをセンターリング手段に利用したことによっ
て、専用のセンターリング手段が不要になり、それだけ
実施コストが低減されている。

【００９５】また、この支承部４３がインナーシャフト
５の内周に設けられているから、支承部４３を設けたこ
とによってメインクラッチ７の配置スペースが狭くなる
ことがなくなり、回転ケース３の内部スペースを有効に
利用できる。

【００９６】［第２実施形態］図２によって電磁式カッ
プリング２０１（本発明の第２実施形態）の説明をす
る。

【００９７】この電磁式カップリング２０１は請求項
１，２，４，６の特徴を備えており、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、電磁式カッ
プリング１と置き換えて用いられている。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。なお、図２の右方はこ
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。

【００９８】電磁式カップリング２０１の回転ケース３
は、軸用スチール材料で作られたフランジ状の動力伝達
軸２０３、アルミニューム合金（非磁性体）で作られた
円筒部材２０５、ロータ２５などから構成されており、
動力伝達軸２０３は円筒部材２０５の前端に溶接されて
いる。

【００９９】円筒部材２０５の後部側開口にはロータ２
５が螺着されており、互いの嵌合部２０７によってセン
ターリングされ、ナット３７のダブルナット機能によっ
て螺着部が弛み止めされている。

【０１００】円筒部材２０５とロータ２５との間にはオ
イル漏れを防止するＯリング３９が配置されている。

【０１０１】動力伝達軸２０３にはスプライン部２０９
が設けられており、このスプライン部２０９にはシャフ
トが連結されている。このシャフトはデフキャリヤから
前方に突き出しており、そのスプライン部に連結された
コンパニオンフランジと継ぎ手とプロペラシャフトなど
を介してトランスファ側に連結されている。エンジンの
駆動力はこれらの動力伝達系を介して回転ケース３に伝
達される。

【０１０２】インナーシャフト５の後端はボールベアリ
ング４９を介してロータ２５の内周に支承されている。
ロータ２５の内周には、ボールベアリング４９の前側に
スナップリング５１が装着され、後側に段差部５３が形
成されており、インナーシャフト５の外周には、ボール
ベアリング４９の前側に段差部２１１（固定手段）が形
成され、後側にスナップリング５５が装着されている。

【０１０３】これらのスナップリング５１、段差部５
３、ボールベアリング４９、スナップリング５５、段差
部２１１によって軸方向の位置決め手段２１３が構成さ
れており、インナーシャフト５を回転ケース３に対して
軸方向に位置決めすると共に、径方向に位置決め（セン
ターリング）している。

【０１０４】また、電磁式カップリング２０１では、イ
ンナーシャフト５とロータ２５との間に配置された位置
決め手段２１３とＸリング６１は、電磁式カップリング
１の位置決め手段５９とＸリング６１と異なって、Ｘリ
ング６１が外側に配置され、位置決め手段２１３がその
内側に配置されている。

【０１０５】このようにＸリング６１の内側に配置され
た位置決め手段２１３は、回転ケース３の内部スペース
に収容されるから、封入オイルによってボールベアリン
グ４９が潤滑・冷却される。

【０１０６】また、インナーシャフト５の前端は支承部
２１５（センターリング部）を介して回転ケース３（動
力伝達軸２０３）に支承されている。

【０１０７】この支承部２１５は、インナーシャフト５
の外周に形成された円筒部２１７（メインクラッチ７と
の連結部より小径の部分）と、動力伝達軸２０３の内周
に形成された円筒部２１９からなり、これらは互いに嵌
合して滑り軸受けを構成し、インナーシャフト５を回転
ケース３に支承すると共に、これらを径方向に位置決め
し、センターリングしている。

【０１０８】インナーシャフト５前端部のセンターリン
グはこの支承部２１５が行い、後端部のセンターリング
は上記の位置決め手段２１３（ボールベアリング４９）
によって行われる。

【０１０９】これらのセンターリング機能によって、イ
ンナーシャフト５の振れと、インナーシャフト５の振れ
による電磁式カップリング２０１の振動が防止されてい
る。

【０１１０】また、支承部２１５の円筒部２１７，２１
９は、インナーシャフト５のスプライン部７５より小径
の部分に形成されており、これらの間にはオイル漏れを
防止するＸリング２２１が配置されている。

【０１１１】回転ケース３は上記のＯリング３９とＸリ
ング６１，２２１とによって密封されている。また、動
力伝達軸２０３には容量増大空間部２２３が形成されて
おり、回転ケース３のオイル容量を増大させるこの容量
増大空間部２２３には、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。

【０１１２】また、メインクラッチ７とパイロットクラ
ッチ１５の各アウタープレート６９，８１とアーマチャ
１７は、円筒部材２０５の内周に形成されたスプライン
部２２５に連結されている。

【０１１３】また、プレッシャープレート１１にはリン
グ２２７が溶接されており、その内周をインナーシャフ
ト５のスプライン部７５に連結されている。

【０１１４】また、電磁石１９のコア８９は支持部材２
２９を介してデフキャリヤ側に回り止めされており、リ
ード線１０１はコネクタ２３１を介してバッテリ側に接
続されている。

【０１１５】こうして、電磁式カップリング２０１が構
成されている。

【０１１６】電磁式カップリング２０１は、インナーシ
ャフト５とロータ２５との間に位置決め手段２１３を設
け、インナーシャフト５と動力伝達軸２０３との間に支
承部２１５（センターリング部）を設けたことにより、
第１実施形態の電磁式カップリング１と同等の効果が得
られる。

【０１１７】また、この支承部２１５がメインクラッチ
７（インナープレート７３）とのスプライン部７５より
小径であるから、支承部２１５を設けたことによってメ
インクラッチ７の配置スペースが狭くなることはなく、
回転ケース３の内部スペースが有効に利用されている。

【０１１８】また、位置決め手段２１３のボールベアリ
ング４９が、回転ケース３の内部スペース中に配置さ
れ、封入オイルによって充分に潤滑・冷却されるから、
耐久性が向上する。

【０１１９】また、動力伝達軸２０３に形成された容量
増大空間部２２３によってオイル量が増加し、回転ケー
ス３の内部に配置されたメインクラッチ７、パイロット
クラッチ１５、ボールカム９、位置決め手段２１３（ボ
ールベアリング４９）、スラストベアリング７７、支承
部２１５（円筒部２１７，２１９の摺動部）などの潤滑
・冷却効果と耐久性がさらに向上している。

【０１２０】［第３実施形態］図３によって電磁式カッ
プリング３０１（本発明の第３実施形態）の説明をす
る。

【０１２１】この電磁式カップリング３０１は請求項
１，３，４，６の特徴を備えており、第２実施形態の電
磁式カップリング１，２０１を用いた４輪駆動車に、電
磁式カップリング１，２０１と置き換えて用いられてい
る。以下、電磁式カップリング１，２０１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。なお、図３の右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。

【０１２２】電磁式カップリング３０１では、インナー
シャフト５の後端はニードルベアリング３０３を介して
ロータ２５の内周に支承されており、Ｘリング６１はそ
の外側に配置されている。

【０１２３】また、ボールカム９のカムリング１３（カ
ム機構の一側部材）とインナーシャフト５との間には段
差部３０５（突き当て部）が設けられており、インナー
シャフト５を回転ケース３に対して後方向に位置決めし
ている。また、インナーシャフト５の後端部外周にはス
ナップリング３０７（固定手段）が装着され、スナップ
リング３０７とロータ２５との間にはワッシャ３０９が
配置されており、インナーシャフト５を回転ケース３に
対して前方向に位置決めしている。

【０１２４】これらの段差部３０５、スナップリング３
０７、ワッシャ３０９によって軸方向の位置決め手段３
１１が構成されており、インナーシャフト５を回転ケー
ス３に対して軸方向に位置決めしている。

【０１２５】また、インナーシャフト５と回転ケース３
との径方向位置決め（センターリング）は、前端部では
支承部２１５によって行われ、後端部ではニードルベア
リング３０３によって行われる。

【０１２６】こうして、電磁式カップリング３０１が構
成されている。

【０１２７】電磁式カップリング３０１は、インナーシ
ャフト５とロータ２５との間に位置決め手段３１１を設
け、インナーシャフト５と動力伝達軸２０３との間に支
承部２１５（センターリング部）を設けたことにより、
第２実施形態の電磁式カップリング２０１と同等の効果
が得られる。

【０１２８】また、カムリング１３を組み付ける（段差
部３０５を突き当てる）ことによって軸方向一方の位置
決めが終了し、その後、ワッシャ３０９とスナップリン
グ３０７を外側から取り付けることによって軸方向他方
の位置決めが終了する。

【０１２９】このように、電磁式カップリング３０１で
は、位置決め手段３１１の組み付け性がよい。

【０１３０】なお、本発明において、メインクラッチや
パイロットクラッチは、多板クラッチの他に、例えば、
単板クラッチ、コーンクラッチのように、摩擦クラッチ
であればどのような形式のクラッチでもよい。また、こ
れらは湿式でも乾式でもよい。

【０１３１】また、各実施形態において、メインクラッ
チ７は、ケース状トルク伝達部材（回転ケース３）と軸
状トルク伝達部材（インナーシャフト５）との間で駆動
力を伝達するための機構であり、アウタープレート６９
とインナープレート７３だけでは意味を持たない。従っ
て、回転ケース３とインナーシャフト５とアウタープレ
ート６９とインナープレート７３はいずれもメインクラ
ッチ７に必須の構成部材である。

【０１３２】また、同様な理由によって、パイロットク
ラッチ１５には、回転ケース３とカムリング１３とアウ
タープレート８１とインナープレート８５が必須の構成
部材である。

【０１３３】また、ボールカム９（カム機構）は、伝達
された駆動トルクをメインクラッチ７の押圧力に変換す
るための機構であり、プレッシャープレート１１、カム
リング１３、これらに形成されたカム面、これらの間に
配置されるボールだけでなく、プレッシャープレート１
１に駆動力を伝達するインナーシャフト５、カムリング
１３に駆動力を伝達する回転ケース３とパイロットクラ
ッチ１５などが必須の構成部材である。

【０１３４】また、請求項４の構成中のセンターリング
部には、上記のように、滑り軸受け、転がり軸受け、流
体軸受けなど、全ての軸受けを援用することができる。

【０１３５】また、請求項５において、軸状トルク伝達
部材の中空部は、貫通孔でもよい。

【０１３６】また、本発明の電磁式カップリングは、デ
ファレンシャル装置の差動回転部材の間に配置して差動
制限機構に用いることもできる。

【０１３７】

【発明の効果】請求項１の電磁式カップリングは、ケー
ス状トルク伝達部材と軸状トルク伝達部材の軸方向位置
決め手段が、スペース効率の低下を伴わずに配置される
から、メインクラッチ、パイロットクラッチ、カム機構
などの容量が小さくなることが防止される。

【０１３８】さらに、これらの各機能を大容量化して電
磁式カップリングのトルク伝達容量を大きくすることが
可能であり、また、オイルの封入量を増加してメインク
ラッチ、パイロットクラッチ、カム機構などの潤滑・冷
却効率を高め、耐久性を向上させることができる。

【０１３９】また、スペース効率の低下による大型化が
防止されてコンパクトになり、車載性が向上する。

【０１４０】請求項２の電磁式カップリングは、請求項
１の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１４１】また、ベアリングと固定手段からなる支承
機構を位置決め手段に利用したことによって、専用の位
置決め手段が不要になり、それだけ低コストに実施する
ことができる。

【０１４２】また、この構成の位置決め手段は組み付け
性がよい。

【０１４３】請求項３の電磁式カップリングは、請求項
１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。

【０１４４】また、カム機構の一側部材を組み付けなが
ら突き当て部に突き当てた後、固定手段を取り付けるだ
けで組み付けが終了するこの構成の位置決め手段は、組
み付け性がよい。

【０１４５】請求項４の電磁式カップリングは、請求項
１〜３の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１４６】また、ケース状トルク伝達部材と軸状トル
ク伝達部材の間に設けたセンターリング部によって、軸
状トルク伝達部材の軸振れと電磁式カップリングの振動
が防止される。

【０１４７】また、このセンターリング部は径方向の位
置決めだけを行えばよく、それだけ構成が簡単で、低コ
ストに実施できる。

【０１４８】また、軸受けのセンターリング機能を利用
すれば、特別のセンターリング部を設ける必要はなく、
実施コストが極めて安価である。

【０１４９】請求項５の電磁式カップリングは、請求項
４の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１５０】また、メインクラッチの配置スペースがセ
ンターリング部を設けたことによって狭くなることがな
く、内部スペースを有効に利用できる。

【０１５１】請求項６の電磁式カップリングは、請求項
４の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１５２】また、メインクラッチの配置スペースがセ
ンターリング部によって狭くなることがなく、内部スペ
ースを有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態を示す断面図である。

【図２】第２実施形態を示す断面図である。

【図３】第３実施形態を示す断面図である。

【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 ３ 回転ケース（ケース状トルク伝達部材） ５ インナーシャフト（軸状トルク伝達部材） ７ メインクラッチ ９ ボールカム（カム機構） １５ パイロットクラッチ １９ 電磁石 ２５ ロータ ４３ 支承部（センターリング部） ４５ 円筒部（軸状トルク伝達部材の中空部） ４９ ボールベアリング（ベアリング） ５１，５５，５７ スナップリング（固定手段） ５３ 段差部（固定手段） ５９ 軸方向の位置決め手段 ７５ スプライン部（メインクラッチとの連結部） ２０１ 電磁式カップリング ２１１ 段差部（固定手段） ２１３ 軸方向の位置決め手段 ２１５ 支承部（センターリング部） ２１７ 円筒部（メインクラッチ７との連結部より小径
の部分） ３０１ 電磁式カップリング ３０５ 段差部（突き当て部） ３０７ スナップリング（固定手段） ３１１ 軸方向の位置決め手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース状トルク伝達部材と、軸状トルク
   伝達部材と、これらの間でトルクを伝達するメインクラ
   ッチと、電磁石によって断続操作されるパイロットクラ
   ッチと、パイロットクラッチが連結されると、両トルク
   伝達部材に掛かる伝達トルクを受けて作動し、メインク
   ラッチを連結させるカム機構と、ケース状トルク伝達部
   材と一体に連結されると共に電磁石の磁路の一部を構成
   するロータとを備え、このロータと軸状トルク伝達部材
   との間に互いを軸方向に位置決めする位置決め手段を設
   けたことを特徴とする電磁式カップリング。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明であって、位置決
   め手段が、ロータと軸状トルク伝達部材との間に配置さ
   れたベアリングと、このベアリングをそれぞれロータ及
   び軸状トルク伝達部材に位置決めする固定手段とからな
   ることを特徴とする電磁式カップリング。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の発明であって、位置決
   め手段が、カム機構の一側部材と軸状トルク伝達部材と
   の間に設けられこれらを軸方向の一方に位置決めする突
   き当て部と、軸状トルク伝達部材の端部に取り付けられ
   ロータを軸方向の他方に位置決めする固定手段とからな
   ることを特徴とする電磁式カップリング。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の発明で
   あって、位置決め手段の軸方向反対側で、ケース状トル
   ク伝達部材と軸状トルク伝達部材の間にセンターリング
   部を設けたことを特徴とする電磁式カップリング。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の発明であって、軸状ト
   ルク伝達部材に中空部が形成されており、センターリン
   グ部が、この中空部の内周に設けられていることを特徴
   とする電磁式カップリング。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の発明であって、センタ
   ーリング部が、軸状トルク伝達部材上の、メインクラッ
   チとの連結部より小径の部分に設けられていることを特
   徴とする電磁式カップリング。