JP2559680Y2 - クラッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、車両等のディファレンシャル装置の差動
制限をおこなう差動制限装置等に供されるクラッチに関
する。

（従来の技術） 例えば、車両のディファレンシャル装置には、特開昭
63−195449号公報等に記載されるように、プラネタリー
ギア式のものが使用される。プラネタリーギア式のディ
ファレンシャル装置は、周知のように、太陽歯車の回り
を二つの遊星歯車が組になったものが複数組、噛合って
回っており、さらにその外周にリングギアが噛合って回
転するようになっている。一つの組のうち内側の遊星歯
車は、太陽歯車および外側の遊星歯車に噛合っており、
外側の遊星歯車はさらにリングギアに噛合っている。各
組の遊星歯車は、それぞれ遊星キャリアに支持されてい
る。そして、リングギアにはエンジン側から駆動力が入
力され、遊星キャリアまたは太陽歯車が、左右輪の回転
軸へ前記駆動力を出力するようになっている。このよう
な構成により、左右輪の回転に差が生じても、この回転
差を吸収し駆動力を均等に出力できるようになってい
る。これにより、車両のコーナー走行時等において左右
輪に回転差が生じても滑らかな走行がおこなえるように
なっている。

しかし、一方の車輪が雪、氷、或いはぬかるみ等に入
り空転すると、エンジンの駆動力はこの空転する車輪に
使われてしまい走行できなくなってしまう。そこで、前
記回転差を吸収する差動を制限するリミッテッドスリッ
プディファレンシャル装置（LSDという）が開発され、
この差動を制限する装置として前記公報の技術は、多板
クラッチを用いている。

しかしこの多板クラッチを働かせてロックに至るまで
充分な差動制限力を得るためには非常に大きな力が必要
であった。そこで、出願人は小さな力で大きな差動制限
力を得ることのできる電磁式LSDをすでに出願している
（本考案の実施例を示す第１図参照）。この電磁式LSD
は、電磁式のパイロット多板クラッチ87が締結されるこ
とでデフケース31に対しカムリング77が固定され、この
カムリング77はデフケース31の回転に伴って回転するこ
とにより、遊星キャリア47に対し相対的に回動する。こ
れにより、カム79を構成するボール78の働きによって
（本考案の実施例を説明する第２図参照）、押圧部材で
ある遊星キャリア47を軸方向に移動させる。移動した遊
星キャリア47により押圧されてメイン多板クラッチ75が
締結されて、差動制限力を得る。このようにパイロット
多板クラッチ87による力は、デフケース31の回転力およ
びカム79の働きにより拡大され、メイン多板クラッチ75
を大きな力で締結し、大きな差動制限力を得る。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、以上の技術によれば、メイン多板クラ
ッチ75の摩擦板71,73が摩耗すると、押圧部材である遊
星キャリア47がクラッチ締結完了まで移動し規制されな
いため、その移動量が大きくなり、第３図に示すように
ボール78がカム山79Aに載り上げてしまう。この載り上
げた状態においては、ボール78はカム溝79Bの斜面79Cに
は、もはや接していないので、カム溝79Bに戻ることが
できず、カムがロックした状態となってしまう。このよ
うにロックを生じると、パイロット多板クラッチ87の締
結を解除してもメイン多板クラッチ75の締結は解除され
ず、ディファレンシャル装置の差動が制限されたままと
なってしまう。従って、コーナー走行等において滑らか
な走行ができなくなってしまう。

本考案は以上の問題点を解決するためになされたもの
で、摩擦板が摩耗してもカムがロックしてしまうことの
ないクラッチを得ることを目的とする。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 本考案は以上の目的を達成するためなされたもので、
出力２軸の差動を許容する差動装置の相対回転する部材
間にカムを設け、このカムにより軸方向の位置決めされ
た一方の部材に対し他方の部材である押圧部材を移動さ
せ、この押圧部材によって摩擦板が締結され前記差動の
制限力を得るクラッチにおいて、前記押圧部材の移動範
囲を前記摩擦板の締結により規制することなく、別個に
規制する手段を設け、該手段による押圧部材の移動範囲
が、前記カムのカム山の高さより小さくなるようにした
ものである。

（作用） 本考案の構成によれば、予め押圧部材の移動範囲が制
限されるので、仮にこの摩擦板が摩耗しても移動範囲が
大きくなってしまうことを防止でき、従ってカムがロッ
クしてしまうことを防止できる。

（実施例） 本考案の一実施例を第１図〜第４図において説明す
る。第１図は、この実施例の電磁式LSDの縦断面図を示
し、第４図にこの電磁式LSDを用いた四輪駆動車の動力
系を示す。

第４図に示した動力系は、エンジン1,トランスミッシ
ョン3,この実施例を用いたセンターデフ５（前後輪間の
デファレンシャル装置）、フロントデフ７（前輪側のデ
ファレンシャル装置）、前車軸9,11,左右の前輪13,15,
方向変換歯車機構17,プロペラシャフト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などを備えている。

また、センターデフ５のデフケース31はトランスミッ
ションケース33内に回転自在に配置されており、そのフ
ランジ部35（第１図）にはリングギヤ37がボルトで固定
され、このリングギヤ37はトランスミッション３のドラ
イブギヤ39と噛合っており、エンジン側から駆動力が入
力される。

例示したデフケース31は、円筒状部32の右端開口部
を、蓋34で塞いだものである。

デフケース31の内周部には内歯車41が設けられ、この
内歯車41には外側の遊星歯車43が噛合っている。

遊星歯車43は軸45に回転自在に支承されており、軸45
は遊星キャリヤ47に支持されている。

またこの遊星歯車43は内側の遊星歯車49と噛合ってお
り、内側の遊星歯車49は遊星キャリヤ47に支持された軸
50に回転自在に支承されているとともに太陽歯車53と噛
合い、こうしてセンターデフ５である遊星歯車機構55が
構成されている。

遊星キャリヤ47はボス部63を有し内径側で内側の中空
軸65にスプライン嵌合されている。

太陽歯車53はボス部57を有し内径側で外側の中空軸59
の一端にスプライン嵌合されている。

中空軸59は第４図のように他端のギヤ61を介して方向
変換歯車機構17に連結され後輪側へ駆動力を出力する。

中空軸65は外形を絞って中空軸59に内挿され、フロン
トデフ７のデフケース67に連結され前輪側へ駆動力を出
力する。

第１図のように遊星歯車機構55の右側にはクラッチド
ラム69がデフケース31に対し相対回転自在に配置され、
このクラッチドラム69は遊星キャリヤ47の右端部に固定
されている。

クラッチドラム69に形成した歯部70に外側の摩擦板71
を軸方向移動のみ自在に係合し、太陽歯車53のボス部57
に形成した歯部58には、前記摩擦板71と軸方向に交互に
配置された内側の摩擦板73が軸方向移動のみ自在に係合
し、これにより差動制限用のメイン多板クラッチ75を構
成している。

このメイン多板クラッチ75が締結されると太陽歯車53
と遊星キャリヤ47間の相対回転が制限され、前後輪間の
差動は制限される。

遊星キャリヤ47の左側にはカムリング77が配置されて
おり、カムリング77と遊星キャリヤ47との間には第２図
に示すようにボール78を介したカム79が形成されてい
る。

すなわち、カムリング77と遊星キャリア47が対向する
面には、各々の浅いＶ字のカム溝79Bが形成され、この
二つのカム溝79Bがあわさって略菱形の空間79Dを形成し
ている。この空間内に前記ボール78が位置している。こ
の時のカムの高さＢ又はＢ′（第２図）のいずれか低い
方、実施例ではＢは、押圧部材である遊星キャリア47の
移動範囲よりも大きく設定されている。この移動範囲
は、第１図に示すように、遊星キャリア47と太陽歯車53
との隙間Ａに相当する。従って Ａ＜Ｂ の関係が成立する。従来のようにこのような関係がない
場合には、メイン多板クラッチ75の摩擦板71,73が摩耗
により薄くなると遊星キャリア47は第１図中右方向に大
きく移動してしまい、第３図のようにボール78はカム山
79Aを載り越えカム溝79Bの外に出してしまう。この状態
では、ボール78はもはやカム溝78Bの中に戻ることがで
きず、メイン多板クラッチ75が締結されたままのロック
状態となってしまう。これを防ぐため、本実施例におい
ては、カムリング77或いは遊星キャリア47の軸方向の寸
法を調整することで、前記したように遊星キャリア47の
移動範囲を小さく設定する。

カムリング77とデフケース31の間にはカム79からのス
ラスト反力を受けるスラストベアリング81が配置されて
いる。

遊星キャリヤ47とデフケース31との間には軸長方向へ
交互に外側と内側の摩擦板83,85が配置されていて、外
側の摩擦板83はデフケース31の内周部の歯部36に軸方向
移動のみ自在に係合し、内側の摩擦板85はカムリング77
の外周部の歯部78に軸方向移動のみ自在に係合してパイ
ロット多板クラッチ87を構成している。

デフケース31の外側には電磁石89がベアリング91を介
して支承されている。

パイロット多板クラッチ87と遊星キャリヤ47との間に
は電磁石89により吸引されて多板クラッチ87を締結する
押圧リング93が配置され、これらにより電磁多板クラッ
チ95が構成されている。

以下、この実施例の動作について説明する。

エンジン１からの駆動力によるデフケース31の回転は
遊星歯車機構55の噛合いにより遊星キャリヤ47から前輪
13,15に伝達され、太陽歯車53から後輪27,29に伝達され
る。

このとき、前後輪間の駆動抵抗に差があるとこの差に
応じてエンジン１の駆動力は遊星歯車43,49の自転と公
転による太陽歯車53と遊星キャリヤ47の相対回転により
前輪側と後輪側とに差動分配される。又、コーナー走行
等においても滑らかな走行がおこなえる そして電磁多板クラッチ95を締結状態にすると、カム
リング77はカム79を介して遊星キャリヤ47に連結されて
いるから、多板クラッチ87の小さな締結力に応じた大き
な差動制限が行われる。

すなわち、前後輪間，つまりデフケース31と遊星キャ
リヤ47との間に差動回転力が生じるとこの力がカム79に
加わりスラスト力が生じる。

このスラスト力により遊星キャリヤ47,クラッチドラ
ム69を介して多板クラッチ75が押圧されて締結し、さら
に大きい差動制限力が発生する。

電磁多板クラッチ95を開放状態にするとカムリング77
は遊星キャリヤ47と一体に回転するからカム79はスラス
ト力を発生しない。

従って多板クラッチ75は開放され差動回転は自由にな
る。

電磁多板クラッチ95のこのような操作は運転室から手
動操作可能に、或いは操舵条件や路面条件などに応じて
自動操作可能に構成されている。

次にこのセンターデフ５の機能を第４図の車両に基い
て説明する。

電磁多板クラッチ95を開放状態にするとセンターデフ
５により前後輪間の差動が自由に許容され、車両は円滑
に旋回可能となり、タイトコーナブレーキング現象が防
止される。

電磁多板クラッチ95を締結するとセンターデフ５は前
後輪間の差動をその締結力に応じて制限する。

従って悪路などで前輪13,15又は後輪27,29の一方がス
リップ状態になっても差動制限によるトルク伝達により
他方の車輪に駆動力が伝えられるから、車両はスタック
状態に陥らずに悪路から脱出することができる。

このように電磁多板クラッチ95が締結されるとカム79
が作動し、そのスラスト力により多板クラッチ75が締結
されるように構成するとともに、各クラッチ75,95の押
圧方向を逆にしてクローズドループが形成されないよう
にし、カム反力が電磁多板クラッチ95に入力しないよう
にしたので、電磁多板クラッチ95における摩擦板83,85
の摩耗や摩擦係数の変動による締結力の変動は多板クラ
ッチ75の締結力に直接の影響を与えず、安定した差動制
限機能が得られる。

電磁石89の吸引による多板クラッチ87の締結力はカム
79によって拡大されて多板クラッチ75に伝えられるの
で、小型で小容量の電磁多板クラッチ95によって大きい
差動制限力が得られ、全体として小型で大トルク伝達の
可能な連結装置となった。

また、この実施例では遊星キャリヤ47が多板クラッチ
75の押圧部材を兼ねているので押圧部材を別に設ける必
要がなく、軽量化が図られる。

また、カム山79Aの高さ、すなわち寸法Ｂ又はＢ′
を、遊星キャリア47の移動範囲Ａ（第１図）より大きく
することで、ボール78はカム山79Aを載り越えてカム溝7
9Bの外に出ることがない。従ってボール78は常にカム溝
79B内の斜面79Cに接しており、パイロット多板クラッチ
87の締結が解除されると、直ちに斜面に沿って最深部79
Eに戻る。従って押圧部材である遊星キャリア47も第１
図中左側に戻り、押圧が解除されたメイン多板クラッチ
75は締結を解除する。従って、従来のようにメイン多板
クラッチ75がロックしてしまい電磁式のパイロット多板
クラッチ87の締結を解除してもディファレンシャル装置
としての差動機能が果たせなくなってしまうことを防止
できる。

以上の実施例においては押圧部材である遊星キャリア
47の移動範囲を小さくする手段として、遊星キャリア47
或いはカムリング77の寸法を調整するものとしたが、他
の実施例においては遊星キャリア47の移動を制限するス
ペーサーを遊星キャリア47とカムリング77の間に設けた
り、移動を規制するストッパーリングを設けたりしても
よい。

なお、この考案クラッチは、差動制限用のみならずト
ルク伝達用として構成することもできる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案のクラッチによれば、押
圧部材の移動範囲をカムのカム山の高さより予め小さく
しておくので、従来のように摩擦板が摩耗して薄くなっ
ても移動範囲が大きくならず、従ってカムがロックして
しまうことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例にかかる電磁式LSDの縦断
面図、第２図は第１図のII−II展開断面図、第３図は第
２図の問題点を説明する図、第４図は第１図の電磁式LS
Dを用いた車両の動力系を示す概略全体図である。 47…遊星キャリア、71,73…摩擦板 75…メイン多板クラッチ、77…カムリング 78…ボール、79…カム 79A…カム山、79B…カム溝 79C…斜面、79D…空間 87…パイロット多板クラッチ Ａ…寸法（押圧部材の移動範囲） Ｂ、Ｂ′…寸法（カムの高さ）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】出力２軸の差動を許容する差動装置の相対
   回転する部材間にカムを設け、このカムにより軸方向の
   位置決めされた一方の部材に対し他方の部材である押圧
   部材を移動させ、この押圧部材によって摩擦板が締結さ
   れ前記差動の制限力を得るクラッチにおいて、前記押圧
   部材の移動範囲を前記摩擦板の締結により規制すること
   なく、別個に規制する手段を設け、該手段による押圧部
   材の移動範囲が、前記カムのカム山の高さより小さくな
   るようにしたことを特徴とするクラッチ。