JPH04151032A - Clutch device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a large clutch torque without increasing the dimension of a clutch by applying a transmission torque onto a cam by the tightening of the first frictional clutch, and strengthening the tightening force of the first frictional clutch by the thrust force generated at that time. CONSTITUTION:The transmission torque is applied on a cam 97 by the tightening of the first frictional clutch 77, and the left and right thrust forces 107 and 109 are generated. A belleville spring 103 is deflected by the right side thrust force 109, and when the deflection quantity exceeds an interval (a), the snap ring 81 of a ring 75 presses an armature 79, and the tightening force of the first frictional clutch 77 increases. Accordingly, the clutch 77 is looked, and the slide reduces, and the thrust force of the cam 97 is increased by that portion, and also the tightening force of the second frictional clutch 63 increases. Accordingly, since each tightening force of the first and second frictional clutches 77 and 63 is strengthened by the feedback of the thrust force, a large clutch torque can be obtained without increasing the dimension of the above-described both clutches 77 and 63.

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、クラッチに関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a clutch.

（従来の技術） 特開昭６３−９７４２５号公報に「トランスファ・ケー
ス」が記載されている。これは、差動制限装置付きのデ
ファレンシャル装置を備えたトランスファ・ケースであ
る。この差動制限装置は、電磁クラッチとカムと多板ク
ラッチとからなるクラッチ装置であり、このカムには電
磁クラッチを締結すると差動トルクが掛り、生じたスラ
スト力により電磁クラッチと多板クラッチとをそれぞれ
締結する。(Prior Art) A "transfer case" is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-97425. This is a transfer case with a differential with a limited slip differential. This differential limiting device is a clutch device consisting of an electromagnetic clutch, a cam, and a multi-disc clutch. When the electromagnetic clutch is engaged, a differential torque is applied to this cam, and the generated thrust force causes the electromagnetic clutch and the multi-disc clutch to shall be concluded respectively.

（発明が解決しようとする課題） このように、トルクは電磁クラッチを介してカムに作用
するように構成されているから、電磁クラッチを大型に
して締結力を強くしないと、カムに大きなトルクが掛ら
ず、充分な差動制限力が得られない。(Problem to be solved by the invention) As described above, since torque is configured to act on the cam via the electromagnetic clutch, unless the electromagnetic clutch is made larger and the engagement force is increased, large torque will be applied to the cam. Therefore, sufficient differential limiting force cannot be obtained.

そこで、この発明は、摩擦クラッチを大型にせずに大き
なりラッチトルクが得られるクラッチ装置の提供を目的
とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a clutch device that can obtain a large latch torque without increasing the size of the friction clutch.

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明のクラッチ装置は、第１と第２の摩擦クラッチ
と、第１の摩擦クラッチが締結されると伝達トルクを受
けスラスト力により第２の摩擦クラッチを締結すると共
に第１の摩擦クラ、ソチの押圧部を有するカムと、この
カムを噛合い方向に付勢する付勢部材とを備え、前記カ
ムはスラスト力による付勢部材の撓みか一定量を超える
と抑圧部を介して第１の摩擦クラッチを押圧することを
特徴とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A clutch device of the present invention includes first and second friction clutches, and when the first friction clutch is engaged, the second friction clutch receives a transmitted torque and uses a thrust force to The cam is provided with a cam that engages a friction clutch and has a pressing portion of a first friction clutch, and a biasing member that biases the cam in the meshing direction. The first friction clutch is pressed via a suppressing portion when the amount exceeds a certain amount.

（作用） 第１の摩擦クラッチが締結されると伝達トルクかカムに
掛り、そのスラスト力によって第２の摩擦クラッチが締
結される。又、このスラスト力による付勢部材の撓みが
一定量を超えると、カムは押圧部を介して第１の摩擦ク
ラッチを押圧してその締結力を強化する。従って、第１
の摩擦クラッチの滑りが防止され、伝達トルクが効率よ
くカムに掛ると共に、生じた大きなスラスト力により第
２の摩擦クラッチの締結力も大きくなる。こうして、各
摩擦クラッチを大型にせずに、大きなりラッチトルクが
得られる。(Operation) When the first friction clutch is engaged, the transmission torque is applied to the cam, and the second friction clutch is engaged by the thrust force. Further, when the deflection of the biasing member due to this thrust force exceeds a certain amount, the cam presses the first friction clutch via the pressing portion to strengthen its engagement force. Therefore, the first
The second friction clutch is prevented from slipping, the transmitted torque is efficiently applied to the cam, and the generated large thrust force also increases the engagement force of the second friction clutch. In this way, a large latch torque can be obtained without increasing the size of each friction clutch.

（実施例） 第１図と第２図とにより一実施例の説明をす第１図はこ
の実施例を用いたデアレンシャル装置であり、第２図は
この装置を用いた車両の動力系を示す。以下、第１図の
左右の方向はこの車両の左右の方向であり、第１図（ａ
）の上方はこの車両の前方（第２図の上方）に相当する
。(Example) An example will be explained with reference to Fig. 1 and Fig. 2. Fig. 1 shows a differential device using this embodiment, and Fig. 2 shows a power system of a vehicle using this device. . Hereinafter, the left and right directions in Fig. 1 are the left and right directions of this vehicle, and the left and right directions in Fig. 1 (a
) corresponds to the front of this vehicle (the upper part of Fig. 2).

先ず、第２図によりこの動力系の構成を説明する。First, the configuration of this power system will be explained with reference to FIG.

この動力系は、エンジン１、トランスミッション３、左
右の前輪９，１１、プロペラシャフト１３、リヤデフ１
５（第１図のデファレンシャル装置）、後車軸１７，１
９、左右の後輪２１．２３などから構成されている。This power system consists of an engine 1, a transmission 3, left and right front wheels 9, 11, a propeller shaft 13, and a rear differential 1.
5 (differential device in Figure 1), rear axle 17,1
9. It is composed of left and right rear wheels 21, 23, etc.

次に、リヤデフ１５の説明をする。Next, the rear differential 15 will be explained.

リヤデフ１５のデフケース２５はデフキャリヤ２７内に
ベアリング２９．２９を介して支承されている。デフケ
ース２５にはリングギヤ３１がボルトで固定されており
、ギヤ３１はプロペラシャフト１３に連結されたドライ
ブピニオンシャフト３３と一体のドライブピニオンギヤ
３５と噛合っている。こうして、デフケース２５はエン
ジン１からの駆動力により回転駆動される。A differential case 25 of the rear differential 15 is supported within a differential carrier 27 via bearings 29 and 29. A ring gear 31 is fixed to the differential case 25 with bolts, and the gear 31 meshes with a drive pinion gear 35 that is integrated with a drive pinion shaft 33 connected to the propeller shaft 13. In this way, the differential case 25 is rotationally driven by the driving force from the engine 1.

第１図（ａ）に示すように、デフケース２５の内部には
同軸左右に一対のボス３７．３９か相対回転自在に配置
されている。左右のボス３７，３つはそれぞれ左右の後
車軸１７．１９とスプライン連結され、後車軸１７．１
９はそれぞれ止め輪４１．４３によりデフケース２５に
抜は止めされている。As shown in FIG. 1(a), inside the differential case 25, a pair of coaxial left and right bosses 37 and 39 are arranged so as to be relatively rotatable. The three left and right bosses 37 are spline connected to the left and right rear axles 17.19, respectively, and
9 are respectively prevented from being removed from the differential case 25 by retaining rings 41 and 43.

デフケース２５の内部にはプラネタリ−ギヤ型の差動機
構４５が配置されている。すなわち、デフケース２５の
内周にはインターナルギヤ４７が形成され、ギヤ４７に
は外側のピニオンギヤ４９が噛合っている。ギヤ４９は
ピニオンシャフト５１上に回転自在に支承されており、
シャフト５１は右のボス３９のフランジ部であるキャリ
ヤ５３及び左側のキャリヤ５５に両端を支持されている
。A planetary gear type differential mechanism 45 is arranged inside the differential case 25. That is, an internal gear 47 is formed on the inner periphery of the differential case 25, and an outer pinion gear 49 meshes with the gear 47. The gear 49 is rotatably supported on the pinion shaft 51,
The shaft 51 is supported at both ends by a carrier 53, which is a flange portion of the right boss 39, and a left carrier 55.

外側のギヤ４５には内側のピニオンギヤが噛合っており
、このギヤはキャリヤ５３．５５に支持されたピニオン
シャフト上に回転自在に支承され、左のボス３７の外周
に形成されたサンギヤ５７と噛合っている。キャリヤ５
３．５５と各ピニオンギヤとの間にはそれぞれワッシャ
５９．５９が配置されている。An inner pinion gear meshes with the outer gear 45, and this gear is rotatably supported on a pinion shaft supported by a carrier 53.55, and meshes with a sun gear 57 formed on the outer periphery of the left boss 37. ing. carrier 5
A washer 59.59 is arranged between each pinion gear.

こうして、差動機構４５が構成されており、デフケース
２５（インターナルギヤ４７）の回転はピニオンギヤを
介してサンギヤ５７（ボス３７）とキャリヤ５３（ボス
３９）とに分配され、ボス３７．３９から左右の後輪２
１．２３にそれぞれ伝達される。In this way, the differential mechanism 45 is configured, and the rotation of the differential case 25 (internal gear 47) is distributed to the sun gear 57 (boss 37) and the carrier 53 (boss 39) via the pinion gear, and from the boss 37. Left and right rear wheels 2
1.23 respectively.

差動機構４５の左側には左のボス３７及び左のキャリヤ
５５のボス部６１とを連結するメインクラッチ６３（第
２の摩擦クラッチ）が配置されている。キャリヤ５５と
クラッチ６３との間には厚さ調整用シム６５が配置され
ている。A main clutch 63 (second friction clutch) that connects the left boss 37 and the boss portion 61 of the left carrier 55 is arranged on the left side of the differential mechanism 45. A thickness adjusting shim 65 is arranged between the carrier 55 and the clutch 63.

クラッチ６３とデフケース２５の左側壁６７との間には
ワッシャ６９が配置されており、ワッシャ６９は外周部
の爪７１を左側壁６７の係合孔７３に折り込んで廻り止
めされている。A washer 69 is disposed between the clutch 63 and the left side wall 67 of the differential case 25, and the washer 69 is prevented from rotating by folding a claw 71 on the outer periphery into an engagement hole 73 of the left side wall 67.

キャリヤ５３の右方にはカムリング７５が配置されてお
り、このリング７５とデフケース２５との間にはこれら
を連結するパイロットクラッチ７７（第１の摩擦クラッ
チ）か配置されている。クラッチ７７の左側にはアーマ
チャ７９が配置され、その内周部でカムリング７５にス
プライン連結されている。カムリング７５にはアーマチ
ャ７９の左方にスナップリング８１（押圧部）が取付け
られている。又、アーマチャ７９とキャリヤ５３の間に
はアーマチャ押さえのスプリング８３が配置されている
。スナップリング８１とアーマチャ７９との間には間隔
ａ（一定量）か形成されている。A cam ring 75 is arranged on the right side of the carrier 53, and a pilot clutch 77 (first friction clutch) is arranged between the ring 75 and the differential case 25 to connect them. An armature 79 is arranged on the left side of the clutch 77, and is spline-connected to a cam ring 75 at its inner circumference. A snap ring 81 (pressing portion) is attached to the cam ring 75 to the left of the armature 79. Further, a spring 83 for holding down the armature is arranged between the armature 79 and the carrier 53. A gap a (a certain amount) is formed between the snap ring 81 and the armature 79.

デフケース２５の右側壁８５の右方にはリング状の電磁
石８７が配置され、デフキャリヤ２７に固定されると共
にベアリング８９．８９によりデフケース２５のボス部
９１上に支承されている。A ring-shaped electromagnet 87 is arranged on the right side of the right side wall 85 of the differential case 25, and is fixed to the differential carrier 27 and supported on the boss portion 91 of the differential case 25 by bearings 89 and 89.

右側壁８５には電磁石８７の磁束の短絡を防ぎアーマチ
ャ７９へ導くために非磁性のリング９３が埋め込まれて
いる。電磁石８７がアーマチャ７つを吸引するとパイロ
ットクラッチ７７が締結され、カムリング７５はデフケ
ース２５（ギヤ４７）に連結される。A non-magnetic ring 93 is embedded in the right side wall 85 to prevent short-circuiting of the magnetic flux of the electromagnet 87 and guide it to the armature 79. When the electromagnet 87 attracts the seven armatures, the pilot clutch 77 is engaged, and the cam ring 75 is connected to the differential case 25 (gear 47).

キャリヤ５３とカムリンク７５との間には、第１図（ｂ
）に示すように、ボール９５を介してカム９７が形成さ
れている。リング７５とデフケース２５（右側壁８５）
の間には左からニードルベアリング９９、ワッシャ１０
１１皿バネ１０３（付勢部材）が配置されている。皿バ
ネ１０３はリング７５を左方に付勢しており、止め輪１
０５によりその縮み代すが決められている。縮み代すは
上記の間隔ａより広くしである。Between the carrier 53 and the cam link 75, there is a
), a cam 97 is formed via a ball 95. Ring 75 and differential case 25 (right side wall 85)
In between are needle bearing 99 and washer 10 from the left.
11 disc springs 103 (biasing members) are arranged. The disc spring 103 biases the ring 75 to the left, and the retaining ring 1
The amount of shrinkage is determined by 05. The shrinkage margin should be wider than the above distance a.

カムリング７５がパイロットクラッチ７７を介してデフ
ケース２５に連結されると、リング７５はカム９７を介
してキャリヤ５３と連結されているから、クラッチ７７
の締結力（滑り）に応じて差動機構４５の差動が制限さ
れる。When the cam ring 75 is connected to the differential case 25 via the pilot clutch 77, since the ring 75 is connected to the carrier 53 via the cam 97, the clutch 77
The differential movement of the differential mechanism 45 is limited according to the fastening force (slipping) of the differential mechanism 45 .

又、クラッチ７７を締結すると差動機構４５の差動トル
クがカム９７に掛り、第１図（ｂ）に示すように左右の
スラスト力１０７．１０９が発生する。左方向のスラス
ト力１０７によりキャリヤ５３、キャリヤ５５、シム６
５を介してメインクラッチ６３がデフケース２５（ワッ
ン＋６９）ｃ！：の間て押圧されて締結する。こうして
、クラッチ７７の締結力にクラッチ６３の締結力が加わ
って、差動機ＦＩＩ４５の差動制限力が強化される。Furthermore, when the clutch 77 is engaged, the differential torque of the differential mechanism 45 is applied to the cam 97, generating left and right thrust forces 107 and 109 as shown in FIG. 1(b). Carrier 53, carrier 55, shim 6 due to leftward thrust force 107
5, the main clutch 63 is connected to the differential case 25 (wan+69) c! : Pressed between and fastened. In this way, the engagement force of the clutch 63 is added to the engagement force of the clutch 77, and the differential limiting force of the differential FII 45 is strengthened.

右のスラスト力１０９により皿バネ１０３が撓み、その
撓み量が間隔ａを超すと、リング７５のスナップリング
８１がアーマチャ７９を押圧し、クラッチ７７の締結力
が増加する。従って、クラッチ７７がロックされ、ある
いはその滑りが減少し、それだけカム９７のスラスト力
が大きくなってクラッチ６３の締結力も増加する。こう
して、スラスト力のフィードバックにより各クラッチ６
３．７７の締結力が強化されるから、電磁石８７、クラ
ッチ７７．６３を大型にせずに、充分な差動制限力が得
られる。なお、左右のスラスト力１０７．１０９はそれ
ぞれデフケース２５に入力し、互いに相殺される。When the disc spring 103 is deflected by the right thrust force 109 and the amount of deflection exceeds the distance a, the snap ring 81 of the ring 75 presses the armature 79, and the engagement force of the clutch 77 increases. Therefore, the clutch 77 is locked or its slippage is reduced, the thrust force of the cam 97 increases accordingly, and the engagement force of the clutch 63 also increases. In this way, each clutch 6 is
Since the tightening force of 3.77 is strengthened, sufficient differential limiting force can be obtained without increasing the size of the electromagnet 87 and the clutch 77.63. Note that the left and right thrust forces 107 and 109 are respectively input to the differential case 25 and cancel each other out.

電磁石８７によりパイロットクラッチ７７の締結力（滑
り）を調節すると、メインクラッチ６３の締結力も変化
し、差動制限力を制御できる。クラッチ７７を開放する
とクラッチ６３も開放される。各クラッチ６３．７７の
締結力か充分大きいと差動はロックされ、適度に小さく
すると差動は許容される。クラッチ７７を開放すると差
動はフリーになる。When the engagement force (slip) of the pilot clutch 77 is adjusted by the electromagnet 87, the engagement force of the main clutch 63 also changes, and the differential limiting force can be controlled. When clutch 77 is released, clutch 63 is also released. If the engagement force of each clutch 63, 77 is sufficiently large, the differential is locked, and if it is appropriately reduced, the differential is allowed. When the clutch 77 is released, the differential becomes free.

電磁石８７によるこのような操作は運転席から手動操作
可能か、又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。Such operations using the electromagnet 87 can be performed manually from the driver's seat or automatically in accordance with road surface conditions, vehicle steering conditions, and the like.

こうして、リヤデフ１５が構成されている。In this way, the rear differential 15 is configured.

次に、リヤデフ１５の機能を第２図の車両の動力性能に
即して説明する。Next, the function of the rear differential 15 will be explained based on the power performance of the vehicle shown in FIG.

悪路などて後輪２１．２３の一方が空転状態になっても
リヤデフ１５の差動制限力が他方の後輪に送られる駆動
力となり走破性が向上する。このとき、電磁石８７の吸
引力を増してパイロットクラッチ７７の締結力をカムス
ラスト力１０９が皿バネ１０３を撓ませるのに十分な大
きさにすると、上記のようにパイロットクラッチ７７へ
のカムスラストのフィードバックにより、差動がロック
され、走破性は更に大きく向上する。Even if one of the rear wheels 21, 23 is in a idling state due to a rough road, etc., the differential limiting force of the rear differential 15 is sent to the other rear wheel, thereby improving running performance. At this time, if the attraction force of the electromagnet 87 is increased and the engagement force of the pilot clutch 77 is made large enough for the cam thrust force 109 to deflect the disc spring 103, the feedback of the cam thrust to the pilot clutch 77 as described above , the differential is locked, further improving running performance.

リヤデフ１５の差動制限力を強めれば車両の直進安定性
が向上し、差動制限力を弱めれば後輪間の差動回転か許
容され円滑な旋回が行える。If the differential limiting force of the rear differential 15 is strengthened, the straight-line stability of the vehicle will be improved, and if the differential limiting force is weakened, differential rotation between the rear wheels will be allowed and smooth turning will be possible.

［発明の効果］ この発明のクラッチ装置は、第２の摩擦クラッチを締結
するカムに伝達トルクを伝える第１の摩擦クラッチにこ
のカムのスラスト力がフィードバックされるように構成
したから、各摩擦クラッチを大型にせずに、大きなりラ
ッチトルクが得られる。[Effects of the Invention] The clutch device of the present invention is configured such that the thrust force of the cam is fed back to the first friction clutch that transmits the transmission torque to the cam that engages the second friction clutch. Large latch torque can be obtained without increasing the size.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は一実施例を用いたデファレンシャル装置を示し
、同図（ａ）はこの装置の断面図、同図（ｂ）は同図（
ａ）のＡ−Ａ断面図、第２図は第１図の装置を用いた車
両の動力系を示すスケルトン機構図である。 ６３・・・メインクラッチ（第２の摩擦クラッチ）７７
・・・パイロットクラッチ（第１の摩擦クラッチ） ８１・・・スナップリング（押圧部） ９７　・ カム ３・・・皿バネ （付勢部材）FIG. 1 shows a differential device using one embodiment, FIG. 1(a) is a sectional view of this device, and FIG.
FIG. 2 is a skeleton mechanism diagram showing the power system of a vehicle using the device shown in FIG. 1. 63... Main clutch (second friction clutch) 77
... Pilot clutch (first friction clutch) 81 ... Snap ring (pressing part) 97 - Cam 3 ... Belleville spring (biasing member)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第１と第２の摩擦クラッチと、第１の摩擦クラッチが締
結されると伝達トルクを受けスラスト力により第２の摩
擦クラッチを締結すると共に第１の摩擦クラッチの押圧
部を有するカムと、このカムを噛合い方向に付勢する付
勢部材とを備え、前記カムはスラスト力による付勢部材
の撓みが一定量を超えると押圧部を介して第１の摩擦ク
ラッチを押圧することを特徴とするクラッチ装置。first and second friction clutches, a cam that receives transmitted torque when the first friction clutch is engaged, engages the second friction clutch by thrust force, and has a pressing portion of the first friction clutch; a biasing member that biases the cam in the meshing direction, and the cam presses the first friction clutch via a pressing portion when deflection of the biasing member due to thrust force exceeds a certain amount. clutch device.