駆動力配分装置
【課題】引きずりトルクを大幅に低減することを可能とし、高価な表面処理を施さなくても、長期間にわたって安定した良好な摩擦特性と耐久性とを維持することを可能とし、更にはクラッチ伝達トルク特性のバラツキを防止することを可能とした駆動力配分装置を提供する。
【解決手段】駆動力配分装置１は、カップリングケース２０の壁部２３ａとの間で作用する磁気吸引力によりパイロットクラッチ５０へ向けて移動する電磁石７０と、電磁石７０の移動に応じてパイロットクラッチ５０の操作力を調整する押圧部材５３とを備えている。押圧部材５３は、電磁石７０の非通電時に、パイロットクラッチ５０の摩耗に応じてカップリングケース２０の壁部２３ａに対する所定の初期位置に押し戻され、押圧部材５３の押圧面とカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面とが一致するように調整される。
【解決手段】駆動力配分装置１は、カップリングケース２０の壁部２３ａとの間で作用する磁気吸引力によりパイロットクラッチ５０へ向けて移動する電磁石７０と、電磁石７０の移動に応じてパイロットクラッチ５０の操作力を調整する押圧部材５３とを備えている。押圧部材５３は、電磁石７０の非通電時に、パイロットクラッチ５０の摩耗に応じてカップリングケース２０の壁部２３ａに対する所定の初期位置に押し戻され、押圧部材５３の押圧面とカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面とが一致するように調整される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁式摩擦クラッチを用いた駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば電磁式摩擦クラッチを備えた四輪駆動車における各種の駆動力配分装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された従来の駆動力配分装置は、入力部材と出力部材との間のトルク伝達を行うメインクラッチの締結を、電磁石の通電により締結するパイロットクラッチにより調整している。そのパイロットクラッチは、フロントハウジング内に設けられており、パイロットクラッチの一側には、アーマチャが配置されている。パイロットクラッチの他側には、リヤハウジングが配置されており、そのリヤハウジング内には、ヨーク内に嵌着された電磁石が配置されている。
【０００３】
この従来の駆動力配分装置によれば、電磁石への通電により、ヨーク、リヤハウジング、アーマチャ、パイロットクラッチ、リヤハウジング及びヨーク間を循環する磁気回路が形成される。電磁石によりアーマチャを吸引してパイロットクラッチを押付けることでパイロットクラッチが締結される。その締結によりスラスト力を発生するカム機構により、メインクラッチに対する押付け力に変換し、その押付け力をメインクラッチへ伝達することで、入力部材から出力部材へ駆動力が伝達される。
【０００４】
パイロットクラッチに対する押付け力は、電磁石の電磁コイルにより励起された磁束がパイロットクラッチを貫通してアーマチャを吸引することで発生する。そのため、パイロットクラッチは、磁気を通し易いという特性とクラッチプレートの摩擦特性との両方を兼ね備えた構成を必要とする。これにより、パイロットクラッチは鉄製であり、その鉄製のクラッチプレートの摺動面には、摩擦係合による摩耗を抑制する表面処理が施されている。磁気回路の一部を構成するリヤハウジングのパイロットクラッチの中間部と対応する部位には、非磁性体が埋設されている。
【０００５】
パイロットクラッチの表面処理としては、クラッチプレートの摺動面に同心円上に設けられた多数の微細な幅の溝部、あるいは多数の格子状の溝部を形成するとともに、その摺動面の組成を窒化処理又は焼き入れ焼き戻し処理により変化させたり、クラッチプレートの摺動面にダイヤモンド状炭素薄膜を施したりしている。この表面処理により、クラッチプレートの摺動面を強化して摩耗を減らすようにしている。
【０００６】
この種の駆動力配分装置の他の一例としては、例えばオイルで潤滑されたとき最適に機能する摩擦クラッチ紙をパイロットクラッチのクラッチプレート摺動面に設けた駆動力配分装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この特許文献２に記載された従来の駆動力配分装置は、入力部材を回転可能に支持するハウジング内に電磁石を固定している。パイロットクラッチは、入力部材の内面に設けられており、入力部材を介して電磁石が対向して配置されている。パイロットクラッチの入力部材と反対側には、電磁石のプランジャに連結されたアーマチュア（作用プレート）が対向して配置されている。
【特許文献１】特開２００３−２８２１８号公報
【特許文献２】特開２００５−６１６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、オイルで潤滑されたときクラッチプレート同士が対向する２面間に介在するオイルの粘性抵抗により引きずりトルクが発生する。大きな引きずりトルクが発生する原因の一つとしては、クラッチプレート摺動面（摩擦面）が広いことにある。すなわち、オイル粘性による引きずりトルクは、クラッチプレート同士が対向する２面の面積に比例する。
【０００９】
上記特許文献１に記載された従来の駆動力配分装置は、パイロットクラッチが磁気回路の一部を構成しているため、パイロットクラッチの磁気通路断面積を、磁気を通し易くする所定の広さに設定する必要がある。そのため、クラッチプレートの摺動面に加えて、クラッチプレートの摺動面としては必要としない磁気通路断面を形成しなければならず、パイロットクラッチを大きく形成せざるを得なかった。その結果、引きずりトルクを減少させるのには限界があり、引きずりトルクを小さくすることが困難になるという問題点があった。特に低温時の大きな引きずりトルクを前提としてデファレンシャルやドライブシャフトの強度を設計しなければならず、大型化し、重量が嵩み、製作コストが高くなるという問題点があった。また、低温時にはタイトコーナーブレーキング現象の発生を回避することができないなど、操縦性の悪化を招くという問題点もあった。
【００１０】
また、この従来の駆動力配分装置は、パイロットクラッチが鉄同士の摩擦のためスティック・スリップによる振動、騒音が発生しやすく、対策として摺動面に種々の油溝を設けたり、耐摩耗牲を持たせたりするために窒化処理又は焼き入れ焼き戻し処理やダイヤモンド状炭素薄膜を施しているが、加工コストが高くなるという問題点があった。また、これらの加工処理を施したとしても、油溝の摩耗などによりパイロットクラッチの摩耗特性（μ−Ｖ特性）が使用中に悪化して、車両の振動・騒音が発生するという問題点もあった。また、この従来の駆動力配分装置は、磁気回路の一部を構成するリヤハウジングに埋設された非磁性体を挟んで、フロントハウジング側のアーマチュアとリヤハウジング側の電磁石とを配置し、アーマチュア及び非磁性体間にパイロットクラッチを配置した構造とされており、この非磁性体との接合構造の製作コストが高騰するという問題点もあった。
【００１１】
一方、上記特許文献２に記載された従来の駆動力配分装置にあっては、電磁石のヨークとアーマチュア（プランジャ）の空隙が、特に軸方向の荷重に対して変形が大きいボールベアリングを介して維持されている。そのため、この従来の駆動力配分装置は、電磁式カップリングとハウジングとの位置関係に影響され、電磁石のヨークとアーマチュア（プランジャ）の空隙長が不安定となり、製品ごとにクラッチ伝達トルク特性のバラツキが発生するという問題点を有している。
【００１２】
従って、本発明は、上記従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、引きずりトルクを大幅に低減することを可能とし、高価な表面処理を施さなくても、長期間にわたって安定した良好な摩擦特性と耐久性とを維持することを可能とし、更にはクラッチ伝達トルク特性のバラツキを防止することを可能とした駆動力配分装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
［１］本発明は、上記目的を達成するため、入力部材と出力部材との間にあって、これらの部材間のトルク伝達を行う第１の摩擦クラッチと、前記入力部材と前記出力部材との間にあって、前記第１の摩擦クラッチの伝達トルクを調整する第２の摩擦クラッチと、前記第２の摩擦クラッチの伝達トルクを前記第１の摩擦クラッチに対する押付け力に変換するカム機構と、前記入力部材と同一軸線上に設けられ、前記第１の摩擦クラッチ、前記カム機構及び前記第２の摩擦クラッチを内蔵したハウジングと、前記ハウジングの壁部の外側に前記ハウジングと同一軸線上に設けられ、通電により前記ハウジングとの間で作用する磁気吸引力により前記第２の摩擦クラッチに向けて移動する電磁石と、前記ハウジングの前記壁部の内部に移動可能に配され、前記電磁石の移動に応じて前記第２の摩擦クラッチの操作力を調整する押圧部材と、前記第２の摩擦クラッチの摩耗に応じて、前記押圧部材を前記ハウジングの前記壁部の所定の初期位置に押し戻す押し戻し手段とを備えたことを特徴とする駆動力配分装置にある。
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記第２の摩擦クラッチは、互いに摩擦係合する複数のクラッチプレートのうち、一方のクラッチプレートの摺動面に紙製のフェーシングを設けたことを特徴としている。
［３］上記［１］記載の発明にあって、前記押し戻し手段は、前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向の最外端に位置するクラッチプレート側の前記ハウジングの内周面、あるいは前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するクラッチプレート側の前記ハウジングの内周面にねじ込まれる調整ナットと、前記調整ナットを締付け方向に与圧するバネ部材とにより構成され、前記バネ部材は、前記調整ナットの内周面に設けられたことを特徴としている。
［４］上記［３］記載の発明にあって、前記調整ナットの内周面には、係合フックが形成されるとともに、前記係合フックを除く内周面には、ラチェット歯が形成され、前記バネ部材には、前記調整ナットの締付け方向に付勢する巻きバネと、前記調整ナットの緩み方向への回転を阻止するラチェット爪とが形成され、前記巻きバネの先端は、前記係合フックに係合されるとともに、前記ラチェット爪は、前記ラチェット歯に係合されたことを特徴としている。
［５］上記［４］記載の発明にあって、前記巻きバネは、前記バネ部材の外周縁から折り曲げられて前記バネ部材の周面に沿って周回する板状に形成された周回部と、前記周回部の先端を折り曲げて前記係合フックに係合する係合部とからなり、前記ラチェット爪は、前記バネ部材の外周縁から折り曲げられた板バネからなり、前記巻きバネよりも外方に配されたことを特徴としている。
［６］上記［３］〜［５］のいずれかに記載の発明にあって、前記第２の摩擦クラッチのクラッチプレートには、係止切欠部が形成され、前記バネ部材の外周縁には、前記係止切欠部に係合する回り止め片が形成されたことを特徴としている。
［７］上記［４］〜［６］のいずれかに記載の発明にあって、前記バネ部材は、第１及び第２のラチェット爪を有し、前記第１及び第２のラチェット爪を互いに前記ラチェット歯のピッチの略半ピッチずらした位相をもって配したことを特徴としている。
［８］上記［１］記載の発明にあって、前記ハウジングの前記壁部の内側には、前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するクラッチプレートを前記押圧部材に向けて付勢する予圧バネが設けられたことを特徴としている。
［９］上記［１］記載の発明にあって、前記ハウジングを回転可能に支持する外部ケースを備え、前記電磁石は、前記外部ケースの内周面に支持されたことを特徴としている。
［１０］上記［１］記載の発明にあって、前記ハウジングを回転可能に支持する外部ケースを備え、前記電磁石は、前記ハウジングの軸部に対して相対回転可能及び軸方向移動可能に支持され、かつ、前記外部ケースに対しては回転不能に支持されたことを特徴としている。
［１１］上記［１］記載の発明にあって、前記電磁石及び前記押圧部材間にスラストニードルベアリングとプレート部材が介在されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、第２の摩擦クラッチに磁気を通過させることなく、電磁石に作用する磁気吸引力を第２の摩擦クラッチに対して直接付加するようになっているので、第２の摩擦クラッチのクラッチプレート摺動面の面積を小さくすることができる。その結果、特にオイルの粘性による引きずりトルクを小さくすることができるとともに、デファレンシャルやドライブシャフトの強度を小さくすることができるようになり、小型軽量であり、安価に製作することができる。
【００１５】
本発明は更に、電磁石とハウジングとの間の空隙長を自動調整することができるとともに、第２の摩擦クラッチの摩耗によるトルク変化を防止することができる。また、電磁石とハウジングとの間の空隙長を安定化させることができるようになり、クラッチ伝達トルク特性のバラツキを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
（駆動力配分装置の構成）
図１は、本発明の代表的な実施の形態である駆動力配分装置の内部構造を示す断面図である。同図において、符号１は、四輪駆動車のプロペラシャフト及びリヤデファレンシャル間に配置された駆動力配分装置の全体構成を概略的に示している。この第１の実施の形態に係る典型的な駆動力配分装置１は、入力部材である回転軸部２１を有するカップリングケース２０を備えている。このカップリングケース２０は、回転軸線方向（車体前後方向）に延びる一対のケースを組み合わせた外部ケースとなるリヤデフケース２，２により覆われており、リヤデフケース２の内周面及びカップリングケース２０の外周面間により所要の第１の内部空間３が形成されている。リヤデフケース２の内部には、リヤデファレンシャルを回転駆動する出力部材であるドライブピニオンシャフト４がカップリングケース２０の回転軸部２１と同一軸線上に配置されている。
【００１８】
カップリングケース２０の回転軸部２１は、図１に示すように、エンジンからの駆動力が伝えられるプロペラシャフト側のフランジ５の円筒部内にナット６により締付固定されている。そのフランジ５には、プロペラシャフトと一体に取り付けられたフランジが連結固定されるようになっている。
【００１９】
（リヤデフケースの構成）
リヤデフケース２の後端部には、図１に示すように、カップリングケース２０の軸受部となる円筒壁部９がカップリング側に向けて延在されている。カップリングケース２０内には、第２ハウジング２４の開口筒部２５を貫通してドライブピニオンシャフト４が収容されている。このドライブピニオンシャフト４の前端部は、円筒状のハブ２６の内周面にスプライン連結されており、ベアリング８を介してカップリングケース２０に相対回転可能に支持されている。ドライブピニオンシャフト４の後端部は、一対のテーパローラベアリング１２，１２を介してリヤデフケース２の内周面に回転可能に支承されており、スペーサ及びナットにより一体化されている。ドライブピニオンシャフト４の後端部先端には、リヤデファレンシャルのギヤ機構と噛合されるギヤ１７が一体に形成されている。
【００２０】
リヤデフケース２の円筒壁部９の内周面とドライブピニオンシャフト４との間には、図１に示すように、オイルシール１３が配されている。リヤデフケース２の前端部に形成された開口とプロペラシャフト側のフランジ５の外周面との間には、オイルシール１４が配されている。これらのオイルシール１３，１４により、リヤデフケース２の第１の内部空間３とリヤデファレンシャル側の第２の内部空間１５とを区画しており、その内部空間３を密封している。プロペラシャフト側のフランジ５には、ダストカバー１６が固定されており、リヤデフケース２の内部空間３にダストなどが浸入するのを防止している。
【００２１】
（カップリングケースの構成）
このカップリングケース２０は、図１に示すように、回転軸部２１よりも大径の円筒部２２と、円筒部２２よりも大径の第１のハウジング２３と、第１のハウジング２３の後端開口部を液密に内嵌固定する環状の第２のハウジング２４とからなる多段形状を有している。第２ハウジング２４の後端面には、円筒状の開口筒部２５が形成されている。カップリングケース２０の回転軸部２１は、ベアリング７を介してリヤデフケース２内に回転可能に支承されるとともに、第２ハウジング２４の開口筒部２５が、シール付きベアリング１１を介してリヤデフケース２の円筒壁部９の内周面に回転可能に支承されている。開口筒部２５の開口端縁は、内周側に張り出した環状のツバ部２５ａを有している。このツバ部２５ａとドライブピニオンシャフト４との間の環状の隙間により潤滑油の供給孔が形成されている。なお、図示例によると、カップリングケース２０と回転軸部２１とは、鋳造などにより一体化されているが、例えば溶接により連結固定されていてもよい。
【００２２】
第１ハウジング２３の外周面とリヤデフケース２の内周面との間には、図１に示すように、電磁石７０の円環状の配置空間１０が形成されている。第１ハウジング２３の配置空間１０と対応する部位には、電磁石７０に面する段差面を形成する環状の段差壁部２３ａが設けられており、その段差壁部２３ａには、環状凹部２３ｂが形成されている。その環状凹部２３ｂの底面には、パイロットクラッチ５０の押付け力を調整する押圧部材５３を収納する複数の貫通孔２３ｃが周方向に所定の位相差をもって軸方向に貫通して形成されている。第１ハウジング２３の内周面には、メインクラッチ４０及びパイロットクラッチ５０をスプライン連結するスプライン部が軸方向に沿って延設されている。
【００２３】
（クラッチ機構の構成）
この駆動力配分装置１は、図１に示すように、カップリングケース２０及びドライブピニオンシャフト４間のトルク伝達を制御するクラッチ機構をカップリングケース２０内に回転軸部２１と同一軸線上に配している。このクラッチ機構は、電磁石７０に通電することで、カップリングケース２０の段差壁部２３ａとの間で電磁石７０に作用する磁気吸引力を、電磁石７０がパイロットクラッチ５０に向けて移動する操作力となるように構成されている。
【００２４】
このクラッチ機構の基本構成は、図１に示すように、第１の摩擦クラッチであるメインクラッチ４０と、メインクラッチ４０の伝達トルクを調整する電磁式のパイロットクラッチ５０と、パイロットクラッチ５０の伝達トルクをメインクラッチ４０に対する押付け力に変換するカム機構６０と、クラッチ機構を断続操作する電磁石７０と、電磁石７０に作用する磁気吸引力によりパイロットクラッチ５０を押付ける押圧部材５３とを備えている。このメインクラッチ４０、パイロットクラッチ５０及びカム機構６０は、回転軸部２１及びドライブピニオンシャフト４間に設けられており、メインクラッチ４０及びパイロットクラッチ５０の締結により回転軸部２１からドライブピニオンシャフト４へ駆動力が伝達される。
【００２５】
（メインクラッチの構成）
メインクラッチ４０は、図１に示すように、カップリングケース２０の第１ハウジング２３の内周面にスプライン連結された複数の円環状のアウタクラッチプレート４１と、ハブ２６の外周面にスプライン連結された複数の円環状のインナクラッチプレート４２とを有している。インナクラッチプレート４２の摩擦係合面を除く部位には、カップリングケース２０の回転軸線を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって複数の円形状の油孔４３，…，４３が形成されている。アウタクラッチプレート４１及びインナクラッチプレート４２のいずれか一方の摺動面には、紙製のフェーシングを取り付けることが好適である。メインクラッチ４０と第２ハウジング２４との間には、クラッチ隙間を規制する円環状のスペーサ４４が配されている。メインクラッチ４０は、パイロットクラッチ５０の締結によりメインクラッチ４０側に移動するカム機構６０のプレッシャリング６１を介して締結される。メインクラッチ４０が締結されると、第１ハウジング２３及びハブ２６が接続されるので、カップリングケース２０からドライブピニオンシャフト４へ駆動力が伝達される。
【００２６】
（パイロットクラッチの構成）
パイロットクラッチ５０は、図１に示すように、２枚の円環状のアウタクラッチプレート５１，５１と１枚の円環状のインナクラッチプレート５２とを有している。アウタクラッチプレート５１は、第１ハウジング２３の内周面にスプライン連結されている。一方のインナクラッチプレート５２は、カム機構６０のカムリング６２にスプライン連結されている。なお、図示例によると、パイロットクラッチ５０のインナクラッチプレート５２の枚数を１枚に設定しているが、これに限定されるものではない。この第１の実施の形態では、例えばインナクラッチプレート５２を２枚もしくは３枚以上の枚数に設定してもよいことは勿論である。
【００２７】
この第１の実施の形態に係るクラッチ機構にあっては、パイロットクラッチ５０に磁気を通過させることなく、電磁石７０に作用する磁気吸引力をパイロットクラッチ５０に対して直接付加するように構成したので、インナクラッチプレート５２の摺動面に紙製のフェーシングを使用することができる。アウタクラッチプレート５１の摺動面に紙製のフェーシングを取り付けてもよい。パイロットクラッチ５０に紙製フェーシングを使用することができるので、従来のクラッチプレートと比べてクラッチプレート摺動面の面積を小さくすることができる。これにより、オイルで潤滑されたときクラッチプレートの対向摺動面間に介在するオイルの粘性抵抗による引きずりトルクの発生を減少させることができる。摩耗特性がよく、シャダー性能及び耐久性に優れたクラッチが得られる。
【００２８】
（カム機構の構成）
カム機構６０は、図１に示すように、プレッシャリング６１と、カムリング６２と、プレッシャリング６１及びカムリング６２間に配されたカムボール６３とを有している。カム機構６０は、カップリングケース２０の第１ハウジング２３の段差壁部２３ａの内周面にスラスト軸受６４を介してハブ２６の外周面に配されている。プレッシャリング６１には、カップリングケース２０の回転軸線を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって油孔６５が貫通して形成されている。
【００２９】
カム機構６０は、図１に示すように、メインクラッチ４０の締結力を無段階に制御する。電磁石７０の通電によりパイロットクラッチ５０が締結されると、パイロットクラッチ５０に連結されたカムリング６２及びプレッシャリング６１間に回転トルクが生じる。カムボール６３がカムリング６２及びプレッシャリング６１を互いに離反する方向に押圧するスラスト力により、プレッシャリング６１がメインクラッチ４０側へ移動し、メインクラッチ４０が締結する。
【００３０】
（電磁石の構成）
電磁石７０は、図１に示すように、第１ハウジング２３の段差壁部２３ａの外側にあって回転軸部２１と同一軸線上に設けられている。電磁石７０は、ヨーク７１とコイル７２とにより環状に形成されている。ヨーク７１は、メインクラッチ４０側に開放された断面コ字状をなす環状の凹部７３を有している。その凹部７３内には、同心状に保持された環状のコイル７２が液密にシールされ、嵌着固定されている。そのコイル７２と面する部位には、ステンレス材等からなる環状の非磁性部材７４が埋設されている。電磁石７０は、カップリングケース２０の段差壁部２３ａとの間に所定の空隙Ｇ長をもってリヤデフケース２の内周面に回転不能にかつ軸方向移動可能に支承されている。電磁石７０とカップリングケース２０の段差壁部２３ａとは近接して配されるので、磁束漏れを低減させ、磁力を効率的に使用することが可能となる。
【００３１】
電磁石７０には、図１に示すように、リヤデフケース２にグロメット７５を介して外部へ引き出されたリード線７６が電気的に接続されている。このリード線７６を介して電磁石７０に通電すると、パイロットクラッチ５０に磁気を通過させることなく、ヨーク７１及びカップリングケース２０の段差壁部２３ａ間を循環する磁路Ｌが形成され、電磁石７０がカップリングケース２０の段差壁部２３ａに吸引される荷重（電磁石７０に作用する磁気吸引力）をパイロットクラッチ５０に対して直接付加する。電磁石７０への通電電力を調整することで、パイロットクラッチ５０への押付け力を調整することができる。
【００３２】
この第１の実施の形態では、電磁石７０をリヤデフケース２の内周面に支持する構成を例示したが、これに限定されるものではない。この構成に代えて、例えば電磁石７０をカップリングケース２０の円筒部２２に支持することができる。電磁石７０は、円筒部２２の外周面にベアリングを介して相対回転可能に支持するとともに、軸方向移動可能に支持することで、リヤデフケース２の内周面に対しては回転不能に支持する構成とすることができる。
【００３３】
（押圧部材の構成）
カップリングケース２０の段差壁部２３ａに形成された環状凹部２３ｂの貫通孔２３ｃ内には、図１に示すように、カップリングケース２０の回転軸線を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって複数の押圧部材５３が軸方向移動可能に配されている。図示例によれば、押圧部材５３は、円形のブロック体からなり、押圧部材５３の出力側の押圧面とカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面とが同一面上に設けられている。この押圧部材５３の配置位置は、電磁石７０への通電を切ったときの押圧部材５３の初期位置となる。カップリングケース２０の環状凹部２３ｂには、電磁石７０の非磁性部材７４に面するスラストニードルベアリング５４と、押圧部材５３に面するリングプレート５５とが並設されている。電磁石７０に作用する磁気吸引力は、非磁性部材７４、スラストニードルベアリング５４、リングプレート５５及び押圧部材５３へと伝えられ、パイロットクラッチ５０への押付け力となる。
【００３４】
（第１の実施の形態の効果）
上記のように構成された駆動力配分装置１によると、電磁石７０に通電することで、回転軸部２１の第１ハウジング２３との間で電磁石７０に作用する磁気吸引力を、電磁石７０がパイロットクラッチ５０に向けて移動する操作力とした構成を有しているので、次の様々な効果が得られる。
（１）電磁石７０がカップリングケース２０に吸引される荷重をパイロットクラッチ５０に対して直接付与することで、パイロットクラッチ５０に紙製フェーシングを使用することができるようになり、クラッチプレート５１，５２の摺動面の面積を小さくすることが可能となる。それにより、オイルの粘性による引きずりトルクを大幅に低減することが可能となり、燃費を向上させることができる。
（２）クラッチプレート５１，５２の摺動面の面積を小さくすることができるので、オイルの粘性による低温時の引きずりトルクを大幅に小さくすることができるようになり、デファレンシャルやドライブシャフトの強度増大を避けることで小型軽量化を達成することができるとともに、安価に製作することができる。
（３）パイロットクラッチ５０に油溝加工が不要となり、高価な表面処理を必要としないため、加工コストを低減することができるとともに、長期間にわたって安定した良好な摩擦特性と耐久性とを維持することができる。
（４）カップリングケース２０に磁気を遮断するための格別な非磁性体接合構造を設ける必要がなくなり、製作コストを低減することができる。
（５）カップリングケース２０内に配されるアーマチャを排除して、クラッチ機構の設置構造を簡略化するとともに、カップリングケース２０内の設置スペースを有効に利用することができるようになる。
（６）軸方向に動く電磁石７０の構成によりカップリングケース２０内に配されるアーマチュアを排除することで、部品点数を減らすことが可能となり、パイロットクラッチ５０のアクチュエータを構成する部品を軸方向に短縮した設計が可能となる。これにより、設計をコンパクト化することができるようになり、リヤデフケース２内に各種の構成部品をコンパクトに収容することができる。
（７）回転軸部２１のカップリングケース２０との間で電磁石７０に磁気吸引力を作用させることで、電磁石７０とカップリングケース２０との間の空隙Ｇ長が安定化し、クラッチ伝達トルク特性のバラツキを少なくすることができる。
（８）小さな電流で大きなトルクを制御することができるので、コントローラのコストも安価となる。
【００３５】
ところで、長期間の使用によりパイロットクラッチ５０の各クラッチプレート５１，５２が摩耗すると、カップリングケース２０の段差壁部２３ａと電磁石７０との間の空隙Ｇ長が変化し、電磁石７０に作用する磁気吸引力が変化する。磁気吸引力が変化すると、同一電流であっても、押圧部材５３のパイロットクラッチ５０に対する押し付け力も変化し、押圧部材５３、パイロットクラッチ５０、カム機構６０を介してメインクラッチ４０に伝達される伝達トルクにバラツキが生じる。従って、上記第１の実施の形態に係る駆動力配分装置１は更に、長期間の使用によりカップリングケース２０の段差壁部２３ａと電磁石７０との間の空隙Ｇ長に変化が生じても、電磁石７０の非通電時に、パイロットクラッチ５０の摩耗に応じてカップリングケース２０の段差壁部２３ａ内の所定の初期位置に押圧部材５３を押し戻す押し戻し手段を備えている。
【００３６】
（押し戻し手段の構成）
図２は、駆動力配分装置の内部構造を示す要部断面拡大図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図、図４は、駆動力配分装置における調整ナットを示す平面拡大図、図５（ａ）は、駆動力配分装置におけるバネ部材を示す展開拡大図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のバネ部材を折曲成形したバネ部材の平面拡大図であり、図６は、パイロットクラッチのアウタクラッチプレートを示す平面拡大図である。
【００３７】
図２及び図３において、押し戻し手段の基本構成は、カップリングケース２０の内周面にねじ込まれる調整ナット８０と、調整ナット８０を締付け方向に与圧するリング板状のバネ部材８３とを有している。図示例にあっては、調整ナット８０は、パイロットクラッチ５０のクラッチ押圧方向の最外端に位置するクラッチプレート側のカップリングケース２０の内周面にねじ込まれている。調整ナット８０の内周面には、リング板状のバネ部材８３が配されている。
【００３８】
調整ナット８０の内周面には、図３及び図４に示すように、係合フック８１が形成されている。その係合フック８１の設置部位以外の内周面の全面には、複数のラチェット歯８２，…，８２が形成されている。この係合フック８１及びラチェット歯８２は、調整ナット８０の締付け方向にのみ回転を許すように調整ナット８０の回転方向とは異なる順方向に形成されており、調整ナット８０の回転が許容される方向とは反対側に係着面を有している。
【００３９】
バネ部材８３の外周縁には、図３及び図５に示すように、円周方向に沿って対向する一対の第１及び第２の切欠き８３ａ，８３ｂが形成されている。この第１の切欠き８３ａには、係合フック８１に係合される細長い帯状の巻きバネ８４が円環を形成するように折り曲げ成形されており、調整ナット８０の締付け方向とは反対側に向けて円周方向に湾曲して延びている。この巻きバネ８４は、バネ部材８３の外周縁から径方向内側に折り曲げられて周面に沿って周回する板状の周回部８４ａと、その周回部８４ａの先端を径方向外側に折り曲げて係合フック８１に係合する係合片８４ｂとからなる。
【００４０】
バネ部材８３の第２の切欠き８３ｂに隣接する外周縁には、図３及び図５に示すように、短冊状の弾性片８５が調整ナット８０の締付け方向に向けて延設されており、巻きバネ８４よりも外方に配されている。この構成により、巻きバネ８４及び弾性片８５の配置スペースを確保している。バネ部材８３の弾性片８５の先端は、バネ部材８３の径方向外側に折曲形成された弾性端８５ａを有しており、その弾性端８５ａを調整ナット８０のラチェット歯８２に引っ掛けることで、調整ナット８０の緩み方向への回転が阻止されている。電磁石７０への電流を切ったときに、調整ナット８０の緩み方向に荷重が加わったとしても、弾性片８５の先端が調整ナット８０のラチェット歯８２に係止することにより、調整ナット８０の緩み方向への回転は規制され、調整ナット８０の戻りを防止することができる。
【００４１】
バネ部材８３の外周縁には、図３及び図５に示すように、円周方向に等間隔をもって一対の第１及び第２の回り止め片８６ａ，８６ｂが形成されている。この回り止め片８６ａ，８６ｂは、バネ部材８３の中間部にＬ字状に屈曲されている。一方、パイロットクラッチ押圧方向の最外端に位置するアウタクラッチプレート５１の内周の全面には、図６に示すように、複数の凹状の係止切欠部５１ａが形成されている。この係止切欠部５１ａは、アウタクラッチプレート５１のスプライン部５１ｂに対応する部位に一つおきに配されており、バネ部材８３の回り止め片８６ａ，８６ｂを係合保持する。
【００４２】
上記のように構成された押し戻し手段をカップリングケース２０の内部に組込むのにあたっては、先ず、カップリングケース２０の内部にパイロットクラッチ５０を組込む。次に、カップリングケース２０の内周面に設けた内ネジに所定のトルクで調整ナット８０をねじ込む。バネ部材８３の回り止め片８６ａ，８６ｂとパイロットクラッチ５０のアウタープレート５１の係止切欠部５１ａとを合わせて、調整ナット８０の内周面にバネ部材８３を組み込む。このとき、バネ部材８３の弾性片８５を調整ナット８０のラチェット歯８２に引っ掛ける。次いで、バネ部材８３の巻きバネ８４を自由状態から調整ナット８０の回転方向とは反対方向の周面に沿って湾曲させ、調整ナット８０の係合フック８１に引っ掛ける。以上の組込み作業により、押し戻し手段である構成部品をカップリングケース２０の内部に組込む作業が完了する。
【００４３】
上記のように構成された押し戻し手段は、巻きバネ８３で調整ナット８０を締付け方向に常に与圧しており、カップリングケース２０の段差壁部２３ａと電磁石７０との間の空隙Ｇ長を自動的に調整する空隙調整機能を有している。調整ナット８０の初期の締付トルク及び巻きバネ８３による与圧トルクは、電磁石７０の残留磁気による吸引力を若干上回る大きさに設定されている。パイロットクラッチ５０が摩耗した場合は、調整ナット８０がクラッチ摩耗分を詰めることで、押圧部材５３が電磁石７０を押し戻すので、押圧部材５３の出力側の押圧面とカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面とが一致する電磁石７０の非通電時における初期位置に位置調整することができる。この構成を採用することで、カップリングケース２０の段差壁部２３ａと電磁石７０との間の空隙Ｇ長が初期の空隙Ｇ長よりも小さくなってしまい、カップリングケース２０との間で電磁石７０に作用する磁気吸引力が増大することを防止することができる。更には、与圧トルクの掛け過ぎでクラッチの引きずりトルクが大きくなり過ぎることを防止することができる。
【００４４】
なお、上記第１の実施の形態においては、パイロットクラッチ押圧方向の最外端に位置するアウタクラッチプレート５１に隣接したカップリングケース２０の内周面に押し戻し手段を配した構成となっていたが、これに限定されるものではない。押し戻し手段は、例えばパイロットクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するアウタクラッチプレート５１と押圧部材５３との間のカップリングケース２０の内周面に設けることも可能である。
【００４５】
（第１の実施の形態の他の効果）
クラッチ機構に押し戻し手段を備えたことにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、次の効果が得られる。
（１）パイロットクラッチ５０の摩耗によるトルク変化を防止することができる。押圧部材５３をカップリングケース２０の段差壁部２３ａに対して正確に位置決めすることができるようになり、トルク特性調整のための空隙Ｇ長の調整を容易に行うことができる。
（２）シム選択のための部品の点数を削減することができるようになる。
【００４６】
（押し戻し手段の変形例）
図７は、本発明の駆動力配分装置における押し戻し手段の他の構成例を概略的に示す要部断面拡大図であり、調整ナットのラチェット歯とバネ部材のラチェット爪との噛み合い部分を示している。なお、同図において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４７】
この変形例にあっても、上記第１の実施の形態に係る押し戻し手段と基本的な構成において変わるところはない。図７において、上記第１の実施の形態と大きく異なるところは、上記第１の実施の形態では、単一のラチェット爪８５をラチェット歯８２に１ピッチずつ歯合させることで、調整ピッチをラチェット歯８２のピッチと同一のピッチに設定した構成であったものを、この変形例にあっては、２つのラチェット爪８５，８５のうち、一方のラチェット爪８５をラチェット歯８２のピッチの略半ピッチずらした位相で設けた点にある。
【００４８】
この変形例によるラチェット歯８２は、図７に示すように、上記第１の実施の形態のラチェット歯８２と同一のピッチに形成されるとともに、同一位相で形成されているが、２つのラチェット爪８５，８５は、ラチェット歯８２の略半ピッチに相当する距離ｄだけ互いに周方向にずらして配置されている。従って、調整ピッチは、ラチェット爪８５のピッチの略半ピッチに設定される。２つのラチェット爪８５，８５を互いに略半ピッチずらした位相で設けているので、ラチェット歯８２が略半ピッチ回動する毎に、２つのラチェット爪８５，８５が交互に噛み合うこととなる。
【００４９】
この変形例によれば、実質的にラチェット歯８２のピッチを略半分に細かく設定することができる。ラチェット歯８２を大きくすることができるようになり、バネの掛かり代を充分に取れるとともに、ラチェット歯８２の成形が容易になる。なお、この変形例にあっても、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を有することは勿論である。
【００５０】
［第２の実施の形態］
図８は、本発明の駆動力配分装置における押し戻し手段の他の構成例を示す要部断面拡大図である。なお、同図において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００５１】
この第２の実施の形態にあっては、上記第１の実施の形態に係る押し戻し手段を設けるとともに、クラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するアウタクラッチプレート５１をカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面に向けて付勢する予圧バネである複数の円環板状のバネ材８７を設けている。そのバネ材８７は、カップリングケース２０の回転軸線を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって配されている。バネ材８７の径方向内側は、カップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面にねじ締めにより固定支持されている。そのバネ材８７の径方向外側は、アウタクラッチプレート５１の内周縁に切欠された円環状の段差部５１ｃに弾接されている。
【００５２】
このバネ材８７の弾力により、電磁石７０への通電停止後において、電磁石７０をクラッチ締結方向に引き戻そうとする残留磁気に逆らって、押圧部材５３の出力側の押圧面がカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面と合致するように調整することができる。バネ材８７は、弱い弾力で電磁石７０を元の位置に押し戻すように調整することができるので、フリクションの発生を効果的に抑制することが可能になる。なお、この第２の実施の形態にあっても、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を有することは勿論である。
【００５３】
以上の説明からも明らかなように、本発明の駆動力配分装置は、前後輪間の駆動力配分に適用することで、前輪のみ、あるいは後輪のみを駆動する２ＷＤモード、車両状態に応じて前後輪間の駆動力を自動制御するオートモード、最大駆動力に保持するロックモードを備えた構成とすることができる。従って、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、例えば農業機械、建設土木機械、運搬機械等の作業用車両、バギー車及び自動車などの各種の車両における駆動力配分装置に効果的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の代表的な実施の形態である駆動力配分装置の内部構造を示す断面図である。
【図２】駆動力配分装置の内部構造を示す要部断面拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】駆動力配分装置における調整ナットを示す平面拡大図である。
【図５】（ａ）は、駆動力配分装置におけるバネ部材を示す展開拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）のバネ部材を折曲成形したバネ部材の平面拡大図である。
【図６】パイロットクラッチのアウタクラッチプレートを示す平面図である。
【図７】本発明の駆動力配分装置における押し戻し手段の他の構成例を概略的に示す要部断面拡大図である。
【図８】本発明の駆動力配分装置における押し戻し手段の更に他の構成例を示す要部断面拡大図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 駆動力配分装置
２ リヤデフケース
３，１５ 内部空間
４ ドライブピニオンシャフト
５ フランジ
６ ナット
７，８ ベアリング
９ 円筒壁部
１０ 配置空間
１１ シール付きベアリング
１２ テーパローラベアリング
１３，１４ オイルシール
１６ ダストカバー
１７ ギヤ
２０ カップリングケース
２１ 回転軸部
２２ 円筒部
２３，２４ ハウジング
２３ａ 段差壁部
２３ｂ 環状凹部
２３ｃ 貫通孔
２５ 開口筒部
２５ａ ツバ部
２６ ハブ
４０ メインクラッチ
４１，５１ アウタクラッチプレート
４２，５２ インナクラッチプレート
４３，６５ 油孔
４４ スペーサ
５０ パイロットクラッチ
５１ａ 係止切欠部
５１ｂ スプライン部
５１ｃ 段差部
５３ 押圧部材
５４ スラストニードルベアリング
５５ リングプレート
６０ カム機構
６１ プレッシャリング
６２ カムリング
６３ カムボール
６４ スラスト軸受
７０ 電磁石
７１ ヨーク
７２ コイル
７３ 凹部
７４ 非磁性部材
７５ グロメット
７６ リード線
８０ 調整ナット
８１ 係合フック
８２ ラチェット歯
８３ バネ部材
８３ａ，８３ｂ 切欠き
８４ 巻きバネ
８４ａ 周回部
８４ｂ 係合片
８５ 弾性片
８５ａ 弾性端
８６ａ，８６ｂ 回り止め片
８７ バネ材
Ｇ 空隙
Ｌ 磁路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁式摩擦クラッチを用いた駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば電磁式摩擦クラッチを備えた四輪駆動車における各種の駆動力配分装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された従来の駆動力配分装置は、入力部材と出力部材との間のトルク伝達を行うメインクラッチの締結を、電磁石の通電により締結するパイロットクラッチにより調整している。そのパイロットクラッチは、フロントハウジング内に設けられており、パイロットクラッチの一側には、アーマチャが配置されている。パイロットクラッチの他側には、リヤハウジングが配置されており、そのリヤハウジング内には、ヨーク内に嵌着された電磁石が配置されている。
【０００３】
この従来の駆動力配分装置によれば、電磁石への通電により、ヨーク、リヤハウジング、アーマチャ、パイロットクラッチ、リヤハウジング及びヨーク間を循環する磁気回路が形成される。電磁石によりアーマチャを吸引してパイロットクラッチを押付けることでパイロットクラッチが締結される。その締結によりスラスト力を発生するカム機構により、メインクラッチに対する押付け力に変換し、その押付け力をメインクラッチへ伝達することで、入力部材から出力部材へ駆動力が伝達される。
【０００４】
パイロットクラッチに対する押付け力は、電磁石の電磁コイルにより励起された磁束がパイロットクラッチを貫通してアーマチャを吸引することで発生する。そのため、パイロットクラッチは、磁気を通し易いという特性とクラッチプレートの摩擦特性との両方を兼ね備えた構成を必要とする。これにより、パイロットクラッチは鉄製であり、その鉄製のクラッチプレートの摺動面には、摩擦係合による摩耗を抑制する表面処理が施されている。磁気回路の一部を構成するリヤハウジングのパイロットクラッチの中間部と対応する部位には、非磁性体が埋設されている。
【０００５】
パイロットクラッチの表面処理としては、クラッチプレートの摺動面に同心円上に設けられた多数の微細な幅の溝部、あるいは多数の格子状の溝部を形成するとともに、その摺動面の組成を窒化処理又は焼き入れ焼き戻し処理により変化させたり、クラッチプレートの摺動面にダイヤモンド状炭素薄膜を施したりしている。この表面処理により、クラッチプレートの摺動面を強化して摩耗を減らすようにしている。
【０００６】
この種の駆動力配分装置の他の一例としては、例えばオイルで潤滑されたとき最適に機能する摩擦クラッチ紙をパイロットクラッチのクラッチプレート摺動面に設けた駆動力配分装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この特許文献２に記載された従来の駆動力配分装置は、入力部材を回転可能に支持するハウジング内に電磁石を固定している。パイロットクラッチは、入力部材の内面に設けられており、入力部材を介して電磁石が対向して配置されている。パイロットクラッチの入力部材と反対側には、電磁石のプランジャに連結されたアーマチュア（作用プレート）が対向して配置されている。
【特許文献１】特開２００３−２８２１８号公報
【特許文献２】特開２００５−６１６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、オイルで潤滑されたときクラッチプレート同士が対向する２面間に介在するオイルの粘性抵抗により引きずりトルクが発生する。大きな引きずりトルクが発生する原因の一つとしては、クラッチプレート摺動面（摩擦面）が広いことにある。すなわち、オイル粘性による引きずりトルクは、クラッチプレート同士が対向する２面の面積に比例する。
【０００９】
上記特許文献１に記載された従来の駆動力配分装置は、パイロットクラッチが磁気回路の一部を構成しているため、パイロットクラッチの磁気通路断面積を、磁気を通し易くする所定の広さに設定する必要がある。そのため、クラッチプレートの摺動面に加えて、クラッチプレートの摺動面としては必要としない磁気通路断面を形成しなければならず、パイロットクラッチを大きく形成せざるを得なかった。その結果、引きずりトルクを減少させるのには限界があり、引きずりトルクを小さくすることが困難になるという問題点があった。特に低温時の大きな引きずりトルクを前提としてデファレンシャルやドライブシャフトの強度を設計しなければならず、大型化し、重量が嵩み、製作コストが高くなるという問題点があった。また、低温時にはタイトコーナーブレーキング現象の発生を回避することができないなど、操縦性の悪化を招くという問題点もあった。
【００１０】
また、この従来の駆動力配分装置は、パイロットクラッチが鉄同士の摩擦のためスティック・スリップによる振動、騒音が発生しやすく、対策として摺動面に種々の油溝を設けたり、耐摩耗牲を持たせたりするために窒化処理又は焼き入れ焼き戻し処理やダイヤモンド状炭素薄膜を施しているが、加工コストが高くなるという問題点があった。また、これらの加工処理を施したとしても、油溝の摩耗などによりパイロットクラッチの摩耗特性（μ−Ｖ特性）が使用中に悪化して、車両の振動・騒音が発生するという問題点もあった。また、この従来の駆動力配分装置は、磁気回路の一部を構成するリヤハウジングに埋設された非磁性体を挟んで、フロントハウジング側のアーマチュアとリヤハウジング側の電磁石とを配置し、アーマチュア及び非磁性体間にパイロットクラッチを配置した構造とされており、この非磁性体との接合構造の製作コストが高騰するという問題点もあった。
【００１１】
一方、上記特許文献２に記載された従来の駆動力配分装置にあっては、電磁石のヨークとアーマチュア（プランジャ）の空隙が、特に軸方向の荷重に対して変形が大きいボールベアリングを介して維持されている。そのため、この従来の駆動力配分装置は、電磁式カップリングとハウジングとの位置関係に影響され、電磁石のヨークとアーマチュア（プランジャ）の空隙長が不安定となり、製品ごとにクラッチ伝達トルク特性のバラツキが発生するという問題点を有している。
【００１２】
従って、本発明は、上記従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、引きずりトルクを大幅に低減することを可能とし、高価な表面処理を施さなくても、長期間にわたって安定した良好な摩擦特性と耐久性とを維持することを可能とし、更にはクラッチ伝達トルク特性のバラツキを防止することを可能とした駆動力配分装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
［１］本発明は、上記目的を達成するため、入力部材と出力部材との間にあって、これらの部材間のトルク伝達を行う第１の摩擦クラッチと、前記入力部材と前記出力部材との間にあって、前記第１の摩擦クラッチの伝達トルクを調整する第２の摩擦クラッチと、前記第２の摩擦クラッチの伝達トルクを前記第１の摩擦クラッチに対する押付け力に変換するカム機構と、前記入力部材と同一軸線上に設けられ、前記第１の摩擦クラッチ、前記カム機構及び前記第２の摩擦クラッチを内蔵したハウジングと、前記ハウジングの壁部の外側に前記ハウジングと同一軸線上に設けられ、通電により前記ハウジングとの間で作用する磁気吸引力により前記第２の摩擦クラッチに向けて移動する電磁石と、前記ハウジングの前記壁部の内部に移動可能に配され、前記電磁石の移動に応じて前記第２の摩擦クラッチの操作力を調整する押圧部材と、前記第２の摩擦クラッチの摩耗に応じて、前記押圧部材を前記ハウジングの前記壁部の所定の初期位置に押し戻す押し戻し手段とを備えたことを特徴とする駆動力配分装置にある。
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記第２の摩擦クラッチは、互いに摩擦係合する複数のクラッチプレートのうち、一方のクラッチプレートの摺動面に紙製のフェーシングを設けたことを特徴としている。
［３］上記［１］記載の発明にあって、前記押し戻し手段は、前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向の最外端に位置するクラッチプレート側の前記ハウジングの内周面、あるいは前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するクラッチプレート側の前記ハウジングの内周面にねじ込まれる調整ナットと、前記調整ナットを締付け方向に与圧するバネ部材とにより構成され、前記バネ部材は、前記調整ナットの内周面に設けられたことを特徴としている。
［４］上記［３］記載の発明にあって、前記調整ナットの内周面には、係合フックが形成されるとともに、前記係合フックを除く内周面には、ラチェット歯が形成され、前記バネ部材には、前記調整ナットの締付け方向に付勢する巻きバネと、前記調整ナットの緩み方向への回転を阻止するラチェット爪とが形成され、前記巻きバネの先端は、前記係合フックに係合されるとともに、前記ラチェット爪は、前記ラチェット歯に係合されたことを特徴としている。
［５］上記［４］記載の発明にあって、前記巻きバネは、前記バネ部材の外周縁から折り曲げられて前記バネ部材の周面に沿って周回する板状に形成された周回部と、前記周回部の先端を折り曲げて前記係合フックに係合する係合部とからなり、前記ラチェット爪は、前記バネ部材の外周縁から折り曲げられた板バネからなり、前記巻きバネよりも外方に配されたことを特徴としている。
［６］上記［３］〜［５］のいずれかに記載の発明にあって、前記第２の摩擦クラッチのクラッチプレートには、係止切欠部が形成され、前記バネ部材の外周縁には、前記係止切欠部に係合する回り止め片が形成されたことを特徴としている。
［７］上記［４］〜［６］のいずれかに記載の発明にあって、前記バネ部材は、第１及び第２のラチェット爪を有し、前記第１及び第２のラチェット爪を互いに前記ラチェット歯のピッチの略半ピッチずらした位相をもって配したことを特徴としている。
［８］上記［１］記載の発明にあって、前記ハウジングの前記壁部の内側には、前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するクラッチプレートを前記押圧部材に向けて付勢する予圧バネが設けられたことを特徴としている。
［９］上記［１］記載の発明にあって、前記ハウジングを回転可能に支持する外部ケースを備え、前記電磁石は、前記外部ケースの内周面に支持されたことを特徴としている。
［１０］上記［１］記載の発明にあって、前記ハウジングを回転可能に支持する外部ケースを備え、前記電磁石は、前記ハウジングの軸部に対して相対回転可能及び軸方向移動可能に支持され、かつ、前記外部ケースに対しては回転不能に支持されたことを特徴としている。
［１１］上記［１］記載の発明にあって、前記電磁石及び前記押圧部材間にスラストニードルベアリングとプレート部材が介在されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、第２の摩擦クラッチに磁気を通過させることなく、電磁石に作用する磁気吸引力を第２の摩擦クラッチに対して直接付加するようになっているので、第２の摩擦クラッチのクラッチプレート摺動面の面積を小さくすることができる。その結果、特にオイルの粘性による引きずりトルクを小さくすることができるとともに、デファレンシャルやドライブシャフトの強度を小さくすることができるようになり、小型軽量であり、安価に製作することができる。
【００１５】
本発明は更に、電磁石とハウジングとの間の空隙長を自動調整することができるとともに、第２の摩擦クラッチの摩耗によるトルク変化を防止することができる。また、電磁石とハウジングとの間の空隙長を安定化させることができるようになり、クラッチ伝達トルク特性のバラツキを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
（駆動力配分装置の構成）
図１は、本発明の代表的な実施の形態である駆動力配分装置の内部構造を示す断面図である。同図において、符号１は、四輪駆動車のプロペラシャフト及びリヤデファレンシャル間に配置された駆動力配分装置の全体構成を概略的に示している。この第１の実施の形態に係る典型的な駆動力配分装置１は、入力部材である回転軸部２１を有するカップリングケース２０を備えている。このカップリングケース２０は、回転軸線方向（車体前後方向）に延びる一対のケースを組み合わせた外部ケースとなるリヤデフケース２，２により覆われており、リヤデフケース２の内周面及びカップリングケース２０の外周面間により所要の第１の内部空間３が形成されている。リヤデフケース２の内部には、リヤデファレンシャルを回転駆動する出力部材であるドライブピニオンシャフト４がカップリングケース２０の回転軸部２１と同一軸線上に配置されている。
【００１８】
カップリングケース２０の回転軸部２１は、図１に示すように、エンジンからの駆動力が伝えられるプロペラシャフト側のフランジ５の円筒部内にナット６により締付固定されている。そのフランジ５には、プロペラシャフトと一体に取り付けられたフランジが連結固定されるようになっている。
【００１９】
（リヤデフケースの構成）
リヤデフケース２の後端部には、図１に示すように、カップリングケース２０の軸受部となる円筒壁部９がカップリング側に向けて延在されている。カップリングケース２０内には、第２ハウジング２４の開口筒部２５を貫通してドライブピニオンシャフト４が収容されている。このドライブピニオンシャフト４の前端部は、円筒状のハブ２６の内周面にスプライン連結されており、ベアリング８を介してカップリングケース２０に相対回転可能に支持されている。ドライブピニオンシャフト４の後端部は、一対のテーパローラベアリング１２，１２を介してリヤデフケース２の内周面に回転可能に支承されており、スペーサ及びナットにより一体化されている。ドライブピニオンシャフト４の後端部先端には、リヤデファレンシャルのギヤ機構と噛合されるギヤ１７が一体に形成されている。
【００２０】
リヤデフケース２の円筒壁部９の内周面とドライブピニオンシャフト４との間には、図１に示すように、オイルシール１３が配されている。リヤデフケース２の前端部に形成された開口とプロペラシャフト側のフランジ５の外周面との間には、オイルシール１４が配されている。これらのオイルシール１３，１４により、リヤデフケース２の第１の内部空間３とリヤデファレンシャル側の第２の内部空間１５とを区画しており、その内部空間３を密封している。プロペラシャフト側のフランジ５には、ダストカバー１６が固定されており、リヤデフケース２の内部空間３にダストなどが浸入するのを防止している。
【００２１】
（カップリングケースの構成）
このカップリングケース２０は、図１に示すように、回転軸部２１よりも大径の円筒部２２と、円筒部２２よりも大径の第１のハウジング２３と、第１のハウジング２３の後端開口部を液密に内嵌固定する環状の第２のハウジング２４とからなる多段形状を有している。第２ハウジング２４の後端面には、円筒状の開口筒部２５が形成されている。カップリングケース２０の回転軸部２１は、ベアリング７を介してリヤデフケース２内に回転可能に支承されるとともに、第２ハウジング２４の開口筒部２５が、シール付きベアリング１１を介してリヤデフケース２の円筒壁部９の内周面に回転可能に支承されている。開口筒部２５の開口端縁は、内周側に張り出した環状のツバ部２５ａを有している。このツバ部２５ａとドライブピニオンシャフト４との間の環状の隙間により潤滑油の供給孔が形成されている。なお、図示例によると、カップリングケース２０と回転軸部２１とは、鋳造などにより一体化されているが、例えば溶接により連結固定されていてもよい。
【００２２】
第１ハウジング２３の外周面とリヤデフケース２の内周面との間には、図１に示すように、電磁石７０の円環状の配置空間１０が形成されている。第１ハウジング２３の配置空間１０と対応する部位には、電磁石７０に面する段差面を形成する環状の段差壁部２３ａが設けられており、その段差壁部２３ａには、環状凹部２３ｂが形成されている。その環状凹部２３ｂの底面には、パイロットクラッチ５０の押付け力を調整する押圧部材５３を収納する複数の貫通孔２３ｃが周方向に所定の位相差をもって軸方向に貫通して形成されている。第１ハウジング２３の内周面には、メインクラッチ４０及びパイロットクラッチ５０をスプライン連結するスプライン部が軸方向に沿って延設されている。
【００２３】
（クラッチ機構の構成）
この駆動力配分装置１は、図１に示すように、カップリングケース２０及びドライブピニオンシャフト４間のトルク伝達を制御するクラッチ機構をカップリングケース２０内に回転軸部２１と同一軸線上に配している。このクラッチ機構は、電磁石７０に通電することで、カップリングケース２０の段差壁部２３ａとの間で電磁石７０に作用する磁気吸引力を、電磁石７０がパイロットクラッチ５０に向けて移動する操作力となるように構成されている。
【００２４】
このクラッチ機構の基本構成は、図１に示すように、第１の摩擦クラッチであるメインクラッチ４０と、メインクラッチ４０の伝達トルクを調整する電磁式のパイロットクラッチ５０と、パイロットクラッチ５０の伝達トルクをメインクラッチ４０に対する押付け力に変換するカム機構６０と、クラッチ機構を断続操作する電磁石７０と、電磁石７０に作用する磁気吸引力によりパイロットクラッチ５０を押付ける押圧部材５３とを備えている。このメインクラッチ４０、パイロットクラッチ５０及びカム機構６０は、回転軸部２１及びドライブピニオンシャフト４間に設けられており、メインクラッチ４０及びパイロットクラッチ５０の締結により回転軸部２１からドライブピニオンシャフト４へ駆動力が伝達される。
【００２５】
（メインクラッチの構成）
メインクラッチ４０は、図１に示すように、カップリングケース２０の第１ハウジング２３の内周面にスプライン連結された複数の円環状のアウタクラッチプレート４１と、ハブ２６の外周面にスプライン連結された複数の円環状のインナクラッチプレート４２とを有している。インナクラッチプレート４２の摩擦係合面を除く部位には、カップリングケース２０の回転軸線を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって複数の円形状の油孔４３，…，４３が形成されている。アウタクラッチプレート４１及びインナクラッチプレート４２のいずれか一方の摺動面には、紙製のフェーシングを取り付けることが好適である。メインクラッチ４０と第２ハウジング２４との間には、クラッチ隙間を規制する円環状のスペーサ４４が配されている。メインクラッチ４０は、パイロットクラッチ５０の締結によりメインクラッチ４０側に移動するカム機構６０のプレッシャリング６１を介して締結される。メインクラッチ４０が締結されると、第１ハウジング２３及びハブ２６が接続されるので、カップリングケース２０からドライブピニオンシャフト４へ駆動力が伝達される。
【００２６】
（パイロットクラッチの構成）
パイロットクラッチ５０は、図１に示すように、２枚の円環状のアウタクラッチプレート５１，５１と１枚の円環状のインナクラッチプレート５２とを有している。アウタクラッチプレート５１は、第１ハウジング２３の内周面にスプライン連結されている。一方のインナクラッチプレート５２は、カム機構６０のカムリング６２にスプライン連結されている。なお、図示例によると、パイロットクラッチ５０のインナクラッチプレート５２の枚数を１枚に設定しているが、これに限定されるものではない。この第１の実施の形態では、例えばインナクラッチプレート５２を２枚もしくは３枚以上の枚数に設定してもよいことは勿論である。
【００２７】
この第１の実施の形態に係るクラッチ機構にあっては、パイロットクラッチ５０に磁気を通過させることなく、電磁石７０に作用する磁気吸引力をパイロットクラッチ５０に対して直接付加するように構成したので、インナクラッチプレート５２の摺動面に紙製のフェーシングを使用することができる。アウタクラッチプレート５１の摺動面に紙製のフェーシングを取り付けてもよい。パイロットクラッチ５０に紙製フェーシングを使用することができるので、従来のクラッチプレートと比べてクラッチプレート摺動面の面積を小さくすることができる。これにより、オイルで潤滑されたときクラッチプレートの対向摺動面間に介在するオイルの粘性抵抗による引きずりトルクの発生を減少させることができる。摩耗特性がよく、シャダー性能及び耐久性に優れたクラッチが得られる。
【００２８】
（カム機構の構成）
カム機構６０は、図１に示すように、プレッシャリング６１と、カムリング６２と、プレッシャリング６１及びカムリング６２間に配されたカムボール６３とを有している。カム機構６０は、カップリングケース２０の第１ハウジング２３の段差壁部２３ａの内周面にスラスト軸受６４を介してハブ２６の外周面に配されている。プレッシャリング６１には、カップリングケース２０の回転軸線を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって油孔６５が貫通して形成されている。
【００２９】
カム機構６０は、図１に示すように、メインクラッチ４０の締結力を無段階に制御する。電磁石７０の通電によりパイロットクラッチ５０が締結されると、パイロットクラッチ５０に連結されたカムリング６２及びプレッシャリング６１間に回転トルクが生じる。カムボール６３がカムリング６２及びプレッシャリング６１を互いに離反する方向に押圧するスラスト力により、プレッシャリング６１がメインクラッチ４０側へ移動し、メインクラッチ４０が締結する。
【００３０】
（電磁石の構成）
電磁石７０は、図１に示すように、第１ハウジング２３の段差壁部２３ａの外側にあって回転軸部２１と同一軸線上に設けられている。電磁石７０は、ヨーク７１とコイル７２とにより環状に形成されている。ヨーク７１は、メインクラッチ４０側に開放された断面コ字状をなす環状の凹部７３を有している。その凹部７３内には、同心状に保持された環状のコイル７２が液密にシールされ、嵌着固定されている。そのコイル７２と面する部位には、ステンレス材等からなる環状の非磁性部材７４が埋設されている。電磁石７０は、カップリングケース２０の段差壁部２３ａとの間に所定の空隙Ｇ長をもってリヤデフケース２の内周面に回転不能にかつ軸方向移動可能に支承されている。電磁石７０とカップリングケース２０の段差壁部２３ａとは近接して配されるので、磁束漏れを低減させ、磁力を効率的に使用することが可能となる。
【００３１】
電磁石７０には、図１に示すように、リヤデフケース２にグロメット７５を介して外部へ引き出されたリード線７６が電気的に接続されている。このリード線７６を介して電磁石７０に通電すると、パイロットクラッチ５０に磁気を通過させることなく、ヨーク７１及びカップリングケース２０の段差壁部２３ａ間を循環する磁路Ｌが形成され、電磁石７０がカップリングケース２０の段差壁部２３ａに吸引される荷重（電磁石７０に作用する磁気吸引力）をパイロットクラッチ５０に対して直接付加する。電磁石７０への通電電力を調整することで、パイロットクラッチ５０への押付け力を調整することができる。
【００３２】
この第１の実施の形態では、電磁石７０をリヤデフケース２の内周面に支持する構成を例示したが、これに限定されるものではない。この構成に代えて、例えば電磁石７０をカップリングケース２０の円筒部２２に支持することができる。電磁石７０は、円筒部２２の外周面にベアリングを介して相対回転可能に支持するとともに、軸方向移動可能に支持することで、リヤデフケース２の内周面に対しては回転不能に支持する構成とすることができる。
【００３３】
（押圧部材の構成）
カップリングケース２０の段差壁部２３ａに形成された環状凹部２３ｂの貫通孔２３ｃ内には、図１に示すように、カップリングケース２０の回転軸線を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって複数の押圧部材５３が軸方向移動可能に配されている。図示例によれば、押圧部材５３は、円形のブロック体からなり、押圧部材５３の出力側の押圧面とカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面とが同一面上に設けられている。この押圧部材５３の配置位置は、電磁石７０への通電を切ったときの押圧部材５３の初期位置となる。カップリングケース２０の環状凹部２３ｂには、電磁石７０の非磁性部材７４に面するスラストニードルベアリング５４と、押圧部材５３に面するリングプレート５５とが並設されている。電磁石７０に作用する磁気吸引力は、非磁性部材７４、スラストニードルベアリング５４、リングプレート５５及び押圧部材５３へと伝えられ、パイロットクラッチ５０への押付け力となる。
【００３４】
（第１の実施の形態の効果）
上記のように構成された駆動力配分装置１によると、電磁石７０に通電することで、回転軸部２１の第１ハウジング２３との間で電磁石７０に作用する磁気吸引力を、電磁石７０がパイロットクラッチ５０に向けて移動する操作力とした構成を有しているので、次の様々な効果が得られる。
（１）電磁石７０がカップリングケース２０に吸引される荷重をパイロットクラッチ５０に対して直接付与することで、パイロットクラッチ５０に紙製フェーシングを使用することができるようになり、クラッチプレート５１，５２の摺動面の面積を小さくすることが可能となる。それにより、オイルの粘性による引きずりトルクを大幅に低減することが可能となり、燃費を向上させることができる。
（２）クラッチプレート５１，５２の摺動面の面積を小さくすることができるので、オイルの粘性による低温時の引きずりトルクを大幅に小さくすることができるようになり、デファレンシャルやドライブシャフトの強度増大を避けることで小型軽量化を達成することができるとともに、安価に製作することができる。
（３）パイロットクラッチ５０に油溝加工が不要となり、高価な表面処理を必要としないため、加工コストを低減することができるとともに、長期間にわたって安定した良好な摩擦特性と耐久性とを維持することができる。
（４）カップリングケース２０に磁気を遮断するための格別な非磁性体接合構造を設ける必要がなくなり、製作コストを低減することができる。
（５）カップリングケース２０内に配されるアーマチャを排除して、クラッチ機構の設置構造を簡略化するとともに、カップリングケース２０内の設置スペースを有効に利用することができるようになる。
（６）軸方向に動く電磁石７０の構成によりカップリングケース２０内に配されるアーマチュアを排除することで、部品点数を減らすことが可能となり、パイロットクラッチ５０のアクチュエータを構成する部品を軸方向に短縮した設計が可能となる。これにより、設計をコンパクト化することができるようになり、リヤデフケース２内に各種の構成部品をコンパクトに収容することができる。
（７）回転軸部２１のカップリングケース２０との間で電磁石７０に磁気吸引力を作用させることで、電磁石７０とカップリングケース２０との間の空隙Ｇ長が安定化し、クラッチ伝達トルク特性のバラツキを少なくすることができる。
（８）小さな電流で大きなトルクを制御することができるので、コントローラのコストも安価となる。
【００３５】
ところで、長期間の使用によりパイロットクラッチ５０の各クラッチプレート５１，５２が摩耗すると、カップリングケース２０の段差壁部２３ａと電磁石７０との間の空隙Ｇ長が変化し、電磁石７０に作用する磁気吸引力が変化する。磁気吸引力が変化すると、同一電流であっても、押圧部材５３のパイロットクラッチ５０に対する押し付け力も変化し、押圧部材５３、パイロットクラッチ５０、カム機構６０を介してメインクラッチ４０に伝達される伝達トルクにバラツキが生じる。従って、上記第１の実施の形態に係る駆動力配分装置１は更に、長期間の使用によりカップリングケース２０の段差壁部２３ａと電磁石７０との間の空隙Ｇ長に変化が生じても、電磁石７０の非通電時に、パイロットクラッチ５０の摩耗に応じてカップリングケース２０の段差壁部２３ａ内の所定の初期位置に押圧部材５３を押し戻す押し戻し手段を備えている。
【００３６】
（押し戻し手段の構成）
図２は、駆動力配分装置の内部構造を示す要部断面拡大図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図、図４は、駆動力配分装置における調整ナットを示す平面拡大図、図５（ａ）は、駆動力配分装置におけるバネ部材を示す展開拡大図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のバネ部材を折曲成形したバネ部材の平面拡大図であり、図６は、パイロットクラッチのアウタクラッチプレートを示す平面拡大図である。
【００３７】
図２及び図３において、押し戻し手段の基本構成は、カップリングケース２０の内周面にねじ込まれる調整ナット８０と、調整ナット８０を締付け方向に与圧するリング板状のバネ部材８３とを有している。図示例にあっては、調整ナット８０は、パイロットクラッチ５０のクラッチ押圧方向の最外端に位置するクラッチプレート側のカップリングケース２０の内周面にねじ込まれている。調整ナット８０の内周面には、リング板状のバネ部材８３が配されている。
【００３８】
調整ナット８０の内周面には、図３及び図４に示すように、係合フック８１が形成されている。その係合フック８１の設置部位以外の内周面の全面には、複数のラチェット歯８２，…，８２が形成されている。この係合フック８１及びラチェット歯８２は、調整ナット８０の締付け方向にのみ回転を許すように調整ナット８０の回転方向とは異なる順方向に形成されており、調整ナット８０の回転が許容される方向とは反対側に係着面を有している。
【００３９】
バネ部材８３の外周縁には、図３及び図５に示すように、円周方向に沿って対向する一対の第１及び第２の切欠き８３ａ，８３ｂが形成されている。この第１の切欠き８３ａには、係合フック８１に係合される細長い帯状の巻きバネ８４が円環を形成するように折り曲げ成形されており、調整ナット８０の締付け方向とは反対側に向けて円周方向に湾曲して延びている。この巻きバネ８４は、バネ部材８３の外周縁から径方向内側に折り曲げられて周面に沿って周回する板状の周回部８４ａと、その周回部８４ａの先端を径方向外側に折り曲げて係合フック８１に係合する係合片８４ｂとからなる。
【００４０】
バネ部材８３の第２の切欠き８３ｂに隣接する外周縁には、図３及び図５に示すように、短冊状の弾性片８５が調整ナット８０の締付け方向に向けて延設されており、巻きバネ８４よりも外方に配されている。この構成により、巻きバネ８４及び弾性片８５の配置スペースを確保している。バネ部材８３の弾性片８５の先端は、バネ部材８３の径方向外側に折曲形成された弾性端８５ａを有しており、その弾性端８５ａを調整ナット８０のラチェット歯８２に引っ掛けることで、調整ナット８０の緩み方向への回転が阻止されている。電磁石７０への電流を切ったときに、調整ナット８０の緩み方向に荷重が加わったとしても、弾性片８５の先端が調整ナット８０のラチェット歯８２に係止することにより、調整ナット８０の緩み方向への回転は規制され、調整ナット８０の戻りを防止することができる。
【００４１】
バネ部材８３の外周縁には、図３及び図５に示すように、円周方向に等間隔をもって一対の第１及び第２の回り止め片８６ａ，８６ｂが形成されている。この回り止め片８６ａ，８６ｂは、バネ部材８３の中間部にＬ字状に屈曲されている。一方、パイロットクラッチ押圧方向の最外端に位置するアウタクラッチプレート５１の内周の全面には、図６に示すように、複数の凹状の係止切欠部５１ａが形成されている。この係止切欠部５１ａは、アウタクラッチプレート５１のスプライン部５１ｂに対応する部位に一つおきに配されており、バネ部材８３の回り止め片８６ａ，８６ｂを係合保持する。
【００４２】
上記のように構成された押し戻し手段をカップリングケース２０の内部に組込むのにあたっては、先ず、カップリングケース２０の内部にパイロットクラッチ５０を組込む。次に、カップリングケース２０の内周面に設けた内ネジに所定のトルクで調整ナット８０をねじ込む。バネ部材８３の回り止め片８６ａ，８６ｂとパイロットクラッチ５０のアウタープレート５１の係止切欠部５１ａとを合わせて、調整ナット８０の内周面にバネ部材８３を組み込む。このとき、バネ部材８３の弾性片８５を調整ナット８０のラチェット歯８２に引っ掛ける。次いで、バネ部材８３の巻きバネ８４を自由状態から調整ナット８０の回転方向とは反対方向の周面に沿って湾曲させ、調整ナット８０の係合フック８１に引っ掛ける。以上の組込み作業により、押し戻し手段である構成部品をカップリングケース２０の内部に組込む作業が完了する。
【００４３】
上記のように構成された押し戻し手段は、巻きバネ８３で調整ナット８０を締付け方向に常に与圧しており、カップリングケース２０の段差壁部２３ａと電磁石７０との間の空隙Ｇ長を自動的に調整する空隙調整機能を有している。調整ナット８０の初期の締付トルク及び巻きバネ８３による与圧トルクは、電磁石７０の残留磁気による吸引力を若干上回る大きさに設定されている。パイロットクラッチ５０が摩耗した場合は、調整ナット８０がクラッチ摩耗分を詰めることで、押圧部材５３が電磁石７０を押し戻すので、押圧部材５３の出力側の押圧面とカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面とが一致する電磁石７０の非通電時における初期位置に位置調整することができる。この構成を採用することで、カップリングケース２０の段差壁部２３ａと電磁石７０との間の空隙Ｇ長が初期の空隙Ｇ長よりも小さくなってしまい、カップリングケース２０との間で電磁石７０に作用する磁気吸引力が増大することを防止することができる。更には、与圧トルクの掛け過ぎでクラッチの引きずりトルクが大きくなり過ぎることを防止することができる。
【００４４】
なお、上記第１の実施の形態においては、パイロットクラッチ押圧方向の最外端に位置するアウタクラッチプレート５１に隣接したカップリングケース２０の内周面に押し戻し手段を配した構成となっていたが、これに限定されるものではない。押し戻し手段は、例えばパイロットクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するアウタクラッチプレート５１と押圧部材５３との間のカップリングケース２０の内周面に設けることも可能である。
【００４５】
（第１の実施の形態の他の効果）
クラッチ機構に押し戻し手段を備えたことにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、次の効果が得られる。
（１）パイロットクラッチ５０の摩耗によるトルク変化を防止することができる。押圧部材５３をカップリングケース２０の段差壁部２３ａに対して正確に位置決めすることができるようになり、トルク特性調整のための空隙Ｇ長の調整を容易に行うことができる。
（２）シム選択のための部品の点数を削減することができるようになる。
【００４６】
（押し戻し手段の変形例）
図７は、本発明の駆動力配分装置における押し戻し手段の他の構成例を概略的に示す要部断面拡大図であり、調整ナットのラチェット歯とバネ部材のラチェット爪との噛み合い部分を示している。なお、同図において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４７】
この変形例にあっても、上記第１の実施の形態に係る押し戻し手段と基本的な構成において変わるところはない。図７において、上記第１の実施の形態と大きく異なるところは、上記第１の実施の形態では、単一のラチェット爪８５をラチェット歯８２に１ピッチずつ歯合させることで、調整ピッチをラチェット歯８２のピッチと同一のピッチに設定した構成であったものを、この変形例にあっては、２つのラチェット爪８５，８５のうち、一方のラチェット爪８５をラチェット歯８２のピッチの略半ピッチずらした位相で設けた点にある。
【００４８】
この変形例によるラチェット歯８２は、図７に示すように、上記第１の実施の形態のラチェット歯８２と同一のピッチに形成されるとともに、同一位相で形成されているが、２つのラチェット爪８５，８５は、ラチェット歯８２の略半ピッチに相当する距離ｄだけ互いに周方向にずらして配置されている。従って、調整ピッチは、ラチェット爪８５のピッチの略半ピッチに設定される。２つのラチェット爪８５，８５を互いに略半ピッチずらした位相で設けているので、ラチェット歯８２が略半ピッチ回動する毎に、２つのラチェット爪８５，８５が交互に噛み合うこととなる。
【００４９】
この変形例によれば、実質的にラチェット歯８２のピッチを略半分に細かく設定することができる。ラチェット歯８２を大きくすることができるようになり、バネの掛かり代を充分に取れるとともに、ラチェット歯８２の成形が容易になる。なお、この変形例にあっても、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を有することは勿論である。
【００５０】
［第２の実施の形態］
図８は、本発明の駆動力配分装置における押し戻し手段の他の構成例を示す要部断面拡大図である。なお、同図において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００５１】
この第２の実施の形態にあっては、上記第１の実施の形態に係る押し戻し手段を設けるとともに、クラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するアウタクラッチプレート５１をカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面に向けて付勢する予圧バネである複数の円環板状のバネ材８７を設けている。そのバネ材８７は、カップリングケース２０の回転軸線を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって配されている。バネ材８７の径方向内側は、カップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面にねじ締めにより固定支持されている。そのバネ材８７の径方向外側は、アウタクラッチプレート５１の内周縁に切欠された円環状の段差部５１ｃに弾接されている。
【００５２】
このバネ材８７の弾力により、電磁石７０への通電停止後において、電磁石７０をクラッチ締結方向に引き戻そうとする残留磁気に逆らって、押圧部材５３の出力側の押圧面がカップリングケース２０の段差壁部２３ａの内端面と合致するように調整することができる。バネ材８７は、弱い弾力で電磁石７０を元の位置に押し戻すように調整することができるので、フリクションの発生を効果的に抑制することが可能になる。なお、この第２の実施の形態にあっても、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を有することは勿論である。
【００５３】
以上の説明からも明らかなように、本発明の駆動力配分装置は、前後輪間の駆動力配分に適用することで、前輪のみ、あるいは後輪のみを駆動する２ＷＤモード、車両状態に応じて前後輪間の駆動力を自動制御するオートモード、最大駆動力に保持するロックモードを備えた構成とすることができる。従って、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、例えば農業機械、建設土木機械、運搬機械等の作業用車両、バギー車及び自動車などの各種の車両における駆動力配分装置に効果的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の代表的な実施の形態である駆動力配分装置の内部構造を示す断面図である。
【図２】駆動力配分装置の内部構造を示す要部断面拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】駆動力配分装置における調整ナットを示す平面拡大図である。
【図５】（ａ）は、駆動力配分装置におけるバネ部材を示す展開拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）のバネ部材を折曲成形したバネ部材の平面拡大図である。
【図６】パイロットクラッチのアウタクラッチプレートを示す平面図である。
【図７】本発明の駆動力配分装置における押し戻し手段の他の構成例を概略的に示す要部断面拡大図である。
【図８】本発明の駆動力配分装置における押し戻し手段の更に他の構成例を示す要部断面拡大図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 駆動力配分装置
２ リヤデフケース
３，１５ 内部空間
４ ドライブピニオンシャフト
５ フランジ
６ ナット
７，８ ベアリング
９ 円筒壁部
１０ 配置空間
１１ シール付きベアリング
１２ テーパローラベアリング
１３，１４ オイルシール
１６ ダストカバー
１７ ギヤ
２０ カップリングケース
２１ 回転軸部
２２ 円筒部
２３，２４ ハウジング
２３ａ 段差壁部
２３ｂ 環状凹部
２３ｃ 貫通孔
２５ 開口筒部
２５ａ ツバ部
２６ ハブ
４０ メインクラッチ
４１，５１ アウタクラッチプレート
４２，５２ インナクラッチプレート
４３，６５ 油孔
４４ スペーサ
５０ パイロットクラッチ
５１ａ 係止切欠部
５１ｂ スプライン部
５１ｃ 段差部
５３ 押圧部材
５４ スラストニードルベアリング
５５ リングプレート
６０ カム機構
６１ プレッシャリング
６２ カムリング
６３ カムボール
６４ スラスト軸受
７０ 電磁石
７１ ヨーク
７２ コイル
７３ 凹部
７４ 非磁性部材
７５ グロメット
７６ リード線
８０ 調整ナット
８１ 係合フック
８２ ラチェット歯
８３ バネ部材
８３ａ，８３ｂ 切欠き
８４ 巻きバネ
８４ａ 周回部
８４ｂ 係合片
８５ 弾性片
８５ａ 弾性端
８６ａ，８６ｂ 回り止め片
８７ バネ材
Ｇ 空隙
Ｌ 磁路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材と出力部材との間にあって、これらの部材間のトルク伝達を行う第１の摩擦クラッチと、
前記入力部材と前記出力部材との間にあって、前記第１の摩擦クラッチの伝達トルクを調整する第２の摩擦クラッチと、
前記第２の摩擦クラッチの伝達トルクを前記第１の摩擦クラッチに対する押付け力に変換するカム機構と、
前記入力部材と同一軸線上に設けられ、前記第１の摩擦クラッチ、前記カム機構及び前記第２の摩擦クラッチを内蔵したハウジングと、
前記ハウジングの壁部の外側に前記ハウジングと同一軸線上に設けられ、通電により前記ハウジングとの間で作用する磁気吸引力により前記第２の摩擦クラッチに向けて移動する電磁石と、
前記ハウジングの前記壁部の内部に移動可能に配され、前記電磁石の移動に応じて前記第２の摩擦クラッチの操作力を調整する押圧部材と、
前記第２の摩擦クラッチの摩耗に応じて、前記押圧部材を前記ハウジングの前記壁部の所定の初期位置に押し戻す押し戻し手段と、
を備えたことを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記第２の摩擦クラッチは、互いに摩擦係合する複数のクラッチプレートのうち、一方のクラッチプレートの摺動面に紙製のフェーシングを設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
前記押し戻し手段は、前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向の最外端に位置するクラッチプレート側の前記ハウジングの内周面、あるいは前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するクラッチプレート側の前記ハウジングの内周面にねじ込まれる調整ナットと、前記調整ナットを締付け方向に与圧するバネ部材とにより構成され、
前記バネ部材は、前記調整ナットの内周面に設けられたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項４】
前記調整ナットの内周面には、係合フックが形成されるとともに、前記係合フックを除く内周面には、ラチェット歯が形成され、
前記バネ部材には、前記調整ナットの締付け方向に付勢する巻きバネと、前記調整ナットの緩み方向への回転を阻止するラチェット爪とが形成され、
前記巻きバネの先端は、前記係合フックに係合されるとともに、前記ラチェット爪は、前記ラチェット歯に係合されたことを特徴とする請求項３記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
前記巻きバネは、前記バネ部材の外周縁から折り曲げられて前記バネ部材の周面に沿って周回する板状に形成された周回部と、前記周回部の先端を折り曲げて前記係合フックに係合する係合部とからなり、
前記ラチェット爪は、前記バネ部材の外周縁から折り曲げられた板バネからなり、前記巻きバネよりも外方に配されたことを特徴とする請求項４記載の駆動力配分装置。
【請求項６】
前記第２の摩擦クラッチのクラッチプレートには、係止切欠部が形成され、
前記バネ部材の外周縁には、前記係止切欠部に係合する回り止め片が形成されたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の駆動力配分装置。
【請求項７】
前記バネ部材は、第１及び第２のラチェット爪を有し、前記第１及び第２のラチェット爪を互いに前記ラチェット歯のピッチの略半ピッチずらした位相をもって配したことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の駆動力配分装置。
【請求項８】
前記ハウジングの前記壁部の内側には、前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するクラッチプレートを前記押圧部材に向けて付勢する予圧バネが設けられたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項９】
前記ハウジングを回転可能に支持する外部ケースを備え、
前記電磁石は、前記外部ケースの内周面に支持されたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項１０】
前記ハウジングを回転可能に支持する外部ケースを備え、
前記電磁石は、前記ハウジングの軸部に対して相対回転可能及び軸方向移動可能に支持され、かつ、前記外部ケースに対しては回転不能に支持されたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項１１】
前記電磁石及び前記押圧部材間にスラストニードルベアリングとプレート部材が介在されたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項１】
入力部材と出力部材との間にあって、これらの部材間のトルク伝達を行う第１の摩擦クラッチと、
前記入力部材と前記出力部材との間にあって、前記第１の摩擦クラッチの伝達トルクを調整する第２の摩擦クラッチと、
前記第２の摩擦クラッチの伝達トルクを前記第１の摩擦クラッチに対する押付け力に変換するカム機構と、
前記入力部材と同一軸線上に設けられ、前記第１の摩擦クラッチ、前記カム機構及び前記第２の摩擦クラッチを内蔵したハウジングと、
前記ハウジングの壁部の外側に前記ハウジングと同一軸線上に設けられ、通電により前記ハウジングとの間で作用する磁気吸引力により前記第２の摩擦クラッチに向けて移動する電磁石と、
前記ハウジングの前記壁部の内部に移動可能に配され、前記電磁石の移動に応じて前記第２の摩擦クラッチの操作力を調整する押圧部材と、
前記第２の摩擦クラッチの摩耗に応じて、前記押圧部材を前記ハウジングの前記壁部の所定の初期位置に押し戻す押し戻し手段と、
を備えたことを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記第２の摩擦クラッチは、互いに摩擦係合する複数のクラッチプレートのうち、一方のクラッチプレートの摺動面に紙製のフェーシングを設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
前記押し戻し手段は、前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向の最外端に位置するクラッチプレート側の前記ハウジングの内周面、あるいは前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するクラッチプレート側の前記ハウジングの内周面にねじ込まれる調整ナットと、前記調整ナットを締付け方向に与圧するバネ部材とにより構成され、
前記バネ部材は、前記調整ナットの内周面に設けられたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項４】
前記調整ナットの内周面には、係合フックが形成されるとともに、前記係合フックを除く内周面には、ラチェット歯が形成され、
前記バネ部材には、前記調整ナットの締付け方向に付勢する巻きバネと、前記調整ナットの緩み方向への回転を阻止するラチェット爪とが形成され、
前記巻きバネの先端は、前記係合フックに係合されるとともに、前記ラチェット爪は、前記ラチェット歯に係合されたことを特徴とする請求項３記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
前記巻きバネは、前記バネ部材の外周縁から折り曲げられて前記バネ部材の周面に沿って周回する板状に形成された周回部と、前記周回部の先端を折り曲げて前記係合フックに係合する係合部とからなり、
前記ラチェット爪は、前記バネ部材の外周縁から折り曲げられた板バネからなり、前記巻きバネよりも外方に配されたことを特徴とする請求項４記載の駆動力配分装置。
【請求項６】
前記第２の摩擦クラッチのクラッチプレートには、係止切欠部が形成され、
前記バネ部材の外周縁には、前記係止切欠部に係合する回り止め片が形成されたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の駆動力配分装置。
【請求項７】
前記バネ部材は、第１及び第２のラチェット爪を有し、前記第１及び第２のラチェット爪を互いに前記ラチェット歯のピッチの略半ピッチずらした位相をもって配したことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の駆動力配分装置。
【請求項８】
前記ハウジングの前記壁部の内側には、前記第２の摩擦クラッチのクラッチ押圧方向とは反対側の最外端に位置するクラッチプレートを前記押圧部材に向けて付勢する予圧バネが設けられたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項９】
前記ハウジングを回転可能に支持する外部ケースを備え、
前記電磁石は、前記外部ケースの内周面に支持されたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項１０】
前記ハウジングを回転可能に支持する外部ケースを備え、
前記電磁石は、前記ハウジングの軸部に対して相対回転可能及び軸方向移動可能に支持され、かつ、前記外部ケースに対しては回転不能に支持されたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項１１】
前記電磁石及び前記押圧部材間にスラストニードルベアリングとプレート部材が介在されたことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１１６９６６（Ｐ２０１０−１１６９６６Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８９９３６（Ｐ２００８−２８９９３６）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００１５４３４７）株式会社ユニバンス (132)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００１５４３４７）株式会社ユニバンス (132)
【Ｆターム（参考）】
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