(57)【要約】      （修正有）【課題】車両（たとえば、ＡＴＶ）の前輪（または後輪）へのトルクの伝達を制御することによって、車両の駆動モードを後輪(または前輪)のみの２輪駆動から４輪駆動に切り換えることができるクラッチ機構を提供する。【解決手段】クラッチ機構１４のコイル３５を励磁すると、作動ディスク１６のタブ部材が内レース２６に形成されたノッチから離脱し、ローラクラッチ機構が作動する。コイルが消磁されると、作動ディスクは内レースに係合して、クラッチ機構の不用意なまたは望ましくない作動を防止する。クラッチ機構は、差動機用のハウジングの延長部に収容されているため、別個のクラッチ機構用のハウジングを差動機のハウジングに固定する必要がない。【選択図】図１
2006308093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内レース部材と、
一部が前記内レース部材の一部分の周囲に位置する外レース部材と、
前記内レース部材と連動する作動部材と、
前記作動部材と連動する作動システムとを備え、
前記作動部材は、前記作動システムによって、前記内レース部材に対する係合および非係合の状態が切り換えられるようになっており、
前記作動部材が前記内レース部材に係合しているときは、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクは伝達されず、
前記作動部材が前記内レース部材に係合していない状態で、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクが伝達されるようになっている、クラッチ機構を備え、
前記クラッチ機構は、ハウジングに収容された差動機構と連動しており、クラッチ機構の少なくとも一部が、前記ハウジングの延長部に収容され、内レース部材と外レース部材に連動するローラクラッチ機構であり、このローラクラッチ機構が、複数のローラ部材および前記ローラ部材と連動する保持部材を備え、前記作動部材が前記内レース部材と係合していない状態で、前記ローラクラッチ機構は、前記内レース部材と外レース部材を同一方向に共回りさせるようになっており、
前記内レースの一部分が、前記外レース部材のハブ部分を少なくとも部分的に取り囲み、
少なくとも一部が外レース部材に収容され、外レース部材の内面に摩擦係合しているロータコイル部材を備えた、車両用クラッチ機構。
【請求項２】
前記保持部材が、その表面から延びる少なくとも１個のタブ部材を備え、前記作動部材はディスク部材を備え、
ディスク部材は、その面から延びる少なくとも１個のタブ部材を備え、ディスク部材の前記面には少なくとも１個のスロットが形成され、
前記内レース部材の面に、少なくとも１個のノッチが形成されている、
前記ディスク部材の前記少なくとも１個のスロットは、前記保持部材の前記少なくとも１個のタブ部材に係合できるようになっており、
前記ディスク部材の前記タブ部材は、前記内レース部材の前記ノッチと係合できるようになっている、請求項１に記載の車両用クラッチ機構。
【請求項３】
作動システムと連動する端板部材を備え、
前記作動システムが、選択的に励磁させることが可能なコイル部材を備え、
前記コイル部材が前記端板部材に固定され、
前記コイル部材に接続されたワイヤ部材が、前記端板部材に形成された開口を貫通して、外部に引き出されている、請求項１に記載の車両用クラッチ機構。
【請求項４】
内レース部材と、
一部が前記内レース部材の一部分の周囲に位置する外レース部材と、
前記内レース部材および外レース部材と連動するローラクラッチ機構と、
前記内レース部材と連動する作動部材と、
前記作動部材と連動する作動システムとを備え、
前記作動部材は、前記作動システムによって、前記内レース部材に対する係合および非係合の状態が切り換えられるようになっており、
前記作動部材が内レース部材に係合していないときは、ローラクラッチ機構が内レース部材と外レース部材を同一方向に共回りさせるようになっており、
前記作動部材が前記内レース部材に係合しているときは、ローラクラッチ機構は、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクを伝達せず、
前記作動部材が前記内レース部材に係合していない状態で、ローラクラッチ機構は、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクを伝達するようになっている、車両用クラッチ機構であって、
前記クラッチ機構はハウジングに収容された差動機構と連動しており、クラッチ機構の少なくとも一部が、前記ハウジングの延長部に収容され、
少なくとも一部が外レース部材に収容され、外レース部材の内面に摩擦係合しているロータコイル部材を備えた、車両用クラッチ機構。
【請求項５】
前記ローラクラッチ機構が、複数のローラ部材および前記ローラ部材と連動する保持部材を備え、
前記保持部材は、その表面から延びる少なくとも１個のタブ部材を備える、請求項４に記載の車両用クラッチ機構。
【請求項６】
前記作動部材はディスク部材を備え、前記ディスク部材はその面から延びる少なくとも１個のタブ部材を備え、ディスク部材の上記面には少なくとも１個のスロットが形成され、
前記内レース部材の面に、少なくとも１個のノッチが形成され、
前記ディスク部材の前記少なくとも１個のスロットは、前記保持部材の前記少なくとも１個のタブ部材に係合できるようになっており、
前記ディスク部材の前記タブ部材は、前記内レース部材の前記ノッチと係合できるようになっている、請求項５に記載の車両用クラッチ機構。
【請求項７】
前記内レースの一部分が、前記外レース部材のハブ部分を少なくとも部分的に取り囲み、
作動システムと連動する端板部材を備え、
前記作動システムが、選択的に励磁させることが可能なコイル部材を備えている、請求項５に記載の車両用クラッチ機構。
【請求項８】
前記コイル部材が前記端板部材に固定され、
前記コイル部材に接続されたワイヤ部材が、前記端板部材に形成された開口を貫通して、外部に引き出されている、請求項７に記載の車両用クラッチ機構。
【請求項９】
ハウジングに収容された差動機構と、
クラッチ機構を備え、
クラッチ機構の少なくとも一部が前記ハウジングの延長部に収容されており、
クラッチ機構は差動機構と連動しており、
前記クラッチ機構は、
内レース部材と、
一部が前記内レース部材の一部分の周囲に位置する外レース部材と、
前記内レース部材および外レース部材と連動するローラクラッチ機構と、
前記内レース部材と連動する作動部材と、
前記作動部材と連動する作動システムとを備え、
前記作動部材は、前記作動システムによって、前記内レース部材に対する係合および非係合の状態が切り換えられるようになっており、
前記作動部材が内レース部材に係合していないときは、ローラクラッチ機構が内レース部材と外レース部材を同一方向に共回りさせるようになっており、
前記作動部材が前記内レース部材に係合しているときは、ローラクラッチ機構は、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクを伝達せず、
前記作動部材が前記内レース部材に係合していない状態で、ローラクラッチ機構は、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクを伝達するようになっている、車両用クラッチ機構であって、
ローラクラッチ機構が、複数のローラ部材および前記ローラ部材と連動する保持部材を備え、
前記保持部材が、その表面から延びる少なくとも１個のタブ部材を備え、
少なくとも一部が外レース部材に収容され、外レース部材の内面に摩擦係合しているロータコイル部材を備えた、車両用クラッチ機構。
【請求項１０】
前記作動部材はディスク部材を備え、ディスク部材は、その面から延びる少なくとも１個のタブ部材を備え、ディスク部材の前記面には少なくとも１個のスロットが形成され、
前記内レース部材の面に、少なくとも１個のノッチが形成され、
前記ディスク部材の前記少なくとも１個のスロットは、前記保持部材の前記少なくとも１個のタブ部材に係合できるようになっており、
前記ディスク部材の前記タブ部材は、前記内レース部材の前記ノッチと係合できるようになっており、
前記内レースの一部分が、前記外レース部材のハブ部分を少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項９に記載の車両用クラッチ機構。
【請求項１１】
作動システムと連動する端板部材を備え、
前記作動システムが、選択的に励磁させることが可能なコイル部材を備え、
前記コイル部材が前記端板部材に固定され、
前記コイル部材に接続されたワイヤ部材が、前記端板部材に形成された開口を貫通して、外部に引き出されている、請求項９に記載の車両用クラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にクラッチに関する。特に本発明は、自動車の駆動系にも用いることができるが、全地形型車両（ＡＴＶ）用の四輪駆動制御システムに用いるのに適したクラッチ機構に関する。具体的には、本発明は、選択的に係合させることにより、トルクを前輪（または後輪）に伝達して、車両の駆動モードを後輪（または前輪）駆動モードから四輪駆動モードに切り換えることを可能にするクラッチ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＡＴＶのような種々の車両に、ローラクラッチ機構を含む各種のクラッチ機構が使用されている。これらのクラッチ機構の多くは、レバーを引くことによって係合する噛み合いクラッチまたはスプラインを備えている。また最近は、電子作動式のクラッチ機構も開発されている。
【０００３】
これらのローラクラッチ機構は一般的に、それ自体のハウジング内に実装されて、前輪変速機の出力フランジへボルト締めされる。その内レースは一般的に、変速機の出力軸へスプラインを介して接続され、外レースは、前輪駆動軸へスプラインを介して接続される。たとえば、幾つかのローラクラッチ機構のローラクラッチは、前輪差動機のハウジングへボルト締めされる別体のハウジング内に収容されている。これらのシステムの大部分において、その入力軸としての前輪駆動軸が、ローラクラッチの外レースへ接続される。クラッチの内レースは、差動機のピニオン軸へスプラインを介して接続される。
【０００４】
従来のローラクラッチ機構の１つの欠点は、車両の移動中に噛み合いクラッチを係合させると、クラッチが損傷する恐れがあり、また設計と製造が複雑で費用がかかることである。加えて、差動ユニットとクラッチユニット用に別個のハウジングが必要であるので、その出力部と入力部に別個のシールが必要となる。またクラッチユニットには、最終組立前にグリースを注入しなければならない。さらに、部品同士および各部品とハウジングとの位置決めのために、玉軸受と針状ころ軸受が必要である。また、リード線をコイルの組立時に、クラッチハウジングの後端の外壁を通して挿入しなければならず、これは非常に手間がかかり、かつ難しいプロセスである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、新規で改良されたクラッチ機構に対するニーズが存在し、特にトルクを前輪（または後輪）に伝達して、車両の駆動モードを後輪（または前輪）駆動モードから四輪駆動モードに切り換えることを可能にするクラッチ機構に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上で記載した以外の用途は、以下の詳細な説明から明らかになる。本発明の好ましい実施形態を示しながらの詳細な説明と特定の例は、単なる説明用のものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではない。
【０００７】
本発明の第１の実施形態によれば、（１）内レース部材と、（２）一部が前記内レース部材の一部分の周囲に位置する外レース部材と、（３）前記内レース部材と連動する作動部材と、（４）前記作動部材と連動する作動システムとを備え、前記作動部材は、前記作動システムによって、前記内レース部材に対する係合および非係合の状態が切り換えられるようになっており、前記作動部材が前記内レース部材に係合しているときは、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクは伝達されず、前記作動部材が前記内レース部材に係合していない状態で、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクが伝達されるようになっている、車両用クラッチ機構が提供される。
【０００８】
本発明の第２の実施形態によれば、（１）内レース部材と、（２）一部が前記内レース部材の一部分の周囲に位置する外レース部材と、（３）前記内レース部材および外レース部材と連動するローラクラッチ機構と、（４）前記内レース部材と連動する作動部材と、（５）前記作動部材と連動する作動システムとを備え、前記作動部材は、前記作動システムによって、前記内レース部材に対する係合および非係合の状態が切り換えられるようになっており、前記作動部材が内レース部材に係合していないときは、ローラクラッチ機構が内レース部材と外レース部材を同一方向に共回りさせるようになっており、前記作動部材が前記内レース部材に係合しているときは、ローラクラッチ機構は、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクを伝達せず、前記作動部材が前記内レース部材に係合していない状態で、ローラクラッチ機構は、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクを伝達するようになっている、車両用クラッチ機構が提供される。
【０００９】
本発明の第３の実施形態によれば、（１）ハウジングに収容された差動機構と、（２）クラッチ機構を備え、クラッチ機構の少なくとも一部が前記ハウジングの延長部に収容されており、クラッチ機構は差動機構と連動しており、前記クラッチ機構は、（ａ）内レース部材と、（ｂ)一部が前記内レース部材の一部分の周囲に位置する外レース部材と、（ｃ）前記内レース部材および外レース部材と連動するローラクラッチ機構と、（ｄ）前記内レース部材と連動する作動部材と、（ｅ）前記作動部材と連動する作動システムとを備え、前記作動部材は、前記作動システムによって、前記内レース部材に対する係合および非係合の状態が切り換えられるようになっており、前記作動部材が内レース部材に係合していないときは、ローラクラッチ機構が内レース部材と外レース部材を同一方向に共回りさせるようになっており、前記作動部材が前記内レース部材に係合しているときは、ローラクラッチ機構は、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクを伝達せず、前記作動部材が前記内レース部材に係合していない状態で、ローラクラッチ機構は、内レース部材と外レース部材の一方から他方にトルクを伝達するようになっている、車両用クラッチ機構が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、詳細な説明、および添付図面から一層十分に理解される。
【００１１】
好ましい実施形態（複数）の下記の説明は、本質としては単なる代表例であり、本発明やその用途を限定しようとするものではない。
【００１２】
図１に示すように、トルク伝達機構１０は差動機構１２とクラッチ機構１４を備えている。差動機構１２は、前輪駆動車、後輪駆動車、四輪駆動車などの全輪駆動車などの前輪または後輪用差動機として用いることができる。しかしこの発明のトルク伝達機構１０とクラッチ機構１４は、駆動部材と被駆動部材を有する他の装置に用いることもできる。
【００１３】
図１〜図４Ｂに示すように、クラッチ機構１４は主要な構成部材として、作動ディスク１６、軸受１８、内レース用ブッシュ２０、心出しバネ２２、コイルロータ２４、内レース２６、外レース２８、複数のローラ３０、保持器すなわちローラケージ３２、波形バネ３４、コイル部材３５、端板部材３６、（リップシール、筒形シール、Ｏリングなどの）シール部材３７を備えている。ワイヤ部材すなわちハーネス３８が、端板部材３６に形成された開口３９を貫通して、コイル部材３５に接続されている。コイル部材３５はコイルハウジング４０に収納されている。クラッチ機構１４は、締付部材（ネジやボルトなど）、軸受、ブッシュ、シール、ガスケット、バネなどの他の公知の部材も備えている。
【００１４】
クラッチ機構１４の内レース２８は、内周に形成されたスプライン２８ａを介して前輪差動機１０２のピニオン軸１００に接続されている。内レース２６は、前輪駆動軸（図示省略）に接続された、スプライン付きの延長部１０４を有する。内レース２６は、外レース２８のハブセクション１０６を囲み、外レース２８を安定的に支持している。クラッチ機構１４全体が、差動機のハウジング１１０の延長部１０８中に容易に挿入することができ、挿入した状態で、クラッチ機構の内部は端板部材３６により封止される。
【００１５】
クラッチ機構１４は、小型で、構造が単純で、部品点数も少ない。本発明の重要な特徴は、クラッチ機構１４が、既存の差動機ハウジング１１０の延長部分１０８中に組込まれるため、クラッチ機構１４用の別個のハウジングが不要であり、延長部分１０８は既存の金型の設計を少し変更するだけで形成することができる点にある。
【００１６】
さらに、本発明は内部シールを必要としないので、差動機構用の潤滑剤をクラッチ機構１４用の潤滑剤としても用いることができ、２種類の潤滑剤を用いる必要がない。シール部材３７は端板部材３６に嵌込まれているので、クラッチ機構１４を、容易にかつ安価に製造できる。
【００１７】
図１〜図４Ｂおよび図６〜図７に示す作動ディスク１６は、ローラクラッチ機構２００を係合させるための部材である。短い軸方向に突出するタブ２０２を有する単純な打抜きディスクから構成された作動ディスク１６は、電磁トリガークラッチの一部分であり、コイル部材３５が励磁されると、軸方向に移動してコイルロータ２４に吸着され、コイルロータ２４と一体化される。作動ディスク１６に形成されたスロット２０４に、保持器３２の軸方向タブ２０６が係合しており、作動ディスク１６は、保持器３２に対して軸方向には移動できるが、相対回転はできないようになっている。コイル部材３５が励磁されると、コイルロータ２４から発生する磁束により、作動ディスク１６は（波形バネ３４の軸方向のばね力に逆らって）コイルロータ２４に吸着される。作動ディスク１６がコイルロータ２４に吸着されると、両者の間の摩擦力によって、保持器３２は、心出しバネ２２のばね力に逆らってコイルロータ２４（および外レース２８）と共に回転し、ローラ３０は内レース２６の平坦なカム面２６ａに沿って移動し、カム面２６ａと外レース２８の内径面部との間にはまり込む。コイルロータ２４は、外レース２８の内径面に圧入されている。保持器３２は作動ディスク１６の内周面に支持され、内レース２８に対して位置決めされている。
【００１８】
図１〜図４Ｂおよび図６〜図９を参照すると、波形バネ３４と作動ディスク１６の軸方向タブ２０２は、（コイルロータ２４から）磁束が発生していない状態で、内レース２６のノッチ２０６と係合して、作動ディスク１６を非係合位置に保持している。磁束が発生すると、作動ディスク１６は軸方向に移動して、この波形バネ３４とタブ２０２はノッチ２０６から外れる。この特徴により、作動ディスク１６が作動してはならないときに作動して、クラッチ機構１４を損傷させるのを防ぐことができる。この特徴は、低温時、およびクラッチが係合していない状態で、内レース２６と外レース２８との間に大きい速度差がある場合などに特に有用な特徴である。これらの状態においては、コイルロータ２４と作動ディスク１６との間の潤滑剤の粘性せん断応力が、心出しバネ２２の力を上回って、電磁コイルロータ２４が励磁されていない場合でも、保持器３２を内レース２６に対して回転させて、ローラクラッチ機構２００を係合させてしまう場合がある。しかし本発明の場合、軸方向タブ２０２が、内レース２６の対応する凹部（たとえば、ノッチ２０６）に係合している限り、クラッチ機構１４は、どのような状態においても係合することはない。
【００１９】
作動ディスク１６は、ＳＡＥ１００８鋼またはＳＡＥ１０１２鋼などの適切な磁性材料で形成される。内レース２６に対して保持器３２を正確に位置決めするために、作動ディスクの内径の誤差はなるべく小さくする。
【００２０】
軸受１８は、コイル部材３５と、端板部材３６と、内レース２６の軸部３００との間に設けられている。軸受１８は、コイル部材３５を、電磁トリガークラッチ構成部材の残りの部材に対して位置決めしており、従来のジャーナルブッシュよりも正確な位置決めができる。軸受１８は、コイル部材３５と端板部材３６と共に内レース２６の軸３００に押しばめされており、これによりクラッチ機構１４の輸送中および組み付け中の部品の脱落を防いでいる。さらにコイル部材３５と端板部材３６の間にある軸受１８によって、クラッチ機構１４全体がハウジング１１０（特にその延長部１０８）内に位置決めされているので、他の外側ブッシュおよび／またはロータブッシュの必要性を無くすことができる。外側ブッシュを無くすことにより、回転するクラッチ機構と固定ハウジングとの間の相対的速度差が大きくなっても、摩擦熱を抑えることができる。内レース２６の軸部３００の、軸受１８が押しばめされている部分と、シールリップが取り付けられている部分の径は等しいため、両部分を一度に加工することによって、両部分を所定の寸法誤差と平滑性を有する面に仕上げることができる。
【００２１】
内レース用ブッシュ２０は、内レース２６と外レース２８のハブセクション１０６との間のジャーナルブッシュとして機能する。その材料は、軸受青銅、ＴＯＲＬＯＮ、ＮＹＬＯＮ６６、あるいは他の適切な軸受型材料とすることができる。ローラクラッチ機構２００を確実に作動させ、かつ不用意な作動を防止するために、外レース２８を内レース２６に対して正確に位置決めするように、ブッシュ２０の誤差はなるべく小さくする必要がある。
【００２２】
心出しバネ２２は、保持器３２を内レース２６に対して所定位置に保持するためのものである。具体的には、このバネ２２は、内レース２６の溝または凹部に挿入されており、外方へ延びる半径方向タブ４００を有し、このタブが保持器３２に係合することにより、ローラ３０が内レース２６の平坦なカム面２６ａの中央に保持される位置に、保持器３２を押圧している。この状態でクラッチ機構１４は非係合の状態に保持される。心出しバネ２２の押圧力に打ち勝つ力が心出しバネ２２に作用すると、心出しバネ２２の半径方向タブ４００がたわみ、保持器３２が内レース２６に対して回転し、ローラ３０が外レース２８と係合するまで内レース２６の平坦なカム面２６ａに沿って移動し、ローラクラッチ機構２００が係合する。
【００２３】
心出しバネ２２は、任意の適切なバネ鋼から構成できる。実施形態の心出しバネ２２は「Ω（オメガ）」形状であるが、保持器３２を、内レース２６に対して所定位置に保持でき、かつ「トリガー」クラッチ機構が係合すると押圧力が克服できる限り、他の形状も可能である。
【００２４】
コイルロータ２４は、外レース２８の開放端部に圧入されており、固定のコイル部材３５からの磁束を作動ディスク１６に作用させることによって、ローラクラッチ機構２００を作動させる。コイルロータ２４の軸方向の面には円周方向に約６０〜７０度の幅を有する複数の軸方向スロット５００が切削などにより形成されており、磁束がこのスロットを通過して作動ディスク１６に作用することによって、作動ディスク１６はコイルロータ２４の上記軸方向の面に固定されるまで、軸方向に引寄せられる。
【００２５】
コイルロータ２４を外レース２８に圧入するために、コイルロータ２４の外径と外レース２８の内径には比較的高い寸法精度が要求される。コイルロータ２４は、ＳＡＥ１００８鋼またはＳＡＥ１０１２鋼などの任意の適切な磁性材料で形成する。
【００２６】
コイルロータ２４を外レースに圧入することにより、全ての構成部品を組み立てた状態に保持することができるため、その組立体を容易に輸送することができる。コイルロータ２４以外の部品を組み立ててから、最後にコイルロータ２４を外レース２８の開放端に圧入することによって上記組立体が完成する。コイルロータ２４は、クラッチ機構１４に一旦組込まれると、外レースから突出している内レース２６の入力軸部３００を除く全ての構成部品を、外レース２８内に保持する。コイルロータ２４を外レースに圧入することにより、組立体を入力軸を掴んで持上げたり、落としたり、振り回したり、手で引っ張っても、部品の脱落は起きない。このため、クラッチ機構１４を、部品の脱落のおそれなしに、無傷のまま輸送、取扱および設置することができる。製造業者（および顧客）の観点から、これは大きな利点である。なぜなら、クラッチ機構１４を、組み立てた状態で輸送でき、かつ追加の部品の必要なしに、容易に設置できるからである。
【００２７】
内レース２６に形成された平坦なカム面２６ａによって、ローラ３０はカム面と外レース２８の内径面に係合させ、クラッチ機構１４を係合させることができる。上述のように、内レース２６には軸３００が設けられ、その軸は、組立体から軸方向に延びて、スプラインが形成された接続部１０４を介して入力駆動軸（図示省略）と係合している。軸３００は平滑な表面を有し、（端板３６に取り付けられる）アウトボード側のシール３７をこの平滑な表面にはめることによって、差動装置の潤滑剤の漏洩を防止し、かつダスト、泥、破片、水などの侵入を防いでいる。
【００２８】
外レース２８のハブセクション１０６を内レース２６で取囲むことにより、加速中に生じる鋭いトルクスパイクによる側面荷重は、内レース２６／入力軸から、内レースブッシュ２０を介してハブセクション１０６に伝えられる。このモーメント荷重により生じる内レース２６の移動は、外レース２８に伝わるため、これらの２個の構成部材間の相対的移動を最小にすることができる。外レース２８のハブセクション１０６は、通常はスプラインによりピニオン軸へ接続する出力部としても機能する。このスプライン付きのハブセクションを内レース２６内に設けることにより、組立体の軸方向全長を小さくし、前輪駆動軸を短くすることができ、これにより、トルク伝達効率およびＮＶＨ（騒音、振動、ハーシュネス）特性が向上する。
【００２９】
図６〜図９を参照すると、内レース２６の外側セクションに設けられた凹状のノッチ２０６に、作動ディスク１６の軸方向タブ２０２が係合することにより、作動ディスク１６の不用意な作動を防止している。軸３００の反対側の端部に設けられた凹部に、内レースブッシュ２０が挿入され、外レース２８に対して内レース２６が正確に位置決めされている。この凹部が形成されている側の内レース２６の端面に半円形の延長部があり、その中に心出しバネ２２が設置される。この延長に形成された半径方向の間隙を、心出しバネ２２の半径方向タブ４００が貫通して、保持器３２と係合している。内レースブッシュ２０が挿入される上記凹部の寸法誤差は十分小さくする必要がある。またローラ３０の位置を正確に制御して、各ローラに力が均一に作用して、全てのローラが同時に係合できるようにして、かつ不用意な作動が防止されるように、平坦なカム面の寸法誤差も十分に小さくする必要がある。
【００３０】
外レース２８は、差動ピニオンギヤ軸へ接続のための雌スプラインが形成されたハブセクション１０６を備える。このハブセクション１０６の外面は、内レースブッシュ２０に嵌込まれ、ブッシュは内レース２６に嵌込まれて、両レースは正確に相対的に位置決めされる。外レース２８の外側部分は、異なる内径を有する３つの部分２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを有する。内径が最小で、壁の肉厚が最も厚い部分２８ｂは、ローラ３０が接触するクラッチセクションの外径面を構成する。この部分２８ｂは、クラッチ機構１４が係合したときに発生する大きなフープ応力に耐えられる厚さを有する。外レース２８の「開放」端部に最も近い部分２８ｄの内周面には、ローラクラッチ機構２００の組立体の最後の部品としてコイルロータ２４が圧入される。中間の内径を有する部分２８ｃは、コイルロータ２４と外レース２８との間に小さい空隙を形成して、磁束の短絡を防止し、電磁トリガークラッチの性能を向上する。
【００３１】
外レース２８は、ローラクラッチの係合により発生する高いヘルツ接触応力による圧痕形成と変形に耐える焼入れ軸受鋼から一般に製造される。しかし応力を十分に低く抑えることができれば、軸受鋼以外の材料を用いて製造してもよい。外レース２８は、ピニオンシャフト（出力）へ接続され、また内レース２６は、入力シャフト（駆動シャフト）へ接続される。これは、内レースが、ピニオンシャフトにスプラインを介して接続され、外レースが前輪駆動シャフトにスプラインを介して接続される従来のクラッチ機構とは逆である。このような従来の構造とは異なり、本発明の組立体は、「開放」端部を有するので、コイル部材３５を外側に設けることができ、たとえば、コイルの挿入や配線接続が容易になり、部品点数を減らすことができる。
【００３２】
外レース２８と同様に、内レース２６は、優れた耐磨耗性と、クラッチが高いトルクが作用している状態で係合するときに発生する高いヘルツ接触応力に対して十分な耐久性を付与するために、焼入れ軸受鋼で製造するのが好ましい。
【００３３】
ローラ３０は、コストをできるだけ抑えるため、標準的なニードルローラとする。好ましくはローラ３０は、クラウニングのないものを用い、接触力がローラ３０の全長にわたって均一に作用するようにすると共に、係合中のローラのスキューを防止する。ローラ３０の寸法誤差はできるだけ小さくし、好ましくは焼入れ鋼製とする。
【００３４】
ローラ保持器３２は、内レース２６に対してローラ３０を位置決めする。好ましくはローラ３０は、内レース２６の平坦なカム面２６ａに関して同一の位置に保持される。保持機の内径は内レース２６の外径に対応する大きさを有し、保持器と内レースは相対的に正確に位置決めされている。心出しバネ２２の半径方向タブ４００が、保持器３２の一端に形成された半径方向ノッチに係合し、内レース２６と保持器３２を相対的に位置決めしている。保持器３２の一端に設けられた半径方向タブ２０６が、作動ディスク１６に形成されたスロット２０４に嵌っている。これらのスロット２０４の寸法誤差はできるだけ小さくして、保持器３２に対して作動ディスク１６が確実に軸方向には移動できるが、相対回転はできないようにする。これらの特徴により、作動ディスク１６は、電磁クラッチが励磁されると、軸方向に移動してコイルロータ２４と係合することにより、保持器３２がいずれかの方向に回転して、ローラクラッチ機構２００が係合する。
【００３５】
コイル部材３５への電流が切断されると、作動ディスク１６は波形バネ３４の付勢力によってコイルロータ２４か引き離され、両者の係合が外れる。この波形バネ３４の軸方向の力は、電磁クラッチにより発生される力に対して正確に調整する必要がある。波形バネの力が大き過ぎると、作動ディスク１６は、コイル部材３５が励磁されても軸方向に移動できず、ローラクラッチ機構２００を係合させることができなくなってしまう。逆に、波形バネ３４の軸方向の力が小さすぎると、特に潤滑剤の粘度が非常に高くなる極寒状態においては、コイル作動ディスクはコイルロータ２４からすばやく離脱できなくなったり、まったく離脱できなくなったりする可能性がある。波形バネ３４は、コイルロータ２４の軸方向に形成された溝内に保持される。この部材は、比較的単純かつ安価であるが、コイルロータ２４から作動ディスク１６を引き離す方向に押圧するために、別のタイプのバネや、バネ以外の機構を用いてもよい。
【００３６】
端板部材３６は、コイルロータ２４と作動ディスク１６とに近接した位置で、クラッチ機構１４の開放端を封止している。コイルのリード線３８（図示省略）は、端板部材３６を貫通してコイルハウジングの背後から外部に引き出されている。したがって、リード線３８は、従来のクラッチ機構の場合のように、クラッチハウジング内の長い円筒形孔の底部における小孔３９を蛇行させて通す必要がない。したがってワイヤをハウジングに通した後でコネクタを取り付ける必要がないため、端板部材３６とコイル部材３５は、コネクタを取り付けた状態で、コイル製造業者から単一ユニットとして出荷することが可能である。このため一層迅速かつ容易に設置ができ、リード線は、車両のワイヤハーネスに簡単にスナップ接続することができる。コイル部材３５と端板部材３６の組合せ体は、最後に設置される部材であり、外部シールとして機能し、リード線３８をハウジング内に容易に通すことを可能にする。ついで封止部材３７を、図５に示すようにコイル部材３５と端板部材３６の組合せ体に嵌める。コイルハウジング４０は、内径側の標準リップシールとの界面を有する端板部材３６にスポット溶接される。端板部材３６の外径面は、外部ハウジングの内径面に嵌込まれたＯリング（図示省略）によって封止されている。コイル部材３５／コイルハウジング４０／端板部材３６の組合せ体は、スナップリング（図示省略）などの部材によって保持されている。
【００３７】
本発明は、従来のクラッチ機構に比べて、下記のような幾つかの利点を提供する。すなわち、（１）この新規の構造は、既存の差動装置ハウジングの延長部に嵌込むことができ、（２）内部シールが無いので、組立体の潤滑に、差動装置の潤滑剤を使用することができ、（３）コイル部材／端板部材の組合せ体は、最後に設置される部材であり、外部シールとして機能し、かつコイルロータ電線を容易に経路設定でき、（４）内レースは、外レースのハブセクション上に嵌り、構造的な安定性と剛性をさらに提供し、（５）作動ディスクに打抜きにより形成される軸方向タブは、内レースの外部セクション上のノッチに係合することにより、低コストで作動ディスクの不用意な作動を防止することができ、（６）コイルロータを圧入により取り付けることにより、すべての構成部品を単一の組立体とすることにより、出荷が容易になり（このロータを圧入する代わりに、外レースへスナップ嵌合しても、コストと重量を節減しながら組立体を一体に保持し、性能を向上するように磁束経路を隔離し、かつ外部ハウジングに抗する摩擦を減少するように外部ジャーナルブッシュとして機能する）、（７）外レースは、ピニオンシャフト（出力）に接続し、内レースは、入力シャフト（駆動シャフト）へ接続することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、主としてＡＴＶに用いることを意図したものであるが、他の様々なタイプの車両にも用いることができる。また本発明は、主に後輪駆動の４輪自動車の前輪差動機に取付けることを意図したものであるが、たとえば、前輪駆動車の後輪差動機にも用いることができる。
【００３９】
本発明の説明は、本質として単に代表例であり、かくして、本発明の要旨から逸脱しない変形態様は、本発明の範囲内であるように意図される。そのような変形態様は、本発明の精神と範囲から逸脱するとはみなされない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るクラッチ機構に組込まれる差動機構の部分切欠き図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のクラッチ機構の断面図である。
【図３Ａ】本発明の第２の実施形態のクラッチ機構の前部分解図である。
【図３Ｂ】本発明の第３の実施形態のクラッチ機構の後部分解図である。
【図４Ａ】本発明の第４の実施形態のクラッチ機構の上部斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第５の実施形態のクラッチ機構の後部斜視図である。
【図５】本発明の第６の実施形態のクラッチ機構の封止部材／端板−コイル組立体を示す図である。
【図６】本発明の第７の実施形態の作動ディスクの平面図である。
【図７】本発明の第８の実施形態の、図６の７−７線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第９の実施形態の内レース係止ノッチの断面図である。
【図９】本発明の第１０の実施形態の、図８の詳細部位９の部分断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  トルク伝達機構
１２  差動機構
１４  クラッチ機構
１６  作動ディスク
１８  軸受
２０  内レース用ブッシュ
２２  心出しバネ
２４  コイルロータ
２６  内レース
２８  外レース
３０  ローラ
３２  保持器
３４  波形バネ
３５  コイル部材
３６  端板部材
３７  シール部材
３８  リード線
３９  小孔
４０  コイルハウジング
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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