(57)【要約】【課題】低温時のトルク伝達特性を改善できる電子制御カップリング装置を提供することを目的とする。【解決手段】相互に回転可能な第１の回転体２１、第２の回転体２２、および第３の回転体３１と、第３の回転体３１を第１の回転体２１に摩擦係合させるパイロットクラッチＰＣと、第２の回転体２２を第１の回転体２１に摩擦係合させるメインクラッチＭＣと、第３の回転体３１にスプライン結合されるアーマチュア３２と、アーマチュア３２を磁気吸引して第３の回転体３１を第１の回転体２１に摩擦係合するよう作動させるコイル２６と、第２の回転体２２にスプライン結合されるとともに第３の回転体３１とボールカム結合し、第２の回転体２２を第１の回転体２１に摩擦係合するようメインクラッチＭＣを作動させる第４の回転体３４と、を備え、アーマチュア３２と第４の回転体３４の間に円環状のバイメタル４を配置して構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプロペラシャフトに直結される第１の回転体と、
第２のプロペラシャフトに直結され、前記第１の回転体に対して相対的に回転することができる第２の回転体と、
前記第１の回転体および前記第２の回転体に対して相対的に回転することができる第３の回転体と、
前記第３の回転体を前記第１の回転体に摩擦係合させることができるパイロットクラッチと、
前記第２の回転体を前記第１の回転体に摩擦係合させることができるメインクラッチと、
前記パイロットクラッチと前記メインクラッチの間に位置し、前記第３の回転体にスプライン結合したアーマチュアと、
通電時に前記アーマチュアを磁気吸引し、前記第３の回転体を前記第１の回転体に摩擦係合するよう前記パイロットクラッチを作動させるコイルと、
前記第２の回転体にスプライン結合されるとともに前記第３の回転体とボールカム結合し、前記第２の回転体を前記第１の回転体に摩擦係合するよう前記メインクラッチを作動させる第４の回転体と、
常温時に前記アーマチュアと前記第４の回転体とが離隔するのを許容して、前記パイロットクラッチおよび前記メインクラッチを所定の摩擦係合度で摩擦係合するようにするとともに、低温時に前記アーマチュアと前記第４の回転体とが離隔するのを規制して、前記パイロットクラッチおよび前記メインクラッチを所定の摩擦係合度より低い摩擦係合度で摩擦係合するよう、温度に感応して変形する形状記憶部材と、を備えたことを特徴とする電子制御カップリング装置。
【請求項２】
前記アーマチュアが、その外周部に第１の係止部を有し、前記第４の回転体が、前記第１の係止部の放射外方で、かつ、前記第１の係止部と前記パイロットクラッチの間に位置する第２の係止部を有し、前記形状記憶部材が、第１の係止部と第２の係止部の間に配置され、常温時に小さい幅を有し、低温時に大きい幅を有するよう変形する円環状のバイメタルにより構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電子制御カップリング装置。
【請求項３】
前記バイメタルが、第１の金属および第１の金属の熱膨張率より大きい熱膨張率を有する第２の金属が互いに貼り合わされて形成され、前記第２の金属が同一線上で放射方向に形成された一対の溝を有し、前記第１の金属が前記第１の係止部に対向し、前記第２の金属が前記第２の係止部に対向するようにして前記バイメタルが配置されたことを特徴とする請求項２に記載の電子制御カップリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御カップリング装置に関し、特に四輪駆動車に搭載される電子制御カップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、四輪駆動車においては、エンジンが発生する動力を前輪および後輪に適切に分配するために電子制御カップリング装置が使用されており、電子制御カップリング装置においては、低温時におけるオイルの粘性アップ等により伝達トルクが過大になり易いという課題があった。
【０００３】
従来、この課題を解消した電子制御カップリング装置として、パイロットクラッチである電磁多板クラッチの吸引部材を位置決めする係止部材を形状記憶合金により形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に開示された従来の電子制御カップリング装置にあっては、係止部材が、低温時にはパイロットクラッチである電磁多板クラッチの伝達トルクを抑制するように変形し、常温時には電磁多板クラッチの伝達トルクの抑制を解除する形状に復帰するようになっている。
【特許文献１】実開平０６−１４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の電子制御カップリング装置にあっては、係止部材がパイロットクラッチである電磁多板クラッチの伝達トルクを抑制するものであるため、メインクラッチである多板クラッチの伝達トルクを抑制するものではなく、低温時に伝達トルクが過大になることを確実に抑制することができないという問題があった。
【０００６】
さらに、上述した従来の電子制御カップリング装置にあっては、係止部材に加えて、低温時にメインクラッチである多板クラッチの伝達トルクを抑制するために、低温時と常温時にそれぞれ形状が異なる形状記憶合金で形成されたリターンスプリングや、一部にその形状記憶合金で形成された抑制部材が設けられているが、何れも部品点数が多くなるばかりか、構造が複雑になるという問題があった。
【０００７】
そして、上述した従来の電子制御カップリング装置にあっては、低温時に電磁多板クラッチが非作動状態、すなわち、アーマチュアが磁気吸引されていない状態におけるドラグトルク、いわゆる、引きずりトルクを防止することは考慮されているものの、低温時にアーマチュアが磁気吸引されている状態におけるオイルの粘性アップ等に起因するメインクラッチの伝達トルクの増大を防止することはできないという問題があった。
【０００８】
また、上述した従来の電子制御カップリング装置にあっては、低温時には伝達トルクが増大するため、低温時に車両を常用していると、耐久性が損なわれるといった問題があった。
【０００９】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、低温時のトルク伝達特性を確実に改善できるとともに、部品点数が少なくかつ構造が簡単な電子制御カップリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電子制御カップリング装置は、上記目的達成のため、（１）第１のプロペラシャフトに直結される第１の回転体と、第２のプロペラシャフトに直結され、前記第１の回転体に対して相対的に回転することができる第２の回転体と、前記第１の回転体および前記第２の回転体に対して相対的に回転することができる第３の回転体と、前記第３の回転体を前記第１の回転体に摩擦係合させることができるパイロットクラッチと、前記第２の回転体を前記第１の回転体に摩擦係合させることができるメインクラッチと、前記パイロットクラッチと前記メインクラッチの間に位置し、前記第３の回転体にスプライン結合したアーマチュアと、通電時に前記アーマチュアを磁気吸引し、前記第３の回転体を前記第１の回転体に摩擦係合するよう前記パイロットクラッチを作動させるコイルと、前記第２の回転体にスプライン結合されるとともに前記第３の回転体とボールカム結合し、前記第２の回転体を前記第１の回転体に摩擦係合するよう前記メインクラッチを作動させる第４の回転体と、常温時に前記アーマチュアと前記第４の回転体とが離隔するのを許容して、前記パイロットクラッチおよび前記メインクラッチを所定の摩擦係合度で摩擦係合するようにするとともに、低温時に前記アーマチュアと前記第４の回転体とが離隔するのを規制して、前記パイロットクラッチおよび前記メインクラッチを所定の摩擦係合度より低い摩擦係合度で摩擦係合するよう、温度に感応して変形する形状記憶部材と、を備えた構成を有している。
【００１１】
この構成により、低温時に形状記憶部材が変形することにより、低温時にアーマチュアと第４の回転体とが離隔するのを規制して、アーマチュアが磁気吸引されている状態におけるメインクラッチの伝達トルクが過大となることが確実に抑制されるとともに、アーマチュアが磁気吸引されていない状態におけるドラグトルクも確実に防止することができる。この結果、電子制御カップリング装置の耐久性を向上させることができるとともにトルク伝達特性を確実に改善できる。さらに、従来の電子制御カップリング装置に比較して、部品点数が少なく、かつ、構造が簡単であるという効果を得ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る電子制御カップリング装置は、上記（１）に記載の電子制御カップリング装置おいて、（２）前記アーマチュアが、その外周部に第１の係止部を有し、前記第４の回転体が、前記第１の係止部の放射外方で、かつ、前記第１の係止部と前記パイロットクラッチの間に位置する第２の係止部を有し、前記形状記憶部材が、第１の係止部と第２の係止部の間に配置され、常温時に小さい幅を有し、低温時に大きい幅を有するよう変形する円環状のバイメタルにより構成された構成を有している。
【００１３】
この構成により、バイメタルが低温時には大きい幅を有するように変形してバイメタルの各部分が第１の係止部と第２の係止部に係止されるので、アーマチュアと第４の回転体とが離隔するのを確実に規制することができる。
【００１４】
また、本発明に係る電子制御カップリング装置は、上記（２）に記載の電子制御カップリング装置おいて、（３）前記バイメタルが、第１の金属および第１の金属の熱膨張率より大きい熱膨張率を有する第２の金属が互いに貼り合わされて形成され、前記第２の金属が同一線上で放射方向に形成された一対の溝を有し、前記第１の金属が前記第１の係止部に対向し、前記第２の金属が前記第２の係止部に対向するようにして前記バイメタルが配置された構成を有している。
【００１５】
この構成により、バイメタルが低温時により確実に屈曲し易くなり、アーマチュアと第４の回転体とが離隔するのを確実に規制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低温時に形状記憶部材が変形することにより、低温時にアーマチュアと第４の回転体とが離隔するのを規制して、メインクラッチによる伝達トルクが過大となることが確実に抑制されるとともに、ドラグトルクも確実に防止することができる。この結果、電子制御カップリング装置の耐久性を向上させることができるとともにトルク伝達特性を確実に改善できる。さらに、本発明によれば、従来の電子制御カップリング装置に比較して、部品点数が少なく、かつ、構造が簡単であるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置を搭載した四輪駆動車の概略構成図である。
【００１９】
まず、構成について説明する。
【００２０】
図１に示すように、四輪駆動車１は、エンジン１１と、トランスアクスル１２と、トランスファ１３と、第１のプロペラシャフト１４と、第２のプロペラシャフト１５と、リヤディファレンシャル１６と、左前輪１７Ｌと、右前輪１７Ｒと、左後輪１８Ｌと、右後輪１８Ｒと、を有している。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置２は、第１のプロペラシャフト１４と第２のプロペラシャフト１５の間に配置され、第１のプロペラシャフト１４と第２のプロペラシャフト１５に結合される。左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒは、トランスアクスル１２に結合され、第１のプロペラシャフト１４は、トランスファ１３に結合され、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒは、リヤディファレンシャル１６に結合されている。
【００２２】
前述のように構成した四輪駆動車１においては、エンジン１１が発生した動力は、トランスアクスル１２によって四輪駆動車１の走行状態に応じた車輪駆動力に変換されている。
【００２３】
左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒは、トランスアクスル１２に収納されているフロントディファレンシャル（図示していない）を介して、車輪駆動力で駆動されるようになっている。
【００２４】
トランスファ１３は、トランスアクスル１２の車輪駆動力の出力軸方向を直角に変更して、トランスアクスル１２の車輪駆動力を第１のプロペラシャフト１４に伝達する。第１のプロペラシャフト１４に伝達された車輪駆動力は、電子制御カップリング装置２、第２のプロペラシャフト１５およびリヤディファレンシャル１６を介して、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒに伝達されるようになっている。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置の断面図である。図２は、軸線方向に沿って電子制御カップリング装置の構成部品の半分のみを示し、残りの半分は省略している。
【００２６】
図２に示すように、電子制御カップリング装置２は、第１のプロペラシャフト１４に直結される第１の回転体であるアウタケース２１と、アウタケース２１内にアウタケース２１と同軸で、かつ、第２のプロペラシャフト１５に直結されて設置され、軸受１９ｂを介してアウタケース２１に対して相対的に回転する第２の回転体であるインナシャフト２２と、インナシャフト２２が貫通するリヤカバー２３と、により構成される。アウタケース２１は、軸受１９ａを介してハウジング２０に回転可能に支持されており、ハウジング２０はコイル２６に接続されるケーブル２６ａを保持している。ハウジング２０は、図示していないが、四輪駆動車１の車体に固定されている。
【００２７】
リヤカバー２３は、磁性体である外周部２３ａと、同じく磁性体である内周部２３ｂと、外周部２３ａと内周部２３ｂの間に位置し、外周部２３ａと内周部２３ｂの磁気的結合を遮断する非磁性体の中間リング２３ｃと、を有する。
【００２８】
リヤカバー２３は、その外周部２３ａに形成された環状溝２３ｄを有し、この環状溝２３ｄにＯリング２４を圧入することにより、アウタケース２１に液密状態で嵌合固定されている。また、リヤカバー２３は、その内周部２３ｂに形成された環状溝２３ｅを有し、この環状溝２３ｅにＸリング２５を圧入することにより、インナシャフト２２は、リヤカバー２３に対して液密状態で相対的に回転できるようになっている。
【００２９】
リヤカバー２３は、後方に開口した円筒状の凹部２３ｆを有し、この凹部２３ｆには、同心円状のコイル２６およびコイル２６を覆うヨーク２７が配置される。なお、コイル２６およびヨーク２７は、ハウジング２０とともに四輪駆動車１の車体に固定されている。リヤカバー２３は、軸受１９ｃを介してヨーク２７に回転可能に結合されている。
【００３０】
インナシャフト２２は、第３の回転体であるパイロットクラッチ側カム部材３１を回転可能に支持している。アーマチュア３２およびパイロットインナクラッチ板３３は、パイロットクラッチ側カム部材３１の外周部にスプライン結合して、パイロットクラッチ側カム部材３１に対して軸方向に移動可能で、かつ、パイロットクラッチ側カム部材３１と一緒に回転可能になっている。
【００３１】
アウタケース２１の内周部には、パイロットアウタクラッチ板２８がスプライン結合により取り付けられ、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３は、軸線方向に交互に配置され、パイロットクラッチＰＣを構成している。このように、パイロットクラッチＰＣは、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３を摩擦係合および非摩擦係合するよう作動し、アウタケース２１とインナシャフト２２の間のトルクの伝達と非伝達を行なうようにしている。
【００３２】
アーマチュア３２は、パイロットクラッチＰＣと後述するメインクラッチＭＣの間に配置され、パイロットクラッチ側カム部材３１の外周部にスプライン結合した円筒状の軸部３２ａと、軸部３２ａの軸方向前方端部、すなわち、コイル２６から最も離れたアーマチュア３２の端部（図１においては、アーマチュア３２の左端部）から放射外方に突出する鍔部３２ｂと、を有する。
【００３３】
前述のように構成されているので、同心円状のコイル２６が通電状態にあるときには、ヨーク２７、リヤカバー２３の外周部２３ａ、アーマチュア３２およびリヤカバー２３の内周部２３ｂは、コイル２６が発生する磁束回路を形成しアーマチュア３２を磁気吸引するようになっている。
【００３４】
第４の回転体であるメインクラッチ側カム部材３４は、インナシャフト２２にスプライン結合したカム部３４ａと、アーマチュア３２の鍔部３２ｂの放射外方でカム部３４ａの放射外端からアウタケース２１の内周面に沿って延在し、かつ、その先端部がアーマチュア３２の鍔部３２ｂとパイロットクラッチＰＣの間に位置し、放射内方に突出して形成されたひさし部３４ｂと、を有する。ひさし部３４ｂは、ほぼ円筒状で、かつ、パイロットクラッチＰＣに対向する先端部が放射内方に突出して形成されており、図示のように、Ｌ字状の軸方向の断面形状を有する。
【００３５】
メインクラッチ側カム部材３４のカム部３４ａおよびこのカム部３４ａに対向するパイロットクラッチ側カム部材３１には、それぞれ円弧状の凹部が形成されて、これらの凹部にカムボール３６が配置されることでパイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４は、ボールカム結合されている。
【００３６】
メインクラッチ側カム部材３４は、カム部３４ａでインナシャフト２２にスプライン結合することにより、軸方向に移動可能で、かつ、インナシャフト２２と一緒に回転可能になされている。メインインナクラッチ板３５は、インナシャフト２２にスプライン結合して、インナシャフト２２に対して軸方向に移動可能で、かつ、インナシャフト２２と一緒に回転可能になされている。
【００３７】
アウタケース２１の内周部には、メインアウタクラッチ板２９がスプライン結合により取り付けられ、メインアウタクラッチ板２９とメインインナクラッチ板３５は、軸線方向に交互に配置され、メインクラッチＭＣを構成している。このように、メインクラッチＭＣは、メインアウタクラッチ板２９とメインインナクラッチ板３５が摩擦係合および非摩擦係合することにより、インナシャフト２２とアウタケース２１を摩擦係合および非摩擦係合するよう作動し、アウタケース２１とインナシャフト２２の間のトルクの伝達と非伝達を行なうようにしている。
【００３８】
リヤカバー２３とパイロットクラッチ側カム部材３１の間には推力軸受３７が設けられ、リヤカバー２３とインナシャフト２２の間にはニードルベアリング３８が設けられている。なお、アウタケース２１、インナシャフト２２およびリヤカバー２３で画成された空間は、潤滑油を含んでいる。
【００３９】
アーマチュア３２の鍔部３２ｂとメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端の間、すなわち、アーマチュア３２の軸部３２ａ、アーマチュア３２の鍔部３２ｂおよびメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部によって画成された空間に、円環状のバイメタル４が配置されている。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置に適用される円環状のバイメタルを拡大して示し、図３（ａ１）は、常温時におけるバイメタルの平面図であり、図３（ａ２）は、図３（ａ１）におけるＸ−Ｘ線の断面図であり、図３（ｂ１）は、低温時におけるバイメタルの平面図であり、図３（ｂ２）は、図３（ｂ１）におけるＹ−Ｙ線の断面図である。
【００４１】
図３（ａ２）、（ｂ２）に示すように、円環状のバイメタル４は、熱膨張率の異なる２つの金属を貼り合せて形成される。本実施の形態においては、バイメタル４は、熱膨張率の小さい第１の金属であるインバ製のインバ環４１と、熱膨張率の大きい第２の金属である鉄製の鉄環４２とを貼り合せて形成されている。熱膨張率の大きい鉄環４２は、同一線上で放射方向に形成された一対のＵ字型もしくはＶ字型の溝４２ａを有している。
【００４２】
図２、図４、図５に示すように、バイメタル４は、インバ製のインバ環４１がアーマチュア３２の鍔部３２ｂに対向し、鉄環４２がメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部に対向するようにして配置されている。
【００４３】
このように構成されたバイメタル４は、常温時には図３（ａ２）に示す断面形状を有しているが、低温時には、図３（ｂ２）に示すように、溝４２ａを谷として変形し、屈曲した断面形状を有することとなる。すなわち、バイメタル４は、図３（ａ２）に示すように、常温時には平板状の断面形状でバイメタル４の厚さに等しい小さい幅Ｌ１を有しているが、図３（ｂ２）に示すように、低温時には屈曲した断面形状に変形して常温時のバイメタル４の幅Ｌ１より大きい幅Ｌ２を有することになる。このように、バイメタル４は、温度に感応して変形し、温度に対応した形状を記憶しているので、本発明における形状記憶部材を構成する。
【００４４】
ここで、常温、低温という用語は、アウタケース２１およびリヤカバー２３で画成された空間における潤滑油の温度を表す用語であり、理解を容易にするために便宜的に用いたものである。したがって、アウタケース２１およびリヤカバー２３で画成された空間における潤滑油の温度が、通常の温度のとき、すなわち、常温時（例えば、摂氏０度以上）にバイメタル４が平板状になり、バイメタル４の厚さに等しい小さい幅Ｌ１を有するが、常温より低い温度、すなわち、低温時（例えば、摂氏０度未満）にバイメタル４が変形するとき、バイメタル４が幅Ｌ１より大きい幅Ｌ２を有するという、温度によって変形するバイメタル４の変形量を常温時と低温時に分けて表し、その理解を容易にするものである。
【００４５】
本実施の形態においては、バイメタル４の変形量は、熱膨張率の異なる２つの金属を構成する第１の金属および第２の金属によって確保しているが、これらの金属の種類や特性を、潤滑油の種類や特性に合せて選択すれば、最適な変形量を得ることができる。
【００４６】
また、本実施の形態においては、バイメタル４は、ほぼ同一形状の２つの金属を貼り合せているが、異なる形状の２つの金属を貼り合せて形成してもよい。例えば、円環状のバイメタル４が、第１の金属よりなる小円環部および第１の金属の熱膨張率より大きい熱膨張率を有する第２の金属よりなる大円環部が互いに接合されてもよい。この場合も、低温時に大円環部が温度に感応して小円環部より大きく変形して大きい幅Ｌ２を有することができる。
【００４７】
このように、本発明においては、温度に感応して変形し、温度に対応した形状を記憶することができるものであれば、インバ製のインバ環４１および鉄製の鉄環４２に限らず他の如何なる金属を用いてもよい。
【００４８】
次に、本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置の作用について説明する。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置の断面図であり、常温時における平板状のバイメタルの断面形状を示す。図５は、本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置の断面図であり、低温時における屈曲変形したバイメタルの断面形状を示す。
【００５０】
図４に示すように、コイル２６が非通電状態であるときは、アーマチュア３２は、コイル２６により磁気吸引されないので、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３が非摩擦係合している状態、すなわち、パイロットクラッチＰＣは開放状態となる。したがって、アウタケース２１のトルクは、パイロットクラッチ側カム部材３１に伝達されないので、メインクラッチＭＣも開放状態となり、アウタケース２１のトルクはインナシャフト２２に伝達されない。
【００５１】
図５に示すように、コイル２６が通電されたときは、コイル２６が発生する磁力はヨーク２７、リヤカバー２３の外周部２３ａ（図２に示す）およびリヤカバー２３の内周部２３ｂ（図２に示す）を介してアーマチュア３２に伝播される。
【００５２】
このため、アーマチュア３２は、コイル２６の方向（図中の右方向）に磁気吸引されて、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３が互いに摩擦係合して、パイロットクラッチＰＣが摩擦係合状態になる。
【００５３】
パイロットクラッチＰＣが摩擦係合状態になると、アウタケース２１のトルクがパイロットクラッチ側カム部材３１に伝達され、パイロットクラッチ側カム部材３１が回転する。このとき、まだメインクラッチ側カム部材３４が回転していないので、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間で回転速度差が発生する。このため、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間に挟持されているカムボール３６は、メインクラッチ側カム部材３４の凹部のカム面に沿って移動し、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間の間隔を押し広げる。
【００５４】
このため、メインクラッチ側カム部材３４は、パイロットクラッチ側カム部材３１から離反する方向（図中の左方向）に移動してメインアウタクラッチ板２９とメインインナクラッチ板３５が互いに摩擦係合して、メインクラッチＭＣは、摩擦係合状態となる。この結果、アウタケース２１のトルクはインナシャフト２２に伝達され、インナシャフト２２が回転する。
【００５５】
ここで、アウタケース２１およびリヤカバー２３で画成された空間における潤滑油が常温であると、バイメタル４のインバ環４１は、ほとんど膨張しないが、鉄環４２は、大きく膨張して、円環状のバイメタル４は、図３（ａ２）に示すように平板状になり、バイメタル４の厚さに等しい幅Ｌ１を有することになる。
【００５６】
このため、図４に示すように、バイメタル４による拘束がないので、アーマチュア３２の鍔部３２ｂとメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部とは互いに近接するとともにアーマチュア３２とメインクラッチ側カム部材３４は、互いに離隔できる。このときアーマチュア３２の鍔部３２ｂとメインクラッチ側カム部材３４は、所定の移動量で移動し、アーマチュア３２とメインクラッチ側カム部材３４も所定の移動量で移動する。したがって、パイロットクラッチＰＣおよびメインクラッチＭＣは、所定の摩擦係合度、すなわち、完全摩擦係合状態で係合し、アウタケース２１のトルクが、直接インナシャフト２２に伝達されることとなる。この結果、常温時には、トランスアクスル１２が出力する車輪駆動力で左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒを駆動することが可能となる。
【００５７】
一方、アウタケース２１およびリヤカバー２３で画成された空間における潤滑油が、低温であると、バイメタル４は、図３（ｂ２）に示すように、溝４２ａに沿って変形して屈曲し常温時のバイメタル４の幅Ｌ１より大きい幅Ｌ２を有することになる。
【００５８】
詳細には、図５に示すように、円環状のバイメタル４が低温時に溝４２ａに沿って変形するときには、バイメタル４の屈曲部、すなわち、溝４２ａの反対側部分が、アーマチュア３２の鍔部３２ｂの点Ｐ１で係止され、バイメタル４の外周部がメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部の点Ｐ２で係止される。
【００５９】
このため、図５に示すように、大きい幅Ｌ２を有するバイメタル４によって、アーマチュア３２の鍔部３２ｂとメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部とが互いに近接するのを規制されるとともにアーマチュア３２とメインクラッチ側カム部材３４が互いに離隔するのも規制される。
【００６０】
このとき、コイル２６が通電状態であれば、コイル２６がアーマチュア３２を磁気吸引したとき、幅Ｌ２を有するよう変形したバイメタル４により、アーマチュア３２の鍔部３２ｂとメインクラッチ側カム部材３４は、前述した所定の移動量よりも小さい移動量で移動し、アーマチュア３２とメインクラッチ側カム部材３４も前述した所定の移動量よりも小さい移動量で移動する。
【００６１】
また、このとき、パイロットクラッチＰＣおよびメインクラッチＭＣは、前述した所定の摩擦係合度より低い摩擦係合度、すなわち、半摩擦係合状態で係合して、アウタケース２１のトルクが、インナシャフト２２に伝達されることとなる。このように、パイロットクラッチＰＣおよびメインクラッチＭＣの半摩擦係合状態によって、低温時に潤滑油の粘性が上昇していても、伝達トルクの増大が抑制された状態でアウタケース２１のトルクがインナシャフト２２に伝達される。ここで、半摩擦係合状態とは、低温時に潤滑油の粘性上昇に起因する伝達トルクの増大を解消できるように調整された摩擦係合状態をいう。
【００６２】
この結果、低温時に潤滑油の粘性が上昇してドラグトルクが発生する場合でも、パイロットクラッチＰＣおよびメインクラッチＭＣが所定の摩擦係合度より低い摩擦係合度で係合しているので、アウタケース２１のトルクがインナシャフト２２に伝達される際、トルクの増大が確実に防止できるとともに、インナシャフト２２から第２のプロペラシャフト１５に伝達されるトルクも確実に過大になることなく、トランスアクスル１２が出力する車輪駆動力を左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒに伝達して駆動することが可能となる。
【００６３】
一方、コイル２６が非通電状態となれば、コイル２６が発生する磁力がアーマチュア３２に伝播されないので、アーマチュア３２の磁気吸引が解除され、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３が互いに非摩擦係合して、パイロットクラッチＰＣが非摩擦係合状態になる。このため、メインクラッチ側カム部材３４が凹部のカム面に沿って移動し、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４を最初の状態に戻し、メインアウタクラッチ板２９とメインインナクラッチ板３５が互いに非摩擦係合して、メインクラッチＭＣは、非摩擦係合状態となる。この結果、アウタケース２１のトルクはインナシャフト２２に伝達されない。
【００６４】
このとき、低温時に大きい幅Ｌ２を有するよう屈曲変形したバイメタル４によって、アーマチュア３２の鍔部３２ｂとメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部とが互いに近接するのを規制されるとともにアーマチュア３２とメインクラッチ側カム部材３４が互いに離隔するのも規制されているので、パイロットクラッチＰＣおよびメインクラッチＭＣにおいて、ドラグトルク、いわゆる、引きずりトルクを確実に防止することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態に係る電子制御カップリング装置は、低温時に、大きい幅Ｌ２を有するよう屈曲変形したバイメタル４によって、アーマチュア３２の鍔部３２ｂとメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部とが互いに近接するのを規制されるとともにアーマチュア３２とメインクラッチ側カム部材３４が互いに離隔するのも規制されているので、パイロットクラッチＰＣおよびメインクラッチＭＣが摩擦係合状態にあるときには、アウタケース２１のトルクがインナシャフト２２に伝達される際、トルクの増大が防止でき、また、パイロットクラッチＰＣおよびメインクラッチＭＣが非摩擦係合状態にあるときには、パイロットクラッチＰＣおよびメインクラッチＭＣにおいて、ドラグトルクを確実に防止することができる。この結果、電子制御カップリング装置の耐久性を向上させることができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る電子制御カップリング装置は、前述のように構成した第１の係止部と第２の係止部の間に円環状のバイメタル４を設けているので、従来の電子制御カップリング装置のようにパイロットクラッチである電磁多板クラッチの伝達トルクを抑制するための係止部材、低温時にメインクラッチである多板クラッチの伝達トルクを抑制するために形状記憶合金で形成されたリターンスプリング、および一部にその形状記憶合金で形成された抑制部材を必要としないので、部品点数が少なく、構造を簡単にすることができる。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、図５に示すように、円環状のバイメタル４が低温時に溝４２ａに沿って変形するときには、バイメタル４の屈曲部、すなわち、溝４２ａの反対側部分が、アーマチュア３２の鍔部３２ｂの点Ｐ１で係止され、バイメタル４の外周部がメインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部の点Ｐ２で係止されるので、本発明においては、アーマチュア３２の鍔部３２ｂがアーマチュア３２の外周部に形成された第１の係止部を構成し、メインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部が第２の係止部を構成している。この第２の係止部は、第１の係止部の放射外方で、かつ、第１の係止部とパイロットクラッチＰＣの間に位置している。
【００６８】
また、本発明における第１の係止部は、アーマチュア３２の鍔部３２ｂで構成されているが、本発明においては、円環状のバイメタル４が低温時に変形するとき、バイメタル４の屈曲部が係止されるものであれば、これに限らず如何なる形状の第１の係止部をアーマチュア３２に形成してもよい。また、本発明における第２の係止部は、メインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部で構成されているが、バイメタル４の放射外周部が係止されるものであれば、これに限らず如何なる形状の第２の係止部をメインクラッチ側カム部材３４に設けてもよい。
【００６９】
前述した本実施の形態においては、第１の係止部がアーマチュア３２の鍔部３２ｂで構成され、第２の係止部が、メインクラッチ側カム部材３４のひさし部３４ｂの先端部で構成されているが、本発明は、これに限らず、本発明の他の実施形態として、メインクラッチ側カム部材に鍔部を設け、この鍔部を前述した第１の係止部と同様な機能を持たせ、第１の係止部の放射外方で、かつ、第１の係止部とメインクラッチＭＣの間に位置するようアーマチュアにひさし部を設け、このひさし部を前述した第２の係止部と同様な機能を持たせてもよい。この場合も、第１の係止部と第２の係止部の間に円環状のバイメタルを設ければ、本実施の形態と同様に、低温時に温度によってバイメタルが屈曲して変形し、アーマチュアとメインクラッチ側カム部材が互いに離隔するのを規制することができる。
【００７０】
以上説明したように、本発明に係る電子制御カップリング装置は、低温時にバイメタルを含む形状記憶部材が変形することにより、低温時にアーマチュアと第４の回転体とが離隔するのを規制して、メインクラッチによる伝達トルクが過大となることが確実に抑制されるとともに、ドラグトルクも確実に防止することができるなど、四輪駆動車に搭載される電子制御カップリング装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置を搭載した四輪駆動車の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置に適用される円環状のバイメタルを拡大して示し、（ａ１）は、常温時におけるバイメタルの平面図であり、（ａ２）は、（ａ１）におけるＸ−Ｘ線の断面図であり、（ｂ１）は、低温時におけるバイメタルの平面図であり、（ｂ２）は、（ｂ１）におけるＹ−Ｙ線の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置の断面図であり、常温時における平板状のバイメタルの断面形状を示す。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子制御カップリング装置の断面図であり、低温時における屈曲変形したバイメタルの断面形状を示す。
【符号の説明】
【００７２】
１  四輪駆動車
２  電子制御カップリング装置
４  円環状のバイメタル
１１  エンジン
１２  トランスアクスル
１３  トランスファ
１４  第１のプロペラシャフト
１５  第２のプロペラシャフト
１６  リヤディファレンシャル
１７Ｌ  左前輪
１７Ｒ  右前輪
１８Ｌ  左後輪
１８Ｒ  右後輪
２０  ハウジング
２１  アウタケース（第１の回転体）
２２  インナシャフト（第２の回転体）
２３  リヤカバー
２４  Ｏリング
２５  Ｘリング
２６  コイル
２７  ヨーク
２８  パイロットアウタクラッチ板
２９  メインアウタクラッチ板
３１  パイロットクラッチ側カム部材（第３の回転体）
３２  アーマチュア
３２ａ  軸部
３２ｂ  鍔部（第１の係止部）
３３  パイロットインナクラッチ板
３４  メインクラッチ側カム部材（第４の回転体）
３４ａ  カム部
３４ｂ  ひさし部（第２の係止部）
３５  メインインナクラッチ板
３６  カムボール
３７  推力軸受
４１  インバ環（第１の金属）
４２  鉄環（第２の金属）
４２ａ  溝
ＰＣ  パイロットクラッチ
ＭＣ  メインクラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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