(57)【要約】【課題】限られたスペース内で大きなクラッチストロークが確保でき、クラッチ部材の強度低下を招くことのない、コンパクトなクラッチ装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】軸方向に隔離・近接する一対のクラッチ部材６、７を備えたクラッチ装置において、前記隔離・近接するクラッチ部材６、７間の領域Ａ外にクラッチ部材のリターンスプリング８を配設するとともに、前記領域Ａとリターンスプリング８とを軸方向に重複させて構成したことを特徴とするもので、限られたスペース内にてもリターンスプリングと干渉することがないので、クラッチ部材６、７間の接離ストロークを大きく確保できて、クラッチ部材の接離の表示センサーを組み合わせた場合の検出精度を向上させることができる。しかも、クラッチ部材６、７間の領域Ａ外にリターンスプリング８を設置しても、軸方向の嵩が肥大化することがなくコンパクトである。【選択図】　図１
2004116701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に隔離・近接する一対のクラッチ部材を備えたクラッチ装置において、前記隔離・近接するクラッチ部材間の領域外にクラッチ部材のリターンスプリングを配設するとともに、前記領域とリターンスプリングとを軸方向に重複させて構成したことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
回転するクラッチ部材の他方側と対をなす前記クラッチ部材の一方がケーシング内に軸方向にスライド自在に配設されるとともに、ケーシングと該一方のクラッチ部材との間にリターンスプリングを配設したことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項３】
前記クラッチ部材を、動力伝達ケース内に収納された回転部材のロック部材として使用するとともに、前記リターンプリングを動力伝達ケースの軸方向肉厚が比較的大きな部位に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸方向に隔離・近接する一対のクラッチ部材を備えたクラッチ装置に関する。好適には差動制限装置のロック部に適用されるが、その他の動力伝達部にも適用が可能である。
【０００２】
【従来の技術】
軸方向に隔離・近接する部材間を断接するクラッチ部材を備えたクラッチ装置として種々の分野にて多数のものが提案され使用されてきた。特に回転軸の周りにて相対回転する部材同士を断接するクラッチ部材は、自動車等の車両における動力伝達部に採用されて重要な役割を担っている。このような車両の動力伝達部に採用されたものとして差動装置の駆動輪数切換え装置に適用されたクラッチ装置がある（例えば下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２３５７４８号公報（公報第３頁第３欄〜第４欄）
【０００４】
前記特許文献１に開示された従来のクラッチ装置について図６を用いて簡単に説明する。図示外のエンジンからの回転駆動力がドライブピニオンギヤ１２１、リングギヤ１１７を介してデフケース１０９に伝達されるが、図６の状態では、クラッチ装置１４１を構成するスライドギヤ１３９とリングギヤ１２３は隔離しており差動歯車側に動力は伝達されず、いわゆる２輪駆動状態にある。
【０００５】
差動歯車側に動力を伝達する４輪駆動状態にするには、フォーク１５１を操作し、スプリング１４７を介してデフケース１０９と一体のスライドギヤ１３９をリターンスプリング１４３に抗して右方向へスライドさせ、リングギヤ１２３と接続することでリングギヤ１２３と一体のピニオン軸１２５にデフケース１０９の回転駆動力が伝達される。これにより、差動歯車を構成するピニオン軸１２５からピニオンギヤ１２７を介してこれに両側から傘歯噛合する左右のサイドギヤ１２９、１３１に差動配分され、左右のアクスルシャフト１３３、１３５に駆動力として伝達される。かくして４輪駆動状態が実現される。
【０００６】
このような車両の動力伝達部におけるクラッチ装置１４１において、クラッチ部材を構成する前記スライドギヤ１３９とリングギヤ１２３との間のクラッチ接続を切断するためのリターンスプリング１４３は、スライドギヤ１３９の内周段付部分とデフケース１０９におけるハブ部１１３の右端突出部分との間に配置されている（公報第３頁第３欄〜第４欄の記載参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなクラッチ装置にあって、拡張型圧縮ばねのリターンスプリング１４３は通常、隔離・近接するクラッチ部材間に配設されている。このため、リターンスプリング１４３の存在によって、クラッチ部材であるスライドギヤ１３９におけるクラッチ歯１４１Ａとリングギヤ１２３におけるクラッチ歯１４１Ｂとの間のクラッチの断接間のストローク（クラッチストローク）が限定されて大きく採ることが困難となる。そのため、例えば、２輪−４輪駆動状態表示のためのセンサースイッチ等をスライドギヤ１３９に関連させて設置する場合には、センサーが直ぐに反応して表示に誤作動を引き起こす虞れがあった。
【０００８】
そこで、リターンスプリング１４３の配設のためのスペースを確保するため、スライドギヤ１３９等の軸方向肉厚を減少させることも考えられるが、それではクラッチ部材自体の強度の低下につながった。さらに、前記従来例のものでは、前記クラッチ部を構成するクラッチ歯１４１Ａと１４１Ｂとの間のクラッチ断接の領域と、リターンスプリング１４３とが軸方向に（径方向から見て）隔離して配設されていることもあって、軸方向の嵩が大きくなり、装置が肥大化する虞れもあった。また、従来例のように、対向する一対のクラッチ部材同士が相対回転する形式の場合には、これらの間に配設されるリターンスプリングの一方が回転するクラッチ部材側に摺接することになり、耐磨耗性に優れるワッシャ等を介在させる必要があった。
【０００９】
そこで、本発明では、上記従来の差動装置等におけるクラッチ装置の諸課題を解決して、限られたスペース内で大きなクラッチストロークが確保でき、クラッチ部材の強度低下を招くことのない、コンパクトなクラッチ装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、軸方向に隔離・近接する一対のクラッチ部材を備えたクラッチ装置において、前記隔離・近接するクラッチ部材間の領域外にクラッチ部材のリターンスプリングを配設するとともに、前記領域とリターンスプリングとを軸方向に重複させて構成したことを特徴とする。また本発明は、回転するクラッチ部材の他方側と対をなす前記クラッチ部材の一方がケーシング内に軸方向にスライド自在に配設されるとともに、ケーシングと該一方のクラッチ部材との間にリターンスプリングを配設したことを特徴とする。また本発明は、前記クラッチ部材を、動力伝達ケース内に収納された回転部材のロック部材として使用するとともに、前記リターンプリングを動力伝達ケースの軸方向肉厚が比較的大きな部位に配設したことを特徴ととするもので、これらを課題解決のための手段とするものである。
【００１１】
【実施の形態】
以下本発明のクラッチ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はヘリカル差動装置のロック部に適用したクラッチ装置の第１実施の形態を示し、ショートピニオンギヤの配設面での要部縦断面図、図２は同じくロングピニオンギヤの配設面での要部縦断面図、図３は同じく図１のＢ矢視図で、窓孔とロングピニオンギヤの位置ならびにリターンスプリングおよびクラッチ歯の配設可能範囲を示す図である。本発明の基本構成は、図１に示すように、軸方向に隔離・近接する一対のクラッチ部材６、７を備えたクラッチ装置において、前記隔離・近接するクラッチ部材６、７間の領域Ａ外にクラッチ部材のリターンスプリング８を配設するとともに、前記領域Ａとリターンスプリング８とを軸方向に重複させて構成したことを特徴とする。したがって、後述する実施の形態のもののように、デフケースを有してケーシング内に組み込まれる構成に限定されるものではない。
【００１２】
以下に詳述する。本実施の形態のものは、回転軸の周囲に配列され互いに噛合する一対のショートピニオンギヤとロングピニオンギヤの複数組と、これら各ギヤと各別に噛合する一対の回転軸上のサイドギヤとから構成されたヘリカル差動制限装置に適用された例である。このような差動制限装置のロック部に適用されるが、その他の動力伝達部におけるクラッチ装置にも適用が可能である。図１に示すように、デフケース（動力伝達ケース）１は、ショートピニオンギヤ（回転部材）２、ロングピニオンギヤ（図２参照、回転部材）３および左サイドギヤ（回転部材）４が収容される左デフケース１Ａと、右サイドギヤ（本実施の形態の回転部材）５、カムリング７およびリターンスプリング８が収容される右デフケース１Ｂとが適宜の締結手段により一体結合されて構成される。
【００１３】
デフケース１の回転軸と同一軸上に隣接して配置された左右のサイドギヤ４、５とこれらに各別に噛合する対のショートピニオンギヤ２とロングピニオンギヤ３（図２参照）の複数組はデフケース１の回転軸に平行で円周上に等分配置される。対のショートピニオンギヤ２とロングピニオンギヤ３は対応して左デフケース１Ａに刻設されたポケット内に互いに噛合して摺動回転自在に収容される。これにより、デフケース１の回転軸周りにコンパクトな構成となる。ヘリカルギヤを構成する各歯車は所定のねじれ角を有するはすば歯車から構成される。
【００１４】
デフケース１の回転軸上に軸方向に対向配置される左右一対のサイドギヤ４、５の中、右サイドギヤ５のボス部外周には、外側面に歯部６Ａが形成されたカムドライブ６が一体に装着される。一方、右デフケース１Ｂにおける側壁には円周上の複数箇所に軸方向の窓孔１Ｃが穿設され、これらの窓孔１Ｃには、内側面に歯部７Ａが形成されたカムリング７から前記窓孔１Ｃへの対応部位に軸方向に延設された複数の爪部７Ｂが軸方向スライド自在に挿入される。前記カムドライブ６の歯部６Ａとカムリング７の歯部７Ａとでクラッチ部材を構成する。
【００１５】
そして、これら隔離・近接するクラッチ部材６、７間の領域（図１の楕円枠Ａで示す範囲）外にクラッチ部材のリターンスプリング８が配設される。リターンスプリング８の一方の端部は左デフケース１Ａの外側面に接し、他方の端部はカムリング７を径方向外側に延設して形成した座部７Ｃに接する。これらリターンスプリング８の両側の座は相対回転することはない。前記各リターンスプリング８は、デフケースの軸方向肉厚が比較的大きな部位、すなわち、少なくとも図２に示したようなロングピニオンギヤ３が配設されてデフケースの軸方向肉厚が小さくなる部位には配設されない。好適には、ショートピニオンギヤ３が配設される部位に配設される。なお、デフケース（動力伝達ケース）の軸方向肉厚の比較的大きな部位とは、クラッチ部材６、７の外周側で、他の部材が介在されていないデフケースの周肉部近傍部位で定義され、さらに、好適には、デフケースの周壁と側壁とが交差する肉部近傍の内周側面部位である。
【００１６】
さらに、前記クラッチ部材６、７間の領域Ａとリターンスプリング８とを軸方向に（径方向から見て）重複させて構成したものである。円周方向に等分に配列されそれぞれリターンスプリング８を配設した複数のカムリング７における各爪部７Ｂは、デフケース１Ｂの外側にて１枚の摺接ディスク１１の対応する部位にて切り起こされた軸方向内側への延設部に固定され、該摺接ディスク１１は、静止側に設置されたダイヤフラム型のアクチュエータ１０（破線で示されている）によって軸方向内側に押圧されるとクラッチ（カムドライブ６の歯部６Ａとカムリング７の歯部７Ａ）が接続する。アクチュエータ１０からの圧力流体の解除により、リターンスプリング８の復元力にて前記クラッチが隔離・切断される。前記摺接ディスク１１の動作に連動して、静止側には表示センサー９が設置される。クラッチの断接時期が摺接ディスク１１の位置を検出する表示センサー９のオン・オフにて報知することができる。
【００１７】
図２はロングピニオンギヤの配設面での要部縦断面図である。左デフケース１Ａ内のポケット内に収容されたロングピニオンギヤ３は、一方の歯部が前記図１に示したショートピニオンギヤ２に噛合するとともに、他方の歯部が右サイドギヤ５と噛合する。該ロングピニオンギヤ３が配設される部位のデフケースの軸方向厚みは比較的小さく、この部位にはリターンスプリング８は配設されない。したがって、この部位では、ロングピニオンギヤ３の軸方向外側にはカムドライブ６とカムリング７が対向して配設されるのみで、クラッチ部材６、７間の領域Ａ外にはデフケースの充分な軸方向の厚みが確保される。
【００１８】
図３は図１のＡ矢視図で、窓孔とロングピニオンギヤの位置ならびにリターンスプリングおよびクラッチ歯の配設可能範囲を示すものである。本実施の形態のものでは、右デフケース１Ｂの側壁には円周上４つの窓孔１Ｃ（略逆台形にて示されている）が穿設されており、図１にて理解されるように、該窓孔１Ｃに対応する位置にショートピニオンギヤ２およびカムリング７における爪部７Ｂならびにリターンスプリング８が配設される。また、図３の円形で示すものはロングピニオンギヤ３の配設部位を表している。図３にて明らかなように、ロングピニオンギヤ３の配設部位を除いたチェック模様の部分がリターンスプリング８の配設可能範囲を示し、斜線部分がクラッチ歯（図１の６Ａ、７Ａ）の配設可能範囲を示している。
【００１９】
図４は本発明のクラッチ装置の第２実施の形態を示し、ショートピニオンギヤの配設面での要部縦断面図である。図５を参照しつつ説明すると、本実施の形態のものはロングピニオンギヤ３が窓孔１Ｃに対応する部位に配設されるタイプのものである。したがって、図４に示すように、ショートピニオンギヤ２が配設される部位では、左デフケース１Ａの外側にて対向するカムドライブ６およびカムリング７が右デフケース１Ｂ内に配設され、カムリング７から径方向外側に延設された座部７Ｃと左デフケース１Ａの外側面との間、すなわちクラッチ部材６、７間の領域Ａ（図１参照）外にリターンスプリング８が配設され、かつ、前記領域とリターンスプリング８とを軸方向に（径方向から見て）重複させる。
【００２０】
図示外のロングピニオンギヤ３が位置する部位である窓孔１Ｃにカムリング７における軸方向の爪部７Ｂが軸方向スライド自在に配設される。図５におけるロングピニオンギヤ３と窓孔１Ｃとの重複部間に配置されるショートピニオンギヤ（図示せず）の配設部位等（チェック模様部分）にリターンスプリング８の配設可能範囲がある。斜線部分はクラッチ歯の配設可能範囲を示す。本実施の形態において、ロングピニオンギヤ３が位置する窓孔１Ｃに配設されたカムリング７の爪部７Ｂのアクチュエータ１０による挙動については、図１と同様であるので説明は省略する。
【００２１】
以上本発明の実施例を述べてきたが、本発明の趣旨の範囲内にて、左右のデフケースの形状およびその接続形態、対のピニオンギヤの数、噛合部の位置、ピニオンギヤおよびサイドギヤの形状、これらの間の噛合関連形状、カムドライブの形状およびそのサイドギヤ等への固定形態、座部および爪部の形状を含むカムリングの形状およびその爪部の窓孔等への挿入形態ならびに摺接ディスクとの接続形態、リターンスプリングの形状、形式（クラッチ部材間の領域外でかつ軸方向に重複して配設されるならば実施の形態の圧縮ばねに代えて、クラッチを隔離付勢する引張りばね形式も採用され得る）、アクチュエータおよび表示センサーの形状、形式等については適宜選定することができる。また、ケース状動力伝達部材と、この内周側に配置されたリング状動力伝達部材とをロックするクラッチ装置に本願のクラッチ装置を適用することも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、軸方向に隔離・近接する一対のクラッチ部材を備えたクラッチ装置において、前記隔離・近接するクラッチ部材間の領域外にクラッチ部材のリターンスプリングを配設するとともに、前記領域とリターンスプリングとを軸方向に重複させて構成したことにより、限られたスペース内にてもリターンスプリングと干渉することがないので、クラッチ部材間の接離ストロークを大きく確保できて、クラッチ部材の接離の表示センサーを組み合わせた場合の検出精度を向上させることができる。しかも、クラッチ部材間の領域外にリターンスプリングを設置しても、軸方向の嵩が肥大化することがなくコンパクトである。また、クラッチ部材間の接離ストロークを大きく確保できることは、逆に所定のストロークが確保できるなら軸方向の長さが小さくて済み、コンパクトとなる。
【００２３】
また、回転するクラッチ部材の他方側と対をなす前記クラッチ部材の一方がケーシング内に軸方向にスライド自在に配設されるとともに、ケーシングと該一方のクラッチ部材との間にリターンスプリングを配設した場合は、リターンスプリングの両端部が接するケーシングと一方のクラッチ部材とは相対回転することがないので、回止めワッシャや強度部材等の格別の部材を必要とせず、部品削減と低コスト化が実現できる。
【００２４】
さらに、前記クラッチ部材を、動力伝達ケース内に収納された回転部材のロック部材として使用するとともに、前記リターンプリングを動力伝達ケースの軸方向肉厚が比較的大きな部位に配設した場合は、ケースの軸方向肉厚が比較的小さい他の部材が介在する部位を避けてリターンスプリングが配設されるので、ケースの軸方向肉厚が一部で小さくなることがなく、強度低下を招くことがない。
かくして、限られたスペース内で大きなクラッチストロークが確保でき、クラッチ部材の強度低下を招くことのない、コンパクトなクラッチ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチ装置の第１実施の形態を示し、差動装置の差動ロック部に適用したピニオンギヤの配設面での要部縦断面図である。
【図２】同、ピニオンギヤの配設面での他の要部縦断面図である。
【図３】同、図１のＢ矢視図で、窓孔とピニオンギヤの位置ならびにリターンスプリングおよびクラッチ歯の配設可能範囲を示す図である。
【図４】本発明のクラッチ装置の第２実施の形態を示し、ピニオンギヤの配設面での要部縦断面図である。
【図５】同、図１のＢ矢視に相当する図で、窓孔とピニオンギヤの位置ならびにリターンスプリングおよびクラッチ歯の配設可能範囲を示す図である。
【図６】従来の駆動輪数切換え部に適用したクラッチ装置を含む差動装置の全体断面図である。
【符号の説明】
１　　　デフケース
１Ａ　　　左デフケース
１Ｂ　　　右デフケース
１Ｃ　　　窓孔
２　　　ピニオンギヤ
３　　　ピニオンギヤ
４　　　左サイドギヤ
５　　　右サイドギヤ
６　　　カムドライブ（クラッチ部材）
６Ａ　　　歯部
７　　　カムリング（クラッチ部材）
７Ａ　　　歯部
７Ｂ　　　爪部
７Ｃ　　　座部
８　　　リターンスプリング
９　　　表示センサー
１０　　　アクチュエータ
１１　　　摺接ディスク
Ａ　　　クラッチ部材間領域
【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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【図６】
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