(57)【要約】【課題】オイルの抵抗による操作レスポンスの低下を改善する。【解決手段】潤滑油が充填されたデフケース３の内部に配置され、移動操作されてクラッチ部を断続する締結部材５を備えたクラッチ装置１において、締結部材５のスライド時に、デフケース３の内壁と締結部材５との間の潤滑油をデフケース３内壁と締結部材５との間から排出する潤滑油排出手段７，９，１１を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油と、前記潤滑油の存在する空間で回転すると共に内部に潤滑油が存在する筒状部材と、前記筒状部材の内部に配置され前記筒状部材の回転軸心方向へ移動されてクラッチ部を断続する締結部材と、前記筒状部材と前記締結部材と共に潤滑油収容空間を形成する部材とを備えたクラッチ装置であって、
前記筒状部材と、前記締結部材と、前記収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つに前記潤滑油を前記収容空間から排出する潤滑油排出手段を設けたことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクラッチ装置であって、
前記潤滑油排出手段が、潤滑油排出通路であることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項３】
エンジンの駆動力で回転すると共に内部に潤滑油の存在する筒状部材と、
前記筒状部材内に設けられて一対の車軸に駆動力を伝達する出力部材と、
前記出力部材と噛み合うピニオンと、
前記筒状部材と前記一対の出力部材のいずれか２者の間に配置された差動制限用のクラッチ部と、
回転軸心方向へ移動されて前記クラッチ部を断続する締結部材とを備えた差動装置であって、
前記筒状部材と、前記締結部材と、前記潤滑油を収容する収容空間を形成する前記出力部材、前記ピニオン、前記クラッチ部との少なくとも、いずれか一つに前記潤滑油を前記収容空間から排出する潤滑油排出手段を設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クラッチ装置及びこのクラッチ装置が用いられたデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に図４（ａ）のような差動装置３０１が記載されている。この差動装置装置３０１は、エンジンの駆動力によって回転駆動されるデフケース３０３と、デフケース３０３に連結されたピニオンシャフト３０５と、ピニオンシャフト３０５に支承されたピニオンギア３０７と、ピニオンギア３０７と噛み合うと共に、それぞれ車軸に連結された出力側サイドギア３０９，３１１とからなるベベルギア式の差動機構３１３と、デフケース３０３と移動自在に連結されたクラッチリング３１５とサイドギア３１１との間に形成された噛み合いクラッチ３１７と、クラッチリング３１５を噛み合いクラッチ３１７の噛み合い解除側に付勢するターンスプリング３１９と、リターンスプリング３１９の付勢力に抗してクラッチリング３１５をスライドさせ噛み合いクラッチ３１７を噛み合わせる空気式のアクチュエータ３２１から構成されている。
【０００３】
デフケース３０３の回転はピニオンシャフト３０５とピニオンギア３０７とサイドギア３０９，３１１から各車軸を介して左右の車輪側に配分され、悪路などを走行中に、左右の車輪間に駆動抵抗差が生じるとエンジンの駆動力は各ピニオンギア３０７の自転によって左右各側に差動配分される。
【０００４】
クラッチリング３１５がスライドして噛み合いクラッチ３１７が噛み合うと、差動機構３１３の差動回転がロックされ、悪路などで車輪の空転が防止されて車両の走破性や脱出性や操縦性が向上し、アクチュエータ３２１の動作が停止すると、リターンスプリング３１９の付勢力によってクラッチリング３１５が噛み合いクラッチ３１７の噛み合い解除位置に戻り、差動ロック機能が解除され、差動機構３１３の差動回転がフリーになる。
【０００５】
差動装置３０１は、オイル溜りが形成されたケーシングの内部に収容されており、このオイルはデフケース３０３の内部に流入して差動機構３１３や噛み合いクラッチ３１７などを潤滑・冷却する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９６４６１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、差動装置３０１のように、クラッチリング３１５をスライドさせてクラッチを断続する装置では、クラッチリング３１５がスライド移動するときにオイルの抵抗を受けるので、噛み合いクラッチ３１７（差動ロック機構）を断続するレスポンスが遅くなり、悪路の走破性や脱出性などの向上効果が低下する恐れがある。
【０００８】
また、クラッチリング３１５とデフケース３０３との間には密閉に近い空間（図４（ｂ）参照）３２３が形成されており、クラッチリング３１５が空間３２３を圧縮する方向にスライドするときは空間３２３に正圧が生じ、クラッチリング３１５が空間３２３を膨張させる方向にスライドするときは空間３２３に負圧が生じる。このように空間３２３に生じる内圧は、クラッチリング３１５のスライド移動に抵抗を与え、噛み合いクラッチ３１７の操作レスポンスを遅くする。
【０００９】
また、オイルの粘度が高くなる低温時は、噛み合いクラッチ３１７の操作レスポンスがさらに遅くなる。
【００１０】
しかし、このようなオイルの抵抗に抗してクラッチの操作レスポンスを改善するには、空気式アクチュエータ３２１を大型にする必要があり、それに伴って、アクチュエータ３２１を駆動するエアポンプとその駆動モータも大型化し、デファレンシャル装置３０１の車載性が低下する上に、モータを駆動するバッテリーの負担が増加し、エンジンの燃費が低下する。
【００１１】
そこで、この発明は、オイルの抵抗による操作レスポンスの低下を改善したクラッチ装置及びこのクラッチ装置が用いられたデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１のクラッチ装置は、潤滑油と、前記潤滑油の存在する空間で回転すると共に内部に潤滑油が存在する筒状部材と、前記筒状部材の内部に配置され前記筒状部材の回転軸心方向へ移動されてクラッチ部を断続する締結部材と、前記筒状部材と前記締結部材と共に潤滑油収容空間を形成する部材とを備えたクラッチ装置であって、前記筒状部材と、前記締結部材と、前記収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つに前記潤滑油を前記収容空間から排出する潤滑油排出手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
このクラッチ装置では、締結部材が筒状部材の回転軸心方向へ移動されるときに、潤滑油排出手段によって潤滑油が収容空間内から排出される。これにより、潤滑油は、収容空間内から素早く排出されるので締結部材の移動の妨げになることがなく、クラッチ部を操作するレスポンスが大幅に向上する。また、潤滑油の粘度が高くなる低温時や寒冷地でも、クラッチ部を操作するレスポンスが大幅に向上する。
【００１４】
従って、クラッチ部の操作レスポンスを改善するために、締結部材を駆動するアクチュエータを大型にする必要がなくなり、それに伴うアクチュエータ駆動用のポンプ、電磁石、電動モータなどの大型化が防止され、これらの駆動源であるバッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、クラッチ装置の車載性低下が防止される。
【００１５】
本発明において、上記のように、締結部材を筒状部材の回転軸心方向へ移動させるアクチュエータは、空気圧や油圧を用いた流体圧式のアクチュエータ、電磁アクチュエータ、あるいは、電動モータや手動で操作される機械式のアクチュエータなど、どのような形式でもよい。
【００１６】
また、潤滑油排出手段は、例えば、筒状部材と締結部材に形成されたスリット溝であり、このスリット溝は、ケース内壁と締結部材、筒状部材と、締結部材と、収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つに形成してもよい。
【００１７】
また、本発明において、締結部材による締結とは、摩擦クラッチを締結する動作に限定されず、従って、クラッチ部は、摩擦クラッチの他に、噛み合いクラッチを含む。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたクラッチ装置であって、前記潤滑油排出手段が、潤滑油排出通路であることを特徴としている。
【００１９】
このクラッチ装置では、筒状部材と、締結部材と、収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つに潤滑油排出通路を設けることにより、締結部材の操作時に潤滑油収容空間からこの潤滑油排出通路を介して潤滑油が逃げることにより、クラッチ部の操作レスポンスが大幅に向上する。
【００２０】
請求項３のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力で回転すると共に内部に潤滑油の存在する筒状部材と、前記筒状部材内に設けられて一対の車軸に駆動力を伝達する出力部材と、前記出力部材と噛み合うピニオンと、前記筒状部材と前記一対の出力部材のいずれか２者の間に配置された差動制限用のクラッチ部と、回転軸心方向へ移動されて前記クラッチ部を断続する締結部材とを備えた差動装置であって、前記筒状部材と、前記締結部材と、前記潤滑油を収容する収容空間を形成する前記出力部材、前記ピニオン、前記クラッチ部との少なくとも、いずれか一つに前記潤滑油を前記収容空間から排出する潤滑油排出手段を設けたことを特徴としている。
【００２１】
このデファレンシャル装置では、締結部材がスライド操作されるときに、筒状部材の内壁と締結部材との間から潤滑油を排出する潤滑油排出手段を設けたことにより、締結部材のスライド方向に密閉状態の空間があっても、あるいは、低温時や寒冷地のようにオイル粘度が高くなる状況でも、クラッチ部を操作するレスポンスが大幅に改善され、悪路などで車両の走破性や脱出性や操縦性が向上すると共に、締結部材を駆動するアクチュエータの大型化と、アクチュエータ駆動用のポンプ、電磁石、電動モータなどの大型化が防止され、それに伴うデファレンシャル装置の車載性低下と、バッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられるなど、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下の各実施形態において、デファレンシャル装置は、図４の構成のデファレンシャル装置と類似した構成（差動ロック型のデファレンシャル装置）であり、各実施形態のクラッチ装置は、このデファレンシャル装置に用いられている。
【００２３】
［第１実施形態］
図１によって本発明の第１実施形態であるクラッチ装置１と、これを用いたデファレンシャル装置の説明をする。
【００２４】
［第１実施形態のデファレンシャル装置の構成］
上記のように、第１実施形態のデファレンシャル装置は、図４の差動装置と類似して構成されており、デフケース（筒状部材）３の回転は、ベベルギア式差動機構のピニオンシャフトとピニオンギアと一対の出力側サイドギア（出力部材）から各車軸を介して左右の車輪側に配分され、悪路などを走行中に、左右の車輪間に駆動抵抗差が生じるとエンジンの駆動力は各ピニオンギアの自転によって左右各側に差動配分される。
【００２５】
また、噛み合いクラッチ（クラッチ部）は、クラッチリング５と差動機構の一方の出力側サイドギアとの間に形成されており、アクチュエータの駆動力によってクラッチリング５がスライドし、噛み合いクラッチ（クラッチ部）が噛み合うと、差動機構の差動回転がロックされ、悪路などで車輪の空転が防止されて車両の走破性や脱出性や操縦性が向上し、アクチュエータの動作が停止すると、リターンスプリングの付勢力によってクラッチリング５が噛み合いクラッチの噛み合い解除位置に戻り、差動機構の差動ロックが解除され、差動回転がフリーになる。
【００２６】
デファレンシャル装置は、オイル溜りが形成されたデフキャリヤの内部に収容されており、このオイル（潤滑油）はデフケース３の内部に流入して差動機構や噛み合いクラッチなどを潤滑・冷却する。
【００２７】
［クラッチ装置１の構成］
クラッチ装置１は、潤滑油と、潤滑油の存在する空間で回転すると共に内部に潤滑油が存在するデフケース（筒状部材）３と、デフケース３の内部に配置されデフケース３の回転軸心方向へ移動されてクラッチ部を断続するクラッチリング（締結部材）５と、デフケース３とクラッチリング５と共に潤滑油収容空間を形成する部材とを備えている。
【００２８】
また、本実施形態のクラッチ装置１は、デフケース３と、クラッチリング５と、オイルを収容する収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つにオイルを収容空間から排出するスリット溝（潤滑油排出手段）７が設けられている。
【００２９】
図１のように、クラッチリング５の外周はデフケース３の内周によって摺動自在に支承されており、クラッチリング５の内周はデフケース３のボス部によって摺動自在に支承されている。スリット溝７はデフケース３の内周に周方向等間隔で多数箇形成され、スリット溝９はクラッチリング５の外周に周方向等間隔で多数箇形成されており、スリット溝７，９は互いに対向している。また、スリット溝１１はデフケース３のボス部と対向するクラッチリング５の内周に周方向等間隔で多数箇形成されている。
【００３０】
上記のように、クラッチリング５は、アクチュエータによって噛み合いクラッチの噛み合い方向にスライドし、アクチュエータを停止させると、リターンスプリングによって噛み合いクラッチの噛み合い解除方向にスライドする。
【００３１】
また、クラッチリング５には複数個の脚部が軸方向に形成されており、これらの脚部はデフケース３に形成された開口に係合しながら外部に突き出し、アクチュエータ側に連結されている。クラッチリング５の一方のスライド方向（噛み合いクラッチの噛み合い解除方向）には、デフケース３の内壁とクラッチリング５との間に、上記の各開口を除いてほぼ密閉状態になった空間（潤滑油収容空間）が形成されており、クラッチリング５の他方のスライド方向（噛み合いクラッチの噛み合い方向）には、デフケース３の内壁とクラッチリング５とサイドギアとの間に空間（潤滑油収容空間）が形成されている。上記のスリット溝７，９，１１はいずれもこれらの空間と連通している。
【００３２】
クラッチリング５は、いずれの方向にスライド操作されても、スライド方向の空間で発生するオイルの正圧と、反スライド方向の空間で発生するオイルの負圧を受けるが、本発明のクラッチ装置１では、両側の空間と連通した上記のスリット溝７，９，１１を通り、正圧側から負圧側にオイルが移動するから（排出されるから）、両側の空間の内圧によって受けるオイルの抵抗が大幅に緩和され、低温時や寒冷地のようにオイル粘度が高くなる状況でも、噛み合いクラッチを断続するレスポンスが大幅に向上する。
【００３３】
［クラッチ装置１とこれを用いたデファレンシャル装置の効果］
クラッチ装置１とこれを用いたデファレンシャル装置は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００３４】
クラッチリング５がスライドするときに抵抗を与えるオイルを逃がすスリット溝７，９，１１を設けたことにより、クラッチリング５のスライド方向両側に空間が形成されても、また、オイルの粘度が大きくなる低温時や寒冷地も噛み合いクラッチを操作するレスポンスが大幅に改善されるから、悪路などで車両の走破性や脱出性や操縦性が向上する。
【００３５】
従って、噛み合いクラッチの操作レスポンスを改善するために、アクチュエータを大型にする必要がなくなり、それに伴うアクチュエータ駆動用のエアポンプと、エアポンプ駆動用の電動モータなどの大型化が防止され、電動モータの駆動源であるバッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、デファレンシャル装置の車載性低下が防止される。
【００３６】
また、デフケース３の内周に形成されたスリット溝７とクラッチリング５の外周に形成されたスリット溝９によりデフケース３の内壁とクラッチリング５間の摺動部がオイルによって潤滑され、また、クラッチリング５の内周にデフケース３のボス部と対向して形成されたスリット溝１１によりクラッチリング５の内周とボス部間の摺動部がオイルによって潤滑されるから、クラッチリング５の移動が円滑で速くなり、噛み合いクラッチの操作レスポンスがさらに向上する上に、クラッチリング５のデフケース３に対する倒れやカジリが防止され、クラッチ装置１の断続動作と、デファレンシャル装置の動作（差動ロックとロック解除）が正常に保たれる。なお、スリット溝７，９は互いに対向しない位置に形成してもよい。
【００３７】
［第２実施形態］
図２によって本発明の第２実施形態であるクラッチ装置１０１とこれを用いたデファレンシャル装置の説明をする。第２実施形態のデファレンシャル装置は、クラッチ装置１とクラッチ装置１０１との差を除いて、第１実施形態のデファレンシャル装置と同等に構成されている。以下、第１実施形態と同機能の部材には同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。
【００３８】
［クラッチ装置１０１の構成］
本発明では、第１実施形態のスリット溝７，９と異なって、ケース内壁と締結部材の間の潤滑油排出手段はケース内壁と締結部材のいずれか一方にだけ設けてもよい。第２実施形態はこのような例である。
【００３９】
クラッチ装置１０１では、クラッチリング５のスライド時に、スライド方向前後の空間の間でオイルを排出する（移動させる）潤滑油排出手段として、デフケース３内壁のスリット溝７と、デフケース３のボス部とクラッチリング５内周のスリット溝１１とが設けられている。
【００４０】
［クラッチ装置１０１とこれを用いたデファレンシャル装置の効果］
クラッチ装置１０１とこれを用いたデファレンシャル装置は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００４１】
クラッチリング５がスライドするときに抵抗を与えるオイルを排出するスリット溝７，１１を設けたことにより、低温時や寒冷地でも噛み合いクラッチを操作するレスポンスが大幅に向上するから、噛み合いクラッチの操作レスポンスを改善するために、アクチュエータを大型にする必要がなくなり、それに伴うアクチュエータ駆動用のエアポンプと、エアポンプ駆動用の電動モータなどの大型化が防止され、電動モータの駆動源であるバッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、デファレンシャル装置の車載性低下が防止される。
【００４２】
また、スリット溝７により、デフケース３内壁とクラッチリング５外周との摺動部がオイルによって潤滑され、スリット溝１１により、デフケース３のボス部とクラッチリング５内周との摺動部がオイルによって潤滑されることにより、クラッチリング５の移動が円滑で速くなり、噛み合いクラッチの操作レスポンスがさらに向上する上に、クラッチリング５のデフケース３に対する倒れやカジリが防止され、クラッチ装置１０１の断続動作と、デファレンシャル装置の動作（差動ロックとロック解除）が正常に保たれる。
【００４３】
［第３実施形態］
図３によって本発明の第３実施形態であるクラッチ装置２０１とこれを用いたデファレンシャル装置の説明をする。第３実施形態のデファレンシャル装置は、クラッチ装置１とクラッチ装置２０１との差を除いて、第１実施形態のデファレンシャル装置と同等に構成されている。以下、第１実施形態と同機能の部材には同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。
【００４４】
［クラッチ装置２０１の構成］
第３実施形態は、第２実施形態と同様に、ケース内壁と締結部材の間の潤滑油排出手段をケース内壁と締結部材のいずれか一方にだけ設けた例である。
【００４５】
クラッチ装置２０１では、潤滑油排出手段として、クラッチリング５の外周と内周にそれぞれスリット溝９，１１が設けられている。
【００４６】
［クラッチ装置２０１とこれを用いたデファレンシャル装置の効果］
クラッチ装置２０１とこれを用いたデファレンシャル装置は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００４７】
クラッチリング５がスライドするときに抵抗を与えるオイルを逃がすスリット溝９，１１を設けたことにより、低温時や寒冷地でも噛み合いクラッチを操作するレスポンスが大幅に向上し、アクチュエータを大型にする必要がなくなり、アクチュエータ駆動用のエアポンプと、エアポンプ駆動用の電動モータなどの大型化が防止され、バッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、デファレンシャル装置の車載性低下が防止される。
【００４８】
また、スリット溝９，１１により、デフケース３内壁とクラッチリング５との摺動部及びクラッチリング５とボス部との摺動部がオイルによって潤滑され、クラッチリング５の移動が円滑で速くなり、噛み合いクラッチの操作レスポンスがさらに向上する上に、クラッチリング５のデフケース３に対する倒れやカジリが防止され、クラッチ装置２０１の断続動作と、デファレンシャル装置の動作（差動ロックとロック解除）が正常に保たれる。
【００４９】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
本発明において、締結部材をスライドさせるアクチュエータは、空気圧や油圧を用いた流体圧式のアクチュエータ、電磁アクチュエータ、あるいは、電動モータや手動で操作される機械式のアクチュエータなど、どのような形式でもよい。
【００５０】
また、潤滑油排出手段は、スリット溝だけでなく、締結部材に設けた貫通孔、あるいは、オイル流路でもよい。
【００５１】
また、潤滑油排出手段（スリット溝）は、ケース内壁や締結部材にではなく、ケース内壁と締結部材と共に潤滑油収容空間を形成する部材に設けてもよい。
【００５２】
また、本発明のクラッチ装置は、デファレンシャル装置において、駆動力の入力側、または、駆動力の出力側に配置すれば、４輪駆動車に用いられ、駆動力の断続機能を備えたデファレンシャル装置を構成することができる。
【００５３】
また、本発明において、クラッチ部は、噛み合いクラッチだけでなく、多板クラッチや単板クラッチやコーンクラッチのような摩擦クラッチでもよい。
【００５４】
また、本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）、センターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１のクラッチ装置は、締結部材が筒状部材の回転軸心方向に移動操作されるときに潤滑油を排出して抵抗を軽減させる潤滑油排出手段を設けたことにより、締結部材の移動方向に密閉状態の空間があっても、あるいは、オイルの粘度が高くなる低温時や寒冷地でも、クラッチ部を操作するレスポンスが大幅に向上するから、クラッチ部の操作レスポンスを改善するために、アクチュエータを大型にする必要がなく、それに伴うアクチュエータ駆動用のポンプ、電磁石、電動モータなどの大型化が防止され、これらの駆動源であるバッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、クラッチ装置の車載性低下が防止される。
【００５６】
請求項２のクラッチ装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【００５７】
請求項３のデファレンシャル装置は、締結部材がスライド操作されるときに潤滑油を収容空間内から排出して抵抗を軽減させる潤滑油排出手段を設けたことにより、締結部材の移動方向に密閉状態の空間があっても、あるいは、オイルの粘度が高くなる低温時や寒冷地でも、クラッチ部の操作レスポンスが大幅に向上して悪路などで車両の走破性や脱出性や操縦性が向上すると共に、アクチュエータの大型化と、アクチュエータ駆動用のポンプ、電磁石、電動モータなどの大型化が防止され、それに伴うデファレンシャル装置の車載性低下と、バッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられるなど、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の要部断面図である。
【図２】第２実施形態の要部断面図である。
【図３】第３実施形態の要部断面図である。
【図４】従来例の断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は一部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１  クラッチ装置
３  デフケース（潤滑油が充填されたケース）
５  クラッチリング（締結部材）
７，９，１１  スリット溝（潤滑油排出手段）
１０１  クラッチ装置
２０１  クラッチ装置
【図１】
2004308687.tif 000003
【図２】
2004308687.tif 000004
【図３】
2004308687.tif 000005
【図４】
2004308687.tif 000006