(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、該入力軸と同軸の出力軸と、前記入力軸側に配設するプレートと前記出力軸側に配設するディスクとから形成され、該ディスクと前記プレートが係合することで前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する多板クラッチと、前記ディスクと前記プレートを係合させるアクチュエータと、前記ディスクと出力軸の間に配設され、前記ディスクを支持するディスク支持部材と、前記ディスクを前記プレート側に押し付ける押し付け部材と、該ディスク支持部材と前記出力軸との間に配設されるカムリングと、前記ディスク支持部材とカムリングの両者が相対回転したとき、前記ディスクと前記プレートが係合する軸方向に前記ディスク支持部材を移動させるカム手段と、を備える連結装置。
【請求項２】
請求項１の連結装置において、前記カム手段は、前記出力軸とともに回転可能なカムリングと、該カムリングと前記ディスク支持部材との間に形成されるボール挟入部と、該ボール挟入部内に配設されるボール部材と、から構成され、前記ボール挟入部には、ボール挟入部の中心より離れるにつれてボール挟入部の幅が狭くなるような傾斜を有することを特徴とする連結装置。
【請求項３】
請求項１の連結装置において、前記カム手段は、前記出力軸と前記ディスク支持部材の間に形成されるヘリカルスプラインであることを特徴とする連結装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、単独で或いは車輌等のディファレンシャル装置の差動制限装置等に用いられて駆動側と従動側とを連結する連結装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の連結装置として、特開平３−２１９１２３号公報に開示される技術がある。図９に上記公報に開示される連結装置を示す。アクチュエータによって作動して締結するパイロットクラッチと、このパイロットクラッチの締結で作動するカム手段と、このカム手段によって移動される押圧部材と、この押圧部材で締結されるメインクラッチと、を備えてなるものであり、これによって駆動側の回転駆動力を従動側へ確実に伝達するものである。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の連結装置は、メインクラッチの他に、メインクラッチを係合させるための押圧力を発生するパイロットクラッチを備えているので、装置が大きくなってしまうとともに、更に連結装置自体のコストも高くなってしまう、という問題があった。また従来の技術では、パイロットクラッチが押圧力を発生させるためのトルクが必要である。このトルクはパイロットクラッチを係合するときにのみ必要であり、伝達トルクの一部で使用している為トルクロスになってしまう。
【０００４】
そこで本発明は、連結装置の小型化および低コスト化を可能にするとともに、トルクのロスを出来る限り少なくすることを技術的課題とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術的課題を解決するために請求項１において講じた技術的手段は、入力軸と、該入力軸と同軸の出力軸と、前記入力軸側に配設するプレートと前記出力軸側に配設するディスクとから形成され、該ディスクと前記プレートが係合することで前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する多板クラッチと、前記ディスクと前記プレートを係合させるアクチュエータと、前記ディスクと出力軸の間に配設され、前記ディスクを支持するディスク支持部材と、前記ディスクを前記プレート側に押し付ける押し付け部材と、該ディスク支持部材と前記出力軸との間に配設されるカムリングと、前記ディスク支持部材とカムリングの両者が相対回転したとき、前記ディスクと前記プレートが係合する軸方向に前記ディスク支持部材を移動させるカム手段と、を備える連結装置としたことである。
【０００６】
請求項２の連結装置は、請求項１の連結装置において、前記カム手段は、前記出力軸とともに回転可能なカムリングと、該カムリングと前記ディスク支持部材との間に形成されるボール挟入部と、該ボール挟入部内に配設されるボール部材と、から構成され、前記ボール挟入部には、ボール挟入部の中心より離れるにつれてボール挟入部の幅が狭くなるような傾斜を有するようにしたことである。
請求項３の連結装置は、請求項１の連結装置において、前記カム手段は、前記出力軸と前記ディスク支持部材の間に形成されるヘリカルスプラインとしたことである。
【０００７】
【作用】
請求項１によると、アクチュエータが作動するとプレートとディスクが係合する。多板クラッチが係合した直後にディスク支持部材と出力軸の間に回転トルクの差が発生して、この回転トルクの差により変換手段がディスク支持手段を多板クラッチが係合する方向にディスク支持部材を移動させる。これによって多板クラッチの係合力が更に大きくなる。
【０００８】
請求項２によると、多板クラッチの係合直後にはディスク支持部材と出力軸の相対回転によりボール部材を介してカムリングとディスク支持手段が相対回転する。ボール部材の径は変わらないので、この相対回転によってボール挟入部に設けられた傾斜にボール部材が接触して、ディスク支持部材が軸方向に移動させられ、多板クラッチの係合力を更に大きくする。
【０００９】
請求項３によると、多板クラッチの係合直後には入力軸の回転トルクがプレートを介してディスクに伝達され、ディスク支持部材と出力軸に相対回転が生じる。この相対回転は、ヘリカルスプラインによりディスク支持部材をディスクがプレートを押し付ける方向に移動させて、多板クラッチの係合力を更に大きくする。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の連結装置であり、図２は図１の実施例の別の状態を示す図である。本実施例では、４輪駆動車のプロペラシャフトとリヤディファレンシャルの中間に配設され、例えば前輪と後輪の差動回転数が大きくなったときはアクチュエータの作動により直結４輪駆動状態に近づけて、所定角以上の操舵角のときには前輪と後輪の間の差動制限を止め、２輪駆動に近づけることでタイトコーナブレーキ現象を防ぐものである。
【００１１】
本実施例の連結装置１０の構成について説明する。入力軸１１と、入力軸１１と同軸の出力軸１２と、入力軸１１側に配設するプレート１３ａと出力軸１２側に配設するディスク１３ｂとから形成され、ディスク１３ｂとプレート１３ａが係合することで入力軸１１の回転を出力軸１２に伝達する多板クラッチ１３と、ディスク１３ｂをプレート１３ａ側に押し付ける押し付け部材１４と、多板クラッチ１３が係合する方向に押し付け部材１４を移動させるアクチュエータとしての電磁コイル１５と、ディスク１３ｂと出力軸１２の間に配設され、ディスク１３ｂを支持するディスク支持部材１６ｃと、ディスク支持部材１６ｃと出力軸１２との回転トルクに差がある場合に、ディスク１３ｂとプレート１３ａが係合する軸方向にディスク支持部材１６ｃを移動させる変換手段１６と、を備えている。
【００１２】
多板クラッチ１３は、ハウジング２０の内周側に固設されるプレート１３ａと、本実施例の変換手段であるカム手段１６側に配設されるディスク１３ｂとから構成され、ディスク１３ｂの表面にはペーパー摩擦材が貼り付けられている。
【００１３】
アクチュエータとしての電磁コイル１５、押し付け部材１４、および可動部材１７について説明する。電磁コイル１５が通電すると磁性体よりなる可動部材１７が電磁コイル１５側に吸引される。可動部材１７はボールべアルング２２を介して第２可動部材１７ｂを備え、第２可動部材１７ｂと押し付け部材１４の間にはコイルバネ１８が介挿されており、コイルバネ１８はディスク１３ｂをプレート１３ａに押さえつける方向に常に付勢している。電磁コイル１５の吸引力がコイルバネ１８のバネ力より大きいときには、可動部材１７が押し付け部材１４に当接して電磁コイル１５の吸引力でディスク１３ｂをプレート１３ａ側に押しつける。
【００１４】
電磁コイル１５は出力軸１２の外周に形成される。電磁コイル１５への通電はバッテリー（図示せず）を電源にして行われ、制御装置（図示せず）にて、車両の様々な状況に応じて電磁コイル１５への通電を行うか否かを制御している。また、電磁コイル１５のケース２０は、ローラベアリング２１およびボールベアリング２２を介して入力軸１１および出力軸１２に配設されており、ケース２０は図示しない車輌のボディに取付けられている。ボールベアリング２２の外軸２２ａは可動部材１７に固定されており、内軸２２ｂは入力軸１１に対して軸方向に移動可能で、且つ周方向には移動不能であるように配設されている。
【００１５】
図３に図１のＡ−Ａ断面図を示す。本実施例の変換手段であるカム手段１６は、出力軸１２側に配設されるカムリング１６ａと、ディスク１３ｂを支持しているディスク支持部材１６ｃと、カムリング１６ａとディスク支持部材１６ｃの間のボール部材１６ｂとから構成され、ボール挟入部１６ｄを形成する。多板クラッチ１３の係合直後において、ボール挟入部１６ｄ内で、ボール部材１６ｂを介してカムリング１６ａとディスク支持部材１６ｃとが相対回転することでカム作用を奏し、このカム作用によりディスク支持部材１６ｃが図１の右方向へ移動するようになっている。本実施例では変換手段としてボール部材１６ｂを介するカム手段１６を用いているので、多板クラッチ１３の回転を軸方向に変換するときの摩耗が少なく、出力軸１２の回転に対する軸方向の移動量が摩耗によって変化してしまうことがない。カム作用によりディスク支持部材１６ｃが図１の右方向へ移動すると、スナップリング１９を介してディスク１３ｂがプレート１３ａを押しつけるようになっている。また、ディスク支持部材１６ｃと入力軸１１の間には皿バネ２３が介挿され、ディスク支持部材１６ｃを常にボール部材１６ｂと接触するようにしている。
【００１６】
次に作動について説明する。車輌が直進走行しているときは、電磁コイル１５への通電はオフになっている（図２の状態）。直進走行時は前輪と後輪の回転数が殆ど同じであるため、入力軸１１と出力軸１２は同じ回転数で走行している。
【００１７】
この状態ではコイルバネ１８の初期押し付け力分のトルクが後輪側へ伝達されており、急な横風等に対する車輌の挙動を安定化させている。
【００１８】
次に、前輪がスリップした状態の場合、前輪と後輪の回転差を回転センサ（図示せず）により検出し、制御装置が電磁コイル１５に電流を流すように命令し、電磁コイル１５が通電すると可動部材１７が電磁コイル１５に吸引される。可動部材１７と押し付け部材１４の間にはコイルバネ１８が介挿されており、通電される電流が小さいときにはコイルバネ１８のたわみ量に比例したバネ力にて押し付け部材１４をディスク１３ｂに押しつける。通電される電流が所定値より大きくなると電磁コイル１５の吸引力はバネ力より大きくなって可動部材１７の端部１７ａと押し付け部材１４の端部１４ａとが当接し、可動部材１７の電磁コイル１５への吸引力が直接押し付け部材１４に伝達して、押し付け部材１４がディスク１３ｂを押しつけるようにしている（図１の状態）。押し付け部材１４の押し付け力により多板クラッチ１３が係合されて、プレート１３ａからディスク１３ｂへトルクが伝達される。図３に示すようにディスク支持部材１６ｃと出力軸１２の間にはボール部材１６ｂを介してカムリング１６ａが配置されている。カムリング１６ａは出力軸に配設されており、ディスク１３ｂが回転することによってカム手段１６のカムリング１６ａとディスク支持部材１６ｃとがボール部材１６ｂを介して相対回転する。この相対回転のカム作用によりディスク支持部材１６ｃが図１の右方向へ移動するので、初期の押圧力より大きな力でディスク１３ｂがプレート１３ａを押圧することになる。従って、電磁コイル１５に流れる電流が小さくても充分な押圧力を発生することができる。これによって多板クラッチ１３の係合力が大きくなり、入力軸１１から出力軸１２へ伝達される回転トルクを大きくすることができる。
【００１９】
図４〜図８に本発明の別の実施例を示す。
【００２０】
図４は本発明の第２実施例の連結装置２０である。第２実施例は、変換手段を第１変換手段２８ａと第２変換手段２８ｂに２分割してその間に皿バネ３５を介挿することで、多板クラッチ１３から出力軸１２への出力経路を２系統にしたものであり、それ以外の構成は第１実施例と同じである。ここで、第１変換手段２８ａは第１実施例の変換手段１６と略同じ構成で、ボールを介するカム手段である。第２実施例によると、入力軸１１から出力軸１２への出力経路を２系統にしたことにより、入力トルクに対する出力トルクの値が制御しやすくなる。
【００２１】
図５は本発明の第３実施例の連結装置３０である。コイルバネ１８を支持するバネ支持部材２９ａおよび２９ｂはコイルバネが最も縮んだときでもそれぞれが当接しないように形成されている。電磁コイル１５の吸引力がコイルバネ１８に伝達されると、このバネ力のみで多板クラッチ１３を係合されるので、所望の押圧力を得るときに電磁コイル１５に流す電流を制御しやすい。また、コイルバネ１８のバネ力により多板クラッチ１３の摩耗を吸収することができる。
【００２２】
図６は本発明の第４実施例の連結装置４０である。電磁コイル１５の吸引力を伝達する手段として、第２可動部材３０と押し付け部材３１の間に皿バネ２６を形成したものである。図６に示すように皿バネ２６を配設すると、コイルバネを用いない箇所（電磁コイル１５の内周側）の直径をコイルバネ１８の大きさ分だけ小さくすることができ、更なる装置の小型化が可能になる。
【００２３】
図７は本発明の第５実施例の連結装置５０である。図７に示すように電磁コイル１５の吸引力に対して多板クラッチ１３のディスク１３ｂを押圧する押し付け部材３２と第２可動部材３３との間にレバー２７を設けて、このレバー比により更なる押圧力を得ることを可能としたものである。
【００２４】
図８は本発明の第６実施例の連結装置６０である。第６実施例では、第１実施例のコイルバネ１８を廃止するとともに、第２可動部材１７ｂを廃止して押し付け部材１４と一体として押し付け部材３４としたことにより、電磁コイル１５の吸引力を直接多板クラッチ１３の押圧力としたものである。
【００２５】
上記各実施例では、変換手段としてカム手段を用いた実施例としたが、カム手段以外でも例えばヘリカルスプラインを用いて入力軸の回転を軸方向の移動に変換してもよい。
【００２６】
また、本実施例では、４輪駆動車の前輪と後輪の間に用いられる連結装置を実施例として用いたが、特にこれに限定する意図はなく、例えば車輌の左右輪の差動制限装置に用いてもよい。
【００２７】
【効果】
請求項１の発明の連結装置によると、カム手段を用いて電磁コイルの吸引力以上のトルクで多板クラッチを係合することが可能になるので、電磁コイルへ流す電流を少なくすることができる。また、従来技術のパイロットクラッチのような多板クラッチが不要になり、１つの多板クラッチで所望の係合力を得ることができる。
【００２８】
請求項２の発明によると、変換手段としてボール部材を介しているので、ディスク支持部材を軸方向に変換するときの変換手段の摩耗が少なく、出力軸の回転に対する軸方向の移動量が摩耗によって変化してしまうことがない。
【００２９】
請求項３によると、請求項２に比べて変換手段における部品点数が少なくなるので、低コストな連結装置を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連結装置の第１実施例を示す図である。
【図２】第１実施例の別の状態を示す図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の連結装置の第２実施例を示す図である。
【図５】本発明の連結装置の第３実施例を示す図である。
【図６】本発明の連結装置の第４実施例を示す図である。
【図７】本発明の連結装置の第５実施例を示す図である。
【図８】本発明の連結装置の第６実施例を示す図である。
【図９】従来の連結装置を示す図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０・・・連結装置
１１・・・入力軸
１２・・・出力軸
１３・・・多板クラッチ
１４，３１，３２，３４・・・押し付け部材
１５・・・電磁コイル
１６・・・カム手段（変換手段）
１７，３０，３３・・・可動部材
１８・・・コイルバネ
１９・・・スナップリング
２０・・・ハウジング
２１・・・ローラベアリング
２２・・・ボールベアリング
２３，２７，３５・・・皿バネ
２４・・・ケース
２８・・・レバー
２９・・・バネ支持部材
【図１】
0003656270.tif 000002
【図２】
0003656270.tif 000003
【図３】
0003656270.tif 000004
【図４】
0003656270.tif 000005
【図５】
0003656270.tif 000006
【図６】
0003656270.tif 000007
【図７】
0003656270.tif 000008
【図８】
0003656270.tif 000009
【図９】
0003656270.tif 000010