(57)【要約】【課題】スラスト力発生機構における接触部の接触力を小さくでき、スラスト力発生機構の構成材料の低級化と熱処理の簡素化を図る。【解決手段】入力軸と出力軸の連結を係脱するメインクラッチを軸方向に押圧するスラスト力発生機構２１を、受け板２６の押し板２４との対向面に、受け板の半径方向内側の幅が半径方向外側の幅より広くしたテーパ状穴２８を円周方向に複数個設けて、この各テーパ状穴に、このテーパ状穴の狭い方の幅より大径で、広い方の幅より小径の直円筒状のローラ２７を嵌合し、押し板の受け板との対向側に、受け板の各テーパ状穴に対向する部分が谷２９ａとなる波形面２９を、押し板の半径方向内側から外側へ向けて受け板から離れるように傾斜して設け、押し板の波形面の谷を受け板のテーパ状穴に嵌合しているローラに接触させて両板を配置した。【選択図】        図３
2004293612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸状にして回転自在に嵌合する入力軸と出力側との間に、軸方向に押圧することにより両軸を回転方向に係合するメインクラッチを設けると共に、このメインクラッチの軸方向一方側に、内径側を一方の軸に回転方向に係合する押し板と、外径側が他方の軸に回転方向にサブクラッチにて係脱可能に係合する受け板とからなり、受け板に対して押し板をこれと離間する方向に移動することにより上記メインクラッチを軸方向に押圧するスラスト力発生機構を設け、
スラスト力発生機構を、
受け板の押し板との対向面に、受け板の半径方向内側の幅が半径方向外側の幅より広くしたテーパ状穴を円周方向に複数個設けて、この各テーパ状穴に、このテーパ状穴の狭い方の幅より大径で、広い方の幅より小径の直円筒状のローラを嵌合し、
押し板の受け板との対向側に、受け板の各テーパ状穴に対向する部分が谷となる波形面を、押し板の半径方向内側から外側へ向けて受け板から離れるように傾斜して設け、
押し板の波形面の谷を受け板のテーパ状穴に嵌合しているローラに接触させて両板を配置した構成にした
ことを特徴とするカップリング。
【請求項２】
同軸状にして回転自在に嵌合する入力軸と出力側との間に、軸方向に押圧することにより両軸を回転方向に係合するメインクラッチを設けると共に、このメインクラッチの軸方向一方側に、内径側を一方の軸に回転方向に係合する押し板と、外径側が他方の軸に回転方向にサブクラッチにて係脱可能に係合する受け板とからなり、受け板に対して押し板をこれと離間する方向に移動することにより上記メインクラッチを軸方向に押圧するスラスト力発生機構を設け、
スラスト力発生機構を、
受け板の押し板との対向面の円周方向の複数箇所に円弧状溝を設け、
押し板の受け面との対向側に、受け板の各円弧状溝に、円弧方向に摺動自在に嵌合される突起を設け、円弧状溝内で、かつ上記突起の両側に、この突起にて円周方向に押圧されることにより湾曲高さが高くなる板ばねを介装した構成にした
ことを特徴とするカップリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪駆動車の、例えばドライブシャフトに配置されるカップリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記カップリングは例えば特許文献１によって知られており、その構成は図１に示すようになっている。図中１はエンジン側に連結されている入力軸、２は動力を後輪に伝える出力軸で、両軸はメインクラッチ３にてＯＮ、ＯＦＦ可能にして連結されている。メインクラッチ３は、内径側を入力軸１側にスプライン係合するクラッチ板３ａと、外径側を出力軸２側に設けたケース２ａの内側にスプライン係合する摩擦板３ｂを交互に配置し、これをケース２ａの先端側に固着した固定板４に向けて押圧装置５の押し板６にて押圧することにより両軸１，２の係合がＯＮとなり、押圧を解除することによりＯＦＦとなるようになっている。
【０００３】
押圧装置５は上記押し板６と、この押し板６の後側に配置される受け板７と、この受け板７に対して押し板６を押動作用させるためのスラスト力発生機構８とからなっている。
【０００４】
押し板６の内径側は入力軸１にスプライン係合されている。また受け板７は出力軸２のケース２ａに対してスラストベアリングにて回転自在に支持されていると共に、内径側は入力軸１側に摺動自在に嵌合されている。そしてこの受け板７は、この受け板７より外側に設けたサブクラッチ９を介して出力軸２のケース２ａに回転方向に係脱可能に連結されている。
【０００５】
サブクラッチ９は電磁クラッチ構成になっている。すなわち、上記受け板７の外側とケース２ａの内側にてリング状の空間が構成され、この空間内にリテーニングリング１０がストップリングに当接する範囲において摺動可能に嵌合されている。そしてこのリテーニングリング１０とケース２ａとの間に、内径側が受け板７にスプライン係合するクラッチ板と外径側がケース２ａ側にスプライン係合する摩擦板とが交互に配置されている。そしてケース２ａには励磁力にて上記リテーニングリング１０をケース２ａ側へ引きつけて上記クラッチ板と摩擦板を押圧し、サブクラッチ９をＯＮにするための電磁コイル１１が設けてある。
【０００６】
電磁コイル１１はケース２ａに設けたリング状の凹部１２内に上記サブクラッチ９側へ向けて配置されている。そしてこの電磁コイル１１は出力軸２を回転自在に嵌合され、フレーム側に結合されたカバー１３に支持されている。
【０００７】
上記構成のカップリングは以下のような作用がなされる。
【０００８】
電磁コイル１１への通電をＯＮにすると、この電磁コイル１１の励磁力によりリテーニングリング１０が引きつけられてサブクラッチ９の両板をケース２ａ側へ押圧してこのサブクラッチ９がＯＮになり、これにより押圧装置５の受け板７がサブクラッチ９を介してケース２ａに、すなわち出力軸２側に係合される。４ＷＤカップリングにあってはこの状態が４ＷＤ状態である。
【０００９】
この状態で後輪のスリップ等により入力軸１と出力軸２との間に回転差が生じると、出力軸２側に係合しているこの受け板７と、入力軸１側に係合している押し板６との間に回転差が生じ、この回転差によりスラスト力発生機構８が作動して受け板７に対して押し板６が押されてメインクラッチ３がＯＮとなり、入力軸１と出力軸２が係合して両軸は一体回転される。
【００１０】
従来の上記スラスト力発生機構８は図２（ａ）に示すようになっていて、押し板６と受け板７のそれぞれの対向面に設けられた凹状カム６ａ，７ａにボール１４を介装する構成になっている。そして両板６，７に回転差が生じると図２（ｂ）に示すようにボール１４が凹状カム６ａ，７ａを乗り上げることにより押し板６が受け板７に対して離間する方向に移動し、これにより押圧作動がなされるようになっている。
【００１１】
【特許文献】
特開２００２−２６６９０４
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のカップリングにおいて、これのスラスト力発生機構８のスラスト力発生部材にはボール１４が用いられ、このボール１４が凹状カムの斜面に乗り上げることによりスラスト力が発生するようになっている。このような機構では、ボール１４と凹状カムの斜面との接触は点接触となるため、この接触点に大きな力が作用し、この作用力に耐えるためには、ボール１４及び押し板６と受け板７のカム面には高硬度が必要となる。このため、これらの構成材料に浸炭焼入れ用材料を用い、かつ深浸炭等の熱処理を施さなければならないことにより、材料費及び熱処理費が高価になるという問題があった。
【００１３】
本発明は上記のことに鑑みなされたもので、スラスト力発生機構におけるスラスト力発生部材が押し板のカム面に対して線接触するようにして、このスラスト力発生部材と押し板相互の接触点における接触力を小さくして、これらの構成材料の低級化と熱処理の簡素化を図り、コストを低くすることができるようにしたカップリングを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１に係る発明は、同軸状にして回転自在に嵌合する入力軸と出力側との間に、軸方向に押圧することにより両軸を回転方向に係合するメインクラッチを設けると共に、このメインクラッチの軸方向一方側に、内径側を一方の軸に回転方向に係合する押し板と、外径側が他方の軸に回転方向にサブクラッチにて係脱可能に係合する受け板とからなり、受け板に対して押し板をこれと離間する方向に移動することにより上記メインクラッチを軸方向に押圧するスラスト力発生機構を設け、スラスト力発生機構を、受け板の押し板との対向面に、受け板の半径方向内側の幅が半径方向外側の幅より広くしたテーパ状穴を円周方向に複数個設けて、この各テーパ状穴に、このテーパ状穴の狭い方の幅より大径で、広い方の幅より小径の直円筒状のローラを嵌合し、押し板の受け板との対向側に、受け板の各テーパ状穴に対向する部分が谷となる波形面を、押し板の半径方向内側から外側へ向けて受け板から離れるように傾斜して設け、押し板の波形面の谷を受け板のテーパ状穴に嵌合しているローラに接触させて両板を配置した構成にした。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る発明は、同軸状にして回転自在に嵌合する入力軸と出力側との間に、軸方向に押圧することにより両軸を回転方向に係合するメインクラッチを設けると共に、このメインクラッチの軸方向一方側に、内径側を一方の軸に回転方向に係合する押し板と、外径側が他方の軸に回転方向にサブクラッチにて係脱可能に係合する受け板とからなり、受け板に対して押し板をこれと離間する方向に移動することにより上記メインクラッチを軸方向に押圧するスラスト力発生機構を設け、スラスト力発生機構を、受け板の押し板との対向面の円周方向の複数箇所に円弧状溝を設け、押し板の受け面との対向側に、受け板の各円弧状溝に、円弧方向に摺動自在に嵌合される突起を設け、円弧状溝内で、かつ上記突起の両側に、この突起にて円周方向に押圧されることにより湾曲高さが高くなる板ばねを介装した構成にした。
【００１６】
【作  用】
請求項１における構成では、サブクラッチにてスラスト力発生機構の受け板を他方の軸、例えば出力軸に係合した状態で入力軸と出力軸との間に回転速度差が生じると、このスラスト力発生機構において、受け板と押し板の相互が回転方向に位相がずれ、受け板のテーパ状穴に嵌合しているローラが押し板の波形面の谷からずれてこれの山側に移動する。これにより波形面の山の高さ分だけ押し板がメインクラッチ側へ移動してメインクラッチが係合され、入力軸と出力軸とが一体化される。
【００１７】
また、請求項２における構成では、上記したように、サブクラッチが係合した状態で入力軸と出力軸の間に回転速度差が生じて受け板に対して押し板が回転方向に位相がずれると、押し板の突起にて一方の板ばねが押圧されてこれの湾曲高さが高くなり、この高くなった分だけ押し板が押されてメインクラッチが係合される。この状態で入力軸と出力軸とが一体化される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図３から図６に基づいて説明する。なお、以下において、図１に示した従来の技術におけるものと同一の部材は同一符号を用いて説明する。
【００１９】
図３はスラスト力発生機構２１の要部を断面して示すものであり、このスラスト力発生機構２１は図１で示したものと同様に、メインクラッチ３のクラッチ板に対向する側に押し面２２を、内径側に入力軸１にスプライン係合するスプライン溝２３をそれぞれ有する押し板２４と、外径側にサブクラッチ９に係合するスプライン溝２５を有する受け板２６と、これらの間に介装置するローラ２７とからなっている。
【００２０】
受け板２６には、図６に示すように平面形状が軸心側の幅を外側の幅より広くしたテーパ状になっているテーパ状穴２８が周方向に等間隔で複数個（８個）設けてある。また、押し板２２の受け板２６との対向面には、この受け板２６のテーパ状穴２８に対向する部分が谷２９ａとなる波形面２９が形成してある。この波形面２９は押し板２４の半径方向内側から外側へ向けて受け板２６から離れるように傾斜されている。
【００２１】
ローラ２７はテーパ状穴２８の最大幅より小さく、最小幅より大きい径の直円筒状になっていて、このローラ２７が受け板２６のテーパ状穴２８に嵌合する。このとき、ローラ２７の径がテーパ状穴２８の最大幅より小さく、最小幅より大きいことにより、図３、図４に示すように、受け板２６の半径方向内側でテーパ状穴２８内に入り、外側ではテーパ状穴２８より出っぱり、受け板２６の半径方向内側が低くなるように、傾斜し、かつテーパ状穴２８の両縁に接触して不安定な状態で嵌合される。
【００２２】
この構成において、ローラ２７をテーパ状穴２８に嵌合した受け板２６に押し板２４を、これの波形面２９の谷２９ａをローラ２７に対向させて重ねたときに、ローラ２７は上記したように、テーパ状穴２８に不安定な状態で嵌合されていることにより、このローラ２７に波形面２９の谷２９ａが当接すると、ローラ２７はテーパ状穴２８の両縁との接触点を支点にしてシーソのようにスイングしてこの斜面に倣う姿勢で安定した状態でテーパ状穴２８に嵌合される。このときのローラ２７と斜面とは線接触にて接触される。
【００２３】
上記構成において、押し板２４と受け板２６に回転差が生じると図５に示すように、受け板２６のテーパ状穴２８に嵌合しているローラ２７に対して押し板２４の波形面２９の位相が回転方向にずれて波形面２９のローラ２７との接触面がこれの山側へ移動し、これにより押し板２４がメインクラッチ３側へ移動してメインクラッチ３のＯＮ作動が行われる。
【００２４】
この第１の実施の形態では、ローラ２７と波形面２９との接触は線接触となるため、ボールを用いた従来の点接触に比較して接触面積が大きくなり、従って単位接触圧が小さくなり、押え板２４及び受け板２６の材料の低級化と熱処理工程の簡素化ができてコストを低くすることができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態を図７以下に説明する。
【００２６】
スラスト力発生機構３１の受け板３２の押し板３３との対向面には円周方向に複数箇所に円弧状溝３４が設けてある。一方押し板３３の受け板３２との対向面には、上記受け板３２の円弧状溝３４に円弧方向に摺動自在に嵌合する突起３５が設けてある。この突起３５の円周方向の寸法は上記円弧状溝３４の円弧方向の大きさより充分小さくなっている。そして上記円弧状溝３４内で、これに嵌合する突起３５の両側に山形状に湾曲された板ばね３６，３６を入れる。
【００２７】
この構成において、押し板３３と受け板３２に回転差が生じると図１０に示すように、押し板３３の突起３５が円弧状溝３３内で一方へ移動して一方の板ばね３６を押圧する。これによりこの板ばね３６はさらに湾曲されてその湾曲高さが高くなり、この高くなった分だけ押し板３３が軸方向へ押されてメインクラッチ３のＯＮ作動がなされる。
【００２８】
上記板ばね３６の形状としては、上記した山形以外に、図１１に示すように、一部を離間したループ状に形成した板ばね３６ａを用いてもよい。この場合、円弧状溝３４内で突起３５が移動したときに、図１２に示すように、この板ばね３６ａは離間部が閉じられる方向に変形し、これによりループの高さが高くなり、その分だけ押し板３３が軸方向に移動されるようになっている。
【００２９】
図１３（ａ）、（ｂ）は山形の板ばね３６の変形例を示すもので、この板ばね３６は両端部に折り曲げ部を設けることにより、これの端部の摩耗を防ぐようにしている。
【００３０】
この第２の実施の形態では、板ばね３６，３６ａと押し板３３との接触は線接触となるため、従来のボールを用いて点接触するものに比較して接触面圧を小さくでき、押し板を構成する材料の低級化（例えばＳ５５Ｃ材）と熱処理工程の簡素化ができる。またスラスト力発生部材として板ばねが用いられることにより、この板ばねはボールやローラより安価であることにより、スラスト力発生手段のコストダウンを図ることができる。またこの構成では押し板３３の押動作が板ばね３６，３６ａの湾曲動作によって行われることにより、押し板３３と受け板３２のそれぞれの対向面間ではスラスト力発生部材に対する摺動作用をなくすことができ、押し板３３と受け板３２のそれぞれには円弧状凹溝３４と突起３５を作ればよく、これらの加工をカム状摺動面の加工に比べて容易に行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、メインクラッチを押圧するために押し板をメインクラッチ側へ押動するためのスラスト力発生部材が押し板に対して線接触することにより、この相互の部材の接触点における接触力をボールの場合に比較して小さくでき、スラスト力発生部材を含む押圧装置の構成材料の低級化を図ることができると共にこれらの熱処理も総焼き入れ等安価な手段ですませることができ、コストを低くすることができる。
【００３２】
また、請求項１に係る発明では、受け板のテーパ状穴にローラが嵌合されてこのテーパ状穴に傾斜方向にスイング可能に嵌合されていることにより、このローラは押し板の転接面には自由に追随した姿勢となり、押し板の転接面の加工精度を低くすることができる。
【００３３】
また、請求項２に係る発明では、押し板の押動作が板ばねの湾曲動作によって行われることにより、押し板と受け板のそれぞれの対向面間ではスラスト力発生部材に対する摺動作用をなくすことができ、これらの加工を容易にすることができると共に、熱処理も簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用しようとするカップリングの一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は従来のスラスト力発生機構部の作用を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図４】テーパ状穴にローラを嵌合した状態を示す平面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】受け板を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の要部を示す断平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図９】図７のＣ−Ｃに沿う断面図である。
【図１０】第９に示す状態からの作用説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の他例を示す図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１２】第１１に示す状態からの作用説明図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は板ばねの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…入力軸、２…出力軸、２ａ…ケース、３…メインクラッチ、３ａ…クラッチ板、３ｂ…摩擦板、４…固定板、５…押圧装置、６…押し板、７…受け板、８…スラスト力発生機構、９…サブクラッチ、１０…リテーニングリング、１１…電磁コイル、１２…凹部、１３…カバー、１４…ボール、
２１…スラスト力発生機構、２２…押し面、２３，２５…スプライン溝、２４…押し板、２６…受け板、２７…ローラ、２８…テーパ状穴、２９…波形面、２９ａ…谷、
３１…スラスト力発生機構、３２…受け板、３３…押し板、３４…円弧状溝、３５…突起、３６，３６ａ…板ばね。
【図１】
2004293612.tif 000003
【図２】
2004293612.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004293612.tif 000007
【図６】
2004293612.tif 000008
【図７】
2004293612.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004293612.tif 000011
【図１０】
2004293612.tif 000012
【図１１】
2004293612.tif 000013
【図１２】
2004293612.tif 000014
【図１３】
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