(57)【要約】【課題】凹状カムに対するスラスト力発生部材であるロール追随性をよくすると共に、ロールの凹状カム面との接触点における接触圧力をボールに比較して小さくできる。【解決手段】メインクラッチ３を押圧する押圧装置５の受け板２６と押し板２４とを離隔作動するスラスト力発生機構２１を、軸方向に対向する受け板と押し板の少なくとも一方の対向面に回転方向の複数箇所に放射方向に設けられ、回転方向に浅いＶ字状に形成したカム用溝２８，２９と、このカム用溝と対向面間に介装したロール２７とからなる構成にした。【選択図】図３
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【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軸の間に、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と、このメインクラッチをサブクラッチのＯＮ，ＯＦＦにより選択的に押圧する押圧装置とからなり、
押圧装置が、一方の軸に回転方向に係合する押し板と、他方の軸に回転方向に上記サブクラッチにて係脱可能に係合し、押し板と軸方向に対向させて設けた受け板と、受け板と押し板との間に設けられ、受け板に対して押し板を押動作用するスラスト力発生機構とからなり、
スラスト力発生機構が、軸方向に対向する受け板と押し板の少なくとも一方の対向面の回転方向の複数箇所に放射方向に設けられ、回転方向に浅いＶ字状に形成したカム用溝と、このカム用溝と対向面間に介装したロールとからなる
ことを特徴とするカップリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、４輪駆動車のプロペラシャフトの後端に配置されるカップリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。例えば、図中１はエンジン側に連結されている入力軸、２は動力を駆動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。このリテーニングリング１０とケース２ａとの軸方向の間に、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半楕円球状に形成されたカム用凹部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がカム用凹部６ａ，７ａを乗り上げることにより押し板６が受け板７に対して離隔する方向に移動し、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１】特開２００２−２６６９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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がカム用凹部６ａ，７ａの凹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とカム用凹部６ａ，７ａの凹面との接触は点接触となるため、相互の接触部が小さく、従って接触摩擦抵抗が小さくなり、このため受け板と押し板との間に回転差が生じた状態での凹状カム面に対するボールの追随性が悪く、図２の（ｃ）に示すように、ボールが一方のカム用凹部７ａの谷部から転がり出ない状態で他方のカム用凹部６ａだけが回転方向に移動してしまうことが生じる。この図２（ｃ）で示される状態では、受け板と押し板との相互の回転差に対する軸方向への離隔距離が必要分だけ得ることができないことになる。また、上記したようにボールを用いた点接触であり、これの接触部に大きな接触圧力が作用してカム用凹部を構成する受け板と押し板に高強度と耐摩耗性が要求されること、及び半楕円球状のカム用凹部の成形加工が困難であることにより、従来の受け板と押し板は特殊な焼結合金が使用され、しかもこれには密度６．８〜７．１、Ｎｉ含有で硬度はＨＲｃ７７〜８９のものが用いられ、コストが高かった。
【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部がボールを用いた場合より大きく、従って相互の接触摩擦抵抗が大きくなって、受け板と押し板との回転差に見合う距離寸法を得ることができ、また上記スラスト発生部材の接触部における接触圧力を小さくして、これらの構成材料は一般構造炭素鋼等の低級化と、浸炭焼入、ガス軟窒化を行える等、熱処理の簡素化を図り、より生産性の高い冷間鍛造等への変更により、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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る発明は、同軸状にして回転自在に嵌合する入力軸と出力軸の間に、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と、このメインクラッチをサブクラッチのＯＮ，ＯＦＦにより選択的に押圧する押圧装置とからなり、押圧装置が、一方の軸に回転方向に係合する押し板と、他方の軸に回転方向に上記サブクラッチにて係脱可能に係合し、押し板と軸方向に対向させて設けた受け板と、受け板と押し板との間に設けられ、受け板に対して押し板を押動作用するスラスト力発生機構とからなり、スラスト力発生機構が、軸方向に対向する受け板と押し板の少なくとも一方の対向面の回転方向の複数箇所に放射方向に設けられ、回転方向に浅いＶ字状に形成したカム用溝と、このカム用溝と対向面間に介装したロールとからなる構成になっている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、メインクラッチを作動するための押圧装置におけるスラスト力発生機構に、軸方向に対向する受け板と押し板の少なくとも一方の対向面の回転方向の複数箇所に放射方向に設けられる、回転方向に浅いＶ字状に形成して対向するカム用溝と対向面間にロールを介装した構成を用いたことにより、カム用溝とロールとの接触が線接触になって、その接触部を従来のカム用凹部とボールとの接触に比較して大きくとることができると共に、接触摩擦抵抗も大きくすることができ、このことにより、受け板と押し板の回転差により対向するカム用溝面が回転方向にずれたときのスラスト力発生部材であるロールの追随性がよくなり、カム用溝面に対して確実にロールが移動され、両板の上記両板の回転差に応じた離隔寸法を得ることができる。
【００１６】
また、スラスト力発生部材としてロールを用いたことにより、相互の接触が線接触となって、カム用溝面との接触部がボールを用いた場合より大きくなり、この相互の部材の接触部における接触圧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として一般的な構造用鋼等へ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ると共に、より生産性の高い冷間鍛造等への変更ができ、コストを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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３ａ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、これらの間に介装するロール２７とからなっている。
【００１９】
受け板２６の押し板２４との対向面は、テーパ状になっており、この対向面の回転方向の複数箇所（例えば６箇所）に断面形状を回転方向に浅いＶ字状に構成したカム用溝２８が放射状に設けてある。この各カム用溝２８は上記テーパ状の対向面と平行に傾斜されている。なおこの各カム用溝２８の放射方向内側端には段部２８ａが設けてある。
【００２０】
押し板２４の受け板２６との対向面は、受け板２６の対向面と平行のテーパ状になっており、この対向面に断面形状を回転方向に浅いＶ字状に形成したカム用溝２９が、上記受け板２６の各カム用溝２８と対向する位置に放射状に設けてある。この各カム用溝２９は上記テーパ状の対向面と平行に傾斜されている。なお、この各カム用溝２９の放射方向外側端が押し板２４の外周部に設けられる平板部２４ａに交差している。
【００２１】
そして上記受け板２６と押し板２４のそれぞれの対向するカム用溝２８，２９間にスラスト力発生部材としてのロール２７が介装されている。このロール２７は、両カム用溝２８，２９と平行で、全長にわたって両カム用溝２８，２９のＶ字状面に接触する長さになっている。
【００２２】
上記構成において、受け板２６と押し板２４に回転差が生じると、図２に示した状態と同様に、ロール２７がカム用溝２８，２９を乗り上げることにより、受け板２６に対して押し板２４が軸方向に離隔する方向に移動し、これによりメインクラッチ３の押圧（ＯＮ）作動がなされる。
【００２３】
このとき、受け板２６と押し板２４とを離隔させるための力はロール２７の軸方向の全長で受けられる。従って、このロール２７の単位面積あたりに作用する力は、従来の技術で用いられ、点接触で上記を受けていたボールに比較して線接触となって小さくなる。
【００２４】
また、両カム用溝２８，２９とロール２７との接触部が線接触となって点接触より大きくなることにより、接触部における接触摩擦抵抗が点接触より大きくなり、この接触部における滑りがなくなって、受け板２６と押し板２４との間に回転差が生じたときのロール２７の追随性がよくなり、両板２４，２６の回転差に応じた離隔距離を正確にとることができる。
【００２５】
また、上記作用状態におけるロール２７の放射方向内側への移動は、受け板２６側のカム用溝２８の段部２８ａにて止められ、また外側への移動は、押し板２４側のカム用溝２９と押し板２４の放射方向外側の平板部２４ａとの交差部にて止められる。
【００２６】
図７に本発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態におけるカム用溝３０，３１は受け板２６及び押し板２４の軸心に対して直角方向の平面内で放射状に設けられていて、この両カム用溝３０，３１間にロール２７が介装されている。そしてこのロール２７の外側への移動は、カム用溝３０の外側部に設けられた段部３０ａにて止められ、内側への移動は、カム用溝３１の内側部に設けられた段部３１ａにて止められる。
【００２７】
上記両実施の形態において、カム用溝２８，２９，３０，３１の表面及びロール２７の表面は、作動時のスリップを防ぐために、それほど平滑状に仕上げ加工する必要はない。一方高い硬度は必要でそれぞれＨＲｃ５５〜６３程度にする。またカム用溝２８，２９，３０，３１及びロール２７は、これに作用する接触圧力が比較的小さくなることにより、受け板２６、押し板２４及びロール２７は通常用いられる一般構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）等、低級の材料にて構成できると共に、これの熱処理も浸炭焼入、ガス軟窒化等を行うことができて簡素化を図ることができる。その上受け板２６、押し板２４の成形加工に冷間鍛造を利用できる。
【００２８】
さらに、他の実施の形態では、スラスト力発生部材としてロール２７を用いたことで接触部における接触摩擦抵抗が大きくなることにより、ロール２７とカム接触するカム用溝は軸方向に対向する受け板２６と押し板２４の一方の対向面だけに設け、他方の対向面は平面状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のカップリングを示す断面図である。
【図２】（ａ）は従来のスラスト力発生機構部を示す断面図、（ｂ），（ｃ）はその作用説明図である。
【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】図３のＡ−Ａ矢視拡大断面図である。
【図５】図３のロールを省略して示すＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】図３のロールを省略して示すＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図８】図７のロールを省略して示すＤ−Ｄ矢視図である。
【図９】図７のロールを省略して示すＥ−Ｅ矢視図である。
【符号の説明】
【００３０】
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、６ａ，７ａ…カム用凹部、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、２４ａ…平板部、２６…受け板、２７…ロール、２８，２９，３０，３１…カム用溝、２８ａ，３０ａ，３１ａ…段部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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