JP2004120954A

JP2004120954A - Electromagnetic actuator and differential system and power interrupting device employing it

Info

Publication number: JP2004120954A
Application number: JP2002283964A
Authority: JP
Inventors: Masao Teraoka; 寺岡　正夫; Koji Otsuka; 大塚　幸二
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make uniform and stabilize the operation by preventing a plunger from tilting. <P>SOLUTION: The electromagnetic actuator comprises an electromagnetic coil 67, coil housings 69 and 71 for holding the electromagnetic coil 67, and a plunger 73 constituting the magnetic path of the electromagnetic coil 67 together with the coil housings 69 and 71 and moving in the axial direction as the electromagnetic coil 67 is excited to move a unit 9 being operated. The plunger 73 is disposed on the outer circumferential side of the coil housings 69 and 71 and prevented from tilting by means of flexible members 75 and 77 for coupling the plunger 73 with the coil housings 69 and 71. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クラッチなどの被操作装置を操作する電磁式アクチュエータと、このクラッチによって駆動力を断続する、あるいは、差動を制限するデファレンシャル装置と、このクラッチによって駆動力を断続する動力断続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、特開昭６４−２２６３３号公報（特許文献１）に記載された車両用デフロック装置５０１を示している。この車両用デフロック装置５０１は、ベベルギア式差動機構５０３、その差動回転をロックするためのドッグクラッチ５０５、ドッグクラッチ５０５を噛み合わせ操作する電磁式アクチュエータ５０７、ドッグクラッチ５０５の噛み合いを解除するリターンスプリング５０９などから構成されている。
【０００３】
デフケース５１１を回転させるエンジンの駆動力は、差動機構５０３のサイドギア５１３，５１５からそれぞれの車軸５１７，５１９を介して左右の車輪側に配分される。ドッグクラッチ５０５は、デフケース５１１と磁性材料製のプランジャ５２１との間に設けられており、このプランジャ５２１は左サイドギア５１３側の車軸５１７に軸方向移動自在にスプライン連結されている。また、プランジャ５２１はリターンスプリング５０９によってドッグクラッチ５０５の噛み合い解除方向（図４の左方）に付勢されている。
【０００４】
電磁式アクチュエータ５０７は、プランジャ５２１の外周に配置された磁性材料製のベアリングハウジング５２３上に巻線された電磁コイル５２５と、上記のプランジャ５２１などから構成されており、ベアリングハウジング５２３とプランジャ５２１とによって電磁コイル５２５の磁路が構成されている。
【０００５】
電磁コイル５２５が励磁されていない間、プランジャ５２１はリターンスプリング５０９の付勢力によって、図４の位置に移動しており、この状態ではドッグクラッチ５０５の噛み合いと、差動機構５０３の差動ロックが解除されている。
【０００６】
また、電磁コイル５２５が励磁されると、上記の磁路に磁束ループが形成され、その磁力によって生じた移動操作力によりプランジャ５２１は右方に移動し、ドッグクラッチ５０５を噛み合わせて差動機構５０３の差動をロックする。
【０００７】
悪路走行中のように、駆動輪が空転し易い状況で差動をロックさせると、空転車輪からの駆動力の逃げが防止されて、悪路などの脱出性、走破性が向上し、車両のスタックが防止される。
【０００８】
電磁式アクチュエータ５０７は、電磁コイル５２５とプランジャ５２１とを同軸配置したことにより、コンパクトに構成されると共に、ユニット性が高く、従って、車載性に勝れている。
【０００９】
また、図５は他の従来例の電磁式アクチュエータ６０１を示している。
【００１０】
この電磁式アクチュエータ６０１では、プランジャ６０３がコイルハウジング６０５の外周側に配置されており、プランジャ６０３はコイルハウジング６０５の支承部６０７で支承され、径方向に位置決め（センターリング）されている。また、プランジャ６０３とコイルハウジング６０５の対向部に形成されたエアギャップ６０９は電磁コイル６１１の磁路の一部を構成している。
【００１１】
プランジャ５２３の周辺にデフケース５２７のボス部５２９やベアリング５３１などの磁性材料が存在する図４の従来例と異なって、プランジャ６０３をコイルハウジング６０５の外周側に配置する構成では、プランジャ６０３の周辺に磁性材料が存在しないから、電磁コイル６１１の磁束漏れが軽減される上に、コイルハウジング６０５の外周側に配置したことによってプランジャ６０３が大径になるから、エアギャップ６０９（磁路）の面積が広くなり、それだけ磁束が飽和しにくくなって磁束の利用効率が向上する。
【００１２】
従って、移動操作力（磁力）を強化するために、電磁コイル６１１を大型化し、あるいは、励磁電流を増やす必要がなくなり、これに伴うバッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、被操作装置の車載性低下などが防止されると共に、電磁コイル６１１によるプランジャ６０３及び被操作装置の操作レスポンスが大幅に向上する。
【００１３】
また、電磁式アクチュエータ６０１では、プランジャ６０３を支承するためのガイド部材がないから、コイルハウジング６０５の形状が簡単になると共に、ガイド部材の材料、加工、溶接などの各コストが低減される。
【００１４】
【特許文献１】
特開昭６４−２２６３３号公報（明細書２頁右上欄７行〜右下欄１７行、第２図参照）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、プランジャを軸方向に対して傾斜させる（倒す）トルクを受けた場合、図４の従来例のように内周側に配置したことによってプランジャ５２３が小径になっている電磁式アクチュエータ５０１と較べて、図５の従来例のようにプランジャ６０３を大径にした電磁式アクチュエータ６０１では、倒れが大きくなり易い。
【００１６】
プランジャ６０３の倒れが大きくなると、コイルハウジング６０５の支承部６０７との間で移動抵抗が増加すると共に、倒れに伴ってプランジャ６０３と支承部６０７との間で囓りが発生するから、電磁式アクチュエータ６０１の動作が円滑を欠き、不安定になる恐れがある。
【００１７】
また、このようにな移動抵抗の増加や囓りに備えて電磁コイル６１１の操作移動力（磁力）を強化する必要が生じ、そのためには電磁コイル６１１の大型化や励磁電流の増加が必要になるから、これに伴ってバッテリーの負担が増加し、エンジンの燃費が低下し、車載性が低下する。
【００１８】
そこで、この発明は、電磁コイルによってプランジャを移動操作し、クラッチなどの被操作装置を断続操作する電磁式アクチュエータであって、プランジャの倒れを防止することにより、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加を伴わずに、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャと被操作装置の操作力と操作レスポンスを向上させた電磁式アクチュエータと、この電磁式アクチュエータを用いて構成したデファレンシャル装置及び動力断続装置の提供を目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電磁式アクチュエータは、環状に形成された電磁コイルと、前記電磁コイルを一体に包み込んで保持するコイルハウジングと、前記コイルハウジングと共に前記電磁コイルの磁路を構成し、前記電磁コイルが励磁されると軸方向に移動し、被操作装置を移動操作するプランジャとを備えた電磁式アクチュエータであって、前記プランジャを、前記コイルハウジングの外周側に配置すると共に、可撓部材によって前記プランジャと前記コイルハウジングとを軸方向移動自在に連結することにより、前記プランジャを径方向に位置決めし、倒れを防止したことを特徴とする。
【００２０】
このように、本発明の電磁式アクチュエータでは、可撓部材によってコイルハウジングとプランジャとを連結したことにより、プランジャが径方向に位置決めされ、倒れが防止される。
【００２１】
従って、プランジャの倒れによる移動抵抗の増加や、倒れによるプランジャとコイルハウジングとの囓りが防止され、電磁式アクチュエータの動作が円滑で正常に保たれると共に、移動抵抗の増加や囓りに備えて、電磁コイルを大型化し、あるいは、励磁電流の増やして電磁コイルの操作移動力（磁力）を強化する必要がなくなるから、これに伴うバッテリーの負担増加と、エンジンの燃費低下と、大型化と重量増加による車載性の低下などが避けられる。
【００２２】
こうして、本発明の電磁式アクチュエータでは、プランジャの倒れを防止しながら、プランジャをコイルハウジングの外周に配置したことによる、上記のような、磁束の利用効率向上効果、プランジャ及び被操作装置の移動操作力と、操作レスポンスの向上効果などが得られる。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１に記載された電磁式アクチュエータであって、前記コイルハウジングの外周側に配置された前記プランジャに加えて、前記電磁コイルが励磁されると軸方向に移動操作されるプランジャを、前記コイルハウジングの内周側にも配置すると共に、可撓部材によって前記内周側のプランジャと前記コイルハウジングとを軸方向移動自在に連結することにより、前記プランジャを径方向に位置決めし、倒れを防止したことを特徴とする。
【００２４】
請求項２の構成では、コイルハウジングの内周側に配置されたプランジャも可撓部材によって径方向に位置決めされ、倒れが防止されるから、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２５】
また、コイルハウジングの外周側のプランジャに加えて、コイルハウジングの内周側にもプランジャを配置したことにより、コイルハウジングの内周側で生じている空気層への磁束漏れを有効に利用できるから、電磁コイルを大型化し、あるいは、励磁電流を増やすことなく、電磁コイルによるプランジャ及び被操作装置の移動操作力と、操作レスポンスが大幅に向上する。
【００２６】
また、外周側のプランジャとコイルハウジングとの間で磁束が飽和して、電磁コイルの磁束を充分に使い切っていない場合は、内周側に配置したプランジャによって電磁コイルの磁束を有効に使い切ることができるから、プランジャの移動操作力と操作レスポンスがさらに向上する。
【００２７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載された電磁式アクチュエータであって、前記可撓部材を、前記プランジャの軸方向両側にそれぞれ配置したことを特徴とし、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２８】
また、請求項３の構成では、プランジャの軸方向両側を可撓部材で支持したことにより、プランジャがカンチレバーになる（片持ち支持される）ことが防止され、プランジャの倒れ防止機能がさらに向上する。
【００２９】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された電磁式アクチュエータであって、前記可撓部材が、径方向に長尺な複数個の板ばねであり、前記各板ばねが、周方向等間隔に配置されていることを特徴とし、請求項１〜３の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３０】
また、複数個の板ばねを周方向等間隔に配置したから、プランジャを径方向に正確に位置決めして、倒れを防止することができる。
【００３１】
また、プランジャとコイルハウジングを板ばねで連結する請求項４の構成は、低コストに実施可能である。
【００３２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された電磁式アクチュエータであって、前記電磁コイルが励磁されると、前記プランジャが前記被操作装置の連結位置に移動するように構成され、前記電磁コイルの励磁が解除されると、前記可撓部材、あるいは、前記板ばねが、前記プランジャを前記被操作装置の連結解除位置に移動させるリターンスプリングを兼ねることを特徴とし、請求項１〜４の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３３】
また、可撓部材や板ばねがリターンスプリングを兼ねる請求項５の構成では、専用のリターンスプリングを省略することにより、部品点数、部品コスト、組み付けコストなどを低減することができる。
【００３４】
また、可撓部材や板ばねがリターンスプリングを兼ねるから、専用のリターンスプリングをそれだけ小さく（弱く）して、部品コストを低減することができる。
【００３５】
請求項６のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースの回転を一対の出力側サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、前記デフケースと前記出力側サイドギアのいずれか２者との間に配置され、前記差動機構の差動を制限するクラッチと、請求項１〜５のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記差動機構の差動を制限することを特徴としている。
【００３６】
また、請求項６のデファレンシャル装置は、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば差動機構の差動が制限され、クラッチの連結を解除すれば差動が自由になる。
【００３７】
また、請求項６のデファレンシャル装置は、請求項１〜５の電磁式アクチュエータを用いたことにより、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００３８】
請求項７のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するアウターデフケースと、前記アウターデフケースの内部に相対回転可能に配置されたインナーデフケースと、前記インナーデフケースに連結された差動機構と、前記アウターデフケースと前記インナーデフケースとの連結を断続するクラッチと、請求項１〜５のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記アウターデフケースと前記インナーデフケースとの間でトルクを断続することを特徴としている。
【００３９】
請求項７のデファレンシャル装置は、差動機構の入力側で駆動力を断続するデファレンシャル装置であり、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば車両は２輪駆動状態になる。
【００４０】
また、請求項７のデファレンシャル装置は、請求項１〜５の電磁式アクチュエータを用いたことにより、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００４１】
請求項８のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースの回転を一対の出力側サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、前記出力側サイドギアのいずれか一方とその車輪との間に配置されたクラッチと、請求項１〜５のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記サイドギアと車輪との間でトルクを断続することを特徴としている。
【００４２】
また、請求項８のデファレンシャル装置は、差動機構の出力側で駆動力を断続するデファレンシャル装置であり、請求項７のデファレンシャル装置と同様に、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば、差動機構の差動回転によって駆動力が遮断され、車両は２輪駆動状態になる。
【００４３】
また、請求項８のデファレンシャル装置は、請求項１〜５の電磁式アクチュエータを用いたことにより、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００４４】
請求項９の動力断続装置は、一対のトルク伝達部材と、前記両トルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、請求項１〜５のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記トルク伝達部材の間でトルクを断続することを特徴としている。
【００４５】
請求項９の動力断続装置は、例えば、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば車両は２輪駆動状態になる。
【００４６】
また、請求項９の動力断続装置は、請求項１〜５の電磁式アクチュエータを用いたことにより、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００４７】
【発明の実施の形態】
図１によって本発明の一実施形態である電磁式アクチュエータ１及びこれを用いたデファレンシャル装置３の説明をする。
【００４８】
以下の説明の中で、左右の方向はデファレンシャル装置３が用いられた車両での左右の方向である。また、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００４９】
デファレンシャル装置３は、電磁式アクチュエータ１、デフケース５、ベベルギア式の差動機構７、ドッグクラッチ９（クラッチ：被操作装置）、リターンスプリング１１、ポジションスイッチ１３、コントローラなどから構成されている。
【００５０】
デフケース５は、ケーシング本体１５と左右のカバー１７，１９から構成されており、ケーシング本体１５と左のカバー１７はボルト２１で固定され、ケーシング本体１５と右のカバー１９は溶接されている。
【００５１】
デフケース５はデフキャリヤ２３の内部に配置されており、カバー１７，１９に形成された各ボス部２５，２７はテーパーローラーベアリング２９を介してそれぞれデフキャリヤ２３に支承されている。
【００５２】
デフキャリヤ２３の内部にはオイル溜りが形成されている。
【００５３】
デフケース５にはリングギアがボルトで固定されており、このリングギアは動力伝達系のギヤと噛み合っている。この動力伝達系はトランスミッション側に連結されており、デフケース５はトランスミッションとこの動力伝達系とを介して伝達されるエンジンの駆動力により回転駆動される。
【００５４】
差動機構７は、複数本のピニオンシャフト３１、各ピニオンシャフト３１上に支承されたピニオンギア３３、出力側のサイドギア３５，３７から構成されている。
【００５５】
各ピニオンシャフト３１は、デフケース５（ケーシング本体１５）に設けられた貫通孔３９に端部を係合し、スプリングピン４１によって抜け止めされている。また、サイドギア３５，３７は左右からそれぞれ各ピニオンギア３３と噛み合っている。
【００５６】
デフケース５とピニオンギア３３との間には球面ワッシャ４３が配置されており、ピニオンギア３３の遠心力と、サイドギア３５，３７との噛み合いによってピニオンギア３３に生じる噛み合い反力とを受けている。
【００５７】
各サイドギア３５，３７のボス部４５，４７は、カバー１７，１９に形成された支承部４９，５１によって支承されており、各ボス部４５，４７はスプライン連結された車軸を介して左右の車輪側に連結されている。
【００５８】
左サイドギア３５とデフケース５との間にはスラストワッシャ５３が配置され、サイドギア３５の噛み合い反力を受けており、右サイドギア３７とデフケース５との間にはスラストワッシャ５５，５５が配置され、サイドギア３７の噛み合い反力を受けている。
【００５９】
ドッグクラッチ９は、右サイドギア３７に形成された噛み合い歯５７と、クラッチリング５９に形成された噛み合い歯６１によって構成されている。
【００６０】
このクラッチリング５９には脚部６３が周方向等間隔に形成されている。クラッチリング５９は各脚部６３をカバー１９に形成された周方向等間隔の開口６５にそれぞれ貫通させてデフケース５に回り止めされ、軸方向移動自在に配置されている。
【００６１】
クラッチリング５９が左に移動するとドッグクラッチ９が噛み合って差動機構７の差動がロックされ、図１のように、クラッチリング５９が右に移動するとドッグクラッチ９の噛み合いが解除され、差動ロックが解除される。
【００６２】
リターンスプリング１１は右サイドギア３７とクラッチリング５９との間に配置され、クラッチリング５９をドッグクラッチ９の噛み合い解除側（右方）に付勢している。
【００６３】
電磁式アクチュエータ１は、電磁コイル６７、これを左右から挟み込んで一体に形成された一対のコイルハウジング６９，７１、プランジャ７３、各３個の板ばね７５，７７（可撓部材）などから構成されている。
【００６４】
コイルハウジング７１は連結部材を介してデフキャリヤ２３に固定されており、電磁コイル６７のリード線はデフキャリヤ２３の外部に引き出され、コントローラを介して車載のバッテリに接続されている。
【００６５】
また、コイルハウジング６９，７１は、左右のスラストワッシャ７９，８１によりデフケース５の右ボス部２７と、テーパーローラーベアリング２９のインナーレース８３との間で軸方向に位置決めされている。
【００６６】
プランジャ７３は磁性材料のリング８５と、その外周側にリング８５と一体に形成された非磁性材料の押圧リング８７とで作られている。リング８５の内周（コイルハウジングに対する対向部）はコイルハウジング６９，７１の外周（プランジャに対する対向部）で軸方向移動自在に支承されており、リング８５の内周にはテフロン（登録商標）のコーティングが施され、摺動抵抗を低減させている。
【００６７】
ドッグクラッチ９のクラッチリング５９は、リターンスプリング１１の付勢力により、プレッシャープレート８９を介して押圧リング８７（プランジャ７３）を右方に押圧している。プレッシャープレート８９は腕部９１によって回転側のクラッチリング５９に連結されており、静止側のプランジャ７３（押圧リング８７）との間で摺動を吸収している。
【００６８】
図１，２，３のように、各板ばね７５，７７は径方向に長尺に成型されており、各板ばね７５，７７にはそれぞれ屈曲部９３，９５が設けられている。
【００６９】
各板ばね７５は径方向外側の端部をビス９７によってコイルハウジング６９に固定され、径方向内側の端部をビス９７によってプランジャ７３の押圧リング８７の左側端部に固定されている。また、図３のように、コイルハウジング６９には板ばね７５の厚さと同じ深さの溝９９が周方向等間隔に３本設けられており、各板ばね７５の径方向内側の端部はこの溝９９に係合することにより、プランジャ７３の回り止めをしている。
【００７０】
各板ばね７７は径方向外側の端部をビス９７によってコイルハウジング７１に固定され、径方向内側の端部をビス９７によってプランジャ７３の押圧リング８７の右側端部に固定されている。
【００７１】
図３のように、３個の板ばね７５は周方向等間隔に配置されており、３個の板ばね７７も同様に周方向等間隔に配置されている。
【００７２】
図１，２のように、板ばね７５，７７は、プランジャ７３の軸方向の両側をそれぞれコイルハウジング６９，７１に連結することにより、プランジャ７３を径方向に位置決めし、倒れを防止している。
【００７３】
また、このように軸方向の両側で支持されたことによって、プランジャ７３はカンチレバーになる（片持ち支持される）ことが防止されており、倒れ防止機能がさらに向上している。
【００７４】
また、板ばね７５，７７に屈曲部９３，９５を形成したことにより、上記の倒れ防止機能を保ちながら、プランジャ７３は軸方向に充分な距離だけ往復移動することができる。
【００７５】
また、板ばね７５，７７は、プランジャ７３をドッグクラッチ９の噛み合い位置から右方の噛み合い解除位置に付勢することにより、リターンスプリング機能を兼ねている。
【００７６】
コイルハウジング６９，７１とプランジャ７３によって電磁コイル６７の磁路が構成されており、プランジャ７３はアーマチャになっている。
【００７７】
コントローラは、電磁コイル６７の励磁、励磁停止を行う。
【００７８】
電磁コイル６７が励磁されると、磁路に磁束ループ１０１が発生し、プランジャ７３がリターンスプリング１１と板ばね７５，７７を撓ませながら左方に移動し、クラッチリング５９を移動させてドッグクラッチ９を噛み合わせ、上記のように、差動機構７の差動をロックさせる。
【００７９】
悪路走行中のように、左右の駆動輪が空転し易い状況で差動をロックさせると、空転車輪からの駆動力の逃げが防止されて、悪路などの脱出性、走破性が向上し、車両のスタックが防止される。
【００８０】
なお、コイルハウジング６９には、電磁コイル６７の磁力によってプランジャ７３が左方に移動したときに、プランジャ７３（リング８５）と突き当たって停止させるストッパ部１０３（図２）が設けられている。
【００８１】
また、電磁コイル６７の励磁を停止すると、リターンスプリング１１と板ばね７５，７７によってクラッチリング５９とプレッシャープレート８９とプランジャ７３が右方へ戻り、ドッグクラッチ９の噛み合いが解除され、差動機構７の差動が自由になる。
【００８２】
ポジションスイッチ１３のホルダー１０５はデフキャリヤ２３を貫通して螺着されており、ホルダー１０５と同軸に設けられた位置検出軸１０７の先端にはプローブ１０９が形成されている。このプローブ１０９はプレッシャープレート８９の左側面に係合している。また、この位置検出軸１０７は適度な強さのリターンスプリングによって右方へ付勢されている。
【００８３】
ポジションスイッチ１３の位置検出軸１０７（プローブ１０９）は、ドッグクラッチ９が噛み合うと、プレッシャープレート８９の移動に伴って破線の位置まで移動し、ドッグクラッチ９の噛み合いが解除されると、上記のリターンスプリングによって実線の位置に戻る。
【００８４】
ポジションスイッチ１３は位置検出軸１０７のこのような軸方向往復移動に伴ってＯＮ−ＯＦＦし、その信号をコントローラに送る。コントローラは受け取ったＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいて、電磁式アクチュエータ１の差動回転がロックされているか否かを判断する。
【００８５】
デフケース５には、右カバー１９の開口６５の他に、左カバー１７とケーシング本体１５にも開口１１１，１１３がそれぞれ形成され、ボス部２５，２７の内周には螺旋状のオイル溝が形成されており、さらに、スラストワッシャ５３，５５と対向する部分には、前記の各螺旋状オイル溝にそれぞれ連通した径方向のオイル溝１１５，１１７が形成されている。
【００８６】
開口６５，１１１，１１３はいずれもデフケース５の径方向外側部分に形成されているから、デフキャリヤ２３に形成されたオイル溜りのオイルに常時浸されており、デフケース５の回転に伴って開口６５，１１１，１１３からオイルが流出入する。
【００８７】
また、オイル溜りのオイルはデフケース５とリングギアの回転によって掻き上げられ、掻き上げられたオイルはボス部２５，２７の各螺旋状オイル溝のネジポンプ作用によって移動を促進され、オイル溝１１５，１１７と、スラストワッシャ５３，５５の隙間などを通ってデフケース５の内部に流入する。
【００８８】
デフケース５に流入したオイルは、差動機構７を構成する各ギア３３，３５，３７の噛み合い部、ピニオンシャフト３１とピニオンギア３３の摺動部、デフケース５とクラッチリング５９の摺動部、ドッグクラッチ９（噛み合い歯５７，６１）などに供給されてこれらを潤滑・冷却する。
【００８９】
また、電磁式アクチュエータ１の下部もオイル溜りに浸されており、プランジャ７３のリング８５とコイルハウジング６９，７１との摺動部（テフロン（登録商標）コーティング部）、プランジャ７３の押圧リング８７とプレッシャープレート８９との摺動部、コイルハウジング６９，７１とスラストワッシャ７９，８１との摺動部、プレッシャープレート８９とポジションスイッチ１３のプローブ１０９との摺動部なども潤滑・冷却される。
【００９０】
上記の各潤滑・冷却部では、供給されたオイルによって磨耗が軽減され、耐久性が向上すると共に、各摺動部での摩擦抵抗の低減によって、エンジンの燃費が向上する。
【００９１】
こうして、電磁式アクチュエータ１とデファレンシャル装置３が構成されている。
【００９２】
電磁式アクチュエータ１では、板ばね７５，７７の支持機能によってプランジャ７３の倒れが防止され、また、プランジャ７３（押圧リング８７）の軸方向両端を板ばね７５，７７で支持したことによって、プランジャ７３の倒れ防止機能がさらに向上している。
【００９３】
また、各３個の板ばね７５，７７を周方向等間隔に配置してプランジャ７３を径方向に正確に位置決めし、倒れ防止機能を向上させている。
【００９４】
従って、倒れによるプランジャ７３の移動抵抗増加や、倒れによるプランジャ７３とコイルハウジング６９，７１との囓りが防止されるから、動作が円滑で正常に保たれると共に、移動抵抗の増加や囓りに備えて、電磁コイル６７を大型化し、あるいは、励磁電流を増やして電磁コイル６７の磁力を強化する必要がなくなり、これに伴うバッテリーの負担増加と、エンジンの燃費低下と、大型化と重量増加による車載性の低下などが避けられる。
【００９５】
また、プランジャ７３とコイルハウジングを板ばね７５，７７で連結する構成は、低コストに実施可能である。
【００９６】
また、板ばね７５，７７がリターンスプリングを兼ねるから、リターンスプリング１１をそれだけ小さく（弱く）して、部品コストを低減することができる。
【００９７】
なお、上記の実施形態と異なって、本発明の電磁式アクチュエータは、電磁コイルを励磁すると、被操作装置の作動が停止し、電磁コイルの励磁を解除すると、シフトスプリングによって被操作装置が作動するように構成してもよい。
【００９８】
このような構成の場合、可撓部材や板ばねがシフトスプリングを兼ねるようにしてもよい。
【００９９】
また、本発明の電磁式アクチュエータにおいて、被操作装置はクラッチに限らず、クラッチも、各実施形態のような噛み合いクラッチ（ドッグクラッチ）だけでなく、多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。
【０１００】
また、本発明のデファレンシャル装置において、差動機構は、ベベルギア式の差動機構に限らず、プラネタリーギア式の差動機構、デフケースの収容孔に回転自在に収容されたピニオンギアで出力側のサイドギアを連結した差動機構、ウォームギアを用いた差動機構などでもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
請求項１の電磁式アクチュエータは、可撓部材の支持機能によってプランジャの倒れが防止され、プランジャの倒れによる移動抵抗増加や、コイルハウジングとの囓りが防止されるから、動作が円滑で正常に保たれると共に、移動抵抗の増加や囓りに備えて、電磁コイルを大型化し、励磁電流の増やす必要がなくなり、これに伴うバッテリーの負担増加と、エンジンの燃費低下と、大型化と重量増加による車載性の低下などが避けられる。
【０１０２】
請求項２の電磁式アクチュエータは、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１０３】
また、コイルハウジングの内周側にもプランジャを配置し、コイルハウジングの内周側で生じている空気層への磁束漏れを有効に利用し、あるいは、電磁コイルの磁束を有効に使い切ることにより、電磁コイルの大型化と励磁電流の増加を伴わずに、プランジャと被操作装置の操作力と、操作レスポンスが大幅に向上する。
【０１０４】
請求項３の電磁式アクチュエータは、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、プランジャの軸方向両側を可撓部材で支持し、プランジャがカンチレバーになることを防止したことにより、プランジャの倒れ防止機能がさらに向上する。
【０１０６】
請求項４の電磁式アクチュエータは、請求項１〜３の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１０７】
また、複数個の板ばねを周方向等間隔に配置したことにより、プランジャを径方向に正確に位置決めして、倒れを防止することができる。
【０１０８】
また、プランジャとコイルハウジングを板ばねで連結するこの構成は、低コストに実施可能である。
【０１０９】
請求項５の電磁式アクチュエータは、請求項１〜４の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１１０】
また、可撓部材や板ばねがリターンスプリングを兼ねるこの構成では、専用のリターンスプリングを省略することにより、部品点数、部品コスト、組み付けコストなどを低減できる。
【０１１１】
また、専用のリターンスプリングをそれだけ小さくして、部品コストを低減することもできる。
【０１１２】
請求項６のデファレンシャル装置は、請求項１〜５の電磁式アクチュエータを用いたことにより、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、車載性の低下などが防止される。
【０１１３】
請求項７のデファレンシャル装置は、請求項１〜５の電磁式アクチュエータを用いたことにより、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、車載性の低下などが防止される。
【０１１４】
請求項８のデファレンシャル装置は、請求項１〜５の電磁式アクチュエータを用いたことにより、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、車載性の低下などが防止される。
【０１１５】
請求項９の動力断続装置は、請求項１〜５の電磁式アクチュエータを用いたことにより、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、車載性の低下などが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の電磁式アクチュエータとこれを用いたデファレンシャル装置を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１のＡ矢視図である。
【図４】従来例の断面図である。
【図５】他の従来例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１　電磁式アクチュエータ
３　デファレンシャル装置
５　デフケース
７　差動機構
９　ドッグクラッチ（クラッチ：被操作装置）
３５，３７　差動機構の出力側サイドギア
６７　電磁コイル
６９，７１　コイルハウジング
７３　コイルハウジングの外周側に配置されたプランジャ
７５，７７　板ばね（可撓部材）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic actuator for operating an operated device such as a clutch, a differential device for interrupting or interrupting the driving force by the clutch, and a power interrupting device for interrupting the driving force by the clutch. .
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows a vehicle differential lock device 501 described in JP-A-64-22633 (Patent Document 1). The vehicle differential lock device 501 includes a bevel gear type differential mechanism 503, a dog clutch 505 for locking the differential rotation thereof, an electromagnetic actuator 507 for operating the dog clutch 505, and a return for releasing the engagement of the dog clutch 505. It is composed of a spring 509 and the like.
[0003]
The driving force of the engine for rotating the differential case 511 is distributed from the side gears 513 and 515 of the differential mechanism 503 to the left and right wheels via respective axles 517 and 519. The dog clutch 505 is provided between the differential case 511 and a plunger 521 made of a magnetic material, and the plunger 521 is spline-connected to an axle 517 on the left side gear 513 side so as to be movable in the axial direction. Further, the plunger 521 is urged by the return spring 509 in the direction of releasing the engagement of the dog clutch 505 (to the left in FIG. 4).
[0004]
The electromagnetic actuator 507 includes an electromagnetic coil 525 wound on a bearing housing 523 made of a magnetic material and disposed on the outer periphery of the plunger 521, the above-described plunger 521, and the like. A magnetic path of the electromagnetic coil 525 is configured by the above.
[0005]
While the electromagnetic coil 525 is not excited, the plunger 521 is moved to the position shown in FIG. 4 by the urging force of the return spring 509. In this state, the engagement of the dog clutch 505 and the differential lock of the differential mechanism 503 are stopped. It has been released.
[0006]
Further, when the electromagnetic coil 525 is excited, a magnetic flux loop is formed in the magnetic path, and the plunger 521 moves rightward by the moving operation force generated by the magnetic force, and engages the dog clutch 505 to drive the differential mechanism. The differential of 503 is locked.
[0007]
Locking the differential in a situation where the driving wheels are likely to idle, such as when driving on a rough road, prevents the driving force from escaping from the idle wheels, improving escape and running ability on rough roads, etc. Stacking is prevented.
[0008]
The electromagnetic actuator 507 is configured compactly by arranging the electromagnetic coil 525 and the plunger 521 coaxially, has a high unity, and thus excels in vehicle mountability.
[0009]
FIG. 5 shows another conventional electromagnetic actuator 601.
[0010]
In the electromagnetic actuator 601, the plunger 603 is arranged on the outer peripheral side of the coil housing 605, and the plunger 603 is supported by a support portion 607 of the coil housing 605, and is positioned (centered) in the radial direction. Further, an air gap 609 formed at a portion where the plunger 603 and the coil housing 605 face each other forms a part of a magnetic path of the electromagnetic coil 611.
[0011]
Unlike the conventional example of FIG. 4 in which magnetic materials such as the boss 529 and the bearing 531 of the differential case 527 exist around the plunger 523, in the configuration in which the plunger 603 is arranged on the outer peripheral side of the coil housing 605, Since there is no magnetic material, the magnetic flux leakage of the electromagnetic coil 611 is reduced, and since the plunger 603 has a large diameter by being disposed on the outer peripheral side of the coil housing 605, the area of the air gap 609 (magnetic path) is reduced. As a result, the magnetic flux is less likely to be saturated and the utilization efficiency of the magnetic flux is improved.
[0012]
Accordingly, it is not necessary to increase the size of the electromagnetic coil 611 or increase the exciting current in order to enhance the moving operation force (magnetic force), which increases the load on the battery, lowers the fuel efficiency of the engine, and makes the operated device in-vehicle. In addition to preventing the lowering and the like, the operation response of the plunger 603 and the operated device by the electromagnetic coil 611 is greatly improved.
[0013]
Further, in the electromagnetic actuator 601, since there is no guide member for supporting the plunger 603, the shape of the coil housing 605 is simplified, and the costs of the material, processing, welding, etc. of the guide member are reduced.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-64-22633 (page 2, specification, upper right column, line 7 to lower right column, line 17, see FIG. 2)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the plunger receives a torque to incline (tilt) the plunger with respect to the axial direction, the plunger 523 is disposed on the inner peripheral side as in the conventional example of FIG. Thus, in the electromagnetic actuator 601 in which the plunger 603 has a large diameter as in the conventional example in FIG.
[0016]
If the plunger 603 becomes large, the movement resistance between the plunger 603 and the support part 607 of the coil housing 605 increases, and the plunger 603 and the support part 607 become stiff with the fall. There is a possibility that the operation of the 601 is not smooth and becomes unstable.
[0017]
In addition, it is necessary to increase the operation moving force (magnetic force) of the electromagnetic coil 611 in preparation for such an increase in the movement resistance and the stiffness. For this purpose, it is necessary to increase the size of the electromagnetic coil 611 and increase the exciting current. As a result, the load on the battery increases, the fuel efficiency of the engine decreases, and the in-vehicle performance decreases.
[0018]
Therefore, the present invention relates to an electromagnetic actuator for moving a plunger by an electromagnetic coil and intermittently operating an operated device such as a clutch. By preventing the plunger from falling down, it is possible to increase the size of the electromagnetic coil and reduce the exciting current. An electromagnetic actuator that can achieve smooth and stable operation without increasing the amount of force, and also improves the operating force and operation response of the plunger and the operated device; a differential device and a power intermittent configured using the electromagnetic actuator. It is intended to provide equipment.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the electromagnetic coil formed in an annular shape, a coil housing that encloses and holds the electromagnetic coil integrally, and forms a magnetic path of the electromagnetic coil together with the coil housing. A plunger that moves in the axial direction when excited to move the operated device, wherein the plunger is arranged on the outer peripheral side of the coil housing, and the plunger is moved by a flexible member. The plunger is positioned in the radial direction by being connected to the coil housing so as to be movable in the axial direction, thereby preventing the plunger from falling down.
[0020]
Thus, in the electromagnetic actuator of the present invention, the plunger is positioned in the radial direction by connecting the coil housing and the plunger by the flexible member, thereby preventing the plunger from falling.
[0021]
Therefore, an increase in the movement resistance due to the fall of the plunger and the sticking of the plunger and the coil housing due to the fall are prevented, and the operation of the electromagnetic actuator is kept smooth and normal. Therefore, there is no need to increase the size of the electromagnetic coil or to increase the operating current (magnetic force) of the electromagnetic coil by increasing the exciting current, thereby increasing the load on the battery, lowering the fuel efficiency of the engine, and increasing the size. It is possible to avoid a decrease in vehicle mountability due to an increase in weight.
[0022]
In this way, in the electromagnetic actuator of the present invention, the plunger is arranged on the outer periphery of the coil housing while preventing the plunger from falling down, thereby improving the use efficiency of the magnetic flux and moving the plunger and the operated device as described above. The effect of improving force and operation response can be obtained.
[0023]
The invention according to claim 2 is the electromagnetic actuator according to claim 1, wherein, in addition to the plunger disposed on the outer peripheral side of the coil housing, when the electromagnetic coil is excited, the actuator is moved in the axial direction. The plunger is also arranged on the inner peripheral side of the coil housing, and the plunger on the inner peripheral side and the coil housing are connected by a flexible member so as to be movable in the axial direction. It is characterized by positioning and preventing falling.
[0024]
According to the second aspect of the present invention, the plunger disposed on the inner peripheral side of the coil housing is also positioned in the radial direction by the flexible member, thereby preventing the plunger from falling down. Can be.
[0025]
Also, by disposing the plunger on the inner peripheral side of the coil housing in addition to the plunger on the outer peripheral side of the coil housing, magnetic flux leakage to the air layer generated on the inner peripheral side of the coil housing can be effectively used. Also, the moving operation force of the plunger and the operated device by the electromagnetic coil and the operation response are greatly improved without increasing the size of the electromagnetic coil or increasing the exciting current.
[0026]
When the magnetic flux is saturated between the outer plunger and the coil housing and the magnetic flux of the electromagnetic coil is not fully used, the magnetic flux of the electromagnetic coil can be effectively used up by the plunger arranged on the inner peripheral side. As a result, the movement operation force and operation response of the plunger are further improved.
[0027]
According to a third aspect of the present invention, in the electromagnetic actuator according to the first or second aspect, the flexible members are arranged on both axial sides of the plunger, respectively. The same operation and effect as the configuration of the second aspect can be obtained.
[0028]
According to the third aspect of the invention, since the plunger is supported on both sides in the axial direction by the flexible members, the plunger is prevented from becoming a cantilever (supported in a cantilever manner), and the function of preventing the plunger from falling down is further improved. .
[0029]
The invention according to claim 4 is the electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the flexible member is a plurality of leaf springs elongated in a radial direction, and each of the leaf springs Are arranged at regular intervals in the circumferential direction, and the same operations and effects as those of the first to third aspects can be obtained.
[0030]
In addition, since the plurality of leaf springs are arranged at regular intervals in the circumferential direction, the plunger can be accurately positioned in the radial direction to prevent the plunger from falling.
[0031]
Further, the configuration of claim 4 in which the plunger and the coil housing are connected by a leaf spring can be implemented at low cost.
[0032]
According to a fifth aspect of the present invention, in the electromagnetic actuator according to any one of the first to fourth aspects, when the electromagnetic coil is excited, the plunger moves to a connection position of the operated device. When the excitation of the electromagnetic coil is released, the flexible member or the leaf spring doubles as a return spring for moving the plunger to a connection release position of the operated device. The same operation and effect as those of the configurations of Items 1 to 4 can be obtained.
[0033]
Further, in the configuration of claim 5 in which the flexible member and the leaf spring also serve as the return spring, the number of parts, the cost of parts, the assembly cost, and the like can be reduced by omitting the dedicated return spring.
[0034]
Further, since the flexible member and the leaf spring also serve as the return spring, the dedicated return spring can be made smaller (weaker) accordingly, and the cost of parts can be reduced.
[0035]
The differential device according to claim 6, wherein the differential case rotates by receiving a driving force of a prime mover, a differential mechanism that distributes rotation of the differential case from a pair of output side gears to wheels, and any one of the differential case and the output side gear. And a clutch that is disposed between the two members and limits the differential of the differential mechanism, and an electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the clutch is an operated device. The differential of the differential mechanism is limited by the operation of the clutch by the electromagnetic actuator.
[0036]
In the differential device according to the sixth aspect, the differential of the differential mechanism is limited if the clutch is connected by the electromagnetic actuator of the present invention, and the differential becomes free if the clutch is released.
[0037]
In the differential device according to the sixth aspect, by using the electromagnetic actuator according to the first to fifth aspects, a smooth and stable operation can be obtained, and the operating force and response of the plunger and the clutch are improved, and It is possible to prevent an increase in size, an increase in the excitation current, an increase in the burden on the battery, a decrease in the fuel efficiency of the engine, and a reduction in mountability due to the increase in size and weight.
[0038]
The differential device according to claim 7, wherein an outer differential case that rotates by receiving a driving force of a prime mover, an inner differential case that is relatively rotatably disposed inside the outer differential case, and a differential mechanism connected to the inner differential case, A clutch for intermittently connecting the outer differential case and the inner differential case, and an electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the clutch is an operated device. The torque is intermittently interposed between the outer differential case and the inner differential case by the above operation.
[0039]
The differential device according to claim 7 is a differential device for intermittently driving force at an input side of a differential mechanism, and is arranged in a power transmission system on a wheel side that is separated during two-wheel driving in a four-wheel drive vehicle. If the clutch is connected by the electromagnetic actuator, the vehicle will be in a four-wheel drive state, and if the clutch is released, the vehicle will be in a two-wheel drive state.
[0040]
In the differential device according to the seventh aspect, by using the electromagnetic actuator according to the first to fifth aspects, a smooth and stable operation can be obtained, and the operating force and response of the plunger and the clutch are improved, and It is possible to prevent an increase in size, an increase in the excitation current, an increase in the burden on the battery, a decrease in the fuel efficiency of the engine, and a reduction in mountability due to the increase in size and weight.
[0041]
The differential device according to claim 8, wherein the differential case rotates by receiving a driving force of a prime mover, a differential mechanism that distributes rotation of the differential case from a pair of output side gears to wheels, and any one of the output side gears. A clutch disposed between the wheels, and an electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the clutch is an operated device, and the clutch is operated by the electromagnetic actuator. It is characterized by intermittent torque between the side gears and the wheels.
[0042]
The differential device according to claim 8 is a differential device that interrupts the driving force at the output side of the differential mechanism, and like the differential device according to claim 7, a wheel that is separated during two-wheel drive traveling on a four-wheel drive vehicle. If the clutch is connected by the electromagnetic actuator of the present invention, the vehicle will be in a four-wheel drive state. If the clutch is released, the driving force will be cut off by the differential rotation of the differential mechanism. Then, the vehicle enters the two-wheel drive state.
[0043]
In the differential device according to the eighth aspect, by using the electromagnetic actuator according to the first to fifth aspects, a smooth and stable operation can be obtained, and the operating force and response of the plunger and the clutch are improved, and It is possible to prevent an increase in size, an increase in the excitation current, an increase in the burden on the battery, a decrease in the fuel efficiency of the engine, and a reduction in mountability due to the increase in size and weight.
[0044]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a power intermittent device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the clutch is an operated device, and a pair of torque transmitting members, a clutch disposed between the two torque transmitting members. And an electromagnetic actuator, wherein the torque is intermittently transmitted between the torque transmitting members by operating the clutch by the electromagnetic actuator.
[0045]
The power interrupting device according to the ninth aspect is disposed, for example, in a power transmission system on a wheel side that is disconnected during two-wheel driving in a four-wheel drive vehicle. When the vehicle is in the state and the clutch is released, the vehicle enters the two-wheel drive state.
[0046]
In the power interrupting device according to the ninth aspect, by using the electromagnetic actuator according to the first to fifth aspects, a smooth and stable operation can be obtained, and the operating force and response of the plunger and the clutch are improved, and the electromagnetic coil is improved. In addition, it is possible to prevent the increase in size and increase of the exciting current, the increase in the burden on the battery, the decrease in the fuel efficiency of the engine, and the reduction in the mountability due to the increase in size and weight.
[0047]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An electromagnetic actuator 1 according to one embodiment of the present invention and a differential device 3 using the same will be described with reference to FIG.
[0048]
In the following description, the left and right directions are the left and right directions in a vehicle in which the differential device 3 is used. In addition, members and the like without reference numerals are not shown.
[0049]
The differential device 3 includes an electromagnetic actuator 1, a differential case 5, a bevel gear type differential mechanism 7, a dog clutch 9 (clutch: operated device), a return spring 11, a position switch 13, a controller, and the like.
[0050]
The differential case 5 includes a casing body 15 and left and right covers 17 and 19. The casing body 15 and the left cover 17 are fixed with bolts 21, and the casing body 15 and the right cover 19 are welded.
[0051]
The differential case 5 is disposed inside the differential carrier 23, and the boss portions 25, 27 formed on the covers 17, 19 are respectively supported by the differential carrier 23 via tapered roller bearings 29.
[0052]
An oil reservoir is formed inside the differential carrier 23.
[0053]
A ring gear is fixed to the differential case 5 with bolts, and this ring gear meshes with a gear of a power transmission system. The power transmission system is connected to the transmission side, and the differential case 5 is rotationally driven by the driving force of the engine transmitted through the transmission and the power transmission system.
[0054]
The differential mechanism 7 includes a plurality of pinion shafts 31, a pinion gear 33 supported on each of the pinion shafts 31, and output side gears 35 and 37.
[0055]
Each pinion shaft 31 has an end engaged with a through hole 39 provided in the differential case 5 (the casing body 15), and is prevented from falling off by a spring pin 41. The side gears 35 and 37 are in mesh with the respective pinion gears 33 from left and right.
[0056]
A spherical washer 43 is disposed between the differential case 5 and the pinion gear 33, and receives a centrifugal force of the pinion gear 33 and a meshing reaction force generated in the pinion gear 33 by meshing with the side gears 35 and 37.
[0057]
The boss portions 45, 47 of the side gears 35, 37 are supported by support portions 49, 51 formed on the covers 17, 19, and the boss portions 45, 47 are connected to the left and right wheels via spline-connected axles. Connected to the side.
[0058]
A thrust washer 53 is disposed between the left side gear 35 and the differential case 5, receiving a meshing reaction force of the side gear 35, and thrust washers 55, 55 are disposed between the right side gear 37 and the differential case 5. 37 engagement reaction force.
[0059]
The dog clutch 9 is constituted by meshing teeth 57 formed on the right side gear 37 and meshing teeth 61 formed on the clutch ring 59.
[0060]
The clutch ring 59 has legs 63 formed at equal intervals in the circumferential direction. The clutch ring 59 is secured to the differential case 5 by penetrating the legs 63 through openings 65 formed at equal intervals in the circumferential direction formed in the cover 19, and is arranged so as to be movable in the axial direction.
[0061]
When the clutch ring 59 moves to the left, the dog clutch 9 engages and the differential of the differential mechanism 7 is locked. As shown in FIG. 1, when the clutch ring 59 moves to the right, the engagement of the dog clutch 9 is released and the differential The lock is released.
[0062]
The return spring 11 is disposed between the right side gear 37 and the clutch ring 59, and urges the clutch ring 59 to the side where the dog clutch 9 is disengaged (to the right).
[0063]
The electromagnetic actuator 1 includes an electromagnetic coil 67, a pair of coil housings 69 and 71 integrally formed by sandwiching the electromagnetic coil 67 from left and right, a plunger 73, and three leaf springs 75 and 77 (flexible members). ing.
[0064]
The coil housing 71 is fixed to the differential carrier 23 via a connecting member, and the lead wire of the electromagnetic coil 67 is drawn out of the differential carrier 23 and connected to a vehicle-mounted battery via a controller.
[0065]
The coil housings 69 and 71 are axially positioned between the right boss 27 of the differential case 5 and the inner race 83 of the tapered roller bearing 29 by left and right thrust washers 79 and 81.
[0066]
The plunger 73 is made of a magnetic material ring 85 and a nonmagnetic material pressing ring 87 formed integrally with the ring 85 on the outer peripheral side. The inner periphery of the ring 85 (the part facing the coil housing) is supported by the outer periphery of the coil housings 69 and 71 (the part facing the plunger) so as to be movable in the axial direction, and the inner periphery of the ring 85 is made of Teflon (registered trademark). Coating is applied to reduce sliding resistance.
[0067]
The clutch ring 59 of the dog clutch 9 presses the pressing ring 87 (plunger 73) rightward via the pressure plate 89 by the urging force of the return spring 11. The pressure plate 89 is connected to the rotation side clutch ring 59 by the arm portion 91, and absorbs sliding with the stationary side plunger 73 (pressing ring 87).
[0068]
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, each leaf spring 75, 77 is formed to be long in the radial direction, and each leaf spring 75, 77 is provided with a bent portion 93, 95, respectively.
[0069]
Each leaf spring 75 has a radially outer end fixed to the coil housing 69 by a screw 97 and a radially inner end fixed to a left end of the pressing ring 87 of the plunger 73 by a screw 97. Further, as shown in FIG. 3, the coil housing 69 is provided with three grooves 99 having the same depth as the thickness of the leaf spring 75 at equal intervals in the circumferential direction. By engaging with this groove 99, the rotation of the plunger 73 is stopped.
[0070]
Each leaf spring 77 has a radially outer end fixed to the coil housing 71 by a screw 97 and a radially inner end fixed to the right end of the pressing ring 87 of the plunger 73 by a screw 97.
[0071]
As shown in FIG. 3, the three leaf springs 75 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the three leaf springs 77 are similarly arranged at equal intervals in the circumferential direction.
[0072]
As shown in FIGS. 1 and 2, the plate springs 75 and 77 connect the axially opposite sides of the plunger 73 to the coil housings 69 and 71, respectively, to position the plunger 73 in the radial direction and prevent the plunger 73 from falling down. .
[0073]
In addition, by being supported on both sides in the axial direction, the plunger 73 is prevented from becoming a cantilever (supported in a cantilever manner), and the fall prevention function is further improved.
[0074]
In addition, since the bent portions 93 and 95 are formed in the leaf springs 75 and 77, the plunger 73 can reciprocate a sufficient distance in the axial direction while maintaining the above-described function of preventing the fall.
[0075]
The leaf springs 75 and 77 also have a return spring function by urging the plunger 73 from the meshing position of the dog clutch 9 to the right meshing release position.
[0076]
A magnetic path of the electromagnetic coil 67 is formed by the coil housings 69 and 71 and the plunger 73, and the plunger 73 is an armature.
[0077]
The controller excites the electromagnetic coil 67 and stops excitation.
[0078]
When the electromagnetic coil 67 is excited, a magnetic flux loop 101 is generated in the magnetic path, and the plunger 73 moves to the left while bending the return spring 11 and the leaf springs 75 and 77, and moves the clutch ring 59 to the dog clutch. 9 are engaged, and the differential of the differential mechanism 7 is locked as described above.
[0079]
Locking the differential in a situation where the left and right driving wheels are likely to idle, such as when traveling on rough roads, prevents the escape of the driving force from the idle wheels, improving escape and running performance on rough roads etc. Thus, vehicle stuck is prevented.
[0080]
Note that the coil housing 69 is provided with a stopper portion 103 (FIG. 2) that stops when the plunger 73 moves to the left due to the magnetic force of the electromagnetic coil 67 by abutting against the plunger 73 (ring 85).
[0081]
When the excitation of the electromagnetic coil 67 is stopped, the clutch ring 59, the pressure plate 89, and the plunger 73 return to the right by the return spring 11 and the leaf springs 75, 77, and the engagement of the dog clutch 9 is released. Differential is free.
[0082]
The holder 105 of the position switch 13 is screwed through the differential carrier 23 and a probe 109 is formed at the tip of a position detection shaft 107 provided coaxially with the holder 105. The probe 109 is engaged with the left side surface of the pressure plate 89. The position detection shaft 107 is urged rightward by a return spring having an appropriate strength.
[0083]
When the dog clutch 9 engages, the position detection shaft 107 (probe 109) of the position switch 13 moves to the position shown by the broken line with the movement of the pressure plate 89, and when the engagement of the dog clutch 9 is released, the above-described return is performed. The spring returns to the position shown by the solid line.
[0084]
The position switch 13 is turned on and off with the reciprocating movement of the position detecting shaft 107 in the axial direction, and sends a signal to the controller. The controller determines whether or not the differential rotation of the electromagnetic actuator 1 is locked based on the received ON-OFF signal.
[0085]
In addition to the opening 65 in the right cover 19, openings 111 and 113 are formed in the left cover 17 and the casing body 15, respectively, and a spiral oil groove is formed in the inner periphery of the boss portions 25 and 27. Further, radial oil grooves 115 and 117 communicating with the spiral oil grooves are formed in portions facing the thrust washers 53 and 55, respectively.
[0086]
Since the openings 65, 111, and 113 are all formed on the radially outer portion of the differential case 5, the openings 65, 111, and 113 are always immersed in oil in an oil reservoir formed in the differential carrier 23, and the openings 65, 111 are rotated with the rotation of the differential case 5. Oil flows out and in from 111 and 113.
[0087]
The oil in the oil sump is scraped up by the rotation of the differential case 5 and the ring gear, and the scraped-up oil is promoted to move by the screw pumping action of the spiral oil grooves of the bosses 25, 27, and the oil grooves 115, 117 Flows through the gap between the thrust washers 53 and 55 into the differential case 5.
[0088]
The oil that has flowed into the differential case 5 is engaged with the meshing portions of the gears 33, 35, and 37 constituting the differential mechanism 7, the sliding portion between the pinion shaft 31 and the pinion gear 33, the sliding portion between the differential case 5 and the clutch ring 59, and the dog. It is supplied to the clutch 9 (mesh teeth 57, 61) and the like to lubricate and cool them.
[0089]
The lower portion of the electromagnetic actuator 1 is also immersed in the oil reservoir, and a sliding portion (Teflon (registered trademark) coating portion) between the ring 85 of the plunger 73 and the coil housings 69 and 71, a pressing ring 87 of the plunger 73, The sliding portion between the pressure plate 89, the sliding portion between the coil housings 69 and 71 and the thrust washers 79 and 81, the sliding portion between the pressure plate 89 and the probe 109 of the position switch 13, and the like are also lubricated and cooled.
[0090]
In each of the lubrication / cooling units, the supplied oil reduces wear, improves durability, and reduces frictional resistance at each sliding unit, thereby improving fuel efficiency of the engine.
[0091]
Thus, the electromagnetic actuator 1 and the differential device 3 are configured.
[0092]
In the electromagnetic actuator 1, the plunger 73 is prevented from falling down by the support function of the leaf springs 75, 77, and both ends in the axial direction of the plunger 73 (the pressing ring 87) are supported by the leaf springs 75, 77, so that the plunger 73 is provided. The fall prevention function has been further improved.
[0093]
In addition, the three leaf springs 75 and 77 are arranged at regular intervals in the circumferential direction to accurately position the plunger 73 in the radial direction, thereby improving the function of preventing falling.
[0094]
Therefore, an increase in the movement resistance of the plunger 73 due to the fall and the sway of the plunger 73 and the coil housings 69 and 71 due to the fall are prevented, so that the operation is smoothly and normally maintained, and the increase in the movement resistance and the stiffness. Therefore, there is no need to increase the size of the electromagnetic coil 67 or to increase the exciting current to increase the magnetic force of the electromagnetic coil 67, thereby increasing the load on the battery, lowering the fuel efficiency of the engine, and increasing the size and weight. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the in-vehicle property due to the above.
[0095]
Further, the configuration in which the plunger 73 and the coil housing are connected by the leaf springs 75 and 77 can be implemented at low cost.
[0096]
Further, since the plate springs 75 and 77 also serve as return springs, the return spring 11 can be made smaller (weaker) accordingly, and the cost of parts can be reduced.
[0097]
Note that, unlike the above-described embodiment, the electromagnetic actuator of the present invention stops the operation of the operated device when the electromagnetic coil is excited, and operates the operated device by the shift spring when the excitation of the electromagnetic coil is released. It may be configured as follows.
[0098]
In such a configuration, a flexible member or a leaf spring may also serve as the shift spring.
[0099]
Further, in the electromagnetic actuator of the present invention, the operated device is not limited to the clutch, and the clutch may be not only a meshing clutch (dog clutch) as in each embodiment but also a friction clutch such as a multi-plate clutch or a cone clutch. Good.
[0100]
Further, in the differential device of the present invention, the differential mechanism is not limited to a bevel gear type differential mechanism, and a planetary gear type differential mechanism, a pinion gear rotatably housed in a housing hole of the differential case, and an output side. A differential mechanism using side gears, a differential mechanism using a worm gear, or the like may be used.
[0101]
【The invention's effect】
According to the electromagnetic actuator of the first aspect, the plunger is prevented from falling down by the function of supporting the flexible member, and the movement resistance due to the falling down of the plunger and the sticking with the coil housing are prevented, so that the operation is smooth and normal. The size of the electromagnetic coil need not be increased and the excitation current does not need to be increased in preparation for increased movement resistance and stiffness, which increases the load on the battery, lowers the fuel efficiency of the engine, and increases the size and weight of the engine. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the in-vehicle property due to the above.
[0102]
According to the electromagnetic actuator of the second aspect, the same effect as the configuration of the first aspect can be obtained.
[0103]
In addition, by disposing a plunger also on the inner peripheral side of the coil housing, and effectively utilizing the magnetic flux leakage to the air layer generated on the inner peripheral side of the coil housing, or by effectively using up the magnetic flux of the electromagnetic coil, The operation force and operation response of the plunger and the operated device are greatly improved without increasing the size of the electromagnetic coil and increasing the exciting current.
[0104]
The electromagnetic actuator according to the third aspect can obtain the same effect as the configuration according to the first or second aspect.
[0105]
In addition, since the plunger is supported on both sides in the axial direction by flexible members to prevent the plunger from becoming a cantilever, the function of preventing the plunger from falling down is further improved.
[0106]
According to the electromagnetic actuator of the fourth aspect, the same effect as the configuration of the first to third aspects can be obtained.
[0107]
In addition, by disposing a plurality of leaf springs at equal intervals in the circumferential direction, the plunger can be accurately positioned in the radial direction and can be prevented from falling.
[0108]
This configuration in which the plunger and the coil housing are connected by a leaf spring can be implemented at low cost.
[0109]
According to the electromagnetic actuator of the fifth aspect, the same effect as the configuration of the first to fourth aspects can be obtained.
[0110]
Further, in this configuration in which the flexible member and the leaf spring also serve as the return spring, the number of parts, the parts cost, the assembly cost, and the like can be reduced by omitting the dedicated return spring.
[0111]
Also, the size of the dedicated return spring can be reduced accordingly, and the cost of parts can be reduced.
[0112]
According to the differential device of the sixth aspect, by using the electromagnetic actuator of the first to fifth aspects, a smooth and stable operation can be obtained, the operating force and response of the plunger and the clutch are improved, and the size of the electromagnetic coil is increased. , An increase in the exciting current, an increase in the load on the battery, a decrease in the fuel efficiency of the engine, a decrease in the in-vehicle performance, and the like are prevented.
[0113]
In the differential device according to the seventh aspect, by using the electromagnetic actuator according to the first to fifth aspects, a smooth and stable operation can be obtained, the operating force and response of the plunger and the clutch are improved, and the size of the electromagnetic coil is increased. , An increase in the exciting current, an increase in the load on the battery, a decrease in the fuel efficiency of the engine, a decrease in the in-vehicle performance, and the like are prevented.
[0114]
According to the differential device of the eighth aspect, by using the electromagnetic actuator of the first to fifth aspects, a smooth and stable operation can be obtained, the operating force and response of the plunger and the clutch are improved, and the size of the electromagnetic coil is increased. , An increase in the exciting current, an increase in the load on the battery, a decrease in the fuel efficiency of the engine, a decrease in the in-vehicle performance, and the like are prevented.
[0115]
In the power interrupting device according to the ninth aspect, the use of the electromagnetic actuator according to the first to fifth aspects provides smooth and stable operation, improves the operating force and response of the plunger and the clutch, and increases the size of the electromagnetic coil. And increase of exciting current, increase of burden on battery, decrease of fuel efficiency of engine, and decrease of in-vehicle performance are prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an electromagnetic actuator according to an embodiment and a differential device using the same.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view of a conventional example.
FIG. 5 is a sectional view showing a main part of another conventional example.
[Explanation of symbols]
1 electromagnetic actuator
3 Differential device
5 differential case
7 Differential mechanism
9 Dog clutch (clutch: operated device)
35,37 Output side gear of differential mechanism
67 electromagnetic coil
69, 71 Coil housing
73 Plunger arranged on the outer peripheral side of coil housing
75, 77 leaf spring (flexible member)

Claims

An annularly formed electromagnetic coil,
A coil housing that wraps and holds the electromagnetic coil integrally;
An electromagnetic actuator comprising a plunger that forms a magnetic path of the electromagnetic coil together with the coil housing, moves in the axial direction when the electromagnetic coil is excited, and moves and operates the operated device.
While disposing the plunger on the outer peripheral side of the coil housing,
An electromagnetic actuator in which the plunger and the coil housing are movably connected in the axial direction by a flexible member, thereby positioning the plunger in a radial direction and preventing the plunger from falling down.

The invention according to claim 1,
In addition to the plunger arranged on the outer peripheral side of the coil housing,
A plunger that is operated to move in the axial direction when the electromagnetic coil is excited is arranged on the inner peripheral side of the coil housing,
An electromagnetic actuator in which the plunger on the inner peripheral side and the coil housing are movably connected in the axial direction by a flexible member, thereby positioning the plunger in the radial direction and preventing the plunger from falling down.

The invention described in claim 1 or claim 2,
An electromagnetic actuator, wherein the flexible members are disposed on both axial sides of the plunger.

The invention according to any one of claims 1 to 3,
The flexible member is a plurality of leaf springs elongated in the radial direction,
An electromagnetic actuator, wherein the leaf springs are arranged at equal intervals in a circumferential direction.

The invention according to any one of claims 1 to 4,
When the electromagnetic coil is excited, the plunger is configured to move to a connection position of the operated device,
The electromagnetic actuator, wherein when the excitation of the electromagnetic coil is released, the flexible member or the leaf spring also functions as a return spring for moving the plunger to a position where the operated device is disconnected.

A differential case that rotates under the driving force of the prime mover,
A differential mechanism for distributing the rotation of the differential case from the pair of output side gears to the wheels,
A clutch that is disposed between the differential case and any two of the output side gears and that limits a differential of the differential mechanism;
An electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the clutch is an operated device,
A differential device, wherein the differential of the differential mechanism is limited by operating the clutch by the electromagnetic actuator.

An outer differential case that rotates under the driving force of the prime mover,
An inner differential case arranged so as to be relatively rotatable inside the outer differential case,
A differential mechanism connected to the inner differential case,
A clutch for intermittently connecting the outer differential case and the inner differential case,
An electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the clutch is an operated device,
A differential device, wherein torque is intermittently interposed between the outer differential case and the inner differential case by operating the clutch by the electromagnetic actuator.

A differential case that rotates under the driving force of the prime mover,
A differential mechanism for distributing the rotation of the differential case from the pair of output side gears to the wheels,
A clutch disposed between any one of the output side gears and the wheel thereof,
An electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the clutch is an operated device,
A differential device, wherein torque is intermittently interposed between the side gears and wheels by operating the clutch by the electromagnetic actuator.

A pair of torque transmitting members,
A clutch disposed between the two torque transmitting members,
An electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the clutch is an operated device,
A power interrupting device for interrupting torque between the torque transmitting members by operating the clutch by the electromagnetic actuator.