CN103573854B - 驱动力传递装置以及驱动力传递装置的磁路形成部件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供驱动力传递装置及其制造方法。通过对由磁性体形成的基材的径向中央部分进行加热而使该径向中央部分从基材的轴向一侧表面朝向另一侧表面熔化从而形成小孔，通过在小孔周围的熔融池配置合金元素而使熔化的部位非磁性化，从而形成磁路形成部件。

Description

驱动力传递装置以及驱动力传递装置的磁路形成部件的制造 方法

技术领域

本发明涉及驱动力传递装置以及其制造方法。

背景技术

本申请主张于2012年7月31日提出的日本专利申请2012-169170号的优先权，并在此合并引用包括说明书、附图以及说明书摘要在内的全部内容。

在日本特开平11-153157号公报以及日本特开2004-116764号公报中记载有一种驱动力传递装置，其为了控制在外侧旋转部件与内侧旋转部件之间传递的驱动力而使用了电磁离合器装置。电磁离合器装置具备电磁铁、磁路形成部件。上述磁路形成部件与电枢以及离合器片共同形成磁路。磁路形成部件具有表示磁性的部分和表示非磁性的部分。

在日本特开平11-153157号公报中记载有通过焊接使非磁性材料接合于磁性材料来形成磁路形成部件。日本特开2004-116764号公报中记载有通过将非磁性材料浇注进磁性材料的凹处然后切削去除磁性材料的一部分来形成磁路形成部件。

为了发挥传递驱动力的功能，上述磁路形成部件需要有足够的强度。因此，在通过焊接、浇注形成磁路形成部件的情况下，由于磁性材料与非磁性材料的接合部的强度比磁性材料的强度差，所以需要具有一定程度的厚度。另外，期望以比进行焊接的情况、进行浇注的情况更低的成本制造磁路形成部件。

发明内容

本发明的目的之一是提供具备高强度并且能够用低成本制造的磁路形成部件的驱动力传递装置及其制造方法。

本发明的一个实施方式的驱动力传递装置的结构上的特征在于，具 备：能够相对旋转的外侧旋转部件以及内侧旋转部件；离合器片，其配置于上述外侧旋转部件与上述内侧旋转部件之间，能够通过摩擦力在上述外侧旋转部件与上述内侧旋转部件之间传递驱动力；电磁铁，其配置于上述离合器片的轴向上的一侧；以及电枢，其配置于上述离合器片的轴向上的另一侧，由于上述电磁铁被通电而被吸引至上述电磁铁侧，其中，上述外侧旋转部件以及上述内侧旋转部件中的一方具备磁路形成部件，该磁路形成部件配置于上述离合器片与上述电磁铁之间，且由于上述电磁铁被通电而与该电磁铁、上述离合器片以及上述电枢共同形成磁路，通过对由磁性体形成的基材的径向中央部分进行加热，而使该径向中央部分从上述基材的轴向一侧表面朝向另一侧表面熔化从而形成小孔，通过在上述小孔周围的熔融池配置合金元素而使被熔化的部位非磁性化，从而形成上述磁路形成部件。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的驱动力传递装置的轴向剖视图。

图2是图1的后壳体的轴向剖视图（使轴向为水平方向地进行图示）。

图3是表示图2的后壳体的制造方法的流程图。

图4A是表示图3的步骤S1中的后壳体的基材的剖视图（使轴向为铅垂方向地进行图示）。

图4B是表示图3的步骤S2中的后壳体的基材以及合金元素的剖视图（使轴向为铅垂方向地进行图示）。

图4C是表示对图3的步骤S3中的后壳体的基材进行加热的状态的剖视图（使轴向为铅垂方向地进行图示）。

图5是表示图3的步骤S3中的后壳体的局部立体图（使轴向为铅垂方向地进行图示）。

图6是图3的步骤S3中的后壳体的周向的切面的放大图（使轴向为铅垂方向地进行图示）。

图7是表示本发明的第二实施方式的后壳体的基材的剖视图（使轴向为铅垂方向地进行图示）。

图8是表示本发明的第二实施方式的后壳体的剖视图（使轴向为铅垂方向地进行图示）。

具体实施方式

通过以下参照附图对本发明的实施方式进行的详细描述，本发明的上述及其他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。

参照图1～图2，对于驱动力传递装置1进行说明。对于驱动力传递装置而言，例如在四轮驱动车中，适用于朝与车辆的行驶状态所对应地被传递驱动力的辅助驱动轮侧的驱动力传递系统。进一步详细而言，在四轮驱动车中，驱动力传递装置1例如在被传递发动机的驱动力的传动轴与作为辅助驱动轮的后差速器之间、或者在后差速器与驱动轴之间连结。在以下的说明中，以前者的情况为例进行说明。而且，驱动力传递装置1使从传动轴传递的驱动力一边能够改变传递比例一边向辅助驱动轮传递。对于该驱动力传递装置1而言，例如在产生前轮与后轮的旋转差的情况下进行作用以使减少旋转差。

驱动力传递装置1是由所谓的电子控制联轴器构成。如图1所示，该驱动力传递装置1具备外壳10、内轴20、主离合器30、电磁离合器装置40以及凸轮机构50。上述电磁离合器装置40构成先导离合器机构。

外壳10（相当于本发明的外侧旋转部件）在圆筒形状的孔盖（未图示）的内周侧被支承为能够相对于该孔盖旋转。该外壳10整体形成为圆筒形状，由配置于车辆前侧的前壳体11与配置于车辆后侧的后壳体12形成。

前壳体11例如由以铝为主要成分的非磁性材料的铝合金形成，且形成为有底筒状。前壳体11的圆筒部的外周面在孔盖的内周面经由轴承而被支承为能够旋转。并且，前壳体11的底部连结于传动轴（未图示）的车辆后端侧。换句话说，前壳体11的有底筒状的开口侧以朝向车辆后侧的方式配置。而且，在前壳体11的内周面中的轴向中央部形成有 内花键11a，在该内周面的开口附近形成有内螺纹。

后壳体12（磁路形成部件）形成为圆环状，在前壳体11的开口侧的径向内侧与前壳体11一体地配置。后壳体12形成有朝车辆后侧（旋转轴的一侧）开口的环状的凹处121（如图1以及图2所示）。该后壳体12的凹处121的底面上的环状的径向中央部分122由非磁性材料形成。后壳体12的其他的部分123、124（径向外侧部分123、径向内侧部分124）由磁性材料形成。

后壳体12中的径向外侧、内侧部分123、124作为形成电磁离合器装置40中的磁路（图1的粗箭头）的部件而发挥作用。在该后壳体12的外周面形成有外螺纹125，该外螺纹125螺纹紧固于前壳体11的内螺纹。此外，通过将前壳体11的内螺纹紧固于后壳体的外螺纹125、并使前壳体11的开口侧端面与后壳体12的阶梯部的端面抵接，来固定前壳体11与后壳体12。此外，后述该后壳体12的制造方法。

内轴20形成为在外周面的轴向中央部具备外花键20a的轴状。该内轴20液密地穿过后壳体12的轴心的贯通孔，且在外壳10内能够相对旋转地与外壳10同轴配置。而且，内轴20以相对于前壳体11以及后壳体12被限制轴向位置的状态，在前壳体11以及后壳体12经由轴承被支承为能够旋转。并且，内轴20的车辆后端侧（图1的右侧）与差速器齿轮（未图示）连结。此外，在由外壳10与内轴20液密地划分的空间内以规定的填充率填充有润滑油。

主离合器30在外壳10与内轴20之间传递转矩。该主离合器30是由铁系材料形成的湿式多片式摩擦离合器。主离合器30配置于前壳体11的圆筒部内周面与内轴20的外周面的径向之间。另外，主离合器30在轴向上配置于前壳体11的底部与后壳体12的车辆前方端面之间。该主离合器30包括内主离合器片31与外主离合器片32，且在轴向上交替配置。在内主离合器片31的内周侧形成有内花键31a，嵌合于内轴20的外花键20a。在外主离合器片32的外周侧形成有外花键32a，嵌合于前壳体11的内花键11a。

电磁离合器装置40通过先导离合器44的摩擦力而能够在外壳10与构成凸轮机构50的支承凸轮部件51之间传递驱动力。该电磁离合器 装置40包括电磁铁41、电枢43、以及先导离合器44。

电磁铁41具备磁轭411和电磁线圈412。磁轭411形成为环状，以能够相对于后壳体12相对旋转的方式经由空隙而收纳于后壳体12的凹处121。磁轭411固定于孔盖。另外，磁轭411的内周侧在后壳体12经由轴承被支承为能够旋转。电磁线圈412通过卷绕卷线而形成为圆环状，且固定于磁轭411。

电枢43由铁系材料形成。形成为在外周侧具备外花键的圆环状。电枢43在轴向上配置于主离合器30与后壳体12之间。而且，电枢43的外周侧嵌合于前壳体11的内花键11a。若对电磁线圈412供给电流，则电枢43以靠近磁轭411一侧的方式进行作用。

先导离合器44在外壳10与支承凸轮部件51之间传递转矩。该先导离合器44由铁系材料形成。先导离合器44在径向上配置于前壳体11的圆筒部内周面与支承凸轮部件51的外周面之间。并且，先导离合器44在轴向上配置于电枢43与后壳体12之间。该先导离合器44包括内先导离合器片441与外先导离合器片442，且在轴向上交替配置。在内先导离合器片441的内周侧形成有内花键，嵌合于支承凸轮部件51的外花键。在外先导离合器片442的外周侧形成有外花键，嵌合于前壳体11的内花键11a。

而且，若向电磁线圈412通电，则如图1的箭头所示，形成通过磁轭411、后壳体12的径向外侧部分123、先导离合器44、电枢43、先导离合器44、后壳体12的径向内侧部分124以及磁轭411的磁路（图1的粗箭头）。于是，使电枢43靠近磁轭411一侧，而使内先导离合器片441与外先导离合器片442彼此压紧。于是，外壳10的驱动力向支承凸轮部件51传递。另一方面，若切断向电磁线圈412的通电，则相对于电枢43的吸引力消失，内先导离合器片441与外先导离合器片442间的摩擦力降低，从而驱动力的传递被解除。

凸轮机构50设于主离合器30与先导离合器44之间。凸轮机构50将基于经由先导离合器44传递的外壳10与内轴20间的旋转差的转矩转换为轴向的推压力而推压主离合器30。该凸轮机构50包括支承凸轮部件51、移动凸轮部件52以及凸轮从动件53。

支承凸轮部件51（相当于本发明的内侧旋转部件）形成为在外周侧具备外花键的圆环状。在该支承凸轮部件51的车辆前方端面形成有凸轮槽。支承凸轮部件51相对于内轴20的外周面隔开空隙地设置，并经由推力轴承60支承于后壳体12的车辆前方端面。因此，支承凸轮部件51的车辆后方端面经由垫片61与推力轴承60的轨道板抵接。换句话说，支承凸轮部件51设置为相对于内轴20以及后壳体12能够相对旋转，且在轴向上被限制。并且，支承凸轮部件51的外花键嵌合于内先导离合器片441的内花键。

移动凸轮部件52的大部分由铁系材料形成，且形成为在内周侧具备内花键的圆环状。移动凸轮部件52配置于支承凸轮部件51的车辆前方。在移动凸轮部件52的车辆后方端面以在轴向上与支承凸轮部件51的凸轮槽对置的方式形成有凸轮槽。移动凸轮部件52的内花键嵌合于内轴20的外花键20a。因此，移动凸轮部件52与内轴20共同旋转。并且，移动凸轮部件52的车辆前方端面形成为能够与主离合器30中的最靠车辆后方的内主离合器片31抵接的状态。若移动凸轮部件52向车辆前方移动，则朝向车辆前方压紧该内主离合器片31。

凸轮从动件53由球状构成，且夹在支承凸轮部件51与移动凸轮部件52的相互对置的凸轮槽中。换句话说，通过凸轮从动件53以及各个凸轮槽的作用，在支承凸轮部件51与移动凸轮部件52产生旋转差时，使移动凸轮部件52相对于支承凸轮部件51朝向沿轴向分离的方向（车辆前方）移动。支承凸轮部件51与移动凸轮部件52的扭转角度越大，移动凸轮部件52相对于支承凸轮部件51的轴向分离量越大。

接下来，对于由上述的结构构成的驱动力传递装置1的基本动作进行说明。对于外壳10与内轴20产生旋转差的情况进行说明。若向电磁离合器装置40的电磁线圈412通电，则以电磁线圈412为基点形成在磁轭411、后壳体12、电枢43循环的环状的磁路。

这样，通过形成磁路，电枢43朝向磁轭411侧、即轴向后方靠近。其结果，电枢43推压先导离合器44，形成为内先导离合器片441与外先导离合器片442互相压紧的状态。于是，通过离合器片441、442的摩擦力，外壳10的驱动力经由先导离合器44朝支承凸轮部件51传递，支承凸轮部件51旋转。

这里，由于移动凸轮部件52与内轴20花键嵌合，所以与内轴20共同旋转。因此，支承凸轮部件51与移动凸轮部件52之间产生旋转差。于是，通过凸轮从动件53以及各个凸轮槽的作用，移动凸轮部件52相对于支承凸轮部件51在轴向（车辆前侧）上移动。从而形成为移动凸轮部件52朝向车辆前侧推压主离合器30的状态。

其结果，形成为内主离合器片31与外主离合器片32相互压紧的状态。于是，通过该离合器片31、32的摩擦力，外壳10的驱动力经由主离合器30向内轴20传递。于是，能够减少外壳10与内轴20的旋转差。此外，通过控制向电磁线圈412供给的电流量，能够控制主离合器30的摩擦力。换句话说，通过控制向电磁线圈412供给的电流量，能够控制在外壳10与内轴20之间传递的驱动力。

接下来，参照图3、图4A～图4C以及图5～图6，对后壳体12的制造方法进行说明。相对于由磁性体形成的基材100，通过对径向中央部分122进行改质而使该径向中央部分122非磁性化，从而形成后壳体12。即，通过对该部分122进行加热，来使之从基材100的轴向的一侧的表面朝向另一侧的表面熔化而形成小孔102，并通过在小孔102周围的熔融池103配置合金元素110，来形成被非磁性化的径向中央部分122。以下详细进行说明。

形成图4A所示的形状的基材100（图3的步骤S1）。基材100由以作为磁性体的铁为主要成分的材料（以下称为“铁系材料”）、例如低碳钢形成。如图4A所示，基材100与作为最终形状的后壳体12相同地具有凹处121。并且，对于基材100而言，在凹处121的底面中的与径向中央部分122所对应的部位形成有环状槽101。与作为最终形状的后壳体12的径向中央部分122的径向宽度相比较，该环状槽101的径向宽度形成为相同程度或略窄。

接着，如图4B所示，在基材100的环状槽101暂时放置粉末状的合金元素110，通过冲压使基材100和合金元素110一体化（图3的步骤S2）。此时，使合金元素110与基材100的凹处121的底面形成为在相同平面上。对于合金元素110而言，使用通过与基材100合金化而能够非磁性化的材料，例如锰、铬、或者镍等。此外，合金元素110不局限于粉末状，也能够使用固体状的。

接着，对基材100中的暂时放置合金元素110的部分（相当于径向中央部分122）进行加热（图3的步骤S3）。例如，如图4C、图5以及图6所示，在基材100的该部分上一边从凹处121侧照射激光130，一边使激光130的照射位置在周向上移动。

通过照射激光130，在基材100的被照射的位置形成小孔102。小孔102指的是，通过激光130的照射而从激光130所照射的基材100的照射面朝向背面形成的圆形孔。而且，如图6所示，在形成小孔102时产生金属蒸汽，在小孔102的周围形成熔融池103。换句话说，熔融池103在从激光照射面直至背面形成。

这里，由于合金元素110暂时放置在基材100的环状槽101，所以向该熔融池103供给合金元素110。在熔融池103容易产生对流（参照图6的圆弧状的箭头）。特别是在激光130的照射位置的行进方向的后方容易产生对流。而且，向熔融池103供给的合金元素110由于熔融池103的对流而从基材100的激光照射面侧朝向背面侧扩散并被供给至背面侧。

于是，熔融池103的部分由于合金元素110的存在而被合金化，从激光照射面遍及至背面地进行非磁性化。像这样形成的非磁性化的部分成为径向中央部分122。

如上所述，对于后壳体12而言，通过对作为一个部件的基材100的一部分进行改质，来形成作为非磁性部分的径向中央部分122与作为强磁性部分的径向外侧部分123、径向内侧部分124。因此，由于能够提高径向中央部分122与径向外侧部分123、径向内侧部分124的接合力，所以能够使后壳体12整体高强度化。假设，在后壳体12形成为与通过焊接、浇注而形成的情况相同程度的强度的情况下，能够使后壳体12的凹处121的底面部分的轴向厚度变薄，从而能够实现装置1的小型化。另外，与通过焊接形成后壳体12的情况、通过浇注形成后壳体12的情况相比较，能够减少制造成本。

并且，在利用激光130加热前，通过冲压使合金元素110与基材100一体化。换句话说，分别进行向基材100配置合金元素110的配置工序与利用激光130的加热工序。这里，在同时进行合金元素110的供给与 基材100的加热的情况下，如果不使朝向小孔102的单位时间内的合金元素110的供给量与基材100的单位时间内的熔融池103的形成量以高精度同步，则在合金元素110的配合比率上可能产生偏差。

然而，在本实施方式中，由于分别进行向基材100配置合金元素110的配置工序与利用激光130的加热工序，所以不需要为了实现合金元素110的配合比率的均匀化而使合金元素110的供给量与基材100的单位时间内的熔融池103的形成量同步，能够容易地进行各个工序。其结果，能够减少制造成本。并且，由于加热前在基材100配置合金元素110，所以在小孔102形成时容易使合金元素110朝照射深度方向扩散。由此，能够可靠地使后壳体12的径向中央部分122非磁性化。

另外，如图4C以及图5所示，被非磁性化的径向中央部分122形成红酒杯形状。换句话说，在被非磁性化的径向中央部分122，激光130的照射面侧的径向宽度宽，相反面侧的径向宽度窄。这被认为是由于激光130的照射面与相反面相比较容易成为高温而造成的。

然而，如上所述，后壳体12在电磁铁41与位于相反侧的先导离合器44之间将磁路连续。因此优选，在后壳体12，与先导离合器44接触的一侧的面（与电磁铁相反侧的面）作为磁性体的面积大。

这里，由于从收纳电磁铁41的凹处121侧照射激光130而形成小孔102，所以使与凹处121侧相反侧（先导离合器44侧）的非磁性化部分122的径向宽度形成为比凹处121侧（电磁铁41侧）的非磁性化部分122的径向宽度窄。由此，能够充分地确保先导离合器44的吸引力。

此外，在上述实施方式中，合金元素110预先暂时放置于基材100的环状槽101。另外，在照射激光130时，也可以利用例如合金棒等供给合金元素110。在该情况下，配合激光130的照射位置的移动使合金棒的位置移动即可。

接下来，参照图7以及图8对于第二实施方式的后壳体212进行说明。只对于与上述实施方式的不同点进行说明。此外，在以下的说明中，对与上述实施方式相同的结构赋予相同附图标记而省略说明。

如图7所示，在后壳体212的基材200、且在凹处121侧形成暂时 放置合金元素110的凹处侧环状槽101（与上述实施方式的环状槽101相同）。并且，在基材200，在与凹处121相反侧的面上的与凹处侧环状槽101对应的部位形成有反凹处侧环状槽202。该反凹处侧环状槽202的径向宽度形成为比非磁性化的径向中央部分122的径向宽度稍宽。

而且，在该基材200的凹处侧环状槽101暂时放置合金元素110后，从凹处121侧照射激光130而形成小孔102（参照图4C）。像这样形成的后壳体212形成为如图8所示。即，在反凹处侧环状槽202的部分形成被非磁性化的径向中央部分122。

这里，在对后壳体212的基材200进行加热而形成小孔102的情况下，被加热的部位的形状有微小的变形。例如，有可能成为凸状或者成为凹状。在此，像本实施方式一样，通过预先在基材200的径向中央部分122（非磁性化的部分）中的先导离合器44侧形成反凹处侧环状槽202，且在该反凹处侧环状槽202的槽底形成小孔102，从而即使非磁性化的部分变形为凸状或凹状，也能够防止与先导离合器44接触。

换句话说，在先导离合器44被吸引至后壳体212侧的情况下，先导离合器44不与后壳体212的非磁性化部分、即径向中央部分122接触，而与磁性的径向外侧部分123、径向内侧部分124的部分接触。此外，在本实施方式中，激光130也能够从反凹处侧环状槽22侧照射。

Claims (4)

1.一种驱动力传递装置，其具备：

能够相对旋转的外侧旋转部件以及内侧旋转部件；

离合器片，其配置于所述外侧旋转部件与所述内侧旋转部件之间，能够通过摩擦力在所述外侧旋转部件与所述内侧旋转部件之间传递驱动力；

电磁铁，其配置于所述离合器片的轴向上的一侧；以及

电枢，其配置于所述离合器片的轴向上的另一侧，并且由于所述电磁铁被通电而被吸引至所述电磁铁侧，

所述驱动力传递装置的特征在于，

所述外侧旋转部件以及所述内侧旋转部件中的一方具备磁路形成部件，该磁路形成部件配置于所述离合器片与所述电磁铁之间，且由于所述电磁铁被通电而与该电磁铁、所述离合器片以及所述电枢共同形成磁路，

通过对由磁性体形成的基材的径向中央部分进行加热，而使所述径向中央部分从所述基材的轴向一侧表面朝向另一侧表面熔化从而形成小孔，通过在所述小孔周围的熔融池配置合金元素而使被熔融的部位非磁性化，从而形成所述磁路形成部件，

通过冲压使所述合金元素与所述基材的径向中央部分一体化之后，进行加热从而形成所述小孔。

2.根据权利要求1所述的驱动力传递装置，其特征在于，

在所述磁路形成部件形成朝轴向上的一侧开口、且收纳所述电磁铁的凹处，

所述磁路形成部件形成为：通过从所述凹处侧对所述基材的所述凹处的底面上的径向中央部分照射激光来形成所述小孔，从而使与所述凹处侧相反侧的非磁性化部分的径向宽度为比所述凹处侧的非磁性化部分的径向宽度窄。

3.根据权利要求1或2所述的驱动力传递装置，其特征在于，

在所述基材的径向中央部分的所述离合器片侧形成环状槽，在所述环状槽的槽底形成所述小孔而进行非磁性化。

4.一种驱动力传递装置的磁路形成部件的制造方法，其中，所述驱动力传递装置具备：

能够相对旋转的外侧旋转部件以及内侧旋转部件；

离合器片，其配置于所述外侧旋转部件与所述内侧旋转部件之间，能够通过摩擦力在所述外侧旋转部件与所述内侧旋转部件之间传递驱动力；

电磁铁，其配置于所述离合器片的轴向上的一侧；以及

电枢，其配置于所述离合器片的轴向上的另一侧，并且由于所述电磁铁被通电而被吸引至所述电磁铁侧，

所述外侧旋转部件以及所述内侧旋转部件中的一方具备磁路形成部件，该磁路形成部件配置于所述离合器片与所述电磁铁之间，且由于所述电磁铁被通电而与该电磁铁、所述离合器片以及所述电枢共同形成磁路，

所述驱动力传递装置的磁路形成部件的制造方法的特征在于，

通过对由磁性体形成的基材的径向中央部分进行加热，而使所述径向中央部分从所述基材的轴向一侧表面朝向另一侧表面熔化从而形成小孔，通过在所述小孔周围的熔融池配置合金元素而使被熔化的部位非磁性化，从而形成所述磁路形成部件，

通过冲压使所述合金元素与所述基材的径向中央部分一体化之后，进行加热从而形成所述小孔。