CN109826879A - 电磁促动器及离合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁促动器及离合装置。电磁促动器(10)具备电磁线圈(5)、成为电磁线圈(5)的磁通的磁路的磁轭(6)、通过向电磁线圈(5)通电而被磁轭(6)吸引从而在轴向上移动的电枢(7)及收容电枢(7)的壳体(8)。电枢(7)和壳体(8)通过设置于这两个构件中的一个构件的突起与形成于另一个构件的卡合槽卡合的卡合结构连结，卡合槽的至少一部分相对于轴向倾斜，在电枢(7)被磁轭(6)吸引而移动时，电枢(7)的突起在壳体(8)的卡合槽中滑动，电枢(7)相对于壳体(8)沿着卡合槽的倾斜转动。

Description

电磁促动器及离合装置

技术领域

本发明涉及具有通过对电磁线圈通电而移动的移动构件的电磁促动器及具备该电磁促动器的离合装置。

背景技术

以往，具有通过对电磁线圈通电而移动的移动构件的电磁促动器及具备该电磁促动器的离合装置例如在车辆的驱动系统中使用。例如，参照日本特开2017-133581号公报。

日本特开2017-133581号公报记载的离合装置设置于具有能够相对旋转且同轴配置的外壳及内壳的动力传递装置，使外壳与内壳之间的动力传递接合或分离。离合装置具有：离合构件，穿过在轴向上贯通外壳的壁部的孔部；电磁线圈，配置于外壳的外部；芯体，保持电磁线圈；可动构件，通过对电磁线圈通电而在轴向上移动；施力构件，向在对电磁线圈通电时的可动构件的移动方向的相反侧对可动构件施力；连结构件，固定于离合构件，受到来自可动构件的按压力；及复位弹簧，配置于连结构件与外壳之间，向芯体侧对连结构件施力。

可动构件配置于电磁线圈的内侧，在通过施力构件的作用力在轴向上移动时，与芯体抵接从而进一步的移动被限制。离合构件的一端部配置于外壳的壁部的孔部内，在另一端部形成有离合部。另外，在未对电磁线圈通电时，离合构件经由可动构件及连结构件受到施力构件的作用力，离合部与内壳啮合。由此，外壳与内壳通过离合构件连结为不能相对旋转。另一方面，在对电磁线圈通电时，可动构件通过磁力向从离合构件分离的方向移动，离合构件与内壳的啮合通过复位弹簧的力被解除。由此，外壳与内壳的连结被解除。

日本特开2017-133581号公报记载的离合装置在切断对电磁线圈的通电时，可动构件撞击芯体而产生撞击声，该撞击声可能给作为异响被车辆的驾驶员或乘客听到而感到不舒服。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供能够抑制异响发生的电磁促动器及具备该电磁促动器的离合装置。

作为本发明的一方式的电磁促动器，具备：

电磁线圈；

磁轭，成为所述电磁线圈的磁通的磁路；

移动构件，通过对所述电磁线圈的通电，所述移动构件被所述磁轭吸引而在轴向上移动；及

收容构件，收容所述移动构件。

所述移动构件和所述收容构件通过设置于这两个构件中的一个构件的突起与形成于另一个构件的卡合槽卡合的卡合结构而连结，所述卡合槽的至少一部分相对于所述轴向倾斜，在所述移动构件被所述磁轭吸引而移动时，所述突起在所述卡合槽中滑动，所述移动构件相对于所述收容构件沿着所述卡合槽的倾斜转动。

作为本发明的另一方式的离合装置，能够在将第一构件和第二构件连结为不能相对旋转的连结状态与使所述第一构件和所述第二构件自由相对旋转的分离状态之间切换，包括：

上述方式的电磁促动器；

啮合构件，以能够相对于所述第二构件在轴向移动且不能相对于所述第二构件旋转的方式与所述第二构件连结，与所述移动构件一起在所述轴向上移动；及

施力构件，对所述啮合构件及所述移动构件向对所述电磁线圈通电时的所述啮合构件及所述移动构件的移动方向的相反方向施力。

在所述离合装置中，通过所述移动构件向轴向一侧移动，所述啮合构件与所述第一构件啮合而形成所述连结状态，通过所述移动构件向轴向另一侧移动，所述啮合构件与所述第一构件的啮合被解除。

根据上述方式的电磁促动器及离合装置，能够抑制异响的发生。

附图说明

本发明的特征以及优点，参照附图并根据下面的说明来明确。同样的标号用于表示同样的构件。

图1是示出本发明的第1实施方式的电磁促动器及离合装置的剖视图。

图2是示出电枢的立体图。

图3是用图1的A-A线剖面将局部剖切的壳体的局部剖视立体图。

图4是示出表示电枢的花键齿与壳体的花键齿之间的啮合部的周向截面的说明图。

图5是示出电枢与磁轭之间的距离和电枢的动能之间的关系的曲线图。

图6是示出第2实施方式的离合装置的局部的剖视图。

图7是示意性地示出第2实施方式的卡合结构的示意图。

具体实施方式

参照图1至图5，说明本发明的实施方式。

图1是示出本发明的第1实施方式的电磁促动器及离合装置的剖视图。在图1中，离合装置安装于具备主驱动轮和副驱动轮的4轮驱动车的差速装置，示出为了切断向副驱动轮的传动轴传递驱动力而使用的情况的结构例。

差速装置9具有：箱体90，固定于车体；差速装置壳体91，收容于箱体90；行星齿轮轴92，固定于差速装置壳体91；一对行星齿轮93，被行星齿轮轴92进行枢轴支撑；一对半轴齿轮94，以使齿轮轴正交的方式与一对行星齿轮93啮合；及球轴承95，将差速装置壳体91支撑为能够相对于箱体90旋转。此外，在图1中，图示了一对半轴齿轮94中的一个半轴齿轮94。

离合装置1具有：输入轴2，与一个半轴齿轮94连结为不能相对旋转；及输出轴3，配置为与输入轴2处于同轴上，且能够相对旋转。输入轴2和输出轴3共有旋转轴线O。下面，将与旋转轴线O平行的方向称为轴向。

另外，离合装置1具有：卡爪构件4，以能够相对于输出轴3轴向移动且不能相对于输出轴3旋转的方式与输出轴3连结；电磁促动器10，使卡爪构件4向轴向一侧移动；及螺旋弹簧11，向轴向另一侧对卡爪构件4施力。输入轴2是本发明的第一构件的一方式，输出轴3是本发明的第二构件的一方式。另外，卡爪构件4是本发明的啮合构件的一方式，螺旋弹簧11是本发明的施力构件的一方式。

离合装置1能够在将输入轴2和输出轴3通过卡爪构件4连结为不能相对旋转的连结状态与使输入轴2和输出轴3自由相对旋转的分离状态之间切换。当输入轴2与输出轴3连结时，从一个半轴齿轮94经由输入轴2及输出轴3向副驱动轮的传动轴传递驱动力。另外，当输入轴2与输出轴3的连结被解除时，向副驱动轮的传动轴的驱动力的传递被切断。

输入轴2一体地具有轴状的轴部21、圆盘状的圆盘部22和短圆筒状的筒状部23，在轴部21的一端部具有与一个半轴齿轮94嵌合的嵌合部211，圆盘部22从轴部21的另一端部向径向外侧伸出，筒状部23从圆盘部22向输出轴3侧突出。轴部21的嵌合部211与半轴齿轮94的嵌合孔941进行花键嵌合。在圆盘部22的外周端部设置有多个卡爪齿(啮合齿)221。轴部21在差速装置壳体91的插通孔910中穿过，在轴部21的外周面与插通孔910的内周面之间配置有滑动轴承12。另外，在圆盘部22的轴部21侧的端面与箱体90之间配置有滚针轴承13。

输出轴3一体地具有轴状的轴部31和凸缘部32，轴部31在轴向上与输入轴2的轴部21排列，凸缘部32连接传动轴。在轴部31的与凸缘部32相反的一侧的顶端部设置有轴套部311，在该轴套部311与输入轴2的筒状部23之间配置有球轴承14。另外，在轴部31的外周面设置有在轴向上延伸的多个花键突起312，并且外套有弹性挡环15。

卡爪构件4一体地具有环状的嵌合部41、啮合部42及嵌合部41与啮合部42之间的主体部43，嵌合部41在内周面设置有与输出轴3的多个花键突起312啮合的多个花键突起411，啮合部42设置有与输入轴2的多个卡爪齿221啮合的多个卡爪齿421。卡爪构件4通过花键突起411与输出轴3的花键突起312啮合，从而能够相对于输出轴3轴向移动，并且不能相对于输出轴3旋转。另外，卡爪构件4在主体部43的内周设置有台阶部431，在该台阶部431与弹性挡环15之间以在轴向上被压缩的状态配置有螺旋弹簧11。

电磁促动器10具备：电磁线圈5；磁轭6，成为电磁线圈5的磁通的磁路；由软磁性体构成的电枢7，通过向电磁线圈5通电被磁轭6吸引而在轴向上移动；及壳体8，收容电枢7。电枢7是本发明的移动构件的一方式，壳体8是本发明的收容构件的一方式。

电磁线圈5是在线圈骨架51上卷绕绕线52而成的，线圈骨架51被磁轭6保持。从省略图示的控制装置经由引线53向绕线52供给电流。在磁轭6上形成有朝向轴向开口的环状的凹部60，电磁线圈5收容于该凹部60。磁轭6是圆环状的软磁性体，被由减振钢板构成的筒状的支撑构件54支撑在壳体8的内部。卡爪构件4的嵌合部41配置于磁轭6的内侧，啮合部42与磁轭6在轴向上排列配置。

在图1中，在旋转轴线O的上侧示出向电磁线圈5的绕线52供给了电流的电磁促动器10的动作状态，在旋转轴线O的下侧示出电磁促动器10的非动作状态。在电磁促动器10的非动作状态下，通过螺旋弹簧11的作用力，电枢7在轴向上与磁轭6分离。

图2是示出电枢7的立体图。电枢7一体地具有圆盘状的本体部71和多个作为突起的花键齿72，在本体部71的中心部形成有使输出轴3穿过的贯通孔70，花键齿72设置在本体部71的径向外侧。多个花键齿72是形成在电枢7的外周面整周的螺旋花键，齿线相对于轴向倾斜。花键齿72的齿线的倾斜角例如为1°以上，优选为5°以上且10°以下。

在本体部71的内周侧端部的轴向端面71a与卡爪构件4的主体部43的嵌合部41侧的端部的轴向端面43a之间配置有滚针轴承16。卡爪构件4通过滚针轴承16能够相对于电枢7顺畅地旋转，并且与电枢7一起在轴向上移动。

壳体8一体地具有凸缘部81、圆筒状的圆筒部82、多个作为突起的花键齿83、壁部84和短圆筒状的筒部85，凸缘部81通过螺栓96固定于箱体90，在圆筒部82的内部配置有磁轭6及电枢7，花键齿83设置在圆筒部82的内周，壁部84从圆筒部82的轴向一侧的端部向径向内侧延伸，筒部85从壁部84的内周侧的端部向轴向突出。凸缘部81通过多个螺栓96固定于箱体90，在图1中图示其中的1个螺栓96。

在圆筒部82形成有用于导出引线53的导出孔820，在导出孔820中嵌入有保持引线53的衬垫171。另外，在圆筒部82的内侧压入有支撑构件54。在筒部85与输出轴3的轴部31之间配置有密封构件172及球轴承18。

图3是用图1所示的A-A线剖面将局部剖切的壳体8的局部剖视立体图。花键齿83是形成在壳体8的圆筒部82的内周面整周的螺旋花键，其齿线以与电枢7的多个花键齿72相同的倾斜角倾斜。电枢7和壳体8通过如下的卡合结构连结，即，电枢7的多个花键齿72与壳体8的多个花键齿83之间的齿槽830卡合，并且壳体8的多个花键齿83与电枢7的多个花键齿72之间的齿槽720卡合的卡合结构。

在壳体8的壁部84设置有环状的突部841。突部841从壁部84的与电枢7相对的相对面84a向轴向突出，在突部841的内侧嵌合固定有圆环板状的垫片19。在电磁线圈5非通电时，电枢7通过螺旋弹簧11的作用力与垫片19抵接。垫片19通过与电枢7的磁轭6相反侧的轴向端面抵接，从而限制电枢7通过螺旋弹簧11的作用力向与磁轭6分离的方向的移动量。

在上述那样构成的离合装置1中，当向电磁线圈5通电时，在图1中用虚线表示的磁路M产生磁通。电枢7被电磁线圈5的磁力向磁轭6侧吸引而在轴向上移动，电枢7与磁轭6的轴端面6a抵接(撞击)。磁轭6的轴端面6a是凹部60的开口端面。随着该电枢7的轴向移动，卡爪构件4经由滚针轴承16被电枢7按压而向输入轴2侧移动，卡爪构件4的卡爪齿421与输入轴2的卡爪齿221啮合。由此，输入轴2和输出轴3形成为经由卡爪构件4连结为不能相对旋转的连结状态。

另外，当从该状态切断对电磁线圈5的通电时，通过螺旋弹簧11的作用力，卡爪构件4及电枢7向对电磁线圈5通电时的相反方向移动，卡爪构件4的卡爪齿421与输入轴2的卡爪齿221之间的啮合被解除，输入轴2和输出轴3自由相对旋转。螺旋弹簧11向对电磁线圈5通电时的卡爪构件4及电枢7的移动方向的相反方向对卡爪构件4及电枢7施力。

在电磁线圈5非通电时，通过螺旋弹簧11的作用力，电枢7与垫片19抵接。即，电枢7在轴向上在与垫片19抵接的初始位置和与磁轭6抵接的移动端位置之间移动。该初始位置与移动端位置之间的移动距离(行程)例如为2mm，根据垫片19的厚度调整。

电枢7一边保持上述的卡合结构的卡合状态一边相对于壳体8在轴向上移动。此时，壳体8的花键齿83之间的齿槽830作为供电枢7的花键齿72卡合的卡合槽发挥功能。另外，电枢7的花键齿72之间的齿槽720作为供壳体8的花键齿83卡合的卡合槽发挥功能。齿槽720、830相对于轴向倾斜，因此在电枢7被磁轭6吸引而移动时，电枢7相对于壳体8沿着齿槽720、830的倾斜转动，电枢7的花键齿72在壳体8侧的齿槽830上滑动，壳体8的花键齿83在电枢7侧的齿槽720上滑动。

图4是示出表示电枢7的花键齿72与壳体8的花键齿83之间的啮合部的周向截面的说明图。在图4中，示出包括电枢7的花键齿72的齿面72a与壳体8的花键齿83的齿面83a之间的接触部的截面，在电枢7移动时，电枢7受到的电磁线圈5的磁力用F表示，该磁力的齿线方向的分力用F1表示，与齿线垂直的方向的分力用F2表示。

在电磁线圈5通电时，电枢7通过齿线方向的分力F1在齿线方向运动，并且通过与齿线垂直的方向的分力F2，电枢7的花键齿72从壳体8的花键齿83受到摩擦阻力。并且，通过该摩擦阻力，降低电枢7的移动速度。此外，在图4中，作为一个例子示出了花键齿72、83的齿线的倾斜角θ为10°的情况。

图5是表示电枢7从初始位置向移动端位置移动时的电枢7与磁轭6之间的距离和电枢7的动能之间的关系的曲线图。在图5中，用实线表示本实施方式的动能的变化，并且作为比较例，用虚线表示在电枢7及壳体8上未形成花键齿72、83的情况下的动能的变化。该曲线图的横轴上的D表示电枢7处于初始位置时的电枢7与磁轭6之间的距离。

如图5所示，在本实施方式中，电枢7的花键齿72从壳体8的花键齿83受到摩擦阻力，从而电枢7的移动速度降低，在电枢7与磁轭6抵接时(电枢7与磁轭6之间的距离变为零时)的动能比比较例小。由此，电枢7与磁轭6抵接时产生的撞击声变小，抑制该撞击声作为异响被车辆的驾驶员或乘客听到而感觉不舒服。

另外，在本实施方式中，形成在电枢7的外周面整周的螺旋花键的花键齿72与形成在壳体8的圆筒部82的内周面整周的螺旋花键的花键齿83啮合，因此，花键齿的接触面积变大，通过大的摩擦阻力降低电枢7的移动速度，能够使撞击声充分减小。

接着，参照图6及图7，说明本发明的第2实施方式。图6是示出第2实施方式的离合装置1的一部分的剖视图。图7是示意性地示出第2实施方式的卡合结构的示意图。第2实施方式的电枢7与壳体8的卡合结构与第1实施方式不同，因此重点说明该不同的部分。另外，在以下的说明中，关于与第1实施方式通用的部分，引用在第1实施方式中使用的构件或部分的名称和标号。

在本实施方式中，在电枢7上设置有凸起(boss)状(圆柱状)的多个突起73代替螺旋花键。另外，在壳体8的圆筒部82的内周面形成有一部分弯曲的多个卡合槽86来代替螺旋花键。电枢7的多个突起73立起设置于本体部71的外周面71b并向径向突出，与多个卡合槽86卡合。在向电磁线圈5通电时，突起73在卡合槽86中滑动，在突起73的外周面73a与卡合槽86的侧面86a之间产生摩擦阻力。

在图7中，一起示出形成有卡合槽86的壳体8的圆筒部82的内周面和电枢7的突起73。图7的上下方向相当于圆筒部82的周向，左右方向相当于轴向。另外，在图7中，用实线表示电枢7处于初始位置时的突起73，用假想线(双点划线)表示电枢7处于移动端位置时的突起73。

卡合槽86例如通过使用立铣刀等刀具的切削加工形成，具有相对于轴向倾斜的倾斜部861、弯曲成圆弧状的弯曲部862和与轴向平行的直线部863。倾斜部861形成为比弯曲部862更靠磁轭6侧，直线部863形成为比弯曲部862更靠壳体8的壁部84侧。倾斜部861以弯曲部862的倾斜部861侧的端部相对于轴向的倾斜角度倾斜，倾斜部861和弯曲部862没有阶梯差地平滑地连续。另外，弯曲部862在倾斜部861的相反侧的端部与直线部863没有阶梯差地平滑地连续。

在电枢7处于初始位置时，突起73位于弯曲部862的直线部863侧的端部，在电枢7处于移动端位置时，突起73位于弯曲部862的倾斜部861侧的端部。即，若将在电枢7处于初始位置时供突起73卡合的部分的卡合槽86相对于轴向的倾斜角度设为θ1，将电枢7处于移动端位置时供突起73卡合的部分的卡合槽86相对于轴向的倾斜角度设为θ2，则θ2比θ1大。弯曲部862以随着电枢7接近磁轭6，供突起73卡合的部分相对于轴向的倾斜从θ1逐渐变大为θ2的方式弯曲。

此外，在本实施方式中，θ1为0°，但是θ1可以是比0°大且比θ2小的规定的角度。另外，可以在电枢7处于初始位置时，突起73位于直线部863，也可以在电枢7处于移动端位置时，突起73位于倾斜部861。

通过本实施方式，在电枢7与磁轭6抵接时产生的撞击声也变小，抑制该撞击声作为异响被车辆的驾驶员或乘客听到而感觉不舒服。另外，根据θ1＜θ2的关系，在向电磁线圈5通电时，电枢7容易从初始位置运动，并且随着接近移动端位置，突起73受到的摩擦阻力变大，所以电枢7与磁轭6抵接时产生的动能更小，进一步降低了撞击声。

另外，本发明能够在不脱离其宗旨的范围内适当变形而实施。例如，在上述实施方式中，对将电磁促动器10应用于使第一构件(输入轴2)与第二构件(输出轴3)接合/分离的离合装置1的情况进行了说明，但是电磁促动器10的应用对象不限于离合装置1，能够用于各种用途。

另外，在上述实施方式中，对离合装置1安装在4轮驱动车的差速装置的情况进行了说明，但不限于此，也可以在车辆的其他部位使用离合装置1，或者也能够在车辆以外的机床等各种机器上使用离合装置1。

另外，在上述实施方式中，对离合装置1进行接合/分离的第一构件和第二构件都是旋转体的情况进行了说明，但不限于此，第一构件及第二构件中的一个可以为非旋转构件。在该情况下，离合装置1作为相对于第一构件及第二构件中的一个非旋转构件使另一个旋转体止转的制动装置发挥功能。

另外，在上述第2实施方式中，对在电枢7上设置有突起73且在壳体8上形成有卡合槽86的情况进行了说明，但是可以与之相反，在壳体8上设置相当于突起73的突起，在电枢7上形成供该突起卡合的卡合槽。在此情况下，由于具有电枢7越接近磁轭6，供突起卡合的部分的卡合槽相对于轴向的倾斜越大的弯曲部，也能获得与上述第2实施方式同样的作用及效果。

Claims (4)

1.一种电磁促动器，包括：

电磁线圈；

磁轭，成为所述电磁线圈的磁通的磁路；

移动构件，通过对所述电磁线圈的通电，所述移动构件被所述磁轭吸引而在轴向上移动；及

收容构件，收容所述移动构件，其中，

所述移动构件和所述收容构件通过设置于这两个构件中的一个构件的突起与形成于另一个构件的卡合槽卡合的卡合结构而连结，

所述卡合槽的至少一部分相对于所述轴向倾斜，

在所述移动构件被所述磁轭吸引而移动时，所述突起在所述卡合槽中滑动，所述移动构件相对于所述收容构件沿着所述卡合槽的倾斜转动。

2.根据权利要求1所述的电磁促动器，其中，

在所述移动构件的外周面及所述收容构件的内周面形成有螺旋花键，

所述卡合结构是作为所述突起而设置于所述一个构件的所述螺旋花键的花键齿与作为所述卡合槽而形成于所述另一个构件的所述螺旋花键的齿槽卡合的结构。

3.根据权利要求1所述的电磁促动器，其中，

所述卡合槽具有弯曲部，所述移动构件越接近所述磁轭，所述弯曲部的供所述突起卡合的部分相对于所述轴向的倾斜角越大。

4.一种离合装置，能够在将第一构件和第二构件连结为不能相对旋转的连结状态与使所述第一构件和所述第二构件自由相对旋转的分离状态之间切换，包括：

权利要求1～3中任一项所述的电磁促动器；

啮合构件，以能够相对于所述第二构件在轴向移动且不能相对于所述第二构件旋转的方式与所述第二构件连结，与所述移动构件一起在所述轴向上移动；及

施力构件，对所述啮合构件及所述移动构件向对所述电磁线圈通电时的所述啮合构件及所述移动构件的移动方向的相反方向施力，其中，

通过所述移动构件向轴向一侧移动，所述啮合构件与所述第一构件啮合而形成所述连结状态，通过所述移动构件向轴向另一侧移动，所述啮合构件与所述第一构件的啮合被解除。