JP2006283928A - 位置決め構造 - Google Patents

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Masayuki Sayama
正幸 佐山
Yoshiyuki Nakabayashi
義幸 中林
Hikari Hasegawa
光 長谷川
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Abstract

【課題】 止め輪の倒れ等を抑制することを可能とする。
【解決手段】 インナー・デフケース5に嵌合し軸方向にリターン・スプリング59のばね力を受けるクラッチ・ロータ63を軸方向に位置決める位置決め構造において、インナー・デフケース5に設けられた取付溝部79に嵌合しクラッチ・ロータ63を軸方向に受け止める止め輪69を備え、止め輪69を、分割体87,89で形成し、止め輪69に嵌合して分割体87,89の分離を規制する凹部81を設け、凹部81は、クラッチ・ロータ63に設けられたことを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

この発明は、クラッチ締結の反力等を受ける動作体の位置決め構造に関する。
従来の位置決め構造としては、例えば図11に示すようなものがある。図11は、クラッチ及びアクチュエータの要部断面図である。
図11のアクチュエータである電磁石200は、クラッチを構成する多板のメイン・クラッチに締結力を付与するものであり、メイン・クラッチは、アウター・デフケース201及びインナー・デフケース203間に介設されている。クラッチは、その他、ボール・カム205、多板式のパイロット・クラッチ207、アーマチャ209等を備えて構成されている。
前記電磁石200を通電制御するとコア213、ロータ215、パイロット・クラッチ207、アーマチャ209間に渡って磁束ループが形成される。
従って、電磁石200が励磁されると、上記の磁束ループによってアーマチャ209が吸引され、ロータ215との間でパイロット・クラッチ207が締結され、パイロット・トルクを発生させる。このパイロット・トルクによりアウター・デフケース201側に結合されたカム・リング217と、インナー・デフケース203側のプレッシャー・プレートとに相対回転が起こり、ボール・カム201が働く。ボール・カム205は、伝達トルクを増幅しながらカムスラスト力に変換し、プレッシャー・プレートを移動させてメインクラッチを締結させる。このメイン・クラッチの締結によりその反力がボール・カム205、ニードル・ベアリング219を介してクラッチ・ロータ215に入力され、クラッチ・ロータ215は、ボール・ベアリング221方向へ軸方向力を受ける。このとき、クラッチ・ロータ215は、インナー・デフケース203側に取り付けられたスナップ・リング223により受け止められ、軸方向に位置決められる。スナップ・リング223は、インナー・デフケース203の取付溝部225に嵌合装着されている。
しかしながら、スナップ・リング223を用いた場合は、組み付け時に取付溝部225への装着による塑性変形を避けるためにスナップ・リング223の厚み寸法、取付溝部225の深さ寸法を一定以上に大きくすることができなかった。このため、高トルク化によりメイン・クラッチ側からの締結反力Fが高くなると、スナップ・リング223の取付状態から図12のように角度θの倒れを招く恐れがある。
このようにスナップ・リング223に倒れを招くと、ボール・カム205にガタを生じ、メイン・クラッチの安定した締結調整の障害になる恐れがあり、また、スナップ・リング223の脱落に至る恐れもある。
特開2003−80962号公報
解決しようとする問題点は、クラッチ・ロータなどの動作体を位置決めるスナップ・リングが力を受けて倒れを生じ、また脱落する恐れもある点である。
本発明は、動作体を確実に位置決め可能とするため、回転部材に設けられた取付溝部に嵌合し動作体を軸方向に受け止める止め輪を備え、止め輪を、分割体で形成し、止め輪に嵌合して分割体の分離を規制する嵌合手段を設けたことを最も主要な特徴とする。
本発明の位置決め構造は、回転部材に設けられた取付溝部に嵌合し動作体を軸方向に受け止める止め輪を備え、止め輪を、分割体で形成し、止め輪に嵌合して分割体の分離を規制する嵌合手段を設けたため、止め輪を取付溝部へ装着するときの塑性変形を考慮する必要が無く、止め輪の厚み寸法、取付溝部の深さ寸法を大きくすることができ、動作体が軸方向に大きな力を受けても止め輪及び取付溝部間の面圧増加を抑えることができ、止め輪の倒れ等を確実に抑制することができる。
止め輪の倒れ等を抑制するという目的を、止め輪の分割体により実現した。
本発明は、位置決め構造に特徴を有するが、位置決め構造を適用したデファレンシャル装置についてまず説明する。
[デファレンシャル装置]
図1は、本発明の位置決め構造を適用した実施例1に係るデファレンシャル装置の断面図、図2は、インナー・デフケースの斜視図である。
図1のデファレンシャル装置1は、回転部材としてアウター・デフケース3及びインナー・デフケース5を備え、アウター・デフケース3及びインナー・デフケース5間には、クラッチ7を備えている。アウター・デフケース3及びインナー・デフケース5外には、アクチュエータとしての電磁石9を備え、インナー・デフケース5内にベベル・ギヤ式の差動機構10を備えている。
前記アウター・デフケース3は、筒体部11及びリング・ギヤ部13からなっている。筒体部11の端部外周にインロー部15が設けられ、リング・ギヤ部13に嵌合部17が突接されている。インロー部15に嵌合部17が嵌合して溶接され、筒体部11及びリング・ギヤ部13が一体となっている。筒体部11の内周面には、インナー・スプライン18が軸方向に貫通するように形成されている。従って、アウター・デフケース3の軸方向長さが同じでも、インナー・スプライン18を長く形成することが可能となり、後述するメイン・クラッチの組み込み枚数を大型化せずに増加することができ、高伝達トルク化にも容易に対応することができる。
前記リング・ギヤ部13の外周面には、ギヤ19が設けられている。前記インロー部15及び嵌合部17の嵌合構造によりギヤ19が筒体部11及びリング・ギヤ部13の溶接箇所から離間させることができ、溶接によるギヤ19の変形を抑制することができる。リング・ギヤ部13の内周面は、軸受面21となっている。
前記インナー・デフケース5は、アウター・デフケース3の内周に同軸芯状に配置されている。インナー・デフケース5には、左右の中央部外周面にスプライン23が設けられ、左右にボス部25,27及び軸受面29,31が設けられている。スプライン23には、窓部33が設けられ、スプライン23に隣接してボス部25の外周には、軸受面35が設けられている。スプライン23及び軸受面35間には、鍔部37が周回状に連続して設けられている。従って、窓部33にも隣接して鍔部37が存在することになり、スプライン23及び軸受面35間の結合部39を滑らかに肉盛りすることができ、応力集中を抑制することができる。従って、インナー・デフケース5の強度を確保することができ、全体的に薄肉にすることも可能となり、軽量化を図ることもできる。
前記アウター・デフケース3及びインナー・デフケース5間には、軸受面21,35間にボール・ベアリング41が介設され、相対回転可能となっている。ボール・ベアリング41は、軸受面21,35に取り付けられたスナップ・リング42により位置決められている。アウター・デフケース5は、リング・ギヤ部13のギヤ19によるトルク伝達だけを行い、部材の支持機能から開放されたフローティング構造になっている。
前記インナー・デフケース5は、一端のボス部25側がボール・ベアリング43によって図外のカバー等に支承され、他端のボス部27がボール・ベアリング45と電磁石9のコア47とを介して図外のケーシング本体側に支持されている。コア47はケーシング本体に固定されている。
前記クラッチ7は、多板のメイン・クラッチ49、ボール・カム51、プレッシャー・プレート53、カム・リング55、多板のパイロット・クラッチ57、リターン・スプリング59、アーマチャ61、クラッチ・ロータ63等により構成されている。
前記メイン・クラッチ49は、アウター・デフケース3とインナー・デフケース5との間に配置されている。メイン・クラッチ49のアウタープレートは、アウター・デフケース3のインナー・スプライン18にスプライン係合し、同インナー・プレートは、インナー・デフケース5のスプライン23にスプライン係合している。メイン・クラッチ49の一端部には、受圧プレート64が配置されている。受圧プレート64は、スプライン23端部側の嵌合面66に嵌合し、インナー・デフケース5に取り付けられたストッパー・リング68により位置決められている。
前記パイロット・クラッチ57は、アウター・デフケース3とカム・リング55との間に配置されている。パイロット・クラッチ57のアウター・プレートは、アウター・デフケース3のインナー・スプライン18にスプライン係合し、同インナー・プレートは、カム・リング55の外周にスプライン係合している。
前記ボール・カム51は、プレッシャー・プレート53とカム・リング55との軸方向間に形成されている。プレッシャー・プレート53は、インナー・デフケース5のスプライン23に軸方向移動自在にスプライン係合し、ボール・カム51のカムスラスト力を受けてメイン・クラッチ49を押圧可能となっている。
前記カム・リング55とクラッチ・ロータ63との間には、スラスト・ベアリング65が配置されている。スラスト・ベアリング65は、ボール・カム51のカム反力を受けると共に、カム・リング55とクラッチ・ロータ63との間の相対回転を許容する。
前記プレッシャー・プレート53とインナー・デフケース5との間に、リターン・スプリング59が配置されている。プレッシャー・プレート53は、リターン・スプリング59によりメイン・クラッチ49の締結解除方向に付勢されている。
前記アーマチャ61は、リング状に形成され、プレッシャー・プレート53とパイロット・クラッチ57との間に軸方向移動自在に配置されている。
前記クラッチ・ロータ63は、主体が磁性材料で形成され、中間に非磁性部67が介設され、ボス部27に、軸方向移動可能に嵌合配置されている。クラッチ・ロータ63は、止め輪69によりボス部27に対し軸方向に位置決められている。止め輪69による位置決め構造は、後述する。
前記電磁石9のコア47とクラッチ・ロータ63との内外周間には、適度なエアギャップが形成され、このエアギャップ、クラッチ・ロータ63、パイロット・クラッチ57、アーマチャ61によって電磁石9の磁路が構成されている。電磁石9を通電制御すると前記磁路上に磁束ループが形成される。
前記差動機構10は、ピニオン・シャフト71、ピニオン・ギヤ73、出力側のサイド・ギヤ75,77から構成されている。
前記サイドギヤ75,77は、例えば左右のアクスル・シャフトにそれぞれスプライン係合し、各アクスル・シャフトは、インナー・デフケース5の両ボス部25,27とカバー及びケーシング本体とをそれぞれ貫通し、例えば左右の後輪に連結されている。
前記インナー・デフケース5の回転は、ピニオン・シャフト71からピニオン・ギヤ73を介して各サイド・ギヤ75,77に配分され、さらにアクスルシャフトから左右の後輪に伝達される。
悪路などで後輪の間に駆動抵抗差が生じると、アウター・デフケース3のリング・ギヤ部13から入力された電動モータ等の駆動力は、ピニオン・ギヤ73の自転によって左右の後輪に差動配分される。
前記電磁石9が、各種センサーによって検知した路面状態、車両の発進、加速、旋回のような走行条件及び操舵条件などに応じてコントローラにより通電制御されると、電磁石9が励磁される。電磁石9の励磁により磁束ループが形成されてアーマチャ61が吸引され、クラッチ・ロータ63との間でパイロット・クラッチ57を締結し、パイロット・トルクを発生させる。パイロット・トルクが発生するとパイロット・クラッチ57によってアウター・デフケース3に連結されたカム・リング55を介してボール・カム51に入力トルクが作用する。ボール・カム51は、入力トルクを増幅しながらカム・スラスト力に変換し、プレッシャー・プレート53を移動させてメイン・クラッチ49を締結させる。
こうしてクラッチ7が連結されると、リング・ギヤ部13に伝達されたトルクがアウター・デフケース3からインナー・デフケース5に伝達され、その回転は差動機構10によって左右の後輪に配分され、車両が例えば四輪駆動状態になる。
このとき、電磁石9の励磁電流を制御すると、パイロット・クラッチ57の滑り率が変化してボール・カム51のカムスラスト力が変わり、後輪側への伝達トルクが制御される。このような伝達トルクの制御を、例えば、旋回時に行うと旋回性と車体の安定性とを大きく向上させることができる。
前記電磁石9の励磁を停止すると、パイロット・クラッチ57が開放されてボール・カム51のカムスラスト力が消失し、リターン・スプリング59の付勢力によってプレッシャー・プレート53が戻り、メイン・クラッチ49が開放されてクラッチ7の締結が解除され、例えば車両は前輪の二輪駆動状態になる。
[位置決め構造]
図3は、位置決め構造を示す断面図、図4(a)は、止め輪の分割体の側面図、図4(b)は、止め輪の正面図である。
前記クラッチ・ロータ63は、本実施例において回転部材であるインナー・デフケース5に嵌合し軸方向に力を受ける動作体を構成している。クラッチ・ロータ63が受ける軸方向の力は、メイン・クラッチ49の締結反力、リターン・スプリング59のばね力である。この締結反力及びばね力は、プレッシャー・プレート53,ボール・カム51,カム・リング55,及びスラスト・ベアリング65を介してクラッチ・ロータ63に入力される。
図3のように、前記止め輪69は、その内周が、インナー・デフケース5のボス部27外周面に形成された取付溝部79に嵌合支持されている。取付溝部79の深さ寸法Dは、従来のスナップ・リングを取り付ける溝よりも深く形成され、幅寸法Bは、止め輪69の厚み寸法tよりも大きく、隙間Sが、メイン・クラッチ49締結のための調整代となっている。
前記クラッチ・ロータ63には、嵌合手段として凹部81が設けられている。凹部81は、側部突当面83及び外周支持面85を備えて周回状に形成され、側部突当面83が止め輪69の側面の外周側に突き当たり、外周支持面85が同外周を嵌合支持している。
図4のように、前記止め輪69は、例えば二つ割りの対称形状の分割体87,89により分離形成されている。分割体87,89は、剛性のあるスチール等により形成され、厚み寸法t及び幅寸法H共に従来のスナップ・リングよりも大きく設定されている。但し、分割体87,89の寸法設定は、適宜選択できるものであり、従来のスナップ・リングよりも小さく設定することも可能である。
[止め輪の組み込み]
前記止め輪69の組み込みに際しては、アウター・デフケース3及びインナー・デフケース5間に、一端側(図1の左側)から予め受圧プレート64を組み込み、ストッパー・リング68により位置決める。また、軸受面21,35間にボール・ベアリング41を組み込み、スナップ・リング42により位置決める。
次いで、アウター・デフケース3及びインナー・デフケース5間に、他端側(図1の右側)からメイン・クラッチ49,リターン・スプリング59,プレッシャー・プレート53,ボール・カム51,カム・リング55,スラスト・ベアリング65,クラッチ・ロータ63を順次組み込む。
次いで、クラッチ・ロータ63を押圧してリターン・スプリング59を撓め、クラッチ・ロータ63を取付溝部79に対してカム・リング55側へ移動させる。
次いで、取付溝部79に対し分割体87,89の内周側をそれぞれ嵌め込み、クラッチ・ロータ63の押圧を解除する。
この押圧解除により、リターン・スプリング59の付勢力が順次伝達され、クラッチ・ロータ63の凹部81が止め輪69に図1,図3のように嵌合し、組み付けが完了する。
[位置決め構造の作用]
前記メイン・クラッチ49の非締結時には、リターン・スプリング59のばね力が前記のような経路でクラッチ・ロータ63に入力され、凹部81の側部突当面83が止め輪69に突き当たり、止め輪69が図3のように取付溝部79の軸方向片側に押し付けられ、クラッチ・ロータ63の位置決めが行われる。このとき、止め輪69の外周には、凹部81の外周支持面85が嵌合し、分割体87,89の分離離脱を規制している。
前記メイン・クラッチ49の締結時は、締結反力がクラッチ・ロータ63に同様に入力され、クラッチ・ロータ63の位置決めを行うことができる。
前記止め輪69の厚み寸法tを取付溝部79の幅Bないで調整することにより、隙間Sを変化させ、クラッチ・ロータ63の軸方向セット位置を決めることができる。このクラッチ・ロータ63の軸方向セット位置の調整により、スラスト・ベアリング65,カム・リング55,ボール・カム51を介してプレッシャー・プレート53のメイン・クラッチ49に対する軸方向位置を調整することができ、メイン・クラッチ49の締結代を調整することができる。従って、メイン・クラッチ49の摩耗による隙間増大にも対応することができる。
[実施例1の効果]
本発明実施例1の位置決め構造は、インナー・デフケース5に設けられた取付溝部79に嵌合しクラッチ・ロータ63の軸方向移動を受け止める止め輪69を備え、止め輪69を、分割体87,89で形成し、止め輪69に嵌合して分割体87,89の分離を規制する凹部81を設けたため、止め輪69を取付溝部79へ装着するときの塑性変形を考慮する必要が無く、止め輪69の厚み寸法t、取付溝部79の深さ寸法Dを大きくすることができ、クラッチ・ロータ63が軸方向に大きな力を受けても止め輪69及び取付溝部79間の面圧増加を抑制することができ、クラッチ・ロータ63を確実に支持することによりボール・カム51等のガタツキを抑え、メイン・クラッチ49の確実な締結を行わせることができる。また、止め輪69の倒れ等も抑制することができる。
前記凹部81をクラッチ・ロータ63に設けているから、部品点数が少なく、構造を簡単にすることができる。
図5は、本発明の実施例2に係り、(a)は、止め輪の分割体の側面図、(b)は、止め輪の正面図である。なお、基本的な構成は実施例1と同様であり、実施例1と対応する構成部分には同符号にAを付して説明する。
図5のように、本実施例の止め輪69Aの分割体87A,89A相互を、例えばゴム、プラスチック等の弾性材91で結合し、分離対向する端部93,95間を開き動作可能とした。分割体87A,89Aは、剛性のあるスチールなどで形成されている。
従って、本実施例においても、実施例1と同様な効果を奏することができる。
また、弾性材91の存在により、分割体87A,89Aの一体性を高めながら、取付溝部79(図1)への取付を容易に行わせることができる。
図6は、本発明の実施例3に係り、(a)は、止め輪の断面図、(b)は、止め輪の正面図である。なお、基本的な構成は実施例2と同様であり、実施例2と対応する構成部分には同符号にBを付し又は同符号のAをBに代えて説明する。
図6のように、本実施例の止め輪69Bの分割体87B,89Bは、弾性部91Bで一体に結合され、分離対向する端部93B,95B間を開き動作可能とした。止め輪61Bは、例えばばね材により形成されている。
従って、本実施例においても、実施例2と同様な効果を奏することができる。
また、弾性部91Bの存在により、分割体87B,89Bの一体性をより高めながら、取付溝部79(図1)への取付を容易に行わせることができる。
図7,図8は、本発明の実施例4に係り、図7は、クラッチ及びアクチュエータの要部断面図、図8(a)は、嵌合リングの断面図、図8(b)は、嵌合リングの正面図である。なお、基本的な構成は実施例1と同様であり、実施例1と同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にCを付して説明する。
本実施例では、嵌合手段をクラッチ・ロータ63Cに対して別体の嵌合リング97とした。嵌合リング97には、受け面99及び当接部101と外周支持面85Cとが設けられている。受け面99で止め輪69を受け、当接部101でボール・ベアリング45のインナー・レース103に当接する。外周支持面85Cは、止め輪69の外周に嵌合し、分割体87,89の分離離脱を規制する。
従って、本実施例でも実施例1と同様な効果を奏することができる。
また、本実施例では、クラッチ・ロータ63Cへの凹部加工が不要となり、従来の構造にも簡単に適用することができる。
図9,図10は、本発明の実施例5に係り、図9は、クラッチ及びアクチュエータの要部断面図、図10(a)は、止め輪の分割体の側面図、図10(b)は、止め輪の正面図である。なお、基本的な構成は実施例1と同様であり、実施例1と同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にDを付して説明する。
本実施例では、止め輪69Dに各分割体87D,89Dに渡る周溝部105を設け、嵌合手段を、前記周溝部105に嵌合するスナップ・リング107とした。周溝部105は、各分割体87D,89Dに周方向半円弧状に設けられた突部109にそれぞれ形成され、突部109は、インナー・デフケース5のボス部27外面に嵌合する。
そして、スナップ・リング107が周溝部105に嵌合することで分割体87D,89Dの分離離脱を規制することができる。
従って、本実施例でも実施例1と同様な効果を奏することができる。
また、本実施例では、クラッチ・ロータ63Dへの凹部加工が不要となり、従来の構造にも簡単に適用することができる。
さらに、本実施例では、各分割体87D,89Dの突部109が各分割体87D,89Dの補強リブの機能を奏し、クラッチ・ロータ63Dをより強固に位置決めることができ、また、各分割体87D,89Dの薄板化も可能である。
デファレンシャル装置の断面図である(実施例1)。 インナー・デフケースの斜視図である(実施例1)。 位置決め構造を示す断面図である(実施例1)。 (a)は、止め輪の分割体の側面図、(b)は、止め輪の正面図である(実施例1)。 (a)は、止め輪の分割体の側面図、(b)は、止め輪の正面図である(実施例2)。 (a)は、止め輪の分割体の側面図、(b)は、止め輪の正面図である(実施例3)。 クラッチ及びアクチュエータの要部断面図である(実施例4)。 (a)は、嵌合リングの断面図、(b)は、嵌合リングの正面図である(実施例4)。 クラッチ及びアクチュエータの要部断面図である(実施例5)。 (a)は、止め輪の分割体の側面図、(b)は、止め輪の正面図である(実施例5)。 クラッチ及びアクチュエータの要部断面図である(従来例)。 スナップリングの倒れを示す断面図である(従来例)。
符号の説明
7 クラッチ
9 電磁石(アクチュエータ)
63,63C,63D クラッチ・ロータ
69,59A,69B,69D 止め輪
81 凹部(嵌合手段)
87,87A,87B,87D 分割体
91 弾性材
91B 弾性部
93,93A,93B,95,95A,95B 端部
97 嵌合リング(嵌合手段)
105 周溝部
107 スナップ・リング(嵌合手段)

Claims (7)

  1. 回転部材に嵌合し軸方向に力を受ける動作体を前記回転部材に対し軸方向に位置決める位置決め構造において、
    前記回転部材に設けられた取付溝部に嵌合し前記動作体を軸方向に受け止める止め輪を備え、
    前記止め輪を、分割体で形成し、
    前記止め輪に嵌合して前記分割体の分離を規制する嵌合手段を設けた
    ことを特徴とする位置決め構造。
  2. 請求項1記載の位置決め構造であって、
    前記嵌合手段は、前記動作体に設けられた凹部である
    ことを特徴とする位置決め構造。
  3. 請求項1記載の位置決め構造であって、
    前記嵌合手段は、動作体に対して別体の嵌合リングである
    ことを特徴とする位置決め構造。
  4. 請求項1記載の位置決め構造であって、
    前記止め輪に、各分割体に渡る周溝部を設け、
    前記嵌合手段は、前記周溝部に嵌合するスナップ・リングである
    ことを特徴とする位置決め構造。
  5. 請求項1〜4の何れかに記載の位置決め構造であって、
    前記分割体を、弾性材で結合し、分離対向する端部間を開き動作可能とした
    ことを特徴とする位置決め構造。
  6. 請求項1〜4の何れかに記載の位置決め構造であって、
    前記分割体を、弾性部で一体に結合し、分離対向する端部間を開き動作可能とした
    ことを特徴とする位置決め構造。
  7. 請求項1〜6の何れかに記載の位置決め構造であって、
    前記回転部材間に介設され押圧力の付与及び解除により伝達トルクを調整するクラッチと、
    前記クラッチに復帰用の付勢力に抗して押圧力を付与するアクチュエータとを備え、
    前記動作体は、前記クラッチの一部を構成する
    ことを特徴とする位置決め構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114871981A (zh) * 2022-07-12 2022-08-09 天津海鸥表业集团有限公司 一种手表发条盒装配用定位工装

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