JP2011117506A - クラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材を正確に作動させることができるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】一対の回転部材３，５と、一方の回転部材３と一体回転可能で軸方向移動可能に設けられた断続部材７と、一対の回転部材３，５間を断続する断続部９と、断続部材７を移動操作する可動部材１１と、可動部材１１を作動させる電磁石１３とを備えたクラッチ装置１において、可動部材１１が、電磁石１３の外径側に配置され電磁石１３の磁束を透過する磁性体からなるプランジャ１５と、このプランジャ１５の外径側に一体的に設けられ断続部材７を移動操作する非磁性体からなる支持部材１７とを有し、支持部材１７を、アウタケース３に対して軸方向移動可能でかつアウタケース３と一体回転可能に支持し、電磁石１３とプランジャ１５と一方の回転部材３との間に、電磁石１３の磁束を透過して磁路を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に適用されるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置に関する。

従来、一対の回転部材間を断続する断続部材を移動操作する可動部材を有するクラッチ装置としては、一対の回転部材としてのデフケースと第１の出力部材と、デフケースと一体回転可能に設けられた断続部材としてのクラッチ部材と、第１の出力部材とクラッチ部材との間に設けられた断続部としてのドグクラッチと、クラッチ部材を移動操作する可動部材と、可動部材を作動させる電磁石とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このクラッチ装置では、電磁石の内径側に可動部材が配置され、デフケースのボス部の外周に対して可動部材が軸方向移動可能で径方向に支持されている。そして、電磁石と可動部材とデフケースの一部との間に電磁石の磁束を透過する磁路としての磁束ループを形成させ、可動部材を作動しクラッチ部材を移動操作してドグクラッチを接続させている。

しかしながら、このクラッチ装置のように、電磁石の内径側でデフケースのボス部外周に可動部材を支持してしまうと、電磁石の励磁による磁束の多くがデフケースに分岐してしまい、可動部材の作動に影響を与え断続部の断続特性が低下する恐れがあった。

これに対して、電磁石の外径側に可動部材を配置して電磁石と可動部材のみで磁路を形成させ、可動部材を作動し断続部材を移動操作して断続部を接続させるクラッチ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

このクラッチ装置では、電磁石の外周に直接可動部材を径方向に支持することにより、デフケース側への磁束の漏れを防止し、磁路形成における磁路効率を向上させている。

特開２００８−２８１１９４号公報 特開２００４−１００９２４号公報

しかしながら、上記特許文献２のクラッチ装置のように、電磁石の外周に直接可動部材を支持してしまうと、電磁石と可動部材との間の支持面で摺動を生じてしまう。また、支持面で摺動が生じていると、電磁石を励磁した際に支持面で電磁石と可動部材の貼り付きが生じる恐れがある。このため、可動部材を正確に作動させることができない可能性があった。

そこで、この発明は、可動部材を正確に作動させることができるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置の提供を目的としている。

請求項１記載の発明は、相対回転可能に配置された一対の回転部材と、この一対の回転部材のうちいずれか一方の回転部材と一体回転可能で軸方向移動可能に設けられた断続部材と、この断続部材と他方の回転部材との間に設けられ前記一対の回転部材間を断続する断続部と、前記断続部材を移動操作する可動部材と、前記一方の回転部材に対して軸方向に隣接配置され前記可動部材を作動させる電磁石とを備えたクラッチ装置であって、前記可動部材は、前記電磁石の外径側に配置され前記電磁石の磁束を透過する磁性体からなるプランジャと、このプランジャの外径側に一体的に設けられ前記断続部材を移動操作する非磁性体からなる支持部材とを有し、前記支持部材は、前記一方の回転部材に対して軸方向移動可能でかつ前記一方の回転部材と一体回転可能に支持され、前記電磁石と前記プランジャと前記一方の回転部材との間には、前記電磁石の磁束を透過して磁路が形成されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のクラッチ装置であって、前記支持部材には、前記可動部材の軸方向位置を検出する位置検出部が設けられていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のクラッチ装置であって、前記断続部材と前記支持部材とは、互いに当接部を備え、前記可動部材による軸方向の移動操作力が前記断続部材に伝達されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のクラッチ装置であって、前記一方の回転部材と他方の回転部材との間には弾性部材が配置され、前記弾性部材は、前記断続部材と前記一方の回転部材との間の軸方向位置を設定すると共に、前記当接部を介して前記可動部材と前記電磁石との軸方向位置を設定可能であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクラッチ装置であって、前記一方の回転部材に対する前記断続部材の回転方向の係合部と、前記一方の回転部材に対する前記支持部材の回転方向の係合部とは、それぞれ異なる箇所に設けられていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクラッチ装置であって、前記一方の回転部材に対する前記支持部材の回転方向の係合部は、前記支持部材と前記一方の回転部材とにそれぞれ設けられた孔部と、これらの孔部に挿入されたピンとからなることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクラッチ装置を備えたデファレンシャル装置であって、駆動力が入力するデフケースと、このデフケースと相対回転可能に前記デフケース内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材とを備え、前記一方の回転部材は前記デフケースであり、他方の回転部材は前記一対の出力部材の一方、又は前記デフケースと前記一対の出力部材との間を駆動的に連結する中間部材であり、前記クラッチ装置を断続することにより、前記断続部材を介してデフケースに入力された駆動力が、前記一対の出力部材に断続的に伝達可能であることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項７記載のデファレンシャル装置であって、前記一方の回転部材は前記デフケースとしてのアウタケースであり、前記他方の回転部材は前記アウタケースの内周側に配置され前記中間部材としてのピニオンを介して前記一対の出力部材に駆動力を出力する前記中間部材としてのインナケースであり、前記断続部は前記断続部材と前記インナケースとの間に設けられていることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項７記載のデファレンシャル装置であって、前記他方の回転部材は前記一対の出力部材の一方であり、前記断続部は前記断続部材と前記一方の出力部材との間に設けられていることを特徴とする。

請求項１のクラッチ装置は、可動部材の支持部材が一方の回転部材に対して軸方向移動可能でかつ一方の回転部材と一体回転可能に支持されているので、電磁石に可動部材を直接支持させることがなく、電磁石と可動部材のプランジャとの間に磁束を透過可能なエアギャップを設けることができる。

また、非磁性体からなる支持部材を一方の回転部材に支持するので、電磁石とプランジャと一方の回転部材との間に形成される磁路の磁束の多くが一方の回転部材に分岐されることが抑制され、一方の回転部材を有効に利用して磁路効率を向上させることができる。

従って、電磁石に可動部材を直接支持させることがないと共に、磁路の磁束の多くが一方の回転部材に分岐されることを抑制できるので、可動部材を正確に作動させることができる。

請求項２のクラッチ装置は、支持部材に可動部材の軸方向位置を検出する位置検出部が設けられているので、電磁石の外径側に配置された可動部材の軸方向位置を位置検出部によって検出することができ、可動部材が電磁石の内径側に配置された場合に比較して、可動部材の位置検出を簡素化することができる。

請求項３のクラッチ装置は、断続部材と支持部材とが互いに当接部を備え、可動部材による軸方向の移動操作力が断続部材に伝達されるので、断続部材と支持部材との間で回転方向に相対的な位相差が生じたとしても、互いの当接面でその位相差を吸収可能となり、正確に作動される可動部材によって直接的に断続部材を作動させることができ、断続部の断続特性を安定化させることができる。

請求項４のクラッチ装置は、一方の回転部材と他方の回転部材との間に弾性部材が配置され、弾性部材が断続部材と一方の回転部材との間の軸方向位置を設定すると共に、当接部を介して可動部材と電磁石との軸方向位置を設定可能であるので、弾性部材を配置することにより周辺部材の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。

請求項５のクラッチ装置は、一方の回転部材に対する断続部材の回転方向の係合部と、一方の回転部材に対する支持部材の回転方向の係合部とがそれぞれ異なる箇所に設けられているので、一方の回転部材に対する係合部の位置が１箇所に集中することがなく、一方の回転部材の剛性を保持することができる。

請求項６のクラッチ装置は、一方の回転部材に対する支持部材の回転方向の係合部が支持部材と一方の回転部材とにそれぞれ設けられた孔部と、これらの孔部に挿入されたピンとからなるので、支持部材の一方の回転部材に対する軸方向移動可能な構造と支持部材の一方の回転部材と一体回転可能に支持される構造とを簡素化することができる。

請求項７のデファレンシャル装置は、一方の回転部材がデフケースであり、他方の回転部材が一対の出力部材の一方、又はデフケースと一対の出力部材との間を駆動的に連結する中間部材であり、クラッチ装置を断続することにより、断続部材を介してデフケースに入力された駆動力が一対の出力部材に断続的に伝達可能であるので、可動部材を正確に作動させることができるクラッチ装置を搭載することにより、デフケースと一対の出力部材との間の動力伝達を確実に断続することができる。

請求項８のデファレンシャル装置は、一方の回転部材がデフケースとしてのアウタケースであり、他方の回転部材がアウタケースの内周側に配置され中間部材としてのピニオンを介して一対の出力部材に駆動力を出力する中間部材としてのインナケースであり、断続部が断続部材とインナケースとの間に設けられているので、可動部材を正確に作動させることにより、アウタケースとインナケースとの間の動力伝達を確実に断続することができる。

請求項９のデファレンシャル装置は、他方の回転部材が一対の出力部材の一方であり、断続部が断続部材と一方の出力部材との間に設けられているので、可動部材を正確に作動させることにより、デフケースと一対の出力部材との間の相対回転を確実に断続することができる。

本発明の第１実施形態に係るクラッチ装置とデファレンシャル装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係るクラッチ装置とデファレンシャル装置の断面図である。

図１，図２を用いて本発明の実施の形態に係るクラッチ装置及びこのクラッチ装置を備えたデファレンシャル装置について説明する。

（第１実施形態）
図１を用いて第１実施形態について説明する。

本実施の形態に係るクラッチ装置１は、相対回転可能に配置された一対の回転部材としてのアウタケース３とインナケース５と、アウタケース３と一体回転可能で軸方向移動可能に設けられた断続部材７と、この断続部材７とインナケース５との間に設けられアウタケース３とインナケース５との間を断続する断続部９と、断続部材７を移動操作する可動部材１１と、アウタケース３に対して軸方向に隣接配置され可動部材１１を作動させる電磁石１３とを備えている。

そして、可動部材１１は、電磁石１３の外径側に配置され電磁石１３の磁束を透過する磁性体からなるプランジャ１５と、このプランジャ１５の外径側に一体的に設けられ断続部材７を移動操作する非磁性体からなる支持部材１７とを有し、支持部材１７は、アウタケース３に対して軸方向移動可能でかつアウタケース３と一体回転可能に支持され、電磁石１３とプランジャ１５とアウタケース３との間には、電磁石１３の磁束を透過して磁路が形成される。

また、支持部材１７には、可動部材１１の軸方向位置を検出する位置検出部１９が設けられている。

さらに、断続部材７と支持部材１７とは、互いに当接部２１を備え、可動部材１１による軸方向の移動操作力が断続部材７に伝達される。

また、アウタケース３とサイドギヤ１０５との間には弾性部材２３が配置され、弾性部材２３は、断続部材７とアウタケース３との間の軸方向位置を設定すると共に、当接部２１を介して可動部材１１と電磁石１３との軸方向位置を設定可能である。

さらに、アウタケース３に対する断続部材７の回転方向の係合部２５と、アウタケース３に対する支持部材１７の回転方向の係合部２７とは、それぞれ異なる箇所に設けられている。

また、アウタケース３に対する支持部材１７の回転方向の係合部２７は、支持部材１７とアウタケース３とにそれぞれ設けられた孔部２９，３１と、これらの孔部２９，３１に挿入されたピン３３とからなる。

さらに、本実施の形態に係るクラッチ装置１を備えたデファレンシャル装置１０１は、駆動力が入力するデフケースとしてのアウタケース３と、このアウタケース３と相対回転可能にアウタケース３内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材としてのサイドギヤ１０３，１０５と、アウタケース３と一対のサイドギヤ１０３，１０５との間を駆動的に連結する中間部材としてのピニオン１０７及びインナケース５とを備えている。

そして、一方の回転部材はアウタケース３であり、他方の回転部材はアウタケース３の内周側に配置されピニオン１０７を介して一対のサイドギヤ１０３，１０５に駆動力を出力するインナケース５であり、クラッチ装置１を断続することにより、断続部材７を介してアウタケース３に入力された駆動力が、一対のサイドギヤ１０３，１０５に断続的に伝達可能である。

また、断続部９は断続部材７とインナケース５との間に設けられている。

図１に示すように、デファレンシャル装置１０１は、アウタケース３と、インナケース５と、差動機構１０９とを備えている。アウタケース３は、軸方向両側に形成されたボス部１１１，１１３でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。また、アウタケース３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部１１５が形成され、、リングギヤが駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてアウタケース３を回転駆動させる。このアウタケース３には、インナケース５がアウタケース３と相対回転可能に収容されている。

インナケース５は、筒状に形成され、外周側でアウタケース３と相対回転可能に支持されている。このインナケース５の内周側には、差動機構１０９が収容されている。

差動機構１０９は、ピニオンシャフト１１７と、ピニオン１０７と、一対のサイドギヤ１０３，１０５とを備えている。中間部材の１つであるピニオンシャフト１１７は、端部をインナケース５に係合してピン１１９で抜け止めされインナケース５と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト１１７には、ピニオン１０７が支承されている。

ピニオン１０７は、ピニオンシャフト１１７に支承されてインナケース５の回転によって公転する。また、ピニオン１０７は、一対のサイドギヤ１０３，１０５に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ１０３，１０５に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト１１７に自転可能に支持されている。

一対のサイドギヤ１０３，１０５は、ボス部１２１，１２３でアウタケース３に相対回転可能に支持され、ピニオン１０７と噛み合っている。また、サイドギヤ１０３，１０５とアウタケース３との間には、ピニオン１０７との噛み合い反力によるサイドギヤ１０３，１０５の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ１２５，１２７が配置されている。この一対のサイドギヤ１０３，１０５は、内周側にスプライン形状の連結部１２９，１３１が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸（不図示）がサイドギヤ１０３，１０５と一体回転可能に連結され、アウタケース３に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。

このようなデファレンシャル装置１０１には、アウタケース３とインナケース５との間の動力伝達を断続するクラッチ装置１が搭載されており、クラッチ装置１が接続されると、アウタケース３とインナケース５とが接続され、アウタケース３に入力された駆動力がインナケース５を介して差動機構１０９に伝達され、出力側の部材に出力される。すなわち、このクラッチ装置１を搭載したデファレンシャル装置１０１は、いわゆるフリーランニングデフとなっている。

クラッチ装置１は、アウタケース３とインナケース５とを含め、断続部材７と、断続部９と、電磁石１３と、可動部材１１とを備えている。

断続部材７は、アウタケース３の内部空間側に収容される基部が環状に形成され、この基部の外周面がアウタケース３の内周支持面に対して径方向に支持され、インナケース５とアウタケース３の側壁３５との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。また、断続部材７には、環状に形成された基部と連続して周方向に複数の係合凸部３７が設けられ、アウタケース３の側壁３５の回転方向間に開口して設けられた複数の開口部３９に係合して断続部材７がアウタケース３に回り止めされ、アウタケース３と一体回転可能に配置されている。この断続部材７の係合凸部３７とアウタケース３の開口部３９とからなる係合部２５には、カム機構が設けられている。

係合部２５は、係合凸部３７と開口部３９との周方向の対向面に形成された同一傾斜のカム面からなるカム機構となっている。このカム機構は、断続部材７が断続部９の接続方向に移動されたときに、アウタケース３の回転によってカム面が係合することにより、断続部材７をさらに断続部９の接続方向に移動させ、断続部９の接続を強化させる。

断続部９は、インナケース５と断続部材７との軸方向間に設けられ、インナケース５と断続部材７とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。この断続部９が互いに噛み合うことにより、インナケース５と断続部材７とが一体回転可能に接続され、インナケース５とアウタケース３との間の動力伝達が可能となる。この断続部９は、断続部材７を移動操作する可動部材１１を作動する電磁石１３によって制御可能に断続操作される。

電磁石１３は、アウタケース３のボス部１１３の外周側で側壁３５に対して軸方向に隣接配置され、電磁コイル４１と、コア４３とを備えている。電磁コイル４１は、樹脂でモールド成形され、コア４３に収容されている。コア４３は、磁性材料から形成され電磁コイル４１のリード線を取り出す孔が形成され、リード線は外部に引き出された後に、コントローラ（不図示）に接続されており、コントローラによって電磁コイル４１への通電が制御されている。また、コア４３の軸方向端面にはアウタケース３のボス部１１３の外周に固定されたスナップリングなどの固定部材４５が当接されて電磁石１３の軸方向位置が位置決めされると共に、回り止め部材（不図示）などによってキャリアなどの静止系部材に対して電磁石１３が回転方向に回り止めされている。この電磁石１３の外径側には、可動部材１１が配置され、電磁石１３への通電により可動部材１１が移動操作される。

可動部材１１は、プランジャ１５と、支持部材１７とを備えている。プランジャ１５は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定されたエアギャップをもって電磁石１３の外径側に配置されている。このプランジャ１５の外周には、支持部材１７が一体に固定されている。

支持部材１７は、非磁性材料から形成され、プランジャ１５の外周側から磁束が漏れることを防止している。また、支持部材１７は、係合部２７を介してアウタケース３に対して軸方向移動可能でかつアウタケース３と一体回転可能に支持されている。この係合部２７は、アウタケース３に対する断続部材７の回転方向の係合部２５と径方向位置が異なるように、係合部２５よりも外径側に設けられ、支持部材１７とアウタケース３とにそれぞれ設けられた孔部２９，３１と、これらの孔部２９，３１に挿入されたピン３３とからなる。このような係合部２７でアウタケース３に対して可動部材１１を支持することにより、可動部材１１を電磁石１３に直接支持させることがなく、プランジャ１５の内周と電磁石１３の外周との間にエアギャップを設けることができる。なお、ピン３３は基本的にアウタケース３側の孔部３１にタイトに固定され、支持部材１７側の孔部２９とピン３３の外周との間は、互いの軸方向の相対移動が可能な嵌め合い関係をなしているが、ピン３３がいずれかにタイトに固定されるかは、支持状態や作動状態を考慮して適宜設定されればよい。

また、可動部材１１の支持部材１７と断続部材７との軸方向の対向面には互いに当接する当接部２１が設けられている。この当接部２１により、電磁石１３によって作動される可動部材１１による軸方向の移動操作力が断続部材７に伝達される。また、この当接部２１よりも内径側のアウタケース３とサイドギヤ１０５の背面側との間には、弾性部材２３が配置されている。この弾性部材２３は、断続部材７と当接され、断続部材７を断続部９の接続解除方向に付勢する付勢力を有する。また、弾性部材２３は、断続部材７と当接することにより断続部材７とアウタケース３との間の軸方向位置を設定すると共に、当接部２１を介して可動部材１１と電磁石１３との軸方向位置を設定する。また、支持部材１７の軸方向端部の外周には、可動部材１１の軸方向位置を検出するポジションスイッチ４７と当接される位置検出部１９が設けられている。この位置検出部１９により、他の部材を介することなく、直接的に可動部材１１の軸方向位置を検出することができる。なお、ポジションスイッチ４７は、キャリアや車体フレームなどの静止系部材４９に固定されてコントローラに接続されており、可動部材１１の軸方向位置の検出情報によって各部材の作動が制御されたり、ドライバーに対してクラッチ装置の断続状態を認知可能に表示したりしている。

このように構成されたクラッチ装置１では、電磁石１３の励磁によりコア４３とプランジャ１５とアウタケース３の側壁３５を透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ１５が断続部材７側に移動操作され、支持部材１７が当接部２１を介して断続部材７を軸方向移動させる。この可動部材１１によって移動操作された断続部材７は、弾性部材２３の付勢力に抗して断続部９の接続方向に移動され、断続部９が接続される。この断続部９の接続により、インナケース５と断続部材７とが一体回転可能に接続され、インナケース５とアウタケース３との間の動力伝達が可能となる。

このようなクラッチ装置１では、可動部材１１の支持部材１７がアウタケース３に対して軸方向移動可能でかつアウタケース３と一体回転可能に支持されているので、電磁石１３に可動部材１１を直接支持させることがなく、電磁石１３と可動部材１１のプランジャ１５との間に磁束を透過可能なエアギャップを設けることができる。

また、非磁性体からなる支持部材１７をアウタケース３に支持するので、電磁石１３とプランジャ１５とアウタケース３との間に形成される磁路の磁束の多くがアウタケース３に分岐されることがなく、又は大幅に抑制され、アウタケース３を有効に利用して磁路効率を向上させることができる。

従って、電磁石１３に可動部材１１を直接支持させることがないと共に、磁路の磁束の多くがアウタケース３に分岐されることがない、又は大幅に抑制されるので、可動部材１１を正確に作動させることができる。

また、支持部材１７に可動部材１１の軸方向位置を検出する位置検出部１９が設けられているので、電磁石１３の外径側に配置された可動部材１１の軸方向位置を位置検出部１９によって直接検出することができ、可動部材１１が電磁石１３の内径側に配置された場合に比較して、部品点数を削減することができ、可動部材１１の位置検出を簡素化することができる。

さらに、断続部材７と支持部材１７とが互いに当接部２１を備え、可動部材１１による軸方向の移動操作力が断続部材７に伝達されるので、断続部材７と支持部材１７との間で回転方向に相対的な位相差が生じたとしても、互いの当接面でその位相差を吸収することが可能となり、正確に作動される可動部材１１によって直接的に断続部材７を作動させることができ、断続部９の断続特性を安定化させることができる。

また、アウタケース３とサイドギヤ１０５との間に弾性部材２３が配置され、弾性部材２３が断続部材７とアウタケース３との間の軸方向位置を設定すると共に、当接部２１を介して可動部材１１と電磁石１３との軸方向位置を設定可能であるので、弾性部材２３を配置することにより周辺部材の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。

さらに、アウタケース３に対する断続部材７の回転方向の係合部２５と、アウタケース３に対する支持部材１７の回転方向の係合部２７とがそれぞれ異なる箇所に設けられているので、アウタケース３に対する係合部２５，２７の位置が１箇所に集中することがなく、アウタケース３の剛性を保持することができる。

また、アウタケース３に対する支持部材１７の回転方向の係合部２７が支持部材１７とアウタケース３とにそれぞれ設けられた孔部２９，３１と、これらの孔部２９，３１に挿入されたピン３３とからなるので、支持部材１７のアウタケース３に対する軸方向移動可能な構造と支持部材１７のアウタケース３と一体回転可能に支持される構造とを簡素化することができる。

さらに、デファレンシャル装置１０１は、一方の回転部材がデフケースとしてのアウタケース３であり、他方の回転部材がアウタケース３と一対のサイドギヤ１０３，１０５との間を駆動的に連結する中間部材としてのピニオンシャフト１１７，ピニオン１０７及びインナケース５であり、クラッチ装置１を断続することにより、断続部材７を介してアウタケース３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ１０３，１０５に断続的に伝達可能であるので、可動部材１１を正確に作動させることができるクラッチ装置１を搭載することにより、アウタケース３と一対のサイドギヤ１０３，１０５との間の動力伝達を確実に断続することができる。

また、一方の回転部材がアウタケース３であり、他方の回転部材がアウタケース３の内周側に配置され中間部材としてのピニオン１０７を介して一対のサイドギヤ１０３，１０５に駆動力を出力する中間部材としてのインナケース５であり、断続部９が断続部材７とインナケース５との間に設けられているので、可動部材１１を正確に作動させることにより、アウタケース３とインナケース５との間の動力伝達を確実に断続することができる。

なお、差動機構１０９は、種々の形態をとりうることが可能なので、中間部材は上述した部材に限定されることはなく、その差動機構の形態に沿った部材構成に適合する。

（第２実施形態）
図２を用いて第２実施形態について説明する。

本実施の形態に係るクラッチ装置２０１は、相対回転可能に配置された一対の回転部材としてのデフケース２０３とサイドギヤ２０５と、デフケース２０３と一体回転可能で軸方向移動可能に設けられた断続部材２０７と、この断続部材２０７とサイドギヤ２０５との間に設けられデフケース２０３とサイドギヤ２０５との間を断続する断続部２０９と、断続部材２０７を移動操作する可動部材２１１と、デフケース２０３に対して軸方向に隣接配置され可動部材２１１を作動させる電磁石２１３とを備えている。

そして、可動部材２１１は、電磁石２１３の外径側に配置され電磁石２１３の磁束を透過する磁性体からなるプランジャ２１５と、このプランジャ２１５の外径側に一体的に設けられ断続部材２０７を移動操作する非磁性体からなる支持部材２１７とを有し、支持部材２１７は、デフケース２０３に対して軸方向移動可能でかつデフケース２０３と一体回転可能に支持され、電磁石２１３とプランジャ２１５とデフケース２０３との間には、電磁石２１３の磁束を透過して磁路が形成される。

また、支持部材２１７には、可動部材２１１の軸方向位置を検出する位置検出部２１９が設けられている。

さらに、断続部材２０７と支持部材２１７とは、互いに当接部２２１を備え、可動部材２１１による軸方向の移動操作力が断続部材２０７に伝達される。

また、サイドギヤ２０５と断続部材２０７との間には弾性部材２２３が配置され、弾性部材２２３は、断続部材２０７とデフケース２０３との間の軸方向位置を設定すると共に、当接部２２１を介して可動部材２１１と電磁石２１３との軸方向位置を設定可能である。

さらに、デフケース２０３に対する断続部材２０７の回転方向の係合部２２５と、デフケース２０３に対する支持部材２１７の回転方向の係合部２２７とは、それぞれ異なる箇所に設けられている。

また、デフケース２０３に対する支持部材２１７の回転方向の係合部２２７は、支持部材２１７とデフケース２０３とにそれぞれ設けられた孔部２２９，２３１と、これらの孔部２２９，２３１に挿入されたピン２３３とからなる。

さらに、本実施の形態に係るクラッチ装置２０１を備えたデファレンシャル装置３０１は、駆動力が入力するデフケース２０３と、このデフケース２０３と相対回転可能にデフケース２０３内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材としてのサイドギヤ３０３，２０５と、デフケース２０３と一対のサイドギヤ３０３，２０５との間を駆動的に連結する中間部材としてのピニオン３０５を備えている。

そして、一方の回転部材はデフケース２０３であり、他方の回転部材はサイドギヤ２０５であり、クラッチ装置２０１を断続することにより、断続部材２０７を介してデフケース２０３に入力された駆動力が、一対のサイドギヤ３０３，２０５に断続的に伝達可能である。

また、断続部２０９は断続部材２０７とサイドギヤ２０５との間に設けられている。

図２に示すように、デファレンシャル装置３０１は、デフケース２０３と、ピニオンシャフト３０７と、ピニオン３０５と、一対のサイドギヤ３０３，２０５とからなる差動機構３０９を備えている。デフケース２０３は、軸方向両側に形成されたボス部３１１，３１３でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。また、デフケース２０３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部３１５が形成され、、リングギヤが駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース２０３を回転駆動させる。このデフケース２０３内には、ピニオンシャフト３０７と、ピニオン３０５と、一対のサイドギヤ３０３，２０５とが収容されている。

中間部材の１つであるピニオンシャフト３０７は、端部をデフケース２０３に係合してピン３１７で抜け止めされデフケース２０３と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト３０７には、ピニオン３０５が支承されている。

ピニオン３０５は、ピニオンシャフト３０７に支承されてデフケース２０３の回転によって公転する。また、ピニオン３０５は、一対のサイドギヤ３０３，２０５に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ３０３，２０５に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト３０７に自転可能に支持されている。また、ピニオン３０５の背面側とデフケース２０３との間には、ピニオン３０５の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ３１９が配置されている。

一対のサイドギヤ３０３，２０５は、ボス部３２１，３２３でデフケース２０３に相対回転可能に支持され、ピニオン３０５と噛み合っている。また、サイドギヤ３０３，２０５とデフケース２０３との間には、ピニオン３０５との噛み合い反力によるサイドギヤ３０３，２０５の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ３２５，３２７が配置されている。また、サイドギヤ３０３，２０５の背面側に位置するデフケース２０３には、デフケース２０３内に流入された潤滑油を流通させる油溝３２９，３３１が設けられている。この一対のサイドギヤ３０３，２０５は、内周側にスプライン形状の連結部３３３，３３５が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸（不図示）がサイドギヤ３０３，２０５と一体回転可能に連結され、デフケース２０３に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。

このようなデファレンシャル装置３０１には、デフケース２０３とサイドギヤ２０５との間の動力伝達、詳細には差動機構３０９の差動を断続するクラッチ装置２０１が搭載されており、クラッチ装置２０１が接続されると、デフケース２０３とサイドギヤ２０５とが接続され、差動機構３０９の差動がロック状態となる。この状態では、デフケース２０３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ３０３，２０５に対して均等に出力される。すなわち、このクラッチ装置２０１を搭載したデファレンシャル装置３０１は、いわゆるデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっている。

クラッチ装置２０１は、デフケース２０３とサイドギヤ２０５とを含め、断続部材２０７と、断続部２０９と、電磁石２１３と、可動部材２１１とを備えている。

断続部材２０７は、デフケース２０３の内部空間側に収容される基部が環状に形成され、この基部の内周面がサイドギヤ２０５の背面側に形成された外周支持面に対して径方向に支持され、サイドギヤ２０５の背面側とデフケース２０３の側壁２３５との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。また、断続部材２０７には、環状に形成された基部と連続して周方向に複数の係合凸部２３７が設けられ、デフケース２０３の側壁２３５の回転方向間に開口して設けられた複数の開口部２３９に係合して断続部材２０７がデフケース２０３に回り止めされ、デフケース２０３と一体回転可能に配置されている。この断続部材２０７の係合凸部２３７とデフケース２０３の開口部２３９とからなる係合部２２５には、カム機構が設けられている。

係合部２２５は、係合凸部２３７と開口部２３９との周方向の対向面に形成された同一傾斜のカム面からなるカム機構となっている。このカム機構は、断続部材２０７が断続部２０９の接続方向に移動されたときに、デフケース２０３の回転によってカム面が係合することにより、断続部材２０７をさらに断続部２０９の接続方向に移動させ、断続部２０９の接続を強化させる。

断続部２０９は、サイドギヤ２０５の背面側と断続部材２０７との軸方向間に設けられ、サイドギヤ２０５と断続部材２０７とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。この断続部２０９が互いに噛み合うことにより、サイドギヤ２０５と断続部材２０７とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ２０５とデフケース２０３とが接続されて差動機構３０９がロック状態となる。この断続部２０９は、断続部材２０７を移動操作する可動部材２１１を作動する電磁石２１３によって制御可能に断続操作される。

電磁石２１３は、デフケース２０３のボス部３１３の外周側で側壁２３５に対して軸方向に隣接配置され、電磁コイル２４１と、コア２４３とを備えている。電磁コイル２４１は、樹脂でモールド成形され、コア２４３に収容されている。コア２４３は、磁性材料から形成され電磁コイル２４１のリード線を取り出す孔が形成され、リード線は外部に引き出された後に、コントローラ（不図示）に接続されており、コントローラによって電磁コイル２４１への通電が制御されている。また、コア２４３の軸方向端面にはデフケース２０３のボス部３１３の外周に固定されたスナップリングなどの固定部材２４５が当接されて電磁石２１３の軸方向位置が位置決めされると共に、回り止め部材（不図示）などによってキャリアなどの静止系部材に対して電磁石２１３が回転方向に回り止めされている。この電磁石２１３の外径側には、可動部材２１１が配置され、電磁石２１３への通電により可動部材２１１が移動操作される。

可動部材２１１は、プランジャ２１５と、支持部材２１７とを備えている。プランジャ２１５は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定されたエアギャップをもって電磁石２１３の外径側に配置されている。このプランジャ２１５の外周には、支持部材２１７が一体に固定されている。

支持部材２１７は、非磁性材料から形成され、プランジャ２１５の外周側から磁束が漏れることを防止している。また、支持部材２１７は、係合部２２７を介してデフケース２０３に対して軸方向移動可能でかつデフケース２０３と一体回転可能に支持されている。この係合部２２７は、デフケース２０３に対する断続部材２０７の回転方向の係合部２２５と径方向位置が異なるように、係合部２２５よりも外径側に設けられ、支持部材２１７とデフケース２０３とにそれぞれ設けられた孔部２２９，２３１と、これらの孔部２２９，２３１に挿入されたピン２３３とからなる。このような係合部２２７でデフケース２０３に対して可動部材２１１を支持することにより、可動部材２１１を電磁石２１３に直接支持させることがなく、プランジャ２１５の内周と電磁石１３の外周との間にエアギャップを設けることができる。なお、ピン２３３は基本的にデフケース２０３側の孔部２３１にタイトに固定され、支持部材２１７側の孔部２２９とピン２３３の外周との間は、互いの軸方向の相対移動が可能な嵌め合い関係をなしているが、ピン２３３がいずれかにタイトに固定されるかは、支持状態や作動状態を考慮して適宜設定されればよい。

また、可動部材２１１の支持部材２１７と断続部材２０７との軸方向の対向面には互いに当接する当接部２２１が設けられている。この当接部２２１により、電磁石２１３によって作動される可動部材２１１による軸方向の移動操作力が断続部材２０７に伝達される。また、この当接部２２１よりも内径側の断続部材２０７とサイドギヤ２０５の背面側との間には、弾性部材２２３が配置されている。この弾性部材２２３は、断続部材２０７と当接され、断続部材２０７を断続部２０９の接続解除方向に付勢する付勢力を有する。また、弾性部材２２３は、断続部材２０７と当接することにより断続部材２０７とデフケース２０３との間の軸方向位置を設定すると共に、当接部２２１を介して可動部材２１１と電磁石２１３との軸方向位置を設定する。また、支持部材２１７の軸方向端部の外周には、可動部材２１１の軸方向位置を検出するポジションスイッチ２４７と当接される位置検出部２１９が設けられている。この位置検出部２１９により、他の部材を介することなく、直接的に可動部材２１１の軸方向位置を検出することができる。なお、ポジションスイッチ２４７は、キャリアや車体フレームなどの静止系部材２４９に固定されてコントローラに接続されており、可動部材２１１の軸方向位置の検出情報によって各部材の作動が制御されたり、ドライバーに対してクラッチ装置の断続状態を認知可能に表示したりしている。

このように構成されたクラッチ装置２０１では、電磁石２１３の励磁によりコア２４３とプランジャ２１５とデフケース２０３の側壁２３５を透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ２１５が断続部材２０７側に移動操作され、支持部材２１７が当接部２２１を介して断続部材２０７を軸方向移動させる。この可動部材２１１によって移動操作された断続部材２０７は、弾性部材２２３の付勢力に抗して断続部２０９の接続方向に移動され、断続部２０９が接続される。この断続部２０９の接続により、サイドギヤ２０５と断続部材２０７とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ２０５とデフケース２０３とが接続されて差動機構３０９がロック状態となる。

このようなクラッチ装置２０１では、可動部材２１１の支持部材２１７がデフケース２０３に対して軸方向移動可能でかつデフケース２０３と一体回転可能に支持されているので、電磁石２１３に可動部材２１１を直接支持させることがなく、電磁石２１３と可動部材２１１のプランジャ２１５との間に磁束を透過可能なエアギャップを設けることができる。

また、非磁性体からなる支持部材２１７をデフケース２０３に支持するので、電磁石２１３とプランジャ２１５とデフケース２０３との間に形成される磁路の磁束の多くがデフケース２０３に分岐されることがなく、又は大幅に抑制され、デフケース２０３を有効に利用して磁路効率を向上させることができる。

従って、電磁石２１３に可動部材２１１を直接支持させることがないと共に、磁路の磁束の多くがデフケース２０３に分岐されることがない、又は大幅に抑制されるので、可動部材２１１を正確に作動させることができる。

また、支持部材２１７に可動部材２１１の軸方向位置を検出する位置検出部２１９が設けられているので、電磁石２１３の外径側に配置された可動部材２１１の軸方向位置を位置検出部２１９によって直接検出することができ、可動部材２１１が電磁石２１３の内径側に配置された場合に比較して、部品点数を削減することができ、可動部材２１１の位置検出を簡素化することができる。

さらに、断続部材２０７と支持部材２１７とが互いに当接部２２１を備え、可動部材２１１による軸方向の移動操作力が断続部材２０７に伝達されるので、断続部材２０７と支持部材２１７との間で回転方向に相対的な位相差が生じたとしても、互いの当接面でその位相差を吸収することが可能となり、正確に作動される可動部材２１１によって直接的に断続部材２０７を作動させることができ、断続部２０９の断続特性を安定化させることができる。

また、デフケース２０３とサイドギヤ２０５との間に弾性部材２２３が配置され、弾性部材２２３が断続部材２０７とデフケース２０３との間の軸方向位置を設定すると共に、当接部２２１を介して可動部材２１１と電磁石２１３との軸方向位置を設定可能であるので、弾性部材２２３を配置することにより周辺部材の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。

さらに、デフケース２０３に対する断続部材２０７の回転方向の係合部２２５と、デフケース２０３に対する支持部材２１７の回転方向の係合部２２７とがそれぞれ異なる箇所に設けられているので、デフケース２０３に対する係合部２２５，２２７の位置が１箇所に集中することがなく、デフケース２０３の剛性を保持することができる。

また、デフケース２０３に対する支持部材２１７の回転方向の係合部２２７が支持部材２１７とデフケース２０３とにそれぞれ設けられた孔部２２９，２３１と、これらの孔部２２９，２３１に挿入されたピン２３３とからなるので、支持部材２１７のデフケース２０３に対する軸方向移動可能な構造と支持部材２１７のデフケース２０３と一体回転可能に支持される構造とを簡素化することができる。

さらに、デファレンシャル装置３０１は、一方の回転部材がデフケース２０３であり、他方の回転部材がサイドギヤ２０５であり、クラッチ装置２０１を断続することにより、断続部材２０７を介してデフケース２０３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ３０３，２０５に断続的に伝達可能であるので、可動部材２１１を正確に作動させることができるクラッチ装置２０１を搭載することにより、デフケース２０３と一対のサイドギヤ３０３，２０５との間の動力伝達を確実に断続することができる。

また、他方の回転部材がサイドギヤ２０５であり、断続部２０９が断続部材２０７とサイドギヤ２０５との間に設けられているので、可動部材２１１を正確に作動させることにより、デフケース２０３と一対のサイドギヤ３０３，２０５との間の相対回転を確実に断続することができる。

なお、本発明の実施の形態に係るクラッチ装置及びデファレンシャル装置では、断続部として噛み合いクラッチを用いているが、これに限らず、摩擦クラッチなど相対回転する一対の回転部材間の動力伝達を断続させることができる構成であれば、どのような形態であってもよい。

また、クラッチ装置をデファレンシャル装置に搭載しているが、これに限らず、差動機構を有さない一対の回転部材間の動力伝達を断続する構成に対しても、本発明のクラッチ装置を適用することができる。

１，２０１…クラッチ装置
３…アウタケース（一方の回転部材）
５…インナケース（他方の回転部材）
７，２０７…断続部材
９，２０９…断続部
１１，２１１…可動部材
１３，２１３…電磁石
１５，２１５…プランジャ
１７，２１７…支持部材
１９，２１９…位置検出部
２１，２２１…当接部
２３，２２３…弾性部材
２５，２２５…係合部（一方の回転部材と断続部材）
２７，２２７…係合部（一方の回転部材と支持部材）
２９，３１，２２９，２３１…孔部
３３，２３３…ピン
１０１，３０３…デファレンシャル装置
１０３，１０５，２０５，３０３…サイドギヤ（出力部材）
１０７，３０５…ピニオン（中間部材）
２０３…デフケース（一方の回転部材）
２０５…サイドギヤ（他方の回転部材）

Claims (9)

1. 相対回転可能に配置された一対の回転部材と、この一対の回転部材のうちいずれか一方の回転部材と一体回転可能で軸方向移動可能に設けられた断続部材と、この断続部材と他方の回転部材との間に設けられ前記一対の回転部材間を断続する断続部と、前記断続部材を移動操作する可動部材と、前記一方の回転部材に対して軸方向に隣接配置され前記可動部材を作動させる電磁石とを備えたクラッチ装置であって、
   前記可動部材は、前記電磁石の外径側に配置され前記電磁石の磁束を透過する磁性体からなるプランジャと、このプランジャの外径側に一体的に設けられ前記断続部材を移動操作する非磁性体からなる支持部材とを有し、
   前記支持部材は、前記一方の回転部材に対して軸方向移動可能でかつ前記一方の回転部材と一体回転可能に支持され、前記電磁石と前記プランジャと前記一方の回転部材との間には、前記電磁石の磁束を透過して磁路が形成されることを特徴とするクラッチ装置。
2. 請求項１記載のクラッチ装置であって、
   前記支持部材には、前記可動部材の軸方向位置を検出する位置検出部が設けられていることを特徴とするクラッチ装置。
3. 請求項１又は２記載のクラッチ装置であって、
   前記断続部材と前記支持部材とは、互いに当接部を備え、前記可動部材による軸方向の移動操作力が前記断続部材に伝達されることを特徴とするクラッチ装置。
4. 請求項３記載のクラッチ装置であって、
   前記一方の回転部材と他方の回転部材との間には弾性部材が配置され、前記弾性部材は、前記断続部材と前記一方の回転部材との間の軸方向位置を設定すると共に、前記当接部を介して前記可動部材と前記電磁石との軸方向位置を設定可能であることを特徴とするクラッチ装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクラッチ装置であって、
   前記一方の回転部材に対する前記断続部材の回転方向の係合部と、前記一方の回転部材に対する前記支持部材の回転方向の係合部とは、それぞれ異なる箇所に設けられていることを特徴とするクラッチ装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクラッチ装置であって、
   前記一方の回転部材に対する前記支持部材の回転方向の係合部は、前記支持部材と前記一方の回転部材とにそれぞれ設けられた孔部と、これらの孔部に挿入されたピンとからなることを特徴とするクラッチ装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクラッチ装置を備えたデファレンシャル装置であって、
   駆動力が入力するデフケースと、このデフケースと相対回転可能に前記デフケース内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材とを備え、前記一方の回転部材は前記デフケースであり、他方の回転部材は前記一対の出力部材の一方、又は前記デフケースと前記一対の出力部材との間を駆動的に連結する中間部材であり、前記クラッチ装置を断続することにより、前記断続部材を介してデフケースに入力された駆動力が、前記一対の出力部材に断続的に伝達可能であることを特徴とするデファレンシャル装置。
8. 請求項７記載のデファレンシャル装置であって、
   前記一方の回転部材は前記デフケースとしてのアウタケースであり、前記他方の回転部材は前記アウタケースの内周側に配置され前記中間部材としてのピニオンを介して前記一対の出力部材に駆動力を出力する前記中間部材としてのインナケースであり、前記断続部は前記断続部材と前記インナケースとの間に設けられていることを特徴とするデファレンシャル装置。
9. 請求項７記載のデファレンシャル装置であって、
   前記他方の回転部材は前記一対の出力部材の一方であり、前記断続部は前記断続部材と前記一方の出力部材との間に設けられていることを特徴とするデファレンシャル装置。

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