JP2012047266A

JP2012047266A - Torque transmission structure and power transmission device

Info

Publication number: JP2012047266A
Application number: JP2010190111A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Kosugi; 重之小杉
Original assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-03-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the limit of degree of freedom of design of a device even if inside pressure is increased.SOLUTION: The torque transmission structure having the clutch housing 3 having the inner spline 17, the hub shaft 7 having the spline 39, and the main clutch 9 comprising the outer plate 9a spline-engaging with the inner spline 17 and the inner plate 9b engaging with the spline 39 has the outside movable cylinder part 24 which is fitted and secured to the inner periphery of the clutch housing 3 and in which the inner spline 17 is formed, the thermal expansion coefficient of the clutch housing 3 is set larger than that of the outside movable cylinder part 24, the fitting and securing is released by the thermal expansion at the set temperature of the clutch hunting 3 and the outside movable cylinder part 24 and the relative rotation is allowed and the fitting and securing is carried out by the recontraction.

Description

本発明は、トルク伝達構造及び動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a torque transmission structure and a power transmission device.

従来の動力伝達構造である電磁摩擦クラッチとしては、例えば特許文献1に示すようなものがある。 As an electromagnetic friction clutch which is a conventional power transmission structure, there is one as shown in Patent Document 1, for example.

この電磁摩擦クラッチは、自動車のトルク伝達系に介設されたもので、メイン・クラッチ及びパイロット・クラッチの他、押圧プレート、電磁石、アーマチュア、カム機構などを備えている。 This electromagnetic friction clutch is interposed in a torque transmission system of an automobile, and includes a pressing plate, an electromagnet, an armature, a cam mechanism and the like in addition to a main clutch and a pilot clutch.

電磁石を通電制御すると、アーマチュアが電磁石に引き付けられてパイロット・クラッチが締結制御される。この締結制御によりカム機構が働き、押圧プレートが締結移動してメイン・クラッチが締結される。 When energization control is performed on the electromagnet, the armature is attracted to the electromagnet and the pilot clutch is controlled to be engaged. By this fastening control, the cam mechanism works, the pressing plate is fastened and moved, and the main clutch is fastened.

電磁石の通電制御が解除されると、カム機構の働きがなくなり、押圧プレートは、元位置へ復帰付勢される。 When the energization control of the electromagnet is released, the cam mechanism is deactivated, and the pressing plate is urged to return to the original position.

そして、前記メイン・クラッチ等はクラッチ・ハウジング、ローター、及びハブ・シャフトで囲まれた空間内に収容され、ローターとクラッチ・ハウジングとの間のオー・リング、ローターとハブ・シャフトとの間の高温高圧に耐え得るシールであるＸリングなどにより密閉され、潤滑オイルによる潤滑環境が形成されている。 The main clutch and the like are accommodated in a space surrounded by the clutch housing, the rotor, and the hub shaft, and an O-ring between the rotor and the clutch housing, and between the rotor and the hub shaft. It is sealed by an X ring or the like that is a seal that can withstand high temperature and pressure, and a lubricating environment with lubricating oil is formed.

ここで、電磁石の通電制御によりメイン・クラッチが締結制御されると、プレート間の摩擦により内部温度が上昇し、高温高圧となってクラッチ・ハウジング、オー・リングやＸリングなどに作用する。 Here, when the main clutch is engaged and controlled by the energization control of the electromagnet, the internal temperature rises due to the friction between the plates, and the high temperature and the high pressure act on the clutch housing, the O-ring, the X ring, and the like.

このような高圧になったとき、内圧によりクラッチ・ハウジングが破損し、オー・リングやＸリングなどが破壊すると再走不可能になるため、温度上昇を考慮した電磁石の通電制御を行わせ、或いはクラッチ・ハウジング、オー・リングやＸリングの耐圧性を高める設計を行わざるを得ず、装置の設計自由度が制限されるという問題があった。 When such a high pressure is reached, the clutch housing is damaged by the internal pressure, and if the O-ring or X-ring is destroyed, it becomes impossible to re-run. There has been a problem that the design flexibility of the device is limited because the design to increase the pressure resistance of the clutch housing, O-ring and X-ring is unavoidable.

特開２００９−２５７５５８号公報JP 2009-257558 A

解決しようとする問題点は、内圧上昇を考慮して装置の設計自由度が制限される点である。 The problem to be solved is that the degree of freedom in designing the device is limited in consideration of an increase in internal pressure.

本発明は、内圧上昇がある場合でも装置の設計自由度の制限を抑制することを可能とするため、インナー・スプラインを備えた外側回転部材と、スプラインを備えた内側回転部材と、前記インナー・スプラインにスプライン係合するアウター・プレート及び前記スプラインに係合するインナー・プレートからなるクラッチとを備えたトルク伝達構造であって、前記外側回転部材内周に嵌合固定され前記インナー・スプラインが形成された外側可動筒部又は前記内側回転部材外周に嵌合固定され前記スプラインが形成された内側可動筒部を備え、前記外側回転部材の熱膨張係数が前記外側可動筒部よりも大きく設定され又は前記内側可動筒部の熱膨張係数が前記内側回転部材よりも大きく設定され、前記外側回転部材及び外側可動筒部又は前記内側回転部材及び内側可動筒部が、設定温度での熱膨張により前記嵌合固定を解除して相対回転が許容され再収縮により前記嵌合固定が行われることを最も主な特徴とする。 The present invention makes it possible to suppress the restriction on the degree of freedom of design of the device even when there is an increase in internal pressure. Therefore, the outer rotating member having the inner spline, the inner rotating member having the spline, the inner A torque transmission structure comprising an outer plate that engages with the spline and a clutch comprising an inner plate that engages with the spline, wherein the inner spline is formed by being fitted and fixed to the inner periphery of the outer rotating member. An outer movable cylinder part or an inner movable cylinder part fitted and fixed to the outer periphery of the inner rotary member and formed with the spline, and the thermal expansion coefficient of the outer rotary member is set larger than that of the outer movable cylinder part or The coefficient of thermal expansion of the inner movable cylinder part is set larger than that of the inner rotary member, and the outer rotary member and the outer movable cylinder part or the Side rotating member and the inner movable tube section, and most main feature in that the fitting and fixing is carried out by re-contraction is permitted relative rotation to release the fitting fixed by thermal expansion at the set temperature.

本発明によれば、外側回転部材及び外側可動筒部又は内側回転部材及び内側可動筒部の設定温度での熱膨張及び設定温度より下回るときの再収縮により、外側回転部材に対する外側可動筒部或いは内側回転部材に対する内側可動筒部の嵌合解除及び嵌合固定を行わせることができる。 According to the present invention, the outer movable cylinder part or the outer movable cylinder part or the outer movable cylinder part or the inner movable cylinder part is thermally expanded at the set temperature of the outer rotary member and the inner movable cylinder part and re-shrinked when the temperature is lower than the set temperature. The inner movable cylinder part can be released from fitting and fixed to the inner rotating member.

このため、外側回転部材及び外側可動筒部又は内側回転部材及び内側可動筒部の嵌合解除時の相対回転によって温度上昇を規制しながら再度の嵌合固定時にトルク伝達を行わせることができる。結果として、内圧上昇がある場合でも設計自由度の制限を抑制することができる。 For this reason, torque transmission can be performed at the time of fitting again while restricting a temperature rise by relative rotation at the time of releasing the fitting of the outer rotating member and the outer movable cylinder part or the inner rotating member and the inner movable cylinder part. As a result, the restriction on the degree of freedom in design can be suppressed even when there is an increase in internal pressure.

電磁摩擦クラッチの半断面図である（実施例１）。(Example 1) which is a half sectional view of an electromagnetic friction clutch. 図１の要部拡大断面図である（実施例１）。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 図１の電磁摩擦クラッチの外側可動筒部を示し、（ａ）は半断面図、（ｂ）は半正面図である（実施例１）。The outer movable cylinder part of the electromagnetic friction clutch of FIG. 1 is shown, (a) is a half sectional view, (b) is a half front view (Example 1). 図１のクラッチ・ハウジング及び外側可動筒状体の熱膨張差を示す図表である（実施例１）。FIG. 3 is a chart showing a difference in thermal expansion between the clutch housing and the outer movable cylindrical body of FIG. 1 (Example 1). 電磁摩擦クラッチの半断面図である（実施例２）。(Example 2) which is a half sectional view of an electromagnetic friction clutch.

内圧上昇がある場合でも装置の設計自由度の制限を抑制することを可能とするという目的を、外側可動筒部又は内側可動筒部により実現した。 The object of making it possible to suppress the restriction on the degree of freedom in designing the device even when there is an increase in internal pressure is realized by the outer movable cylinder part or the inner movable cylinder part.

［電磁摩擦クラッチの全体構成］
図１は、本発明の実施例１に係る動力伝達装置としての電磁摩擦クラッチの半断面図である。 [Overall configuration of electromagnetic friction clutch]
1 is a half sectional view of an electromagnetic friction clutch as a power transmission device according to a first embodiment of the present invention.

図１の電磁摩擦クラッチ１は、例えば四輪駆動車のリヤ側に配置され、プロペラシャフトと終減速装置との間で駆動力伝達制御を行うものである。すなわち、プロペラシャフトへ伝達されたトルクは、電磁摩擦クラッチ１を介して終減速装置に入力され、リヤ・デファレンシャル、アクスル・シャフトを介して後輪へ伝達される。 The electromagnetic friction clutch 1 shown in FIG. 1 is disposed on the rear side of a four-wheel drive vehicle, for example, and performs driving force transmission control between the propeller shaft and the final reduction gear. That is, the torque transmitted to the propeller shaft is input to the final reduction gear via the electromagnetic friction clutch 1 and is transmitted to the rear wheels via the rear differential and the axle shaft.

電磁摩擦クラッチ１は、外側回転部材であるクラッチ・ハウジング３及びローター５と、内側回転部材であるハブ・シャフト７と、クラッチとしてのメイン・クラッチ９と、締結機構１１とを備えている。 The electromagnetic friction clutch 1 includes a clutch housing 3 and a rotor 5 as outer rotating members, a hub shaft 7 as an inner rotating member, a main clutch 9 as a clutch, and a fastening mechanism 11.

クラッチ・ハウジング３は、例えばＡＤＣ１２等のアルミ材からなり、例えば２．１×１０^−５程度の熱膨張係数を有している。このクラッチ・ハウジング３は、一端開口の筒状に形成されている。クラッチ・ハウジング３の一端開口縁部には、部分的な切欠によるパイロット・クラッチ用のスプライン１９が形成されている。クラッチ・ハウジング３の他端部には、端壁部１５が一体に設けられている。 The clutch housing 3 is made of, for example, an aluminum material such as ADC 12, and has a thermal expansion coefficient of, for example, about 2.1 × 10 ⁻⁵ . The clutch housing 3 is formed in a cylindrical shape with one end opening. A spline 19 for a pilot clutch by a partial notch is formed at one end opening edge of the clutch housing 3. An end wall portion 15 is integrally provided at the other end portion of the clutch housing 3.

クラッチ・ハウジング３の内周には、メイン・クラッチ用のインナー・スプライン１７が設けられている。インナー・スプライン１７は、クラッチ・ハウジング３とは別体に形成された外側可動筒部２４に設けられている。これについては、図２及び図３を用いて後述する。 An inner spline 17 for the main clutch is provided on the inner periphery of the clutch housing 3. The inner spline 17 is provided in an outer movable cylinder portion 24 formed separately from the clutch housing 3. This will be described later with reference to FIGS.

クラッチ・ハウジング３の外周には、中間部に周回状の凸部２０及び一端部側に雄ねじ部２１が形成されている。この雄ねじ部２１を介して、クラッチ・ハウジング３には、ローター５が取り付けられている。 On the outer periphery of the clutch housing 3, a circular convex portion 20 is formed at the intermediate portion, and a male screw portion 21 is formed at one end side. The rotor 5 is attached to the clutch housing 3 via the male screw portion 21.

ローター５は、壁部であるローター本体部２２と、内周側のボス部２３と、外周側の外筒部２５及び結合筒部２６とが一体に形成されたものである。 The rotor 5 is formed by integrally forming a rotor main body portion 22 that is a wall portion, an inner peripheral side boss portion 23, an outer peripheral side outer cylindrical portion 25, and a coupling cylindrical portion 26.

ローター本体部２２の背面側（一側）において、ボス部２３及び外筒部２５間には収容空間部２７が設けられている。ローター本体部２２には、非磁性部２９が設けられている。 An accommodation space 27 is provided between the boss portion 23 and the outer cylinder portion 25 on the back side (one side) of the rotor body 22. The rotor main body portion 22 is provided with a nonmagnetic portion 29.

ローター本体部２２の正面側（他側）において、結合筒部２６の内周面には、雌ねじ部３１が設けられている。この雌ねじ部３１がクラッチ・ハウジング３の雄ねじ部２１にねじ込まれて、クラッチ・ハウジング３に対するローター５の固定が行われている。結合筒部２６の先端は、クラッチ・ハウジング３の凸部２０に突き当てられている。結合筒部２６の内周には、クラッチ・ハウジング３の外周に支持されたオー・リング３５が密接している。 On the front side (the other side) of the rotor main body 22, an internal thread portion 31 is provided on the inner peripheral surface of the coupling cylinder portion 26. The female screw portion 31 is screwed into the male screw portion 21 of the clutch housing 3 to fix the rotor 5 to the clutch housing 3. The distal end of the coupling cylinder portion 26 is abutted against the convex portion 20 of the clutch housing 3. An O-ring 35 supported on the outer periphery of the clutch housing 3 is in close contact with the inner periphery of the coupling cylinder portion 26.

ハブ・シャフト７は、外側回転部材の内周側に配置された内側回転部材（回転部材）であり、クラッチ・ハウジング３及びローター５の内周側に配置されている。このハブ・シャフト７は、中空に形成され、中間部に隔壁３７が設けられている。ハブ・シャフト７には、隔壁３７を挟んで、一側にメイン・クラッチ用及び後述する押圧プレート５３用のスプライン３９，４０が一体に設けられ、他側にインナー・スプライン４１が設けられている。 The hub shaft 7 is an inner rotating member (rotating member) disposed on the inner peripheral side of the outer rotating member, and is disposed on the inner peripheral side of the clutch housing 3 and the rotor 5. The hub shaft 7 is formed in a hollow shape, and a partition wall 37 is provided at an intermediate portion. The hub shaft 7 is integrally provided with splines 39 and 40 for a main clutch and a pressing plate 53 to be described later, and an inner spline 41 is provided on the other side with a partition wall 37 interposed therebetween. .

このハブ・シャフト７は、ベアリング４３によってクラッチ・ハウジング３に回転自在に支持され、ブッシュ４５によってローター５のボス部２３内周に回転自在に支持されている。ボス部２３のシール収容凹部４７には、Ｘリング４９が支持され、このＸリング４９は、ハブ・シャフト７の外周面に密接している。 The hub shaft 7 is rotatably supported by the clutch housing 3 by bearings 43 and is rotatably supported by the bush 45 on the inner periphery of the boss portion 23 of the rotor 5. An X ring 49 is supported in the seal accommodating recess 47 of the boss portion 23, and the X ring 49 is in close contact with the outer peripheral surface of the hub shaft 7.

メイン・クラッチ９は、クラッチ・ハウジング３とハブ・シャフト７との間の内部空間に介設された摩擦クラッチであり、アウター・プレート９ａがクラッチ・ハウジング３のインナー・スプライン１７に係合し、インナー・プレート９ｂがハブ・シャフト７のスプライン３９に係合している。 The main clutch 9 is a friction clutch interposed in the internal space between the clutch housing 3 and the hub shaft 7, and the outer plate 9 a is engaged with the inner spline 17 of the clutch housing 3, The inner plate 9 b is engaged with the spline 39 of the hub shaft 7.

締結機構１１は、メイン・クラッチ９をローター５とクラッチ・ハウジング３の受圧面との間で締結させるものである。この締結機構１１は、カム機構５１と押圧部材である押圧プレート５３とアーマチャ５５とパイロット・クラッチ５７とからなっている。 The fastening mechanism 11 is for fastening the main clutch 9 between the rotor 5 and the pressure receiving surface of the clutch housing 3. The fastening mechanism 11 includes a cam mechanism 51, a pressing plate 53 as a pressing member, an armature 55, and a pilot clutch 57.

カム機構５１は、ボール・カムで構成され、カム・プレート５９の背面側がニードル・ベアリング６１を介してローター５側に当接している。 The cam mechanism 51 is composed of a ball cam, and the back side of the cam plate 59 is in contact with the rotor 5 side via a needle bearing 61.

カム・プレート５９と押圧プレート５３との間には、カム機構５１のボール５２が介設されている。押圧プレート５３は、ハブ・シャフト７のスプライン４０に係合し、メイン・クラッチ９方向へ押圧移動可能となっている。この押圧プレート５３は、ハブ・シャフト７側との間に介設された付勢部材であるカウンター・スプリング５４により反メイン・クラッチ９方向へ付勢されている。 A ball 52 of the cam mechanism 51 is interposed between the cam plate 59 and the pressing plate 53. The pressing plate 53 is engaged with the spline 40 of the hub shaft 7 and can be pressed and moved in the direction of the main clutch 9. The pressing plate 53 is urged in the direction opposite to the main clutch 9 by a counter spring 54 that is an urging member interposed between the pressing plate 53 and the hub shaft 7 side.

カウンター・スプリング５４は、皿ばねからなり、内周側がハブ・シャフト７のスプライン３９及び４０間の段部にワッシャー５８を介して突き当てられ、外周側が押圧プレート５３に当接している。 The counter spring 54 is made of a disc spring, and has an inner peripheral surface that is abutted against a step portion between the splines 39 and 40 of the hub shaft 7 via a washer 58, and an outer peripheral side that is in contact with the pressing plate 53.

アーマチャ５５は、パイロット・クラッチ５７を挟んでローター本体部２２に対向している。アーマチャ５５の外周側は、クラッチ・ハウジング３の一端部内周に摺動自在に係合している。このアーマチャ５５は、電磁石６５の磁力によって引き付けられて、パイロット・クラッチ５７をローター本体部２２に対して締結するように移動する。 The armature 55 faces the rotor body 22 with the pilot clutch 57 interposed therebetween. The outer peripheral side of the armature 55 is slidably engaged with the inner periphery of one end of the clutch housing 3. The armature 55 is attracted by the magnetic force of the electromagnet 65 and moves so as to fasten the pilot clutch 57 with respect to the rotor body 22.

パイロット・クラッチ５７は、アーマチャ５５とローター本体部２２との間に介設され、アウター・プレートがクラッチ・ハウジング３のインナー・スプライン１９に係合し、インナー・プレートがカム・プレート５９にスプライン係合している。 The pilot clutch 57 is interposed between the armature 55 and the rotor body 22, the outer plate engages with the inner spline 19 of the clutch housing 3, and the inner plate engages with the cam plate 59. Match.

電磁石６５は、クラッチ・ハウジング３、ローター５、及びハブ・シャフト７で囲まれた内部空間に対し、外部で収容空間部２７内に配置され、ローター本体部２２に軸方向で対向している。この電磁石６５は、電流制御に応じた電磁力を発生するもので、ヨーク６７に固定されている。ヨーク６７は、ベアリング６９を介して、ボス部２３の軸受支持部２３ａを相対回転自在に支持している。ヨーク６７には、図示しないピンが取り付けられ、このピンが車体の固定側に係合している。電磁石６５は、車体側の電源及びコントローラに対してハーネス６８を介し電気的に接続されている。
[外側可動筒部]
図２は、図１の要部拡大断面図、図３は、外側可動筒部を示し、図３（ａ）は半断面図、図３（ｂ）は半正面図である。 The electromagnet 65 is disposed outside the housing space 27 with respect to the internal space surrounded by the clutch housing 3, the rotor 5, and the hub shaft 7, and faces the rotor body 22 in the axial direction. The electromagnet 65 generates electromagnetic force according to current control, and is fixed to the yoke 67. The yoke 67 supports the bearing support portion 23a of the boss portion 23 via a bearing 69 so as to be relatively rotatable. A pin (not shown) is attached to the yoke 67, and this pin is engaged with the fixed side of the vehicle body. The electromagnet 65 is electrically connected via a harness 68 to a power source and a controller on the vehicle body side.
[Outside movable cylinder]
2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 1, FIG. 3 shows the outer movable cylinder part, FIG. 3 (a) is a half cross-sectional view, and FIG. 3 (b) is a semi-front view.

図２のように、クラッチ・ハウジング３には、内周に筒状の被嵌合面７５が設けられている。本実施例の被嵌合面７５は、嵌合径が例えば１１０ｍｍ程度に設定されている。この被嵌合面７５には、図２及び図３のように、外側可動筒部２４が圧入によって嵌合固定されている。 As shown in FIG. 2, the clutch housing 3 is provided with a cylindrical fitting surface 75 on the inner periphery. The mating diameter of the mating surface 75 of this embodiment is set to about 110 mm, for example. As shown in FIGS. 2 and 3, the outer movable cylinder portion 24 is fitted and fixed to the mating surface 75 by press-fitting.

外側可動筒部２４は、例えば炭素鋼等のスチール材からなり筒状に形成されている。この外側可動筒部２４の熱膨張係数は、クラッチ・ハウジング３の熱膨張係数よりも小さい１．０８×１０^−５程度に設定されている。 The outer movable cylinder portion 24 is made of a steel material such as carbon steel and is formed in a cylindrical shape. The thermal expansion coefficient of the outer movable cylinder portion 24 is set to about 1.08 × 10 ⁻⁵ which is smaller than the thermal expansion coefficient of the clutch housing 3.

従って、本実施例では、クラッチ・ハウジング３の熱膨張係数が外側可動筒部２４よりも大きく設定された構成となっている。 Therefore, in this embodiment, the thermal expansion coefficient of the clutch housing 3 is set to be larger than that of the outer movable cylinder portion 24.

外側可動筒部２４の外周には、クラッチ・ハウジング３の被嵌合面７５に対する嵌合面７６が設けられている。本実施例では、嵌合面７６の嵌合径が例えば１１０ｍｍ程度に設定されている。 A fitting surface 76 for the fitted surface 75 of the clutch housing 3 is provided on the outer periphery of the outer movable cylinder portion 24. In the present embodiment, the fitting diameter of the fitting surface 76 is set to about 110 mm, for example.

外側可動筒部２４の内周には、インナー・スプライン１７が形成され、アウター・プレート９ａがスプライン係合している。
［トルク伝達］
本実施例の電磁摩擦クラッチ１は、電磁石６５への通電制御によって、ローター５、ヨーク６７、アーマチャ５５間で周回状の磁路が形成される。この磁路の形成によって、アーマチャ５５がローター５側へ引き付けられる。 An inner spline 17 is formed on the inner periphery of the outer movable cylinder portion 24, and the outer plate 9a is engaged with the spline.
[Torque transmission]
In the electromagnetic friction clutch 1 of this embodiment, a circular magnetic path is formed between the rotor 5, the yoke 67, and the armature 55 by energization control to the electromagnet 65. By forming this magnetic path, the armature 55 is attracted to the rotor 5 side.

アーマチャ５５がローター５側に引き付けられると、パイロット・クラッチ５７がローター５に対して締結される。この締結によって、カム・プレート５９がクラッチ・ハウジング３側に回転方向に係合する。 When the armature 55 is attracted to the rotor 5 side, the pilot clutch 57 is fastened to the rotor 5. By this fastening, the cam plate 59 is engaged with the clutch housing 3 in the rotational direction.

一方、ハブ・シャフト７側にスプライン係合する押圧プレート５３は、カム・プレート５９に対して回転変位し、ボール５２がカム面に乗り上げる。このボール５２の乗り上げによりカムが働き、ニードル・ベアリング６１を介したローター５側に対する反力として推力を発生する。 On the other hand, the pressing plate 53 that is spline-engaged with the hub shaft 7 is rotationally displaced with respect to the cam plate 59, and the ball 52 rides on the cam surface. When the ball 52 rides on, the cam works, and a thrust is generated as a reaction force against the rotor 5 side via the needle bearing 61.

この推力は、押圧プレート５３に作用し、押圧プレート５３がカウンター・スプリング５４の付勢力に抗して移動しメイン・クラッチ９を締結する。メイン・クラッチ９は、締結力に応じて、クラッチ・ハウジング３からハブ・シャフト７へトルク伝達を行う。 This thrust acts on the pressing plate 53, and the pressing plate 53 moves against the urging force of the counter spring 54 to fasten the main clutch 9. The main clutch 9 transmits torque from the clutch housing 3 to the hub shaft 7 in accordance with the fastening force.

電磁石７９への通電制御が解除されると、パイロット・クラッチ５７のインナー・プレート及びアウター・プレート間が滑り、カム機構５１が働かなくなる。このため、押圧プレート５３による押圧移動もなくなり、メイン・クラッチ９の締結が解除され、フリー状態となる。 When the energization control of the electromagnet 79 is released, the pilot clutch 57 slips between the inner plate and the outer plate, and the cam mechanism 51 does not work. For this reason, the pressing movement by the pressing plate 53 is also eliminated, the engagement of the main clutch 9 is released, and the free state is established.

かかる電磁摩擦クラッチ１では、例えば電磁石７９への通電制御が行われているとき、メイン・クラッチ９のアウター・プレート９ａ及びインナー・プレート９ｂ間の滑りによる摩擦熱で内部温度が上昇する。 In the electromagnetic friction clutch 1, for example, when energization control is performed on the electromagnet 79, the internal temperature rises due to frictional heat caused by slip between the outer plate 9 a and the inner plate 9 b of the main clutch 9.

この内部温度の上昇時には、クラッチ・ハウジング３及び外側可動筒部２４が熱膨張することになる。このときの熱膨張量は、クラッチ・ハウジング３の熱膨張係数が外側可動筒部２４よりも大きく設定されているため、クラッチ・ハウジング３が相対的に大きく、外側可動筒部２４が相対的に小さい。 When the internal temperature rises, the clutch housing 3 and the outer movable cylinder portion 24 are thermally expanded. The amount of thermal expansion at this time is such that the coefficient of thermal expansion of the clutch housing 3 is set to be larger than that of the outer movable cylinder portion 24, so that the clutch housing 3 is relatively large and the outer movable cylinder portion 24 is relatively small.

こうして内部温度が設定温度に達すると、クラッチ・ハウジング３の被嵌合面７５と外側可動筒部２４の嵌合面７６との間には、クラッチ・ハウジング３及び外側可動筒部２４間の熱膨張差による隙間が形成される。 When the internal temperature reaches the set temperature in this way, the heat between the clutch housing 3 and the outer movable cylinder portion 24 is interposed between the fitted surface 75 of the clutch housing 3 and the fitting surface 76 of the outer movable cylinder portion 24. A gap due to a difference in expansion is formed.

本実施例では、図４のように、通常時温度が６０℃である場合に、発熱時温度（設定温度）が３６０℃のとき、クラッチ・ハウジング３の熱膨張量が約０．６９３ｍｍであり、外側可動筒部２４の熱膨張量が約０．３５６ｍｍであり、熱望調差による約０．３３７ｍｍの隙間が形成される。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, when the normal temperature is 60 ° C., the heat expansion amount of the clutch housing 3 is about 0.693 mm when the heat generation temperature (set temperature) is 360 ° C. The amount of thermal expansion of the outer movable cylinder portion 24 is about 0.356 mm, and a gap of about 0.337 mm is formed due to the difference in the desired heat.

かかる隙間により、外側可動筒部２４は、クラッチ・ハウジング３に対する嵌合が解除されて相対回転が許容される。 Due to this gap, the outer movable cylinder portion 24 is disengaged from the clutch housing 3 and is allowed to rotate relatively.

このため、メイン・クラッチ９は、外側可動筒部２４と共にクラッチ・ハウジング３から切り離された状態となり、アウター・プレート９ａ及びインナー・プレート９ｂ間の滑りがなくなって温度上昇を規制することができる。 For this reason, the main clutch 9 is separated from the clutch housing 3 together with the outer movable cylinder portion 24, and slippage between the outer plate 9a and the inner plate 9b is eliminated and the temperature rise can be regulated.

従って、電磁摩擦クラッチ１では、過度の内圧上昇によるクラッチ・ハウジング３、オー・リング３５及びＸリング４９等に対する過度の負荷を抑制することができる。 Therefore, the electromagnetic friction clutch 1 can suppress an excessive load on the clutch housing 3, the O-ring 35, the X ring 49, and the like due to an excessive increase in internal pressure.

また、温度上昇の規制により内部温度が設定温度を下回ると、外側可動筒部２４は、クラッチ・ハウジング３と共に再度収縮してクラッチ・ハウジング３に対して嵌合する。このため、電磁摩擦クラッチ１では、外側可動筒部２４がクラッチ・ハウジング３に対して再度固定され、トルク伝達を行わせることができる。 Further, when the internal temperature falls below the set temperature due to the temperature rise restriction, the outer movable cylinder portion 24 contracts again together with the clutch housing 3 and is fitted to the clutch housing 3. For this reason, in the electromagnetic friction clutch 1, the outer movable cylinder part 24 is fixed again with respect to the clutch housing 3, and torque transmission can be performed.

なお、熱膨張差による隙間は、外側可動筒部２４の熱膨張係数よりもクラッチ・ハウジング３熱膨張係数が大きく設定されていれば形成することができる。 The gap due to the difference in thermal expansion can be formed if the coefficient of thermal expansion of the clutch housing 3 is set larger than the coefficient of thermal expansion of the outer movable cylinder portion 24.

従って、クラッチ・ハウジング３及び外側可動筒部２４の熱膨張係数は、上記関係である限り、伝達トルクの大きさ、設定温度、圧入代、嵌合径等に応じて適宜変更することができる。 Accordingly, the thermal expansion coefficients of the clutch housing 3 and the outer movable cylinder portion 24 can be appropriately changed according to the magnitude of the transmission torque, the set temperature, the press-fitting allowance, the fitting diameter, and the like as long as the above relationship is satisfied.

同様に、クラッチ・ハウジング３及び外側可動筒部２４の材質についても、熱膨張係数が上記関係である限り、適宜変更することができる。
［実施例１の効果］
本実施例のトルク伝達構造を採用した電磁摩擦クラッチ１は、インナー・スプライン１７を備えたクラッチ・ハウジング３と、スプライン３９を備えたハブ・シャフト７と、インナー・スプライン１７にスプライン係合するアウター・プレート９ａ及びスプライン３９に係合するインナー・プレート９ｂからなるメイン・クラッチ９とを備えたトルク伝達構造であって、クラッチ・ハウジング３内周に嵌合固定され前記インナー・スプライン１７が形成された外側可動筒部２４を備え、クラッチ・ハウジング３の熱膨張係数が、外側可動筒部２４よりも大きく設定され、クラッチ・ハウジング３及び外側可動筒部２４が、設定温度での熱膨張により前記嵌合固定を解除して相対回転が許容され再収縮により前記嵌合固定が行われる。 Similarly, the material of the clutch housing 3 and the outer movable cylinder portion 24 can be appropriately changed as long as the thermal expansion coefficient is in the above relationship.
[Effect of Example 1]
The electromagnetic friction clutch 1 employing the torque transmission structure of this embodiment includes a clutch housing 3 having an inner spline 17, a hub shaft 7 having a spline 39, and an outer that engages with the inner spline 17. A torque transmission structure including a main clutch 9 composed of an inner plate 9b that engages with a plate 9a and a spline 39, and the inner spline 17 is formed by being fitted and fixed to the inner periphery of the clutch housing 3. The outer movable cylinder portion 24, the coefficient of thermal expansion of the clutch housing 3 is set to be larger than that of the outer movable cylinder portion 24, and the clutch housing 3 and the outer movable cylinder portion 24 are expanded by the thermal expansion at the set temperature. Relative rotation is allowed by releasing the fitting and fixing, and the fitting and fixing is performed by re-shrinking.

従って、本実施例では、メイン・クラッチ９のアウター・プレート９ａ及びインナー・プレート９ｂ間での滑りにより温度上昇して内部温度が設定温度なると、熱膨張差によりクラッチ・ハウジング３に対して外側可動筒部２４の嵌合が解除されて相対回転が許容される。 Therefore, in this embodiment, when the temperature rises due to the slip between the outer plate 9a and the inner plate 9b of the main clutch 9 and the internal temperature becomes the set temperature, it is movable outward with respect to the clutch housing 3 due to the difference in thermal expansion. The fitting of the cylindrical portion 24 is released and relative rotation is allowed.

このため、本実施例では、メイン・クラッチ９でのアウター・プレート９ａ及びインナー・プレート９ｂ間の滑りがなくなり、温度上昇を規制することができる。 For this reason, in this embodiment, the slip between the outer plate 9a and the inner plate 9b in the main clutch 9 is eliminated, and the temperature rise can be regulated.

この温度上昇の規制により内部温度が設定温度を下回れば、再度クラッチ・ハウジング３に対して外側可動筒部２４が収縮により嵌合固定されトルク伝達を行わせることができる。 If the internal temperature falls below the set temperature due to this temperature rise restriction, the outer movable cylinder portion 24 is again fitted and fixed to the clutch housing 3 by contraction, and torque transmission can be performed.

従って、本実施例では、電磁石６５の通電制御による温度制御やクラッチ・ハウジング３、オー・リング３５やＸリング４９の耐圧性を高める設計を無理に行う必要がなく、内圧上昇がある場合でも設計自由度の制限を抑制することができる。 Therefore, in the present embodiment, it is not necessary to perform the temperature control by the energization control of the electromagnet 65 or to forcibly increase the pressure resistance of the clutch housing 3, the O-ring 35, and the X ring 49, and the design is performed even when the internal pressure increases. Limitation on the degree of freedom can be suppressed.

本実施例では、クラッチ・ハウジング３がアルミ材からなり、外側可動筒部２４がスチール材からなる。このため、本実施例では、容易にクラッチ・ハウジング３の熱膨張係数を外側可動筒状体２４よりも大きくすることができ、且つ外側可動筒部２４でのメイン・クラッチ９のアウター・プレート９ａの支持強度を確保することができる。 In this embodiment, the clutch housing 3 is made of an aluminum material, and the outer movable cylinder portion 24 is made of a steel material. For this reason, in this embodiment, the coefficient of thermal expansion of the clutch housing 3 can be easily made larger than that of the outer movable cylindrical body 24, and the outer plate 9a of the main clutch 9 in the outer movable cylindrical portion 24 can be obtained. The supporting strength can be ensured.

図５は、本発明の実施例２に係る電磁摩擦クラッチの半断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には、同符号又は同符号にＡを付し、重複した説明は省略する。 FIG. 5 is a half sectional view of the electromagnetic friction clutch according to the second embodiment of the present invention. Note that the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals or symbols with the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図５のように、本実施例の電磁摩擦クラッチ１Ａは、実施例１の外側可動筒部２４に代えて、内側可動筒部２４Ａを備えたものである。 As shown in FIG. 5, the electromagnetic friction clutch 1 </ b> A of this embodiment includes an inner movable cylinder portion 24 </ b> A instead of the outer movable cylinder portion 24 of the first embodiment.

すなわち、ハブ・シャフト７Ａの一側外周には、被嵌合面７５Ａが形成され、被嵌合面７５Ａには、内側可動筒部２４Ａが圧入によって嵌合固定されている。 That is, a fitted surface 75A is formed on one outer periphery of the hub shaft 7A, and the inner movable cylinder portion 24A is fitted and fixed to the fitted surface 75A by press fitting.

内側可動筒部２４Ａは、アルミ材からなる筒状に形成され、内周にハブ・シャフト７Ａの被嵌合面７５Ａに対する嵌合面７６Ａが形成されている。内側可動筒部２４Ａの外周には、スプライン３９Ａが形成され、インナー・プレート９ｂ及び押圧プレート５３Ａがスプライン係合している。なお、スプライン３９Ａは、押圧プレート５３Ａ用のスプラインも兼ねている。 The inner movable cylinder portion 24A is formed in a cylindrical shape made of an aluminum material, and a fitting surface 76A for the fitted surface 75A of the hub shaft 7A is formed on the inner periphery. A spline 39A is formed on the outer periphery of the inner movable cylinder portion 24A, and the inner plate 9b and the pressing plate 53A are in spline engagement. Note that the spline 39A also serves as a spline for the pressing plate 53A.

この内側可動筒部２４Ａの熱膨張係数は、スチール材からなるハブ・シャフト７Ａの熱膨張係数よりも大きく設定されている。 The thermal expansion coefficient of the inner movable cylinder portion 24A is set to be larger than the thermal expansion coefficient of the hub shaft 7A made of steel.

従って、本実施例の電磁摩擦クラッチ１Ａでは、内部温度が設定温度に達すると、ハブ・シャフト７Ａ及び内側可動筒部２４Ａ間で熱膨張差による隙間が形成されて嵌合解除がされる。これにより、内側可動筒部２４Ａがハブ・シャフト７Ａに対して相対回転可能となり温度上昇が抑制される。 Therefore, in the electromagnetic friction clutch 1A of the present embodiment, when the internal temperature reaches the set temperature, a gap due to a thermal expansion difference is formed between the hub shaft 7A and the inner movable cylinder portion 24A, and the fitting is released. As a result, the inner movable cylinder portion 24A can rotate relative to the hub shaft 7A, and the temperature rise is suppressed.

内部温度が設定温度を下回ると、内側可動筒部２４Ａがハブ・シャフト７Ａに対して再度嵌合して、ハブ・シャフト７Ａ及び内側可動筒部２４Ａ間のトルク伝達を可能とする。 When the internal temperature falls below the set temperature, the inner movable cylinder portion 24A is re-fitted to the hub shaft 7A, and torque can be transmitted between the hub shaft 7A and the inner movable cylinder portion 24A.

なお、本実施例のクラッチ・ハウジング３Ａは、他端部に連結軸１６が設けられ、内周に他端側から一端側にかけてメイン・クラッチ用及びパイロット・クラッチ用のインナー・スプライン１７Ａ，１９Ａ及び雌ねじ部２１Ａが形成されている。 The clutch housing 3A of this embodiment is provided with a connecting shaft 16 at the other end, and inner splines 17A, 19A for main clutch and pilot clutch from the other end to one end on the inner periphery. A female screw portion 21A is formed.

ローター５Ａは、外筒部２５Ａの端部外周面に設けられた雄ねじ部３１Ａが、クラッチ・ハウジング３Ａの雌ねじ部２１Ａにねじ込まれている。また、雄ねじ部３１Ａの端部は、ナット３３が締結され、クラッチ・ハウジング３Ａに対するローター５Ａの緩み止めを行っている。ローター５Ａの外周には、オー・リング３５が支持され、クラッチ・ハウジング３Ａの内周に密接している。 In the rotor 5A, a male screw portion 31A provided on the outer peripheral surface of the end portion of the outer cylinder portion 25A is screwed into a female screw portion 21A of the clutch housing 3A. A nut 33 is fastened to the end of the male screw portion 31A to prevent the rotor 5A from loosening with respect to the clutch housing 3A. An O-ring 35 is supported on the outer periphery of the rotor 5A and is in close contact with the inner periphery of the clutch housing 3A.

かかる、本実施例においても、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。また、本実施例では、内側可動筒部２４Ａに働くトルクを相対的に低くすることができる。 In this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, the torque acting on the inner movable cylinder portion 24A can be relatively lowered.

１電磁摩擦クラッチ（動力伝達装置）
３クラッチ・ハウジング（外側回転部材）
５ローター
７ハブ・シャフト（内側回転部材）
９メイン・クラッチ（クラッチ）
９ａアウター・プレート
９ｂインナー・プレート
１７インナー・スプライン
２４外側可動筒部
２４Ａ内側可動筒部
３９スプライン
５１カム機構
５３押圧プレート（押圧部材）
５７パイロット・クラッチ
５９カム・リング 1 Electromagnetic friction clutch (power transmission device)
3 Clutch housing (outside rotating member)
5 Rotor 7 Hub shaft (inner rotating member)
9 Main clutch (clutch)
9a Outer plate 9b Inner plate 17 Inner spline 24 Outer movable cylinder part 24A Inner movable cylinder part 39 Spline 51 Cam mechanism 53 Press plate (press member)
57 Pilot Clutch 59 Cam Ring

Claims

An outer rotating member with an inner spline;
An inner rotating member with a spline;
A torque transmission structure including an outer plate that is spline-engaged with the inner spline and a clutch that is formed of an inner plate that is engaged with the spline;
An outer movable cylinder part fitted and fixed to the inner periphery of the outer rotating member, or an inner movable cylinder part fitted and fixed to the outer periphery of the inner rotating member and formed of the spline.
A coefficient of thermal expansion of the outer rotating member is set to be greater than that of the outer movable tube portion, or a coefficient of thermal expansion of the inner movable tube portion is set to be greater than that of the inner rotating member;
The outer rotating member and the outer movable cylinder part or the inner rotating member and the inner movable cylinder part are released from the fitting and fixing by thermal expansion at a set temperature, and are allowed to rotate relative to each other, and the fitting and fixing are performed by recontraction. Called
Torque transmission structure characterized by that.

The torque transmission structure according to claim 1,
The outer movable cylinder part and the inner movable cylinder part are made of an aluminum material,
The outer rotating member and the inner rotating member are made of steel.
Torque transmission structure characterized by that.

A power transmission device comprising the torque transmission structure according to claim 1 or 2,
A pressing member for fastening the clutch by fastening movement;
A cam ring supported by the inner rotating member so as to be relatively rotatable;
A pilot clutch provided between the cam ring and the outer rotating member and controlled to be engaged by electromagnetic force;
A cam mechanism formed between the cam ring and the pressing member to generate a thrust force by fastening the pilot clutch and to move the pressing member;
A power transmission device comprising: