JP2014163439A - 断続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フリクションを低減することができる断続装置を提供する。
【解決手段】相対回転可能でいずれか一方が軸方向に移動可能な一対の回転部材３，５と、この一対の回転部材３，５間に設けられ一方の回転部材３の軸方向移動により一対の回転部材３，５間の動力伝達を断続する断続部７と、一方の回転部材３を断続部７の接続解除方向に付勢する付勢部材９とを備えた断続装置１において、付勢部材９を、一対の回転部材３，５間に配置して一方の回転部材３に一体回転可能に係合し、断続部７の接続解除状態における付勢部材９の設定長さＬ１を、断続部７の接続解除状態における一対の回転部材３，５間の間隔Ｌ２より短く設定した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に適用される断続装置に関する。

従来、断続装置としては、相対回転可能でいずれか一方が軸方向に移動可能な一対の回転部材としてのロック部材とサイドギヤと、このロック部材とサイドギヤとの間に設けられロック部材の軸方向移動によりロック部材とサイドギヤとの間の動力伝達を断続する断続部としてのドグクラッチと、ロック部材をドグクラッチの接続解除方向に付勢する付勢部材としてのリターンスプリング及びばね受プレートとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この断続装置では、リターンスプリング及びばね受プレートがロック部材とサイドギヤとの間に配置され、ばね受プレートの一端側がロック部材に一体回転可能に係合され、ばね受プレートの他端側がリターンスプリングの付勢力によって付勢されながらサイドギヤに当接されている。

特開２００４−２６３８４２号公報

しかしながら、上記特許文献１のような断続装置では、付勢部材の付勢力によって付勢部材が他方の回転部材側に付勢されながら他方の回転部材に当接されているので、断続部の接続解除状態において、付勢部材と他方の回転部材との摺動が大きくなり、フリクションが増大していた。

そこで、この発明は、フリクションを低減することができる断続装置の提供を目的としている。

本発明は、相対回転可能でいずれか一方が軸方向に移動可能な一対の回転部材と、この一対の回転部材間に設けられ一方の回転部材の軸方向移動により前記一対の回転部材間の動力伝達を断続する断続部と、前記一方の回転部材を前記断続部の接続解除方向に付勢する付勢部材とを備えた断続装置であって、前記付勢部材は、前記一対の回転部材間に配置されて前記一方の回転部材に一体回転可能に係合され、前記断続部の接続解除状態における前記付勢部材の設定長さは、前記断続部の接続解除状態における前記一対の回転部材間の間隔より短く設定されていることを特徴とする。

この断続装置では、断続部の接続解除状態における付勢部材の設定長さが断続部の接続解除状態における一対の回転部材間の間隔より短く設定されているので、断続部の接続解除状態において、付勢部材の付勢力によって付勢部材が他方の回転部材側に付勢されながら他方の回転部材に当接されることがない。

従って、このような断続装置では、断続部の接続解除状態における付勢部材と他方の回転部材との摺動を大幅に低減することができ、フリクションを低減することができる。

本発明によれば、フリクションを低減することができる断続装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る断続装置が適用された動力伝達装置の断面図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態に係る断続装置の断面図である。（ｂ）は図１のＸ−Ｘ断面図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係る断続装置が適用されたデファレンシャル装置の断面図である。（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る断続装置の断面図である。

図１〜図３を用いて本発明の実施の形態に係る断続装置について説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を用いて第１実施形態に係る断続装置が適用された動力伝達装置について説明する。

図１に示すように、動力伝達装置２０１は、ケーシング２０３と、入力部材２０５と、出力部材２０７と、方向変換ギヤ組２０９と、軸部材２１１と、断続装置１などから構成されている。

ケーシング２０３は、内部に各種部材の収容空間が広く形成されたケーシング本体２１３と、主に出力部材２０７の支持部を有しケーシング本体２１３を閉塞する中間ケーシング２１５と、主に断続装置１を収容し中間ケーシング２１５を閉塞するカバー２１７と、主に軸部材２１１の支持部を有しケーシング本体２１３を閉塞するベアリングキャップ２１９とからなり、各部材が固定手段としての複数のボルト２２１によって固定されている。

このケーシング２０３は、車体フレームや他の動力伝達機構を収容するケーシングなどの静止系部材（不図示）に固定される。このようなケーシング２０３内には、入力部材２０５と、出力部材２０７と、方向変換ギヤ組２０９と、軸部材２１１と、断続装置１などが収容されている。

入力部材２０５は、中空状に形成され、軸方向一端側の外周がニードルベアリング２２３を介して出力部材２０７に相対回転可能に支持され、軸方向他端側の外周がベアリング２２５を介してケーシング２０３に回転可能に支持されている。

この入力部材２０５の軸方向両側外周とケーシング２０３との径方向間には、ケーシング２０３の内部と外部とを区画するシール部材２２７，２２９がそれぞれ配置されている。また、入力部材２０５の内周側には、入力側の伝達機構（例えば、不図示のデファレンシャル装置など）に連結されたシャフト（例えば、不図示の車軸或いは車軸中間軸など）が入力部材２０５と相対回転可能に挿通されている。

このような入力部材２０５の軸方向一端側の外周には、入力側の伝達機構の回転部材（例えば、不図示のデファレンシャル装置のデフケースなど）に一体回転可能に連結されるスプライン形状の連結部２３１が形成され、入力部材２０５に駆動力が入力される。この入力部材２０５に入力された駆動力は、出力部材２０７に出力される。

出力部材２０７は、中空状に形成され、軸心が入力部材２０５の軸心と同心となるように入力部材２０５が内部に相対回転可能に挿通され、軸方向両側の外周がベアリング２３３，２３５を介してケーシング２０３に回転可能に支持されている。

この出力部材２０７の外周には、フランジ部２３７が設けられ、入力部材２０５から伝達された駆動力を出力する方向変換ギヤ組２０９を構成するリングギヤ２３９が固定手段としてのボルト２４１によって出力部材２０７と一体回転可能に固定されている。

方向変換ギヤ組２０９は、大径のリングギヤ２３９と、小径のピニオン２４３とからなるベベルギヤ組で変速駆動されるように構成され、出力部材２０７に伝達された駆動力を方向変換する。この方向変換ギヤ組２０９を構成するピニオン２４３は、軸部材２１１の軸方向一端側に軸部材２１１と連続する一部材で形成され、出力部材２０７から出力された駆動力を方向変換して軸部材２１１に伝達する。

軸部材２１１は、軸心が入力部材２０５及び出力部材２０７の軸心と直交する方向に配置され、軸方向に配置された２つのベアリング２４５，２４７を介してケーシング２０３に回転可能に支持されている。この軸部材２１１の他端側外周には、スプライン形状の連結部２４９が形成され、プロペラシャフトなどを介して出力側の伝達機構（例えば、図３に示すようなデファレンシャル装置３０１や不図示のカップリングなど）側に連結される連結部材２５１が一体回転可能に連結されている。

連結部材２５１は、軸部材２１１の端部にナット２５３をねじ締結することによって軸方向位置が固定されると共に、ベアリング２４５，２４７に予圧が付与され軸部材２１１の軸方向位置が位置決めされる。また、連結部材２５１とケーシング２０３との径方向間にはケーシング２０３の内部と外部とを区画するシール部材２５５が配置されると共に、連結部材２５１の外周にはシール部材２５５のリップ部と摺動するダストカバー２５７が配置されている。この連結部材２５１に軸部材２１１を介して伝達された駆動力は、出力側の伝達機構に伝達される。

このような動力伝達装置２０１における入力部材２０５と出力部材２０７との間の動力伝達は、断続装置１において、出力部材２０７と一体回転可能に設けられた一方の回転部材としての断続部材３と、入力部材２０５と一体回転可能に設けられた他方の回転部材としての結合部材５との間に設けられた断続部７によって断続される。以下、図１，図２を用いて本発明の第１実施形態に係る断続装置について説明する。

本実施の形態に係る断続装置１は、相対回転可能でいずれか一方が軸方向に移動可能な一対の回転部材としての断続部材３と結合部材５と、この断続部材３と結合部材５との間に設けられ断続部材３の軸方向移動により断続部材３と結合部材５との間の動力伝達を断続する断続部７と、断続部材３を断続部７の接続解除方向に付勢する付勢部材９とを備えている。

また、付勢部材９は、断続部材３と結合部材５との間に配置されて断続部材３に一体回転可能に係合されている。

そして、断続部７の接続解除状態における付勢部材９の設定長さＬ１は、断続部７の接続解除状態における断続部材３と結合部材５との間の間隔Ｌ２より短く設定されている。

また、付勢部材９は、断続部材３に係合し断続部材３に対する軸方向位置を規定する係合部１１と、この係合部１１と一体に設けられ結合部材５に対向して配置される対向部１３と、この対向部１３より断続部材３側に設けられ断続部材３を断続部７の接続解除方向に付勢する付勢部１５とを有する。

さらに、断続部７の接続解除状態において、付勢部材９と結合部材５との間には、隙間Ｌ３が形成されている。

図１，図２に示すように、断続部材３は、環状に形成され、連結部１７を介して軸方向移動可能で出力部材２０７と一体回転可能に連結されている。連結部１７は、出力部材２０７の端部外周の周方向に複数（ここでは４つ）形成された凸部２５９と、断続部材３の内周の周方向に複数（ここでは４つ）形成された凹部１９との回転方向の対向面を互いに係合して構成されている。

この連結部１７における凸部２５９と凹部１９との回転方向の係合面には、同一傾斜のカム面が形成され、断続部材３に設けられた断続部７の接続方向に断続部材３を移動させ、断続部７の接続を強化している。この断続部材３には、相対回転可能に結合部材５が軸方向に対向配置されている。

結合部材５は、入力部材２０５の外周に設けられたフランジ部２６１に溶接や圧入などの固定手段によって入力部材２０５と一体回転可能に固定されている。この結合部材５と断続部材３との軸方向間には、断続部７が設けられている。

断続部７は、断続部材３と結合部材５との軸方向に対向する対向面の周方向にそれぞれ設けられた複数の対向歯２１，２３の噛み合いとなっている。この断続部７は、対向歯２１，２３が噛み合うと、断続部材３と結合部材５とが一体回転可能に連結され、断続部材３と結合部材５との間の動力伝達が可能となる。

この断続部材３と結合部材５との連結により、動力伝達装置２０１では、入力部材２０５と出力部材２０７との間の動力伝達が可能となり、入力側の伝達機構から入力部材２０５に入力された駆動力が出力部材２０７を介して出力側の伝達機構に出力される。

このような断続部７の接続は、断続部材３の断続部７の接続方向側への軸方向移動によって行われ、この断続部材３はアクチュエータ２５によって軸方向移動操作される。

アクチュエータ２５は、電磁石２７と、可動部材２９とを備えている。電磁石２７は、静止系部材としてのケーシング２０３の中間ケーシング２１５に対して回転不能に固定され、電磁コイル３１と、コア３３とを備えている。

電磁コイル３１は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。また、電磁コイル３１には、外部に引き出されるリード線３５が接続され、このリード線３５を介して通電を制御するコントローラ（不図示）に接続されている。この電磁コイル３１の周囲には、コア３３が配置されている。

コア３３は、電磁コイル３１への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有している。また、コア３３は、電磁コイル３１の内外周面及び電磁コイル３１の中間ケーシング２１５側の軸方向一側端面を覆っている。このような電磁石２７の内径側には、可動部材２９が配置されている。

可動部材２９は、電磁石２７の内径側で出力部材２０７の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ３７と、リング部材３９とを備えている。プランジャ３７は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石２７の内径側に配置されている。このプランジャ３７の内周には、リング部材３９が一体に固定されている。

リング部材３９は、非磁性材料から形成され、プランジャ３７の内周側から出力部材２０７側へ磁束が漏れることを防止している。また、リング部材３９は、出力部材２０７の外周に軸方向移動可能に配置され、中間ケーシング２１５によって軸方向一側への移動規制がなされている。このリング部材３９には、断続部材３との軸方向の対向面に互いに当接する押圧部４１が設けられている。

この可動部材２９は、電磁石２７の励磁によりコア３３とプランジャ３７とを透過する磁束で形成される磁束ループによって、プランジャ３７が断続部材３側に移動操作され、リング部材３９が押圧部４１を介して断続部材３を軸方向の断続部７の接続方向に押圧操作する。この可動部材２９による断続部材３の押圧操作により、断続部材３が断続部７の接続方向に移動され、対向歯２１，２３が噛み合い、断続部７が接続される。

一方、断続部７は、対向歯２１，２３の噛み合いが解除されると、断続部材３と結合部材５とが相対回転可能に連結解除され、断続部材３と結合部材５との間の動力伝達が遮断される。

この断続部材３と結合部材５との連結解除により、動力伝達装置２０１では、入力部材２０５と出力部材２０７との間の動力伝達が遮断され、入力側の伝達機構から入力部材２０５に入力された駆動力が出力部材２０７に伝達されず、出力側の伝達機構に駆動力が伝達されることがない。

この断続部７の接続解除は、付勢部材９の付勢力によって断続部材３が断続部７の接続解除方向へ軸方向移動操作されることによって行われる。

付勢部材９は、断続部材３と結合部材５との軸方向間に配置され、係合部１１と、対向部１３と、付勢部１５とを備えている。

係合部１１は、内径側の周方向等間隔に複数（ここでは２箇所）設けられ、軸方向の断続部材３側に向けて延設されている。この係合部１１は、断続部材３の内周側に形成された凹状の被係合部４３に係合され、回転方向の係合面が互いに係合することにより、付勢部材９と断続部材３とが一体回転可能に係合される。このように付勢部材９と断続部材３とを一体回転可能に係合することにより、付勢部材９と断続部材３との間に摺動が生じることがない。

このような係合部１１の断続部材３側の端部は、外径側に向けて折り曲げ形成され、断続部７の接続解除状態において、断続部材３の被係合部４３の軸方向の係合面に係合されている。この係合部１１の端部と被係合部４３の軸方向の係合面との係合により、断続部７の接続解除状態における付勢部材９の断続部材３に対する軸方向位置が規定されると共に、断続部７の接続状態における断続部材３の軸方向移動を可能とする。

対向部１３は、係合部１１と連続する一部材で環状に形成され、結合部材５と軸方向に対向して配置されている。この対向部１３と結合部材５との軸方向間は、断続部７の接続解除状態において、隙間Ｌ３が形成されるように設定されている。この隙間Ｌ３により、断続部７の接続解除状態では、付勢部材９と結合部材５とが当接することがなく、付勢部材９と結合部材５との間に摺動が生じることがない。

付勢部１５は、対向部１３と連続する一部材で所定の付勢力を有するように弾性をもって形成され、径方向の断続部７と係合部１１との間に配置されると共に、軸方向の断続部材３と対向部１３との間に配置されている。なお、付勢部１５を対向部１３と別体で形成し、付勢部１５と対向部１３とを一体に係合させてもよい。

この付勢部１５は、対向部１３より断続部材３側に設けられて断続部材３に当接され、断続部材３を断続部７の接続解除方向に付勢している。このため、断続部材３は、電磁石２７への通電を停止することにより、付勢部１５の付勢力によって断続部７の接続解除方向に移動され、対向歯２１，２３の噛み合いが解除されて断続部７の接続が解除される。

このような付勢部材９は、係合部１１を断続部材３の被係合部４３に係合させた状態での付勢部１５から対向部１３までの軸方向長さとしての断続部７の接続解除状態における付勢部材９の設定長さＬ１が、断続部７の接続解除状態における断続部材３と結合部材５との軸方向間の間隔Ｌ２より短く設定されている。

このため、断続部７の接続解除状態では、付勢部材９の対向部１３と結合部材５との軸方向間に隙間Ｌ３が形成され、付勢部材９と結合部材５との間に摺動が生じることがない。従って、断続装置１におけるフリクションを大幅に削減することができる。

ここで、断続部７を接続状態から接続解除状態に移行させた場合には、付勢部材９の対向部１３が隙間Ｌ３を形成せずに結合部材５に当接されている。しかしながら、付勢部材９の設定長さＬ１は、断続部材３と結合部材５との軸方向間の間隔Ｌ２より短く設定されているので、断続部７の接続解除状態で、付勢部１５の付勢力が対向部１３を介して結合部材５に入力されることがない。

このため、断続部７を接続状態から接続解除状態に移行させた場合では、付勢部材９の付勢力によって付勢部材９が結合部材５側に付勢されながら結合部材５に当接されることがなく、付勢部材９と結合部材５との摺動を大幅に低減することができる。

特に、動力伝達装置２０１では、入力側の機構、出力側の機構、或いは車軸などが配置されるので、断続部７の接続解除状態において、入力部材２０５と出力部材２０７との回転差が非常に大きい。このため、付勢部材９の付勢力によって付勢部材９が結合部材５側に付勢されながら結合部材５に当接されると、付勢部材９と結合部材５との摺動が大きくなり、装置のフリクションが大幅に増大してしまう。

そこで、付勢部材９の設定長さＬ１を断続部材３と結合部材５との軸方向間の間隔Ｌ２より短く設定し、断続部７の接続解除状態で、付勢部材９の付勢力を結合部材５に入力させないことにより、付勢部材９と結合部材５との摺動を大幅に削減でき、動力伝達装置２０１におけるフリクションを大幅に削減することができる。

このように付勢部材９と他方の回転部材としての結合部材５との間の摺動を大幅に削減することができる断続装置１を適用することは、動力伝達装置２０１のように一対の回転部材間の回転差が非常に大きくなる装置において特に有効である。

なお、断続部７を接続状態から接続解除状態に移行させた場合において、付勢部材９と結合部材５との間に隙間Ｌ３を形成させるには、例えば、リング部材３９の押圧部４１と断続部材３とを磁力によって結合する、或いは溶接などによって固着させるなど、可動部材２９と断続部材３とを連動させることにより、常に断続部７の接続解除状態で付勢部材９と結合部材５との間に隙間Ｌ３を形成させることができる。

このように構成された断続装置１では、電磁石２７の励磁によりコア３３とプランジャ３７とを透過する磁束で形成される磁束ループによって、プランジャ３７が断続部材３側に移動操作され、リング部材３９が押圧部４１を介して断続部材３を付勢部材９の付勢力に抗して軸方向の断続部７の接続方向に押圧操作する。この可動部材２９による断続部材３の押圧操作により、断続部材３が断続部７の接続方向に移動され、対向歯２１，２３が噛み合い、断続部７が接続される。

この断続部７の接続により、動力伝達装置２０１では、入力部材２０５と出力部材２０７との間の動力伝達が可能となり、入力側の伝達機構から入力部材２０５に入力された駆動力が出力部材２０７を介して出力側の伝達機構に出力される。

一方、断続部７の接続解除では、電磁石２７への通電を停止することにより、断続部材３が付勢部材９の付勢力によって断続部７の接続解除方向に移動され、対向歯２１，２３の噛み合いが解除されて断続部７の接続が解除される。

この断続部７の接続解除により、動力伝達装置２０１では、入力部材２０５と出力部材２０７との間の動力伝達が遮断され、入力側の伝達機構から入力部材２０５に入力された駆動力が出力部材２０７に伝達されず、出力側の伝達機構に駆動力が伝達されることがない。

このような断続装置１では、断続部７の接続解除状態における付勢部材９の設定長さＬ１が断続部７の接続解除状態における断続部材３と結合部材５との間の間隔Ｌ２より短く設定されているので、断続部７の接続解除状態において、付勢部材９の付勢力によって付勢部材９が結合部材５側に付勢されながら結合部材５に当接されることがない。

従って、このような断続装置１では、断続部７の接続解除状態における付勢部材９と結合部材５との摺動を大幅に低減することができ、フリクションを低減することができる。

また、付勢部材９は、断続部材３に係合し断続部材３に対する軸方向位置を規定する係合部１１と、この係合部１１と一体に設けられ結合部材５に対向して配置される対向部１３と、この対向部１３より断続部材３側に設けられ断続部材３を断続部７の接続解除方向に付勢する付勢部１５とを有するので、断続部材３と結合部材５との間における付勢部材９の位置決めを安定して行うことができる。

さらに、断続部７の接続解除状態において、付勢部材９と結合部材５との間には、隙間Ｌ３が形成されているので、断続部７の接続解除状態における付勢部材９と結合部材５との摺動を防止でき、さらに装置のフリクションを低減することができる。

（第２実施形態）
まず、図３を用いて第２実施形態に係る断続装置が適用されたデファレンシャル装置について説明する。

図３に示すように、デファレンシャル装置３０１は、デフケース３０３と、ピニオンシャフト３０５と、ピニオン３０７と、一対のサイドギヤ３０９，１０５とからなる差動機構３１１と、断続装置１０１とを備えている。

デフケース３０３は、軸方向両側に形成されたボス部３１３，３１５のそれぞれの外周でベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材３１７に回転可能に支持され、カバー体３１９とケース本体３２１とからなる。また、デフケース３０３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部３２３が形成され、リングギヤが駆動力を伝達する入力側の伝達機構（例えば、図１に示すような動力伝達装置２０１に連結された不図示のプロペラシャフトなど）に連結された動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース３０３を回転駆動させる。

このデフケース３０３のフランジ部３２３には、カバー体３１９とケース本体３２１との分割部が設けられ、この分割部の開口からケース本体３２１内にピニオン３０７、一対のサイドギヤ３０９，１０５、断続装置１０１の断続部材１０３などの各種部材を収容した後、リングギヤを固定するボルト（不図示）によってケース本体３２１とカバー体３１９とが共締めされてケース本体３２１の開口がカバー体３１９によって閉塞される。このようなデフケース３０３には、ピニオンシャフト３０５と、ピニオン３０７と、一対のサイドギヤ３０９，１０５と、断続装置１０１の断続部材１０３や付勢部材１０９などが収容配置されている。

ピニオンシャフト３０５は、長尺の１つのピニオンシャフトと２つの短尺のピニオンシャフト３０５とからなり、短尺のピニオンシャフト３０５の外端部をデフケース３０３に係合してピン３２５で抜け止め及び回り止めされ、短尺のピニオンシャフト３０５の内端部が長尺のピニオンシャフトの中間に設けられた孔に係合して長尺のピニオンシャフトの抜け止め及び回り止めがなされ、デフケース３０３と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト３０５には、ピニオン３０７が支承されている。

ピニオン３０７は、デフケース３０３の周方向等間隔に４つ配置される４ピニオンタイプとなっており、それぞれ長尺のピニオンシャフトの両端側と短尺の２つのピニオンシャフト３０５の外端側に支承されてデフケース３０３の回転によって公転する。また、ピニオン３０７の背面側とデフケース３０３との径方向間には、ピニオン３０７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３２７が配置されている。

このピニオン３０７は、一対のサイドギヤ３０９，１０５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３０９，１０５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３０５に自転可能に支持されている。

一対のサイドギヤ３０９，１０５は、ボス部３２９，３３１でデフケース３０３に相対回転可能に支持され、ピニオン３０７と噛み合っている。また、サイドギヤ３０９，１０５とデフケース３０３との軸方向間には、ピニオン３０７との噛み合い反力によるサイドギヤ３０９，１０５の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ３３３，３３５が配置されている。

この一対のサイドギヤ３０９，１０５は、内周側にスプライン形状の連結部３３７，３３９が設けられ、出力側の部材（例えば、不図示の左右輪など）に連結された駆動軸（不図示）がサイドギヤ３０９，１０５と一体回転可能に連結され、入力側の伝達機構からデフケース３０３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における差動機構３１１の差動は、断続装置１０１において、デフケース３０３と一体回転可能に設けられた一方の回転部材としての断続部材１０３と、他方の回転部材としてのサイドギヤ１０５との間に設けられた断続部１０７によってロック又はアンロックされる。

この断続装置１０１が適用されたデファレンシャル装置３０１では、断続装置１０１が接続されると、デフケース３０３とサイドギヤ１０５とが接続され、差動機構３１１の差動がロック状態となる。この状態では、デフケース３０３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ３０９，１０５に対して均等に出力される。このような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。以下、図３を用いて本発明の第２実施形態に係る断続装置について説明する。

本実施の形態に係る断続装置１０１は、相対回転可能でいずれか一方が軸方向に移動可能な一対の回転部材としての断続部材１０３とサイドギヤ１０５と、この断続部材１０３とサイドギヤ１０５との間に設けられ断続部材１０３の軸方向移動により断続部材１０３とサイドギヤ１０５との間の動力伝達を断続する断続部１０７と、断続部材１０３を断続部１０７の接続解除方向に付勢する付勢部材１０９とを備えている。

また、付勢部材１０９は、断続部材１０３とサイドギヤ１０５との間に配置されて断続部材１０３に一体回転可能に係合されている。

そして、断続部１０７の接続解除状態における付勢部材１０９の設定長さＬ４は、断続部１０７の接続解除状態における断続部材１０３とサイドギヤ１０５との間の間隔Ｌ５より短く設定されている。

また、付勢部材１０９は、断続部材１０３に係合し断続部材１０３に対する軸方向位置を規定する係合部１１１と、この係合部１１１と一体に設けられサイドギヤ１０５に対向して配置される対向部１１３と、この対向部１１３より断続部材１０３側に設けられ断続部材１０３を断続部１０７の接続解除方向に付勢する付勢部１１５とを有する。

さらに、断続部１０７の接続解除状態において、付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との間には、隙間Ｌ６が形成されている。

図３に示すように、断続部材１０３は、基部１１７と、凸部１１９と、噛み合い歯１２１とから構成されている。基部１１７は、環状に形成され、デフケース３０３の壁部３４１に形成された凹部３４３内でサイドギヤ１０５の背面側に向けて軸方向移動可能に配置されている。また、基部１１７の内周側は、デフケース３０３の凹部３４３に形成された段部３４５によって断続部材１０３のサイドギヤ１０５と反対側への軸方向移動が規制されている。この基部１１７のデフケース３０３の壁部３４１側には、環状に形成された基部１１７から軸方向外方に向けて凸部１１９が設けられている。

凸部１１９は、基部１１７の側面に基部１１７と連続する一部材として周方向等間隔に複数設けられている。この凸部１１９は、デフケース３０３の壁部３４１の回転方向間にデフケース３０３の内外を連通するように開口して設けられた複数（凸部１１９と同数）の軸方向孔３４７に回転方向に係合されている。この凸部１１９と軸方向孔３４７との係合により、断続部材１０３がデフケース３０３に回り止めされ、断続部材１０３とデフケース３０３とが一体回転可能となる。

この凸部１１９と軸方向孔３４７との回転方向の係合面には、同一傾斜のカム面が形成され、断続部材１０３に設けられた断続部１０７の接続方向に断続部材１０３を移動させ、断続部１０７の接続を強化している。

このような凸部１１９と反対側の基部１１７の側面には、複数の噛み合い歯１２１が設けられている。この噛み合い歯１２１と軸方向に対向するサイドギヤ１０５の背面側には、複数の噛み合い歯１２３が設けられ、これらの噛み合い歯１２１，１２３で断続部１０７が構成されている。

断続部１０７は、断続部材１０３とサイドギヤ１０５の背面側との軸方向に対向する対向面の周方向にそれぞれ設けられた複数の噛み合い歯１２１，１２３の噛み合いとなっている。この断続部１０７は、噛み合い歯１２１，１２３が噛み合うと、断続部材１０３とサイドギヤ１０５とが一体回転可能に連結される。

この断続部材１０３とサイドギヤ１０５との連結により、デファレンシャル装置３０１では、デフケース３０３とサイドギヤ１０５とが一体回転可能に連結され、差動機構３１１の差動がロック状態となり、入力側の伝達機構からデフケース３０３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ３０９，１０５を介して出力側の部材に対して均等に出力される。

このような断続部１０７の接続は、断続部材１０３の断続部１０７の接続方向側への軸方向移動によって行われ、この断続部材１０３はアクチュエータ１２５によって軸方向移動操作される。

アクチュエータ１２５は、電磁石１２７と、可動部材１２９とを備えている。電磁石１２７は、デフケース３０３のボス部３１５の外周側でデフケース３０３の壁部３４１に対して軸方向に隣接配置されると共に、静止系部材３１７に対して回り止めされ、電磁コイル１３１と、コア１３３とを備えている。

電磁コイル１３１は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。また、電磁コイル１３１には、外部に引き出されるリード線（不図示）が接続され、このリード線を介して通電を制御するコントローラ（不図示）に接続されている。この電磁コイル１３１の周囲には、コア１３３が配置されている。

コア１３３は、電磁コイル１３１への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有し、電磁コイル１３１の周囲を覆っている。このような電磁石１２７の内径側には、可動部材１２９が配置されている。

可動部材１２９は、電磁石１２７の内径側でデフケース３０３のボス部３１５の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ１３５と、リング部材１３７とを備えている。プランジャ１３５は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石１２７の内径側に配置されている。このプランジャ１３５の内周には、リング部材１３７が一体に固定されている。

リング部材１３７は、非磁性材料から形成され、プランジャ１３５の内周側からデフケース３０３側へ磁束が漏れることを防止している。また、リング部材１３７は、デフケース３０３のボス部３１５の外周に固定された規制部材１３９の外周に軸方向移動可能に配置されると共に、規制部材１３９によって軸方向一側への移動規制がなされている。このリング部材１３７は、断続部材１０３側の端面が断続部材１０３と軸方向に一体移動可能に設けられた検出部材１４１に当接されている。

この可動部材１２９は、電磁石１２７の励磁によりコア１３３とプランジャ１３５とを透過する磁束で形成される磁束ループによって、プランジャ１３５が断続部材１０３側に移動操作され、リング部材１３７が検出部材１４１を介して断続部材１０３を軸方向の断続部１０７の接続方向に押圧操作する。この可動部材１２９による断続部材１０３の押圧操作により、断続部材１０３が断続部１０７の接続方向に移動され、噛み合い歯１２１，１２３が噛み合い、断続部１０７が接続される。

一方、断続部１０７は、断続部材１０３が断続部１０７の接続解除方向に移動されると、噛み合い歯１２１，１２３の噛み合いが解除され、断続部材１０３とサイドギヤ１０５とが相対回転可能に連結解除される。

この断続部材１０３とサイドギヤ１０５との連結解除により、デファレンシャル装置３０１では、デフケース３０３とサイドギヤ１０５とが相対回転可能に連結解除され、差動機構３１１の差動がアンロック状態となり、一対のサイドギヤ３０９，１０５の差動を許容する。

ここで、アクチュエータ１２５によって移動操作される断続部材１０３の作動位置を検出することにより、断続部１０７の状態を検出することができる。詳細には、断続部材１０３は、アクチュエータ１２５によって断続部１０７の接続位置と断続部１０７の接続解除位置との間を軸方向移動されるので、断続部材１０３の作動位置を検出することにより、断続部１０７の状態を検出することができ、デファレンシャル装置３０１の状態を検出することができる。

そこで、断続部材１０３には、検出部材１４１が断続部材１０３と連動して一体移動するように固定されている。検出部材１４１は、円盤状に形成され、内径側に複数の凸状板部が断続部材１０３側に向けて連続形成され、この凸状板部が断続部材１０３の凸部１１９の内周面に係合されている。このため、検出部材１４１は、断続部材１０３と一体的に軸方向移動される。この検出部材１４１の外径側には、ポジションスイッチ１４３が配置されている。

ポジションスイッチ１４３は、静止系部材３１７に固定され、コントローラに接続されている。また、ポジションスイッチ１４３には、検出部材１４１の外径側に当接され、検出部材１４１の軸方向移動によってＯＮ−ＯＦＦ操作される接点部１４５が設けられている。このポジションスイッチ１４３は、接点部１４５の状態により、断続部材１０３の作動位置を検出し、断続装置１０１の状態を検出する。

このようなポジションスイッチ１４３によって作動位置が検出される断続部材１０３は、付勢部材１０９の付勢力によって断続部１０７の接続解除方向に付勢されており、電磁石１２７への通電を停止することによって、断続部材１０３が断続部１０７の接続解除方向に軸方向移動され、噛み合い歯１２１，１２３の噛み合いが解除されて断続部１０７が接続解除状態となる。

付勢部材１０９は、断続部材１０３とサイドギヤ１０５の背面側との軸方向間に配置され、係合部１１１と、対向部１１３と、付勢部１１５とを備えている。

係合部１１１は、内径側に複数設けられ、軸方向の断続部材１０３側に向けて延設されている。この係合部１１１は、断続部材１０３の基部１１７の内周側に形成された凹状の被係合部１４７に係合され、回転方向の係合面が互いに係合することにより、付勢部材１０９と断続部材１０３とが一体回転可能に係合される。このように付勢部材１０９と断続部材１０３とを一体回転可能に係合することにより、付勢部材１０９と断続部材１０３との間に摺動が生じることがない。

このような係合部１１１の断続部材１０３側の端部は、外径側に向けて折り曲げ形成され、断続部１０７の接続解除状態において、断続部材１０３の被係合部１４７の軸方向の係合面に係合されている。この係合部１１１の端部と被係合部１４７の軸方向の係合面との係合により、断続部１０７の接続解除状態における付勢部材１０９の断続部材１０３に対する軸方向位置が規定されると共に、断続部１０７の接続状態における断続部材１０３の軸方向移動を可能とする。

対向部１１３は、係合部１１１と連続する一部材で環状に形成され、サイドギヤ１０５の背面側と軸方向に対向して配置されている。この対向部１１３とサイドギヤ１０５の背面側との軸方向間は、断続部１０７の接続解除状態において、隙間Ｌ６が形成されるように設定されている。この隙間Ｌ６により、断続部１０７の接続解除状態では、付勢部材１０９とサイドギヤ１０５とが当接することがなく、付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との間に摺動が生じることがない。

ここで、デファレンシャル装置３０１では、一対のサイドギヤ３０９，１０５が、例えば、左右輪に連結されているので、差動機構３１１のアンロック状態において、デフケース３０３とサイドギヤ１０５との回転差が、動力伝達装置２０１（図１参照）の入力部材２０５と出力部材２０７との回転差よりも小さい。

このため、断続装置１０１では、断続部１０７の接続解除状態において、対向部１１３とサイドギヤ１０５の背面側との軸方向間に設定された隙間Ｌ６が、動力伝達装置２０１のような隙間Ｌ３（図２参照）より小さく設定されているが、デフケース３０３とサイドギヤ１０５との回転差が大きくなるようであれば、対向部１１３とサイドギヤ１０５の背面側との軸方向間に設定された隙間Ｌ６を大きくしてもよい。

付勢部１１５は、対向部１１３と連続する一部材で所定の付勢力を有するように弾性をもって形成され、径方向の断続部１０７と係合部１１１との間に配置されると共に、軸方向の断続部材１０３と対向部１１３との間に配置されている。なお、付勢部１１５を対向部１１３と別体で形成し、付勢部１１５と対向部１１３とを一体に係合させてもよい。

この付勢部１１５は、対向部１１３より断続部材１０３側に設けられて断続部材１０３に当接され、断続部材１０３を断続部１０７の接続解除方向に付勢している。このため、断続部材１０３は、電磁石１２７への通電を停止することにより、付勢部１１５の付勢力によって断続部１０７の接続解除方向に移動され、噛み合い歯１２１，１２３の噛み合いが解除されて断続部１０７の接続が解除される。

このような付勢部材１０９は、係合部１１１を断続部材１０３の被係合部１４７に係合させた状態での付勢部１１５から対向部１１３までの軸方向長さとしての断続部１０７の接続解除状態における付勢部材１０９の設定長さＬ４が、断続部１０７の接続解除状態における断続部材１０３とサイドギヤ１０５の背面側との軸方向間の間隔Ｌ５より短く設定されている。

このため、断続部１０７の接続解除状態では、付勢部材１０９の対向部１１３とサイドギヤ１０５の背面側との軸方向間に隙間Ｌ６が形成され、付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との間に摺動が生じることがない。従って、断続装置１０１におけるフリクションを大幅に削減することができる。

ここで、断続部１０７を接続状態から接続解除状態に移行させた場合には、付勢部材１０９の対向部１１３が隙間Ｌ６を形成せずにサイドギヤ１０５の背面側に当接されている。しかしながら、付勢部材１０９の設定長さＬ４は、断続部材１０３とサイドギヤ１０５の背面側との軸方向間の間隔Ｌ５より短く設定されているので、断続部１０７の接続解除状態で、付勢部１１５の付勢力が対向部１１３を介してサイドギヤ１０５に入力されることがない。

このため、断続部１０７を接続状態から接続解除状態に移行させた場合では、付勢部材１０９の付勢力によって付勢部材１０９がサイドギヤ１０５側に付勢されながらサイドギヤ１０５の背面側に当接されることがなく、付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との摺動を大幅に低減することができる。

なお、断続部１０７を接続状態から接続解除状態に移行させた場合において、付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との間に隙間Ｌ６を形成させるには、例えば、リング部材１３７と検出部材１４１とを磁力によって結合する、或いは溶接などによって固着させるなど、可動部材１２９と断続部材１０３とを連動させることにより、常に断続部１０７の接続解除状態で付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との間に隙間Ｌ６を形成させることができる。

このように構成された断続装置１０１では、電磁石１２７の励磁によりコア１３３とプランジャ１３５とを透過する磁束で形成される磁束ループによって、プランジャ１３５が断続部材１０３側に移動操作され、リング部材１３７が検出部材１４１を介して断続部材１０３を付勢部材１０９の付勢力に抗して軸方向の断続部１０７の接続方向に押圧操作する。この可動部材１２９による断続部材１０３の押圧操作により、断続部材１０３が断続部１０７の接続方向に移動され、噛み合い歯１２１，１２３が噛み合い、断続部１０７が接続される。

この断続部１０７の接続により、断続部材１０３とサイドギヤ１０５とが一体回転可能に接続され、デファレンシャル装置３０１では、デフケース３０３とサイドギヤ１０５とが接続されて差動機構３１１がロック状態となる。

一方、断続部１０７の接続解除では、電磁石１２７への通電を停止することにより、断続部材１０３が付勢部材１０９の付勢力によって断続部１０７の接続解除方向に移動され、噛み合い歯１２１，１２３の噛み合いが解除されて断続部１０７の接続が解除される。

この断続部１０７の接続解除により、断続部材１０３とサイドギヤ１０５とが相対回転可能となり、デファレンシャル装置３０１では、デフケース３０３とサイドギヤ１０５とが相対回転可能となって差動機構３１１のロック状態が解除される。

このような断続装置１０１では、断続部１０７の接続解除状態における付勢部材１０９の設定長さＬ４が断続部１０７の接続解除状態における断続部材１０３とサイドギヤ１０５との間の間隔Ｌ５より短く設定されているので、断続部１０７の接続解除状態において、付勢部材１０９の付勢力によって付勢部材１０９がサイドギヤ１０５側に付勢されながらサイドギヤ１０５に当接されることがない。

従って、このような断続装置１０１では、断続部１０７の接続解除状態における付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との摺動を大幅に低減することができ、フリクションを低減することができる。

また、付勢部材１０９は、断続部材１０３に係合し断続部材１０３に対する軸方向位置を規定する係合部１１１と、この係合部１１１と一体に設けられサイドギヤ１０５に対向して配置される対向部１１３と、この対向部１１３より断続部材１０３側に設けられ断続部材１０３を断続部１０７の接続解除方向に付勢する付勢部１１５とを有するので、断続部材１０３とサイドギヤ１０５との間における付勢部材１０９の位置決めを安定して行うことができる。

さらに、断続部１０７の接続解除状態において、付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との間には、隙間Ｌ６が形成されているので、断続部１０７の接続解除状態における付勢部材１０９とサイドギヤ１０５との摺動を防止でき、さらに装置のフリクションを低減することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る断続装置では、デフロック機能を有するデファレンシャル装置に適用されているが、例えば、相対回転可能なインナケースとアウタケースとを有するフリーラングデフに適用するなど、相対回転可能な一対の回転部材を有する装置であれば、どのような形態の装置にも適用することができる。

また、断続部の接続解除状態において、付勢部材と他方の回転部材との間に隙間が形成され、この隙間は、断続部材と可動部材とが連動していない場合、断続部を接続状態から接続解除状態に移行させたときに形成されないが、断続部の接続解除状態において、付勢部材の付勢力によって付勢部材が他方の回転部材側に付勢されながら他方の回転部材に当接されることがないので、必ずしも断続部の接続解除状態において、付勢部材と他方の回転部材との間に隙間を形成するように設定しなくてもよい。

１，１０１…断続装置
３，１０３…断続部材（一方の回転部材）
５，１０５…結合部材（他方の回転部材）
７，１０７…断続部
９，１０９…付勢部材
Ｌ１，Ｌ４…付勢部材の設定長さ
Ｌ２，Ｌ５…一対の回転部材間の間隔
１１，１１１…係合部
１３，１１３…対向部
１５，１１５…付勢部
Ｌ３，Ｌ６…隙間

Claims (3)

1. 相対回転可能でいずれか一方が軸方向に移動可能な一対の回転部材と、この一対の回転部材間に設けられ一方の回転部材の軸方向移動により前記一対の回転部材間の動力伝達を断続する断続部と、前記一方の回転部材を前記断続部の接続解除方向に付勢する付勢部材とを備えた断続装置であって、
   前記付勢部材は、前記一対の回転部材間に配置されて前記一方の回転部材に一体回転可能に係合され、
   前記断続部の接続解除状態における前記付勢部材の設定長さは、前記断続部の接続解除状態における前記一対の回転部材間の間隔より短く設定されていることを特徴とする断続装置。
2. 請求項１記載の断続装置であって、
   前記付勢部材は、前記一方の回転部材に係合し前記一方の回転部材に対する軸方向位置を規定する係合部と、この係合部と一体に設けられ他方の回転部材に対向して配置される対向部と、この対向部より前記一方の回転部材側に設けられ前記一方の回転部材を前記断続部の接続解除方向に付勢する付勢部とを有することを特徴とする断続装置。
3. 請求項１又は２記載の断続装置であって、
   前記断続部の接続解除状態において、前記付勢部材と他方の回転部材との間には、隙間が形成されていることを特徴とする断続装置。

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