JP2015010692A - Electromagnetic clutch, drive force transmission, and detachment prevention structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車における入力軸から出力軸に駆動力を伝達する電磁クラッチ、駆動力伝達装置、及び外れ防止構造に関する。 The present invention relates to an electromagnetic clutch, a driving force transmission device, and a disengagement prevention structure that transmit driving force from an input shaft to an output shaft in, for example, an automobile.
従来の駆動力伝達装置として、例えば四輪駆動車に搭載され、一対の回転部材をトルク伝達可能に連結するようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。 As a conventional driving force transmission device, for example, there is one that is mounted on a four-wheel drive vehicle and connects a pair of rotating members so as to transmit torque (see, for example, Patent Document 1).
この種の駆動力伝達装置は、アウタケース(外側回転部材)と、このアウタケースと同軸上で相対回転可能に支持されたインナシャフト(内側回転部材)と、アウタケースとインナシャフトとをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、このメインクラッチに回転軸線に沿って並列する電磁クラッチ機構と、この電磁クラッチ機構の作動によってアウタケースからの回転力をメインクラッチ側への押圧力に変換するカム機構とを有して構成されている。 This type of driving force transmission device transmits torque between an outer case (outer rotating member), an inner shaft (inner rotating member) supported coaxially with the outer case and rotatable relative to the outer case, and the outer case and the inner shaft. A main clutch that can be connected, an electromagnetic clutch mechanism that is parallel to the main clutch along the rotational axis, and a cam mechanism that converts the rotational force from the outer case into a pressing force toward the main clutch by the operation of the electromagnetic clutch mechanism. And is configured.
カム機構は、一対のカム部材を備え、一方のカム部材が電磁クラッチ機構から回転力を受けて他方のカム部材に対して回転し、この回転に伴って他方のカム部材がメインクラッチを押圧するように構成されている。 The cam mechanism includes a pair of cam members, and one cam member receives rotational force from the electromagnetic clutch mechanism and rotates with respect to the other cam member, and the other cam member presses the main clutch with this rotation. It is configured as follows.
電磁クラッチ機構は、電磁コイルと、この電磁コイルの電磁力を受けるアーマチャと、
アーマチャによって押圧されるアウタクラッチプレート及びインナクラッチプレートとを有して構成されている。アウタクラッチプレートはアウタケースにスプライン係合し、インナクラッチプレートはカム機構の一方のカム部材にスプライン係合している。
The electromagnetic clutch mechanism includes an electromagnetic coil, an armature that receives the electromagnetic force of the electromagnetic coil,
The outer clutch plate and the inner clutch plate are pressed by the armature. The outer clutch plate is spline-engaged with the outer case, and the inner clutch plate is spline-engaged with one cam member of the cam mechanism.
アウタケースは、有底筒状を有し、開口側の内周面に雌ねじが形成されたフロントハウジング(第1の外側回転部材)と、フロントハウジングの雌ねじに螺合する雄ねじを有し、フロントハウジングの開口の一部を覆蓋する環状のリヤハウジング(第2の外側回転部材)と、リヤハウジングの雄ねじに螺合してフロントハウジングの雌ねじとリヤハウジングの雄ねじとの間のガタを解消するためのナット部材とを備える。また、フロントハウジングは、アウタケースからの磁束の漏洩を防止するために非磁性材料であるアルミニウム合金から形成され、リヤハウジングは、磁気コイルの周囲に磁路を形成するために磁性材料である鉄等から形成されている。 The outer case has a bottomed cylindrical shape, has a front housing (first outer rotating member) in which an internal thread is formed on the inner peripheral surface on the opening side, and an external thread that engages with the internal thread of the front housing, An annular rear housing (second outer rotating member) that covers a part of the opening of the housing and a male screw of the rear housing so as to eliminate play between the female screw of the front housing and the male screw of the rear housing. A nut member. The front housing is made of an aluminum alloy that is a nonmagnetic material to prevent leakage of magnetic flux from the outer case, and the rear housing is made of iron that is a magnetic material to form a magnetic path around the magnetic coil. Etc. are formed.
そして、電磁コイルに通電されると、アーマチャがアウタクラッチプレート及びインナクラッチプレートを押圧し、これによりアウタケースの回転力が一方のカム部材に伝達され、この回転力が軸方向の押圧力に変換されて他方のカム部材がメインクラッチを押圧する。これにより、アウタケースとインナシャフトとがトルク伝達可能に連結される。 When the electromagnetic coil is energized, the armature presses the outer clutch plate and the inner clutch plate, whereby the rotational force of the outer case is transmitted to one cam member, and this rotational force is converted into an axial pressing force. Then, the other cam member presses the main clutch. Thereby, an outer case and an inner shaft are connected so that torque transmission is possible.
しかし、特許文献1に記載の駆動力伝達装置では、アルミニウム合金等からなる第1の外側回転部材と、鉄等からなる第2の外側回転部材との間に熱膨張率差があるため、メインクラッチの発熱等により温度が上昇すると、第1の外側回転部材の雌ねじの内径と第2の外側回転部材の雄ねじの外径との差、すなわち、ねじの掛かり代が小さくなり、第1の外側回転部材の強度が十分でない場合には、第2の外側回転部材が第1の外側回転部材から外れるおそれがある。そのため、例えばハウジングの温度に応じてトルク伝達量を抑制する等の対策を行う必要があった。 However, in the driving force transmission device described in Patent Document 1, there is a difference in coefficient of thermal expansion between the first outer rotating member made of aluminum alloy or the like and the second outer rotating member made of iron or the like. When the temperature rises due to heat generation of the clutch or the like, the difference between the inner diameter of the female screw of the first outer rotating member and the outer diameter of the male screw of the second outer rotating member, that is, the screw engagement margin decreases, and the first outer rotating member becomes smaller. If the strength of the rotating member is not sufficient, the second outer rotating member may be detached from the first outer rotating member. Therefore, for example, it is necessary to take measures such as suppressing the torque transmission amount according to the temperature of the housing.
そこで、本発明は、互いにねじ止めされる一対の部材間の熱膨張率差に基づく部材の外れを防止することが可能な電磁クラッチ、駆動力伝達装置、及び外れ防止機構を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an electromagnetic clutch, a driving force transmission device, and a detachment prevention mechanism capable of preventing detachment of a member based on a difference in thermal expansion coefficient between a pair of members screwed together. And
本発明は、上記目的を達成するために、内周スプライン部を内周面に有する外側回転部材と、前記外側回転部材の内側に配置され、前記外側回転部材と同軸上で相対回転可能に支持された内側回転部材と、前記内周スプライン部に係合する磁性材料からなる外側クラッチプレートと、前記外側クラッチプレートに対向する磁性材料からなる内側クラッチプレートと、前記外側クラッチプレートと前記内側クラッチプレートとを押し付ける電磁力を発生する電磁コイルとを備え、前記外側回転部材は、所定の熱膨張率を有する円筒状の非磁性材料からなり、内周面に前記内周スプライン部を有し、かつ開口端部の内周面に雌ねじを有する第1部材と、前記第1部材の前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成された磁性材料からなる第1環状部材、前記第1環状部材の内側に配置された非磁性材料からなる第2環状部材、及び前記第2環状部材の内側に配置された磁性材料からなる第3環状部材を含み、前記所定の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する第2部材と、前記第2部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたねじ部、及び前記第1部材の前記開口端部を外周側から覆い、温度上昇に伴う前記第1部材の熱膨張を抑制する覆い部を有する第3部材と、を備えた電磁クラッチを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an outer rotating member having an inner peripheral spline portion on the inner peripheral surface, and is disposed inside the outer rotating member, and is supported so as to be relatively rotatable coaxially with the outer rotating member. An inner rotating member, an outer clutch plate made of a magnetic material engaged with the inner peripheral spline portion, an inner clutch plate made of a magnetic material facing the outer clutch plate, the outer clutch plate, and the inner clutch plate The outer rotating member is made of a cylindrical nonmagnetic material having a predetermined coefficient of thermal expansion, has the inner peripheral spline portion on the inner peripheral surface, and A first member made of a magnetic material having a first member having a female screw on the inner peripheral surface of the opening end and a male screw threadedly engaged with the female screw of the first member. A second annular member made of a non-magnetic material arranged inside the first annular member, and a third annular member made of a magnetic material arranged inside the second annular member, the predetermined heat A second member having a thermal expansion coefficient smaller than an expansion coefficient, a screw part formed with a female screw to be screwed into the male screw of the second member, and the opening end part of the first member are covered from the outer peripheral side; And a third member having a cover portion that suppresses thermal expansion of the first member due to a temperature rise.
また、本発明は、上記目的を達成するため、上記電磁クラッチと、前記内周スプライン部に軸方向移動可能に係合する外側摩擦部材と、前記内側回転部材の外周面に形成された外周スプライン部に軸方向移動可能に係合する内側摩擦部材と、第1カム部材及び第2カム部材を有し、前記電磁クラッチによって伝達されるトルクによって前記第1カム部材を前記第2カム部材に対して相対回転させることにより、前記第2カム部材から前記外側摩擦部材と前記内側摩擦部材とを摩擦係合させる押圧力を出力するカム機構と、を備えた駆動力伝達装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the electromagnetic clutch, an outer friction member that engages with the inner peripheral spline portion so as to be axially movable, and an outer peripheral spline formed on the outer peripheral surface of the inner rotating member. A first cam member and a second cam member that engage with each other in an axially movable manner, and the first cam member is moved against the second cam member by torque transmitted by the electromagnetic clutch. And a cam mechanism for outputting a pressing force for frictionally engaging the outer friction member and the inner friction member from the second cam member by relative rotation.
また、本発明は、上記目的を達成するため、所定の熱膨張率を有する円筒状の非磁性材料からなり、開口端部の内周面に雌ねじを有する第1部材と、前記第1部材の前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成され、前記所定の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する磁性材料からなる第2部材との間の熱膨張差に基づく前記第2部材の前記第1部材からの外れを防止する外れ防止構造であって、前記第2部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたねじ部、及び前記第1部材の前記開口端部を外周面側から覆い、温度上昇に伴う前記第1部材の熱膨張を抑制する覆い部を有する外れ防止部材を備えた外れ防止構造を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a first member made of a cylindrical nonmagnetic material having a predetermined coefficient of thermal expansion and having an internal thread on the inner peripheral surface of the opening end, and the first member The second member of the second member based on a difference in thermal expansion between the external member and a second member made of a magnetic material having a thermal expansion coefficient smaller than the predetermined thermal expansion coefficient is formed on the outer peripheral surface of the male screw that is screwed into the female screw. A disengagement preventing structure for preventing disengagement from the first member, wherein a threaded portion formed with a female screw to be engaged with the male screw of the second member, and the opening end of the first member from the outer peripheral surface side. Provided is a detachment prevention structure including a detachment prevention member that has a cover part that covers and suppresses thermal expansion of the first member as the temperature rises.
本発明によれば、互いにねじ止めされる一対の部材間の熱膨張率差に基づくねじの緩みを抑制することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the loosening of the screw based on the thermal expansion coefficient difference between a pair of members screwed together.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, about the component which has the substantially same function, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of a four-wheel drive vehicle equipped with a driving force transmission device according to a first embodiment of the present invention.
この四輪駆動車1は、駆動源であるエンジン102と、トランスミッション及びフロントデファレンシャルを有するトランスアクスル103と、一対の前輪104と、一対の後輪105と、リヤディファレンシャルキャリア106と、プロペラシャフト107と、駆動力伝達装置2とを備えている。
The four-wheel drive vehicle 1 includes an
駆動力伝達装置2は、四輪駆動車1における前輪側から後輪側に至る駆動力伝達経路に配置され、かつ車体101にリヤディファレンシャルキャリア106を介して支持されている。そして、駆動力伝達装置2は、プロペラシャフト(入力軸)107とドライブピニオンシャフト(出力軸)108とをトルク伝達可能に連結し、この連結状態においてエンジン102の駆動力を一対の後輪105に伝達し得るように構成されている。
The driving force transmission device 2 is disposed on a driving force transmission path from the front wheel side to the rear wheel side in the four-wheel drive vehicle 1 and is supported by the
また、駆動力伝達装置2は、制御装置10から電流の供給を受け、この電流に応じた駆動力をプロペラシャフト107からドライブピニオンシャフト108に伝達する。制御装置10は、例えば一対の前輪104と一対の後輪105との回転速差や、運転者による加速操作量(アクセルペダルの踏込量)等に基づいて、駆動力伝達装置2に供給する電流を増減制御する。
The driving force transmission device 2 receives supply of current from the control device 10 and transmits driving force corresponding to the current from the
上記構成により、エンジン102は、その駆動力をフロントアクスルシャフト109にトランスアクスル103を介して出力することにより、一対の前輪104を駆動する。また、エンジン102は、その駆動力をリヤアクスルシャフト111に、トランスアクスル103,プロペラシャフト107,駆動力伝達装置2,ドライブピニオンシャフト108,及びリヤディファレンシャル110を介して出力することにより、一対の後輪105を駆動する。
With the above configuration, the
(駆動力伝達装置2の構成)
図2は、駆動力伝達装置2の構成例を示す断面図である。図2において、回転軸線Oよりも上側は駆動力伝達装置2の作動状態(トルク伝達状態)を、下側は駆動力伝達装置2の非作動状態(トルク非伝達状態)を、それぞれ示す。
(Configuration of the driving force transmission device 2)
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the driving force transmission device 2. In FIG. 2, the upper side of the rotation axis O indicates the operating state (torque transmission state) of the driving force transmission device 2, and the lower side indicates the non-operational state (torque non-transmission state) of the driving force transmission device 2.
駆動力伝達装置2は、外側回転部材としてのハウジング20と、ハウジング20と同軸上で相対回転可能に支持された内側回転部材としての筒状のインナシャフト24と、ハウジング20とインナシャフト24とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチ3と、メインクラッチ3を押圧する押圧力を発生させるカム機構4と、メインクラッチ3との間にカム機構4を挟むように配置された電磁クラッチ機構5とを有して構成されている。
The driving force transmission device 2 includes a
ハウジング20は、有底円筒状の第1部材としてのフロントハウジング21と、フロントハウジング21の開口側の一部を覆蓋する環状の第2部材としてのリヤハウジング22と、第3部材としての外れ防止部材23Aとを備える。ハウジング20の内部空間には、図略の潤滑油が封入されている。
The
フロントハウジング21は、筒部21aと底部21bとを一体に有する。筒部21aの開口端部21gの内周面には、雌ねじ21cが形成されている。底部21bには、プロペラシャフト107(図1参照)が例えば十字継手を介して相対回転不能に連結される。また、フロントハウジング21は、所定の熱膨張率を有するアルミニウム、あるいはアルミニウム合金等からなる非磁性材料から形成されている。
The
筒部21aの内周面には、回転軸方向に延びる複数の内周スプライン突起211からなる内周スプライン部210が形成されている。内周スプライン部210は、後述する第1アウタクラッチプレート31がスプライン係合する第1領域210aと、後述するアーマチャ50及び第2アウタクラッチプレート51がスプライン係合する第2領域210bとを有している。
An inner
リヤハウジング22は、軟鋼等の磁性材料からなる第1環状部材221、第1環状部材221の内周側に溶接等により一体に結合されたオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる第2環状部材222、及び第2環状部材222の内周側に溶接等により一体に結合された軟鋼等の磁性材料からなる第3環状部材223からなる。第1環状部材221、第2環状部材222、及び第3環状部材223は、フロントハウジング21の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有し、リヤハウジング22は、その熱膨張率が全体としてフロントハウジング21の熱膨張率よりも小さい。
The
リヤハウジング22は、電磁コイル53が発生する電磁力の磁路の一部を構成する。第1環状部材221と第3環状部材223との間には、後述する電磁コイル53を収容する環状の収容空間22aが形成されている。また、第1環状部材221の外周面には、フロントハウジング21の雌ねじ21cに螺合する雄ねじ221aが形成されている。
The
インナシャフト24は、玉軸受61及び針状ころ軸受62によってハウジング20の内周側に支持されている。インナシャフト24の外周面には、回転軸方向に延びる複数の外周スプライン突起241からなる外周スプライン部240が形成されている。また、インナシャフト24の一端部における内面には、ドライブピニオンシャフト108(図1参照)の一端部が相対回転不能に嵌合されるスプライン嵌合部242が形成されている。
The inner shaft 24 is supported on the inner peripheral side of the
メインクラッチ3は、ハウジング20の回転軸線Oに沿って交互に配置された複数の外側摩擦部材としての第1アウタクラッチプレート31及び複数の内側摩擦部材としての第1インナクラッチプレート32を有する湿式の多板クラッチからなる。第1アウタクラッチプレート31の外周部には、内周スプライン部210にスプライン係合する複数の突起311が設けられている。また、第1インナクラッチプレート32の内周部には、インナシャフト24の外周スプライン部240にスプライン係合する複数の突起321が設けられている。
The
第1アウタクラッチプレート31は、フロントハウジング21に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。第1インナクラッチプレート32は、インナシャフト24に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。また、第1インナクラッチプレート32には、潤滑油を流通させるための複数の油孔322が形成されている。
The first outer
カム機構4は、第1カム部材としてのパイロットカム41と、メインクラッチ3を軸方向に押圧する第2カム部材としてのメインカム42と、パイロットカム41とメインカム42との間に配置された複数の球状のカムボール43とを有して構成されている。
The cam mechanism 4 includes a
メインカム42は、メインクラッチ3の一端における第1インナクラッチプレート32に接触し、メインクラッチ3を押圧する環板状の押圧部421と、押圧部421よりもメインカム42の内周側に設けられたカム部422とを一体に有している。
The main cam 42 is in contact with the first inner
また、メインカム42には、押圧部421の内側に、インナシャフト24の外周スプライン部240とスプライン係合するスプライン歯421bが形成されている。これにより、メインカム42は、インナシャフト24に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。メインカム42とインナシャフト24に形成された段差面24aとの間には、メインカム42をパイロットカム41側に付勢する皿バネ44が配置されている。
Further, the main cam 42 is formed with spline teeth 421 b that are spline-engaged with the outer peripheral spline portion 240 of the inner shaft 24 inside the pressing portion 421. Thus, the main cam 42 is not rotatable relative to the inner shaft 24 and is movable in the axial direction. A disc spring 44 that urges the main cam 42 toward the
パイロットカム41の外周部には、スプライン係合部411が形成されている。また、
パイロットカム41とリヤハウジング22の第3環状部材223との間には、スラスト針状ころ軸受45が配置され、パイロットカム41のリヤハウジング22側への移動が規制されている。
A
A thrust
パイロットカム41とメインカム42のカム部422との対向面には、周方向に沿って軸方向の深さが変化する複数のカム溝41a,422aが形成されている。パイロットカム41のカム溝41aとメインカム42のカム溝422aとの間には、球状のカムボール43が配置されている。そして、カム機構4は、パイロットカム41をメインカム42に対して相対回転させることにより、メインカム42にメインクラッチ3に押し付ける軸方向の押圧力を発生させる。
A plurality of
電磁クラッチ機構5は、アーマチャ50と、複数の第2アウタクラッチプレート51と、複数の第2インナクラッチプレート52と、電磁コイル53とを有して構成されている。
The electromagnetic
アーマチャ50は、鉄等の磁性材料からなる環状の部材であり、その外周部にはフロントハウジング21の内周スプライン部210にスプライン係合する複数の突起501が設けられている。アーマチャ50は、フロントハウジング21に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。
The armature 50 is an annular member made of a magnetic material such as iron, and a plurality of
複数の第2アウタクラッチプレート51及び複数の第2インナクラッチプレート52は、アーマチャ50とリヤハウジング22との間に、回転軸線Oに沿って交互に配置されている。第2アウタクラッチプレート51の外周部には、フロントハウジング21の内周スプライン部210にスプライン係合する複数の突起511が設けられている。第2インナクラッチプレート52の内周部には、パイロットカム41のスプライン係合部411にスプライン係合する複数の突起521が設けられている。
The plurality of second outer
第2アウタクラッチプレート51は、フロントハウジング21に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。第2インナクラッチプレート52は、パイロットカム41に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。
The second outer
電磁コイル53は、磁性材料からなる環状のヨーク530に保持され、リヤハウジング22の収容空間22aに収容されている。ヨーク530は、玉軸受63によってリヤハウジング22の第3環状部材223に支持され、その外周面が第1環状部材221の内周面に対向している。また、ヨーク530の内周面は、第3環状部材223の外周面に対向している。電磁コイル53には、電線531を介して制御装置10から励磁電流が供給される。
The
図3は、フロントハウジング21とリヤハウジング22との熱膨張率の差に基づくリヤハウジング22のフロントハウジング21からの外れを防止する外れ防止構造を示す。
FIG. 3 shows a detachment prevention structure for preventing the
フロントハウジング21は、図3(a)に示すように、開口端部21gの外周面21fの一部に開口端21eに向かって徐々に直径が小さくなるように傾斜角度θで形成された外側傾斜面としての外テーパ21dを有する。
As shown in FIG. 3 (a), the
外れ防止部材23Aは、リヤハウジング22に螺合されるねじ部230と、押圧力を発生する覆い部231とを一体に有する。外れ防止部材23Aは、例えば軟鋼等から形成されている。ねじ部230には、リヤハウジング22の雄ねじ221aに螺合する雌ねじ230aが内周面に形成されると共に、フロントハウジング21の開口端21eに当接する当接面230bが軸方向の一方の端面に形成されている。
The
覆い部231は、内周面に外テーパ21dと同方向に傾斜した内側傾斜面としての内テーパ231aを有し、フロントハウジング21の開口端部21gを外周面21f側から覆い、温度上昇に伴うフロントハウジング21の熱膨張を抑制する。また、覆い部231は、内テーパ231aが外テーパ21dに当接して拡径されることにより弾性的に変形し、その復元力によってフロントハウジング21の開口端部21gをリヤハウジング22側に押圧する。
The
外れ防止部材23Aは、リヤハウジング22の雄ねじ221aにねじ止めする前の状態では、一例として図3(b)に示すように、覆い部231の外周面が軸方向に平行な面となっている。外れ防止部材23Aは、雌ねじ230aがリヤハウジング22の雄ねじ221aに螺合して、内テーパ231aが外テーパ21dに押し付けられることにより、覆い部231の先端側(ねじ部230とは反対側)が押し広げられるように弾性変形し、フロントハウジング21をリヤハウジング22側に押圧する押圧力を発生する。
As shown in FIG. 3B, as an example, the disengagement prevention member 23 </ b> A is in a state before being screwed to the
外れ防止構造は、次のように組み立てられる。図3(b)に示すように、まずリヤハウジング22の雄ねじ221aに外れ防止部材23Aの雌ねじ230aを螺合する。次に、図3(a)に示すように、外れ防止部材23Aの当接面230bがフロントハウジング21の開口端21eに当接するまで外れ防止部材23Aを締め付ける。これにより、外れ防止部材23Aの覆い部231が押し広げられ、図3(c)に示すように、外れ防止部材23Aの内テーパ231aがフロントハウジング21の外テーパ21dに面接触し、外テーパ21dは、外れ防止部材23Aの覆い部231から法線方向に押圧力Fを受け、押圧力Fの分力として軸方向の押圧力F1(=Fsinθ)及び径方向の押圧力F2(=Fcosθ)を受ける。また、フロントハウジング21の開口端21eは、外れ防止部材23Aのねじ部230から軸方向の押圧力F3を受ける。
The detachment prevention structure is assembled as follows. As shown in FIG. 3B, first, the
外れ防止部材23Aは、押圧力F2によってフロントハウジング21の径方向の熱膨張を抑える。つまり、メインクラッチ3が発熱し、その熱がハウジング20に伝わると、フロントハウジング21の熱膨張率がリヤハウジング22の熱膨張率よりも大きいため、フロントハウジング21の雌ねじ21cの内径とリヤハウジング22の雄ねじ221aの外径との差、すなわち掛かり代が小さくなるが、外れ防止部材23Aがフロントハウジング21をリヤハウジング22側に押圧することで、掛かり代の減少が抑えられ、リヤハウジング22がフロントハウジング21から外れてしまうことを防止する。また、外れ防止部材23Aは、押圧力F1によってフロントハウジング21の雌ねじ21cをリヤハウジング22の雄ねじ221a側に押圧することで、フロントハウジング21の雌ねじ21cとリヤハウジング22の雄ねじ221aの間に隙間が形成されることが抑えられ、リヤハウジング22がフロントハウジング21から外れてしまうことを防止する。
リヤハウジング22の外れを防止する上で押圧力F1、F2を効率良く大きくするには、外テーパ21dの傾斜角度θは、θ=45°であるが、外れ防止部材23Aの剛性も影響するので、30°〜60°の間でチューニングが必要になる。すなわち、外テーパ21dの傾斜角度θは、リヤハウジング22の外れを防止する上で、30°〜60°が好ましく、45°がより好ましい。
In order to efficiently increase the pressing forces F 1 and F 2 to prevent the
(駆動力伝達装置の動作)
上記のように構成された駆動力伝達装置2は、制御装置10から電磁コイル53に励磁電流が供給されると、ヨーク530、リヤハウジング22の第1環状部材221及び第3環状部材223、複数の第2アウタクラッチプレート51、複数の第2インナクラッチプレート52、及びアーマチャ50を通過する磁路Gに磁束が発生する。そして、この磁束の電磁力によってアーマチャ50がリヤハウジング22側に吸引されて軸方向に移動し、第2アウタクラッチプレート51と第2インナクラッチプレート52とを押圧する。
(Operation of driving force transmission device)
In the driving force transmission device 2 configured as described above, when an excitation current is supplied from the control device 10 to the
これにより第2アウタクラッチプレート51と第2インナクラッチプレート52とが摩擦摺動し、ハウジング20の回転力がカム機構4のパイロットカム41に伝達され、パイロットカム41がメインカム42に対して相対回転する。つまり、電磁クラッチ機構5は、電磁コイル53の通電時に、カム機構4にパイロットカム41とメインカム42とを相対回転させる回転力を付与する。
As a result, the second outer
パイロットカム41とメインカム42との相対回転によって、カムボール43がカム溝41a,422aを転動し、パイロットカム41とメインカム42とが離間する方向の軸方向の推力が発生する。そして、この推力によってメインカム42がメインクラッチ3を押圧し、ハウジング20とインナシャフト24とがトルク伝達可能に連結される。
Due to the relative rotation of the
一方、電磁コイル25への励磁電流が遮断されると、皿バネ44の付勢力によりメインカム42がパイロットカム41側に押し戻され、カムボール43がカム溝41a,422aの最も深い位置に移動する。これによりメインクラッチ3の第1アウタクラッチプレート31と第1インナクラッチプレート32の間に隙間が形成され、この隙間に潤滑油が流れ込み、ハウジング20とインナシャフト24との連結状態が解除される。すなわち、駆動力伝達装置2が非作動状態となる。
On the other hand, when the excitation current to the electromagnetic coil 25 is interrupted, the main cam 42 is pushed back to the
(第1の実施の形態の効果)
第1の実施の形態によれば、外れ防止部材23Aでフロントハウジング21をリヤハウジング22側に押圧して温度上昇に伴うフロントハウジング21の熱膨張を抑制しているので、フロントハウジング21とリヤハウジング22との間の熱膨張率差に基づくフロントハウジング21の雌ねじ21cの内径とリヤハウジング22の雄ねじ221aの外径との差、すなわち掛かり代の減少を抑制してリヤハウジング22がフロントハウジング21から外れることを防ぐことができる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment, since the
[第2の実施の形態]
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る外れ防止構造を示す要部断面図である。第1の実施の形態の外れ防止機構は、外れ防止部材23Aに内テーパ231aを形成したが、本実施の形態の外れ防止機構は、外れ防止部材23Bの覆い部231に湾曲した接触面231bを形成したものである。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a detachment preventing structure according to the second embodiment of the present invention. The detachment prevention mechanism of the first embodiment has the
フロントハウジング21には、第1の実施の形態よりも面積の小さい外テーパ21dが形成されており、他は第1の実施の形態と同様に構成されている。
The
外れ防止部材23Bは、リヤハウジング22に螺合されるねじ部230と、押圧力を発生する覆い部231とを有する。覆い部231には、内方に突出するように湾曲した接触面231bが内周面に形成されている。外れ防止部材23Bは、リヤハウジング22の雄ねじ221aにねじ止めする前の状態では、図4(b)に示すように、一例として覆い部231の外周面が軸方向に平行な面となっている。外れ防止部材23Bは、雌ねじ230aがリヤハウジング22の雄ねじ221aに螺合し、接触面231bが外周面21fに押し付けられることにより、覆い部231の先端側(ねじ部230とは反対側)が押し広げられるように弾性変形し、フロントハウジング21をリヤハウジング22側に押圧する押圧力を発生する。
The
外れ防止構造は、次のように組み立てられる。図4(b)に示すように、まずリヤハウジング22の雄ねじ221aに外れ防止部材23Bの雌ねじ230aを螺合する。次に、図4(a)に示すように、外れ防止部材23Bの当接面230bがフロントハウジング21の開口端21eに当接するまで外れ防止部材23Bを締め付ける。これにより、外れ防止部材23Bの覆い部231が弾性変形して外側に広がり、外れ防止部材23Bの接触面231bがフロントハウジング21の外周面21fに接触し、フロントハウジング21の径方向の熱膨張を抑える。これにより、第1の実施の形態と同様に、リヤハウジング22がフロントハウジング21から外れることを防ぐことができる。
The detachment prevention structure is assembled as follows. As shown in FIG. 4B, first, the
[第3の実施の形態]
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る外れ防止構造を示す要部断面図である。第1の実施の形態の外れ防止機構は、常温(例えば25℃)でフロントハウジング21の外テーパ21dと外れ防止部材23Aの内テーパ231aとが全体的に接触する構造であるが、本実施の形態の外れ防止機構は、常温でフロントハウジング21の外テーパ21dと外れ防止部材23Cの内テーパ231aとの間に隙間δ2を設け、常温からの温度上昇が一定以上になると、外テーパ21dと内テーパ231aとが接触し、外れ防止部材23Cの覆い部231がフロントハウジング21の熱膨張を抑制するものである。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a detachment preventing structure according to the third embodiment of the present invention. The detachment prevention mechanism of the first embodiment has a structure in which the
外れ防止部材23Cは、第1の実施の形態と同様に、ねじ部230及び覆い部231を有する。ねじ部230には、雌ねじ230a及び当接面230bが形成されている。覆い部231は、内周面に内テーパ231aを有する。外れ防止部材23Cは、図5(a)に示すように、常温では、雌ねじ230aがリヤハウジング22の雄ねじ221aに螺合し、当接面230bが開口端21eに当接しても内テーパ231aと外テーパ21dとの間に隙間δ2が生じる。
The
常温からの温度上昇が一定以上になると、図5(b)に示すように、フロントハウジング21の雌ねじ21cとリヤハウジング22の雄ねじ221aとの間に隙間δ1が生じるが、δ1>δ2に設定することにより、図5(c)に示すように、常温からの温度上昇が一定以上になったときに内テーパ231aと外テーパ21dとが面接触し、覆い部231がフロントハウジング21の熱膨張を抑制する。
When the temperature rise from room temperature becomes a certain level or more, as shown in FIG. 5B, a gap δ 1 is generated between the
この第3の実施の形態に係る外れ防止部材23Cを用いた外れ防止構造によれば、常温で外テーパ21dに内テーパ231aを接触させなくても、常温からの温度上昇が一定以上になると、外れ防止部材23Cでフロントハウジング21をリヤハウジング22側に押圧して温度上昇に伴うフロントハウジング21の熱膨張を抑制することができるので、第1の実施の形態と同様に、リヤハウジング22がフロントハウジング21から外れることを防ぐことができる。
According to the detachment preventing structure using the
以上、本発明の電磁クラッチ、駆動力伝達装置、及び外れ防止構造を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。 The electromagnetic clutch, the driving force transmission device, and the disengagement prevention structure of the present invention have been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment and does not depart from the gist thereof. It can be implemented in various ways within the scope.
例えば、上記第1乃至第3の実施の形態では、外れ防止部材23A〜23Cをフロントハウジング21とリヤハウジング22との間の部材の外れ防止に適用した場合について説明したが、熱膨張率の比較的大きい非磁性材料からなる第1部材と熱膨張率の比較的小さい磁性材料からなる第2部材との間の部材の外れを防止する場合にも適用することができる。
For example, in the first to third embodiments, the case where the
1…四輪駆動車、2…駆動力伝達装置、3…メインクラッチ、4…カム機構、5…電磁クラッチ機構、10…制御装置、20…ハウジング、21…フロントハウジング、21a…筒部、21b…底部、21c…雌ねじ、21d…外テーパ、21e…開口端、21f…外周面、21g…開口端部、22…リヤハウジング、22a…収容空間、23A〜23C…外れ防止部材、231a…内テーパ、24…インナシャフト、24a…段差面、25…電磁コイル、31…第1アウタクラッチプレート、32…第1インナクラッチプレート、41…パイロットカム、41a…カム溝、42…メインカム、43…カムボール、44…皿バネ、45…スラスト針状ころ軸受、50…アーマチャ、51…第2アウタクラッチプレート、52…第2インナクラッチプレート、53…電磁コイル、61…玉軸受、62…針状ころ軸受、63…玉軸受、101…車体、102…エンジン、103…トランスアクスル、104…前輪、105…後輪、106…リヤディファレンシャルキャリア、107…プロペラシャフト、108…ドライブピニオンシャフト、109…フロントアクスルシャフト、110…リヤディファレンシャル、111…リヤアクスルシャフト、210…内周スプライン部、210a…第1領域、210b…第2領域、211…内周スプライン突起、221…第1環状部材、221a…雄ねじ、222…第2環状部材、223…第3環状部材、230…ねじ部、230a…雌ねじ、230b…当接面、231…覆い部、231a…内テーパ、231b…接触面、240…外周スプライン部、241…外周スプライン突起、242…スプライン嵌合部、311,321…突起、322…油孔、411…スプライン係合部、421…押圧部、421a…外周面、421b…スプライン歯、422…カム部、422a…カム溝、501…突起、511,521…突起、530…ヨーク、531…電線、G…磁路、O…回転軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Four-wheel drive vehicle, 2 ... Driving force transmission device, 3 ... Main clutch, 4 ... Cam mechanism, 5 ... Electromagnetic clutch mechanism, 10 ... Control device, 20 ... Housing, 21 ... Front housing, 21a ... Tube part, 21b ... Bottom, 21c ... Female thread, 21d ... Outer taper, 21e ... Open end, 21f ... Outer peripheral surface, 21g ... Open end, 22 ... Rear housing, 22a ... Housing space, 23A-23C ... Detachment prevention member, 231a ... Inner taper 24 ... Inner shaft, 24a ... Step surface, 25 ... Electromagnetic coil, 31 ... First outer clutch plate, 32 ... First inner clutch plate, 41 ... Pilot cam, 41a ... Cam groove, 42 ... Main cam, 43 ... Cam ball, 44 ... disc spring, 45 ... thrust needle roller bearing, 50 ... armature, 51 ... second outer clutch plate, 52 ... second inner clutch Chi plate, 53 ... electromagnetic coil, 61 ... ball bearing, 62 ... needle roller bearing, 63 ... ball bearing, 101 ... vehicle body, 102 ... engine, 103 ... transaxle, 104 ... front wheel, 105 ... rear wheel, 106 ... rear
Claims (6)
前記外側回転部材の内側に配置され、前記外側回転部材と同軸上で相対回転可能に支持された内側回転部材と、
前記内周スプライン部に係合する磁性材料からなる外側クラッチプレートと、
前記外側クラッチプレートに対向する磁性材料からなる内側クラッチプレートと、
前記外側クラッチプレートと前記内側クラッチプレートとを押し付ける電磁力を発生する電磁コイルとを備え、
前記外側回転部材は、
所定の熱膨張率を有する円筒状の非磁性材料からなり、内周面に前記内周スプライン部を有し、かつ開口端部の内周面に雌ねじを有する第1部材と、
前記第1部材の前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成された磁性材料からなる第1環状部材、前記第1環状部材の内側に配置された非磁性材料からなる第2環状部材、及び前記第2環状部材の内側に配置された磁性材料からなる第3環状部材を含み、前記所定の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する第2部材と、
前記第2部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたねじ部、及び前記第1部材の前記開口端部を外周側から覆い、温度上昇に伴う前記第1部材の熱膨張を抑制する覆い部を有する第3部材と、
を備えた電磁クラッチ。 An outer rotating member having an inner peripheral spline portion on the inner peripheral surface;
An inner rotating member disposed inside the outer rotating member and supported so as to be relatively rotatable coaxially with the outer rotating member;
An outer clutch plate made of a magnetic material that engages with the inner peripheral spline portion;
An inner clutch plate made of a magnetic material facing the outer clutch plate;
An electromagnetic coil that generates an electromagnetic force for pressing the outer clutch plate and the inner clutch plate;
The outer rotating member is
A first member made of a cylindrical nonmagnetic material having a predetermined coefficient of thermal expansion, having the inner spline portion on the inner peripheral surface, and having an internal thread on the inner peripheral surface of the opening end;
A first annular member made of a magnetic material having an external thread formed on an outer peripheral surface thereof, and a second annular member made of a non-magnetic material disposed inside the first annular member; and A second member including a third annular member made of a magnetic material disposed inside the second annular member, and having a thermal expansion coefficient smaller than the predetermined thermal expansion coefficient;
A screw part formed with a female screw that is screwed to the male screw of the second member, and the opening end part of the first member are covered from the outer peripheral side, and a cover for suppressing thermal expansion of the first member due to temperature rise. A third member having a portion;
With electromagnetic clutch.
請求項1に記載の電磁クラッチ。 The cover portion is elastically deformed by screwing the screw portion into the male screw, and presses the opening end portion of the first member by its restoring force.
The electromagnetic clutch according to claim 1.
前記覆い部は、前記外側傾斜面に当接して拡径されることにより弾性的に変形する、
請求項2に記載の電磁クラッチ。 The first member has an outer inclined surface formed on the outer peripheral surface of the opening end portion so that the outer diameter gradually decreases toward the opening end,
The cover portion is elastically deformed by being in contact with the outer inclined surface and being expanded in diameter.
The electromagnetic clutch according to claim 2.
請求項3に記載の電磁クラッチ。 The covering portion has an inner inclined surface inclined in the same direction as the outer inclined surface on an inner peripheral surface,
The electromagnetic clutch according to claim 3.
前記内周スプライン部に軸方向移動可能に係合する外側摩擦部材と、
前記内側回転部材の外周面に形成された外周スプライン部に軸方向移動可能に係合する内側摩擦部材と、
第1カム部材及び第2カム部材を有し、前記電磁クラッチによって伝達されるトルクによって前記第1カム部材を前記第2カム部材に対して相対回転させることにより、前記第2カム部材から前記外側摩擦部材と前記内側摩擦部材とを摩擦係合させる押圧力を出力するカム機構と、
を備えた駆動力伝達装置。 The electromagnetic clutch according to any one of claims 1 to 4,
An outer friction member engaged with the inner peripheral spline portion so as to be axially movable;
An inner friction member engaged with an outer peripheral spline formed on an outer peripheral surface of the inner rotating member so as to be axially movable;
A first cam member and a second cam member, wherein the first cam member is rotated relative to the second cam member by a torque transmitted by the electromagnetic clutch, and thereby the outer side is separated from the second cam member. A cam mechanism for outputting a pressing force for frictionally engaging the friction member and the inner friction member;
A driving force transmission device comprising:
前記第2部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたねじ部、及び前記第1部材の前記開口端部を外周面側から覆い、温度上昇に伴う前記第1部材の熱膨張を抑制する覆い部を有する第3部材を備えた外れ防止構造。 A first member made of a cylindrical nonmagnetic material having a predetermined coefficient of thermal expansion, having a female screw on the inner peripheral surface of the opening end, and a male screw that engages with the female screw of the first member are formed on the outer peripheral surface. A detachment preventing structure for preventing the second member from detaching from the first member based on a difference in thermal expansion between the second member made of a magnetic material having a thermal expansion coefficient smaller than the predetermined thermal expansion coefficient. There,
Covering the threaded portion formed with the internal thread of the second member to be engaged with the external thread and the opening end of the first member from the outer peripheral surface side, the thermal expansion of the first member due to temperature rise is suppressed. A detachment preventing structure including a third member having a cover.
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