JP2015102185A - 断続装置及びこの断続装置を用いたデファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コアの周囲を省スペース化し、小型化することができる断続装置及びこの断続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】相対回転可能に配置された一対の回転部材３，５と、この一対の回転部材３，５間の動力伝達を断続する断続部７と、この断続部７が設けられ回転部材３と一体回転可能で軸方向移動可能に配置された断続部材９と、この断続部材９を断続操作する環状の電磁石１１と、この電磁石１１の内径側に軸方向移動可能に配置され電磁石１１の励磁により断続部材９を操作する可動部材１３とを備えた断続装置１において、電磁石１１が、電磁コイル１５と、この電磁コイル１５の周囲に配置されるコア１７とを有し、コア１７の軸方向肉厚を外径側より内径側が厚くなるように設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に適用される断続装置及びこの断続装置を用いたデファレンシャル装置に関する。

従来、断続装置としては、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とサイドギヤと、このデフケースとサイドギヤとの間の動力伝達を断続する断続部と、この断続部が設けられデフケースと一体回転可能で軸方向移動可能に配置された断続部材と、この断続部材を断続操作する環状の電磁石と、この電磁石の内径側に軸方向移動可能に配置され電磁石の励磁により断続部材を操作する可動部材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、電磁石が電磁コイルと、この電磁コイルの周囲に配置されるコアとを有している。この電磁石のコアは、電磁コイル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。このようなコアによって形成される磁路により、可動部材が軸方向移動操作され、断続部材が断続操作される。

特開２０１３−１３０２２８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、電磁石のコアの軸方向肉厚が所定の磁路断面積を有するために外径側と内径側とで一定に設定されているので、コアの周囲に位置する周辺部材の配置スペースに制限があり、装置を小型化することが困難であった。

そこで、この発明は、コアの周囲を省スペース化し、小型化することができる断続装置及びこの断続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。

本発明は、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間の動力伝達を断続する断続部と、この断続部が設けられ前記一対の回転部材のうち一方と一体回転可能で軸方向移動可能に配置された断続部材と、この断続部材を断続操作する環状の電磁石と、この電磁石の内径側に軸方向移動可能に配置され前記電磁石の励磁により前記断続部材を操作する可動部材とを備えた断続装置であって、前記電磁石は、電磁コイルと、この電磁コイルの周囲に配置されるコアとを有し、前記コアは、軸方向肉厚が外径側より内径側が厚く設定されていることを特徴とする。

この断続装置では、電磁石のコアの軸方向肉厚が外径側より内径側が厚く設定されているので、所定の磁路断面積を確保しつつ、コアの外径側を省スペース化することができ、周辺部材を配置することができる。

また、コアは、内径側の軸方向肉厚が厚く設定されているので、電磁石の内径側に配置された可動部材への磁路断面積が大きくなり、可動部材の軸方向への推力を向上させることができる。

従って、このような断続装置では、コアの所定の磁路断面積を確保しつつ、コアの周囲を省スペース化し、小型化することができる。

本発明によれば、コアの周囲を省スペース化し、小型化することができる断続装置及びこの断続装置を用いたデファレンシャル装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る断続装置及びデファレンシャル装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係る断続装置及びデファレンシャル装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係る断続装置の側面図である。 （ａ）は従来例の電磁石における磁力線を示す図である。（ｂ）は比較例の電磁石における磁力線を示す図である。（ｃ）は本発明の実施の形態に係る断続装置の電磁石における磁力線を示す図である。 図４に示す各電磁石の電圧に対するドラグトルクの変化を示す図である。 本発明の実施の形態に係る断続装置の電磁石の他例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る断続装置及びデファレンシャル装置の他例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る断続装置及びデファレンシャル装置の他例を示す上面図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態に係る断続装置の電磁石の他例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る断続装置の電磁石と比較例の電磁石との可動部材の軸方向ストロークに対する可動部材の推力の変化を示す図である。

まず、図１，図２を用いて本発明の実施の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１に示すように、デファレンシャル装置１０１は、デフケース３と、ピニオンシャフト１０３と、差動ギヤとしてのピニオン１０５と、一対の出力ギヤとしてのサイドギヤ１０７，５とからなる差動機構１０９と、断続装置１とを備えている。

デフケース３は、軸方向両側に形成されたボス部１１１，４１のそれぞれの外周でベアリング１１３，６３を介して静止系部材としてのキャリア１９に回転可能に支持され、カバー体１１５とケース本体１１７とからなる。

このデフケース３には、リングギヤ１１９が固定されるフランジ部１２１が形成され、リングギヤ１１９が駆動力を伝達する入力側の伝達機構（例えば、不図示のトランスファなどに連結された不図示のプロペラシャフトなど）に連結されたドライブピニオン１２３と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース３を回転駆動させる。

ここで、図２に示すように、ドライブピニオン１２３は、リングギヤ１１９より小径に形成され、大径のリングギヤ１１９と変速駆動可能なようにベベルギヤ組を構成し、入力側の伝達機構から伝達された駆動力を方向変換する。

このギヤ組を構成する小径のドライブピニオン１２３は、入力軸１２５の軸方向一端側に入力軸１２５と連続する一部材で形成され、入力軸１２５から入力された駆動力を方向変換してデフケース３に伝達する。

入力軸１２５は、軸心がデフケース３の回転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１２７，１２９を介してキャリア１９に回転可能に支持されている。この入力軸１２５の他端側外周には、スプライン形状の連結部１３１が形成され、入力側の伝達機構側から駆動力を伝達するプロペラシャフトなど側に連結される連結部材１３３が一体回転可能に連結されている。

連結部材１３３は、入力軸１２５の端部にナット１３５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１２７，１２９に予圧が付与され入力軸１２５の軸方向位置が位置決めされる。また、連結部材１３３とキャリア１９との径方向間にはキャリア１９の内部と外部とを区画するシール部材１３７が配置されると共に、連結部材１３３の外周にはシール部材１３７のリップ部と摺動するダストカバー１３９が配置されている。

この連結部材１３３を介して入力軸１２５に伝達された駆動力は、ドライブピニオン１２３とリングギヤ１１９とからなるギヤ組を介してデフケース３に伝達される。

このデフケース３のフランジ部１２１には、カバー体１１５とケース本体１１７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１１７内にピニオン１０５、一対のサイドギヤ１０７，５、断続装置１の断続部材９などの各種部材を収容した後、リングギヤ１１９を固定するボルト１４１によってケース本体１１７とカバー体１１５とが共締めされてケース本体１１７の開口がカバー体１１５によって閉塞される。

このようなデフケース３には、ピニオンシャフト１０３と、ピニオン１０５と、一対のサイドギヤ１０７，５と、断続装置１の断続部材９などが収容配置されている。

ピニオンシャフト１０３は、長尺の１つのピニオンシャフト１０３と２つの短尺のピニオンシャフト１０３とからなり、短尺のピニオンシャフト１０３の外端部をデフケース３に係合してピン１４３で抜け止め及び回り止めされ、短尺のピニオンシャフト１０３の内端部が長尺のピニオンシャフト１０３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１０３の抜け止め及び回り止めがなされ、デフケース３と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト１０３には、ピニオン１０５が支承されている。

ピニオン１０５は、デフケース３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１０３の両端側と短尺の２つのピニオンシャフト１０３の外端側に支承されてデフケース３の回転によって公転する。また、ピニオン１０５の背面側とデフケース３との径方向間には、ピニオン１０５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１４５が配置されている。

このピニオン１０５は、一対のサイドギヤ１０７，５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１０７，５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１０３に自転可能に支持されている。

一対のサイドギヤ１０７，５は、ボス部１４７，２９でデフケース３に相対回転可能に支持され、ピニオン１０５と噛み合っている。また、サイドギヤ１０７，５とデフケース３との軸方向間には、ピニオン１０５との噛み合い反力によるサイドギヤ１０７，５の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ１４９，１５１が配置されている。

この一対のサイドギヤ１０７，５は、内周側にスプライン形状の連結部１５３，１５５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１０７，５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における差動機構１０９の差動は、断続装置１において、一方の回転部材としてのデフケース３と、他方の回転部材としてのサイドギヤ５との間に設けられた断続部７によってロック又はアンロックされる。

この断続装置１が適用されたデファレンシャル装置１０１では、断続装置１が接続されると、デフケース３とサイドギヤ５とが接続され、差動機構１０９の差動がロック状態となる。この状態では、デフケース３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ１０７，５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１０１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１〜図１０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。

本実施の形態に係る断続装置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デフケース３とサイドギヤ５と、このデフケース３とサイドギヤ５との間の動力伝達を断続する断続部７と、この断続部７が設けられデフケース３と一体回転可能で軸方向移動可能に配置された断続部材９と、この断続部材９を断続操作する環状の電磁石１１と、この電磁石１１の内径側に軸方向移動可能に配置され電磁石１１の励磁により断続部材９を操作する可動部材１３とを備えている。

また、電磁石１１は、電磁コイル１５と、この電磁コイル１５の周囲に配置されるコア１７とを有する。

そして、コア１７は、軸方向肉厚が外径側より内径側が厚く設定されている。

また、電磁石１１は、コア１７の内径側に位置する軸方向肉厚が最も厚い部分で軸方向の位置決めがなされている。

さらに、コア１７の外径側には、静止系部材としてのキャリア１９に係合して電磁石１１を回り止めする回り止め部２１が設けられている。

図１〜図３に示すように、断続部材９は、基部２３と、凸部２５と、噛み合い歯２７とから構成されている。基部２３は、環状に形成され、サイドギヤ５のボス部２９の外周側で同芯的に支持され、サイドギヤ５の背面側とデフケース３の壁部３１との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。

この基部２３とサイドギヤ５の背面との軸方向間には、断続部材９を断続部７の接続解除方向に付勢する付勢部材３３が配置されている。この基部２３のデフケース３の壁部３１側には、環状に形成された基部２３から軸方向外方に向けて凸部２５が設けられている。

凸部２５は、基部２３の側面に基部２３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２５は、デフケース３の壁部３１の回転方向間にデフケース３の内外を連通するように開口して設けられた複数の軸方向孔３５に回転方向に係合されている。

この凸部２５と軸方向孔３５との係合により、断続部材９がデフケース３に回り止めされ、断続部材９とデフケース３とが一体回転可能となる。なお、凸部２５と軸方向孔３５との周方向の対向面には、同一傾斜のカム面が形成されている。

このため、断続部材９が断続部７の接続方向に移動されたときに、デフケース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９をさらに断続部７の噛み合い方向に移動させ、断続部７の接続を強化させる。

このような凸部２５の基部２３を軸方向に挟んだ反対側の基部２３の側面には、複数の噛み合い歯２７が設けられ、この噛み合い歯２７と軸方向に対向するサイドギヤ５の背面側には、複数の噛み合い歯３７が設けられ、これらの噛み合い歯２７，３７で断続部７が構成されている。

断続部７は、断続部材９とサイドギヤ５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２７，３７の噛み合いとなっている。この断続部７は、噛み合い歯２７，３７が噛み合うと、断続部材９とサイドギヤ５とが一体回転可能に連結される。

この断続部材９とサイドギヤ５との連結により、デファレンシャル装置１０１では、デフケース３とサイドギヤ５とが一体回転可能に連結され、差動機構１０９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３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ１０７，５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７の接続は、断続部材９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９はアクチュエータ３９によって軸方向移動操作される。

アクチュエータ３９は、電磁石１１と、可動部材１３と、デフケース３の壁部３１とを備えている。電磁石１１は、デフケース３のボス部４１の外周側でデフケース３の壁部３１に対して軸方向に隣接配置されている。この電磁石１１は、溶接などによって一体に固着された回り止め部２１を介して静止系部材としてのキャリア１９に対して回り止めされ、電磁コイル１５と、コア１７とを備えている。

電磁コイル１５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１５には、外部に引き出されるリード線４３が接続され、このリード線４３の端末に接続されたコネクタ４５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１５の周囲には、コア１７が配置されている。

コア１７は、電磁コイル１５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１７は、電磁コイル１５の内外周面及び電磁コイル１５のデフケース３の壁部３１と反対側に位置する軸方向一側端面を環状に覆っている。

このコア１７の外径側には、デフケース３の壁部３１から軸方向に延設された延設部４７が径方向に磁束が透過可能に設定された摺動接触面をもって覆うように配置され、電磁石１１の径方向位置を位置決めするように、電磁石１１が径方向に支持されている。

この延設部４７の軸方向端面は、コア１７の外径側から径方向外方に向けて突設された当接部４９の軸方向対向面に対して軸方向に磁束が透過可能に設定された摺動接触面をもって対向配置され、デフケース３と電磁石１１との軸方向位置を不変とするように、デフケース３と電磁石１１とを互いに軸方向に支持している。

このような延設部４７の軸方向端面には、角部を面取りして面取部５１，５１が設けられている。加えて、当接部４９の延設部４７の軸方向端面と対向する隅部、詳細には当接部４９のコア１７から延設される基端側の隅部には、軸方向の延設部４７から遠ざかる方向に向けて切り欠かれた切欠部５３が設けられている。

このように延設部４７に面取部５１，５１を設け、当接部４９に切欠部５３を設けることにより、延設部４７と当接部４９との間の摺動抵抗を低減することができ、装置のフリクションを低減することができる。このような電磁石１１の内径側には、可動部材１３が配置されている。

可動部材１３は、電磁石１１の内径側でデフケース３のボス部４１の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ５５と、リング部材５７とを備えている。プランジャ５５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１１の内径側に配置されている。このプランジャ５５の内周には、リング部材５７が一体に固定されている。

リング部材５７は、非磁性材料から形成され、プランジャ５５の内周側からデフケース３側へ磁束が漏れることを防止している。このリング部材５７には、デフケース３の壁部３１の軸方向孔３５内で、断続部材９の凸部２５との軸方向の対向面に互いに当接する押圧部５９が設けられている。

この押圧部５９は、電磁石１１の励磁によって作動される可動部材１３による軸方向の移動操作力を断続部材９に伝達し、断続部材９を断続部７の接続方向に押圧操作する。

ここで、コア１７の軸方向外側の端面及びリング部材の軸方向外側の端面は、デフケース３のボス部４１の外周に圧入固定された非磁性材料で環状に形成された規制部材６１によって軸方向外側への位置決めがなされている。

このように規制部材６１を非磁性材料で形成することにより、コア１７とプランジャ５５との間の磁路形成に影響を与えることがないと共に、コア１７からの磁束漏れを防止でき、効率的に磁路を形成することができる。

この規制部材６１は、電磁石１１及び可動部材１３と、デフケース３を回転可能に支持するベアリング６３との軸方向間に配置され、電磁石１１及び可動部材１３側とベアリング６３側とを連通する複数の孔部６５が周方向等間隔に設けられている。

このように規制部材６１に孔部６５を設けることにより、ベアリング６３の回転によって潤滑油を可動部材１３側に流入させることができ、可動部材１３の潤滑性を向上させ、可動部材１３の応答反応性を向上することができる。

また、図２に示すように、規制部材６１の外径は、キャリア１９のベアリング６３を支持する支持部の内径と軸方向にオーバーラップするように配置されている。このように規制部材６１を配置させることにより、ベアリング６３の回転による潤滑油を効率的に孔部６５に導くことができ、さらに可動部材１３の潤滑性を向上することができる。

なお、ベアリング６３は、保持器を有するテーパローラベアリングからなり、規制部材６１には、ベアリング６３の保持器との干渉を回避する凹状の回避部６７が設けられている。このように規制部材６１に回避部６７を設けることにより、規制部材６１とベアリング６３とを軸方向に近接して配置させることができ、装置を小型化することができる。

ここで、断続装置１では、デフケース３の延設部４７と電磁石１１のコア１７の当接部４９との軸方向の当接によって、デフケース３と電磁石１１との軸方向位置を不変とするように、デフケース３と電磁石１１とを互いに軸方向に支持している。

このため、従来の断続装置では、電磁石１１の励磁による延設部４７と当接部４９との軸方向間の摺動抵抗が大きく、装置のフリクションが増大していた。そこで、当接部４９の延設部４７との軸方向の背面側には、当接部４９の外径より小さく設定された小径部６９が設けられている。

小径部６９は、コア１７の当接部４９と延設部４７との対向面と反対側の当接部４９の背面側から軸方向外方に向けた全域に設けられている。この小径部６９は、外径が当接部４９の外径より小径となるように設定されている。このように小径部６９を軸方向の全域に設けることにより、コア１７の当接部４９の背面側を径方向に小型化でき、装置を小型化することができる。

このような小径部６９を設けることにより、当接部４９の背面側の磁束透過断面積を小さくさせることができ、図４に示すように、電磁石１１の励磁による延設部４７と当接部４９との軸方向間の磁束の透過を抑制することができる。このため、電磁石１１の励磁による延設部４７と当接部４９との軸方向間の摺動抵抗を低減することができ、装置のフリクションを低減することができる。

なお、図４（ａ）に示す電磁石１１ａは、従来の電磁石であり、図４（ｂ）に示す電磁石１１ｂは、延設部４７と径方向にオーバーラップするコア１７の径方向肉厚を厚くした電磁石であり、図４（ｃ）に示す電磁石１１は、本発明の電磁石である。

ここで、図４に示す電磁石１１ａと、電磁石１１ｂと、電磁石１１との電圧に対するドラグトルクの変化を図５に示す。この図５から明らかなように、当接部４９の延設部４７との軸方向の背面側に当接部４９の外径より小さく設定された小径部６９を設けることにより、電磁石１１の励磁による延設部４７と当接部４９との軸方向間の摺動抵抗を低減することができるということがわかる。

なお、コア１７に設けられる小径部６９としては、コア１７の当接部４９の背面側の軸方向全域に設けなくともよく、例えば、図６に示すように、当接部４９の延設部４７との軸方向の背面側に当接部４９の外径より小さく設定された溝部で形成された小径部６９ａであってもよい。

このような小径部６９ａであっても、当接部４９の背面側の磁束透過断面積を小さくさせることができ、電磁石１１の励磁による延設部４７と当接部４９との軸方向間の磁束の透過を抑制することができる。

ここで、図７，図８に示すように、小径部６９に対して、静止系部材としてのキャリア１９に係合して電磁石１１を回り止めする回り止め部２１を設けてもよい。詳細には、キャリア１９には、デフケース３を回転可能に支持するベアリング６３（図１参照）を保持するベアリングキャップ７１が組付けられている。

ベアリングキャップ７１は、半円環状に形成され、複数のボルト７３を介してキャリア１９に固定されている。このベアリングキャップ７１は、キャリア１９に組付けることにより、内周側がベアリングキャップ７１とキャリア１９とで環状に形成され、デフケース３を回転可能に支持するベアリング６３を径方向に保持する。

なお、ベアリングキャップ７１には、軸方向一端側内周にボルト７５で固定された連結部材７７を介して支持部材７９（図２参照）が組付けられており、支持部材７９がベアリング６３の軸方向端面に当接してベアリング６３を軸方向に保持する。

このようなベアリングキャップ７１には、外径側にデフケース３の軸方向に向けてそれぞれ延設された凸部からなる係合部８１が対称に２箇所設けられている。この係合部８１には、回り止め部２１が係合されて電磁石１１が回り止めされる。

回り止め部２１は、電磁石１１のコア１７の小径部６９に周方向に間隔をあけた２箇所に溶接部８３を介して電磁石１１と一体に設けられている。また、回り止め部２１は、それぞれデフケース３の回転軸線と直交する方向に突設された凸部からなる。

この回り止め部２１は、電磁石１１の周方向の２箇所において、ベアリングキャップ７１に設けられた係合部８１と電磁石１１の回転方向に係合され、電磁石１１の回転方向の正逆両方向の回り止めを行う。なお、回り止め部２１は、電磁石１１のコア１７の小径部６９にコア１７と一体成形されてもよい。

このように電磁石１１の小径部６９に回り止め部２１を設け、キャリア１９側のベアリングキャップ７１に係合部８１を設け、回り止め部２１と係合部８１とを電磁石１１とキャリア１９との軸方向間で係合させることにより、ベアリングキャップ７１を固定するボルト７３より、矢印８５の方向で、外径側に位置する点線の枠部分に電磁石１１の回り止め構造を設ける必要がない。

このため、電磁石１１を回り止めするために、回り止め部２１と係合部８１とがキャリア１９やベアリングキャップ７１の外径側に張り出すことがなく、キャリア１９の外径側への大型化を抑制することができる。

なお、回り止め部２１と係合する係合部８１は、ベアリングキャップ７１に設けられているが、これに限らず、キャリア１９から軸方向の電磁石１１側に向けて延設された凸部を係合部８１としてもよい。

一方、図１に示すように、電磁石１１と軸方向に隣接配置されたデフケース３の壁部３１は、電磁石１１側に位置する部分より可動部材１３側が位置する部分の方が軸方向肉厚を厚く設定されている。このように壁部３１の軸方向肉厚を設定することにより、壁部３１の内径側の剛性を向上することができる。

このため、壁部３１の剛性を確保しつつ、壁部３１におけるデフケース３に入力された駆動力の応力が作用する応力部と、デフケース３を回転可能に支持するベアリング６３とを軸方向に近接して配置させることができ、装置を小型化することができる。

また、壁部３１の軸方向肉厚が厚い部分には、サイドギヤ５の噛み合い反力が入力されるように設定されており、サイドギヤ５の噛み合い反力を安定して受けることができる。

さらに、壁部３１の軸方向肉厚が厚い部分と薄い部分との境界部には、コア１７及びプランジャ５５と共に磁路を形成する磁路形成部８７が設けられている。このように磁路形成部８７を設けることにより、壁部３１の軸方向肉厚が薄い部分に電磁石１１を壁部３１に対して軸方向により近接して配置することができ、装置を小型化することができる。

このように構成された断続装置１では、電磁石１１の励磁によりコア１７とプランジャ５５とデフケース３の壁部３１と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５５が断続部材９側に移動操作され、リング部材５７が押圧部５９を介して断続部材９を押圧する。

この可動部材１３による断続部材９の押圧操作により、断続部材９が付勢部材３３の付勢力に抗して断続部７の接続方向に移動され、断続部７が接続される。

この断続部７の接続により、デファレンシャル装置１０１では、サイドギヤ５と断続部材９とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ５とデフケース３とが接続されて差動機構１０９がロック状態となる。

一方、断続部７の接続解除では、電磁石１１への通電を停止することにより、断続部材９が付勢部材３３の付勢力によって断続部７の接続解除方向に移動され、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、デファレンシャル装置１０１では、サイドギヤ５と断続部材９とが相対回転可能となり、サイドギヤ５とデフケース３とが相対回転可能となって差動機構１０９のロック状態が解除される。

ここで、断続装置１では、アクチュエータ３９によって移動操作される断続部材９の作動位置を検出することにより、断続部７の状態を検出することができる。詳細には、断続部材９は、アクチュエータ３９によって断続部７の接続位置と断続部７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９の作動位置を検出することにより、断続部７の状態を検出することができ、デファレンシャル装置１０１の状態を検出することができる。

そこで、断続部材９には、検出部材８９が断続部材９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８９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９側に向けて連続形成され、この凸状板部がデフケース３の内外を連通するように開口して設けられた径方向孔９１を介して断続部材９の凸部２５の軸方向端面にボルトで固定されている。

このため、検出部材８９は、断続部材９と一体的に軸方向移動される。この検出部材８９の外径側には、ポジションスイッチ９３が配置されている。

ポジションスイッチ９３は、キャリア１９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９３には、検出部材８９の外径側に当接され、検出部材８９の軸方向移動によってＯＮ−ＯＦＦ操作される接点部９５が設けられている。

このポジションスイッチ９３は、接点部９５の状態により、断続部材９の作動位置を検出し、断続装置１における断続部７の状態を検出する。このように断続部７の状態を検出することにより、デファレンシャル装置１０１における差動機構１０９のロック状態と、アンロック状態とを検出することができる。

このように構成された断続装置１において、電磁石１１のコア１７の規制部材６１側は、軸方向肉厚が外径側より内径側が厚く設定されている。このコア１７は、内径側の軸方向外側に凸部９７を設けることによって、軸方向肉厚が外径側より内径側が厚く設定されている。

この軸方向肉厚が最も厚くなる凸部９７の端面には、規制部材６１が当接されて電磁石１１の軸方向の位置決めがなされている。このように軸方向肉厚が最も厚い部分を規制部材６１に当接させることにより、電磁石１１の軸方向位置決めを安定して行うことができる。

一方、コア１７の軸方向肉厚が内径側より薄く設定された外径側には、キャリア１９に対して電磁石１１を回り止めする回り止め部２１が設けられている。このように軸方向肉厚が薄くなる部分に回り止め部２１を設けることにより、回り止め部２１を設けるための配置スペースを特別に設ける必要がなく、装置の大型化を抑制することができる。

なお、電磁石１１のコア１７の規制部材６１側の形状としては、例えば、図９（ａ）に示すように、外径側より内径側の軸方向肉厚が厚くなる段差形状としたり、図９（ｂ）に示すように、外径側から内径側に向けて軸方向肉厚が順次厚くなるように傾斜形状とするなど、外径側の軸方向肉厚より内径側の軸方向肉厚が厚くなるような形状であれば、どのような形状であってもよい。

このように電磁石１１のコア１７の軸方向肉厚を外径側より内径側が厚くなるように設定することにより、電磁石１１の内径側に配置された可動部材１３側の磁路断面積が大きくなり、可動部材１３の軸方向への推力を向上させることができる。

ここで、コア１７の軸方向肉厚を外径側より内径側を厚く設定した電磁石１１と、コア１７の軸方向肉厚を一定に設定した電磁石１１Ａとの可動部材１３（プランジャ５５）の軸方向ストロークに対する可動部材１３の推力の変化を図１０に示す。この図１０から明らかなように、コア１７の内径側の軸方向肉厚を厚く設定することにより、可動部材１３の推力を向上させることができるということがわかる。

このような断続装置１では、電磁石１１のコア１７の軸方向肉厚が外径側より内径側が厚く設定されているので、所定の磁路断面積を確保しつつ、コア１７の外径側を省スペース化することができ、周辺部材を配置することができる。

また、コア１７は、内径側の軸方向肉厚が厚く設定されているので、電磁石１１の内径側に配置された可動部材１３への磁路断面積が大きくなり、可動部材１３の軸方向への推力を向上させることができる。

従って、このような断続装置１では、コア１７の所定の磁路断面積を確保しつつ、コア１７の周囲を省スペース化し、小型化することができる。

また、電磁石１１は、コア１７の内径側に位置する軸方向肉厚が最も厚い部分で軸方向の位置決めがなされているので、電磁石１１の軸方向移動を安定して規制することができ、電磁石１１の軸方向位置決めを安定して行うことができる。

さらに、コア１７の外径側には、キャリア１９に係合して電磁石１１を回り止めする回り止め部２１が設けられているので、コア１７の省スペース化された部分に回り止め部２１を配置することができ、回り止め部２１を設けるための配置スペースを特別に設ける必要がなく、装置の大型化を抑制することができる。

また、このような断続装置１が適用されたデファレンシャル装置１０１では、コア１７の周囲を省スペース化し、小型化することができるので、周辺部材の配置レイアウトの自由度を向上することができ、車両への搭載性を向上することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る断続装置では、デファレンシャル装置の差動ロック機構として適用されているが、これに限らず、例えば、フリーランニングデフにおけるアウタデフケースとインナデフケースとの間の動力伝達を断続する断続機構、トランスファにおける入力部材と出力部材との間の動力伝達を断続する断続機構など、一対の回転部材間の動力伝達を断続する構造であれば、どのような装置にも適用することができる。

また、断続部は、軸方向に対向する対向歯の噛み合いクラッチとなっているが、これに限らず、軸方向移動可能なスリーブを有し、このスリーブとの径方向間に対向する対向歯の噛み合いクラッチ、或いは多板クラッチや単板クラッチなどからなる摩擦クラッチなど、一対の回転部材間の動力伝達を断続できるものであれば、断続部の形態はどのようなものであってもよい。

１…断続装置
３…デフケース（一方の回転部材）
５…サイドギヤ（他方の回転部材）
７…断続部
９…断続部材
１１…電磁石
１３…可動部材
１５…電磁コイル
１７…コア
１９…キャリア（静止系部材）
２１…回り止め部
１０１…デファレンシャル装置
１０５…ピニオン（差動ギヤ）
１０７…サイドギヤ（出力ギヤ）

Claims (4)

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間の動力伝達を断続する断続部と、この断続部が設けられ前記一対の回転部材のうち一方と一体回転可能で軸方向移動可能に配置された断続部材と、この断続部材を断続操作する環状の電磁石と、この電磁石の内径側に軸方向移動可能に配置され前記電磁石の励磁により前記断続部材を操作する可動部材とを備えた断続装置であって、
   前記電磁石は、電磁コイルと、この電磁コイルの周囲に配置されるコアとを有し、
   前記コアは、軸方向肉厚が外径側より内径側が厚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、
   前記電磁石は、前記コアの内径側に位置する軸方向肉厚が最も厚い部分で軸方向の位置決めがなされてい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、
   前記コアの外径側には、静止系部材に係合して前記電磁石を回り止めする回り止め部が設けられていることを特徴とする断続装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の断続装置を備えたデファレンシャル装置であって、
   駆動力が入力されるデフケースと、このデフケースに支承されて自転可能であると共に前記デフケースの回転によって公転する差動ギヤと、この差動ギヤと噛み合って相対回転可能な一対の出力ギヤとを有し、
   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、前記一対の出力ギヤのうちいずれか一方であることを特徴とするデファレンシャル装置。

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