JP2015129574A - Driving force transmission device and electromagnetic clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動力伝達装置及び電磁クラッチに関する。 The present invention relates to a driving force transmission device and an electromagnetic clutch.
従来、例えば四輪駆動車に搭載され、一対の回転部材をクラッチによってトルク伝達可能に連結する駆動力伝達装置がある(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a driving force transmission device that is mounted on, for example, a four-wheel drive vehicle and connects a pair of rotating members so that torque can be transmitted by a clutch (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の駆動力伝達装置は、同軸上で相対回転可能な内側回転部材及び外側回転部材と、内側回転部材と外側回転部材とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、メインクラッチを押圧する押圧力を発生する第1のカム機構と、電磁コイルの磁力によるアーマチャの軸方向移動によって発生する摩擦力により、外側回転部材の回転力を伝達して第1のカム機構を作動させる電磁クラッチ機構とを備えている。 A driving force transmission device described in Patent Document 1 includes an inner rotating member and an outer rotating member that are coaxially and relatively rotatable, a main clutch that connects the inner rotating member and the outer rotating member so as to be able to transmit torque, and a main clutch. The first cam mechanism that generates a pressing force to be pressed and the electromagnetic force that activates the first cam mechanism by transmitting the rotational force of the outer rotating member by the frictional force generated by the axial movement of the armature by the magnetic force of the electromagnetic coil. And a clutch mechanism.
また、特許文献1に記載の駆動力伝達装置は、電磁コイルによる磁力以上の力でアーマチャを軸方向に押し付けることを目的として、第1のカム機構における第1のカム部材と第2のカム部材との相対回転に応じて、第2のカム部材とアーマチャとを軸方向に離間させる第2のカム機構をさらに備えている。第2のカム機構は、第1のカム機構における第1のカム部材と第2のカム部材との間に配置された遊星歯車の回転によって第2のカム部材に対して相対回転する第3のカム部材を有し、この第3のカム部材がアーマチャを押圧するように構成されている。 In addition, the driving force transmission device described in Patent Document 1 has a first cam member and a second cam member in the first cam mechanism for the purpose of pressing the armature in the axial direction with a force greater than the magnetic force of the electromagnetic coil. And a second cam mechanism for separating the second cam member and the armature in the axial direction according to relative rotation with each other. The second cam mechanism is a third cam which rotates relative to the second cam member by the rotation of the planetary gear disposed between the first cam member and the second cam member in the first cam mechanism. The third cam member has a cam member, and is configured to press the armature.
この特許文献1に記載の駆動力伝達装置では、第2のカム機構によってアーマチャが電磁コイル側に押し付けられると共に、第2のカム部材がメインクラッチ側に押し付けられるので、内側回転部材と外側回転部材との間で伝達可能な駆動力を増大させることが可能となる。 In the driving force transmission device described in Patent Document 1, the armature is pressed against the electromagnetic coil side by the second cam mechanism, and the second cam member is pressed against the main clutch side. It is possible to increase the driving force that can be transmitted between the two.
特許文献1に記載の駆動力伝達装置によれば、第2のカム機構によって電磁コイルによる磁力以上の力でアーマチャが軸方向に押し付けられ、伝達可能な駆動力を増大させることが可能となるが、第2のカム機構の構成が複雑であるため、この第2のカム機構を追加するために部品点数及び組み付け工数が大幅に増大してしまう。また、第2のカム機構を収容するため、外側回転部材及び内側回転部材の軸方向の長さが増大してしまうおそれもある。特許文献1に記載の駆動力伝達装置は、これらの点においてなお改善の余地があった。 According to the driving force transmission device described in Patent Document 1, the armature is pressed in the axial direction by a force greater than the magnetic force of the electromagnetic coil by the second cam mechanism, and the transmittable driving force can be increased. Since the configuration of the second cam mechanism is complicated, the number of parts and the number of assembling steps are greatly increased in order to add the second cam mechanism. Further, since the second cam mechanism is accommodated, the axial lengths of the outer rotating member and the inner rotating member may be increased. The driving force transmission device described in Patent Document 1 still has room for improvement in these respects.
そこで、本発明の目的は、部品点数及び組み付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力(トルク)を増大させることが可能な駆動力伝達装置及び電磁クラッチを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a driving force transmission device and an electromagnetic clutch capable of increasing a transmittable driving force (torque) while suppressing an increase in the number of parts and assembly man-hours.
本発明は、上記目的を達成するために、同軸上で相対回転可能な内側回転部材及び外側回転部材と、軸方向の押圧力を受けて前記内側回転部材と前記外側回転部材とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、第1カム部材及び第2カム部材を有し、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カム部材に前記メインクラッチを押圧する押圧力を発生させるカム機構と、前記外側回転部材の回転力を受けて前記カム機構を作動させる電磁クラッチ機構とを備え、前記電磁クラッチ機構は、通電により磁束を発生させる電磁コイルと、前記電磁コイルへの通電によって発生する磁力により軸方向移動するアーマチャと、前記外側回転部材に形成された複数の内周スプライン突起に係合し、前記外側回転部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された外側クラッチプレートと、前記第1カム部材に形成された複数の外周スプライン突起に係合し、前記第1カム部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された内側クラッチプレートと、前記外側回転部材と前記内側クラッチプレートとの間であって前記外側クラッチプレートに軸方向に対向する位置に配置され、前記電磁コイルで発生する磁束を通過させる環状の磁性体とを有する駆動力伝達装置を提供する。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention can transmit torque between the inner rotating member and the outer rotating member, which can be relatively rotated on the same axis, and the inner rotating member and the outer rotating member by receiving axial pressing force. A main clutch coupled to the first cam member, and a first cam member and a second cam member. The main cam is coupled to the second cam member by rotating the first cam member relative to the second cam member. A cam mechanism that generates a pressing force to be pressed; and an electromagnetic clutch mechanism that operates the cam mechanism in response to a rotational force of the outer rotating member, the electromagnetic clutch mechanism generating an electromagnetic flux when energized; Engage with the armature that moves in the axial direction by the magnetic force generated by energization of the electromagnetic coil and a plurality of inner peripheral spline protrusions formed on the outer rotating member, and Engage with the outer clutch plate connected to the member so as not to rotate relative to the member and to be movable in the axial direction, and a plurality of outer peripheral spline protrusions formed on the first cam member, and rotate relative to the first cam member. Impossible and axially movable inner clutch plate, and disposed between the outer rotating member and the inner clutch plate at a position facing the outer clutch plate in the axial direction and generated by the electromagnetic coil A driving force transmission device having an annular magnetic body that allows a magnetic flux to pass therethrough is provided.
また、本発明は、上記目的を達成するために、同軸上で相対回転可能に配置された第1部材及び第2部材をトルク伝達可能に連結する電磁クラッチであって、前記第1部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記第1部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第1クラッチプレートと、前記第2部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記第2部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第2クラッチプレートと、通電により磁束を発生させる電磁コイルと、前記磁束によって発生する磁力により軸方向移動するアーマチャと、前記第1部材と前記第2クラッチプレートとの間であって前記第1クラッチプレートに軸方向に対向する位置に配置され、前記電磁コイルで発生する磁束を通過させる環状の磁性体とを有する電磁クラッチを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is an electromagnetic clutch that connects a first member and a second member that are coaxially arranged to be relatively rotatable so that torque can be transmitted, and is formed on the first member. A plurality of spline protrusions formed on the second member and the first clutch plate engaged with the plurality of spline protrusions and connected to the first member so as not to rotate relative to the first member and to be axially movable. A second clutch plate coupled to the second member so as not to be rotatable relative to the second member and movable in the axial direction; an electromagnetic coil that generates a magnetic flux when energized; and an armature that moves in the axial direction by a magnetic force generated by the magnetic flux. And disposed between the first member and the second clutch plate in a position facing the first clutch plate in the axial direction, and passes a magnetic flux generated by the electromagnetic coil. To provide an electromagnetic clutch having a magnetic annular be.
本発明によれば、部品点数及び組み付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力(トルク)を増大させることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to increase the drive force (torque) which can be transmitted, suppressing the increase in a number of parts and an assembly man-hour.
[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、制御装置10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
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
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
駆動力伝達装置2は、フロントハウジング21及びリヤハウジング22からなる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23と、ハウジング20とインナシャフト23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、フロントハウジング21の回転力を受けてカム機構4を作動させる電磁クラッチ機構5とを有して構成されている。
The driving
ハウジング20は、有底円筒状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リヤハウジング22とを結合して構成されている。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 housing 20 is configured by combining a bottomed cylindrical
(フロントハウジング21の構成)
フロントハウジング21の構成について図2及び図3を参照して説明する。図3は、フロントハウジング21の内面を示し、(a)は全体斜視図、(b)は(a)の一部拡大図である。
(Configuration of front housing 21)
The configuration of the
フロントハウジング21は、筒部21aと底部21bとを一体に有し、筒部21aの開口端部における内面には、雌ねじ部21cが形成されている。また、フロントハウジング21は、アルミニウム等の非磁性材料からなり、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。
The
筒部21aの内周面には、回転軸方向に延びる複数の第1の内周スプライン突起211と、同じく回転軸方向に延びる複数の第2の内周スプライン突起212とからなる内周スプライン部210が形成されている。第1の内周スプライン突起211及び第2の内周スプライン突起212は、フロントハウジング21の内周面21dから回転軸線O(図1に示す)に向かって径方向に突出して形成されている。
On the inner peripheral surface of the
内周スプライン部210は、図2に示すように、後述するメインアウタクラッチプレート31が第1の内周スプライン突起211及び第2のスプライン突起212と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、磁性リング6、及びパイロット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。第1の内周スプライン突起211は、第1領域210a及び第2領域210bに亘って形成され、第2のスプライン突起212は、第1領域210aのみに形成されている。
As shown in FIG. 2, the inner
第1の内周スプライン突起211の数は、第2のスプライン突起212の数よりも少ない。本実施の形態では、内周スプライン部210が、4本の第1の内周スプライン突起211及び28本の第2の内周スプライン突起212によって構成されている。4本の第2の内周スプライン突起211は、回転軸線Oに対する周方向に等間隔をもって4か所に形成されている。
The number of first inner
第1の内周スプライン突起211のフロントハウジング21の開口側(第2領域210b側)の端面211a(図3(b)参照)は、リヤハウジング22の軸方向端面と対向する。第2の内周スプライン突起212のフロントハウジング21の開口側の端面212aは、後述するアーマチャ50のメインクラッチ3側の軸方向端面500aと対向する。
An
(リヤハウジング22の構成)
リヤハウジング22は、図2に示すように、鉄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鉄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の雌ねじ部21cに螺合する雄ねじ部221aが形成されている。
(Configuration of rear housing 22)
As shown in FIG. 2, the
(インナシャフト23の構成)
インナシャフト23は、玉軸受81及び針状ころ軸受82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23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231からなる外周スプライン部230が形成されている。また、インナシャフト23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232が形成されている。
(Configuration of the inner shaft 23)
The inner shaft 23 is supported on the inner peripheral side of the housing 20 by a
(メインクラッチ3の構成)
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外側メインクラッチプレートとしての複数のメインアウタクラッチプレート31、及び内側メインクラッチプレートとしての複数のメイン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。メインアウタクラッチプレート31の外周部には、フロントハウジング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311が設けられている。また、メイン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23の外周スプライン部230にスプライン係合する複数の突起321が設けられている。
(Configuration of main clutch 3)
The main clutch 3 is a wet type having a plurality of main outer clutch plates 31 as outer main clutch plates and a plurality of main inner clutch plates 32 as inner main clutch plates arranged alternately along the rotation axis O of the housing 20. It consists of a multi-plate clutch. On the outer peripheral portion of the main outer clutch plate 31, a plurality of
メイン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移動可能である。メインインナクラッチプレート32は、インナシャフト23に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。また、メイン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 main outer clutch plate 31 is not rotatable relative to the
(カム機構4の構成)
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。
(Configuration of cam mechanism 4)
The cam mechanism 4 includes a
メインカム42は、例えば磁性体である鉄等からなる部材であり、メインクラッチ3の一端におけるメイン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。押圧部421の外周面421aは、内周スプライン部210(第1の内周スプライン突起211及び第2の内周スプライン突起212)に対向している。また、押圧部421の軸方向の電磁コイル53側における軸方向端面421bは、後述するアーマチャ50と対向している。
The main cam 42 is a member made of, for example, iron that is a magnetic material, and comes into contact with the main inner clutch plate 32 at one end of the main clutch 3 to press the main clutch 3, and a pressing portion 421. In addition, a cam portion 422 provided on the inner peripheral side of the main cam 42 is integrally provided. The outer
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23の外周スプライン部230とスプライン係合するスプライン歯421c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23に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。インナシャフト23に形成された段差面23aとメインカム42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
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
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を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の構成)
電磁クラッチ機構5は、アーマチャ50と、複数のパイロットアウタクラッチプレート51と、複数のパイロットインナクラッチプレート52と、電磁コイル53と、磁性リング6とを有して構成されている。
(Configuration of electromagnetic clutch mechanism 5)
The electromagnetic clutch mechanism 5 includes an
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83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(図1参照)から励磁電流が供給される。電磁コイル53は、この制御装置10からの通電により磁束を発生させる。
The
図4(a)は、パイロットアウタクラッチプレート51の平面図であり、図4(b)は、パイロットインナクラッチプレート52の平面図である。
4A is a plan view of the pilot outer
複数のパイロットアウタクラッチプレート51及び複数のパイロット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(図2参照)に沿って交互に配置されている。
The plurality of pilot outer
パイロット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の第1の内周スプライン突起211と係合する凹部511が周方向に複数形成されている。これにより、パイロットアウタクラッチプレート51は、フロントハウジング21と相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。本実施の形態では、凹部511は周方向に沿って等間隔に4箇所形成されている。
A plurality of
パイロットアウタクラッチプレート51の径方向において、内周縁と外周縁との間には、周方向に延びる複数の円弧状のスリット510が周方向に並ぶように形成されている。また、パイロットアウタクラッチプレート51は、軸方向における摩擦面として、スリット510の径方向外側に位置する外側摩擦面51aと、スリット510の径方向内側に位置する内側摩擦面51bとを有している。また、リヤハウジング22の第1環状部材221におけるメインカム52側の軸方向端面221bは、パイロットアウタクラッチプレート51における外周端部(2つの凹部511に周方向に挟まれる部分)に接触している。これにより、この接触部分を介して後述する磁性リング6を磁束が通過する磁路が形成される。
In the radial direction of the pilot outer
パイロット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に設けられた複数のスプライン突起411aに周方向に当接する複数の突起521が設けられている。これにより、パイロットインナクラッチプレート52は、パイロットカム41と相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。また、パイロットインナクラッチプレート52の径方向において、内周縁と外周縁との間には、周方向に延びる複数の円弧状のスリット520が周方向に並ぶように形成されている。
On the inner peripheral portion of the pilot inner
パイロットインナクラッチプレート52の複数のスリット520は、それぞれパイロットアウタクラッチプレート51の複数のスリット510と軸方向に対向する位置に形成されている。また、パイロットインナクラッチプレート52は、軸方向における摩擦面として、スリット520の径方向外側に位置する外側摩擦面52aと、スリット520の径方向内側に位置する内側摩擦面52bとを有している。また、リヤハウジング22の第2環状部材222は、パイロットアウタクラッチプレート51の複数のスリット510及びパイロットインナクラッチプレート52の複数のスリット520に対向する位置に配置されている。
The plurality of
(アーマチャ50の構成)
図5(a)は、アーマチャ50の平面図であり、図5(b)は、図5(a)のA−A線断面図である。
(Configuration of armature 50)
Fig.5 (a) is a top view of the
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、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(第1の内周スプライン211)にスプライン係合する複数(本実施の形態では4つ)の凹部501が形成されている。これにより、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移動可能である。また、アーマチャ50のメインクラッチ3側の軸方向端面500aは、メインカム42の押圧部421における軸方向端面421bと隙間を介して対向している。
The
アーマチャ50は、電磁コイル53が通電されると、電磁コイル53が発生させた磁束によって発生する磁力により軸方向の電磁コイル53側へ移動する。また、アーマチャ50は、図5(b)に示すように、軸方向におけるメインクラッチ3側の軸方向端面500aが径方向に対して傾斜して形成されており、軸方向の厚みが径方向内側から径方向外側に向かって徐々に小さくなるように構成されている。つまり、電磁コイル53への通電により発生する磁束は、周方向の断面積が小さくなる径方向内側に集中するので、この径方向内側の厚みを径方向外側の厚みよりも厚くすることで、アーマチャ50における磁気飽和を抑制しながら、アーマチャ50を軽量化している。ここで、軸方向端面500aがアーマチャ50の径方向となす傾斜角度αは、例えば、4°〜5°である。
When the
(磁性リング6の構成)
図6(a)は、磁性リング6の平面図であり、図6(b)は、図6(a)のB−B線断面図である。図7は、電磁クラッチ機構5とその周辺部の拡大図である。
(Configuration of magnetic ring 6)
6A is a plan view of the
磁性リング6は、軸方向に所定の厚みを有する環板状であり、例えば、鉄等の磁性材料からなる。ここで、所定の厚みとは、パイロットアウタクラッチプレート51及びパイロットインナクラッチプレート52がアーマチャ50の軸方向移動によって押圧された際に、磁性リング6がパイロットアウタクラッチプレート51及びパイロットインナクラッチプレート52との摩擦係合を妨げない程度の厚みであり、例えばパイロットインナクラッチプレート52の軸方向の厚みより小さいか、あるいは同等である。
The
磁性リング6は、フロントハウジング21とパイロットインナクラッチプレート52との間であってパイロットアウタクラッチプレート51と軸方向に対向する位置に配置されている。
The
本実施の形態では、電磁クラッチ機構5が、3つのパイロットアウタクラッチプレート51と2つのパイロットインナクラッチプレート52とを有し、それぞれのパイロットインナクラッチプレート52の外側に磁性リング6が配置されている。また、磁性リング6は、隣り合う2つのパイロットアウタクラッチプレート51の間に配置されている。またさらに、磁性リング6の軸方向端面6aは、パイロットアウタクラッチプレート51と軸方向に対向している。
In the present embodiment, the electromagnetic clutch mechanism 5 has three pilot outer
磁性リング6の外周部には、第1の内周スプライン突起211が係合可能な凹部60が形成されている。本実施の形態では、凹部60は周方向に沿って等間隔に4箇所形成されている。また、磁性リング6は、周方向に隣り合う一対の凹部60の間に挟まれて円弧状に形成された円弧部61と、隣り合う一対の円弧部61を周方向に連結する連結部62とを有する。連結部62は、凹部60の内側(底面60a側)で一対の円弧部61を連結している。
On the outer periphery of the
磁性リング6の内周面6bは、第2インナクラッチプレート51の外周面52cと隙間を介して対向している。これにより、磁性リング6の内周面6bとパイロットインナクラッチプレート52の外周面52cとの接触を防止し、磁性リング6がパイロットインナクラッチプレート52の回転動作を妨げないように構成されている。
The inner
第1環状部材221の外周面には、フロントハウジング21の内部に封入された潤滑油を封止するOリング11を収容する収容溝11aが形成されている。収容溝11aは、リヤハウジング22の第1環状部材221の外周面における収容空間22aよりも軸方向端面221b側に配置されている。これにより、第1環状部材221の磁路面積は電磁コイル53側よりもアーマチャ50側で大きくなるように構成されているので、例えばOリング11が収容空間22aの外方側に配置された場合に比較して、第1環状部221における磁気飽和が抑制されている。
A housing groove 11 a that houses the O-ring 11 that seals the lubricating oil sealed inside the
(駆動力伝達装置2の動作)
こ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、図7に示すように、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、複数のパイロットアウタクラッチプレート51、複数のパイロットインナクラッチプレート52、磁性リング6、及びアーマチャ50を磁束が通過する磁路Gが形成される。ここで、パイロットアウタクラッチプレート51、パイロットインナクラッチプレート52、及び磁性リング6を総称して、以降パイロットクラッチ部7と称する。
(Operation of the driving force transmission device 2)
In the driving
この磁路Gにおける磁束の経路は、ヨーク530→リヤハウジング22の第1環状部材221→パイロットクラッチ部7の外周部(スリット510,520よりも外側)→アーマチャ50→パイロットクラッチ部7の内周部(スリット510,520よりも内側)→リヤハウジング22の第3環状部材223→ヨーク530となる。
The magnetic flux path in this magnetic path G is as follows:
スリット510及びスリット520の外周側において、磁束の一部はパイロットアウタクラッチプレート51及びパイロットインナクラッチプレート52を通過し、他の一部はパイロットアウタクラッチプレート51及び磁性リング6を通過する。
On the outer peripheral side of the slit 510 and the
このように、電磁コイル53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移動し、パイロットアウタクラッチプレート51とパイロットインナクラッチプレート52とを押圧する。
Thus, the
これによりパイロットアウタクラッチプレート51とパイロット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 pilot 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23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53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のメインアウタクラッチプレート31とメイン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23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 exciting current to the
(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した本実施の形態によれば、以下の作用及び効果を得ることができる。
(Operation and effect of the first embodiment)
According to the present embodiment described above, the following operations and effects can be obtained.
(1)駆動力伝達装置2では、フロントハウジング21とパイロットインナクラッチプレート52との間であって、パイロットアウタクラッチプレート51に軸方向に対向する位置に磁性リング6が配置され、この磁性リング6に磁束が通過するように構成されているので、磁性リング6が無い場合に比較して磁路Gにおける磁路面積が拡大し、磁気抵抗が小さくなる。また、磁路面積の拡大によって、電磁コイル53に大きな電流を流しても磁気飽和が抑制される。これにより、駆動力伝達装置2の部品点数及び組付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力を増大させることができる。
(1) In the driving
(2)磁性リング6の外周部には、フロントハウジング21の第1の内周スプライン突起211と係合する凹部60が周方向に複数形成されているので、凹部60の間に形成された円弧部61が周方向に隣り合う2つの第1の内周スプライン突起211の間に張り出し、第2インナクラッチプレート51の外周面52cとフロントハウジング21の内周面21dとの間の隙間を適切に埋めることができる。これにより、磁路Gにおける磁路面積を可及的に大きくすることが可能となる。
(2) Since a plurality of
(3)パイロットアウタクラッチプレート51及び磁性リング6と係合するフロントハウジング21のスプライン突起(第1の内周スプライン突起211)の数が、メインクラッチ3のメインアウタクラッチプレート31と係合するフロントハウジング21のスプライン突起(第1の内周スプライン突起211及び第2の内周スプライン突起212)の数よりも少なくなるように構成されている。すなわち、内周スプライン部210の第1領域210aにおけるスプライン突起の数が第2領域210bにおけるスプライン突起の数よりも少ないので、パイロットアウタクラッチプレート51における凹部511の数、及び磁性リング6における凹部60の数を減らすことができ、磁路面積を増大させることができる。これにより、パイロットクラッチ部7における磁気抵抗をさらに低減すると共に、磁気飽和を抑制することができる。なお、電磁クラッチ機構5における伝達トルクは、メインクラッチ3の伝達トルクよりも小さいので、第2領域210bにおけるスプライン突起の数を減らしても支障はない。
(3) The number of spline protrusions (first inner peripheral spline protrusions 211) of the
(4)アーマチャ50は、軸方向における厚みが径方向内側から径方向外側に向かって徐々に小さくなるように構成されているので、アーマチャ50を軽量化することができ、製造コストの低減を図ることができる。また、アーマチャ50の軸方向端面500aとメインカム42の軸方向端面421bとの距離が、径方向内側よりも径方向外側に向かって徐々に大きくなるように構成されているので、電磁コイル53の非通電時においてアーマチャ50がメインカム42側に移動しても、アーマチャ50の軸方向端面500aとメインカム42の軸方向端面421bとの間に空隙を形成することができる。これにより、電磁コイル53が通電された際に、漏れ磁束によってアーマチャ50がメインカム42側に引き寄せられることを抑制することができる。よって電磁コイル53への通電時に確実にアーマチャ50を電磁コイル53側に引き寄せることが可能となる。
(4) Since the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、図8を参照して説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図8は、第2の実施の形態に係る電磁クラッチ5Aの構成例を示す断面図である。本実施の形態に係る電磁クラッチ5Aは、アウタハウジング20A及びインナハウジング23Aをその構成として含む他は、第1の実施の形態の電磁クラッチ機構5の構成と実質的に同様である。以下、第1の実施の形態について説明したものと実質的に共通する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重複した説明を省略する。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration example of the electromagnetic clutch 5A according to the second embodiment. The electromagnetic clutch 5A according to the present embodiment is substantially the same as the configuration of the electromagnetic clutch mechanism 5 according to the first embodiment, except that the outer housing 20A and the
(電磁クラッチ5Aの構成)
この電磁クラッチ5Aは、電磁コイル53に発生する電磁力を用いて、同軸上で相対回転可能な第1部材としての筒状回転部材100及び第2部材としての軸状回転部材12をトルク伝達可能に連結するために用いられる。なお、図8では、筒状回転部材100を二点鎖線で示している。
(Configuration of electromagnetic clutch 5A)
This electromagnetic clutch 5 </ b> A can transmit torque to the cylindrical rotating
電磁クラッチ5Aは、電磁コイル53と、アーマチャ50と、アウタハウジング20Aと、インナハウジング23Aと、第1クラッチプレートとしてのアウタクラッチプレート51A及び第2クラッチプレートとしてのインナクラッチプレート52Aを有するクラッチ部7Aと、磁性リング6とを有して構成される。
The electromagnetic clutch 5A includes a clutch portion 7A having an
アウタハウジング20Aは、インナハウジング23Aとの間でクラッチ部7Aを収容するクラッチケース21Aと、電磁コイル53とクラッチ部7Aとの間に配置されたコイルハウジング22Aとを有する。
The outer housing 20A includes a
クラッチケース21Aは、有底円筒状からなる部材であり、筒状回転部材100と相対回転不能に連結されている。具体的には、クラッチケース21Aは、筒状回転部材100にスプライン嵌合された連結部材24に、ボルト900によって連結されている。ここで、クラッチケース21Aは、本発明の「第1部材」の一態様である。また、クラッチケース21Aは、玉軸受902を介してインナハウジング23Aに対して回転可能に支持されている。
The
コイルハウジング22Aは、アウタハウジング20Aの開口側の内面に嵌合し、コイルハウジング22Aとクラッチケース21Aとは、溶接や螺合等の固定手段によって相対回転不能に固定されている。
The
コイルハウジング22Aは、環状の非磁性体223Aと、非磁性体223Aを径方向に挟んで配置された外側磁性体としての第1の磁性体221A及び内側磁性体としての第2の磁性体222Aとを有している。コイルハウジング22Aの第2の磁性体222Aの内周とインナハウジング23Aの外周との間には、コイルハウジング22Aとインナハウジング23Aとの相対回転を円滑にするためのブッシュ901が介在している。
The
電磁コイル53は、コイルハウジング22Aに収容され、樹脂からなるコイル保持部54に保持されると共に、コイルハウジング22Aの第2の磁性体222Aに対して回転可能に支持されている。
The
インナハウジング23Aは、軸状回転部材12と相対回転不能に連結されている。また、インナハウジング23Aは、円筒状に形成され、軸状回転部材12の外周に配置されている。ここで、インナハウジング23Aは、本発明の「第2部材」の一態様である。
The
クラッチ部7Aは、クラッチケース21Aとスプライン係合するアウタクラッチプレート51Aと、インナハウジング23Aとスプライン係合するインナクラッチプレート52Aとを有する。
The clutch portion 7A includes an outer
アウタクラッチプレート51Aの外周部には、クラッチケース21Aの内周スプライン突起211Aと係合する凹部511Aが周方向に複数形成されている。これにより、アウタクラッチプレート51Aは、クラッチケース21Aに対して相対回転可能かつ軸方向移動可能に連結されている。
A plurality of
インナクラッチプレート52Aの内周部には、インナハウジング23Aの外周に形成された複数のスプライン突起231Aに周方向に当接する複数の突起521Aが設けられている。これにより、インナクラッチプレート52Aは、インナハウジング23Aに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。
A plurality of
磁性リング6は、軸方向に所定の厚みを有する環板状であり、例えば、鉄等の磁性材料からなる。また、磁性リング6は、クラッチケース21Aとインナクラッチプレート52Aとの間であって、アウタクラッチプレート51Aと軸方向に対向する位置に配置されている。
The
磁性リング6の外周部には、クラッチケース21Aの複数のスプライン突起211Aと係合する凹部60が形成されている。磁性リング6の内周面6bは、インナクラッチプレート52Aの外周面52cと隙間を介して対向している。これにより、磁性リング6の内周面6bとインナクラッチプレート52Aの外周面52cとの接触を防止し、磁性リング6がインナクラッチプレート52Aの回転動作を妨げないように構成されている。
電磁コイル53に通電されると、図8(b)に示すように、電磁コイル53の周辺には磁束が発生し磁路Gが形成される。磁路における磁束の経路は、ヨーク530→コイルハウジング22Aの第1の磁性体221A→クラッチ部7A→アーマチャ50→クラッチ部7A→コイルハウジング22Aの第2の磁性体222A→ヨーク530となる。
When the
電磁クラッチ5A内に磁路Gが形成されることにより、アーマチャ50が軸方向に電磁コイル53側に引き寄せられ、クラッチ部7が軸方向に電磁コイル53側に押圧される。これにより、複数のアウタクラッチプレート51Aと複数のインナクラッチプレート52Aとが摩擦係合し、クラッチケース21Aとインナハウジング23Aとの間における相対回転が規制される。以上により、筒状回転部材100から軸状回転部材12へトルクが伝達される。
When the magnetic path G is formed in the electromagnetic clutch 5A, the
(第2の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。つまり、クラッチケース21Aとインナクラッチプレート52Aとの間であって、アウタクラッチプレート51Aに軸方向に対向する位置に磁性リング6が配置され、この磁性リング6に磁束が通過するように構成されているので、磁性リング6が無い場合に比較して磁路Gにおける磁路面積が拡大し、磁気抵抗が小さくなる。また、磁路面積の拡大によって、電磁コイル53に大きな電流を流しても磁気飽和が抑制される。これにより、電磁クラッチ5Aの部品点数及び組付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力を増大させることができる。
(Operation and effect of the second embodiment)
According to the present embodiment described above, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained. In other words, the
以上、本発明の第1の実施の形態及び第2実施の形態について説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。例えば、第2の実施の形態においては、磁性リング6がインナクラッチプレート52Aの外側に配置されていたが、アウタクラッチプレート51Aの内側に配置されてもよい。
Although the first embodiment and the second embodiment of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. can do. For example, in the second embodiment, 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、5A…電磁クラッチ、6…磁性リング、6a…軸方向端面、6b…内周面、7…パイロットクラッチ部、7A…クラッチ部、10…制御装置、11…Oリング、11a…収容溝、12…軸状回転部材、20…ハウジング、20A…アウタハウジング、21…フロントハウジング、21A…クラッチケース、21a…筒部、21b…底部、21c…雌ねじ部、21d…内周面、22…リヤハウジング、22A…コイルハウジング、22a…収容空間、23…インナシャフト、23A…インナハウジング、23a…段差面、24…連結部材、31…メインアウタクラッチプレート、32…メイン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…針状ころ軸受、50…アーマチャ、51…パイロットアウタクラッチプレート、51A…アウタクラッチプレート、51a,52a…外側摩擦面、51b,52b…内側摩擦面、52…パイロットインナクラッチプレート、52c…外周面、52A…インナクラッチプレート、53…電磁コイル、54…コイル保持部、60…凹部、61…円弧部、62…連結部、81,83…玉軸受、82…針状ころ軸受、100…筒状回転部材、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…第1の内周スプライン突起、211a…端面、212…第2の内周スプライン突起、212a…端面、221…第1環状部材、221a…雄ねじ部、221b…軸方向端面、221A…第1の磁性体、222…第2環状部材、222A…第2の磁性体、223…第3環状部材、223A…非磁性体、230…外周スプライン部、231…外周スプライン突起、231A…スプライン突起、232…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…軸方向端面、421c…スプライン歯、422…カム部、422a…カム溝、500a…軸方向端面、501,511,511A…凹部、510,520…スリット、521,521A…突起、530…ヨーク、531…電線、900…ボルト、901…ブッシュ、902…玉軸受、G…磁路、O…回転軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Four-wheel drive vehicle, 2 ... Drive force transmission device, 3 ... Main clutch, 4 ... Cam mechanism, 5 ... Electromagnetic clutch mechanism, 5A ... Electromagnetic clutch, 6 ... Magnetic ring, 6a ... Axial end surface, 6b ... Inner circumference 7 ... Pilot clutch part, 7A ... Clutch part, 10 ... Control device, 11 ... O-ring, 11a ... Housing groove, 12 ... Shaft-shaped rotating member, 20 ... Housing, 20A ... Outer housing, 21 ... Front housing, 21A ... Clutch case, 21a ... Cylinder part, 21b ... Bottom part, 21c ... Female thread part, 21d ... Inner peripheral surface, 22 ... Rear housing, 22A ... Coil housing, 22a ... Accommodating space, 23 ... Inner shaft, 23A ... Inner housing, 23a ... Step surface 24 ... Connecting member 31 ... Main outer clutch plate 32 ... Main inner
Claims (5)
軸方向の押圧力を受けて前記内側回転部材と前記外側回転部材とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、
第1カム部材及び第2カム部材を有し、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カム部材に前記メインクラッチを押圧する押圧力を発生させるカム機構と、
前記外側回転部材の回転力を受けて前記カム機構を作動させる電磁クラッチ機構とを備え、
前記電磁クラッチ機構は、
通電により磁束を発生させる電磁コイルと、
前記電磁コイルへの通電によって発生する磁力により軸方向移動するアーマチャと、
前記外側回転部材に形成された複数の内周スプライン突起に係合し、前記外側回転部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された外側クラッチプレートと、
前記第1カム部材に形成された複数の外周スプライン突起に係合し、前記第1カム部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された内側クラッチプレートと、
前記外側回転部材と前記内側クラッチプレートとの間であって前記外側クラッチプレートに軸方向に対向する位置に配置され、前記電磁コイルで発生する磁束を通過させる環状の磁性体とを有する、
駆動力伝達装置。 An inner rotating member and an outer rotating member that are relatively rotatable on the same axis; and
A main clutch that receives axial pressing force and connects the inner rotating member and the outer rotating member so as to transmit torque;
A first cam member and a second cam member are provided, and the first cam member is rotated relative to the second cam member to generate a pressing force for pressing the main clutch on the second cam member. A cam mechanism;
An electromagnetic clutch mechanism that operates the cam mechanism in response to the rotational force of the outer rotating member;
The electromagnetic clutch mechanism is
An electromagnetic coil that generates magnetic flux when energized,
An armature that moves in the axial direction by a magnetic force generated by energizing the electromagnetic coil;
An outer clutch plate engaged with a plurality of inner peripheral spline protrusions formed on the outer rotating member, and connected to the outer rotating member so as not to be relatively rotatable and axially movable;
An inner clutch plate that engages with a plurality of outer peripheral spline protrusions formed on the first cam member and is connected to the first cam member so as not to rotate relative to the first cam member and to be axially movable;
An annular magnetic body that is disposed between the outer rotating member and the inner clutch plate and is opposed to the outer clutch plate in the axial direction, and allows a magnetic flux generated by the electromagnetic coil to pass therethrough,
Driving force transmission device.
請求項1に記載の駆動力伝達装置。 The magnetic body has a recess formed on an outer peripheral portion thereof to engage with the inner peripheral spline protrusion of the outer rotating member.
The driving force transmission device according to claim 1.
前記電磁クラッチ機構の前記外側クラッチプレートと係合する前記外側回転部材のスプライン突起の数は、前記メインクラッチの前記外側メインクラッチプレートと係合する前記外側回転部材のスプライン突起の数よりも少ない、
請求項1又は2に記載の駆動力伝達装置。 The main clutch is engaged with a plurality of spline protrusions formed on the outer rotating member, and is connected to the outer rotating member so as not to rotate relative to the outer rotating member and to be movable in the axial direction. An inner main clutch plate that engages with a plurality of spline protrusions formed on the member, and is connected to the inner rotating member so as not to be relatively rotatable and axially movable;
The number of spline protrusions of the outer rotating member engaged with the outer clutch plate of the electromagnetic clutch mechanism is less than the number of spline protrusions of the outer rotating member engaged with the outer main clutch plate of the main clutch.
The driving force transmission device according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3の何れか1項に記載の駆動力伝達装置。 The armature has a thickness in the axial direction that gradually decreases from the radially inner side toward the radially outer side,
The driving force transmission device according to any one of claims 1 to 3.
前記第1部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記第1部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第1クラッチプレートと、
前記第2部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記第2部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第2クラッチプレートと、
通電により磁束を発生させる電磁コイルと、
前記磁束によって発生する磁力により軸方向移動するアーマチャと、
前記第1部材と前記第2クラッチプレートとの間であって前記第1クラッチプレートに軸方向に対向する位置に配置され、前記電磁コイルで発生する磁束を通過させる環状の磁性体とを有する、
電磁クラッチ。 An electromagnetic clutch that couples a first member and a second member that are coaxially arranged so as to be rotatable relative to each other so as to transmit torque.
A first clutch plate engaged with a plurality of spline protrusions formed on the first member and connected to the first member so as not to be relatively rotatable and axially movable;
A second clutch plate engaged with a plurality of spline protrusions formed on the second member and connected to the second member so as not to rotate relative to the second member and to be movable in the axial direction;
An electromagnetic coil that generates magnetic flux when energized,
An armature that moves axially by the magnetic force generated by the magnetic flux;
An annular magnetic body that is disposed between the first member and the second clutch plate and is opposed to the first clutch plate in the axial direction, and allows the magnetic flux generated by the electromagnetic coil to pass therethrough;
Electromagnetic clutch.
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JP7384080B2 (en) | 2020-03-13 | 2023-11-21 | 株式会社ジェイテクト | Driving force transmission device and its manufacturing method |
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