JP2017067257A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ材料からなるキャリアであっても電磁石の回り止めを安定化することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】キャリア３と、このキャリア３に収容される動力伝達機構５と、キャリア３に収容され動力伝達機構５の作動を制御する電磁石７とを備えた動力伝達装置１において、キャリア３は、アルミ材料からなり、内部にキャリア３より強度の高い高強度部材９を設け、電磁石７と高強度部材９との間に、電磁石７を回り止めする回り止め部１１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に適用される動力伝達装置に関する。

従来、動力伝達装置としては、キャリアと、このキャリアに収容される動力伝達機構と、キャリアに収容され動力伝達機構の作動を制御する電磁石とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この動力伝達装置では、電磁石の軸方向端面に回り止め部材が溶接され、この回り止め部材の先端をキャリアに形成された凹部に係合させることにより、電磁石がキャリアに対して回り止めされている。

特開２００８−８４５９号公報

ところで、上記特許文献１のような動力伝達装置では、キャリアがスチール材料からなるので、キャリアが高い強度を有しており、電磁石の回り止め部材をキャリアの凹部に係合させて電磁石を回り止めすることができる。

しかしながら、上記特許文献１のような動力伝達装置において、軽量化のためにキャリアをアルミ材料で形成させた場合、キャリアの強度が足りず、キャリアの電磁石の回り止め部に損傷などが生じて、電磁石の回り止めが不安定になる恐れがあった。

そこで、この発明は、アルミ材料からなるキャリアであっても電磁石の回り止めを安定化することができる動力伝達装置の提供を目的としている。

本発明は、キャリアと、このキャリアに収容される動力伝達機構と、前記キャリアに収容され前記動力伝達機構の作動を制御する電磁石とを備えた動力伝達装置であって、前記キャリアは、アルミ材料からなり、内部に前記キャリアより強度の高い高強度部材が設けられ、前記電磁石と前記高強度部材との間には、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。

この動力伝達装置では、電磁石と高強度部材との間に、電磁石を回り止めする回り止め部が設けられているので、キャリアが直接、電磁石の回転方向の力を受けることがなく、電磁石の回り止めを安定して行うことができる。

従って、このような動力伝達装置では、高強度部材が電磁石の回り止めを行うので、アルミ材料からなるキャリアであっても電磁石の回り止めを安定化することができる。

本発明によれば、アルミ材料からなるキャリアであっても電磁石の回り止めを安定化することができる動力伝達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動力伝達装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係る動力伝達装置の第１キャリアの斜視図である。

図１，図２を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置１は、キャリア３と、このキャリア３に収容される動力伝達機構５と、キャリア３に収容され動力伝達機構５の作動を制御する電磁石７とを備えている。

そして、キャリア３は、アルミ材料からなり、内部にキャリア３より強度の高い高強度部材９が設けられ、電磁石７と高強度部材９との間には、電磁石７を回り止めする回り止め部１１が設けられている。

また、キャリア３には、内部の圧力を制御するブリーザ室１３が設けられ、ブリーザ室１３のキャリア３の内部側には、キャリア３に収容された潤滑油のブリーザ室１３への侵入を防止する遮蔽部材が設けられ、高強度部材９は、遮蔽部材である。

さらに、動力伝達機構５は、デフケース１５と、このデフケース１５に支承されて自転可能であると共にデフケース１５の回転によって公転する差動ギヤとしてのピニオン１７と、このピニオン１７と噛み合って相対回転可能な一対の出力ギヤとしてのサイドギヤ１９，２１からなる差動機構２３を有し、キャリア３は、デフケース１５の回転軸心と直交する方向に分割面２５を有する分割部材としての第１キャリア２７と第２キャリア２９とからなる。

そして、回り止め部１１は、電磁石７に分割面２５に沿って突設された突部３１と、高強度部材９に分割面２５に向けて開口して設けられ開口３３から突部３１が挿入されて電磁石７の回転方向に係合可能な溝部３５とを有する。

図１，図２に示すように、キャリア３は、アルミ材料からなり、内部に主に入力部材（不図示）と電磁石７とを収容する第１キャリア２７と、内部に主に差動機構２３を収容する第２キャリア２９とからなる。

このキャリア３は、第１キャリア２７と第２キャリア２９との分割面２５が、後述する差動機構２３のデフケース１５の回転軸心と直交する方向に沿って設けられ、分割面２５で第１キャリア２７と第２キャリア２９とを合わせてボルトなどの固定手段によって固定されて構成される。

このようなキャリア３は、分割面２５において、第１キャリア２７の内周側に第２キャリア２９の外周側が挿入され、第１キャリア２７と第２キャリア２９との径方向間にＯリングなどのシール部材３７が配置され、内部に摺動部を潤滑・冷却する潤滑油が収容されている。

このように潤滑油が収容されるキャリア３には、動力伝達機構５と、電磁石７などが収容されている。動力伝達機構５は、入力部材（不図示）と、差動機構２３と、断続機構３９とを備えている。

入力部材は、軸状に形成されてキャリア３の第１キャリア２７に収容され、回転軸心がデフケース１５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ベアリング（不図示）を介してキャリア３に回転可能に支持されている。

この入力部材は、キャリア３の外部側の軸方向端部に、例えば、駆動源から駆動力が入力されるプロペラシャフトなどの入力側の部材（不図示）が一体回転可能に連結されている。

このような入力部材には、キャリア３の内部側の軸方向端部に、小径のドライブピニオン（不図示）が入力部材と一体回転可能に設けられ、デフケース１５と一体回転可能に設けられた大径のリングギヤ４１とで変速駆動するベベルギヤ組を構成している。

リングギヤ４１は、差動機構２３のデフケース１５に形成されたフランジ部にボルトでデフケース１５と一体回転するように固定され、小径のドライブピニオンと噛み合い、入力側の部材から入力部材に伝達された駆動力を方向変換して差動機構２３側に出力する。

差動機構２３は、キャリア３の第１キャリア２７と第２キャリア２９とに収容され、デフケース１５と、ピニオンシャフト４３と、ピニオン１７と、一対のサイドギヤ１９，２１とを備えている。

デフケース１５は、軸方向両側に形成されたボス部でそれぞれベアリング４５，４７を介してキャリア３の第１キャリア２７と第２キャリア２９とにそれぞれ回転可能に支持されている。

このデフケース１５には、ピニオンシャフト４３と、ピニオン１７と、一対のサイドギヤ１９，２１とが収容され、入力部材からリングギヤ４１を介して伝達された駆動力を伝達する。

ピニオンシャフト４３は、端部をデフケース１５に係合してピンで抜け止め及び回り止めされ、デフケース１５と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト４３には、ピニオン１７が支承されている。

ピニオン１７は、デフケース１５の周方向等間隔に複数配置され、ピニオンシャフト４３に支承されてデフケース１５の回転によって公転する。

このピニオン１７の背面側とデフケース１５との径方向間には、ピニオン１７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が配置されている。

このようなピニオン１７は、一対のサイドギヤ１９，２１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１９，２１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４３に自転可能に支持されている。

一対のサイドギヤ１９，２１は、それぞれのボス部でデフケース１５に相対回転可能に支持され、ピニオン１７と噛み合っている。

この一対のサイドギヤ１９，２１の背面側とデフケース１５との軸方向間には、ピニオン１７との噛み合い反力によるサイドギヤ１９，２１の軸方向への移動を受けるスラストワッシャがそれぞれ配置されている。

このような一対のサイドギヤ１９，２１は、内周側にスプライン形状の連結部４９，５１が形成され、それぞれ駆動力を出力する、例えば、左右車輪側に連結された車軸などの出力側の部材（不図示）に連結される駆動軸（不図示）が一体回転可能に連結され、デフケース１５に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。

なお、一対のサイドギヤ１９，２１に連結される駆動軸とキャリア３との径方向間には、それぞれキャリア３の内部と外部とを区画するシール部材５３，５５が配置されている。

このような差動機構２３における一対のサイドギヤ１９，２１の差動は、断続機構３９の接続によってロック状態とされ、一対のサイドギヤ１９，２１に伝達された駆動力が左右の出力側の部材に均一に出力される。

このように差動機構２３の差動を断続する断続機構３９を有する動力伝達機構５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。この断続機構３９は、断続部材５７と、断続部５９とを備えている。

断続部材５７は、環状に形成され、周方向に連続する一部材で形成された基部がデフケース１５の壁部とサイドギヤ２１の背面側との軸方向間に軸方向移動可能に配置されている。

この断続部材５７のデフケース１５の壁部側には、デフケース１５と一体回転可能に係合する係合部６１が設けられ、断続部材５７のサイドギヤ２１の背面側には、断続部５９が設けられている。

係合部６１は、断続部材５７の基部に周方向等間隔に設けられた複数の凸部と、デフケース１５の壁部に周方向等間隔に貫通して設けられた孔部とからなる。

この凸部と孔部とが回転方向に係合することにより、断続部材５７がデフケース１５に回り止めされ、断続部材５７とデフケース１５とが一体回転可能となる。

この係合部６１には、断続部材５７を断続部５９の接続方向に移動させるカムが設けられている。詳細には、凸部と孔部との周方向両側の対向面には、同一傾斜のカム面がそれぞれ形成されている。

このため、断続部材５７が断続部５９の接続方向に移動され、断続部５９に回転方向の噛み合い作用が生じたときに、デフケース１５の回転によってそれぞれのカム面が係合することにより、断続部材５７をさらに断続部５９の噛み合い方向に移動させ、断続部５９の接続を強化させる。

断続部５９は、断続部材５７の基部の係合部６１と軸方向反対側の側面で断続部材５７とサイドギヤ２１の背面側との軸方向間に設けられ、断続部材５７とサイドギヤ２１とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。

この断続部５９は、互いの噛み合い歯が噛み合うことにより、断続部材５７とサイドギヤ２１とが一体可能に接続、すなわちデフケース１５とサイドギヤ２１とが一体回転可能に接続され、差動機構２３の差動がロック状態となる。

一方、断続部材５７とサイドギヤ２１の背面側との軸方向間で断続部５９の径方向内側には、付勢部材６３が設けられ、断続部材５７を断続部５９の接続解除方向に付勢している。

この付勢部材６３によって、断続部材５７が断続部５９の接続解除方向に移動され、断続部５９の接続が解除され、差動機構２３の差動がアンロック状態となる。この断続部５９の断続状態は、可動部材６５と電磁石７とからなるアクチュエータによって制御される。

可動部材６５は、電磁石７の内径側でデフケース１５のボス部の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ６７と、リング部材６９とを備えている。

プランジャ６７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７の内径側に配置されている。このプランジャ６７の内周には、リング部材６９が一体に固定されている。

リング部材６９は、非磁性材料から形成され、プランジャ６７の内周側からデフケース１５側へ磁束が漏れることを防止している。このリング部材６９は、デフケース１５のボス部の外周に軸方向移動可能に配置され、デフケース１５のボス部の外周に圧入固定された非磁性材料からなる規制部材７１によって軸方向他側への移動規制がなされている。

このようなリング部材６９には、断続部材５７の凸部との軸方向の対向面に互いに当接する押圧部７３が設けられている。この押圧部７３は、電磁石７によって作動される可動部材６５による軸方向の移動操作力を断続部材５７に伝達し、断続部材５７を断続部５９の接続方向に押圧操作する。

電磁石７は、デフケース１５のボス部の外周側でデフケース１５の壁部に対して軸方向に隣接配置されると共に、後述する回り止め部１１を介してキャリア３に設けられた高強度部材９に対して回り止めされ、電磁コイル７５と、コア７７とを備えている。

電磁コイル７５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。この電磁コイル７５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。このような電磁コイル７５の周囲には、コア７７が配置されている。

コア７７は、電磁コイル７５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。このコア７７は、電磁コイル７５の内外周面及び電磁コイル７５のデフケース１５の壁部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。

このようなコア７７の外径側には、デフケース１５の壁部から軸方向に延設された延設部７９が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ていると共に、延設部７９の軸方向端面によって電磁石７の軸方向一側への位置決めがなされている。

なお、コア７７の軸方向外側の端面は、可動部材６５の軸方向他側への移動を規制する規制部材７１によって、可動部材６５と共に電磁石７の軸方向他側への位置決めがなされている。

このように構成された動力伝達装置１では、電磁石７の励磁によりコア７７とプランジャ６７とデフケース１５の壁部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６７が断続部材５７側に移動操作され、リング部材６９が押圧部７３を介して断続部材５７を押圧する。

この可動部材６５による断続部材５７の押圧操作により、断続部材５７が付勢部材６３の付勢力に抗して断続部５９の接続方向に移動され、断続部５９が接続される。

この断続部５９の接続により、サイドギヤ２１と断続部材５７とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ２１とデフケース１５とが接続されて差動機構２３がロック状態となる。

一方、断続部５９の接続解除では、電磁石７への通電を停止することにより、断続部材５７が付勢部材６３の付勢力によって断続部５９の接続解除方向に移動され、断続部５９の接続が解除される。

この断続部５９の接続解除により、サイドギヤ２１と断続部材５７とが相対回転可能となり、サイドギヤ２１とデフケース１５とが相対回転可能となって差動機構２３のロック状態が解除される。

このような動力伝達装置１において、キャリア３内には、動力伝達機構５などのような複数の回転部材が収容されており、複数の回転部材の回転によりキャリア３の内圧が異常に上昇してしまうことがある。そこで、キャリア３には、キャリア３内部と大気側とを連通させるブリーザ室１３が設けられている。

ブリーザ室１３は、キャリア３の第１キャリア２７において、重力方向と反対側の上方に設けられ、キャリア３の内部とキャリア３の外部である大気側とに連通されている。

このブリーザ室１３の大気側の開口には、キャリア３の内圧の異常な上昇によって作動し、ブリーザ室１３を介してキャリア３の内部と大気側とを連通させるプラグ８１が設けられている。このようなブリーザ室１３の内部側の開口近傍には、遮蔽部材である高強度部材９が設けられている。

高強度部材９は、キャリア３のアルミ材料よりも高い強度を有する、例えば、スチール材料などの高強度材料からなり、ブリーザ室１３の内部側の開口近傍に配置され、リングギヤ４１の回転によって掻き上げられるキャリア３内の潤滑油のブリーザ室１３内への侵入を防止する遮蔽部材となっている。

この高強度部材９は、ブリーザ室１３の内部側の開口近傍にボルトなどの固定手段を介して配置される遮蔽部８３と、この遮蔽部８３と連続する一部材で形成され電磁石７側に向けて延設された延設部８５とを有している。

ここで、電磁石７は、デフケース１５のボス部の外周側において、デフケース１５と相対回転可能に配置されている。このような電磁石７は、自由回転の状態で配置してしまうと、デフケース１５の回転によって連れ回りしてしまい、リード線の接続が外れてしまう恐れがある。

このため、従来では、電磁石７に回り止め部材を一体に設け、この回り止め部材をキャリア内の一部に係合させて電磁石７の回り止めを行っていた。

しかしながら、従来のキャリアは、スチール材料からなるので、十分な強度を有しており、電磁石７の回り止めを行うことができたが、キャリア３は、アルミ材料からなるので、従来よりも十分な強度を有しておらず、電磁石７の回り止めを行うことができない可能性がある。

そこで、キャリア３より高い強度を有する高強度部材９の延設部８５と電磁石７との間には、電磁石７を回り止めする回り止め部１１が設けられている。

回り止め部１１は、電磁石７に設けられた突部３１と、高強度部材９に設けられ突部３１と係合可能な溝部３５とからなる。

突部３１は、電磁石７のコア７７の周方向の１箇所に円筒状に形成され、キャリア３の第１キャリア２７と第２キャリア２９との分割面２５に沿うように、コア７７の外周面から外方に向けて突設されている。

溝部３５は、高強度部材９の延設部８５に、キャリア３の第１キャリア２７と第２キャリア２９との分割面２５に向けて開口３３を有するように、デフケース１５の軸方向に沿って有底状に設けられている。

この回り止め部１１は、電磁石７をキャリア３の第１キャリア２７に分割面２５側から収容する際に、突部３１が溝部３５の開口３３から溝部３５の内部に挿入され、電磁石７が第１キャリア２７に収容された状態で、突部３１と溝部３５とが電磁石７の回転方向に係合し、電磁石７を回り止めする。

このように高強度部材９と電磁石７との間に回り止め部１１を設けることにより、電磁石７の回転方向の力を高強度部材９で受けることができ、アルミ材料からなるキャリア３であっても、安定して電磁石７の回り止めを行うことができる。

ここで、キャリア３は、デフケース１５の回転軸心と直交する方向に分割面２５を有しているが、従来のキャリアなどは、デフケース１５の回転軸心と平行な方向に分割面を有している。

このようなデフケース１５の回転軸心と平行な方向に分割面を有するキャリアでは、電磁石７をキャリアに分割面から収容する際に、回り止め部１１における突部３１と溝部３５との係合を目視することが難しい。

これに対して、キャリア３は、デフケース１５の回転軸心と直交する方向に分割面２５を有しているので、電磁石７を第１キャリア２７に分割面２５から収容する際に、回り止め部１１における突部３１と溝部３５との係合を目視し易く、組付性を向上することができる。

なお、デフケース１５の回転軸心と平行な方向に分割面を有するキャリアでは、デフケース１５を支持するベアリング４５，４７をキャリアに対して支持するベアリングキャップが組付けられている。

しかしながら、ベアリングキャップを適用するキャリアでは、部品点数や組付工数が多く、キャリア３のように、デフケース１５の回転軸心と直交する方向に分割面２５を有することにより、ベアリングキャップを廃止することができる。

このように構成された動力伝達装置１の組付けは、まず、第１キャリア２７に対して入力部材のドライブピニオンが内部側に向くように入力部材を組付ける。

次に、差動機構２３のデフケース１５のボス部外周に可動部材６５と電磁石７とを配置させて仮組し、電磁石７側から第１キャリア２７に対して回り止め部１１の突部３１を溝部３５に挿入するように挿入させ、リングギヤ４１とドライブピニオンとが噛み合うように収容する。

そして、第１キャリア２７の分割面２５に第２キャリア２９の分割面２５が合うように第１キャリア２７と第２キャリア２９とを組付け、第１キャリア２７と第２キャリア２９とをボルトなどの固定手段で固定し、動力伝達装置１の組付けを完了する。

このような動力伝達装置１では、電磁石７と高強度部材９との間に、電磁石７を回り止めする回り止め部１１が設けられているので、キャリア３が直接、電磁石７の回転方向の力を受けることがなく、電磁石７の回り止めを安定して行うことができる。

従って、このような動力伝達装置１では、高強度部材９が電磁石７の回り止めを行うので、アルミ材料からなるキャリア３であっても電磁石７の回り止めを安定化することができる。

また、ブリーザ室１３のキャリア３の内部側には、キャリア３に収容された潤滑油のブリーザ室１３への侵入を防止する遮蔽部材が設けられ、高強度部材９は、遮蔽部材であるので、遮蔽部材と別部品の高強度部材９を設ける必要がなく、部品点数が増加することがない。

さらに、キャリア３は、デフケース１５の回転軸心と直交する方向に分割面２５を有する第１キャリア２７と第２キャリア２９とからなり、回り止め部１１は、電磁石７に分割面２５に沿って突設された突部３１と、高強度部材９に分割面２５に向けて開口して設けられ開口３３から突部３１が挿入される溝部３５とを有するので、キャリア３に電磁石７を組付ける際に、回り止め部１１における突部３１と溝部３５との係合を目視し易く、組付性を向上することができる。

また、回り止め部１１は、突部３１と溝部３５とが電磁石７の回転方向に係合するので、電磁石７の周方向に少なくとも１箇所の回り止め部１１を設ければよく、回り止め部１１の構造を簡易化でき、動力伝達装置１を小型化することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、電磁石に突部が設けられ、高強度部材に溝部が設けられているが、これに限らず、電磁石に溝部を設け、高強度部材に突部を設けてもよい。

また、高強度部材は、ブリーザ室への潤滑油の侵入を防止する遮蔽部材となっているが、これに限らず、高強度部材を他の機能部材と併用したり、或いは高強度部材を独立して設けてもよく、電磁石の回り止めを行える位置であれば、高強度部材をキャリアのどの位置に設けてもよい。

さらに、動力伝達機構は、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が、これに限らず、例えば、アウタケースとインナケースとを有し、このアウタケースとインナケースとの間の動力伝達を断続するフリーランニングデフとしてもよい。

加えて、電磁石によって作動が制御される動力伝達機構としては、一対の回転部材の動力伝達を断続する断続部を有する動力伝達機構であれば、どのような構造であってもよく、一対の回転部材の入出力の関係は、駆動力を入出力できる関係であればどちらであってもよい。

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…動力伝達装置
３…キャリア
５…動力伝達機構
７…電磁石
９…高強度部材
１１…回り止め部
１３…ブリーザ室
１５…デフケース
１７…ピニオン
１９，２１…サイドギヤ
２３…差動機構
２５…分割面
２７…第１キャリア（分割部材）
２９…第２キャリア（分割部材）
３１…突部
３３…開口
３５…溝部

Claims (3)

1. キャリアと、このキャリアに収容される動力伝達機構と、前記キャリアに収容され前記動力伝達機構の作動を制御する電磁石とを備えた動力伝達装置であって、
   前記キャリアは、アルミ材料からなり、内部に前記キャリアより強度の高い高強度部材が設けられ、
   前記電磁石と前記高強度部材との間には、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動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記キャリアには、内部の圧力を制御するブリーザ室が設けられ、
   前記ブリーザ室の前記キャリアの内部側には、前記キャリアに収容された潤滑油の前記ブリーザ室への侵入を防止する遮蔽部材が設けられ、
   前記高強度部材は、前記遮蔽部材であることを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
   前記動力伝達機構は、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からなる差動機構を有し、
   前記キャリアは、前記デフケースの回転軸心と直交する方向に分割面を有する分割部材からなり、
   前記回り止め部は、前記電磁石と前記高強度部材とのうちいずれか一方に前記分割面に沿って突設された突部と、他方に前記分割面に向けて開口して設けられ前記開口から前記突部が挿入されて前記電磁石の回転方向に係合可能な溝部とを有することを特徴とする動力伝達装置。

Images