JP2017133581A - 断続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁石とベアリングとの間に摺動部材を安定して配置することができる断続装置を提供する。【解決手段】相対回転可能に配置された一対の回転部材３，５と、一方の回転部材３に軸方向移動可能かつ一体回転可能に配置され一対の回転部材３，５間の動力伝達を断続する断続部材７と、この断続部材７を軸方向に付勢する付勢部材９と、一方の回転部材３の外周に配置され断続部材７を軸方向に移動させ付勢部材９によって軸方向外側に付勢された電磁石１１と、この電磁石１１の軸方向外側に隣接して配置され一方の回転部材３を回転可能に支持するベアリング１３と、このベアリング１３と電磁石１１との軸方向間で一方の回転部材３の外周に配置された環状の摺動部材１５とを備えた断続装置１において、摺動部材１５の外径を、電磁石１１に対して径方向に支持した。【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、デフケースに軸方向移動可能かつ一体回転可能に配置され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材と、この断続部材を軸方向に付勢する付勢部材と、デフケースの外周に配置され断続部材を軸方向に移動させる電磁石と、この電磁石の軸方向外側に隣接して配置されデフケースを回転可能に支持するベアリングと、このベアリングと電磁石との軸方向間でデフケースの外周に配置された環状の摺動部材としての固定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、電磁石の励磁により断続部材が付勢部材の付勢力に抗して軸方向に移動され、デフケースとサイドギヤとの動力伝達を可能とするようにデフケースとサイドギヤとを一体回転可能に接続する。

このような断続装置において、電磁石は、固定部材を介してベアリングによって軸方向外側の移動が規制され、ベアリングとの軸方向間に固定部材を配置することによりベアリングと直接、摺動することが防止されている。

特開２０１０−８４９３０号公報

ところで、上記特許文献１のような断続装置では、付勢部材が断続部材のみを軸方向に付勢しているが、付勢部材の配置スペースの確保や断続特性の向上などのために、付勢部材が断続部材だけでなく、電磁石を軸方向外側に付勢している断続装置がある。

このような断続装置では、環状の摺動部材が内径で一方の回転部材の外周に径方向に支持されており、電磁石が付勢部材によって軸方向外側に付勢されているので、ベアリングを一方の回転部材に配置していない状態で、付勢部材の付勢力によって摺動部材がベアリング側に向けて移動可能となっている。

このため、ベアリングを一方の回転部材に配置していない状態では、摺動部材が一方の回転部材のベアリングとの軸方向の当接部である段差部に脱落する恐れがあり、ベアリングを配置させた状態で、一方の回転部材とベアリングとの軸方向間に摺動部材が位置し、電磁石とベアリングとの軸方向間に摺動部材を配置できない恐れがあった。

そこで、この発明は、電磁石とベアリングとの間に摺動部材を安定して配置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、相対回転可能に配置された一対の回転部材と、この一対の回転部材の一方に軸方向移動可能かつ一体回転可能に配置され前記一対の回転部材間の動力伝達を断続する断続部材と、この断続部材を軸方向に付勢する付勢部材と、前記一方の回転部材の外周に配置され前記断続部材を軸方向に移動させ前記付勢部材によって軸方向外側に付勢された電磁石と、この電磁石の軸方向外側に隣接して配置され前記一方の回転部材を回転可能に支持するベアリングと、このベアリングと前記電磁石との軸方向間で前記一方の回転部材の外周に配置された環状の摺動部材とを備えた断続装置であって、前記摺動部材は、外径が前記電磁石に対して径方向に支持されていることを特徴とする。

この断続装置では、摺動部材の外径が、電磁石に対して径方向に支持されているので、ベアリングを一方の回転部材に配置していない状態で、付勢部材の付勢力によって摺動部材がベアリング側に向けて移動しても、摺動部材が一方の回転部材のベアリングとの軸方向の当接部である段差部に脱落することがない。

従って、このような断続装置では、摺動部材が一方の回転部材のベアリングとの軸方向の当接部である段差部に脱落することがないので、一方の回転部材にベアリングを配置させることにより、電磁石とベアリングとの間に摺動部材を安定して配置することができる。

本発明によれば、電磁石とベアリングとの間に摺動部材を安定して配置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の側面図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第１実施形態に係る断続装置のベアリングを組付けるときの貫通孔の部分で切ったときの要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る断続装置のベアリングを組付けるときの突起部の部分で切ったときの要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る断続装置のベアリングを組付けたときの貫通孔の部分で切ったときの要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る断続装置のベアリングを組付けたときの突起部の部分で切ったときの要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る断続装置の貫通孔の部分で切ったときの要部拡大断面図である。

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一例としての動力伝達装置について説明する。

図１，図２に示すように、動力伝達装置２０１は、アウタケース３と、インナケース５と、ピニオンシャフト２０３と、ピニオン２０５と、一対のサイドギヤ２０７，２０９とを備えている。

アウタケース３は、軸方向の両側に設けられたボス部２１１，４５の外周でそれぞれベアリング１３（一方のベアリングのみ図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。

このアウタケース３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部２１３が設けられ、リングギヤが、例えば、駆動源などの入力側の機構からの駆動力を伝達する伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、断続装置１が接続状態であると、内部に収容されたインナケース５に駆動力が伝達される。

インナケース５は、回転軸心がアウタケース３と平行に配置され、アウタケース３内にアウタケース３と相対回転可能に収容されている。

このインナケース５には、ピニオンシャフト２０３と、ピニオン２０５と、一対のサイドギヤ２０７，２０９とが収容され、インナケース５に入力された駆動力が伝達される。

ピニオンシャフト２０３は、２つの短尺のピニオンシャフトと長尺の１つのピニオンシャフトとからなり、短尺のピニオンシャフトの外端部をインナケース５に係合してピンで抜け止め及び回り止めされ、短尺のピニオンシャフト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、インナケース５と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト２０３には、ピニオン２０５が支承されている。

ピニオン２０５は、インナケース５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、それぞれ短尺の２つのピニオンシャフト２０３の外端側と長尺のピニオンシャフト２０３の両端側に支承されてインナケース５の回転によって公転する。

このピニオン２０５の背面側とインナケース５との径方向間には、ピニオン２０５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２０５は、一対のサイドギヤ２０７，２０９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２０７，２０９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２０３に自転可能に支持されている。

一対のサイドギヤ２０７，２０９は、それぞれに形成されたボス部でアウタケース３に相対回転可能に支持され、ピニオン２０５と噛み合っている。また、サイドギヤ２０７，２０９とアウタケース３との軸方向間には、ピニオン２０５との噛み合い反力によるサイドギヤ２０７，２０９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。

この一対のサイドギヤ２０７，２０９は、内周側にスプライン形状の連結部２１５，２１７がそれぞれ設けられ、例えば、左右車輪などの出力側の機構に一体回転可能に連結された駆動軸（不図示）がそれぞれサイドギヤ２０７，２０９と一体回転可能に連結され、インナケース５に入力された駆動力を駆動軸を介して出力側の機構に出力する。

このようなインナケース５側に伝達される駆動力は、一対の回転部材としてのアウタケース３とインナケース５との間に設けられた断続部材７を操作することによって断続される。なお、動力伝達装置２０１のように、アウタケース３とインナケース５との間の動力伝達を断続する機構は、いわゆるフリーランニングデフとなっている。

このような動力伝達装置２０１には、断続装置１が適用されている。以下、図１〜図７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）
図１〜図６を用いて第１実施形態について説明する。

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アウタケース３とインナケース５と、アウタケース３に軸方向移動可能かつ一体回転可能に配置されアウタケース３とインナケース５との間の動力伝達を断続する断続部材７と、この断続部材７を軸方向に付勢する付勢部材９と、アウタケース３の外周に配置され断続部材７を軸方向に移動させ付勢部材９によって軸方向外側に付勢された電磁石１１と、この電磁石１１の軸方向外側に隣接して配置されアウタケース３を回転可能に支持するベアリング１３と、このベアリング１３と電磁石１１との軸方向間でアウタケース３の外周に配置された環状の摺動部材１５とを備えている。

そして、摺動部材１５は、外径が電磁石１１に対して径方向に支持されている。

また、電磁石１１は、電磁コイル１７とコア１９とからなり、コア１９には、軸方向に貫通した貫通孔２１が設けられている。

そして、貫通孔２１は、アウタケース３の軸方向に向けて、摺動部材１５の外径側を超えて、ベアリング１３に臨んでいる。

図１〜図６に示すように、断続部材７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２３がアウタケース３の壁部とインナケース５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７のアウタケース３の壁部側には、アウタケース３と一体回転可能に係合する係合部２５が設けられ、断続部材７のインナケース５側には、断続部２７が設けられている。

係合部２５は、断続部材７の基部２３に周方向等間隔に設けられた複数の凸部２９と、アウタケース３の壁部に周方向等間隔に貫通して設けられた孔部３１とからなる。

この凸部２９と孔部３１とが回転方向に係合することにより、断続部材７がアウタケース３に回り止めされ、断続部材７とアウタケース３とが一体回転可能となる。

この係合部２５には、断続部材７を断続部２７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２９と孔部３１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７が断続部２７の接続方向に移動され、アウタケース３とインナケース５との間の断続部２７に回転方向の噛み合い作用が生じたときに、アウタケース３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７をさらに断続部２７の噛み合い方向に移動させ、断続部２７の接続を強化させる。

断続部２７は、断続部材７の基部２３の係合部２５と軸方向反対側の側面で断続部材７とインナケース５との軸方向間に設けられ、断続部材７とインナケース５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２７は、互いの噛み合い歯が噛み合うことにより、断続部材７とインナケース５とが一体可能に接続、すなわちアウタケース３とインナケース５とが一体回転可能に接続され、アウタケース３とインナケース５との間の動力伝達が可能となる。

このようなアウタケース３とインナケース５との間の動力伝達を断続する断続部２７を構成する断続部材７には、凸部２９の軸方向端面に断続部材７と一体に軸方向移動される連動部材３３がボルトを介して固定されている。

連動部材３３とアウタケース３の壁部との軸方向間には、連動部材３３を軸方向の断続部２７の接続解除方向へ付勢し、断続部材７を、常時、断続部２７の接続解除方向へ付勢するリターンスプリング３５が配置されている。

リターンスプリング３５は、断続部材７を断続部２７の接続解除方向へ付勢することにより、電磁石１１の励磁により可動部材３７が移動されたときに、連動部材３３を介して断続部材７を断続部２７の接続解除方向へ移動させ、断続部２７を接続解除状態とさせる。

可動部材３７は、電磁石１１の内径側で電磁石１１のコア１９を構成する磁性材料からなる環状の支持部３９の外周に軸方向移動可能に配置されると共に、径方向の移動が規制されるように支持部３９に支持され、環状の磁束透過部４１と、環状の移動操作部４３とを備えている。

磁束透過部４１は、磁性材料から環状に形成され、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。この磁束透過部４１の内周には、移動操作部４３が一体に固定されている。

移動操作部４３は、非磁性材料から環状に形成され、磁束透過部４１の内周側からアウタケース３側に磁束が漏れることを防止している。この移動操作部４３は、支持部３９の外周上に軸方向移動可能に配置されている。

このような移動操作部４３の断続部材７側の端面は、連動部材３３と当接可能に配置されており、移動操作部４３と支持部３９との軸方向間には、可動部材３７を、常時、軸方向の断続部２７の接続方向へ付勢する付勢部材９が配置されている。

付勢部材９は、その付勢力がリターンスプリング３５よりも大きく設定されており、電磁石１１が励磁されていない状態で、可動部材３７をリターンスプリング３５の付勢力に抗して断続部２７の断続方向へ移動させ、連動部材３３を介して断続部材７を断続部２７の接続方向へ移動させ、断続部２７を接続状態とさせる。

この付勢部材９による断続部２７の接続状態は、電磁石１１の励磁による付勢部材９の付勢力に抗した可動部材３７の断続部２７の接続解除方向への移動によって解除される。

電磁石１１は、支持部３９を介してアウタケース３のボス部４５の大径部４７の外周に配置され、キャリアなどの静止系部材に対して回り止めされ、電磁コイル１７と、コア１９とを備えている。

電磁コイル１７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１７には、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１７の周囲には、コア１９が配置されている。

コア１９は、支持部３９と一体に設けられ、電磁コイル１７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１９は、内径側で可動部材３７の磁束透過部４１との間で磁束の受け渡しが可能なように電磁コイル１７の周囲を覆っている。

この電磁石１１は、電磁コイル１７への通電によりコア１９と可動部材３７の磁束透過部４１とを磁束が透過することによって自己完結型の磁束ループを形成し、可動部材３７を付勢部材９の付勢力に抗して断続部２７の接続解除方向へ移動させる。

このように構成された断続装置１では、電磁石１１の電磁コイル１７に通電されていない状態で、可動部材３７が付勢部材９によって断続部２７の接続方向へ移動され、連動部材３３を介して断続部材７をリターンスプリング３５の付勢力に抗して断続部２７の接続方向へ移動させる。

この断続部材７の断続部２７の接続方向への移動により、断続部２７が接続され、アウタケース３とインナケース５との間の動力伝達が可能となる。

一方、断続装置１では、電磁石１１の電磁コイル１７への通電により、可動部材３７が付勢部材９の付勢力に抗して断続部２７の接続解除方向へ移動され、リターンスプリング３５によって連動部材３３を介して断続部材７が断続部２７の接続解除方向へ移動される。

この断続部材７の断続部２７の接続解除方向への移動により、断続部２７の接続が解除され、アウタケース３とインナケース５との間の動力伝達が遮断される。

このような断続装置１において、電磁石１１とベアリング１３との軸方向間には、電磁石１１及びベアリング１３と摺動可能にワッシャなどからなる環状の摺動部材１５が配置されている。

ここで、アウタケース３を回転可能に支持するベアリング１３は、アウタケース３のボス部４５の小径部４９の外周を支持しており、インナレースの軸方向端面が大径部４７と小径部４９との軸方向間に位置する段差部５１に当接することによって軸方向位置が位置決めされている。

このようなアウタケース３の大径部４７に配置された電磁石１１と小径部４９に配置されたベアリング１３との軸方向間に環状の摺動部材１５が配置されており、電磁石１１は付勢部材９によって、常時、軸方向外側（ベアリング１３側）に向けて付勢されている。

このため、従来のように、摺動部材１５を内径側でアウタケース３の大径部４７の外周上に径方向に支持させてしまうと、アウタケース３にベアリング１３が配置されていない状態で、付勢部材９の付勢力によって電磁石１１が軸方向外側に移動され、摺動部材１５も軸方向外側に移動され、摺動部材１５が大径部４７から小径部４９に脱落してしまう。

この摺動部材１５が小径部４９に脱落した状態で、小径部４９にベアリング１３を配置させてしまうと、アウタケース３の段差部５１とベアリング１３のインナレースとの軸方向間に摺動部材１５が配置されてしまい、摺動部材１５を電磁石１１とベアリング１３との軸方向間に配置させることができない恐れがあった。

そこで、摺動部材１５は、外径が電磁石１１、詳細には電磁石１１のコア１９を構成する支持部３９に対して径方向に支持されている。

電磁石１１の支持部３９には、ベアリング１３側の軸方向端面の外周側に、周方向等間隔に複数の突起部５３がベアリング１３側に向けて突設されている。

この複数の突起部５３は、摺動部材１５の外径と当接可能に配置され、摺動部材１５の径方向への移動を規制し、摺動部材１５を径方向に支持する。

このように複数の突起部５３によって摺動部材１５の外径を径方向に支持することにより、アウタケース３の小径部４９にベアリング１３が配置されていない状態で、付勢部材９の付勢力によって電磁石１１及び摺動部材１５が軸方向外側に移動しても、摺動部材１５が大径部４７から小径部４９に脱落することがない。

このため、ベアリング１３を小径部４９に配置させたとしても、摺動部材１５がアウタケース３の段差部５１とベアリング１３のインナレースとの軸方向間に配置されることがなく、摺動部材１５を電磁石１１とベアリング１３との軸方向間に確実に配置させることができる。

ここで、複数の突起部５３が設けられた支持部３９の径方向の壁部には、支持部３９を軸方向に貫通した貫通孔２１が周方向に隣り合う突起部５３，５３にわたって複数設けられている。

この貫通孔２１は、電磁石１１側からベアリング１３側にアウタケース３の軸方向に向けて見たときに、摺動部材１５の外径側を超えて、ベアリング１３に臨むように配置されている。

このように貫通孔２１を配置することにより、ベアリング１３側から電磁石１１側に向けて流れる潤滑油を貫通孔２１に導くことができ、可動部材３７の摺動部など、電磁石１１側の潤滑性を向上することができる。

ここで、貫通孔２１は、径方向の長さがコア１９と支持部３９との間で磁束の受け渡しが不能となるように設定されている。

このため、支持部３９を磁性材で形成しても、支持部３９側に磁束が流れることがなく、コア１９と可動部材３７の磁束透過部４１との磁束ループの形成を阻害せずに、断続特性に影響を与えることがない。

なお、貫通孔２１を潤滑性向上のみを目的として設ける場合には、支持部３９を非磁性材で形成してもよい。

このような断続装置１では、摺動部材１５の外径が、電磁石１１に対して径方向に支持されているので、ベアリング１３をアウタケース３に配置していない状態で、付勢部材９の付勢力によって摺動部材１５がベアリング１３側に向けて移動しても、摺動部材１５がアウタケース３のベアリング１３との軸方向の当接部である段差部５１に脱落することがない。

従って、このような断続装置１では、摺動部材１５がアウタケース３のベアリング１３との軸方向の当接部である段差部５１に脱落することがないので、アウタケース３にベアリング１３を配置させることにより、電磁石１１とベアリング１３との間に摺動部材１５を安定して配置することができる。

また、貫通孔２１は、アウタケース３の軸方向に向けて、摺動部材１５の外径側を超えて、ベアリング１３に臨んでいるので、ベアリング１３側から電磁石１１側に向けて流れる潤滑油を貫通孔２１に導くことができ、電磁石１１側の潤滑性を向上することができる。

（第２実施形態）
図７を用いて第２実施形態について説明する。

本実施の形態に係る断続装置１０１は、コア１９の貫通孔２１の径方向外側に凸部１０３が設けられている。

なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

図７に示すように、電磁石１１のコア１９を構成する支持部３９には、貫通孔２１の径方向外側に配置され、軸方向外側（ベアリング１３側）に向けて突出された凸部１０３が設けられている。

この凸部１０３は、貫通孔２１の径方向外側において、貫通孔２１と同様に、周方向に隣り合う突起部５３，５３（図１参照）にわたって複数設けられている。

このような凸部１０３は、ベアリング１３側から電磁石１１側に向けて流れる潤滑油を貫通孔２１に導き易くさせ、さらに可動部材３７の摺動部など、電磁石１１側の潤滑性を向上させている。

このような断続装置１０１では、コア１９の貫通孔２１の径方向外側に凸部１０３が設けられているので、ベアリング１３側から電磁石１１側に向けて流れる潤滑油を貫通孔２１に導き易くさせることができ、さらに電磁石１１側の潤滑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、適用される動力伝達装置がフリーランニングデフとなっているが、これに限らず、例えば、動力伝達装置をデフロック機能を有するデファレンシャル装置とし、その差動をロック状態又はアンロック状態とさせる構造に適用してもよい。

加えて、断続装置が適用される構造としては、一対の回転部材の動力伝達を断続する断続部材を有する動力伝達装置であれば、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、断続部材に設けられた断続部は、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。

１，１０１…断続装置
３…アウタケース（回転部材）
５…インナケース（回転部材）
７…断続部材
９…付勢部材
１１…電磁石
１３…ベアリング
１５…摺動部材
１７…電磁コイル
１９…コア
２１…貫通孔
１０３…凸部

Claims (3)

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の一方に軸方向移動可能かつ一体回転可能に配置され前記一対の回転部材間の動力伝達を断続する断続部材と、この断続部材を軸方向に付勢する付勢部材と、前記一方の回転部材の外周に配置され前記断続部材を軸方向に移動させ前記付勢部材によって軸方向外側に付勢された電磁石と、この電磁石の軸方向外側に隣接して配置され前記一方の回転部材を回転可能に支持するベアリングと、このベアリングと前記電磁石との軸方向間で前記一方の回転部材の外周に配置された環状の摺動部材とを備えた断続装置であって、
   前記摺動部材は、外径が前記電磁石に対して径方向に支持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、電磁コイルとコアとからなり、前記コアには、軸方向に貫通した貫通孔が設けられ、
   前記貫通孔は、前記一方の回転部材の軸方向に向けて、前記摺動部材の外径側を超えて、前記ベアリングに臨んでいることを特徴とする断続装置。
3. 請求項２記載の断続装置であって、
   前記コアは、前記貫通孔の径方向外側に凸部が設けられていることを特徴とする断続装置。

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