JP2018141529A - Engagement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の部材にそれぞれ形成された噛み合い歯同士が噛み合わされる係合装置に関し、特に噛み合い反力が所定値以上となると噛み合い歯同士の噛み合わせが解除される係合装置に関する。 The present invention relates to an engagement device in which meshing teeth formed on a pair of members are meshed with each other, and more particularly to an engagement device in which meshing between meshing teeth is released when the meshing reaction force exceeds a predetermined value.
従来、相対回転可能な一対の部材にそれぞれ形成された噛み合い歯同士が噛み合わされる係合装置が例えば車両に搭載されている。このような係合装置には、噛み合い反力が所定値以上となると噛み合い歯同士の噛み合わせが解除されるものがある(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an engagement device in which meshing teeth formed on a pair of relatively rotatable members are meshed, for example, is mounted on a vehicle. Among such engagement devices, there is a device in which meshing between meshing teeth is released when the meshing reaction force becomes a predetermined value or more (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の係合装置(ドグクラッチ装置)は、入力軸と一体に回転するハブと、出力軸と一体に回転するドグピースと、ハブを入力軸に対して軸方向移動させる移動機構とを有している。ハブは、入力軸に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能にスプライン嵌合された第2ハブと、第2ハブに対して軸方向移動可能かつ相対回転不能にスプライン嵌合された第1ハブとを有している。第1ハブは第2ハブの外周に配置され、第2ハブに形成された突部と第1ハブとの間には、第1ハブをドグピースに向かって付勢するコイル状のセットスプリングが配置されている。ドグピースと軸方向に向かい合う第1ハブの軸方向端面、及び第1ハブと軸方向に向かい合うドグピースの軸方向端面には、それぞれ複数の噛み合い歯としてのドグ歯が形成されている。ドグ歯は、噛み合い面が軸方向に対して傾斜した台形状(テーパ状)に形成されている。
An engagement device (dog clutch device) described in
移動機構は、通電により軸状の可動部が突出するソレノイドと、ソレノイドの可動部と共に軸方向移動するシフトロッドと、シフトロッドに結合されたシフトフォークと、シフトフォークに設けられたフォーク爪が係合する環状溝が形成された筒状のスリーブと、シフトフォークをソレノイドによる移動方向とは反対方向に付勢するリターンスプリングとを有している。スリーブは、第2ハブの軸方向一端部の外周に配置され、第2ハブを軸方向に進退移動させる。第2ハブの突部は、第1ハブとスリーブとの間の位置に設けられている。第2ハブに対する第1ハブのドグピース側への移動は、第2ハブの外周部に突出して設けられたセットリングにより規制されている。 The moving mechanism includes a solenoid in which a shaft-like movable portion protrudes when energized, a shift rod that moves in the axial direction together with the movable portion of the solenoid, a shift fork coupled to the shift rod, and a fork claw provided on the shift fork. It has a cylindrical sleeve formed with a mating annular groove and a return spring that urges the shift fork in a direction opposite to the moving direction by the solenoid. The sleeve is disposed on the outer periphery of one axial end portion of the second hub, and moves the second hub forward and backward in the axial direction. The protrusion of the second hub is provided at a position between the first hub and the sleeve. The movement of the first hub toward the dog piece side with respect to the second hub is regulated by a set ring that protrudes from the outer peripheral portion of the second hub.
移動機構によって第2ハブがドグピース側に移動すると、第1ハブのドグ歯がドグピースのドグ歯に噛み合って係合し、入力軸から出力軸にトルクが伝達される。また、この状態で第1ハブのドグ歯がドグピースのドグ歯から受ける噛み合い反力が所定値以上となると、セットスプリングが軸方向に圧縮され、第1ハブがドグピースから離間する方向に移動する。これにより、第1ハブとドグピースとの噛み合いが解除され、入力軸から出力軸にトルクが伝達されなくなる。 When the second hub moves to the dog piece side by the moving mechanism, the dog teeth of the first hub mesh with and engage with the dog teeth of the dog piece, and torque is transmitted from the input shaft to the output shaft. In this state, when the meshing reaction force received by the dog teeth of the first hub from the dog teeth of the dog piece becomes a predetermined value or more, the set spring is compressed in the axial direction, and the first hub moves away from the dog piece. As a result, the meshing between the first hub and the dog piece is released, and torque is not transmitted from the input shaft to the output shaft.
特許文献1のドグクラッチ装置では、スリーブから受ける移動力によって第2ハブがドグピース側に移動するとき、第1ハブと第2ハブとのスプライン嵌合部の摩擦抵抗や第1ハブの慣性等により、第1ハブがセットスプリングに当接するまで軸方向移動しない状態でドグピースと噛み合うおそれがある。この場合には、上記の所定値よりも小さな噛み合い反力により第1ハブとドグピースとの噛み合いが解除されてしまうこととなる。すなわち、第1ハブのドグ歯とドグピースのドグ歯との噛み合いを維持しながら入力軸から出力軸に伝達できるトルクの上限値であるリミットトルクが変動してしまう。
In the dog clutch device of
そこで、本発明は、一対の部材のそれぞれの噛み合い歯同士の係合が噛み合い反力によって解除されるときのリミットトルクの変動を抑制することが可能な係合装置を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the engagement apparatus which can suppress the fluctuation | variation of a limit torque when engagement of each meshing teeth of a pair of members is cancelled | released by meshing reaction force. .
本発明は、上記の目的を達成するため、複数の第1の噛み合い歯を有する第1の噛み合い部材と、前記複数の第1の噛み合い歯と軸方向に向かい合う複数の第2の噛み合い歯を有する第2の噛み合い部材と、前記第1の噛み合い部材を軸方向に進退移動させる移動機構と、前記第2の噛み合い部材を、前記第2の噛み合い歯が前記第1の噛み合い歯に係合可能な前進位置、及び前記前進位置よりも前記第1の噛み合い部材から離間した後退位置の間で軸方向移動可能に支持する支持部材と、前記支持部材に対して前記第2の噛み合い部材を前記前進位置に向かって付勢する弾性体からなる付勢部材とを備え、前記第2の噛み合い部材は、前記第2の噛み合い歯と前記第1の噛み合い歯との噛み合い反力によって前記後退位置に移動することにより、前記第1の噛み合い部材との係合状態が解除される、係合装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention has a first meshing member having a plurality of first meshing teeth and a plurality of second meshing teeth facing the plurality of first meshing teeth in the axial direction. A second meshing member, a moving mechanism for moving the first meshing member forward and backward in the axial direction, and the second meshing member such that the second meshing tooth is engageable with the first meshing tooth. A support member that supports an axial movement between an advance position and a retract position that is farther from the first engagement member than the advance position; and the second engagement member with respect to the support member. A biasing member made of an elastic body biasing toward the first, and the second meshing member moves to the retracted position by a meshing reaction force between the second meshing tooth and the first meshing tooth. Especially Ri, engagement between the first engagement member is released, to provide an engagement device.
本発明に係る係合装置によれば、一対の部材のそれぞれの噛み合い歯同士の係合が噛み合い反力によって解除されるときのリミットトルクの変動を抑制することが可能となる。 According to the engagement device according to the present invention, it is possible to suppress fluctuations in the limit torque when the engagement between the meshing teeth of the pair of members is released by the meshing reaction force.
[実施の形態]
本発明の実施の形態について、図1乃至図9を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
[Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, although embodiment described below is shown as a suitable specific example in implementing this invention, although there are some parts which have illustrated various technical matters that are technically preferable. The technical scope of the present invention is not limited to this specific embodiment.
図1は、本発明の実施の形態に係る係合装置が搭載された車両の駆動系の概略の構成例を示す説明図である。この車両は、内燃機関であるエンジンと、発電機としても用いられる電動モータ(モータジェネレータ)とを駆動源として有する所謂ハイブリッド車両である。本実施の形態では、車両に2つのモータジェネレータが駆動源として搭載されている。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration example of a drive system of a vehicle on which an engagement device according to an embodiment of the present invention is mounted. This vehicle is a so-called hybrid vehicle having an engine that is an internal combustion engine and an electric motor (motor generator) that is also used as a generator as drive sources. In the present embodiment, two motor generators are mounted on the vehicle as drive sources.
この車両100は、エンジンEと、第1のモータジェネレータMG1と、エンジンE及び第1のモータジェネレータMG1がそれぞれ連結された動力分配機構102と、駆動輪103に動力を出力するための出力ギヤ104と、出力ギヤ104に減速機構105を介して連結された第2のモータジェネレータMG2と、係合装置1と、係合装置1によって制動されるロータシャフト10とを、駆動機構として備えている。出力ギヤ104の動力は、差動機構106を介して左右の駆動輪103に伝達される。
The
エンジンEの動力は出力軸107を介して動力分配機構102に伝達される。出力軸107とエンジンEとの間にはダンパ108が介在し、エンジンEのトルク変動がダンパ108によって吸収される。
The power of the engine E is transmitted to the
第1のモータジェネレータMG1は、固定部材としてのケーシング9に固定されたステータ109aと、このステータ109aの内側に同軸に配置されたロータ109bとを備えている。同様に、第2のモータジェネレータMG2は、ケーシング9に固定されたステータ110aと、このステータ110aの内側に同軸に配置されたロータ110bとを備えている。ケーシング9は、車体に固定され、第1及び第2のモータジェネレータMG1,MG2、動力分配機構102、減速機構105、係合装置1、及びロータシャフト10をその内部に収容している。
The first motor generator MG1 includes a
動力分配機構102は、相互に差動回転可能な3つの要素をもつシングルピニオン型の遊星歯車機構からなり、外周面にギヤ歯を有する外歯車としてサンギヤS1と、このサンギヤS1に対して同軸に配置され、内周面にギヤ歯を有する内歯車としてのリングギヤR1と、これらギヤS1,R1に噛合する複数のピニオンギヤP1と、複数のピニオンギヤP1を自転可能かつ公転可能に保持するキャリアC1とを備えている。キャリアC1には出力軸107が、サンギヤS1にはロータシャフト10を介して第1のモータジェネレータMG1のロータ109bが、またリングギヤR1には出力ギヤ104が、それぞれ連結されている。
The
減速機構105は、相互に差動回転可能な3つの要素をもち、第2のモータジェネレータMG2の回転を減速して出力ギヤ104に伝達するシングルピニオン型の遊星歯車機構からなり、外歯車としてのサンギヤS2と、このサンギヤS2に対して同軸に配置された内歯車としてのリングギヤR2と、これらギヤS2,R2に噛合するピニオンギヤP2と、ピニオンギヤP2を自転可能かつ公転可能に保持するキャリアC2とを備えている。サンギヤS2には第2のモータジェネレータMG2のロータ110bが、リングギヤR2には出力ギヤ104がそれぞれ連結され、キャリアC2はケーシング9に固定されている。これにより、第2のモータジェネレータMG2の回転が減速されて出力ギヤ104に伝達される。
The
係合装置1は、第1のモータジェネレータMG1の非作動状態において、ロータシャフト10の回転を停止させるために用いられる。係合装置1が作動してロータシャフト10の回転が停止されることにより、動力分配機構102のサンギヤS1の空転を防ぎ、エンジンEの出力がキャリアC1、複数のピニオンギヤP1、及びリングギヤR1を介して出力ギヤ104に伝達される。
図2は、係合装置1の構成例をロータシャフト10の一部と共に示す断面図である。ケーシング9は、第1乃至第3の壁部91〜93を有し、第1の壁部91と第3の壁部93との間に係合装置1が配置されている。ロータシャフト10は、第1の壁部91に設けられた挿通孔910及び第3の壁部93に設けられた挿通孔930に挿通され、挿通孔910,930の内側に配置された玉軸受911,931によって回転可能に支持されている。図2では、第1の壁部91と第3の壁部93との間におけるロータシャフト10の一部を破断して示している。以下、ロータシャフト10の回転軸線Oに平行な方向を軸方向という。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the
係合装置1は、ロータシャフト10に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結された第1の噛み合い部材としてのスライダ2と、スライダ2と噛み合う第2の噛み合い部材としてのスリーブ3と、スリーブ3を軸方向移動可能に支持する支持部材としてのステー4と、ステー4に対してスリーブ3をスライダ2側に付勢する付勢部材としてのトルクリミットバネ5と、スライダ2をロータシャフト10に対して軸方向に進退移動させる移動機構6とを備えている。
The
スライダ2は、略円筒状の本体部20と、第1の噛み合い歯としての複数のドグ歯21と、ロータシャフト10の外周面に形成された複数のスプライン突起101にスプライン係合する複数のスプライン突起22とを一体に有している。本体部20は、一部がヨーク62の内側に配置され、ドグ歯21が形成された側の端部の外径はヨーク62の内径よりも大きくなっている。ドグ歯21は、本体部20のスリーブ3に対向する軸方向端面に形成され、スリーブ3に向かって軸方向に突出している。スプライン突起22は本体部20の内周面に形成されている。
The
スリーブ3は、環状の本体部30と、スライダ2の複数のドグ歯21と軸方向に向かい合う第2の噛み合い歯としての複数のドグ歯31と、本体部30の内周面に形成された複数のスプライン突起32とを一体に有している。スリーブ3のドグ歯31とスライダ2のドグ歯21とが互いに噛み合って係合すると、スライダ2とスリーブ3とが相対回転不能に連結される。
The sleeve 3 includes an annular
ステー4は、ロータシャフト10を挿通させる円筒状の円筒部40と、円筒部40の軸方向一端部から外方に突出した環板状のフランジ部41と、円筒部40の外周面に形成された複数のスプライン突起42とを一体に有している。ステー4のスプライン突起42には、スリーブ3のスプライン突起32が係合し、スリーブ3はステー4に対して所定の範囲内で軸方向移動可能かつ相対回転不能である。ステー4のフランジ部41は、ケーシング9の第3の壁部93に複数のボルト94によって固定されている。
The stay 4 is formed on a cylindrical
また、ステー4には、スリーブ3のスライダ2側への移動を規制する当接部としての止め輪43が設けられている。止め輪43は、例えばスナップリングからなり、円筒部40におけるフランジ部41とは反対側の端部の外周面に嵌着されている。ステー4は、スリーブ3を、そのドグ歯31がスライダ2のドグ歯21に係合可能な前進位置、及び前進位置よりもスライダ2から離間した後退位置の間で軸方向移動可能に支持している。スリーブ3は、前進位置では止め輪43に当接し、後退位置ではドグ歯31がスライダ2のドグ歯21に係合しない。
Further, the stay 4 is provided with a retaining
トルクリミットバネ5は、ステー4に対してスリーブ3を前進位置に向かって付勢する弾性体からなる。本実施の形態では、トルクリミットバネ5が軸方向に並列する複数(図2の図示例では6個)の皿バネ51からなり、スリーブ3の本体部30とステー4のフランジ部41との間に配置されている。トルクリミットバネ5は、スリーブ3が止め輪43に当接している状態で、自然長よりも軸方向に圧縮された状態にある。すなわち、トルクリミットバネ5は、スリーブ3が止め輪43に当接しているときにも、その復元力によってスリーブ3を止め輪43に押し付ける付勢力を発生する。
The torque limit spring 5 is made of an elastic body that biases the sleeve 3 toward the advance position with respect to the stay 4. In the present embodiment, the torque limit spring 5 is composed of a plurality (six in the illustrated example of FIG. 2) disc springs 51 arranged in parallel in the axial direction, and between the
移動機構6は、コイル部材61及びヨーク62を有する電磁石60と、電磁石60の磁力によって軸方向に移動するアーマチャ7と、復帰ばねとしてのリターンバネ80と、第1及び第2の軸受81,82とを有している。第1の軸受81は、アーマチャ7とスライダ2の軸方向一端部との間に配置され、第2の軸受82は、リターンバネ80とスライダ2の軸方向他端部との間に配置されている。本実施の形態では、第1及び第2の軸受81,82が、スラストころ軸受からなる。
The moving
ヨーク62は、軸方向の一方に開口620を有するU字状であり、その内部にコイル部材61を保持している。コイル部材61は、エナメル線を巻き回してなる電磁コイル611を樹脂からなる封止部材612により封止してなる。ヨーク62は、電磁コイル611の通電により発生する磁束の磁路となる。アーマチャ7は、ヨーク62と共にこの磁束の磁路を構成する。
The
本実施の形態では、電磁コイル611に通電されたとき、アーマチャ7がスライダ2をスリーブ3側に移動させ、電磁コイル611への通電が遮断されると、リターンバネ80の付勢力によってスライダ2がスリーブ3から離間する。すなわち、リターンバネ80は、電磁コイル611に通電されたときの移動方向とは反対方向にスライダ2を移動させる。アーマチャ7は、電磁コイル611に供給される励磁電流に応じた押圧力でスライダ2を軸方向に押圧する。
In the present embodiment, when the
リターンバネ80は、その軸方向の一端部がステー4に当接し、リターンバネ80の他端部は第2の軸受82に当接している。本実施の形態では、リターンバネ80が複数(図2の図示例では4個)の皿バネ801からなる。これらの皿バネ801は、ロータシャフト10を挿通させるリング状であり、軸方向に並列している。それぞれの皿バネ801は、外径側の端部同士もしくは内径側の端部同士が隣り合う皿バネ801と当接している。
One end of the
リターンバネ80は、スライダ2がスリーブ3側に移動することによって軸方向に圧縮され、その復元力によってスライダ2をスリーブ3から離間する方向に付勢する。なお、リターンバネ80を例えば複数又は単一のコイルバネによって構成してもよい。ただし、複数の皿バネ801によってリターンバネ80を構成することにより、付勢対象であるスライダ2の軸方向への移動量を確保しながら、リターンバネ80を安価で大きな付勢力を発生可能なものとすることができる。トルクリミットバネ5についても同様である。
The
アーマチャ7は、ロータシャフト10を挿通させる挿通孔700が中心部に形成された円板状の本体部70と、本体部70の一方の軸方向端面から軸方向に突出して形成された円筒状のガイド部71と、本体部70の他方の軸方向端面から軸方向に突出し、第1の壁部91に当接するボス部72とを一体に有している。ガイド部71の内側には、第1の軸受81及びスライダ2の軸方向一端部が配置されている。アーマチャ7の本体部70は、ヨーク62と軸方向に対向し、アーマチャ7が電磁石60の磁力によってヨーク62側に移動したとき、本体部70とヨーク62との間には軸方向の隙間(エアギャップ)が介在する。
The
アーマチャ7が軸方向に移動するとき、ガイド部71の外周面は、ヨーク62の内周面に嵌着された樹脂からなるスライドブッシュ63を摺動する。スライドブッシュ63の材質として、具体的には、低摩擦性及び耐摩耗性に優れたPA (ポリアミド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、POM (ポリアセタール)等を好適に用いることができる。アーマチャ7は、ガイド部71がスライドブッシュ63に当接することにより、円滑に軸方向移動可能であり、かつヨーク62に対する径方向の位置が規定されている。
When the
ヨーク62は、ケーシング9の第2の壁部92に複数のボルト95によって固定されている。また、ヨーク62の開口620には、アーマチャ7の本体部70をヨーク62から離間させる戻しバネ64が配置されている。本実施の形態では、戻しバネ64が単一の皿バネからなり、その軸方向の一端部がコイル部材61に当接し、軸方向の他端部がアーマチャ7の本体部70に当接している。戻しバネ64のバネ定数は、トルクリミットバネ5やリターンバネ80のバネ定数よりも小さく、トルクリミットバネ5及びリターンバネ80のバネ定数の例えば100分の1程度である。
The
アーマチャ7は、電磁コイル611に通電されると、本体部70がヨーク62に接近し、第1の軸受81を介してスライダ2を軸方向に押圧する。この際、アーマチャ7は、リターンバネ80に抗してスライダ2を軸方向に押圧する。また、アーマチャ7は、電磁コイル611への通電が遮断されると、戻しバネ64の付勢力によってボス部72が第1の壁部91に当接するまで、本体部70がヨーク62から離間する。これに伴い、スライダ2がリターンバネ80の付勢力によって軸方向に移動する。
When the
係合装置1は、その作動時においてロータシャフト10に衝撃的な荷重がかかっても、係合装置1や動力分配機構102に損傷が発生しないよう、ドグ歯21,31の噛み合い反力によってトルクリミットバネ5が圧縮されてスリーブ3が後退位置に移動し、スライダ2とスリーブ3との係合状態が解除されるように構成されている。また、電磁コイル611に供給される電流が所定値よりも小さい場合には、ドグ歯21,31の噛み合い反力によってスライダ2がアーマチャ7と共に軸方向に移動することにより、スライダ2とスリーブ3との係合状態が解除される。次に、この損傷防止動作の構成と原理について、図3乃至図9を参照して詳細に説明する。
The
図3は、電磁コイル611に通電され、スライダ2のドグ歯21とスリーブ3のドグ歯31とが噛み合った作動状態を示す係合装置1の部分断面図である。図4は、ドグ歯21,31の噛み合い反力によってスリーブ3が後退位置に移動し、スライダ2とスリーブ3との係合状態が解除された第1の損傷防止動作状態を示す係合装置1の部分断面図である。図5は、ドグ歯21,31の噛み合い反力によってスライダ2が移動し、スライダ2とスリーブ3との係合状態が解除された第2の損傷防止動作状態を示す係合装置1の部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the
また、図6は、スライダ2の軸方向一側の端面を示す図である。図7は、スリーブ3の軸方向一側の端面を示す図である。図8は、スライダ2のドグ歯21及びスリーブ3のドグ歯31を外周側から見た図であり、(a)はドグ歯21,31が噛み合わされた状態を、(b)はドグ歯21,31の噛み合いが解除された状態を、それぞれ示す。
FIG. 6 is a view showing an end face of the
図6に示すように、スライダ2の複数のドグ歯21は、軸方向に歯丈を有し、歯筋が回転軸線Oに対して直角となる径方向に延在する放射状に形成されている。複数のスプライン突起22の外径側には、第2の軸受82が当接する平坦な当接面20aが形成されている。それぞれのドグ歯21は、歯先面21aが平面状であり、歯先面21aの周方向両側における歯面21bがインボリュート曲線からなるインボリュート歯形を有している。
As shown in FIG. 6, the plurality of
図7に示すように、スリーブ3のドグ歯31は、スライダ2のドグ歯21と同様に、軸方向に歯丈を有し、歯筋が回転軸線Oに対して直角となる径方向に延在する放射状に形成されている。複数のスプライン突起32の外径側には、止め輪43に当接する平坦な当接面30aが形成されている。それぞれのドグ歯31は、歯先面31aが平面状であり、歯先面31aの周方向両側における歯面31bがインボリュート曲線からなるインボリュート歯形を有している。
As shown in FIG. 7, the
スライダ2の複数のドグ歯21とスリーブ3の複数のドグ歯31とは、歯丈や歯幅、及び歯数やピッチ等の諸元が共通である。また、図8に示すように、ドグ歯21,31は、歯厚が歯先面21a,31a側の先端部ほど小さくなる略台形状である。
The plurality of
図8(a)に示すように、スライダ2のドグ歯21とスリーブ3のドグ歯31とが噛み合い、スライダ2がロータシャフト10からスリーブ3に対して回転するトルク(相対回転力)を受けると、ドグ歯21,31に噛み合い反力(以下、単に「反力」という)が作用する。この反力は、スライダ2が受けるトルクが大きいほど大きくなる。
As shown in FIG. 8A, when the
図8(a)では、スライダ2のドグ歯21が受ける反力をベクトルRf2で示し、その軸方向成分をベクトルRa2、周方向成分をベクトルRc2で示している。また、図8(a)では、スリーブ3のドグ歯31が受ける反力をベクトルRf3で示し、その軸方向成分をベクトルRa3、周方向成分をベクトルRc3で示している。ベクトルRf2とベクトルRf3とは、大きさが同じで向きが互いに逆向きである。スライダ2が受けるトルクが大きくなると、スリーブ3が受ける反力の軸方向成分(ベクトルRa3)によりトルクリミットバネ5が押し返される。また、スライダ2が受ける反力の軸方向成分(ベクトルRa2)によりアーマチャ7が押し返される。
In FIG. 8 (a), it shows the reaction
スライダ2がロータシャフト10から受けるトルクが大きくなったとき、スリーブ3がトルクリミットバネ5から受ける付勢力が、スライダ2がアーマチャ7から受ける押圧力よりも小さいと、スリーブ3が後退位置に移動する。これにより、図4に示すように、ドグ歯21,31の噛み合いが解除される。また、スライダ2がアーマチャ7から受ける押圧力が、スリーブ3がトルクリミットバネ5から受ける付勢力よりも小さいと、スライダ2がスリーブ3から離間する方向に軸方向移動する。これにより、図5に示すように、ドグ歯21,31の噛み合いが解除される。
When the torque received by the
電磁コイル611に通電された状態で、ドグ歯21,31の噛み合いが反力によって解除されたとき、ドグ歯21,31は、図8(b)に示すように、それぞれの歯先面21a,31a同士が摺接する。
When the meshing of the
図9は、電磁コイル611に供給される励磁電流と、ドグ歯21,31の噛み合いが解除されるときのスライダ2に作用するトルク(リミットトルク)との関係の一例を示すグラフである。このリミットトルクは、ドグ歯21,31の噛み合いを維持しながらスライダ2にかけることが出来るトルクの上限値である。
FIG. 9 is a graph showing an example of the relationship between the excitation current supplied to the
図9に示すように、励磁電流が所定の電流値I1よりも大きい場合には、スリーブ3が受ける付勢力が、スライダ2が受ける押圧力よりも小さく、リミットトルクはトルクリミットバネ5の付勢力に応じた一定のトルク値T1となる。一方、励磁電流が電流値I1以下の場合には、リミットトルクがトルク値T1よりも小さく、励磁電流に応じた値となる。したがって、電磁コイル611に供給する励磁電流の調節により、リミットトルクを増減させることが可能である。
As shown in FIG. 9, when the exciting current is larger than the predetermined current value I 1 , the biasing force received by the sleeve 3 is smaller than the pressing force received by the
(比較例)
図10(a)及び(b)は、比較例に係る係合装置1Aを示す部分断面図である。図10(a)及び(b)において、図2等を参照して説明したものと共通する部材については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
(Comparative example)
FIGS. 10A and 10B are partial cross-sectional views showing an engaging device 1A according to a comparative example. 10 (a) and 10 (b), members that are the same as those described with reference to FIG. 2 and the like are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
係合装置1Aは、ドグ歯23及びスプライン突起24を有するスライダ2Aと、ドグ歯33及びスプライン突起34を有するスリーブ3Aと、スライダ2Aを軸方向移動可能に支持する支持部材4Aと、スライダ2Aから離間する方向へのスリーブ3Aの軸方向移動を規制する規制部材4Bと、トルクリミットバネ5Aと、電磁石60と、電磁石60の磁力によって軸方向に移動するアーマチャ7Aと、第1及び第2の軸受83,84とを有している。ドグ歯23,33は、上記した係合装置1のドグ歯21,31と同様のインボリュート歯形を有している。スリーブ3Aのスプライン突起34は、ロータシャフト10のスプライン突起101にスプライン係合している。
The engaging device 1A includes a
支持部材4Aは、円筒部44及びフランジ部45を一体に有し、フランジ部45がボルト96によって第1の壁部91に固定されている。円筒部44の外周面には複数のスプライン突起46が形成されている。このスプライン突起46には、スライダ2Aのスプライン突起24が係合する。規制部材4Bは、ロータシャフト10を挿通させる円環板状の部材であり、ボルト97によって第3の壁部93に固定されている。また、規制部材4Bは、支持部材4Aとの間にスリーブ3Aを挟み、支持部材4Aとスリーブ3Aとの間に第1の軸受83が配置され、規制部材4Bとスリーブ3Aとの間に第2の軸受84が配置されている。
The support member 4 </ b> A integrally includes a
アーマチャ7Aは、本体部73と、本体部73の一方の軸方向端面から軸方向に突出して形成されたガイド部74及びバネ保持部75と、本体部73の他方の軸方向端面から軸方向に突出し、支持部材4Aのフランジ部45に当接するボス部76とを一体に有している。ガイド部74及びバネ保持部75は共に円筒状であり、バネ保持部75がガイド部74よりも内側に形成されている。
The
アーマチャ7Aが軸方向に移動するとき、ガイド部74の外周面は、スライドブッシュ63を摺動する。ガイド部74とバネ保持部75との間の環状空間には、複数の皿バネ52からなるトルクリミットバネ5Aが配置されている。トルクリミットバネ5Aは、軸方向の一端部がアーマチャ7Aの本体部73に当接し、他端部がスライダ2Aに当接する。
When the
電磁石60の電磁コイル611に通電されると、その磁力によってアーマチャ7Aの本体部73がヨーク62に吸引され、アーマチャ7Aが軸方向に移動する。このとき、アーマチャ7Aは、トルクリミットバネ5Aを介してスライダ2Aをスリーブ3A側に弾性的に押圧する。スライダ2Aのドグ歯23は、トルクリミットバネ5Aの付勢力によってスリーブ3Aのドグ歯33と噛み合わされる。これにより、ロータシャフト10の回転が停止する。
When the
また、スリーブ3Aがロータシャフト10から受けるトルクが大きくなると、トルクリミットバネ5Aが軸方向に圧縮されてスライダ2Aが移動し、ドグ歯23,33の噛み合わせが解除される。この際、電磁コイル611に供給される励磁電流が所定値以上の場合には、トルクリミットバネ5Aが圧縮されることによりスライダ2Aが移動し、電磁コイル611に供給される励磁電流が所定値未満の場合には、スライダ2Aがアーマチャ7Aと共に軸方向に移動する。スライダ2Aがアーマチャ7Aと共に軸方向に移動するときのリミットトルク(ドグ歯23,33の噛み合いを維持しながらスリーブ3Aにかけることが出来るトルクの上限値)は、トルクリミットバネ5Aが圧縮されることによりスライダ2Aが移動する場合のリミットトルクよりも小さくなる。
When the torque that the
この比較例に係る係合装置1Aでは、電磁コイル611に通電されてスライダ2Aがスリーブ3A側に移動するとき、スライダ2Aの慣性やスプライン突起24とスプライン突起46との摩擦抵抗により、スライダ2Aのドグ歯23とスリーブ3Aのドグ歯33との噛み合わせが浅く、これらが完全に噛み合わない状態で互いに噛み合わされてしまうおそれがある。この場合には、所期の値よりも小さな噛み合い反力によりスライダ2Aのドグ歯23とスリーブ3Aのドグ歯33との噛み合いが解除されてしまうこととなる。
In the engaging device 1A according to this comparative example, when the
また、係合装置1Aは、軸方向に押圧されることにより軸方向及び径方向に変形する複数の皿バネ52によりトルクリミットバネ5Aが構成されているので、トルクリミットバネ5Aが圧縮されたときにアーマチャ7Aが皿バネ52から径方向の力を受け、この径方向の力によってガイド部74とスライドブッシュ63との摺動抵抗が大きくなるおそれがある。この場合、ドグ歯23,33の噛み合い反力によってスライダ2Aがアーマチャ7Aと共に軸方向に移動するとき、ガイド部74とスライドブッシュ63との摺動抵抗によってリミットトルクが変動しやすくなる。この結果、電磁コイル611に供給する励磁電流の調節によりリミットトルクを増減させる場合に、リミットトルクを所望の値に設定することが困難となる。
Further, in the engaging device 1A, when the
(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、アーマチャ7がスライダ2を移動させるとき、バネ等の弾性体を介することなくスライダ2を押圧するので、スライダ2の慣性等にかかわらず、確実にスライダ2のドグ歯21とスリーブ3のドグ歯31とを噛み合わせることができる。特に本実施の形態では、スリーブ3が止め輪43に当接しているときにも、トルクリミットバネ5がスリーブ3を止め輪43に押し付ける付勢力を発生するので、この効果がより確実に奏される。
(Operation and effect of the embodiment)
According to the embodiment described above, when the
また、本実施の形態では、アーマチャ7が皿バネから径方向の力を受けることがないので、アーマチャ7のガイド部71がスライドブッシュ63によって円滑に軸方向に案内される。これにより、例えば比較例に係る係合装置1Aのように、スライドブッシュ63との摺動抵抗によってリミットトルクが変動してしまうことが抑制される。
Further, in the present embodiment, the
(付記)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
(Appendix)
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, these embodiment does not limit the invention which concerns on a claim. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、係合装置1を車両100の駆動系に用いた場合について説明したが、例えば工作機械等の他の機器に係合装置1を用いることも可能である。
Further, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the
また、上記の実施の形態では、回転部材であるロータシャフト10のケーシング9に対する回転を停止させるために係合装置1を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば同軸上で相対回転可能な一対の回転部材をトルク伝達可能に連結するために本発明に係る係合装置を用いてもよい。この場合、本発明の第1の噛み合い部材が一対の回転部材のうち一方の回転部材に対応し、第2の噛み合い部材が他方の回転部材に対応する。
In the above-described embodiment, the case where the
1…係合装置 2…スライダ(第1の噛み合い部材)
21…ドグ歯(第1の噛み合い歯) 3…スリーブ(第2の噛み合い部材)
31…ドグ歯(第2の噛み合い歯) 4…ステー(支持部材)
5…トルクリミットバネ(付勢部材) 6…移動機構
60…電磁石 611…電磁コイル
62…ヨーク 7…アーマチャ
80…リターンバネ(復帰ばね)
DESCRIPTION OF
21 ... Dog teeth (first meshing teeth) 3 ... Sleeve (second meshing members)
31 ... Dog teeth (second meshing teeth) 4 ... Stay (supporting member)
5 ... Torque limit spring (biasing member) 6 ... Moving
Claims (4)
前記複数の第1の噛み合い歯と軸方向に向かい合う複数の第2の噛み合い歯を有する第2の噛み合い部材と、
前記第1の噛み合い部材を軸方向に進退移動させる移動機構と、
前記第2の噛み合い部材を、前記第2の噛み合い歯が前記第1の噛み合い歯に係合可能な前進位置、及び前記前進位置よりも前記第1の噛み合い部材から離間した後退位置の間で軸方向移動可能に支持する支持部材と、
前記支持部材に対して前記第2の噛み合い部材を前記前進位置に向かって付勢する弾性体からなる付勢部材とを備え、
前記第2の噛み合い部材は、前記第2の噛み合い歯と前記第1の噛み合い歯との噛み合い反力によって前記後退位置に移動することにより、前記第1の噛み合い部材との係合状態が解除される、
係合装置。 A first meshing member having a plurality of first meshing teeth;
A second meshing member having a plurality of second meshing teeth facing the plurality of first meshing teeth in the axial direction;
A moving mechanism for moving the first meshing member forward and backward in the axial direction;
The second meshing member is pivoted between a forward position where the second meshing tooth can be engaged with the first meshing tooth and a retracted position which is farther from the first meshing member than the forward position. A support member that is movably supported, and
An urging member made of an elastic body that urges the second engagement member toward the advance position with respect to the support member;
The second meshing member is moved to the retracted position by the meshing reaction force between the second meshing tooth and the first meshing tooth, so that the engaged state with the first meshing member is released. The
Engagement device.
請求項1に記載の係合装置。 The moving mechanism includes an electromagnetic coil and an electromagnet having a yoke serving as a magnetic path of magnetic flux generated by energization of the electromagnetic coil, and an armature that moves by the magnetic force of the electromagnet, and the armature is supplied to the electromagnetic coil. Pressing the first meshing member in the axial direction with a pressing force according to the excitation current
The engagement device according to claim 1.
前記アーマチャは、前記電磁コイルに通電されたとき、前記復帰ばねに抗して前記第1噛み合い部材を押圧する、
請求項2に記載の係合装置。 The moving mechanism has a return spring that moves the first meshing member in a direction opposite to a moving direction when the electromagnetic coil is energized;
The armature presses the first meshing member against the return spring when the electromagnetic coil is energized;
The engagement device according to claim 2.
前記付勢部材は、前記第2の噛み合い部材が前記当接部に当接しているときにも、前記第2の噛み合い部材を前記当接部に押し付ける付勢力を発生する、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の係合装置。 The support member is provided with an abutting portion that abuts on the second meshing member at the advance position and regulates the movement of the second meshing member toward the first meshing member,
The biasing member generates a biasing force that presses the second engagement member against the contact portion even when the second engagement member is in contact with the contact portion.
The engagement device according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
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JP2017036760A JP2018141529A (en) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | Engagement device |
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Citations (2)
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JP2006046594A (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 | Clutch engagement/disengagement position detecting structure |
JP2014211213A (en) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | トヨタ自動車株式会社 | Power transmission device |
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