JP2018141529A - Engagement device - Google Patents

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宅野 博
Hiroshi Takuno
博 宅野
勇治 都築
Yuji Tsuzuki
勇治 都築
久保 貴裕
Takahiro Kubo
貴裕 久保
智仁 大野
Tomohito Ono
智仁 大野
洋人 橋本
Hiroto Hashimoto
洋人 橋本
木村 浩章
Hiroaki Kimura
浩章 木村
拓也 井口
Takuya Iguchi
拓也 井口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engagement device capable of suppressing a variation in the limit torque when the engagement teeth of one of a pair of members disengage from those of the other with engagement reaction force.SOLUTION: An engagement device 1 includes a slider 2 having a plurality of dog teeth 21, a sleeve 3 having a plurality of dog teeth 31 facing the plurality of dog teeth 21 in the axial direction, a movement mechanism 6 for moving the slider 2 back and forth in the axial direction, a stay 4 for supporting the sleeve 3 to be axially movable between a forward position where the dog teeth 31 can engage with the dog teeth 21 of the slider 2 and a retreat position further apart from the slider 2 than the forward position, and a torque limit spring 5 for energizing the sleeve 3 toward the forward position with respect to the stay 4. The sleeve 3, when moved to the retreat position with engagement reaction force between the dog teeth 21, 31, is released from the engagement with the slider 2.SELECTED DRAWING: Figure 2

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 Patent Document 1 includes a hub that rotates integrally with an input shaft, a dog piece that rotates integrally with an output shaft, and a moving mechanism that moves the hub in the axial direction with respect to the input shaft. Have. The hub is a second hub that is spline-fitted so as to be axially movable relative to the input shaft and is non-rotatable relative to the input shaft, and a first hub that is spline-fitted so as to be axially movable relative to the second hub and not relatively rotatable. And have. The first hub is disposed on the outer periphery of the second hub, and a coil-shaped set spring that biases the first hub toward the dog piece is disposed between the protrusion formed on the second hub and the first hub. Has been. On the axial end surface of the first hub facing the dog piece in the axial direction and on the axial end surface of the dog piece facing the first hub in the axial direction, dog teeth as a plurality of meshing teeth are formed. The dog teeth are formed in a trapezoidal shape (tapered shape) in which the meshing surface is inclined with respect to the axial direction.

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.

特開昭64−47622号公報JP-A-64-47622

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 Patent Document 1, when the second hub moves to the dog piece side by the moving force received from the sleeve, the friction resistance of the spline fitting portion between the first hub and the second hub, the inertia of the first hub, etc. There is a risk of meshing with the dog piece without moving axially until the first hub contacts the set spring. In this case, the mesh reaction between the first hub and the dog piece is released by a meshing reaction force smaller than the predetermined value. That is, the limit torque that is the upper limit value of the torque that can be transmitted from the input shaft to the output shaft is changed while maintaining the meshing between the dog teeth of the first hub and the dog teeth of the dog piece.

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.

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。It is explanatory drawing which shows the structural example of the outline of the drive system of the vehicle by which the engagement apparatus which concerns on embodiment of this invention is mounted. 係合装置の構成例をロータシャフトと共に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of an engagement apparatus with a rotor shaft. 電磁コイルに通電され、スライダのドグ歯とスリーブのドグ歯とが噛み合った作動状態を示す係合装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the engaging device which shows the operation state which was energized to the electromagnetic coil and the dog tooth of the slider and the dog tooth of the sleeve meshed. ドグ歯の噛み合い反力によってスリーブが後退位置に移動した第1の損傷防止動作状態を示す係合装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the engaging device which shows the 1st damage prevention operation state where the sleeve moved to the retreat position by dog dog meshing reaction force. ドグ歯の噛み合い反力によってスライダが移動した第2の損傷防止動作状態を示す係合装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the engaging device which shows the 2nd damage prevention operation state which the slider moved by meshing reaction force of dog teeth. スライダの軸方向一側の端面を示す図である。It is a figure which shows the end surface of the axial direction one side of a slider. スリーブの軸方向一側の端面を示す図である。It is a figure which shows the end surface of the axial direction one side of a sleeve. スライダのドグ歯及びスリーブのドグ歯を外周側から見た図であり、(a)はドグ歯が噛み合わされた状態を、(b)はドグ歯の噛み合いが解除された状態を、それぞれ示す。It is the figure which looked at the dog teeth of the slider and the dog teeth of the sleeve from the outer peripheral side, (a) shows a state where the dog teeth are engaged, (b) shows a state where the engagement of the dog teeth is released. 電磁コイルに供給される励磁電流とリミットトルクとの関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the exciting current supplied to an electromagnetic coil, and a limit torque. (a)及び(b)は、比較例に係る係合装置を示す部分断面図である。(A) And (b) is a fragmentary sectional view which shows the engaging apparatus which concerns on a comparative example.

[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 vehicle 100 includes an engine E, a first motor generator MG1, a power distribution mechanism 102 to which the engine E and the first motor generator MG1 are connected, and an output gear 104 for outputting power to the drive wheels 103. And a second motor generator MG2 coupled to the output gear 104 via the speed reduction mechanism 105, the engagement device 1, and the rotor shaft 10 braked by the engagement device 1 are provided as a drive mechanism. The power of the output gear 104 is transmitted to the left and right drive wheels 103 via the differential mechanism 106.

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 power distribution mechanism 102 via the output shaft 107. A damper 108 is interposed between the output shaft 107 and the engine E, and the torque fluctuation of the engine E is absorbed by the damper 108.

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 stator 109a fixed to a casing 9 as a fixing member, and a rotor 109b arranged coaxially inside the stator 109a. Similarly, the second motor generator MG2 includes a stator 110a fixed to the casing 9, and a rotor 110b arranged coaxially inside the stator 110a. The casing 9 is fixed to the vehicle body and accommodates the first and second motor generators MG1, MG2, the power distribution mechanism 102, the speed reduction mechanism 105, the engagement device 1, and the rotor shaft 10 therein.

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 power distribution mechanism 102 is composed of a single pinion type planetary gear mechanism having three elements that can rotate differentially with each other, and is coaxial with the sun gear S1 as an external gear having gear teeth on the outer peripheral surface thereof. A ring gear R1 as an internal gear disposed and having gear teeth on the inner peripheral surface, a plurality of pinion gears P1 meshing with these gears S1, R1, and a carrier C1 holding the plurality of pinion gears P1 so as to be capable of rotating and revolving. I have. Output shaft 107 is connected to carrier C1, rotor 109b of first motor generator MG1 is connected to sun gear S1 via rotor shaft 10, and output gear 104 is connected to ring gear R1.

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 speed reduction mechanism 105 has three elements that can rotate differentially with each other, and is composed of a single pinion type planetary gear mechanism that reduces the rotation of the second motor generator MG2 and transmits it to the output gear 104. A sun gear S2, a ring gear R2 as an internal gear disposed coaxially with the sun gear S2, a pinion gear P2 meshing with the gears S2 and R2, and a carrier C2 holding the pinion gear P2 so as to be rotatable and revolved. I have. The rotor 110b of the second motor generator MG2 is connected to the sun gear S2, the output gear 104 is connected to the ring gear R2, and the carrier C2 is fixed to the casing 9. Thereby, the rotation of second motor generator MG2 is decelerated and transmitted to output gear 104.

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。   Engagement device 1 is used to stop the rotation of rotor shaft 10 when first motor generator MG1 is not in operation. When the engagement device 1 is operated and the rotation of the rotor shaft 10 is stopped, the idling of the sun gear S1 of the power distribution mechanism 102 is prevented, and the output of the engine E is transmitted via the carrier C1, the plurality of pinion gears P1, and the ring gear R1. Is transmitted to the output gear 104.

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 engagement device 1 together with a part of the rotor shaft 10. The casing 9 includes first to third wall portions 91 to 93, and the engagement device 1 is disposed between the first wall portion 91 and the third wall portion 93. The rotor shaft 10 is inserted into an insertion hole 910 provided in the first wall portion 91 and an insertion hole 930 provided in the third wall portion 93, and a ball bearing 911 disposed inside the insertion holes 910 and 930. , 931 are rotatably supported. In FIG. 2, a part of the rotor shaft 10 between the first wall portion 91 and the third wall portion 93 is broken away. Hereinafter, a direction parallel to the rotation axis O of the rotor shaft 10 is referred to as an axial direction.

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 engagement device 1 includes a slider 2 as a first engagement member that is connected to the rotor shaft 10 so as to be axially movable and relatively non-rotatable, and a sleeve 3 as a second engagement member that engages with the slider 2. A stay 4 as a support member that supports the sleeve 3 so as to be movable in the axial direction, a torque limit spring 5 as a biasing member that biases the sleeve 3 toward the slider 2 with respect to the stay 4, and the slider 2 as a rotor shaft 10. And a moving mechanism 6 that moves forward and backward in the axial direction.

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 slider 2 includes a plurality of splines that are spline-engaged with a substantially cylindrical main body 20, a plurality of dog teeth 21 as first meshing teeth, and a plurality of spline protrusions 101 formed on the outer peripheral surface of the rotor shaft 10. The protrusion 22 is integrally formed. A part of the main body 20 is disposed inside the yoke 62, and the outer diameter of the end on the side where the dog teeth 21 are formed is larger than the inner diameter of the yoke 62. The dog teeth 21 are formed on the end surface in the axial direction facing the sleeve 3 of the main body 20, and project in the axial direction toward the sleeve 3. The spline protrusion 22 is formed on the inner peripheral surface of the main body portion 20.

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 main body 30, a plurality of dog teeth 31 as second meshing teeth facing the plurality of dog teeth 21 of the slider 2 in the axial direction, and a plurality of teeth formed on the inner peripheral surface of the main body 30. The spline protrusion 32 is integrally formed. When the dog teeth 31 of the sleeve 3 and the dog teeth 21 of the slider 2 are engaged with each other and engaged, the slider 2 and the sleeve 3 are connected so as not to rotate relative to each other.

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 cylindrical portion 40 through which the rotor shaft 10 is inserted, an annular plate-shaped flange portion 41 protruding outward from one axial end portion of the cylindrical portion 40, and an outer peripheral surface of the cylindrical portion 40. A plurality of spline protrusions 42 are integrally provided. The spline protrusions 42 of the sleeve 3 engage with the spline protrusions 42 of the stay 4, and the sleeve 3 can move in the axial direction within a predetermined range with respect to the stay 4 and cannot rotate relative to the stay 4. The flange portion 41 of the stay 4 is fixed to the third wall portion 93 of the casing 9 with a plurality of bolts 94.

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 ring 43 as a contact portion for restricting the movement of the sleeve 3 toward the slider 2 side. The retaining ring 43 is made of, for example, a snap ring, and is fitted on the outer peripheral surface of the end portion of the cylindrical portion 40 opposite to the flange portion 41. The stay 4 supports the sleeve 3 so that the dog teeth 31 can move in the axial direction between a forward position where the dog teeth 31 can engage with the dog teeth 21 of the slider 2 and a retracted position farther away from the slider 2 than the forward position. Yes. The sleeve 3 abuts against the retaining ring 43 at the forward movement position, and the dog teeth 31 do not engage with the dog teeth 21 of the slider 2 at the backward movement position.

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 body portion 30 of the sleeve 3 and the flange portion 41 of the stay 4. Is arranged. The torque limit spring 5 is in a state of being compressed in the axial direction rather than the natural length in a state where the sleeve 3 is in contact with the retaining ring 43. That is, even when the sleeve 3 is in contact with the retaining ring 43, the torque limit spring 5 generates a biasing force that presses the sleeve 3 against the retaining ring 43 by its restoring force.

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 mechanism 6 includes an electromagnet 60 having a coil member 61 and a yoke 62, an armature 7 that moves in the axial direction by the magnetic force of the electromagnet 60, a return spring 80 as a return spring, and first and second bearings 81 and 82. And have. The first bearing 81 is disposed between the armature 7 and one axial end of the slider 2, and the second bearing 82 is disposed between the return spring 80 and the other axial end of the slider 2. Yes. In the present embodiment, the first and second bearings 81 and 82 are thrust roller bearings.

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 yoke 62 is U-shaped having an opening 620 on one side in the axial direction, and holds the coil member 61 therein. The coil member 61 is formed by sealing an electromagnetic coil 611 formed by winding an enamel wire with a sealing member 612 made of resin. The yoke 62 serves as a magnetic path for magnetic flux generated by energization of the electromagnetic coil 611. The armature 7 forms a magnetic path of this magnetic flux together with the yoke 62.

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 electromagnetic coil 611 is energized, the armature 7 moves the slider 2 to the sleeve 3 side, and when the energization to the electromagnetic coil 611 is interrupted, the slider 2 is moved by the urging force of the return spring 80. Separate from the sleeve 3. That is, the return spring 80 moves the slider 2 in the direction opposite to the moving direction when the electromagnetic coil 611 is energized. The armature 7 presses the slider 2 in the axial direction with a pressing force corresponding to the exciting current supplied to the electromagnetic coil 611.

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 return spring 80 in the axial direction is in contact with the stay 4, and the other end of the return spring 80 is in contact with the second bearing 82. In the present embodiment, the return spring 80 is composed of a plurality of disc springs 801 (four in the illustrated example of FIG. 2). These disc springs 801 are ring-shaped through which the rotor shaft 10 is inserted, and are arranged in parallel in the axial direction. Each of the disc springs 801 is in contact with the disc springs 801 whose outer diameter side ends or inner diameter side ends are adjacent to each other.

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 return spring 80 is compressed in the axial direction when the slider 2 moves toward the sleeve 3, and urges the slider 2 in a direction away from the sleeve 3 by its restoring force. Note that the return spring 80 may be constituted by, for example, a plurality or a single coil spring. However, by constituting the return spring 80 with a plurality of disc springs 801, the return spring 80 can generate a large biasing force at a low cost while ensuring the amount of movement of the slider 2 to be biased in the axial direction. It can be. The same applies to the torque limit spring 5.

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 armature 7 includes a disc-shaped main body 70 in which an insertion hole 700 through which the rotor shaft 10 is inserted is formed at the center, and a cylindrical shape formed so as to protrude in the axial direction from one axial end surface of the main body 70. The guide portion 71 and the boss portion 72 that protrudes in the axial direction from the other axial end surface of the main body portion 70 and contacts the first wall portion 91 are integrally provided. Inside the guide part 71, the axial end part of the 1st bearing 81 and the slider 2 is arrange | positioned. The main body portion 70 of the armature 7 faces the yoke 62 in the axial direction, and when the armature 7 moves to the yoke 62 side by the magnetic force of the electromagnet 60, an axial gap (air) is formed between the main body portion 70 and the yoke 62. A gap).

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 armature 7 moves in the axial direction, the outer peripheral surface of the guide portion 71 slides on a slide bush 63 made of resin fitted to the inner peripheral surface of the yoke 62. Specifically, PA (polyamide), PET (polyethylene terephthalate), POM (polyacetal), etc. excellent in low friction and wear resistance can be suitably used as the material of the slide bush 63. The armature 7 can smoothly move in the axial direction when the guide portion 71 contacts the slide bush 63, and the radial position with respect to the yoke 62 is defined.

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 yoke 62 is fixed to the second wall portion 92 of the casing 9 with a plurality of bolts 95. A return spring 64 that separates the main body 70 of the armature 7 from the yoke 62 is disposed in the opening 620 of the yoke 62. In the present embodiment, the return spring 64 is composed of a single disc spring, and one axial end thereof is in contact with the coil member 61, and the other axial end is in contact with the main body portion 70 of the armature 7. . The spring constant of the return spring 64 is smaller than the spring constants of the torque limit spring 5 and the return spring 80, and is about 1/100 of the spring constants of the torque limit spring 5 and the return spring 80, for example.

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 armature 7 is energized to the electromagnetic coil 611, the main body portion 70 approaches the yoke 62 and presses the slider 2 in the axial direction via the first bearing 81. At this time, the armature 7 presses the slider 2 in the axial direction against the return spring 80. Further, in the armature 7, when the energization of the electromagnetic coil 611 is interrupted, the main body portion 70 is separated from the yoke 62 until the boss portion 72 contacts the first wall portion 91 by the urging force of the return spring 64. Accordingly, the slider 2 moves in the axial direction by the urging force of the return spring 80.

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 engagement device 1 is torqued by the meshing reaction force of the dog teeth 21 and 31 so that the engagement device 1 and the power distribution mechanism 102 are not damaged even if an impact load is applied to the rotor shaft 10 during operation. The limit spring 5 is compressed, the sleeve 3 is moved to the retracted position, and the engagement state between the slider 2 and the sleeve 3 is released. When the current supplied to the electromagnetic coil 611 is smaller than a predetermined value, the slider 2 moves in the axial direction together with the armature 7 by the meshing reaction force of the dog teeth 21 and 31, so that the slider 2 and the sleeve 3 The engagement state is released. Next, the configuration and principle of this damage prevention operation will be described in detail with reference to FIGS.

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 engagement device 1 showing an operating state in which the electromagnetic coil 611 is energized and the dog teeth 21 of the slider 2 and the dog teeth 31 of the sleeve 3 are engaged with each other. FIG. 4 shows the first damage prevention operation state in which the sleeve 3 is moved to the retracted position by the meshing reaction force of the dog teeth 21 and 31 and the engagement state between the slider 2 and the sleeve 3 is released. FIG. FIG. 5 is a partial sectional view of the engagement device 1 showing a second damage prevention operation state in which the slider 2 is moved by the meshing reaction force of the dog teeth 21 and 31 and the engagement state between the slider 2 and the sleeve 3 is released. FIG.

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 slider 2 on one side in the axial direction. FIG. 7 is a view showing an end surface of the sleeve 3 on one side in the axial direction. FIG. 8 is a view of the dog teeth 21 of the slider 2 and the dog teeth 31 of the sleeve 3 as seen from the outer peripheral side. FIG. 8A shows the state where the dog teeth 21 and 31 are engaged, and FIG. 8B shows the dog tooth 21. , 31 are shown in a released state.

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 dog teeth 21 of the slider 2 have a tooth height in the axial direction, and the tooth traces are formed in a radial shape extending in the radial direction perpendicular to the rotation axis O. . On the outer diameter side of the plurality of spline protrusions 22, a flat contact surface 20 a with which the second bearing 82 contacts is formed. Each dog tooth 21 has an involute tooth profile in which the tooth tip surface 21a is planar and the tooth surfaces 21b on both sides in the circumferential direction of the tooth tip surface 21a are involute curves.

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 dog teeth 31 of the sleeve 3 have a tooth height in the axial direction and the tooth traces extend in the radial direction perpendicular to the rotation axis O, similarly to the dog teeth 21 of the slider 2. It is formed radially. A flat contact surface 30 a that contacts the retaining ring 43 is formed on the outer diameter side of the plurality of spline protrusions 32. Each of the dog teeth 31 has an involute tooth profile in which the tooth tip surface 31a is planar and the tooth surfaces 31b on both sides in the circumferential direction of the tooth tip surface 31a are involute curves.

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 dog teeth 21 of the slider 2 and the plurality of dog teeth 31 of the sleeve 3 have the same specifications such as tooth height, tooth width, number of teeth and pitch. Further, as shown in FIG. 8, the dog teeth 21 and 31 have a substantially trapezoidal shape in which the tooth thickness becomes smaller at the tip portions on the side of the tooth tip surfaces 21a and 31a.

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 dog teeth 21 of the slider 2 and the dog teeth 31 of the sleeve 3 mesh with each other, and the slider 2 receives torque (relative torque) rotating from the rotor shaft 10 to the sleeve 3. A meshing reaction force (hereinafter simply referred to as “reaction force”) acts on the dog teeth 21, 31. This reaction force increases as the torque received by the slider 2 increases.

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Rfで示し、その軸方向成分をベクトルRa、周方向成分をベクトルRc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Rfで示し、その軸方向成分をベクトルRa、周方向成分をベクトルRcで示している。ベクトルRfとベクトルRf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Ra)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Ra)によりアーマチャ7が押し返される。 In FIG. 8 (a), it shows the reaction force dog teeth 21 of the slider 2 receives a vector Rf 2, which shows the axial component vector Ra 2, the circumferential direction component vector Rc 2. Further, in FIG. 8 (a), shows the reaction force dog teeth 31 of the sleeve 3 is subjected shown in vector Rf 3, the axial component vector Ra 3, the circumferential direction component in the vector Rc 3. The vector Rf 2 and the vector Rf 3 are the same in magnitude and opposite in direction. When the torque received by the slider 2 increases, the torque limit spring 5 is pushed back by the axial component (vector Ra 3 ) of the reaction force received by the sleeve 3. Further, the armature 7 is pushed back by the axial component (vector Ra 2 ) of the reaction force received by the slider 2.

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 slider 2 from the rotor shaft 10 increases, the sleeve 3 moves to the retracted position when the urging force received by the sleeve 3 from the torque limit spring 5 is smaller than the pressing force received by the slider 2 from the armature 7. . Thereby, as shown in FIG. 4, the meshing of the dog teeth 21 and 31 is released. When the pressing force received by the slider 2 from the armature 7 is smaller than the urging force received by the sleeve 3 from the torque limit spring 5, the slider 2 moves in the axial direction in a direction away from the sleeve 3. Thereby, the meshing of the dog teeth 21 and 31 is released as shown in FIG.

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 dog teeth 21 and 31 is released by the reaction force while the electromagnetic coil 611 is energized, the dog teeth 21 and 31 are respectively connected to the tooth tip surfaces 21a and 21a, as shown in FIG. 31a is in sliding contact.

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 electromagnetic coil 611 and the torque (limit torque) acting on the slider 2 when the dog teeth 21 and 31 are disengaged. This limit torque is an upper limit value of the torque that can be applied to the slider 2 while maintaining the engagement of the dog teeth 21 and 31.

図9に示すように、励磁電流が所定の電流値I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Tとなる。一方、励磁電流が電流値I以下の場合には、リミットトルクがトルク値T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 slider 2, and the limit torque is applied to the torque limit spring 5. constant the torque value T 1 corresponding to the force. On the other hand, when the excitation current is less than the current value I 1 is the limit torque is smaller than the torque value T 1, a value corresponding to the exciting current. Therefore, it is possible to increase or decrease the limit torque by adjusting the excitation current supplied to the electromagnetic coil 611.

(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 slider 2A having dog teeth 23 and spline protrusions 24, a sleeve 3A having dog teeth 33 and spline protrusions 34, a support member 4A that supports the slider 2A so as to be movable in the axial direction, and a slider 2A. A restricting member 4B for restricting the axial movement of the sleeve 3A in the separating direction, a torque limit spring 5A, an electromagnet 60, an armature 7A that moves in the axial direction by the magnetic force of the electromagnet 60, and first and second bearings. 83, 84. The dog teeth 23 and 33 have the same involute tooth profile as the dog teeth 21 and 31 of the engaging device 1 described above. The spline protrusion 34 of the sleeve 3 </ b> A is spline-engaged with the spline protrusion 101 of the rotor shaft 10.

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 cylindrical portion 44 and a flange portion 45, and the flange portion 45 is fixed to the first wall portion 91 with a bolt 96. A plurality of spline protrusions 46 are formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 44. The spline protrusions 46 of the slider 2 </ b> A engage with the spline protrusions 46. The restricting member 4 </ b> B is an annular plate-like member through which the rotor shaft 10 is inserted, and is fixed to the third wall portion 93 by a bolt 97. Further, the regulating member 4B has the sleeve 3A sandwiched between the supporting member 4A, the first bearing 83 is disposed between the supporting member 4A and the sleeve 3A, and the second between the regulating member 4B and the sleeve 3A. The bearing 84 is arranged.

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 armature 7A includes a main body portion 73, a guide portion 74 and a spring holding portion 75 that are formed so as to protrude in the axial direction from one axial end surface of the main body portion 73, and an axial direction from the other axial end surface of the main body portion 73. It has a boss portion 76 that protrudes and abuts against the flange portion 45 of the support member 4A. Both the guide part 74 and the spring holding part 75 are cylindrical, and the spring holding part 75 is formed inside the guide part 74.

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 armature 7A moves in the axial direction, the outer peripheral surface of the guide portion 74 slides on the slide bush 63. In an annular space between the guide portion 74 and the spring holding portion 75, a torque limit spring 5A including a plurality of disc springs 52 is disposed. One end of the torque limit spring 5A in the axial direction is in contact with the main body 73 of the armature 7A, and the other end is in contact with the slider 2A.

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 electromagnetic coil 611 of the electromagnet 60 is energized, the main body 73 of the armature 7A is attracted to the yoke 62 by the magnetic force, and the armature 7A moves in the axial direction. At this time, the armature 7A elastically presses the slider 2A toward the sleeve 3A via the torque limit spring 5A. The dog teeth 23 of the slider 2A are engaged with the dog teeth 33 of the sleeve 3A by the biasing force of the torque limit spring 5A. Thereby, rotation of the rotor shaft 10 stops.

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 sleeve 3A receives from the rotor shaft 10 increases, the torque limit spring 5A is compressed in the axial direction, the slider 2A moves, and the meshing of the dog teeth 23 and 33 is released. At this time, if the excitation current supplied to the electromagnetic coil 611 is equal to or greater than a predetermined value, the slider 2A moves by compressing the torque limit spring 5A, and the excitation current supplied to the electromagnetic coil 611 is less than the predetermined value. In this case, the slider 2A moves in the axial direction together with the armature 7A. The limit torque when the slider 2A moves in the axial direction together with the armature 7A (the upper limit value of the torque that can be applied to the sleeve 3A while maintaining the engagement of the dog teeth 23 and 33) is that the torque limit spring 5A is compressed. Thus, the torque becomes smaller than the limit torque when the slider 2A moves.

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 electromagnetic coil 611 is energized and the slider 2A moves to the sleeve 3A side, the slider 2A has an inertia due to the inertia of the slider 2A and the frictional resistance between the spline protrusion 24 and the spline protrusion 46. The dog teeth 23 and the dog teeth 33 of the sleeve 3A are slightly meshed with each other and may be meshed with each other in a state where they are not completely meshed. In this case, the meshing reaction force between the dog tooth 23 of the slider 2A and the dog tooth 33 of the sleeve 3A is released by a meshing reaction force smaller than the expected value.

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 torque limit spring 5A is compressed, the torque limit spring 5A is constituted by the plurality of disc springs 52 that are deformed in the axial direction and the radial direction when pressed in the axial direction. Further, the armature 7A receives a radial force from the disc spring 52, and the radial force may increase the sliding resistance between the guide portion 74 and the slide bush 63. In this case, when the slider 2 </ b> A moves in the axial direction together with the armature 7 </ b> A due to the meshing reaction force of the dog teeth 23 and 33, the limit torque is likely to fluctuate due to the sliding resistance between the guide portion 74 and the slide bush 63. As a result, when the limit torque is increased or decreased by adjusting the excitation current supplied to the electromagnetic coil 611, it is difficult to set the limit torque to a desired value.

(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 armature 7 moves the slider 2, the slider 2 is pressed without an elastic body such as a spring, so that the slider 2 can be surely connected regardless of the inertia of the slider 2. The dog teeth 21 and the dog teeth 31 of the sleeve 3 can be engaged with each other. In particular, in the present embodiment, even when the sleeve 3 is in contact with the retaining ring 43, the torque limit spring 5 generates a biasing force that presses the sleeve 3 against the retaining ring 43, so this effect can be achieved more reliably. 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 armature 7 does not receive a radial force from the disc spring, so that the guide portion 71 of the armature 7 is smoothly guided in the axial direction by the slide bush 63. Accordingly, for example, as in the engagement device 1A according to the comparative example, the limit torque is prevented from fluctuating due to the sliding resistance with the slide bush 63.

(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 engagement device 1 is used in the drive system of the vehicle 100 has been described. However, the engagement device 1 can also be used for other equipment such as a machine tool.

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 engagement device 1 is used to stop the rotation of the rotor shaft 10 that is a rotating member with respect to the casing 9 has been described. However, the present invention is not limited to this. An engaging device according to the present invention may be used to connect such a pair of rotating members so as to transmit torque. In this case, the first engaging member of the present invention corresponds to one rotating member of the pair of rotating members, and the second engaging member corresponds to the other rotating member.

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 SYMBOLS 1 ... Engagement device 2 ... Slider (1st meshing member)
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 mechanism 60 ... Electromagnet 611 ... Electromagnetic coil 62 ... Yoke 7 ... Armature 80 ... Return spring (return spring)

Claims (4)

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。
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.
前記移動機構は、電磁コイル及び前記電磁コイルの通電により発生する磁束の磁路となるヨークを有する電磁石と、前記電磁石の磁力によって移動するアーマチャとを有し、前記アーマチャが前記電磁コイルに供給される励磁電流に応じた押圧力で前記第1の噛み合い部材を軸方向に押圧する、
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.
前記移動機構は、前記第1の噛み合い部材を前記電磁コイルに通電されたときの移動方向とは反対方向に移動させる復帰ばねを有し、
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.
前記支持部材には、前記前進位置において前記第2の噛み合い部材に当接し、前記第2の噛み合い部材の前記第1噛み合い部材側への移動を規制する当接部が設けられ、
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.
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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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