JP2019163839A - 差動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヨークに支持された電磁コイルの樹脂部の外周面を摺動するアーマチャを有するアクチュエータにより、ケース部材の移動部材を移動させる構成の差動装置において、アーマチャとヨークとの接触を防ぎながらアーマチャに作用する磁力の低下を抑制することが可能な差動装置を提供する。【解決手段】差動装置１は、第１のサイドギヤ３１のデフケース２に対する回転を規制するクラッチリング５と、クラッチリング５を軸方向に移動させるアクチュエータ１０とを備える。アクチュエータ１０は、電磁コイル６１及びヨーク６２と、電磁コイル６１の外周面６１ａを摺動して軸方向に移動するアーマチャ７とを備え、ヨーク６２は、電磁コイル６１の軸方向端面６１ｃに対向する側壁部６２２を有する。側壁部６２２の外周面６２２ｂ及びアーマチャ７の円筒部７１の内周面７１ａのうち少なくとも一方の周面には、他方の周面との接触を防ぐ傾斜部が形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、ケース部材に入力された駆動力を一対の出力回転部材から差動を許容して出力可能な差動装置に関する。

従来、ケース部材に入力された駆動力を一対の出力回転部材から差動を許容して出力可能な車両用の差動装置には、アクチュエータによってケース部材内で軸方向移動可能に配置された移動部材を備え、この移動部材の移動によって差動装置の動作モードを切り替え可能なものがある。本出願人は、この種の差動装置として、特許文献１に記載のものを提案している。

特許文献１に記載の差動装置は、一対の出力回転部材としての左右のサイドギヤと、左右のサイドギヤに噛み合う複数のピニオンギヤと、ピニオンギヤを軸支するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトが係合する係合部を有する移動部材としてのスライド部材と、スライド部材を軸方向に移動させるアクチュエータとを備えている。スライド部材は、軸方向の一端部に第１の噛み合い部を有し、デフケースには、第１の噛み合い部と軸方向に向かい合う位置に第２の噛み合い部が形成されている。アクチュエータは、これら両噛み合い部が互いに噛み合う連結位置と、噛み合わない非連結位置との間でスライド部材を移動させる。

アクチュエータは、磁力を発生する電磁コイルと、電磁コイルを支持するヨークと、電磁コイルの磁力によって軸方向に移動するアーマチャとを備えている。電磁コイルは、巻線を樹脂部でモールドして断面矩形状に成形されている。ヨーク及びアーマチャは、軟磁性金属からなる。ヨークは断面Ｌ字状であり、電磁コイルの軸方向端面に対向する側壁部を有している。アーマチャは、電磁コイル及びヨークの側壁部の外側に配置された円筒部を有し、この円筒部の内周面が電磁コイルの樹脂部の外周面を摺動して軸方向に移動する。アーマチャとスライド部材との間には押圧部材が配置され、アクチュエータの移動力が押圧部材を介してスライド部材に伝達される。

特開２０１７−１８７１３７号公報

上記のように構成された車両用の差動装置は、高温環境で使用されることを考慮して電磁コイルの樹脂部の外径とアーマチャの円筒部の内径を設定する必要がある。つまり、電磁コイルの樹脂部の熱膨張率は、軟磁性金属からなるアーマチャの熱膨張率よりも高いので、高温時においてもアーマチャの円筒部の内径が電磁コイルの樹脂部の外径よりも大きくなるように、これらの寸法を設定する必要がある。

しかし、上記のように寸法を設定すると、例えば０℃以下の低温時には、電磁コイルの樹脂部とアーマチャの円筒部との間の隙間が大きくなり、電磁コイルに対してアーマチャが傾きやすくなる。そして、この傾きによってアーマチャの円筒部がヨークの側壁部の外周面に接触してしまうと、アーマチャの動きが鈍くなって動作速度が低下してしまう等の悪影響が発生してしまうおそれがある。なお、ヨークの側壁部とアーマチャの円筒部との接触は、ヨークの側壁部の外径を小さくすることで防ぐことができるが、ヨークの側壁部の外径を小さくするとアーマチャとの間の磁気抵抗が大きくなり、電磁コイルへの通電開始時においてアーマチャを初期位置から移動させる際にアーマチャに作用する磁力が弱くなってしまう。

そこで、本発明は、ヨークに支持された電磁コイルの樹脂部の外周面を摺動するアーマチャを有するアクチュエータによってケース部材内に配置された移動部材を移動させる構成の差動装置において、アーマチャとヨークとの接触を防ぎながらアーマチャに作用する磁力の低下を抑制することが可能な差動装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、駆動源の駆動力を受けて回転軸線回りに回転するケース部材、及び前記ケース部材に収容された一対の出力回転部材を含む複数の回転要素とを備え、前記ケース部材に入力された駆動力を前記一対の出力回転部材から差動を許容して出力することが可能な差動装置であって、前記ケース部材内で前記回転軸線に沿って軸方向移動可能に配置され、軸方向一方側への移動によって前記複数の回転要素のうち何れかの回転要素の前記ケース部材に対する相対回転を規制することが可能な移動部材と、前記移動部材を軸方向に移動させるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータは、巻線を樹脂部でモールドしてなる電磁コイルと、前記電磁コイルを支持するヨークと、前記電磁コイルの外周面を摺動して軸方向に移動するアーマチャとを備え、前記ヨークは、前記電磁コイルの軸方向端面に対向する側面を有する側壁部を有し、前記アーマチャは、前記電磁コイル及び前記側壁部のそれぞれの外周面に対向する内周面を有する円筒部を有し、前記側壁部の外周面及び前記円筒部の内周面のうち少なくとも一方の周面には、前記回転軸線に平行な方向に対して傾斜して、他方の周面との接触を防ぐ傾斜部が形成されている、差動装置を提供する。

本発明によれば、ヨークに支持された電磁コイルの樹脂部の外周面を摺動するアーマチャを有するアクチュエータにより、ケース部材の移動部材を移動させる構成の差動装置において、アーマチャとヨークとの接触を防ぎながらアーマチャに作用する磁力の低下を抑制することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る差動装置の構成例を示す断面図である。 差動装置の分解斜視図である。 差動装置のデフケース内部の構造を示す分解斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、クラッチリングを示す斜視図である。 （ａ）は、アクチュエータの非作動状態を示す断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）の部分拡大図である。 （ａ）は、アクチュエータの作動状態を示す断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）の部分拡大図である。 本発明の第２の実施の形態に係る差動装置のアクチュエータの一部を示す断面図であり、（ａ）は電磁コイルの非通電時の状態を、（ｂ）は電磁コイルの通電時の状態を、それぞれ示している。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図６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。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る差動装置の構成例を示す断面図である。図２は、差動装置の分解斜視図である。図３は、差動装置のデフケース内部の構造を示す分解斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、クラッチリングを示す斜視図である。図５（ａ）は、アクチュエータの非作動状態を示す断面図であり、図５（ｂ）及び（ｃ）は、図５（ａ）の部分拡大図である。図６（ａ）は、アクチュエータの作動状態を示す断面図であり、図６（ｂ）及び（ｃ）は、図６（ａ）の部分拡大図である。

この差動装置１は、エンジンや電動モータからなる車両の駆動源の駆動力を一対の駆動軸に差動を許容して配分するために用いられる。より具体的には、本実施の形態に係る差動装置１は、例えば駆動源の駆動力を左右の車輪に配分するディファレンシャル装置として用いられ、入力された駆動力を一対の駆動軸である左右のドライブシャフトに配分する。

差動装置１は、車体に固定されたデフキャリア９に支持されて回転軸線Ｏ回りに回転するケース部材としてのデフケース２と、デフケース２に収容された一対の出力回転部材としての第１及び第２のサイドギヤ３１，３２と、第１及び第２のピニオンギヤ４１，４２を互いに噛み合せてなる複数のピニオンギヤ組４０と、デフケース２内で回転軸線Ｏに沿って軸方向移動可能に配置された移動部材としてのクラッチリング５と、クラッチリング５をデフケース２に対して軸方向に移動させるアクチュエータ１０とを備える。

デフキャリア９には、アクチュエータ１０を制御するための電気信号を出力するポジションセンサ９１が取り付けられている。デフキャリア９には、ポジションセンサ９１を取り付けるための取付孔９０が設けられている。ポジションセンサ９１が出力する電気信号はコントローラ９２に送られる。コントローラ９２は、ポジションセンサ９１の電気信号に基づいてアクチュエータ１０を制御する。また、デフキャリア９には、ギヤの潤滑に適した粘度の潤滑油が封入され、差動装置１はこの潤滑油による潤滑環境下で使用される。

第１及び第２のサイドギヤ３１，３２は筒状であり、第１のサイドギヤ３１の内周面には一方の駆動軸が相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部３１０が形成され、第２のサイドギヤ３２の内周面には他方の駆動軸が相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部３２０が形成されている。

デフケース２は、鉄系合金からなり、デフキャリア９に一対の軸受９３，９４を介して回転可能に支持されている。デフケース２、第１のサイドギヤ３１、及び第２のサイドギヤ３２は、回転軸線Ｏを中心として、互いに相対回転可能に配置されている。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。

デフケース２には、各ピニオンギヤ組４０の第１のピニオンギヤ４１及び第２のピニオンギヤ４２を回転可能に保持する複数の保持孔２０が形成されている。第１のピニオンギヤ４１及び第２のピニオンギヤ４２は、回転軸線Ｏを中心として公転すると共に、それぞれの中心軸を自転軸として保持孔２０内で自転可能である。

第１及び第２のサイドギヤ３１，３２は、共通の外径を有し、外周面には複数の斜歯からなる歯車部３１１，３２１がそれぞれ形成されている。第１のサイドギヤ３１と第２のサイドギヤ３２との間には、センタワッシャ１１が配置されている。また、第１のサイドギヤ３１の側方にはサイドワッシャ１２が配置され、第２のサイドギヤ３２の側方にはサイドワッシャ１３が配置されている。

第１のピニオンギヤ４１は、長歯車部４１１と、短歯車部４１２と、長歯車部４１１と短歯車部４１２とを軸方向に連結する連結部４１３とを一体に有している。同様に、第２のピニオンギヤ４２は、長歯車部４２１と、短歯車部４２２と、長歯車部４２１と短歯車部４２２とを軸方向に連結する連結部４２３とを一体に有している。

第１のピニオンギヤ４１は、長歯車部４１１が第１のサイドギヤ３１の歯車部３１１及び第２のピニオンギヤ４２の短歯車部４２２と噛み合い、短歯車部４１２が第２のピニオンギヤ４２の長歯車部４２１と噛み合っている。第２のピニオンギヤ４２は、長歯車部４２１が第２のサイドギヤ３２の歯車部３２１及び第１のピニオンギヤ４１の短歯車部４１２と噛み合い、短歯車部４２２が第１のピニオンギヤ４１の長歯車部４１１と噛み合っている。なお、図３では、これら各歯車部の斜歯の図示を省略している。

第１及び第２のサイドギヤ３１，３２が同じ速度で回転する場合、第１及び第２のピニオンギヤ４１，４２は、保持孔２０内で自転することなくデフケース２と共に公転する。また、例えば車両の旋回時等において第１及び第２のサイドギヤ３１，３２の回転速度が異なると、第１及び第２のピニオンギヤ４１，４２が保持孔２０内で自転しながら公転する。これにより、デフケース２に入力された駆動力が第１及び第２サイドギヤ３１，３２に差動を許容して配分される。

第１及び第２のサイドギヤ３１，３２ならびに第１及び第２のピニオンギヤ４１，４２は、デフケース２内に配置され、かつデフケース２に対して回転可能な回転要素である。これら複数の回転要素のうち何れかの回転要素のデフケース２に対する回転が規制されると、第１のサイドギヤ３１と第２のサイドギヤ３２とが相対回転不能なデフロック状態となる。本実施の形態では、クラッチリング５によって第１のサイドギヤ３１のデフケース２に対する相対回転を規制する。

クラッチリング５は、デフケース２と第１のサイドギヤ３１とを相対回転不能に連結する連結位置、及びデフケース２と第１のサイドギヤ３１との相対回転を許容する非連結位置との間を軸方向に移動可能である。すなわち、クラッチリング５は、非連結位置から連結位置への軸方向一側への移動によって第１のサイドギヤ３１のデフケース２に対する相対回転を規制することが可能である。図５ではクラッチリング５が非連結位置にある状態を示し、図６ではクラッチリング５が連結位置にある状態を示している。

クラッチリング５が連結位置にあるとき、デフケース２と第１のサイドギヤ３１との差動が規制されることにより、第１及び第２のピニオンギヤ４１，４２が自転不能となり、デフケース２と第２のサイドギヤ３２との相対回転も規制される。クラッチリング５は、第１のサイドギヤ３１との間に配置された復帰ばね１４によって、非連結位置に向かって付勢されている。復帰ばね１４は、例えば皿ばねやウェーブワッシャからなる。

アクチュエータ１０は、巻線６１１を樹脂部６１２でモールドしてなる電磁コイル６１と、電磁コイル６１を支持するヨーク６２と、電磁コイル６１をヨーク６２から抜け止めすると共にヨーク６２をデフキャリア９に対して回り止めするストッパリング６３と、電磁コイル６１の外周面６１ａを摺動して軸方向に移動するアーマチャ７と、アーマチャ７と共に軸方向に移動してクラッチリング５を押圧する押圧部材８とを備えている。

電磁コイル６１は、図５（ａ）及び図６（ａ）に拡大して示すように回転軸線Ｏに沿った断面形状が矩形状であり、その中心部に巻線６１１が配置されている。電磁コイル６１の外周面６１ａ及び内周面６１ｂならびに軸方向の両端面６１ｃ，６１ｄは、樹脂部６１２によって形成されている。また、電磁コイル６１には、図２に示すように、軸方向の一端面から突出するボス部６１３が設けられ、このボス部６１３から巻線６１１に励磁電流を供給する電線６１４が導出されている。コントローラ９２は、電線６１４を介して電磁コイル６１の巻線６１１に励磁電流を供給する。この通電により発生する磁束は、主としてヨーク６２及びアーマチャ７を経路とする磁路Ｇ（図６（ａ）参照）に発生する。また、一部の磁束はヨーク６２から漏れてデフケース２を流れる。

ヨーク６２は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、電磁コイル６１の内周面６１ｂを内側から覆う円筒状の内筒部６２１と、内筒部６２１の軸方向の一端部から外方に突出して電磁コイル６１の一方の軸方向端面６１ｄに対向する側面６２２ａを有する側壁部６２２とを一体に有している。内筒部６２１の内径は、この内筒部６２１の内周面６２１ａに対向する部分のデフケース２の外径よりも僅かに大きく形成されており、デフケース２がデフキャリア９に回り止めされたヨーク６２に対して回転自在である。

内筒部６２１の内周面６２１ａには、圧入ピン１５１によってデフケース２に固定された非磁性体からなる複数（本実施の形態では３つ）のプレート１５２が嵌合する環状凹部６２１ｂが形成されている。ヨーク６２は、環状凹部６２１ｂにプレート１５２が嵌合することで、デフケース２に対する軸方向移動が規制されている。環状凹部６２１ｂの軸方向幅は、デフケース２が回転する際にヨーク６２との間で回転抵抗が発生しないように、プレート１５２の厚みよりも僅かに大きく形成されている。

ストッパリング６３は、オーステナイト系ステンレス等の非磁性金属からなり、ヨーク６２に固定される環状部６３１と、周方向の２箇所において環状部６３１から軸方向に突出する一対の突起部６３２と、突起部６３２の先端部から鋭角に折り返された折り返し部６３３とを一体に有している。環状部６３１は、電磁コイル６１の他方の軸方向端面６１ｃに対向して、ヨーク６２の内筒部６２１における側壁部６２２とは反対側の端部に固定されている。ストッパリング６３は、一対の突起部６３２がデフキャリア９に設けられた係止部９００（図１参照）に係止されて回り止めされている。デフキャリア９は、一対の突起部６３２をそれぞれ係止する２つの係止部９００を有し、図１ではこのうち一方の係止部９００を図示している。

アーマチャ７は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、電磁コイル６１の外周に配置される円筒部７１と、円筒部７１の軸方向の一端部から径方向内方に延在する円環板部７２とを一体に有している。円筒部７１の内周面７１ａは、電磁コイル６１の外周面６１ａ及びヨーク６２の側壁部６２２の外周面６２２ｂに空隙を介して対向する。円環板部７２は、電磁コイル６１の軸方向端面６１ｃ、ストッパリング６３の環状部６３１、及びヨーク６２における内筒部６２１の軸方向端面６２１ｃと軸方向に対向する。電磁コイル６１に通電されたときには、アーマチャ７の円環板部７２とヨーク６２の軸方向端面６２１ｃとの間隔が狭くなるようにアーマチャ７が移動する。この際、アーマチャ７の円筒部７１の内周面７１ａが電磁コイル６１の外周面６１ａを摺動する。

アーマチャ７の円環板部７２には、潤滑油を流動される複数（図２に示す例では１１個）の油孔７２０、電磁コイル６１のボス部６１３を挿通させる第１貫通孔７２１、及びストッパリング６３の一対の突起部６３２をそれぞれ挿通させる２つの第２貫通孔７２２が形成されている。アーマチャ７は、ストッパリング６３の突起部６３２が第２貫通孔７２２を貫通することによってデフキャリア９に対して回り止めされると共に、折り返し部６３３によってストッパリング６３から抜け止めされる。

押圧部材８は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性金属からなる板材をプレス成形してなり、アーマチャ７の円環板部７２に当接するリング状の環状当接部８１と、環状当接部８１から軸方向に延びる３つの延在部８２と、延在部８２の先端部から内方に突出してクラッチリング５に固定される固定部８３とを一体に有している。押圧部材８は、環状当接部８１がアーマチャ７の円環板部７２と摺動してデフケース２と共に回転する。円環板部７２の内径は、環状当接部８１の内径よりも小さく形成されており、円環板部７２の内径側の端部が環状当接部８１よりも径方向内方に突出している。固定部８３には、クラッチリング５との固定のための圧入ピン１６を挿通させる挿通孔８３０が形成されている。

デフケース２は、複数のネジ２００によって互いに固定された有底円筒状のケース本体２１、及びケース本体２１の開口を閉塞するケース蓋体２２とを有している。ケース本体２１は、複数のピニオンギヤ組４０を回転可能に保持する円筒状の円筒部２１１と、円筒部２１１の一端部から内方に延在する底部２１２と、ケース蓋体２２に突き当てられるフランジ部２１３とを一体に有している。円筒部２１１と底部２１２との間の角部には、電磁コイル６１及びヨーク６２が配置される環状凹部２１０が形成されている。ケース本体２１のフランジ部２１３には、図略のリングギヤが固定される。デフケース２は、リングギヤから駆動源の駆動力を受け、回転軸線Ｏを中心として回転する。

ケース本体２１の底部２１２には、図２及び図３に示すように、押圧部材８の延在部８２及び固定部８３が挿入される複数の挿通孔２１２ａが形成されている。挿通孔２１２ａは、底部２１２を軸方向に貫通している。また、挿通孔２１２ａには、後述するクラッチリング５の突部５３が挿入される。クラッチリング５は、突部５３が挿通孔２１２ａに挿入されることで、デフケース２との相対回転が規制される。本実施の形態では、３つの挿通孔２１２ａが、底部２１２の周方向に沿って等間隔に形成されている。

クラッチリング５は、図４に示すように、一方の軸方向端面５１ａに複数の椀状凹部５１０が形成された円環板状の円板部５１と、第１のサイドギヤ３１と軸方向に対向する円板部５１の他方の軸方向端面５１ｂに形成された噛み合い部５２と、円板部５１の一方の軸方向端面５１ａから軸方向に突出して形成された台形柱状の突部５３とを一体に有している。

円板部５１の一方の軸方向端面５１ａは、ケース本体２１の底部２１２と軸方向に対向する。突部５３は、ケース本体２１の底部２１２に形成された挿通孔２１２ａに一部が挿入されている。噛み合い部５２には、軸方向に突出する複数の噛み合い歯５２１が形成されている。複数の噛み合い歯５２１は、円板部５１の他方の軸方向端面５１ｂの外周側の一部に形成され、噛み合い部５２よりも内側の軸方向端面５１ｂは、復帰ばね１４が当接して非連結位置への付勢力を受ける平坦な受け面として形成されている。

第１のサイドギヤ３１には、図１に示すように、歯車部３１１よりも外周側に突出して設けられた環状壁部３１２に、クラッチリング５の複数の噛み合い歯５２１に噛み合う複数の噛み合い歯３１３が形成されている。

クラッチリング５は、押圧部材８を介してアーマチャ７に押圧されて連結位置に移動することで、噛み合い部５２の複数の噛み合い歯５２１が第１のサイドギヤ３１の複数の噛み合い歯３１３に噛み合う。これにより、差動装置１がデフロック状態となる。一方、クラッチリング５が復帰ばね１４の付勢力によって非連結位置に移動すると、噛み合い歯５２１，３１３同士の噛み合いが噛み合わなくなり、デフロック状態が解除される。

突部５３の先端面５３ｂには、圧入ピン１６が圧入される圧入孔５３１が形成されている。クラッチリング５は、押圧部材８の固定部８３に形成された挿通孔８３０を挿通した圧入ピン１６が圧入孔５３１に圧入されることで、押圧部材８と一体に軸方向移動するように固定される。

椀状凹部５１０の内面５１０ａは、ケース本体２１との相対回転によって軸方向のカム推力を発生させるカム面として形成されている。具体的には、椀状凹部５１０の内面５１０ａが、クラッチリング５の周方向に対して一方に傾斜した第１傾斜面５１０ｂと他方に傾斜した第２傾斜面５１０ｃとからなる。一方、ケース本体２１の底部２１２には、椀状凹部５１０の内面５１０ａに当接する突起２１２ｃが軸方向に突出して設けられている。本実施の形態では、この突起２１２ｃが、底部２１２に固定された球体２３によって形成されている。球体２３は、その一部が底部２１２に設けられた軸方向の窪み２１２ｄに収容されて、ケース本体２１に保持されている。ただし、突起２１２ｃを底部２１２と一体に形成してもよい。

底部２１２の挿通孔２１２ａは、周方向の幅がクラッチリング５の突部５３の周方向の幅よりも広く、デフケース２とクラッチリング５とは、挿通孔２１２ａの周方向幅と突部５３の周方向幅との差に応じた所定の角度範囲で相対回転可能である。そして、デフケース２とクラッチリング５との相対回転により底部２１２の突起２１２ｃが第１傾斜面５１０ｂ又は第２傾斜面５１０ｃに当接することで、クラッチリング５の噛み合い歯５２１と第１のサイドギヤ３１の噛み合い歯３１３との噛み合いが深くなる方向にクラッチリング５を押し付けるカム推力が発生する。

つまり、クラッチリング５は、押圧部材８から受ける押圧力による軸方向移動によって噛み合い歯５２１の先端部が第１のサイドギヤ３１の噛み合い歯３１３に噛み合うと、デフケース２に対して相対回転し、この相対回転によって発生するカム推力によって噛み合い歯５２１がより深く第１のサイドギヤ３１の噛み合い歯３１３に噛み合う。

クラッチリング５の軸方向の位置は、ポジションセンサ９１によって検出される。ポジションセンサ９１は、アーマチャ７の円環板部７２に弾性的に接触する接触子９１１と、接触子９１１を支持する支持体９１２とを有し、クラッチリング５の軸方向の位置をアーマチャ７の円環板部７２の位置によって間接的に検出する。支持体９１２は、デフキャリア９の取付孔９０に挿通されている。

コントローラ９２は、クラッチリング５を非連結位置から移動させる際には大きな電流を電磁コイル６１に供給し、クラッチリング５及び第１のサイドギヤ３１の両噛み合い歯５２１，３１３が深く噛み合う位置までクラッチリング５が移動したと判定されると、電磁コイル６１に供給する電流を小さくする。クラッチリング５は、電磁コイル６１に供給される電流が小さくなっても、カム推力によって噛み合い歯５２１が第１のサイドギヤ３１の噛み合い歯３１３に噛み合った状態が維持される。

ところで、電磁コイル６１は、樹脂部６１２の熱膨張率がアーマチャ７の熱膨張率よりも高いので、周辺温度が高温になると電磁コイル６１の外径寸法がアーマチャ７の円筒部７１の内径寸法よりも大きな割合で拡大する。したがって、アーマチャ７の円滑な軸方向移動が妨げられないように、高温環境下でも電磁コイル６１の外径寸法がアーマチャ７の円筒部７１の内径寸法よりも大きくなることがないように、それぞれの寸法を設定する必要がある。

図５及び図６では、常温時（２５℃）において電磁コイル６１とアーマチャ７とが同心状に配置されたアクチュエータ１０の状態を示しており、この状態では、電磁コイル６１の外周面６１ａとアーマチャ７の円筒部７１の内周面７１ａとの間の隙間寸法Ｄが例えば０．２ｍｍである。この隙間寸法Ｄは、電磁コイル６１及びアーマチャ７の温度が高くなると小さくなり、これらの温度が低くなると拡大する。低温時における隙間寸法Ｄは、常温時の隙間寸法Ｄの２倍以上に拡大する場合もある。

この場合、電磁コイル６１に対するアーマチャ７のガタつきが大きくなり、アーマチャ７が電磁コイル６１やヨーク６２に対して傾きやすくなる。そして、アーマチャ７の傾きが大きくなると、クラッチリング５を非連結位置から連結位置に移動させる際に、アーマチャ７の円筒部７１の端部がヨーク６２における側壁部６２２の外周面６２２ｂに接触しやすくなる。そして、アーマチャ７の円筒部７１が側壁部６２２の外周面６２２ｂに接触してしまうと、その接触箇所で磁束が短絡し、アーマチャ７の円滑な軸方向移動が妨げられてしまう。

本発明では、低温時においてアーマチャ７が傾いたとしても、アーマチャ７の円筒部７１の端部がヨーク６２における側壁部６２２の外周面６２２ｂに接触しないように、ヨーク６２における側壁部６２２の外周面６２２ｂ及びアーマチャ７における円筒部７１の内周面７１ａのうち少なくとも一方の周面に、回転軸線Ｏに平行な方向に対して傾斜して他方の周面との接触を防ぐ傾斜部を形成する。

本実施の形態では、ヨーク６２における側壁部６２２の外周面６２２ｂにこの傾斜部を形成している。より具体的には、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に拡大して示すように、ヨーク６２の側壁部６２２の外周面６２２ｂの全体が電磁コイル６１側に向かって拡径するテーパ面として形成されており、このテーパ面が傾斜部となっている。電磁コイル６１に通電されていないとき、アーマチャ７の円筒部７１の端部は、ヨーク６２の外周面６２２ｂにおける大径側（電磁コイル６１側）の端部と径方向に向かい合う。側壁部６２２の外周面６２２ｂが軸方向に対してなす角度θは、例えば１°である。なお、図５（ｂ）及び図６（ｂ）では、説明の明確化のため、この角度θを誇張して図示している。

また、ヨーク６２の側壁部６２２の外周面６２２ｂの一部を傾斜部としてもよい。この場合、側壁部６２２の外周面６２２ｂが軸方向に対して平行な平行面と、この平行面に連続して形成されたテーパ面からなり、平行面が電磁コイル６１側の一部に形成され、テーパ面が電磁コイル６１とは反対側の一部に形成される。このテーパ面は、電磁コイル６１とは反対側の端部に向かうにつれて徐々に外径が小さくなるように軸方向に対して傾斜した傾斜面である。

またさらに、本実施の形態では、アーマチャ７の円環板部７２の内径側の端部が押圧部材８の環状当接部８１よりも径方向内方に突出しており、この円環板部７２の内周面７２ａが電磁コイル６１側に向かって拡径するテーパ面である。そして、このように円環板部７２の内周面７２ａが軸方向に対して傾斜していることにより、アーマチャ７が電磁コイル６１の磁力によって軸方向に移動するとき、アーマチャ７が傾いたとしても、円環板部７２の内径側の端部がケース本体２１の底部２１２の端部に接触してしまうことが抑止されている。

なお、円環板部７２の内周面７２ａは、少なくとも一部が電磁コイル６１側に向かって拡径するテーパ面であればよく、必ずしも内周面７２ａの全体がテーパ面として形成されていなくともよい。ただし、円環板部７２の内周面７２ａの全体をテーパ面とすれば、加工が容易であると共に、円環板部７２の内径側の端部とケース本体２１の底部２１２の端部との接触を防ぎながら、これら両端部の距離を短くすることが可能となる。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、ヨーク６２における側壁部６２２の外周面６２２ｂに傾斜部を形成したことにより、アーマチャ７とヨーク６２との接触を防ぐことができる。また、側壁部６２２における大径側の端部におけるアーマチャ７の円筒部７１との径方向の間隔を小さくしても、アーマチャ７が軸方向に対して傾いたときのアーマチャ７とヨーク６２との接触を防ぐことができるので、アーマチャ７とヨーク６２との接触を防ぎながらも、アーマチャ７に作用する磁力の低下を抑制することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、アーマチャ７の円環板部７２の内径側の端部が押圧部材８の環状当接部８１よりも径方向内方に突出しており、デフケース２の回転時に環状当接部８１における円環板部７２側の面の全体が円環板部７２と摺動する。このため、環状当接部８１と円環板部７２との摺接部の摩耗が抑制され、耐久性が高まると共に、この摩耗によってポジションセンサ９１によるクラッチリング５の軸方向の位置の検出精度が低下することも抑制することができる。

またさらに、本実施の形態によれば、アーマチャ７の円環板部７２の内周面７２ａが電磁コイル６１側に向かって拡径するテーパ面であるので、円環板部７２の内径側の端部とケース本体２１の底部２１２の端部との距離を短くしても、円環板部７２の内径側の端部がケース本体２１の底部２１２の端部に接触してしまうことを抑止することができる。これにより、ヨーク６２からケース本体２１に漏れた磁束によってもアーマチャ７を軸方向に移動させることができ、クラッチリング５を軸方向移動させるアクチュエータ１０の移動力を大きくすることが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、図７を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、ヨーク６２における側壁部６２２の外周面６２２ｂにアーマチャ７とヨーク６２との接触を防ぐための傾斜部を形成した場合について説明したが、本実施の形態では、アーマチャ７における円筒部７１の内周面７１ａにアーマチャ７とヨーク６２との接触を防ぐための傾斜部が形成されている。

図７（ａ）は、電磁コイル６１に通電されず、クラッチリング５が非連結位置にある状態のアクチュエータ１０の一部を示している。図７（ｂ）は、電磁コイル６１に通電され、クラッチリング５が連結位置にある状態のアクチュエータ１０の一部を示している。なお、第２の実施の形態における差動装置は、図７（ａ）及び（ｂ）に示す部分以外は第１の実施の形態と同様に構成されている。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、アーマチャ７の円筒部７１においてヨーク６２の側壁部６２２の外周面６２２ｂと径方向に向かい合う端部の内周面７１ａには、円筒部７１の先端側（円環板部７２とは反対側）に向かって内径が拡大するテーパ面７１ｂが形成されている。テーパ面７１ｂは、側壁部６２２の外周面６２２ｂとの接触を防ぐためにアーマチャ７の円筒部７１の内周面７１ａに形成された傾斜部であり、このテーパ面７１ｂの傾斜によってアーマチャ７とヨーク６２との接触が抑止されている。

なお、図７（ａ）及び（ｂ）の図示例では、ヨーク６２の側壁部６２２の外周面６２２ｂが軸方向に対して平行な平行面であり、その外径が電磁コイル６１の外径と同等であるが、第１の実施の形態と同様に側壁部６２２の外周面６２２ｂをテーパ面としてもよい。すなわち、アーマチャ７とヨーク６２との接触を防ぐための傾斜部は、ヨーク６２における側壁部６２２の外周面６２２ｂ及びアーマチャ７における円筒部７１の内周面７１ａのうち少なくとも一方の周面に形成されていればよい。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、アーマチャ７が軸方向に対して傾いたときのアーマチャ７とヨーク６２との接触を防ぎながらも、アーマチャ７に作用する磁力の低下を抑制することが可能となる。

（付記）
以上、本発明を第１及び第２の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。

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、第１及び第２のピニオンギヤ４１，４２が回転軸線Ｏと平行に配置された差動装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、例えば上記の特許文献１に記載された差動装置のように、デフケースの回転軸線と直交するように配置されたピニオンシャフトに傘歯車からなるピニオンギヤが軸支された構成の差動装置に本発明を適用することも可能である。この場合、アクチュエータによって軸方向移動する移動部材によって、回転要素としてのピニオンシャフトのデフケースに対する相対回転が規制される。

１…差動装置 １０…アクチュエータ
２…デフケース（ケース部材） ３１…第１のサイドギヤ（出力回転部材）
３２…第２のサイドギヤ（の出力回転部材） ５…クラッチリング（移動部材）
６１…電磁コイル ６１１…巻線
６１２…樹脂部 ６１ａ…外周面
６１ｃ…軸方向端面 ６２…ヨーク
６２２…側壁部 ６２２ａ…側面
６２２ｂ…外周面（傾斜部） ７…アーマチャ
７１…円筒部 ７１ａ…内周面
７１ｂ…テーパ面（傾斜部） ７２…円環板部
７２ａ…内周面 Ｏ…回転軸線

Claims (4)

1. 駆動源の駆動力を受けて回転軸線回りに回転するケース部材、及び前記ケース部材に収容された一対の出力回転部材を含む複数の回転要素とを備え、前記ケース部材に入力された駆動力を前記一対の出力回転部材から差動を許容して出力することが可能な差動装置であって、
   前記ケース部材内で前記回転軸線に沿って軸方向移動可能に配置され、軸方向一方側への移動によって前記複数の回転要素のうち何れかの回転要素の前記ケース部材に対する相対回転を規制することが可能な移動部材と、
   前記移動部材を軸方向に移動させるアクチュエータとを備え、
   前記アクチュエータは、巻線を樹脂部でモールドしてなる電磁コイルと、前記電磁コイルを支持するヨークと、前記電磁コイルの外周面を摺動して軸方向に移動するアーマチャとを備え、
   前記ヨークは、前記電磁コイルの軸方向端面に対向する側面を有する側壁部を有し、
   前記アーマチャは、前記電磁コイル及び前記側壁部のそれぞれの外周面に対向する内周面を有する円筒部を有し、
   前記側壁部の外周面及び前記円筒部の内周面のうち少なくとも一方の周面には、前記回転軸線に平行な方向に対して傾斜して、他方の周面との接触を防ぐ傾斜部が形成されている、
   差動装置。
2. 前記ヨークの前記側壁部の外周面に前記傾斜部が形成されており、当該傾斜部が前記電磁コイル側に向かって拡径するテーパ面である、
   請求項１に記載の差動装置。
3. 前記アーマチャの前記円筒部の内周面に前記傾斜部が形成されており、当該傾斜部が前記円筒部の先端側に向かって拡径するテーパ面である、
   請求項１に記載の差動装置。
4. 前記アーマチャは、前記円筒部の端部から径方向内方に延在して前記電磁コイルの軸方向両端面のうち前記側壁部とは反対側の軸方向端面に対向する円環板部を有し、
   前記円環板部の内周面は、少なくとも一部が前記電磁コイル側に向かって拡径するテーパ面である、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の差動装置。

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