JP2022524863A - 噛み合い電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】可動ギアスリーブのベアリングシートとエンドカバーとの間で摩擦が生じやすいという従来の噛み合い電磁クラッチに存在する技術的課題を解決する。【解決手段】互いに噛み合って伝動する可動ギアスリーブ５と固定ギアスリーブ１２とを含み、可動ギアスリーブ５の外側に第１のエンドカバー６が、可動ギアスリーブ５の外周にベアリング１が設けられ、ベアリング１がベアリングシート７内に嵌装され、ベアリングシート７の後端に位置決め面が設けられ、第１のエンドカバー６の前端がベアリングシート７の位置決め面に合わせる鉛直平面であり、第１のエンドカバー６の前端に位置決めピン１５が設けられ、ベアリングシート７の後端に位置決め穴が位置決めピン１５に合わせて設けられ、位置決めピン１５が位置決め穴に挿入されることで、ベアリングシート７と第１のエンドカバー６との間が、相対的な回転運動が発生せずに相対的に軸方向に移動可能になるように制限される。【選択図】 図２

Description

本発明は、クラッチの技術分野に関し、特に、噛み合い電磁クラッチに関する。

噛み合い電磁クラッチが自動車で比較的広く使用されている。先行技術における一種の噛み合い電磁クラッチ構造は、図１に示すように、互いに噛み合って伝動する可動ギアスリーブ５と固定ギアスリーブ１２とを含み、固定ギアスリーブ１２の外側に固定アーマチュア１０が外装され、固定アーマチュア１０と固定ギアスリーブ１２とは、その間に隙間が設けられるとともに、位置が固定されており、固定アーマチュア１０内にソレノイドコイル１１が設けられ、可動ギアスリーブ５の外側に可動アーマチュア８が回転可能に外装されており、可動アーマチュア８が可動ギアスリーブ５と共に軸方向に沿って移動可能であり、ソレノイドコイル１１が通電されると、可動アーマチュア８が固定アーマチュア１０へ吸引され、可動ギアスリーブ５と固定ギアスリーブ１２とが噛み合うようになる。

可動ギアスリーブ５の外周にベアリング１が外装され、ベアリング１がベアリングシート７内に嵌装され、可動アーマチュア８がベアリングシート７の前端に接続され、ベアリングシート７の後端に位置決め面が設けられている。ベアリングシート７の位置決め面と第１のエンドカバー６とを位置決めして貼り合わせ、第１のエンドカバー６の前端が、ベアリングシート７の位置決め面に合わせる鉛直平面である。

ベアリング１の支持作用の下で、可動アーマチュア８が固定アーマチュア１０へ吸引された時、ベアリングシート７が可動ギアスリーブ５と共に回転することがなく、可動アーマチュア８が固定アーマチュア１０から分離された時、可動ギアスリーブ５が固定ギアスリーブ１２と噛み合わなくなるが、可動ギアスリーブ５が回転し続け、すぐに停止することはできない。可動ギアスリーブ５からベアリングシート７に伝達されるトルクが非常に小さくなっているにもかかわらず、このときベアリングシート７が可動ギアスリーブ５と共に回転するため、ベアリングシート７が第１のエンドカバー６と摩擦を生じ、第１のエンドカバー６の損傷を引き起こしやすい。

上記課題について、本発明は、位置決めピン及び位置決め穴によって、可動ギアスリーブのベアリングシートとエンドカバーとの間が、相対的な回転運動が発生せずに、相対的に軸方向に移動可能になるように可動ギアスリーブのベアリングシートとエンドカバーを制限し、両者間の摩擦を回避した噛み合い電磁クラッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明には、以下の技術案が用いられている。
本発明による噛み合い電磁クラッチは、互いに噛み合って伝動する可動ギアスリーブと固定ギアスリーブとを含み、前記可動ギアスリーブの外側に第１のエンドカバーが設けられ、前記可動ギアスリーブの外周にベアリングが設けられ、前記ベアリングがベアリングシート内に嵌装され、前記ベアリングシートの後端に位置決め面が設けられており、前記第１のエンドカバーの前端が、前記ベアリングシートの位置決め面に合わせる鉛直平面であり、前記第１のエンドカバーの前端に位置決めピンが設けられ、前記ベアリングシートの後端に位置決め穴が前記位置決めピンに合わせて設けられており、該記位置決めピンが前記位置決め穴に挿入されることで、前記ベアリングシートと前記第１のエンドカバーとの間が、相対的な回転運動が発生せずに、相対的に軸方向に移動可能になるように制限される。

また、前記位置決めピンが１つ以上設けられており、複数の前記位置決めピンが設けられた場合、前記位置決めピンが前記第１のエンドカバーの周方向に沿って設けられてもよい。

また、前記位置決めピンの後端が、前記第１のエンドカバーの前端にネジ付け固定され、前記位置決めピンの前端には、取り付け工具に合わせて前記位置決めピンを取り付けるための一字溝、十字溝又は内六角溝が設けられていてもよい。

また、前記可動ギアスリーブの外側に可動アーマチュアが外装され、前記可動アーマチュアが前記可動ギアスリーブと共に軸方向に沿って移動可能であり、前記可動アーマチュアと前記ベアリングシートとがリベットによって接続されてもよい。

また、前記ベアリングシートの外周に径方向のフランジが設けられ、前記フランジには、取付穴が前記リベットに対応して設けられていてもよい。

また、前記固定ギアスリーブの外側に固定アーマチュアが外装され、前記固定アーマチュアの前端には、前記可動アーマチュアとの吸引時に緩衝作用を果たし、前記固定アーマチュアと前記可動アーマチュアとの間に隙間を残させるための緩衝部材が設けられており、前記緩衝部材が射出成形によって前記固定アーマチュアの前端に固定されていてもよい。

また、前記緩衝部材が、前記固定アーマチュアの前端に設けられた緩衝ガスケットであるか、又は、周方向に沿って前記固定アーマチュアの前端に設けられた複数の緩衝ブロックであってもよい。

また、前記緩衝ガスケット又は緩衝ブロックが逆Ｔ字形であってもよい。

また、前記固定アーマチュア内にソレノイドコイルが設けられ、前記ソレノイドコイルが通電されると、前記可動アーマチュアが前記固定アーマチュアへ吸引され、前記可動ギアスリーブと前記固定ギアスリーブとが噛み合い、前記緩衝部材の高さは、前記可動アーマチュアと前記固定アーマチュアとの吸引後の隙間が０.１～１.５ｍｍの範囲にあるという要件を満たしてもよい。

また、前記可動ギアスリーブが、スプラインを介して第１軸に外装され、前記第１軸の軸方向に沿って移動可能であり、前記第１軸の前端に軸押さえ板が設けられ、前記軸押さえ板がスプリングを介して前記可動ギアスリーブに接続されており、前記ソレノイドコイルへの通電が切断されると、前記スプリングの弾性力により、前記可動ギアスリーブと前記固定ギアスリーブとが分離してもよい。

本発明による噛み合い電磁クラッチの利点及び有益な効果は、以下の通りである。
可動ギアスリーブのベアリングシートに１つの位置決めピンが追加され、位置決めピンの他端がエンドカバーに取り付けられており、位置決めピンの役割が、周方向での位置決め用であり、ベアリングシートとエンドカバーが回転運動をせずに、軸方向での往復移動のみを行うことを保証し、両者間の摩擦を回避した。
ベアリングシートと可動アーマチュアとの間がリベット接続方式で接続されるようにベアリングシートの設計を最適化し、緩み防止性能を向上させ、システム全体の信頼性を高めた。
射出成形の方式によって緩衝ガスケット又は緩衝ブロックを固定アーマチュア上に固定することで、生産効率が向上するとともに、緩衝ガスケット又は緩衝ブロックと可動アーマチュアとの接触面積が増加した。

先行技術における噛み合い電磁クラッチの構造模式図である。 本発明の実施例における噛み合い電磁クラッチの構造模式図である。 本発明の実施例における固定ギアスリーブの構造模式図である。 本発明の実施例における可動ギアスリーブの構造模式図である。 本発明の実施例における可動ギアスリーブと可動アーマチュアの組立模式図である。

本発明の設計思想としては、
可動ギアスリーブのベアリングシートとエンドカバーとの間で摩擦が生じてエンドカバーの損傷を引き起こしやすいという先行技術に存在する欠陥に対して、本発明は、可動ギアスリーブのベアリングシートに１つの位置決めピンが追加され、位置決めピンの他端がエンドカバーに取り付けられた噛み合い電磁クラッチを提供する。位置決めピンの役割が、周方向での位置決め用であり、ベアリングシートとエンドカバーが回転運動をせずに、軸方向での往復移動のみを行うことを保証し、両者間の摩擦を回避した。
本発明の目的、技術案及び利点がさらに明確になるように、以下、図面を参照して、本発明の実施形態をさらに詳しく説明する。

［実施例１］
図２、図３、図４、図５には、本発明の実施例１が示されており、当該実施例による噛み合い電磁クラッチは、互いに噛み合って伝動する可動ギアスリーブ５と固定ギアスリーブ１２とを含み、可動ギアスリーブ５の外側に第１のエンドカバー６が設けられ、可動ギアスリーブ５の外周にベアリング１が設けられ、ベアリング１がベアリングシート７内に嵌装され、ベアリングシート７の後端に位置決め面が設けられ、第１のエンドカバー６の前端が、ベアリングシート７の位置決め面に合わせる鉛直平面であり、第１のエンドカバー６の前端に位置決めピン１５が設けられ、ベアリングシート７の後端に位置決め穴が位置決めピン１５に合わせて設けられており、位置決めピン１５が位置決め穴に挿入されることで、ベアリングシート７と第１のエンドカバー６との間が、相対的な回転運動が発生せずに、相対的に軸方向に移動可能になるように制限され、両者間の摩擦が回避される。

可動ギアスリーブ５からベアリングシート７に伝達されるトルクが非常に小さいため、位置決めピン１５を１つだけ設ければ、ベアリングシート７を周方向で位置規制する役割を果たすことができる。

もちろん、複数の位置決めピン１５が設けられてもよい。複数の位置決めピン１５が設けられた場合、位置決めピン１５が、第１のエンドカバー６の周方向に沿って設けられ、第１のエンドカバー６の前端に均等に配置されてもよい。

図１に示すように、位置決めピン１５の後端が、第１のエンドカバー６の前端にネジ付け固定され、位置決めピン１５の前端には、取り付け工具に合わせて位置決めピン１５を取り付けるための一字溝、十字溝又は内六角溝が設けられている。

取り付け工具に合わせる溝を設けることで、位置決めピン１５の直径を大きくすることなく、ベアリングシート７の位置決め穴における位置決めピン１５の軸方向の移動を妨げないことが保証され、取り付けが便利である。

可動ギアスリーブ５の外側に可動アーマチュア８が外装され、可動アーマチュア８が可動ギアスリーブ５と共に軸方向に沿って移動可能であり、可動アーマチュア８とベアリングシート７とが、図１、図５に示すように、リベット１６によって接続される。

リベット接続方式は、先行技術におけるボルト接続方式に比べて、可動アーマチュア８とベアリングシート７との間の緩み防止性能を向上させることができ、システム全体の信頼性を高めた。

リベット１６の取り付けを容易にするために、図１に示すように、ベアリングシート７の外周に径方向のフランジが設けられ、フランジには、取付穴がリベット１６に対応して設けられている。

図１に示すように、固定ギアスリーブ１２の外側に固定アーマチュア１０が外装され、固定アーマチュア１０の前端には、可動アーマチュア８との吸引時に緩衝作用を果たし、固定アーマチュア１０と可動アーマチュア８との間に隙間を残させるための緩衝部材が設けられており、緩衝部材が射出成形によって固定アーマチュア１０の前端に固定されている。

緩衝部材によれば、固定アーマチュア１０と可動アーマチュア８との直接衝突が回避される一方で、固定ギアスリーブ１２と可動ギアスリーブ５との噛合時に固定アーマチュア１０と可動アーマチュア８との間に一定の隙間が保証され、固定アーマチュア１０と可動アーマチュア８との貼合後に残留磁気によって分離できなくなることが回避される。

本実施例において、緩衝部材が、固定アーマチュア１０の前端に設けられた緩衝ガスケット９である。射出成形の方式によって緩衝ガスケット９を固定アーマチュア１０上に固定することは、先行技術におけるボルト接続方式に比べて、生産効率を向上させるとともに、緩衝ガスケット９と可動アーマチュア１０との接触面積を増加させた。

好ましくは、緩衝ガスケット９が逆Ｔ字形であり、このようにして、緩衝ガスケット９の固定アーマチュア１０での堅固さを向上させることができる。

図１に示すように、固定アーマチュア１０内にソレノイドコイル１１が設けられており、ソレノイドコイル１１が通電されると、可動アーマチュア８が固定アーマチュア１０へ吸引され、可動ギアスリーブ５と固定ギアスリーブ１２とが噛み合い、緩衝部材の高さは、可動アーマチュア８と固定アーマチュア１０との吸引後の隙間が０.１～１.５ｍｍの範囲にあるという要件を満たす。

可動ギアスリーブ５が、スプラインを介して第１軸４に外装され、第１軸４の軸方向に沿って移動可能であり、第１軸４の前端に軸押さえ板３が設けられ、軸押さえ板３がスプリング２を介して可動ギアスリーブ５に接続されており、ソレノイドコイル１１への通電が切断されると、スプリング２の弾性力により、可動ギアスリーブ５と固定ギアスリーブ１２とが分離する。

軸押さえ板３の役割は、スプリング２を圧縮状態に保つためであり、クラッチの離接に伴ってスプリング２の圧縮量が変化し、弾性力の値も変化する。

クラッチが分離状態にある時、スプリング２の予圧縮の下で、ベアリングシート７の位置決め面が第１のエンドカバー６にくっつくため、分離状態での可動アーマチュア８の位置が決まり、可動アーマチュア８と固定アーマチュア１０との分離後の隙間が３．６～４ｍｍの範囲内とされ、この隙間によれば、ソレノイドコイル１１に通電した時に、固定アーマチュア１０が十分な吸引力を有することが保証され、可動アーマチュア８が迅速に吸引される。ソレノイドコイル１１による電磁力が、スプリング２の弾性力、及び、可動ギアスリーブ５と第１軸４との摩擦力よりも大きい場合、クラッチが分離状態から結合状態に変化する。結合状態を維持しようとする場合、ソレノイドコイル１１には、その発生する電磁力がこの時の弾性力よりも大きくなるように通電する必要がある。また、結合状態にある時、緩衝ガスケット９が可動アーマチュア８にくっつき、可動アーマチュア８と固定アーマチュア１０との吸引後の隙間が０．３～０．５ｍｍの範囲内にあることが保証される。本発明は、可動アーマチュアとエンドカバーとの間の正確な位置決めにより、クラッチの分離後に２つのアーマチュア間の隙間が予め設定された範囲内にあるようにし、クラッチの吸引時に十分な吸引力を保証し、迅速な吸引を実現している。

クラッチの吸引時に、固定アーマチュア１０上の緩衝ガスケット９が可動アーマチュア８にしっかりとくっつき、可動アーマチュア８と固定アーマチュア１０との間に相対的な回転がなく、相互に摩擦する問題が回避され、それと同時に、固定ギアスリーブ１２と可動ギアスリーブ５とが噛み合って、同期回転してトルクを伝達し、このとき、固定ギアスリーブ１２と可動ギアスリーブ５との端面歯は、歯側面のみが接触し、歯元と歯先が接触しないため、電磁力による余分な軸方向荷重が第１軸４及び第２軸１４に作用することが回避され、これら２つの軸のベアリングへの負荷が軽減される。

本実施例による噛み合い電磁クラッチは、新エネルギー自動車用電気駆動システムに適用され、構造がコンパクトで、補助実行構造がなく、操作が便利であり、当該システムが、動力トルクの伝達と遮断を制御する。本発明は、構造が単純で、組立製造性が良い。

［実施例２］
実施例１とは異なり、本実施例において、緩衝部材が、周方向に沿って固定アーマチュア１０の前端に設けられた複数の緩衝ブロックである。
好ましくは、緩衝ブロックも逆Ｔ字形であり、このようにして、緩衝ブロックの固定アーマチュア１０での堅固さを向上させることができる。
本実施例における噛み合い電磁クラッチは、他の構造が実施例１と同じであり、ここで繰り返して説明しない。

上記内容は、あくまでも本発明の具体的な実施形態であり、本発明の保護範囲はこれに限定されることなく、当分野に精通している当業者であれば、本発明によって開示された技術的範囲内で容易に想到され得るいかなる変更又は置換も、本発明の保護範囲に含まれるものとされるべきである。従って、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲に準じるべきである。

１…ベアリング、２…スプリング、３…軸押さえ板、４…第１軸、５…可動ギアスリーブ、５０１…可動ギアスリーブ端面歯、６…第１のエンドカバー、７…ベアリングシート、８…可動アーマチュア、９…緩衝ガスケット、１０…固定アーマチュア、１１…ソレノイドコイル、１２…固定ギアスリーブ、１２１…固定ギアスリーブ端面歯、１３…第２のエンドカバー、１４…第２軸、１５…位置決めピン、１６…リベット。

Claims (10)

1. 互いに噛み合って伝動する可動ギアスリーブ（５）と固定ギアスリーブ（１２）とを含み、前記可動ギアスリーブ（５）の外側に第１のエンドカバー（６）が設けられ、前記可動ギアスリーブ（５）の外周にベアリング（１）が設けられ、前記ベアリング（１）がベアリングシート（７）内に嵌装され、前記ベアリングシート（７）の後端に位置決め面が設けられており、前記第１のエンドカバー（６）の前端が、前記ベアリングシート（７）の位置決め面に合わせる鉛直平面である噛み合い電磁クラッチであって、
   前記第１のエンドカバー（６）の前端に位置決めピン（１５）が設けられ、前記ベアリングシート（７）の後端に位置決め穴が前記位置決めピン（１５）に合わせて設けられており、該位置決めピン（１５）が前記位置決め穴に挿入されることで、前記ベアリングシート（７）と前記第１のエンドカバー（６）との間が、相対的な回転運動が発生せずに、相対的に軸方向に移動可能になるように制限される、
   ことを特徴とする噛み合い電磁クラッチ。
2. 前記位置決めピン（１５）が１つ以上設けられており、複数の前記位置決めピン（１５）が設けられた場合、前記位置決めピン（１５）が前記第１のエンドカバー（６）の周方向に沿って設けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の噛み合い電磁クラッチ。
3. 前記位置決めピン（１５）の後端が、前記第１のエンドカバー（６）の前端にネジ付け固定され、前記位置決めピン（１５）の前端には、取り付け工具に合わせて前記位置決めピン（１５）を取り付けるための一字溝、十字溝又は内六角溝が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の噛み合い電磁クラッチ。
4. 前記可動ギアスリーブ（５）の外側に可動アーマチュア（８）が外装され、前記可動アーマチュア（８）が前記可動ギアスリーブ（５）と共に軸方向に沿って移動可能であり、前記可動アーマチュア（８）と前記ベアリングシート（７）とがリベット（１６）によって接続される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の噛み合い電磁クラッチ。
5. 前記ベアリングシート（７）の外周に径方向のフランジが設けられ、前記フランジには、取付穴が前記リベット（１６）に対応して設けられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の噛み合い電磁クラッチ。
6. 前記固定ギアスリーブ（１２）の外側に固定アーマチュア（１０）が外装され、前記固定アーマチュア（１０）の前端には、前記可動アーマチュア（８）との吸引時に緩衝作用を果たし、前記固定アーマチュア（１０）と可動アーマチュア（８）との間に隙間を残させるための緩衝部材が設けられており、前記緩衝部材が射出成形によって前記固定アーマチュア（１０）の前端に固定されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の噛み合い電磁クラッチ。
7. 前記緩衝部材が、前記固定アーマチュア（１０）の前端に設けられた緩衝ガスケット（９）であるか、又は、周方向に沿って前記固定アーマチュア（１０）の前端に設けられた複数の緩衝ブロックである、
   ことを特徴とする請求項６に記載の噛み合い電磁クラッチ。
8. 前記緩衝ガスケット（９）又は緩衝ブロックが逆Ｔ字形である、
   ことを特徴とする請求項７に記載の噛み合い電磁クラッチ。
9. 前記固定アーマチュア（１０）内にソレノイドコイル（１１）が設けられ、前記ソレノイドコイル（１１）が通電されると、前記可動アーマチュア（８）が前記固定アーマチュア（１０）へ吸引され、前記可動ギアスリーブ（５）と前記固定ギアスリーブ（１２）とが噛み合い、前記緩衝部材の高さは、前記可動アーマチュア（８）と前記固定アーマチュア（１０）との吸引後の隙間が０.１～１.５ｍｍの範囲にあるという要件を満たす、
   ことを特徴とする請求項６に記載の噛み合い電磁クラッチ。
10. 前記可動ギアスリーブ（５）が、スプラインを介して第１軸（４）に外装され、前記第１軸（４）の軸方向に沿って移動可能であり、前記第１軸（４）の前端に軸押さえ板（３）が設けられ、前記軸押さえ板（３）がスプリング（２）を介して前記可動ギアスリーブ（５）に接続されており、前記ソレノイドコイル（１１）への通電が切断されると、前記スプリング（２）の弾性力により、前記可動ギアスリーブ（５）と前記固定ギアスリーブ（１２）とが分離する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の噛み合い電磁クラッチ。

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