JP3361537B2 - 電磁クラッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、電磁クラッチに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】特開昭６３−１９５４４９号公報に「す
べり制限差動歯車アセンブリ」が記載されている。これ
は、電磁クラッチで差動制限を行うデファレンシャル装
置である。電磁クラッチは電磁石と多板クラッチを備
え、多板クラッチは差動機構を収納して回転するデフケ
ース内に収納されており、電磁石はデフケースを収納し
車体側に固定されたデフキャリヤの内側に支持されてい
る。アーマチャは多板クラッチの押圧部材と一体にされ
てデフケース側に配置され、電磁石がアーマチャを吸引
すると多板クラッチが締結されて差動機構の差動回転が
制限される。吸引された状態でアーマチャと電磁石との
間にはエアギャップが設けられている。又、多板クラッ
チの一部は多板クラッチを介し差動機構の差動トルクを
受けて作動するカムにより押圧され、締結力が強化され
るように構成されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の電
磁クラッチの場合、上記のエアギャップは多板クラッチ
が締結される前にアーマチャが電磁石と衝突するのを避
けるために必要なものであって、このエアギャップによ
る磁力のロスがあるから充分な差動制限力（締結力）を
得るためには電磁石を大型にしなければならない。又、
多板クラッチの摩耗に伴ってエアギャップが変化し、締
結力が大きく変動する。又、カムの動作には多板クラッ
チが介在するから締結力の制御レスポンスが悪い。 【０００４】そこで、この発明は、小型の電磁石で大き
な締結力が得られ、締結力の変動がなく、締結力の制御
レスポンスの良い電磁クラッチの提供を目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明の電磁クラッチ
は、固定部材側に回転不能に支持された電磁石と、トル
クを受けて回転する回転部材と、一側のカム部材が前記
電磁石に対面してエアギャップなしに吸引されるアーマ
チャに係合して、又は、エアギャップなしに直接吸引さ
れて固定部材側に連結されると前記回転部材のトルクを
受けてカムスラスト力を生じるカムと、このカムスラス
ト力により締結される摩擦クラッチとを備えたことを特
徴とする。 【０００６】 【作用】一側のカム部材が電磁石を介して固定部材側に
連結されると、回転部材からのトルクがカムに入力し、
カムスラスト力によって摩擦クラッチが締結される。こ
の締結力は電磁石の磁力および回転部材のトルクによっ
て調節できる。 【０００７】この構成によれば、従来例と異って、電磁
石と吸引部材との間にエアギャップを設ける必要がない
から磁力のロスがなくその上締結力はカムによって増幅
されるから、小型の電磁石で大きな締結力が得られる。
カムの作動には、従来例と異ってクラッチが介在しない
から締結力の制御レスポンスが良い。又、エアギャップ
がないからその変化による締結力の変動が生じない。 【０００８】 【実施例】図１ないし図６により一実施例の説明をす
る。図１はこの実施例を差動制限機構に用いたデファレ
ンシャル装置を示し、図６はこの装置を用いた車両の動
力系を示す。なお、左右の方向は図１〜図４での左右の
方向であり、その上方はこの車両の前方（図６の上方）
である。又、附号を附していない部材等は図示されてい
ない。 【０００９】先ず、図６によりこの動力系の構成を説明
する。 【００１０】この動力系は、エンジン１、トランスミッ
ション３、プロペラシャフト５、リヤデフ７（後輪側に
配置された図１のデファレンシャル装置）、後輪軸９，
１１、左右の後輪１３，１５、左右の前輪１７，１９な
どから構成されている。 【００１１】次に、リヤデフ７の説明をする。 【００１２】図１のように、リヤデフ７のデフケース２
１（回転部材）はベアリング２３，２３を介してキャリ
ヤ２５（固定部材）に支承されている。図６に示すよう
に、デフケース２１にはリングギヤ２７が固定され、こ
のリングギヤ２７はドライブピニオンギヤ２９と噛合っ
ている。ドライブピニオンギヤ２９はドライブピニオン
シャフト３１の後端に形成され、ドライブピニオンシャ
フト３１はプロペラシャフト５側に連結されている。 【００１３】こうして、デフケース２１はトランスミッ
ション３とプロペラシャフト５とを介してエンジン１の
駆動力により回転駆動される。 【００１４】デフケース２１の内部には左右のハブ３
３，３５が同軸配置されている。左のハブ３３は左の後
車軸９にスプライン連結され、右のハブ３５は右の後車
軸１１にスプライン連結されている。 【００１５】デフケース２１にはプラネタリーギヤ式の
差動機構３７が収納されている。差動機構３７はこの順
に噛合ったインターナルギア３９、外側のピニオンギヤ
４１、内側のピニオンギヤ４３、サンギヤ４５とを備え
ている。 【００１６】インターナルギヤ３９はデフケース２１に
形成されサンギヤ４５は左のハブ３３に形成されてい
る。各ピニオンギヤ４１，４３はそれぞれのピニオンシ
ャフト部４７，４９が一体に形成されている。各ピニオ
ンシャフト部４７，４９の両端は左右のピニオンキャリ
ヤ５１，５３にワッシヤ付きのブッシュ５５を介して支
承されている。左右のピニオンキャリヤ５１，５３は一
体に溶接されており、右のピニオンキャリヤ５３は右の
ハブ３５と一体に形成されている。 【００１７】こうして、差動機構３７が構成されてお
り、エンジン１の駆動力は、デフケース２１（インター
ナルギヤ３９）からピニオンギヤ４１，４３を介してサ
ンギヤ４５（ハブ３３）とピニオンキャリヤ５１，５３
（ハブ３５）とに分割され、ハブ３３，３５を介してそ
れぞれ後輪１３，１５側に伝達される。又、後輪間に駆
動抵抗差が生じるとピニオンギヤ４１，４３の自転と公
転とによりエンジン１の駆動力は左右各側に差動分配さ
れる。 【００１８】差動機構３７の左側にはサンギヤ４５とピ
ニオンキャリヤ５１とを連結する多板クラッチ５７（摩
擦クラッチ）が配置されている。多板クラッチ５７とデ
フケース２１との間にはワッシャ５９が配置されてい
る。 【００１９】多板クラッチ５７が締結されると、その締
結力（滑り）に応じてサンギヤ４５の回転と、ピニオン
ギヤ４１，４３の公転との差動回転が制限されて、差動
機構３７の差動制限が行われる。多板クラッチ５７の締
結力の調節により差動制限力を制限できる。多板クラッ
チ５７の締結力を充分に大きくすると差動機構５７の差
動はロックされ、多板クラッチ５７を開放すると差動は
フリーになる。 【００２０】右のピニオンキャリヤ５３の右側にはニー
ドルベアリング６１と中間リング６３とが配置されてい
る。図２に示すように、中間リング６３の右側面には複
数箇の凸部６５が形成されている。これらの凸部６５は
デフケース２１の左側壁６７に設けられた貫通孔６９に
係合している。これらの貫通孔６９にはボール７１が係
合している。 【００２１】デフケース２１の右側には、それぞれリン
グ状の、カムリング７３（一側のカム部材）とアーマチ
ャ７５と電磁石７７とが配置されている。図１のＡ−Ａ
（円周方向）断面図である図３に示すようにボール７１
と対向するカムリング７３の左側面には円周に沿って右
側へ凹むように傾斜湾曲したカム面７９が形成され、ボ
ールカム８１（カム）が構成されている。又図４に示す
ように、カムリング７３とアーマチャ７５とはカムリン
グ７３の凹部８３に係合するアーマチャ７５の凸部８５
により軸方向相対移動自在にかつ、回転方向で係合する
ように連結されている。 【００２２】電磁石７７はベアリング８７によりデフケ
ース２１の右ボス部８９上に支承されると共に、回り止
め部材９１を介してデフキャリヤ２５に相対回転不能に
連結されている。ボス部８９外周のベアリング８７の右
側には止め輪９３が装着されている。 【００２３】カムリング７３は、図４に示すように、ア
ーマチャ７５に対して凹部８３と凸部８５により係合し
ているため、電磁石７７を励磁すると、図１及び図２に
示すように、これに対面して配置されたアーマチャ７５
が吸引されカムリング７３がアーマチャ７５と電磁石７
７と回り止め部材９１とを介してデフキャリヤ２５側に
連結される。こうして、カムリング７３が固定側に連結
されて制動されるとデフケース２１のトルクがカム８１
に掛り、図３に示したように、左右のカムスラスト力９
５，９７が生じる。 【００２４】左のカムスラスト力９５はボール７１、中
間リング６３、ニードルベアリング６１、左右のピニオ
ンキャリヤ５１，５３を介して多板クラッチ５７をデフ
ケース２１（ワッシャ５９）との間で押圧して差動機構
３７の差動制限を行い、デフケース２１に入力する。右
のカムスラスト力９７はアーマチャ７５、電磁石７７、
ベアリング８７、止め輪９３を介してデフケース２１に
入力し、左のカムスラスト力９５に相殺される。 【００２５】カムスラスト力９５は電磁石７７の磁力及
びデフケース２１のトルク（エンジン出力）によって変
化する。従って、デフケース２１のトルクに応じて電磁
石７７の磁力を調節すれば差動機構３７の差動制限力を
差動フリーと差動ロックの間で制御できる。多板クラッ
チ５７の押圧力はカム８１で増幅されるからアーマチャ
７５と電磁石７７との摩擦を過大にせず充分な差動制限
力が得られる。又、アーマチャ７５と電磁石７７との滑
りがあるから、例えば差動制限の開始時や差動ロック時
の衝撃が小さく、動作が滑らかである。 【００２６】アーマチャ７５が電磁石７７に吸引された
状態では、従来例と異ってこれらの間にエアギャップが
介在しないから磁力のロスがない。これに加えてカム８
１の増幅作用により、電磁石を小型にしても充分な差動
制限力が得られる。又、エアギャップの変動による締結
力の変動から解放されて、動作が安定する。更に、カム
８１の動作には従来例と異って多板クラッチが介在しな
いから、締結力の制御レスポンスが速い。 【００２７】こうして、リヤデフ７が構成されている。 【００２８】図６の車両において、悪路などで後輪１
３，１５の一方が空転状態になっても、リヤデフ７の差
動制限力を大きくすれば他方の後輪に大きな駆動力が送
られて悪路脱出性が高く保たれる。リヤデフ７の差動制
限力を大きくすると後輪間の差動が制限されて直進安定
性が向上する。又、差動制限力を適度に緩めると円滑で
安定な旋回が行える。電磁石７７の小型化に伴ってリヤ
デフ７及びデフキャリヤ２５の小型化が可能である。 【００２９】なお、上記実施例においてカム面７９の高
低差を充分に大きくすれば、アーマチャ７５を用いずに
カムリング７３を電磁石７７で直接吸引するように構成
してもよい。 【００３０】又、図５に示すように、デフケース２１に
周方向の長穴９９を設けて押圧部材１０１を係合させ、
押圧部材１０１にもカム面１０３を設け、カムリング７
３とボール７１と押圧部材１０１とでボールカム１０５
を構成してもよい。 【００３１】又、カムはボールカムに限らない。 【００３２】 【発明の効果】この発明の電磁クラッチは、固定側の電
磁石とトルクが入力する回転部材との間にカムを設け、
そのカムスラスト力により摩擦クラッチを締結するよう
に構成したから、小型の電磁石で大きな締結力が得られ
ると共に、締結力の制御レスポンスが良く、動作が安定
する。

【図面の簡単な説明】 【図１】一実施例を用いたデファレンシャル装置の断面
図である。 【図２】図１の実施例の要部を示す分解斜視図である。 【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。 【図４】図１のＢ矢視図である。 【図５】カムの別態様を示す部分断面図である。 【図６】図１のデファレンシャル装置を用いた車両の動
力系を示すスケルトン機構図である。 【符号の説明】 ２１…デフケース（回転部材） ２５…デフキャリヤ（固定部材） ５７…多板クラッチ（摩擦クラッチ） ７３…カムリング（一側のカム部材） ７７…電磁石 ８１…ボールカム（カム） ９５…カムスラスト力 １０５…ボールカム（カム）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 固定部材側に回転不能に支持された電磁
   石と、トルクを受けて回転する回転部材と、一側のカム
   部材が前記電磁石に対面してエアギャップなしに吸引さ
   れるアーマチャに係合して、又は、エアギャップなしに
   直接吸引されて固定部材側に連結されると前記回転部材
   のトルクを受けてカムスラスト力を生じるカムと、この
   カムスラスト力により締結される摩擦クラッチとを備え
   たことを特徴とする電磁クラッチ。