JP3592752B2 - Power transmission switching device - Google Patents

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JP3592752B2
JP3592752B2 JP17770394A JP17770394A JP3592752B2 JP 3592752 B2 JP3592752 B2 JP 3592752B2 JP 17770394 A JP17770394 A JP 17770394A JP 17770394 A JP17770394 A JP 17770394A JP 3592752 B2 JP3592752 B2 JP 3592752B2
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clutch sleeve
clutch
coil
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output shaft
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公輝 萩原
宏一 内山
卓也 工藤
訓右 上村
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Nok Corp
Jidosha Buhin Kogyo Co Ltd
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Nok Corp
Jidosha Buhin Kogyo Co Ltd
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、たとえば自動車用動力取出装置等に用いられる動力伝達切換え装置に関し、特にソレノイドの電磁吸引力を利用して動力伝達の切換えを行う動力伝達切換え装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ゴミ収拾車や各種産業車両において、エンジン動力を利用して各種作業用の油圧機器等を駆動するようになっており、この動力取出しにあたって、動力の伝達を切り換える動力伝達切換え装置が用いられている。
【0003】
たとえば、特開昭59ー120520号公報に記載のものは、歯車箱に出力軸が回転自在に支持され、この出力軸外周にクラッチハブが設けられている。出力軸外周には、クラッチハブと隣接する部位に入力部材が回転自在に支持され、この入力部材外周には外スプラインが設けられている。
【0004】
出力軸外周には、上記クラッチハブと外スプラインに共に噛合可能な内スプラインを有するクラッチスリーブが軸方向に移動可能に装着されており、このクラッチスリーブはスプリングのばね力によって、クラッチハブにのみ係合し外スプラインから離脱させる方向に付勢され、通常は入力部材と出力軸間の動力伝達が遮断されている。
【0005】
そして、クラッチスリーブの切換えを、手動では無く、電磁ソレノイドによって行うようになっている。すなわち、電磁ソレノイドの電磁吸引力によって、スプリングのばね力に抗してクラッチスリーブを外スプライン側に移動させ、クラッチスリーブの内スプラインを外スプラインとクラッチハブとの両方にわたって噛合させ、入力部材の駆動力を出力軸に伝達するようになっている。
【0006】
クラッチスリーブを駆動する際には、電磁ソレノイドに電流を長時間通電する必要があるが、大電流を長時間流し続けると発熱によってソレノイドのコイルが焼き付いてしまう。そこで、この従来例では、大きな吸引力を必要とするクラッチスリーブがクラッチハブに噛合するまでの間は連続的に一定電流を流し、クラッチがつながった後はパルス電流を流して発熱を可及的に小さくしていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術の場合には、クラッチスリーブの接続後にパルス電流を流して発熱を抑えているものの、起磁力を大きくする場合には、パルス電流の間隔を短くする必要があり、結局は発熱が増大する。
【0008】
この発熱により、コイル抵抗が増大し、この直後再作動を行う場合、作動に必要な吸引力が得られない。すなわち、コイルの発熱による抵抗の変化率(R2/R1)は、銅巻線の場合、(R2/R1)=(234.5+T2)/(234.5+T1)となる。ここで、T1は発熱前の温度、T2は発熱後の温度、R1は発熱前のコイル抵抗、R1は発熱後のコイル抵抗である。
【0009】
また、発熱前の電流,吸引力をI1,F1、発熱後の電流,吸引力をI2,F2とすると、電流の変化率(I2/I1)は、(I2/I1)=(R1/R2)となる。
【0010】
吸引力は起磁力の2乗に比例するので、吸引力の変化率(F2/F1)は、(F2/F1)=(I2/I1)=(R1/R2)={(234.5+T1)/(234.5+T2)}となる。
【0011】
T1=20[°C](常温)とすると、吸引力の変化率(F2/F1)={254.5/(234.5+T2)}となる。
【0012】
この結果、コイル温度と吸引力の変化率は図3に示すような関係となる。
【0013】
発熱を抑えるため、電流を抑えて起磁力を大きくするには巻き数を大きくせざるを得ず、ソレノイドが大型化し、結果的に動力伝達切換え装置自体も大型化してしまう。
【0014】
また、パルス制御を行うための制御回路が複雑化し、コストも高くなるという問題があった。
【0015】
本発明は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ソレノイドを大型化することなく、コイルの焼き付きを防止してスムースにクラッチの切換えを可能で、かつ制御構成が簡単な動力伝達切換え装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、歯車箱と、この歯車箱に回転自在に支持される出力軸と、出力軸外周に設けられたクラッチハブと、前記出力軸外周の前記クラッチハブと隣接する部位に回転自在に支持される入力部材と、原動体外周に設けられた外スプラインと、前記クラッチハブ及び外スプラインに共に噛み合い可能な内スプラインを有するクラッチスリーブと、クラッチスリーブをクラッチハブにのみ係合し外スプラインから離脱させる方向に付勢して入力部材と出力軸間の動力伝達を遮断する付勢手段と、付勢手段の付勢力に抗してクラッチスリーブを外スプライン側に移動させて、クラッチスリーブの内スプラインを、外スプラインとクラッチハブと跨って噛合させ、入力部材の駆動力を出力軸に伝達させる電磁ソレノイドと、を備え、前記電磁ソレノイドには、クラッチスリーブを付勢手段の付勢力に抗して外スプラインとの噛合位置まで移動させる間の吸引力を得るための作動用コイルと、外スプラインとの噛合位置にて保持するだけの吸引力を得るための保持用コイルと、を設けてなることを特徴とする。
【0017】
また、クラッチスリーブを外スプラインとの噛合位置まで移動させる際には作動用コイルのみ作動用コイルと保持用コイルの両方の吸引力を利用して移動させ、クラッチスリーブを外スプラインとの噛合位置にて保持する際には保持用コイルの吸引力のみによって保持することを特徴とする。
【0018】
【作用】
本発明の電磁ソレノイド付きクラッチ装置にあっては、通常は付勢手段の付勢力によってクラッチスリーブはクラッチハブのみに噛合し入力部材の外スプラインとは離間して動力は伝達されない。入力部材が出力軸に対して空回転している。
【0019】
動力を伝達する場合には、まず、電磁ソレノイドの作動用コイルに電流を流して起磁力を発生させ、クラッチスリーブを外スプラインとの噛合位置まで移動させる。この時、保持用コイルに通電してもよいし、しなくてもよい。クラッチスリーブはクラッチハブとの噛合状態を維持しながら外スプライン側に移動する。
【0020】
そして、クラッチスリーブが外スプラインに噛合すると、作動用コイルへの通電を切って、保持用コイルの電磁吸引力のみでクラッチスリーブを保持する。
【0021】
したがって、作動用コイルへの通電は、所定時間通電した後通電を切ればよいので、たとえばタイマー等を用いることにより簡単に制御できる。
【0022】
保持用コイルへの通電を切ると、クラッチスリーブは付勢手段の付勢力によって再び入力部材の外スプラインから離脱し、クラッチハブのみとの噛合状態となる。
【0023】
【実施例】
以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。図1,図2は本発明の一実施例に係る動力伝達切換え装置を示している。図1は動力伝達遮断状態、図2は動力伝達状態を示している。
【0024】
動力伝達切換え装置1は、内部中空の歯車箱2と、この歯車箱2に回転自在に装着される出力軸3と、出力軸3外周に設けられるクラッチハブ4と、出力軸3外周のクラッチハブ4と隣接する部位に回転自在に支持される入力部材5と、入力部材5外周に設けられた外スプライン6と、クラッチハブ4及び外スプライン6に共に噛み合い可能な内スプライン7を有するクラッチスリーブ8と、クラッチスリーブ8を往復駆動するための電磁ソレノイド9と、を備えた構成となっている。
【0025】
出力軸3は、歯車箱2の軸方向両端にベアリング10,10を介して回転自在に支持され、一端が出力端11として歯車箱2外に突出している。この出力端11は先細となるテーパ形状で、継手用のフランジ12が固定され、半月キー13によって回り止めが図られている。また、歯車箱2の出力端側の開口部には、外部から歯車箱2へのダストの侵入等を防止するためのシール部材27が設けられている。
【0026】
出力軸3の歯車箱2内部に位置する部分は、出力端側の大径部14と、反出力端側の小径部15と、から構成され、大径部14外周にクラッチハブ4の歯が刻設されている。一方、小径部15外周に円環状の入力部材5が、すべり軸受16を介して回転自在に装着されている。入力部材5は大径部14とベアリング10の間に、スペーサ17を介して軸方向には移動しないように装着されている。
【0027】
入力部材5外周には、図示しない動力源側の歯車と噛合される入力歯車18と、上記出力軸3のクラッチハブ4との隣接部位に位置するクラッチ機構を構成する外スプライン6と、が設けられている。クラッチハブ4と外スプライン6は同一径,同一ピッチに構成されている。入力部材5への動力の入力は、歯車機構の他に、ベルト,チェーン等の巻き掛け伝動機構等を用いることもできる。
【0028】
クラッチスリーブ8も円環状部材で、その内周面に外スプライン6及びクラッチハブ4と噛合可能な内スプライン7が設けられている。
【0029】
このクラッチスリーブ8の外周に設けられた係合溝19には、電磁ソレノイド9によって軸方向に往復駆動されるシフトアーム20が係合している。
【0030】
シフトアーム20は、出力軸3と平行に配されるシフトロッド21にピン22によって固定されている。シフトロッド21は、その両端が、歯車箱2の両端壁に設けられたロッド支持穴23,23に摺動自在に案内支持されている。また、ロッド支持穴23のうち電磁ソレノイド9が取り付けられる側の端壁には、ロッド支持穴23から電磁ソレノイド9側への油等の漏洩をシールするためのシール部材26が設けられている。
【0031】
また、シフトロッド21の外周に位置し、シフトアーム20と歯車箱2の端壁の間には、クラッチスリーブ8をクラッチハブ4にのみ係合し外スプライン6から離脱させる方向に付勢して入力部材5と出力軸3間の動力伝達を遮断する付勢手段としてのスプリング25が軸方向に圧縮された状態で装着されている。
【0032】
このシフトロッド21の一端に、電磁ソレノイド9の可動鉄心93が連結ロッド932を介して作動連結されている。
【0033】
電磁ソレノイド9の概略構成は、固定部材としての固定鉄心92と、固定鉄心92と同軸的に対向して設けられる移動可能の可動部材としてのプランジャ93と、固定鉄心92とプランジャ93を取り囲むようにして配置される電磁コイル94と、電磁コイル94を取り囲み電磁コイル94励磁時に固定鉄心92とプランジャ93間に磁路を形成するためのケース95と、から構成され、ブラケット24を介して歯車箱2に固定されている。
【0034】
固定鉄心92は、円柱状部921と、この円柱状部921の一端に固定され半径方向に張り出す円板状のアッパプレート部922と、から構成され、円柱状部921のプランジャ93と対向する側の端部には円錐台形状となっている。
【0035】
プランジャ93は、固定鉄心92と同軸的に対向して設けられ固定鉄心92から所定距離だけ離れた位置から固定鉄心92に吸着保持される位置までのストロークを移動可能となっており、この実施例では、クラッチスリーブ8の移動範囲に合わせて設定されている。プランジャ93の固定鉄心921と対向する側の端部には、上記固定鉄心921の円錐台状の突出部が嵌り込むような円錐台状の凹部が形成されている。また、プランジャ93には、シフトロッド21に連結ピン28により連結される連結ロッド932が一体的に設けられている。
【0036】
電磁コイル94は、クラッチスリーブ8の移動中に必要な起磁力を発生させる作動用コイル941と、クラッチスリーブ8の外スプライン18との噛合位置にて(動力伝達状態)必要な起磁力を発生させる保持用コイル942と、から構成されている。この作動用コイル941と保持用コイル942は軸方向に直列状態で配置され、一つのボビン943に巻かれており、外周が樹脂モールド944によって被覆されている。作動用コイル941と保持用コイル942は互いに独立していて、図示しないが独立してリード線が延びている。
【0037】
ケース95は樹脂モールド944が収容される底部にプランジャガイド952が取り付けられた有底筒状の中空部材で、開口端部に固定鉄心92のアッパプレート922の外径端が固定されている。また、プランジャガイド952は円筒状部材でケース底部に設けられた開口部内周に挿入固定されている。プランジャガイド部952はブラケット24に装着されるもので、このブラケット24に、プランジャ93の位置決めを行うストッパ部955が設けられている。このストッパ部955は、要するに、スプリング25のばね力によって付勢されるクラッチスリーブ8の位置が決められる。
【0038】
次に本発明の作用を説明する。
【0039】
動力伝達遮断状態から動力伝達状態に切り換える場合には、作動用コイル941と保持用コイル942を同時に通電する。すると、プランジャ93が固定鉄心92に磁気吸引され、連結ロッド932,シフトロッド21,シフトアーム20を介してクラッチスリーブ8が、スプリング25のばね力に抗して入力部材5の外スプライン6側に移動する。所定時間だけ通電してクラッチスリーブ8が外スプライン6との噛合位置まで移動した時に、作動用コイル941のみをオフして保持用コイル942の通電で外スプライン噛合状態を維持する。作動用コイル941と保持用コイル942の通電は同時に行わなくても、少なくとも作動用コイル941がオフした時点で通電されていればよい。
【0040】
この作動用コイル91の制御は、タイマーを用いて所定時間経過するとオフさせればよく、制御構成が非常に簡単にできる。また、タイマーを用いずに、プランジャ,連結ロッド932,シフトロッド21,シフトアーム20あるいはクラッチスリーブ8のいずれかの移動量を各種センサ等で検知して、所定位置まで移動した時点でオフするようにしてもよく、やはり制御構成自体は非常に簡単になる。
【0041】
ストローク中は、作動用コイル941に対して引き始めの推力を満足させるために、大電流を流してストロークを完了するので推力に必要な起磁力を発する。作動用コイル941はストローク完了までは焼損しない程度の低い抵抗値としておく。
【0042】
そして、ストロークが終了してプランジャ93が固定鉄心92に吸着された時点で、作動用コイル941への通電を切って、保持用コイル942のみでプランジャ3を吸引保持する。保持用コイル942は、ストロークを連続して長時間保持しても保持用コイル942が焼損しないような程度の低い電流となるような抵抗値としておく。
【0043】
作動用コイル941にはストローク中しか通電しないので、焼損しない程度に大電流を流すことができ、大きな推力が得られる。
【0044】
一方、クラッチスリーブ8と外スプライン6との噛合位置において、固定鉄心92とプランジャ93の間隔は接触状態あるいは近接状態にあるために、低い電流値でも大きな保持力を得られるので、連続して長時間保持していても発熱量は少なく焼損のおそれはない。
【0045】
このように、電磁コイル94を作動用コイル941と保持用コイル42とに分けて制御することによって、小型でありながらストローク中は大きな推力を得られ、しかも連続して長い時間保持することが可能となる。
【0046】
【発明の効果】
本発明は以上の構成および作用を有するもので、クラッチスリーブを移動させる電磁コイルを作動用コイルと保持用コイルとに機能を分化させ、移動中は作動動用コイルのみ、あるいは作動用コイルと保持用コイルの両方の電磁吸引力を利用し、外スプラインとの噛合状態に達した時点で作動用コイルへの通電を切って、保持用コイルのみでクラッチスリーブを保持するようにしたので、一つのコイルにパルス波を印加して発熱を抑えて保持するようにする場合のように、起磁力を大きくする場合に大型化する必要がなく、小型でありながらストローク中は大きな吸引力を得られ、しかも連続して長い時間保持することができる。
【0047】
また、制御構成としては、作動用コイルを所定時間通電した後にオフさせればよいだけなので、従来のパルス制御の場合に比べて極めて簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例に係る動力伝達切換え装置のソレノイドのオフ状態を示す断面図である。
【図2】図2は図1の装置のソレノイドのオン状態を示す断面図である。
【図3】図3はコイル温度と吸引力の変化率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 動力伝達切換え装置
2 歯車箱
3 出力軸
4 クラッチハブ
5 入力部材
6 外スプライン
7 内スプライン
8 クラッチスリーブ
9 電磁ソレノイド
10 ベアリング
11 出力端
12 継手フランジ
13 半月キー
14 大径部
15 小径部
16 すべり軸受
17 スペーサ
18 入力歯車
20 シフトアーム
21 シフトロッド
22 ピン
23 ロッド支持穴
24 ブラケット
25 スプリング(付勢手段)
26,27 シール部材
28 連結ピン
91 ソレノイド装置
92 固定鉄心
921 円柱状部
922 アッパプレート部
93 プランジャ
932 連結ロッド
94 電磁コイル
941 作動用コイル
942 保持用コイル
943 ボビン
944 樹脂モールド
95 ケース
952 プランジャガイド
955 ストッパ
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a power transmission switching device used for, for example, a power take-out device for a vehicle, and more particularly to a power transmission switching device that switches power transmission using an electromagnetic attraction force of a solenoid.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in garbage collection vehicles and various industrial vehicles, hydraulic power devices for various operations are driven by using engine power, and a power transmission switching device for switching power transmission is used to take out the power. Have been.
[0003]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-120520, an output shaft is rotatably supported by a gear box, and a clutch hub is provided on the outer periphery of the output shaft. On the outer periphery of the output shaft, an input member is rotatably supported at a portion adjacent to the clutch hub, and an outer spline is provided on the outer periphery of the input member.
[0004]
A clutch sleeve having an inner spline that can mesh with the clutch hub and the outer spline is mounted on the outer periphery of the output shaft so as to be movable in the axial direction. The clutch sleeve is engaged only with the clutch hub by the spring force of the spring. It is urged in a direction to separate from the outer spline, and power transmission between the input member and the output shaft is normally cut off.
[0005]
The switching of the clutch sleeve is performed not by manual operation but by an electromagnetic solenoid. That is, by the electromagnetic attraction force of the electromagnetic solenoid, the clutch sleeve is moved to the outer spline side against the spring force of the spring, and the inner spline of the clutch sleeve is engaged with both the outer spline and the clutch hub, thereby driving the input member. The force is transmitted to the output shaft.
[0006]
When driving the clutch sleeve, it is necessary to supply a current to the electromagnetic solenoid for a long time. However, if a large current is continued to flow for a long time, the coil of the solenoid is burned due to heat generation. Therefore, in this conventional example, a constant current flows continuously until a clutch sleeve requiring a large suction force engages with the clutch hub, and after the clutch is connected, a pulse current flows to generate heat as much as possible. Was small.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the prior art described above, although a pulse current is supplied after the clutch sleeve is connected to suppress heat generation, when the magnetomotive force is increased, it is necessary to shorten the interval between the pulse currents. Fever increases.
[0008]
Due to this heat generation, the coil resistance increases, and if re-operation is performed immediately thereafter, the suction force required for the operation cannot be obtained. That is, the rate of change of resistance (R2 / R1) due to heat generation of the coil is (R2 / R1) = (234.5 + T2) / (234.5 + T1) in the case of a copper winding. Here, T1 is the temperature before heat generation, T2 is the temperature after heat generation, R1 is the coil resistance before heat generation, and R1 is the coil resistance after heat generation.
[0009]
Assuming that the current and the attraction force before the heat generation are I1 and F1, and the current and the attraction force after the heat generation are I2 and F2, the current change rate (I2 / I1) is (I2 / I1) = (R1 / R2). It becomes.
[0010]
Since the attractive force is proportional to the square of the magnetomotive force, the rate of change of the attractive force (F2 / F1) is (F2 / F1) = (I2 / I1) 2 = (R1 / R2) 2 = {(234.5 + T1) ) / (234.5 + T2)} 2 .
[0011]
Assuming that T1 = 20 [° C.] (normal temperature), the change rate of the suction force (F2 / F1) = {254.5 / (234.5 + T2)} 2 .
[0012]
As a result, the relationship between the coil temperature and the rate of change of the attraction force is as shown in FIG.
[0013]
In order to suppress heat generation, the number of windings must be increased to suppress the current and increase the magnetomotive force, and the size of the solenoid increases, and as a result, the power transmission switching device itself also increases in size.
[0014]
Further, there has been a problem that a control circuit for performing pulse control becomes complicated and costs increase.
[0015]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to prevent coil seizure and enable smooth clutch switching without increasing the size of a solenoid. Another object of the present invention is to provide a power transmission switching device having a simple control structure.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a gear box, an output shaft rotatably supported by the gear box, a clutch hub provided on the outer periphery of the output shaft, An input member rotatably supported at a portion adjacent to the clutch hub, an outer spline provided on the outer periphery of the driving body, a clutch sleeve having an inner spline that can mesh with the clutch hub and the outer spline, and a clutch sleeve. Urging means for engaging only with the clutch hub and urging in a direction to disengage from the outer spline to cut off the transmission of power between the input member and the output shaft; and an outer spline for urging the clutch sleeve against the urging force of the urging means. Side so that the inner spline of the clutch sleeve meshes with the outer spline and the clutch hub so as to straddle and transmit the driving force of the input member to the output shaft. An operating coil for obtaining a suction force while moving the clutch sleeve to a position where the clutch sleeve engages with the outer spline against the urging force of the urging means; and an outer spline. And a holding coil for obtaining a suction force sufficient to hold at the meshing position.
[0017]
Also, when the clutch sleeve is moved to the position where it engages with the outer spline, only the operating coil is moved using the attraction force of both the operating coil and the holding coil, and the clutch sleeve is moved to the position where it engages with the outer spline. It is characterized in that the holding is performed only by the attraction force of the holding coil.
[0018]
[Action]
In the clutch device with an electromagnetic solenoid according to the present invention, the clutch sleeve is normally meshed only with the clutch hub by the urging force of the urging means, and is separated from the outer spline of the input member so that no power is transmitted. The input member is idling with respect to the output shaft.
[0019]
When transmitting power, first, a current is caused to flow through an operation coil of an electromagnetic solenoid to generate a magnetomotive force, and the clutch sleeve is moved to a position where the clutch sleeve engages with the outer spline. At this time, the holding coil may or may not be energized. The clutch sleeve moves toward the outer spline while maintaining the meshing state with the clutch hub.
[0020]
When the clutch sleeve meshes with the outer spline, the power supply to the operating coil is stopped, and the clutch sleeve is held only by the electromagnetic attraction of the holding coil.
[0021]
Therefore, the energization of the operating coil can be easily controlled by using a timer, for example, since the energization may be cut off after energizing for a predetermined time.
[0022]
When the power supply to the holding coil is stopped, the clutch sleeve is detached from the outer spline of the input member again by the urging force of the urging means, and the clutch sleeve is brought into a meshing state with only the clutch hub.
[0023]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments. 1 and 2 show a power transmission switching device according to one embodiment of the present invention. 1 shows a power transmission cutoff state, and FIG. 2 shows a power transmission state.
[0024]
The power transmission switching device 1 includes an internally hollow gear box 2, an output shaft 3 rotatably mounted on the gear box 2, a clutch hub 4 provided on the outer periphery of the output shaft 3, and a clutch hub on the outer periphery of the output shaft 3. An input member 5 rotatably supported at a position adjacent to the input member 4, an outer spline 6 provided on the outer periphery of the input member 5, and a clutch sleeve 8 having an inner spline 7 meshable with the clutch hub 4 and the outer spline 6. And an electromagnetic solenoid 9 for reciprocatingly driving the clutch sleeve 8.
[0025]
The output shaft 3 is rotatably supported at both axial ends of the gear box 2 via bearings 10, and one end of the output shaft 3 projects outside the gear box 2 as an output end 11. The output end 11 has a tapered tapered shape, a flange 12 for a joint is fixed, and rotation is prevented by a half-moon key 13. In addition, a seal member 27 for preventing dust from entering the gear box 2 from the outside is provided at an opening on the output end side of the gear box 2.
[0026]
The portion of the output shaft 3 located inside the gear box 2 includes a large-diameter portion 14 on the output end side and a small-diameter portion 15 on the non-output end side. It is engraved. On the other hand, an annular input member 5 is rotatably mounted on the outer periphery of the small diameter portion 15 via a slide bearing 16. The input member 5 is mounted between the large diameter portion 14 and the bearing 10 via a spacer 17 so as not to move in the axial direction.
[0027]
Provided on the outer periphery of the input member 5 are an input gear 18 meshed with a gear on the power source side (not shown) and an outer spline 6 constituting a clutch mechanism located at a portion of the output shaft 3 adjacent to the clutch hub 4. Have been. The clutch hub 4 and the outer spline 6 have the same diameter and the same pitch. The input of the power to the input member 5 can be performed by using a wrapping transmission mechanism such as a belt or a chain in addition to the gear mechanism.
[0028]
The clutch sleeve 8 is also an annular member, and is provided with an outer spline 6 and an inner spline 7 meshable with the clutch hub 4 on the inner peripheral surface thereof.
[0029]
A shift arm 20 reciprocally driven in the axial direction by the electromagnetic solenoid 9 is engaged with an engagement groove 19 provided on the outer periphery of the clutch sleeve 8.
[0030]
The shift arm 20 is fixed to a shift rod 21 arranged in parallel with the output shaft 3 by a pin 22. Both ends of the shift rod 21 are slidably guided and supported by rod support holes 23 provided in both end walls of the gear box 2. A seal member 26 for sealing leakage of oil or the like from the rod support hole 23 to the electromagnetic solenoid 9 is provided on an end wall of the rod support hole 23 on the side where the electromagnetic solenoid 9 is attached.
[0031]
The clutch sleeve 8 is urged between the shift arm 20 and the end wall of the gear box 2 in a direction of engaging only with the clutch hub 4 and separating from the outer spline 6 between the shift arm 20 and the end wall of the gear box 2. A spring 25 as an urging means for interrupting power transmission between the input member 5 and the output shaft 3 is mounted in a state compressed in the axial direction.
[0032]
A movable iron core 93 of the electromagnetic solenoid 9 is operatively connected to one end of the shift rod 21 via a connecting rod 932.
[0033]
The electromagnetic solenoid 9 has a schematic configuration in which a fixed iron core 92 as a fixed member, a plunger 93 as a movable member provided coaxially opposed to the fixed iron core 92, and a structure surrounding the fixed iron core 92 and the plunger 93. And a case 95 surrounding the electromagnetic coil 94 and forming a magnetic path between the fixed iron core 92 and the plunger 93 when the electromagnetic coil 94 is excited. Fixed to.
[0034]
The fixed iron core 92 includes a columnar portion 921 and a disk-shaped upper plate portion 922 fixed to one end of the columnar portion 921 and extending in the radial direction, and faces the plunger 93 of the columnar portion 921. The end on the side has a truncated cone shape.
[0035]
The plunger 93 is provided so as to be coaxially opposed to the fixed iron core 92, and is capable of moving a stroke from a position away from the fixed iron core 92 by a predetermined distance to a position where the plunger 93 is sucked and held by the fixed iron core 92. Is set according to the moving range of the clutch sleeve 8. At the end of the plunger 93 on the side facing the fixed iron core 921, a truncated conical recess is formed such that the truncated conical projection of the fixed iron core 921 fits therein. The plunger 93 is integrally provided with a connecting rod 932 connected to the shift rod 21 by the connecting pin 28.
[0036]
The electromagnetic coil 94 generates a necessary magnetomotive force at a position where the operating coil 941 that generates a required magnetomotive force during movement of the clutch sleeve 8 and the outer spline 18 of the clutch sleeve 8 (power transmission state). And a holding coil 942. The operating coil 941 and the holding coil 942 are arranged in series in the axial direction, wound around one bobbin 943, and the outer periphery is covered with a resin mold 944. The operating coil 941 and the holding coil 942 are independent of each other, and lead wires (not shown) extend independently.
[0037]
The case 95 is a hollow cylindrical member having a bottom with a plunger guide 952 attached to the bottom where the resin mold 944 is accommodated. The outer end of the upper plate 922 of the fixed iron core 92 is fixed to the open end. The plunger guide 952 is a cylindrical member fixedly inserted into an inner periphery of an opening provided at the bottom of the case. The plunger guide 952 is mounted on the bracket 24, and the bracket 24 is provided with a stopper 955 for positioning the plunger 93. In short, the position of the clutch sleeve 8 that is urged by the spring force of the spring 25 of the stopper portion 955 is determined.
[0038]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0039]
When switching from the power transmission cutoff state to the power transmission state, the operating coil 941 and the holding coil 942 are energized simultaneously. Then, the plunger 93 is magnetically attracted to the fixed iron core 92, and the clutch sleeve 8 is moved to the outer spline 6 side of the input member 5 via the connecting rod 932, the shift rod 21, and the shift arm 20 against the spring force of the spring 25. Moving. When the clutch sleeve 8 is moved to the meshing position with the external spline 6 by energizing for a predetermined time, only the operating coil 941 is turned off and the external spline meshing state is maintained by energizing the holding coil 942. The energization of the operating coil 941 and the holding coil 942 does not have to be performed simultaneously, but it is sufficient that the energizing is performed at least when the operating coil 941 is turned off.
[0040]
The control of the operating coil 91 may be turned off after a predetermined time has elapsed by using a timer, and the control configuration can be extremely simplified. Also, without using a timer, the amount of movement of any one of the plunger, the connecting rod 932, the shift rod 21, the shift arm 20, and the clutch sleeve 8 is detected by various sensors or the like, and the sensor is turned off when it moves to a predetermined position. In any case, the control configuration itself becomes very simple.
[0041]
During the stroke, in order to satisfy the thrust at the beginning of pulling on the operating coil 941, a large current is applied to complete the stroke, so that a magnetomotive force necessary for the thrust is generated. The operating coil 941 has a low resistance value that does not cause burnout until the stroke is completed.
[0042]
Then, when the stroke is completed and the plunger 93 is attracted to the fixed iron core 92, the power supply to the operating coil 941 is stopped, and the plunger 3 is sucked and held only by the holding coil 942. The holding coil 942 has a resistance value such that the holding coil 942 has such a low current as not to be burned even if the stroke is held continuously for a long time.
[0043]
Since the energizing coil 941 is energized only during the stroke, a large current can be supplied to the extent that it does not burn out, and a large thrust can be obtained.
[0044]
On the other hand, at the meshing position between the clutch sleeve 8 and the outer spline 6, the distance between the fixed iron core 92 and the plunger 93 is in a contact state or a close state, so that a large holding force can be obtained even at a low current value. Even if it is kept for a long time, the calorific value is small and there is no risk of burning.
[0045]
As described above, by controlling the electromagnetic coil 94 separately with the operating coil 941 and the holding coil 42, a large thrust can be obtained during a stroke while being small, and it can be continuously held for a long time. It becomes.
[0046]
【The invention's effect】
The present invention has the above-described configuration and operation, and differentiates the function of the electromagnetic coil for moving the clutch sleeve into the operating coil and the holding coil, and only the operating coil or the operating coil and the holding coil during the movement. Utilizing both electromagnetic attraction of the coil, when the meshing state with the outer spline was reached, the energization of the operating coil was cut off and the clutch sleeve was held only by the holding coil, so one coil It is not necessary to increase the size when increasing the magnetomotive force as in the case where a pulse wave is applied to suppress and generate heat, and a large suction force can be obtained during a stroke while being small, and It can be held continuously for a long time.
[0047]
In addition, the control configuration only needs to be turned off after the operation coil is energized for a predetermined time, which is extremely simple as compared with the conventional pulse control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an off state of a solenoid of a power transmission switching device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an ON state of a solenoid of the apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a coil temperature and a rate of change of an attraction force.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power transmission switching device 2 Gear box 3 Output shaft 4 Clutch hub 5 Input member 6 Outer spline 7 Inner spline 8 Clutch sleeve 9 Electromagnetic solenoid 10 Bearing 11 Output end 12 Joint flange 13 Half moon key 14 Large diameter part 15 Small diameter part 16 Sliding bearing 17 Spacer 18 Input gear 20 Shift arm 21 Shift rod 22 Pin 23 Rod support hole 24 Bracket 25 Spring (biasing means)
26, 27 Sealing member 28 Connecting pin 91 Solenoid device 92 Fixed iron core 921 Cylindrical portion 922 Upper plate portion 93 Plunger 932 Connecting rod 94 Electromagnetic coil 941 Operating coil 942 Holding coil 943 Bobbin 944 Resin mold 95 Case 952 Plunger guide 955 Stopper

Claims (1)

歯車箱と、該歯車箱に回転自在に支持される動力出力用の出力軸と、
該出力軸外周に設けられたクラッチハブと、
前記出力軸外周の前記クラッチハブと隣接する部位に回転自在に支持される動力入力用の入力部材と、
該入力部材外周に設けられた外スプラインと、
前記クラッチハブ及び外スプラインに共に噛み合い可能な内スプラインを有するクラッチスリーブと、
クラッチスリーブをクラッチハブにのみ係合し外スプラインから離脱させる方向に付勢して入力部材と出力軸間の動力伝達を遮断する付勢手段と、
付勢手段の付勢力に抗してクラッチハブに噛合するクラッチスリーブを外スプライン側に軸方向に移動させて、クラッチスリーブの内スプラインを、外スプラインとクラッチハブと跨って噛合させ、入力部材の駆動力を出力軸に伝達させる電磁ソレノイドとを備え、
前記電磁ソレノイドには、クラッチスリーブを付勢手段の付勢力に抗して外スプラインとの噛合位置まで移動させる間の吸引力を得るための作動用コイルと、
外スプラインとの噛合位置にて保持するだけの吸引力を得るための保持用コイルとを設け
クラッチスリーブを外スプラインとの噛合位置まで移動させる際に作動用コイルのみ、または作動用コイルと保持用コイルの両方の吸引力を利用して移動させ、クラッチスリーブを外スプラインとの噛合位置によって保持する際に、保持用コイルの吸引力のみによって保持する
ことを特徴とする動力伝達切換え装置。
A gear box, an output shaft for power output rotatably supported by the gear box,
A clutch hub provided around the output shaft,
An input member for power input rotatably supported at a position adjacent to the clutch hub on the outer periphery of the output shaft,
An outer spline provided on the outer periphery of the input member,
A clutch sleeve having an inner spline that can mesh with the clutch hub and the outer spline,
Urging means for urging the clutch sleeve only with the clutch hub and disengaging from the outer spline to cut off power transmission between the input member and the output shaft;
By moving the clutch sleeve meshing with the clutch hub against the biasing force of the biasing means in the axial direction toward the outer spline, the inner spline of the clutch sleeve meshes across the outer spline and the clutch hub, and the input member has and an electromagnetic solenoid which is transmitted to the output shaft of the driving force,
The electromagnetic solenoid has an operating coil for obtaining a suction force while moving the clutch sleeve to a position where the clutch sleeve engages with the outer spline against the urging force of the urging means,
And a holding coil for obtaining the attraction force enough to hold at the meshing position between the outer spline provided,
When the clutch sleeve is moved to the engagement position with the outer spline, it is moved using only the operating coil or the suction force of both the operation coil and the holding coil, and the clutch sleeve is held at the engagement position with the outer spline A power transmission switching device, wherein the power transmission switching device is held only by the attraction force of the holding coil .
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