JP3659049B2 - 電磁石のリード線取出構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁クラッチ等を構成する電磁石の電磁コイルからのリード線取出構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁クラッチの一形式として、実開平７−１４２２９号公報に示されているように、アーマチャを一側に配置した摩擦クラッチの他側に電磁石をヨークに支持した状態で配置して構成される電磁クラッチがある。
【０００３】
当該形式の電磁クラッチを各種の機器類のアクチュエータとして採用する場合、例えば上記した公報に示されているように駆動力伝達装置のパイロットクラッチ機構として採用する場合には、摩擦クラッチやアーマチャは回転部材（回転ケース）内に配設されるとともに、電磁石は同回転部材に回転可能に支持された状態で固定側部材（固定ケース）に固定的に支持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種形式の電磁クラッチにおいては、電磁石を構成する電磁コイルを外部電源に接続するためのリード線が固定ケース内にて各構成部材を迂回して同固定ケースに設けた貫通孔から外部へ延出されているが、リード線は、電磁クラッチや同電磁クラッチを構成部品とする駆動力伝達装置の各構成部材の寸法精度、組付精度等の関係で、固定ケース内に存在している部位の長さが長短不定となる。リード線の固定ケース内に存在している部位が必要以上に長い場合には、固定ケース内でのリード線の弛みが大きくて、振動等により回転ケース等、可動部材と干渉して損傷し易い。また、リード線の固定ケース内に存在している部位が短い場合には、固定ケース内でのリード線の緊張状態が大きくて固定ケース内の各構成部材と常時接触状態にあって損傷し易く、かつ、リード線を固定ケースの貫通孔にて支持するプラグが同貫通孔から脱落し易い。
【０００５】
このため、上記した公報に示された電磁クラッチにおいては、リード線を固定ケース内にて回転ケースおよび電磁石と接触しない状態に保持する特別の保持部材を電磁石のヨークに設ける手段を採用して、電磁石を固定ケース内にて回止めするとともに、リード線が固定ケース内にて弛みの大きい余裕のある状態で組付けて、弛緩状態にあるリード線を保持部材にて保持して、回転ケースおよび電磁石に対しては非接触状態とすることにより、リード線が長短いずれの状態でも生じる上記した各問題を解消している。
【０００６】
しかしながら、このような特別の保持部材を採用する場合には、電磁クラッチや同電磁クラッチを構成部品とする駆動力伝達装置の構成部材の数が増大し、これに起因して、構造が複雑になるとともに重量が増大する。また、電磁クラッチの固定ケース内への組付けには、電磁クラッチをシャフト上に組付けて、固定ケース内にてリード線を取回して固定ケースに取付けるが、リード線の取回しには電磁クラッチ自体が邪魔になるとともに、電磁クラッチと固定ケースの位置決め作業が面倒であり、組付性が悪くなる等といった問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、この種形式の電磁クラッチ、および同電磁クラッチを構成部品とする駆動力伝達装置において、上記した各問題を解決することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動力伝達装置を構成する相対回転可能な内外両回転部材間に同軸的に配設されて通電により発生するトルクにてメインクラッチ機構を作動して前記両回転部材間でトルク伝達を行わせる電磁式パイロット機構を構成する電磁石のリード線取出構造であり、当該電磁石は、電磁コイルを外部電源に接続するためのリード線を備えて合成樹脂体に埋設された状態でヨークに支持されており、前記合成樹脂体は、前記外側回転部材の一端開口部から外部へ軸方向および径方向に延びて当該駆動力伝達装置を収容して支持するディファレンシャルキャリアの取出孔の近傍にて同取出孔に対向する導出孔を備え、前記リード線は、前記導出孔内を通って同導出孔の先端に嵌合したシール性の弾性体を液密的に貫通して前記取出孔の近傍に導出されていることを特徴とするものである。当該電磁石は電磁クラッチの電磁石として採用することが好ましく、当該電磁石は前記ヨークに支持されて、アーマチャを一側に配設した摩擦クラッチの他側に配置されて電磁クラッチを構成する。
【００１０】
【発明の作用・効果】
本発明に係る電磁石のリード線取出構造においては、電磁コイルを外部電源に接続するためのリード線は、電磁コイルを埋設する合成樹脂体から導出される構造であるため、合成樹脂体から導出されたリード線はディファレンシャルキャリア内にて各構成部材を迂回させることなく直接外部へ取出すことができる。このため、リード線はこの取出し状態においては、ディファレンシャルキャリア内の各構成部材とは干渉することがない。また、リード線は振動等を受けても各構成部材とは干渉することがなく、このため、各構成部材との干渉に起因する損傷や、緊張に起因する損傷が生じることはなく、かつ、リード線の緊張に起因する固定部材側の貫通孔を閉塞するプラグの脱落も防止される。
【００１１】
しかして、本発明に係るリード線取出構造によれば、リード線は合成樹脂体に設けた導出孔に嵌合した弾性体を通して合成樹脂体から導出されていることから、リード線は硬い合成樹脂体と直接接触するようなことがなくて、リード線に合成樹脂体との接触による断線が生じるようなことはない。この場合、弾性体に合成樹脂体およびリード線に対するシール機能を付与しておけば、電磁コイルのリード線に対する接続端子のシール性を確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に基づいて説明すると、図１には本発明の一例に係るリード線取出構造を採用した電磁クラッチをパイロットクラッチ機構とする駆動力伝達装置の一例が示されている。当該駆動力伝達装置１０は、図６に示すように、リアルタイム式の四輪駆動車における後輪側への駆動力伝達経路に配設される。
【００１３】
当該車両において、トランスアクスル２１はトランスミッションおよびトランスファを備えていて、エンジン２２の駆動力をトランスファを介して両アクスルシャフト２３ａに出力して両前輪２３ｂを駆動させるとともに、プロペラシャフト２４に出力する。プロペラシャフト２４は、駆動力伝達装置１０を介してリヤディファレンシャル２５に連結しており、プロペラシャフト２４とリヤディファレンシャル２５がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力はリヤディファレンシャル２５から両アクスルシャフト２６ａへ出力されて両後輪２６ｂを駆動させる。
【００１４】
駆動力伝達装置１０は、リヤディファレンシャル２５とともにディファレンシャルキャリア２７内に収容されているもので、図１に示すように、外側回転部材であるアウタハウジング１０ａ、内側回転部材であるインナシャフト１０ｂ、摩擦クラッチであるメインクラッチ機構１０ｃ、押圧力発生手段１０ｄ、パイロットクラッチ機構１０ｅ、およびカム機構１０ｆを備えている。
【００１５】
アウタハウジング１０ａは、有底の筒状のケーシング１１ａと、ケーシング１１ａの後端開口部に螺着されて同開口部を覆蓋するカバー体１１ｂからなるもので、インナシャフト１０ｂはカバー体１１ｂの中央部を液密的に貫通してケーシング１１ａ内に延びていて、軸方向の移動を規制された状態で回転可能に支持されている。アウタハウジング１０ａにおけるケーシング１１ａの前端部には、プロペラシャフト２４がトルク伝達可能に連結され、かつインナシャフト１０ｂには、リヤディファレンシャル２５のリングギヤに噛合するドライブピニオン２８がトルク伝達可能に連結される。
【００１６】
メインクラッチ機構１０ｃは、多数枚のインナクラッチプレート１２ａとアウタクラッチプレート１２ｂを備えた湿式多板の摩擦クラッチで、各インナクラッチプレート１２ａはインナシャフト１０ｂの外周側にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ各アウタクラッチプレート１２ｂはケーシング１１ａの内周側にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレート１２ａと各アウタクラッチプレート１２ｂとは交互に位置していて、互いに当接して摩擦係合するとともに互いに離間して自由状態となる。
【００１７】
押圧力発生手段１０ｄは、作動ピストン１３、ロータ１４、および流体室Ｒに封入された粘性流体からなるもので、作動ピストン１３はアウタハウジング１０ａ内にて、インナシャフト１０ｂの外周に液密的に回転可能で軸方向へ移動可能に組付けられ、かつケーシング１１ａに対しては液密的に一体回転可能で軸方向へ移動可能に組付けられている。作動ピストン１３は、この状態でケーシング１１ａの前壁の内側面に設けた凹所を流体室Ｒに形成している。ロータ１４は、径方向へ延びる複数のベーン部１４ａを有するもので、インナシャフト１０ｂの外周に固定された状態で流体室Ｒに収容されている。各ベーン部１４ａは流体室Ｒを２つの滞留室に区画していて、各滞留室には高粘性の粘性流体が封入されている。
【００１８】
パイロットクラッチ機構１０ｅは、摩擦クラッチ１５ａ、摩擦クラッチ１５ａの一側に配置されたアーマチャ１５ｂ、摩擦クラッチ１５ｂの他側に位置する電磁石１６、電磁石１６に接続されたリード線１５ｃを備え、電磁石１６の電磁コイルに通電された際には、電磁石１６は磁力の作用にてアーマチャ１５ｂを吸引して摩擦クラッチ１５ａを摩擦係合させる。
【００１９】
摩擦クラッチ１５ａは、複数枚のインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートを備えた湿式多板の摩擦クラッチで、各インナクラッチプレートは後述するカム機構１０ｆを構成する第２カム部材１７ｂの外周側にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ各アウタクラッチプレートはケーシング１１ａの内周側にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレートと各アウタクラッチプレートとは交互に位置していて、互いに当接して摩擦係合するとともに互いに離間して自由状態となる。
【００２０】
アーマチャ１５ｂは環状を呈するもので、ケーシング１１ａの内周側に一体回転可能で軸方向へ移動可能に組付けられていて、摩擦クラッチ１５ａと後述するカム機構１０ｆを構成する第１カム部材１７ａとの間に位置している。電磁石１６は環状を呈するもので、合成樹脂体内に埋設された状態でヨーク１５ｄに支持されていて、カバー体１１ｂの外側に設けた環状凹所に嵌合している。電磁石１６およびヨーク１５ｄは、カバー体１１ｂに対して回転可能な状態にあって、ディファレンシャルキャリア２７を構成する第１ケース２７ａの内壁に設けた円筒部２７ａ1に嵌合されて、回転を規制されて支持されている。
【００２１】
電磁石１６は、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１５ａ、およびアーマチャ１５ｂに対向した状態にあって、電磁石１６の電磁コイルに通電された場合には、電磁石１６、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１５ａ、およびアーマチャ１５ｂ間に磁界が発生して、アーマチャ１５ｂは磁気誘導作用により電磁石１６側に吸引されて、摩擦クラッチ１５ａを摩擦係合させる。
【００２２】
カム機構１０ｆは、環状の第１，第２カム部材１７ａ，１７ｂと、ボール状のカムフォロアー１７ｃとからなる。第１カム部材１７ａは、インナシャフト１０ｂ上にて同シャフト１０ｂと一体回転可能かつ軸方向へ移動可能に組付けられて、メインクラッチ機構１０ｃにおける作動ピストン１３とは反対側の部位に位置し、かつ、第２カム部材１７ｂは、インナシャフト１０ｂ上に回転可能に組付けられて第１カム部材１７ａとカバー体１１ｂ間に位置している。第２カム部材１７ｂは第１カム部材１７ａより小径のもので、その外周とケーシング１１ａの内周間には摩擦クラッチ１５が配設されていて、第１カム部材１７ａと対向している。両カム部材１７ａ，１７ｂには、互いに対向する面に複数のカム溝が形成されていて、対向するカム溝内にボール状のカムフォロアー１７ｃが収容されている。
【００２３】
カム機構１０ｆにおいては、パイロットクラッチ機構１０ｅの摩擦クラッチ１５ａが非摩擦係合状態にある場合には、第２カム部材１７ｂは自由状態にあり、摩擦クラッチ１５が摩擦係合状態となると、ケーシング１１ａに連結されて第１カム部材１７ａとは相対回転して、カムフォロアー１７ｃを介して第１カム部材１７ａをメインクラッチ機構１０ｃ側へ押圧して、メインクラッチ機構１０ｃを摩擦係合状態とする。
【００２４】
かかる構成の駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６の電磁コイルが非通電状態にある場合には、摩擦クラッチ１５ａおよびアーマチャ１５ｂは自由状態にあって、両カム部材１７ａ，１７ｂはカムフォロアー１７ｃを介してインナシャフト１０ｂに一体回転可能な状態にあり、摩擦クラッチ１５ａおよびカム機構１０ｆはそれらの機能を規制された状態にある。
【００２５】
従って、当該駆動力伝達装置１０を搭載した車両において、プロペラシャフト２４とドライブピニオン２８間に差動回転が発生し、これに起因してアウタハウジング１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が発生した場合には、押圧力発生手段１０ｄを構成するロータ１４は流体室Ｒ内でアウタハウジング１０ａに対して相対回転して、流体室Ｒ内にはプロペラシャフト２４とドライブピニオン２８間の差動回転速度に応じた押圧力が発生する。この押圧力は作動ピストン１３を押圧してメインクラッチ機構１０ｃに伝達され、メインクラッチ機構１０ｃは差動回転速度に応じて摩擦係合する。
【００２６】
このため、プロペラシャフト２４は、アウタハウジング１０ａ、メインクラッチ機構１０ｃ、インナシャフト１０ｂを介してドライブピニオン２８に連結され、プロペラシャフト２４からドライブピニオン２８へ差動回転速度に応じたトルクが伝達され、車両はリアルタイムの四輪駆動状態となる。
【００２７】
一方、当該駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６の電磁コイルに通電すると、電磁石１６、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１５ａ、およびアーマチャ１５ｂ間に磁界が発生して、アーマチャ１５ｂは磁気誘導作用により電磁石１６側に吸引される。この結果、摩擦クラッチ１５ａは摩擦係合して第２カム部材１７ｂをケーシング１１ａ側に連結し、第１カム部材１７ａと第２カム部材１７ｂを相対回転状態とする。これにより、パイロットクラッチ機構１０ｅは有効に機能する。電磁石１６ｂの電磁コイルへの通電は、例えば、運転席近傍に設けた図示しないスイッチを運転者が切換え操作することに行われる。
【００２８】
従って、当該駆動力伝達装置１０を搭載した車両において、プロペラシャフト２４とドライブピニオン２８間に差動回転が発生し、これに起因してアウタハウジング１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が発生した場合には、押圧力発生手段１０ｄでは押圧力が発生する。また、このとき、電磁石１６の電磁コイルに通電した場合には、パイロットクラッチ機構１０ｅにおいても押圧力が発生する。
【００２９】
すなわち、パイロットクラッチ機構１０ｅにおいては、アウタハウジング１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が発生すると、摩擦クラッチ１５ａの摩擦係合力により両カム部材１７ａ，１７ｂ間に相対回転が発生してカム機構１０ｆを作動させ、カムフォロアー１７ｃは第１カム部材１７ａをメインクラッチ機構１０ｃ側へ押圧する。この結果、メインクラッチ機構１０ｃは、押圧力発生手段１０ｄにて発生する押圧力と、これとは反対側に位置するカム機構１０ｆにて発生する押圧力とにより、両側から強く押圧されて強固に摩擦係合されて完全に結合した状態となる。
【００３０】
従って、当該駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６の電磁コイルに通電することによりパイロットクラッチ機構１０ｅを有効状態とし、プロペラシャフト２４とドライブピニオン２８間に差動回転が発生した場合には、メインクラッチ機構１０ｃを瞬時に結合状態として車両を直結状態の四輪駆動状態に構成して、車両の脱輪状態からの脱出、悪路走行、砂地走行等の過酷な走行条件下での走行性能を向上させる。このため、過酷な状態に遭遇した場合には、車両をこの過酷な走行条件に適した走行性能に容易に切換えることができる。
【００３１】
しかして、当該駆動力伝達装置１０のパイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６は、図２に示すようにボビン１６ｂ上に巻回された電磁コイル１６ａからなる環状を呈するもので、図２〜図４に示すように合成樹脂体１８に埋設されている。合成樹脂体１８は環状を呈するもので、前後両端面には所定の周間隔を保持して多数のピン１８ａが植設されている。各ピン１８ａは磁性材料の金属製のもので、カバー体１１ｂまたはヨーク１５ｄに接触していて、電磁石１６、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１５ａ、およびアーマチャ１５ｂ間に磁束が循環する磁路を形成する。
【００３２】
また、合成樹脂体１８には、後端面の上方部に突起部１８ｂが形成されていて、突起部１８ｂの先端部に合成樹脂製のキャップ１８ｃが嵌着されており、キャップ１８ｃの先端開口部にはゴム栓１８ｄが嵌着されている。この突起部１８ｂからは電磁コイル１６ａの各端部が貫通してキャップ１８ｃ内に臨んでいて、各端部が接続端子１６ｃに形成されている。リード線１５ｃは、これら各接続端子１６ｃに接続された状態で、ゴム栓１８ｄを通して外部に導出されて取出されている。
【００３３】
当該駆動力伝達装置１０においては、ディファレンシャルキャリア２７に収納された状態では、合成樹脂体１８の突起部１８ｂの先端部に嵌着されたキャップ１８ｃがディファレンシャルキャリア２７の第１ケース２７ａに設けた貫通孔２７ａ2に対向する近接部位に位置していて、リード線１５ｃは貫通孔２７ａ2に嵌着したプラグ２７ｂを液密的に貫通して外部に取出されている。
【００３４】
このように、当該駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６の電磁コイル１６ａを合成樹脂体１８に埋設して、リード線１５ｃを電磁コイル１６ａを埋設する合成樹脂体１８から導出する取出構造を採用しているため、合成樹脂体１８から導出されたリード線１５ｃはディファレンシャルキャリア２７内にて各構成部材を迂回させることなく直接外部へ取出すことができる。このため、リード線１５ｃはこの取出し状態においては、ディファレンシャルキャリア２７内の各構成部材とは干渉することがない。
【００３５】
また、リード線１５ｃは振動等を受けても各構成部材とは干渉することがなく、このため、各構成部材との干渉に起因する損傷や、緊張に起因する損傷が生じることはなく、かつ、リード線１５ｃの緊張に起因するディファレンシャルキャリア２７の貫通孔２７ａ2を閉塞するプラグ２７ｂの脱落も防止される。
【００３６】
特に、当該リード線取出構造によれば、リード線１５ｃは合成樹脂体１８に設けたキャップ１８ｃの先端開口部に嵌着したゴム栓１８ｄを通して合成樹脂体１８から導出されていることから、リード線１５ｃは硬い合成樹脂体１８とは直接接触するようなことがなくて、リード線１５ｃに合成樹脂体１８との接触による断線が生じるようなことはない。この場合、ゴム栓１８ｄに合成樹脂体１８およびリード線１５ｃに対するシール機能を有することから、合成樹脂体１８の内外間をシールすることができて、電磁コイル１６ａのリード線１５ｃに対する接続端子１６ｃの防水性や防油性等シール性を確保することができる。
【００３７】
図５には、当該リード線取出構造におけるゴム栓の変形例を示している。ゴム栓１８ｄは、キャップ１８ｃの先端開口部に嵌着された状態では先端開口部とは同一平面を形成するものである。これに対して、変形例に係るゴム栓１８ｅは、キャップ１８ｃの先端開口部の嵌着されるゴム栓本体１８ｅ1と、ゴム栓本体１８ｅ1と一体の突起部１８ｅ2とからなるもので、キャップ１８ｃの先端開口部に嵌着された状態では、突起部１８ｅ2がキャップ１８ｃの先端開口部から所定量突出している。ゴム栓１８ｅにおいて、突起部１８ｅ2はゴム栓本体１８ｅ1に比較して大きな可撓性を有するもので、リード線１５ｃに対する大きな損傷防止機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係るリード線取出構造を採用した電磁クラッチをパイロットクラッチ機構とする駆動力伝達装置の縦断面図である。
【図２】同パイロットクラッチ機構を構成する電磁石を埋設する合成樹脂体の縦断面図である。
【図３】同合成樹脂体の正面図である。
【図４】同合成樹脂体の部分縦断面図である。
【図５】同合成樹脂体の変形例を示す部分縦断面図である。
【図６】同駆動力伝達装置を搭載した四輪駆動車の概略構成図である。
【符号の説明】
１０…駆動力伝達装置、１０ａ…アウタハウジング、１０ｂ…インナシャフト、１０ｃ…メインクラッチ機構、１０ｄ…押圧力発生手段、１０ｅ…パイロットクラッチ機構、１０ｆ…カム機構、１１ａ…ケーシング、１１ｂ…カバー体、１２ａ…インナクラッチプレート、１２ｂ…アウタクラッチプレート、１３…作動ピストン、１４…ロータ、１４ａ…ベーン部、Ｒ…流体室、１５ａ…摩擦クラッチ、１５ａ…アーマチャ、１５ｃ…リード線、１５ｄ…ヨーク、１６…電磁石、１６ａ…電磁コイル、１６ｂ…ボビン、１６ｃ…接続端子、１７ａ…第１カム部材、１７ｂ…第２カム部材、１７ｃ…カムフォロアー、１８…合成樹脂体、１８ａ…ピン、１８ｂ…突起部、１８ｃ…キャップ、１８ｄ，１８ｅ…ゴム栓、１８ｅ1…ゴム栓本体、１８ｅ2…突起部、２１…トランスアクスル、２２…エンジン、２３ａ…アクスルシャフト、２３ｂ…前輪、２４…プロペラシャフト、２５…リヤディファレンシャル、２６ａ…アクスルシャフト、２６ｂ…後輪、２７…ディファレンシャルキャリア、２７ａ…第１ケース、２７ａ1…円筒部、２７ａ2…貫通孔、２７ａ3…凹所、２７ｂ…プラグ、２８…ドライブピニオン。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁クラッチ等を構成する電磁石の電磁コイルからのリード線取出構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁クラッチの一形式として、実開平７−１４２２９号公報に示されているように、アーマチャを一側に配置した摩擦クラッチの他側に電磁石をヨークに支持した状態で配置して構成される電磁クラッチがある。
【０００３】
当該形式の電磁クラッチを各種の機器類のアクチュエータとして採用する場合、例えば上記した公報に示されているように駆動力伝達装置のパイロットクラッチ機構として採用する場合には、摩擦クラッチやアーマチャは回転部材（回転ケース）内に配設されるとともに、電磁石は同回転部材に回転可能に支持された状態で固定側部材（固定ケース）に固定的に支持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種形式の電磁クラッチにおいては、電磁石を構成する電磁コイルを外部電源に接続するためのリード線が固定ケース内にて各構成部材を迂回して同固定ケースに設けた貫通孔から外部へ延出されているが、リード線は、電磁クラッチや同電磁クラッチを構成部品とする駆動力伝達装置の各構成部材の寸法精度、組付精度等の関係で、固定ケース内に存在している部位の長さが長短不定となる。リード線の固定ケース内に存在している部位が必要以上に長い場合には、固定ケース内でのリード線の弛みが大きくて、振動等により回転ケース等、可動部材と干渉して損傷し易い。また、リード線の固定ケース内に存在している部位が短い場合には、固定ケース内でのリード線の緊張状態が大きくて固定ケース内の各構成部材と常時接触状態にあって損傷し易く、かつ、リード線を固定ケースの貫通孔にて支持するプラグが同貫通孔から脱落し易い。
【０００５】
このため、上記した公報に示された電磁クラッチにおいては、リード線を固定ケース内にて回転ケースおよび電磁石と接触しない状態に保持する特別の保持部材を電磁石のヨークに設ける手段を採用して、電磁石を固定ケース内にて回止めするとともに、リード線が固定ケース内にて弛みの大きい余裕のある状態で組付けて、弛緩状態にあるリード線を保持部材にて保持して、回転ケースおよび電磁石に対しては非接触状態とすることにより、リード線が長短いずれの状態でも生じる上記した各問題を解消している。
【０００６】
しかしながら、このような特別の保持部材を採用する場合には、電磁クラッチや同電磁クラッチを構成部品とする駆動力伝達装置の構成部材の数が増大し、これに起因して、構造が複雑になるとともに重量が増大する。また、電磁クラッチの固定ケース内への組付けには、電磁クラッチをシャフト上に組付けて、固定ケース内にてリード線を取回して固定ケースに取付けるが、リード線の取回しには電磁クラッチ自体が邪魔になるとともに、電磁クラッチと固定ケースの位置決め作業が面倒であり、組付性が悪くなる等といった問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、この種形式の電磁クラッチ、および同電磁クラッチを構成部品とする駆動力伝達装置において、上記した各問題を解決することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動力伝達装置を構成する相対回転可能な内外両回転部材間に同軸的に配設されて通電により発生するトルクにてメインクラッチ機構を作動して前記両回転部材間でトルク伝達を行わせる電磁式パイロット機構を構成する電磁石のリード線取出構造であり、当該電磁石は、電磁コイルを外部電源に接続するためのリード線を備えて合成樹脂体に埋設された状態でヨークに支持されており、前記合成樹脂体は、前記外側回転部材の一端開口部から外部へ軸方向および径方向に延びて当該駆動力伝達装置を収容して支持するディファレンシャルキャリアの取出孔の近傍にて同取出孔に対向する導出孔を備え、前記リード線は、前記導出孔内を通って同導出孔の先端に嵌合したシール性の弾性体を液密的に貫通して前記取出孔の近傍に導出されていることを特徴とするものである。当該電磁石は電磁クラッチの電磁石として採用することが好ましく、当該電磁石は前記ヨークに支持されて、アーマチャを一側に配設した摩擦クラッチの他側に配置されて電磁クラッチを構成する。
【００１０】
【発明の作用・効果】
本発明に係る電磁石のリード線取出構造においては、電磁コイルを外部電源に接続するためのリード線は、電磁コイルを埋設する合成樹脂体から導出される構造であるため、合成樹脂体から導出されたリード線はディファレンシャルキャリア内にて各構成部材を迂回させることなく直接外部へ取出すことができる。このため、リード線はこの取出し状態においては、ディファレンシャルキャリア内の各構成部材とは干渉することがない。また、リード線は振動等を受けても各構成部材とは干渉することがなく、このため、各構成部材との干渉に起因する損傷や、緊張に起因する損傷が生じることはなく、かつ、リード線の緊張に起因する固定部材側の貫通孔を閉塞するプラグの脱落も防止される。
【００１１】
しかして、本発明に係るリード線取出構造によれば、リード線は合成樹脂体に設けた導出孔に嵌合した弾性体を通して合成樹脂体から導出されていることから、リード線は硬い合成樹脂体と直接接触するようなことがなくて、リード線に合成樹脂体との接触による断線が生じるようなことはない。この場合、弾性体に合成樹脂体およびリード線に対するシール機能を付与しておけば、電磁コイルのリード線に対する接続端子のシール性を確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に基づいて説明すると、図１には本発明の一例に係るリード線取出構造を採用した電磁クラッチをパイロットクラッチ機構とする駆動力伝達装置の一例が示されている。当該駆動力伝達装置１０は、図６に示すように、リアルタイム式の四輪駆動車における後輪側への駆動力伝達経路に配設される。
【００１３】
当該車両において、トランスアクスル２１はトランスミッションおよびトランスファを備えていて、エンジン２２の駆動力をトランスファを介して両アクスルシャフト２３ａに出力して両前輪２３ｂを駆動させるとともに、プロペラシャフト２４に出力する。プロペラシャフト２４は、駆動力伝達装置１０を介してリヤディファレンシャル２５に連結しており、プロペラシャフト２４とリヤディファレンシャル２５がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力はリヤディファレンシャル２５から両アクスルシャフト２６ａへ出力されて両後輪２６ｂを駆動させる。
【００１４】
駆動力伝達装置１０は、リヤディファレンシャル２５とともにディファレンシャルキャリア２７内に収容されているもので、図１に示すように、外側回転部材であるアウタハウジング１０ａ、内側回転部材であるインナシャフト１０ｂ、摩擦クラッチであるメインクラッチ機構１０ｃ、押圧力発生手段１０ｄ、パイロットクラッチ機構１０ｅ、およびカム機構１０ｆを備えている。
【００１５】
アウタハウジング１０ａは、有底の筒状のケーシング１１ａと、ケーシング１１ａの後端開口部に螺着されて同開口部を覆蓋するカバー体１１ｂからなるもので、インナシャフト１０ｂはカバー体１１ｂの中央部を液密的に貫通してケーシング１１ａ内に延びていて、軸方向の移動を規制された状態で回転可能に支持されている。アウタハウジング１０ａにおけるケーシング１１ａの前端部には、プロペラシャフト２４がトルク伝達可能に連結され、かつインナシャフト１０ｂには、リヤディファレンシャル２５のリングギヤに噛合するドライブピニオン２８がトルク伝達可能に連結される。
【００１６】
メインクラッチ機構１０ｃは、多数枚のインナクラッチプレート１２ａとアウタクラッチプレート１２ｂを備えた湿式多板の摩擦クラッチで、各インナクラッチプレート１２ａはインナシャフト１０ｂの外周側にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ各アウタクラッチプレート１２ｂはケーシング１１ａの内周側にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレート１２ａと各アウタクラッチプレート１２ｂとは交互に位置していて、互いに当接して摩擦係合するとともに互いに離間して自由状態となる。
【００１７】
押圧力発生手段１０ｄは、作動ピストン１３、ロータ１４、および流体室Ｒに封入された粘性流体からなるもので、作動ピストン１３はアウタハウジング１０ａ内にて、インナシャフト１０ｂの外周に液密的に回転可能で軸方向へ移動可能に組付けられ、かつケーシング１１ａに対しては液密的に一体回転可能で軸方向へ移動可能に組付けられている。作動ピストン１３は、この状態でケーシング１１ａの前壁の内側面に設けた凹所を流体室Ｒに形成している。ロータ１４は、径方向へ延びる複数のベーン部１４ａを有するもので、インナシャフト１０ｂの外周に固定された状態で流体室Ｒに収容されている。各ベーン部１４ａは流体室Ｒを２つの滞留室に区画していて、各滞留室には高粘性の粘性流体が封入されている。
【００１８】
パイロットクラッチ機構１０ｅは、摩擦クラッチ１５ａ、摩擦クラッチ１５ａの一側に配置されたアーマチャ１５ｂ、摩擦クラッチ１５ｂの他側に位置する電磁石１６、電磁石１６に接続されたリード線１５ｃを備え、電磁石１６の電磁コイルに通電された際には、電磁石１６は磁力の作用にてアーマチャ１５ｂを吸引して摩擦クラッチ１５ａを摩擦係合させる。
【００１９】
摩擦クラッチ１５ａは、複数枚のインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートを備えた湿式多板の摩擦クラッチで、各インナクラッチプレートは後述するカム機構１０ｆを構成する第２カム部材１７ｂの外周側にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられ、かつ各アウタクラッチプレートはケーシング１１ａの内周側にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組付けられている。各インナクラッチプレートと各アウタクラッチプレートとは交互に位置していて、互いに当接して摩擦係合するとともに互いに離間して自由状態となる。
【００２０】
アーマチャ１５ｂは環状を呈するもので、ケーシング１１ａの内周側に一体回転可能で軸方向へ移動可能に組付けられていて、摩擦クラッチ１５ａと後述するカム機構１０ｆを構成する第１カム部材１７ａとの間に位置している。電磁石１６は環状を呈するもので、合成樹脂体内に埋設された状態でヨーク１５ｄに支持されていて、カバー体１１ｂの外側に設けた環状凹所に嵌合している。電磁石１６およびヨーク１５ｄは、カバー体１１ｂに対して回転可能な状態にあって、ディファレンシャルキャリア２７を構成する第１ケース２７ａの内壁に設けた円筒部２７ａ1に嵌合されて、回転を規制されて支持されている。
【００２１】
電磁石１６は、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１５ａ、およびアーマチャ１５ｂに対向した状態にあって、電磁石１６の電磁コイルに通電された場合には、電磁石１６、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１５ａ、およびアーマチャ１５ｂ間に磁界が発生して、アーマチャ１５ｂは磁気誘導作用により電磁石１６側に吸引されて、摩擦クラッチ１５ａを摩擦係合させる。
【００２２】
カム機構１０ｆは、環状の第１，第２カム部材１７ａ，１７ｂと、ボール状のカムフォロアー１７ｃとからなる。第１カム部材１７ａは、インナシャフト１０ｂ上にて同シャフト１０ｂと一体回転可能かつ軸方向へ移動可能に組付けられて、メインクラッチ機構１０ｃにおける作動ピストン１３とは反対側の部位に位置し、かつ、第２カム部材１７ｂは、インナシャフト１０ｂ上に回転可能に組付けられて第１カム部材１７ａとカバー体１１ｂ間に位置している。第２カム部材１７ｂは第１カム部材１７ａより小径のもので、その外周とケーシング１１ａの内周間には摩擦クラッチ１５が配設されていて、第１カム部材１７ａと対向している。両カム部材１７ａ，１７ｂには、互いに対向する面に複数のカム溝が形成されていて、対向するカム溝内にボール状のカムフォロアー１７ｃが収容されている。
【００２３】
カム機構１０ｆにおいては、パイロットクラッチ機構１０ｅの摩擦クラッチ１５ａが非摩擦係合状態にある場合には、第２カム部材１７ｂは自由状態にあり、摩擦クラッチ１５が摩擦係合状態となると、ケーシング１１ａに連結されて第１カム部材１７ａとは相対回転して、カムフォロアー１７ｃを介して第１カム部材１７ａをメインクラッチ機構１０ｃ側へ押圧して、メインクラッチ機構１０ｃを摩擦係合状態とする。
【００２４】
かかる構成の駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６の電磁コイルが非通電状態にある場合には、摩擦クラッチ１５ａおよびアーマチャ１５ｂは自由状態にあって、両カム部材１７ａ，１７ｂはカムフォロアー１７ｃを介してインナシャフト１０ｂに一体回転可能な状態にあり、摩擦クラッチ１５ａおよびカム機構１０ｆはそれらの機能を規制された状態にある。
【００２５】
従って、当該駆動力伝達装置１０を搭載した車両において、プロペラシャフト２４とドライブピニオン２８間に差動回転が発生し、これに起因してアウタハウジング１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が発生した場合には、押圧力発生手段１０ｄを構成するロータ１４は流体室Ｒ内でアウタハウジング１０ａに対して相対回転して、流体室Ｒ内にはプロペラシャフト２４とドライブピニオン２８間の差動回転速度に応じた押圧力が発生する。この押圧力は作動ピストン１３を押圧してメインクラッチ機構１０ｃに伝達され、メインクラッチ機構１０ｃは差動回転速度に応じて摩擦係合する。
【００２６】
このため、プロペラシャフト２４は、アウタハウジング１０ａ、メインクラッチ機構１０ｃ、インナシャフト１０ｂを介してドライブピニオン２８に連結され、プロペラシャフト２４からドライブピニオン２８へ差動回転速度に応じたトルクが伝達され、車両はリアルタイムの四輪駆動状態となる。
【００２７】
一方、当該駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６の電磁コイルに通電すると、電磁石１６、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１５ａ、およびアーマチャ１５ｂ間に磁界が発生して、アーマチャ１５ｂは磁気誘導作用により電磁石１６側に吸引される。この結果、摩擦クラッチ１５ａは摩擦係合して第２カム部材１７ｂをケーシング１１ａ側に連結し、第１カム部材１７ａと第２カム部材１７ｂを相対回転状態とする。これにより、パイロットクラッチ機構１０ｅは有効に機能する。電磁石１６ｂの電磁コイルへの通電は、例えば、運転席近傍に設けた図示しないスイッチを運転者が切換え操作することに行われる。
【００２８】
従って、当該駆動力伝達装置１０を搭載した車両において、プロペラシャフト２４とドライブピニオン２８間に差動回転が発生し、これに起因してアウタハウジング１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が発生した場合には、押圧力発生手段１０ｄでは押圧力が発生する。また、このとき、電磁石１６の電磁コイルに通電した場合には、パイロットクラッチ機構１０ｅにおいても押圧力が発生する。
【００２９】
すなわち、パイロットクラッチ機構１０ｅにおいては、アウタハウジング１０ａとインナシャフト１０ｂ間に相対回転が発生すると、摩擦クラッチ１５ａの摩擦係合力により両カム部材１７ａ，１７ｂ間に相対回転が発生してカム機構１０ｆを作動させ、カムフォロアー１７ｃは第１カム部材１７ａをメインクラッチ機構１０ｃ側へ押圧する。この結果、メインクラッチ機構１０ｃは、押圧力発生手段１０ｄにて発生する押圧力と、これとは反対側に位置するカム機構１０ｆにて発生する押圧力とにより、両側から強く押圧されて強固に摩擦係合されて完全に結合した状態となる。
【００３０】
従って、当該駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６の電磁コイルに通電することによりパイロットクラッチ機構１０ｅを有効状態とし、プロペラシャフト２４とドライブピニオン２８間に差動回転が発生した場合には、メインクラッチ機構１０ｃを瞬時に結合状態として車両を直結状態の四輪駆動状態に構成して、車両の脱輪状態からの脱出、悪路走行、砂地走行等の過酷な走行条件下での走行性能を向上させる。このため、過酷な状態に遭遇した場合には、車両をこの過酷な走行条件に適した走行性能に容易に切換えることができる。
【００３１】
しかして、当該駆動力伝達装置１０のパイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６は、図２に示すようにボビン１６ｂ上に巻回された電磁コイル１６ａからなる環状を呈するもので、図２〜図４に示すように合成樹脂体１８に埋設されている。合成樹脂体１８は環状を呈するもので、前後両端面には所定の周間隔を保持して多数のピン１８ａが植設されている。各ピン１８ａは磁性材料の金属製のもので、カバー体１１ｂまたはヨーク１５ｄに接触していて、電磁石１６、カバー体１１ｂ、摩擦クラッチ１５ａ、およびアーマチャ１５ｂ間に磁束が循環する磁路を形成する。
【００３２】
また、合成樹脂体１８には、後端面の上方部に突起部１８ｂが形成されていて、突起部１８ｂの先端部に合成樹脂製のキャップ１８ｃが嵌着されており、キャップ１８ｃの先端開口部にはゴム栓１８ｄが嵌着されている。この突起部１８ｂからは電磁コイル１６ａの各端部が貫通してキャップ１８ｃ内に臨んでいて、各端部が接続端子１６ｃに形成されている。リード線１５ｃは、これら各接続端子１６ｃに接続された状態で、ゴム栓１８ｄを通して外部に導出されて取出されている。
【００３３】
当該駆動力伝達装置１０においては、ディファレンシャルキャリア２７に収納された状態では、合成樹脂体１８の突起部１８ｂの先端部に嵌着されたキャップ１８ｃがディファレンシャルキャリア２７の第１ケース２７ａに設けた貫通孔２７ａ2に対向する近接部位に位置していて、リード線１５ｃは貫通孔２７ａ2に嵌着したプラグ２７ｂを液密的に貫通して外部に取出されている。
【００３４】
このように、当該駆動力伝達装置１０においては、パイロットクラッチ機構１０ｅを構成する電磁石１６の電磁コイル１６ａを合成樹脂体１８に埋設して、リード線１５ｃを電磁コイル１６ａを埋設する合成樹脂体１８から導出する取出構造を採用しているため、合成樹脂体１８から導出されたリード線１５ｃはディファレンシャルキャリア２７内にて各構成部材を迂回させることなく直接外部へ取出すことができる。このため、リード線１５ｃはこの取出し状態においては、ディファレンシャルキャリア２７内の各構成部材とは干渉することがない。
【００３５】
また、リード線１５ｃは振動等を受けても各構成部材とは干渉することがなく、このため、各構成部材との干渉に起因する損傷や、緊張に起因する損傷が生じることはなく、かつ、リード線１５ｃの緊張に起因するディファレンシャルキャリア２７の貫通孔２７ａ2を閉塞するプラグ２７ｂの脱落も防止される。
【００３６】
特に、当該リード線取出構造によれば、リード線１５ｃは合成樹脂体１８に設けたキャップ１８ｃの先端開口部に嵌着したゴム栓１８ｄを通して合成樹脂体１８から導出されていることから、リード線１５ｃは硬い合成樹脂体１８とは直接接触するようなことがなくて、リード線１５ｃに合成樹脂体１８との接触による断線が生じるようなことはない。この場合、ゴム栓１８ｄに合成樹脂体１８およびリード線１５ｃに対するシール機能を有することから、合成樹脂体１８の内外間をシールすることができて、電磁コイル１６ａのリード線１５ｃに対する接続端子１６ｃの防水性や防油性等シール性を確保することができる。
【００３７】
図５には、当該リード線取出構造におけるゴム栓の変形例を示している。ゴム栓１８ｄは、キャップ１８ｃの先端開口部に嵌着された状態では先端開口部とは同一平面を形成するものである。これに対して、変形例に係るゴム栓１８ｅは、キャップ１８ｃの先端開口部の嵌着されるゴム栓本体１８ｅ1と、ゴム栓本体１８ｅ1と一体の突起部１８ｅ2とからなるもので、キャップ１８ｃの先端開口部に嵌着された状態では、突起部１８ｅ2がキャップ１８ｃの先端開口部から所定量突出している。ゴム栓１８ｅにおいて、突起部１８ｅ2はゴム栓本体１８ｅ1に比較して大きな可撓性を有するもので、リード線１５ｃに対する大きな損傷防止機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係るリード線取出構造を採用した電磁クラッチをパイロットクラッチ機構とする駆動力伝達装置の縦断面図である。
【図２】同パイロットクラッチ機構を構成する電磁石を埋設する合成樹脂体の縦断面図である。
【図３】同合成樹脂体の正面図である。
【図４】同合成樹脂体の部分縦断面図である。
【図５】同合成樹脂体の変形例を示す部分縦断面図である。
【図６】同駆動力伝達装置を搭載した四輪駆動車の概略構成図である。
【符号の説明】
１０…駆動力伝達装置、１０ａ…アウタハウジング、１０ｂ…インナシャフト、１０ｃ…メインクラッチ機構、１０ｄ…押圧力発生手段、１０ｅ…パイロットクラッチ機構、１０ｆ…カム機構、１１ａ…ケーシング、１１ｂ…カバー体、１２ａ…インナクラッチプレート、１２ｂ…アウタクラッチプレート、１３…作動ピストン、１４…ロータ、１４ａ…ベーン部、Ｒ…流体室、１５ａ…摩擦クラッチ、１５ａ…アーマチャ、１５ｃ…リード線、１５ｄ…ヨーク、１６…電磁石、１６ａ…電磁コイル、１６ｂ…ボビン、１６ｃ…接続端子、１７ａ…第１カム部材、１７ｂ…第２カム部材、１７ｃ…カムフォロアー、１８…合成樹脂体、１８ａ…ピン、１８ｂ…突起部、１８ｃ…キャップ、１８ｄ，１８ｅ…ゴム栓、１８ｅ1…ゴム栓本体、１８ｅ2…突起部、２１…トランスアクスル、２２…エンジン、２３ａ…アクスルシャフト、２３ｂ…前輪、２４…プロペラシャフト、２５…リヤディファレンシャル、２６ａ…アクスルシャフト、２６ｂ…後輪、２７…ディファレンシャルキャリア、２７ａ…第１ケース、２７ａ1…円筒部、２７ａ2…貫通孔、２７ａ3…凹所、２７ｂ…プラグ、２８…ドライブピニオン。
Claims (2)
- 駆動力伝達装置を構成する相対回転可能な内外両回転部材間に同軸的に配設されて通電により発生するトルクにてメインクラッチ機構を作動して前記両回転部材間でトルク伝達を行わせる電磁式パイロット機構を構成する電磁石のリード線取出構造であり、当該電磁石は、電磁コイルを外部電源に接続するためのリード線を備えて合成樹脂体に埋設された状態でヨークに支持されており、前記合成樹脂体は、前記外側回転部材の一端開口部から外部へ軸方向および径方向に延びて当該駆動力伝達装置を収容して支持するディファレンシャルキャリアの取出孔の近傍にて同取出孔に対向する導出孔を備え、前記リード線は、前記導出孔内を通って同導出孔の先端に嵌合したシール性の弾性体を液密的に貫通して前記取出孔の近傍に導出されていることを特徴とする電磁石のリード線取出構造。
- 請求項１に記載のリード線取出構造において、前記電磁式パイロット機構は、前記電磁石と、同電磁石の一側に位置する摩擦クラッチと、同摩擦クラッチの一側に位置するアーマチャとからなる電磁クラッチであることを特徴とする電磁石のリード線取出構造。
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