JP5337683B2 - Clutch device and differential device using the clutch device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に適用されるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置に関する。 The present invention relates to a clutch device applied to a vehicle and a differential device using the clutch device.
従来、電磁石を用いたクラッチ装置、及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置としては、クラッチ機構が、電磁ソレノイドと、この電磁ソレノイドを部分的に包囲・固定して磁束が透過するヨークと、磁束が透過して軸方向に可動なプランジャと、一側の回転部材であって磁束が透過する固定鉄心を備えたデフケースと、このデフケースと一体回転可能で軸方向に相対移動自在に係合し電磁ソレノイドが励磁されたときにプランジャの作動により押圧され軸方向に移動するロック部材と、このロック部材と連結可能に配置された他側の回転部材としてのサイドギヤとを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a clutch device using an electromagnet and a differential device using the clutch device, a clutch mechanism includes an electromagnetic solenoid, a yoke that partially surrounds and fixes the electromagnetic solenoid, and a magnetic flux is transmitted. A solenoid that is transmitted through and movable in the axial direction, a differential case that is a rotating member on one side and that has a fixed iron core through which magnetic flux is transmitted, and an electromagnetic solenoid that can rotate integrally with the differential case and move relative to the axial direction. There is known a member including a lock member that is pressed by the operation of the plunger and moves in the axial direction when the actuator is excited, and a side gear as a rotating member on the other side that is arranged to be connectable to the lock member ( For example, see Patent Document 1).
また、このクラッチ装置では、ヨークが周溝を有し、この周溝に位置決めプレートを係合させ、ボルトを用いてデフケースの端面に固定されている。これにより、ヨークの外周面は、一側の回転部材であるデフケースの端面に形成された延出部の内周面に対して、径方向に摺動支持されると共に、軸方向一側の端面も摺動支持されている。 In this clutch device, the yoke has a circumferential groove, and a positioning plate is engaged with the circumferential groove, and is fixed to the end surface of the differential case using a bolt. As a result, the outer peripheral surface of the yoke is slidably supported in the radial direction with respect to the inner peripheral surface of the extending portion formed on the end surface of the differential case that is the rotating member on one side, and the end surface on the one side in the axial direction. Is also slidably supported.
この特許文献1のような構造によれば、ヨークをデフケースに支持するベアリングを用いることなく摺動支持させ、磁束の透過部に一側の回転部材を用いることで、クラッチ装置のコンパクト化が図れるものである。 According to the structure as disclosed in Patent Document 1, the clutch device can be made compact by slidingly supporting the yoke without using the bearing that supports the differential case and using the rotating member on one side for the magnetic flux transmitting portion. Is.
しかしながら、上記特許文献1のようなクラッチ装置では、ヨークがデフケースに摺動支持されて径方向と軸方向一側の配置設定がなされているが、そのために設けられるボルトや位置決めプレートなどの構造が必要となることや、ヨークに形成される周溝は磁束の透過部分との重複により、磁束透過面積を広く確保するために軸方向に張り出さざるを得ないことから、装置の構造が複雑化していた。 However, in the clutch device as described in Patent Document 1, the yoke is slidably supported by the differential case, and the radial and axial arrangement is set. However, there are structures such as bolts and positioning plates provided for that purpose. The structure of the device is complicated because the circumferential groove formed in the yoke must be projected in the axial direction in order to secure a wide magnetic flux transmission area due to the overlap with the magnetic flux transmission part. It was.
また、ヨークとデフケースとの軸方向の摺動支持部が磁束ループの最短部を構成するので、軸方向の吸引力が増して摺動抵抗が大きく、エネルギーロスを招いていた。 Further, since the sliding support portion in the axial direction between the yoke and the differential case constitutes the shortest portion of the magnetic flux loop, the attraction force in the axial direction is increased to increase the sliding resistance, resulting in energy loss.
そこで、この発明は、クラッチ装置の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置の提供を目的としている。 Therefore, the present invention can simplify the structure of the clutch device, reduce the sliding resistance when applying an exciting current, and suppress energy loss, and a differential device using the clutch device The purpose is to provide.
請求項1記載の発明は、第1の回転部材と、第2の回転部材と、前記第1の回転部材と前記第2の回転部材とを係合可能なクラッチ部材と、このクラッチ部材を駆動させ前記第1の回転部材に隣接して配置したソレノイドと、このソレノイドを固定させ一の周壁と一端壁とを有したコアと、このコアと共に他の周壁をなすプランジャとを備え、前記ソレノイドへ通電したときに前記コアと前記プランジャと前記第1の回転部材とを周回する磁束により、前記プランジャを軸方向に作動させて前記クラッチ部材を駆動するクラッチ装置であって、前記一の周壁は軸方向に延設され、前記第1の回転部材に形成された周面に摺動可能に嵌合して径方向に位置決めされると共に、先端が前記第1の回転部材に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決めされるスリーブ部を備えたことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a first rotating member, a second rotating member, a clutch member capable of engaging the first rotating member and the second rotating member, and driving the clutch member A solenoid disposed adjacent to the first rotating member, a core having the one solenoid wall fixed to the solenoid and one peripheral wall, and a plunger forming another peripheral wall together with the core. A clutch device that drives the clutch member by operating the plunger in an axial direction by a magnetic flux that circulates around the core, the plunger, and the first rotating member when energized, wherein the one peripheral wall is a shaft Extending in the direction, slidably fitted to the peripheral surface formed on the first rotating member and positioned in the radial direction, and the tip end slidable with respect to the first rotating member Abutting and axial position Characterized by comprising a sleeve portion to be fit.
請求項2記載の発明は、請求項1記載のクラッチ装置であって、前記第1の回転部材の周面に摺動支持される前記スリーブ部の嵌合面における断面積は、前記コアの周壁における磁束透過断面積より広く形成されていることを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the clutch device according to the first aspect, wherein the cross-sectional area of the fitting surface of the sleeve portion that is slidably supported by the peripheral surface of the first rotating member is a peripheral wall of the core It is characterized in that it is formed wider than the magnetic flux transmission cross-sectional area.
請求項3記載の発明は、請求項2記載のクラッチ装置であって、前記スリーブ部の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さを長くして設定されていることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the clutch device according to the second aspect, wherein the cross-sectional area of the fitting surface of the sleeve portion is set by increasing the axial length of the fitting surface. And
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のクラッチ装置であって、前記コアの一端壁には、前記コアと前記第1の回転部材との軸方向位置を規定する規定部材が当接可能に配置されていることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the clutch device according to any one of the first to third aspects, wherein an axial position of the core and the first rotating member is defined on one end wall of the core. The defining member to be defined is disposed so as to be capable of contacting.
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のクラッチ装置であって、前記スリーブ部は、前記クラッチ部材の径方向外側に配置されていることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the clutch device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the sleeve portion is disposed on a radially outer side of the clutch member.
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のクラッチ装置を備えたデファレンシャル装置であって、駆動力が入力するデフケースと、このデフケースと相対回転可能に前記デフケース内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材とを備え、前記第1の回転部材は前記デフケースであり、前記第2の回転部材は前記一対の出力部材の一方、又は前記デフケースと前記一対の出力部材との間に駆動的に連結する中間部材であり、前記クラッチ装置を断続することにより、前記クラッチ部材を介して前記デフケースに入力された駆動力が、前記一対の出力部材に断続的に伝達可能であることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is a differential device including the clutch device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the differential case receives a driving force, and the differential case is rotatable relative to the differential case. And a pair of output members that output driving force, the first rotating member is the differential case, and the second rotating member is one of the pair of output members, or the differential case and the pair of output members. An intermediate member that is drivingly connected to the output member, and the driving force input to the differential case via the clutch member is intermittently applied to the pair of output members by intermittently connecting the clutch device. It can be transmitted to.
請求項1のクラッチ装置は、ソレノイドへ通電したときにコアと第1の回転部材とを周回する磁束は、主として第1の回転部材の周面に摺動可能に嵌合するスリーブ部の嵌合面を介して透過する。これは、磁束、すなわち磁力線が周回路として最短距離を透過する特性を利用するものである。一方、スリーブ部の先端の当接面は、磁力線の周回路を形成するには遠距離となるので、その当接面側からの磁力線の透過を抑制することができる。 In the clutch device according to claim 1, the magnetic flux that circulates between the core and the first rotating member when energized to the solenoid is mainly fitted in a sleeve portion that slidably fits on the peripheral surface of the first rotating member. Transmits through the surface. This utilizes the characteristic that magnetic flux, that is, the lines of magnetic force pass through the shortest distance as a peripheral circuit. On the other hand, since the contact surface at the tip of the sleeve portion is a long distance to form a circumferential circuit of magnetic lines of force, transmission of the magnetic lines of force from the contact surface side can be suppressed.
このため、コアと第1の回転部材との間で軸方向に生じる吸引力を抑制して摺動抵抗を低減できるので、エネルギーロスを大幅に抑制することができる。 For this reason, since the attraction force generated in the axial direction between the core and the first rotating member can be suppressed and the sliding resistance can be reduced, energy loss can be significantly suppressed.
また、第1の回転部材に対するコアの支持は、スリーブ部を用いて径方向及び軸方向支持することができるので、支持構造を簡素化し、クラッチ装置の複雑化を抑制することができる。 Further, since the core can be supported with respect to the first rotating member by using the sleeve portion in the radial direction and the axial direction, the support structure can be simplified and the complexity of the clutch device can be suppressed.
従って、クラッチ装置の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができる。 Therefore, the structure of the clutch device can be simplified, the sliding resistance when applying the exciting current can be reduced, and the energy loss can be suppressed.
請求項2のクラッチ装置は、磁束の透過機能からすると、嵌合面の断面積はコアの周壁の磁束透過断面積と同等の断面積で設定されていれば十分であるが、コアは第1の回転部材に摺動支持されているので、嵌合面に透過断面積以上の断面積を設定することで、磁束の透過機能を十分に保持した上で、コアの支持安定性を向上させることができる。 In the clutch device according to the second aspect, from the viewpoint of the magnetic flux transmission function, it is sufficient that the cross-sectional area of the fitting surface is set to a cross-sectional area equivalent to the magnetic flux transmission cross-sectional area of the peripheral wall of the core. Since the sliding member is slidably supported by the rotating member, it is possible to improve the support stability of the core while sufficiently maintaining the magnetic flux transmission function by setting a cross-sectional area larger than the transmission cross-sectional area on the fitting surface. Can do.
また、嵌合面のこの断面積の設定によれば、スリーブ部先端の当接面からの磁束の透過を極力回避させて、摺動抵抗を大幅に低減することができる。 Further, according to the setting of the cross-sectional area of the fitting surface, it is possible to avoid the transmission of magnetic flux from the contact surface at the tip of the sleeve portion as much as possible, and to greatly reduce the sliding resistance.
請求項3のクラッチ装置は、嵌合面の軸方向長さを長く設定することで、第1の回転部材の周面に対するスリーブ部の軸心のずれを防止することができ、磁束の透過特性、摺動時の偏摩耗の防止を確実に行うことができ、クラッチ装置の性能と耐久性が長期にわたって保証される。
In the clutch device according to
請求項4のクラッチ装置は、規定部材を設けることにより、コアを第1の回転部材に対して、嵌合面で径方向に摺動支持し、当接面で軸方向に支持し、規定部材でその軸方向位置を確定することができる。従って、コアと第1の回転部材との支持関係が定まり、磁束の透過を安定させ、プランジャを的確に作動させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the clutch device, by providing the defining member, the core is slidably supported by the fitting surface in the radial direction with respect to the first rotating member, and supported by the contact surface in the axial direction. The position in the axial direction can be determined. Therefore, the support relationship between the core and the first rotating member is determined, the transmission of magnetic flux is stabilized, and the plunger can be operated accurately.
請求項5のクラッチ装置は、スリーブ部とクラッチ部材の配置関係が径方向にオーバーラップするように配置されるので、軸方向寸法のコンパクト化を達成する。 According to the fifth aspect of the present invention, since the arrangement of the sleeve portion and the clutch member is arranged so as to overlap in the radial direction, the axial dimension can be reduced.
請求項6のデファレンシャル装置は、クラッチ装置の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置を用いて、デファレンシャル装置の構造の簡素化、及びエネルギーロスを抑制することができる。従って、デファレンシャル装置の車載性が向上すると共に、燃費向上にも貢献したデファレンシャル装置を提供することができる。 The differential device according to claim 6 can simplify the structure of the clutch device, reduce the sliding resistance when applying the exciting current, and reduce the energy loss. Simplification of the structure and energy loss can be suppressed. Accordingly, it is possible to provide a differential device that improves the in-vehicle performance of the differential device and contributes to an improvement in fuel consumption.
図1〜図3を用いて本発明の実施の形態に係るクラッチ装置及びこのクラッチ装置を備えたデファレンシャル装置について説明する。 A clutch device according to an embodiment of the present invention and a differential device including the clutch device will be described with reference to FIGS.
(第1実施形態)
図1,図2を用いて第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
1st Embodiment is described using FIG. 1, FIG.
本実施の形態に係るクラッチ装置1は、第1の回転部材としてのアウタケース3と、第2の回転部材としてのインナケース5と、アウタケース3とインナケース5とを係合可能なクラッチ部材7と、このクラッチ部材7を駆動させアウタケース3に隣接して配置したソレノイド9と、このソレノイド9を固定させ一の周壁11と一端壁13とを有したコア15と、このコア15と共に他の周壁をなすプランジャ17とを備え、ソレノイド9へ通電したときにコア15とプランジャ17とアウタケース3とを周回する磁束により、プランジャ17を軸方向に作動させてクラッチ部材7を駆動する。
The clutch device 1 according to the present embodiment includes an
そして、一の周壁11は軸方向に延設され、アウタケース3に形成された周面4に摺動可能に嵌合して径方向に位置決めされると共に、先端がアウタケース3に形成された周面4に連続して径方向外側に向けて形成される縁壁6に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決めされるスリーブ部19を備えた。
The one
また、アウタケース3の周面4に摺動支持されるスリーブ部19の嵌合面における断面積は、コア15の周壁における磁束透過断面積より広く形成されている。
Further, the cross-sectional area of the fitting surface of the
さらに、スリーブ部19の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さLを長くして設定されている。
Furthermore, the cross-sectional area of the fitting surface of the
また、コア15の一端壁13には、コア15とアウタケース3との軸方向位置を規定する規定部材21が当接している。
A defining
さらに、スリーブ部19は、クラッチ部材7の径方向外側に配置されている。
Further, the
また、本実施の形態に係るクラッチ装置1を備えたデファレンシャル装置101は、駆動力が入力するデフケースとしてのアウタケース3と、このアウタケース3と相対回転可能にアウタケース3内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材としてのサイドギヤ103,105と、アウタケース3と一対のサイドギヤ103,105との間を駆動的に連結する中間部材としてのピニオン107及びインナケース5とを備えている。
Further, the
そして、第1の回転部材はアウタケース3であり、第2の回転部材はアウタケース3の内周側に配置されピニオン107を介して一対のサイドギヤ103,105に駆動力を出力するインナケース5であり、クラッチ装置1を断続することにより、クラッチ部材7を介してアウタケース3に入力された駆動力が、一対のサイドギヤ103,105に断続的に伝達可能である。
The first rotating member is the
図1,2に示すように、デファレンシャル装置101は、アウタケース3と、インナケース5と、差動機構109とを備えている。アウタケース3は、軸方向両側に形成されたボス部111,113でそれぞれベアリング(不図示)を介してキャリアなどの静止系部材(不図示)に回転可能に支持されている。また、アウタケース3には、リングギヤ(不図示)が固定されるフランジ部115が形成され、リングギヤが駆動力を伝達する動力伝達ギヤ(不図示)と噛み合い、駆動力が伝達されてアウタケース3を回転駆動させる。このアウタケース3には、インナケース5がアウタケース3と相対回転可能に収容されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
インナケース5は、筒状に形成され、外周側でアウタケース3の内周支持面と当接して相対回転可能に支持されている。このインナケース5の内周側には、差動機構109が収容されている。
The
差動機構109は、ピニオンシャフト117と、ピニオン107と、一対のサイドギヤ103,105とを備えている。ピニオンシャフト117は、端部をインナケース5に係合してピン119で抜け止めされインナケース5と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト117には、ピニオン107が支承されている。
The
ピニオン107は、ピニオンシャフト117に支承されてインナケース5の回転によって公転する。また、ピニオン107は、一対のサイドギヤ103,105に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ103,105に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト117に自転可能に支持されている。
The
一対のサイドギヤ103,105は、ボス部121,123でアウタケース3に相対回転可能に支持され、ピニオン107と噛み合っている。また、サイドギヤ103,105とアウタケース3との間には、ピニオン107との噛み合い反力によるサイドギヤ103,105の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ125,127が配置されている。この一対のサイドギヤ103,105は、内周側にスプライン形状の連結部129,131が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸(不図示)がサイドギヤ103,105と一体回転可能に連結され、アウタケース3に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。
The pair of side gears 103 and 105 are supported by the
このようなデファレンシャル装置101には、アウタケース3とインナケース5との間の動力伝達を断続するクラッチ装置1が搭載されており、クラッチ装置1が接続されると、アウタケース3とインナケース5とが接続され、アウタケース3に入力された駆動力がインナケース5を介して差動機構109に伝達され、出力側の部材に出力される。すなわち、このクラッチ装置1を搭載したデファレンシャル装置101は、いわゆるフリーランニングデフとなっている。
Such a
クラッチ装置1は、アウタケース3とインナケース5とを含め、クラッチ部材7と、断続部23と、ソレノイド9と、コア15と、プランジャ17とを備えている。
The clutch device 1 includes an
クラッチ部材7は、アウタケース3の内部空間側に収容される基部8が環状に形成され、この基部8の外周面がアウタケース3の内周支持面に対して径方向に支持され、インナケース5とアウタケース3の側壁25との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。また、クラッチ部材7とサイドギヤ105の背面側との間には、クラッチ部材7を断続部23の接続解除方向に付勢するリターンスプリング27が配置されている。また、クラッチ部材7には、周方向に複数の係合凸部29が設けられ、アウタケース3の側壁25の回転方向間に開口して設けられた複数の係合部31に係合してクラッチ部材7がアウタケース3に回り止めされ、アウタケース3と一体回転可能に配置されている。このクラッチ部材7の係合凸部29とアウタケース3の係合部31とには、カム機構33が設けられている。
In the
カム機構33は、係合凸部29と係合部31との周方向の対向面に形成された同一傾斜のカム面となっている。このカム機構33は、クラッチ部材7が断続部23の接続方向に移動されたときに、アウタケース3の回転によってカム面が係合することにより、クラッチ部材7をさらに断続部23の接続方向に移動させ、断続部23の接続を強化させる。
The
断続部23は、インナケース5とクラッチ部材7との軸方向間に設けられ、インナケース5とクラッチ部材7とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。この断続部23が互いに噛み合うことにより、インナケース5とクラッチ部材7とが一体回転可能に接続され、インナケース5とアウタケース3との間の動力伝達が可能となる。この断続部23は、クラッチ部材7を移動操作するプランジャ17を作動するソレノイド9によって制御可能に断続操作される。
The
ソレノイド9は、アウタケース3のボス部113の外周側で側壁25に対して軸方向に隣接配置され、樹脂でモールド成形されてコア15に収容固定されている。また、ソレノイド9は、コア15の背面から外部に引き出されたリード線35を介してコントローラ(不図示)に接続されており、コントローラによってソレノイド9への通電が制御されている。
The
コア15は、磁性材料から形成され、一の周壁11と一端壁13とを備えている。一の周壁11は、磁束透過断面積が保持されたまま、アウタケース3の側壁25側に向けて軸方向に延設されたスリーブ部19を備えている。このスリーブ部19の内周面は、アウタケース3の端部外周に形成された周面4に摺動可能に嵌合し、コア15が径方向に位置決めされる。また、スリーブ部19の軸方向の先端部は、アウタケース3の外周に形成された段部の軸方向端面としての縁壁6に対して摺動可能に当接し、コア15が軸方向に位置決めされる。このアウタケース3の周面に摺動支持されるスリーブ部19の嵌合面における断面積(言い替えると嵌合面の面積)は、コア15の周壁における磁束透過断面積より広く形成されている。また、このスリーブ部19の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さL(コア15がアウタケース3に対して径方向に摺動支持される部分)を長くして設定されている。また、このスリーブ部19は、軸方向位置がクラッチ部材7の軸方向位置と径方向にオーバーラップするようにクラッチ部材7の径方向外側に配置されている。なお、スリーブ部19のアウタケース3と当接して摺動支持される当接部は、直接アウタケース3の縁壁6と当接してもよいが、ワッシャなどの部材を介在させたり、コーティングなどを施して当接させてもよい。
The
一端壁13は、一の周壁11と連続する一部材で形成され、コア15の軸方向の端面を形成する壁部となっている。この一端壁13の軸方向端面には、回り止め部材37が設けられ、この回り止め部材37がキャリアなどの静止系部材に係合してコア15が回転方向に回り止めされている。また、一端壁13の軸方向端面には、アウタケース3のボス部113の外周に形成された溝部にスナップリング機能をもって係合する規定部材21の周方向に複数(ここでは3つ)形成された規制部39が当接されている。なお、ここでは、規定部材21がアウタケース3に係合してコア15に当接するプレートとなっているが、キャリアなどの静止系部材に係合してコア15に当接する弾性部材などであってもよい。この規定部材21の規制部39とコア15との当接により、コア15とアウタケース3との軸方向位置が規定される。また、規定部材21は、規制部39が形成された基部側がプランジャ17の端面と当接し、プランジャ17の端面とコア15の背面との軸方向位置を規制している。なお、コア15のプランジャ17が配置された側には、プランジャ17が配置されるため、他の周壁を形成しなくてもよいが、プランジャ17の作動を的確に行うために、一部に他の周壁14が一端壁13の内周側に連続して軸方向に向けて形成されている。
The one
リング状のプランジャ17は、ソレノイド9及びコア15の内径側に配置され、コア15と共に他の周壁をなし、外側プランジャ41と内側プランジャ43とを備えている。リング状の外側プランジャ41は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定されたエアギャップをもってコア15の内径側に配置されている。この外側プランジャ41の内周には、リング状の内側プランジャ43が一体に固定されている。
The ring-shaped
内側プランジャ43は、ソレノイド9の磁束のアウタケース3側への漏れを防止するように非磁性材料から形成されている。この内側プランジャ43は、アウタケース3のボス部113の外周に軸方向移動可能で径方向に支持され、クラッチ部材7の係合凸部29の端面と当接する押圧部45が設けられている。この押圧部45は、外側プランジャ41の軸方向への移動により係合凸部29の端面を押圧しクラッチ部材7を押圧操作する。なお、このプランジャ17の作動は軸方向移動に限らず、アウタケース3とインナケース5とを係合させる方向、すなわち断続部23の接続、或いはアウタケース3とインナケース5との係合を解除させる方向、すなわち断続部23の断切のいずれの場合でも行えるものであれば、どのような構成であってもよい。
The
このように構成されたクラッチ装置1では、ソレノイド9の励磁によりコア15と外側プランジャ41とアウタケース3の側壁25を透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ17がクラッチ部材7側に移動操作され、内側プランジャ43が押圧部45を介してクラッチ部材7を軸方向移動させる。このプランジャ17によって移動操作されたクラッチ部材7は、リターンスプリング27の付勢力に抗して断続部23の接続方向に移動され、断続部23が接続される。この断続部23の接続により、インナケース5とクラッチ部材7とが一体回転可能に接続され、インナケース5とアウタケース3との間の動力伝達が可能となる。
In the clutch device 1 configured as described above, the
このようなクラッチ装置1では、ソレノイド9へ通電したときにコア15とアウタケース3とを周回する磁束は、主としてアウタケース3の周面に摺動可能に嵌合するスリーブ部19の嵌合面を介して透過する。これは、磁束、すなわち磁力線が周回路として最短距離を透過する特性を利用するものである。一方、スリーブ部19の先端の当接面は、磁力線の周回路を形成するには遠距離となるので、その当接面側からの磁力線の透過を抑制することができる。
In such a clutch device 1, the magnetic flux that circulates between the core 15 and the
このため、コア15とアウタケース3との間で軸方向に生じる吸引力を抑制して摺動抵抗を低減できるので、エネルギーロスを大幅に抑制することができる。
For this reason, since the sliding force can be reduced by suppressing the suction force generated in the axial direction between the core 15 and the
また、アウタケース3に対するコア15の支持は、スリーブ部19を用いて径方向及び軸方向支持することができるので、支持構造を簡素化し、クラッチ装置1の複雑化を抑制することができる。
Moreover, since the support of the core 15 with respect to the
従って、クラッチ装置1の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができる。 Therefore, the structure of the clutch device 1 can be simplified, the sliding resistance when applying the exciting current can be reduced, and the energy loss can be suppressed.
また、磁束の透過機能からすると、アウタケース3の周面に摺動支持されるスリーブ部19の嵌合面の断面積はコア15の周壁の磁束透過断面積と同等の断面積で設定されていれば十分であるが、コア15はアウタケース3に摺動支持されているので、嵌合面に透過断面積以上の断面積を設定することで、磁束の透過機能を十分に保持した上で、コア15の支持安定性を向上させることができる。
Further, in terms of the magnetic flux transmission function, the cross-sectional area of the fitting surface of the
さらに、スリーブ部19の嵌合面の軸方向長さLを長く設定することで、アウタケース3の周面に対するスリーブ部19の軸心のずれを防止することができ、磁束の透過特性、摺動時の偏摩耗の防止を確実に行うことができ、クラッチ装置1の性能と耐久性が長期にわたって保証される。
Further, by setting the length L in the axial direction of the fitting surface of the
また、規定部材21を設けることにより、コア15をアウタケース3に対して、嵌合面で径方向に摺動支持し、当接面で軸方向に支持し、規定部材21でその軸方向位置を確定することができる。従って、コア15とアウタケース3との支持関係が定まり、磁束の透過を安定させ、プランジャ17を的確に作動させることができる。
Further, by providing the defining
さらに、スリーブ部19とクラッチ部材7の配置関係が径方向にオーバーラップするように配置されるので、軸方向寸法のコンパクト化を達成する。
Furthermore, since the arrangement relationship between the
また、デファレンシャル装置101は、クラッチ装置1の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置1を用いているので、デファレンシャル装置101の構造の簡素化、及びエネルギーロスを抑制することができる。従って、デファレンシャル装置101の車載性が向上すると共に、燃費向上にも貢献したデファレンシャル装置101を提供することができる。
Further, the
(第2実施形態)
図3を用いて第2実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG.
本実施の形態に係るクラッチ装置201は、第1の回転部材としてのデフケース203と、第2の回転部材としてのサイドギヤ205と、デフケース203とサイドギヤ205とを係合可能なクラッチ部材207と、このクラッチ部材207を駆動させデフケース203に隣接して配置したソレノイド209と、このソレノイド209を固定させ一の周壁211と一端壁213とを有したコア215と、このコア215と共に他の周壁をなすプランジャ217とを備え、ソレノイド209へ通電したときにコア215とプランジャ217とデフケース203とを周回する磁束により、プランジャ217を軸方向に作動させてクラッチ部材207を駆動する。
The
そして、一の周壁211は軸方向に延設され、デフケース203に形成された周面204に摺動可能に嵌合して径方向に位置決めされると共に、先端がデフケース203に形成された周面204に連続して径方向外側に向けて形成される縁壁206に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決めされるスリーブ部219を備えた。
The one
また、デフケース203の周面に摺動支持されるスリーブ部219の嵌合面における断面積は、コア215の周壁における磁束透過断面積より広く形成されている。
Further, the cross-sectional area of the fitting surface of the
さらに、スリーブ部219の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さLを長くして設定されている。
Furthermore, the cross-sectional area of the fitting surface of the
また、コア215の一端壁213には、コア215とデフケース203との軸方向位置を規定する規定部材221が当接している。
A defining
さらに、スリーブ部219は、クラッチ部材207の径方向外側に配置されている。
Further, the
また、本実施の形態に係るクラッチ装置201を備えたデファレンシャル装置301は、駆動力が入力するデフケース203と、このデフケース203と相対回転可能にデフケース203内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材としてのサイドギヤ303,205と、デフケース203と一対のサイドギヤ303,205との間を駆動的に連結する中間部材としてのピニオン305とを備えている。
A
そして、第1の回転部材はデフケース203であり、第2の回転部材はサイドギヤ205であり、クラッチ装置201を断続することにより、クラッチ部材207を介してデフケース203に入力された駆動力が、一対のサイドギヤ303,205に断続的に伝達可能である。
The first rotating member is the
図3に示すように、デファレンシャル装置301は、デフケース203と、ピニオンシャフト307と、ピニオン305と、一対のサイドギヤ303,205とからなる差動機構309を備えている。デフケース203は、軸方向両側に形成されたボス部311,313でそれぞれベアリング(不図示)を介してキャリアなどの静止系部材(不図示)に回転可能に支持されている。また、デフケース203には、リングギヤ(不図示)が固定されるフランジ部315が形成され、リングギヤが駆動力を伝達する動力伝達ギヤ(不図示)と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース203を回転駆動させる。このデフケース203には開口317が形成され、この開口317から内部にピニオンシャフト307と、ピニオン305と、一対のサイドギヤ303,205などの収容部材が収容される。
As shown in FIG. 3, the
ピニオンシャフト307は、端部をデフケース203に係合してピン319で抜け止めされデフケース203と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト307には、ピニオン305が支承されている。
An end of the
ピニオン305は、ピニオンシャフト307に支承されてデフケース203の回転によって公転する。また、ピニオン305は、一対のサイドギヤ303,205に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ303,205に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト307に自転可能に支持されている。また、ピニオン305の背面側とデフケース203との間には、ピニオン305の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ321が配置されている。
The
一対のサイドギヤ303,205は、ボス部323,325でデフケース203に相対回転可能に支持され、ピニオン305と噛み合っている。また、サイドギヤ303,205とデフケース203との間には、ピニオン305との噛み合い反力によるサイドギヤ303,205の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ327,329が配置されている。この一対のサイドギヤ303,205は、内周側にスプライン形状の連結部331,333が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸(不図示)がサイドギヤ303,205と一体回転可能に連結され、デフケース203に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。
The pair of side gears 303 and 205 are supported by the
このようなデファレンシャル装置301には、デフケース203とサイドギヤ205との間の動力伝達、詳細には差動機構309の差動を断続するクラッチ装置201が搭載されており、クラッチ装置201が接続されると、デフケース203とサイドギヤ205とが接続され、差動機構309の差動がロック状態となる。この状態では、デフケース203に入力された駆動力が一対のサイドギヤ303,205に対して均等に出力される。すなわち、このクラッチ装置201を搭載したデファレンシャル装置301は、いわゆるデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっている。
Such a
クラッチ装置201は、デフケース203とサイドギヤ205とを含め、クラッチ部材207と、断続部223と、ソレノイド209と、コア215と、プランジャ217とを備えている。
The
クラッチ部材207は、デフケース203の内部空間側に収容される基部208が環状に形成され、この基部208の内周面がサイドギヤ205の背面側に形成された外周支持面に対して径方向に支持され、サイドギヤ205の背面側とデフケース203の側壁225との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。また、クラッチ部材207とサイドギヤ205の背面側との間には、クラッチ部材207を断続部223の接続解除方向に付勢するリターンスプリング227が配置されている。また、クラッチ部材207には、周方向に複数の係合凸部229が設けられ、デフケース203の側壁225の回転方向間に開口して設けられた複数の係合部231に係合してクラッチ部材207がデフケース203に回り止めされ、デフケース203と一体回転可能に配置されている。このクラッチ部材207の係合凸部229とデフケース203の係合部231とには、カム機構233が設けられている。
In the
カム機構233は、係合凸部229と係合部231との周方向の対向面に形成された同一傾斜のカム面となっている。このカム機構233は、クラッチ部材207が断続部223の接続方向に移動されたときに、デフケース203の回転によってカム面が係合することにより、クラッチ部材207をさらに断続部223の接続方向に移動させ、断続部223の接続を強化させる。
The
断続部223は、サイドギヤ205の背面側とクラッチ部材207との軸方向間に設けられ、サイドギヤ205とクラッチ部材207とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。この断続部223が互いに噛み合うことにより、サイドギヤ205とクラッチ部材207とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ205とデフケース203とが接続されて差動機構309がロック状態となる。この断続部223は、クラッチ部材207を移動操作するプランジャ217を作動するソレノイド209とによって制御可能に断続操作される。
The
ソレノイド209は、デフケース203のボス部313の外周側で側壁225に対して軸方向に隣接配置され、樹脂でモールド成形されてコア215に収容固定されている。また、ソレノイド209は、コア215の背面から外部に引き出されたリード線35(図2参照)を介してコントローラ(不図示)に接続されており、コントローラによってソレノイド209への通電が制御されている。
The
コア215は、磁性材料から形成され、一の周壁211と一端壁213とを備えている。一の周壁211は、磁束透過断面積が保持されたまま、デフケース203の側壁225側に向けて軸方向に延設されたスリーブ部219を備えている。このスリーブ部219の内周面は、デフケース203の端部外周に形成された周面208に摺動可能に嵌合し、コア215が径方向に位置決めされる。また、スリーブ部219の軸方向の先端部は、デフケース203の外周に形成された段部の軸方向端面としての縁壁206に対して摺動可能に当接し、コア215が軸方向に位置決めされる。このデフケース203の周面に摺動支持されるスリーブ部219の嵌合面における断面積(言い替えると嵌合面の面積)は、コア215の周壁における磁束透過断面積より広く形成されている。また、このスリーブ部219の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さL(コア215がデフケース203に対して径方向に摺動支持される部分)を長くして設定されている。また、このスリーブ部219は、軸方向位置がクラッチ部材207の軸方向位置と径方向にオーバーラップするようにクラッチ部材207の径方向外側に配置されている。なお、スリーブ部219のデフケース203と当接して摺動支持される当接部は、直接デフケース203の縁壁206と当接してもよいが、ワッシャなどの部材を介在させたり、コーティングなどを施して当接させてもよい。
The
一端壁213は、一の周壁211と連続する一部材で形成され、コア215の軸方向の端面を形成する壁部となっている。この一端壁213の軸方向端面には、回り止め部材37(図2参照)が設けられ、この回り止め部材37がキャリアなどの静止系部材に係合してコア215が回転方向に回り止めされている。また、一端壁213の軸方向端面には、デフケース203のボス部313の外周に形成された溝部にスナップリング機能をもって係合する規定部材221の周方向に複数形成された規制部235が当接されている。なお、ここでは、規定部材221がデフケース203に係合してコア215に当接するプレートとなっているが、キャリアなどの静止系部材に係合してコア215に当接する弾性部材などであってもよい。この規定部材221の規制部235とコア215との当接により、コア215とデフケース203との軸方向位置が規定される。また、規定部材221は、規制部235が形成された基部側がプランジャ217の端面と当接し、プランジャ217の端面とコア215の背面との軸方向位置を規制している。なお、コア215のプランジャ217が配置された側には、プランジャ217が配置されるため、他の周壁を形成しなくてもよいが、プランジャ217の作動を的確に行うために、一部に他の周壁214が一端壁213の内周側に連続して軸方向に向けて形成されている。
The one
リング状のプランジャ217は、ソレノイド209及びコア215の内径側に配置され、コア215と共に他の周壁をなし、外側プランジャ237と内側プランジャ239とを備えている。リング状の外側プランジャ237は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定されたエアギャップをもってコア215の内径側に配置されている。この外側プランジャ237の内周には、リング状の内側プランジャ239が一体に固定されている。
The ring-shaped
内側プランジャ239は、ソレノイド209の磁束のデフケース203側への漏れを防止するように非磁性材料から形成されている。この内側プランジャ239は、デフケース203のボス部313の外周に軸方向移動可能で径方向に支持され、クラッチ部材207の係合凸部229の端面と当接する押圧部241が設けられている。この押圧部241は、外側プランジャ237の軸方向への移動により係合凸部229の端面を押圧しクラッチ部材207を押圧操作する。なお、このプランジャ217の作動は軸方向移動に限らず、デフケース203とサイドギヤ205とを係合させる方向、すなわち断続部223の接続、或いはデフケース203とサイドギヤ205との係合を解除させる方向、すなわち断続部223の断切のいずれの場合でも行えるものであれば、どのような構成であってもよい。
The
このように構成されたクラッチ装置201では、ソレノイド209の励磁によりコア215と外側プランジャ237とデフケース203の側壁225を透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ217がクラッチ部材207側に移動操作され、内側プランジャ239が押圧部241を介してクラッチ部材207を軸方向移動させる。このプランジャ217によって移動操作されたクラッチ部材207は、リターンスプリング227の付勢力に抗して断続部223の接続方向に移動され、断続部223が接続される。この断続部223の接続により、サイドギヤ205とクラッチ部材207とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ205とデフケース203とが接続されて差動機構309がロック状態となる。
In the
このようなクラッチ装置201では、ソレノイド209へ通電したときにコア215とデフケース203とを周回する磁束は、主としてデフケース203の周面に摺動可能に嵌合するスリーブ部219の嵌合面を介して透過する。これは、磁束、すなわち磁力線が周回路として最短距離を透過する特性を利用するものである。一方、スリーブ部219の先端の当接面は、磁力線の周回路を形成するには遠距離となるので、その当接面側からの磁力線の透過を抑制することができる。
In such a
このため、コア215とデフケース203との間で軸方向に生じる吸引力を抑制して摺動抵抗を低減できるので、エネルギーロスを大幅に抑制することができる。
For this reason, the suction force generated in the axial direction between the core 215 and the
また、デフケース203に対するコア215の支持は、スリーブ部219を用いて径方向及び軸方向支持することができるので、支持構造を簡素化し、クラッチ装置201の複雑化を抑制することができる。
Moreover, since the support of the core 215 with respect to the
従って、クラッチ装置201の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができる。
Therefore, the structure of the
また、磁束の透過機能からすると、デフケース203の周面に摺動支持されるスリーブ部219の嵌合面の断面積はコア215の周壁の磁束透過断面積と同等の断面積で設定されていれば十分であるが、コア215はデフケース203に摺動支持されているので、嵌合面に透過断面積以上の断面積を設定することで、磁束の透過機能を十分に保持した上で、コア215の支持安定性を向上させることができる。
Further, considering the magnetic flux transmission function, the cross-sectional area of the fitting surface of the
さらに、スリーブ部219の嵌合面の軸方向長さLを長く設定することで、デフケース203の周面に対するスリーブ部219の軸心のずれを防止することができ、磁束の透過特性、摺動時の偏摩耗の防止を確実に行うことができ、クラッチ装置201の性能と耐久性が長期にわたって保証される。
Further, by setting the axial length L of the fitting surface of the
また、規定部材221を設けることにより、コア215をデフケース203に対して、嵌合面で径方向に摺動支持し、当接面で軸方向に支持し、規定部材221でその軸方向位置を確定することができる。従って、コア215とデフケース203との支持関係が定まり、磁束の透過を安定させ、プランジャ217を的確に作動させることができる。
Further, by providing the defining
さらに、スリーブ部219とクラッチ部材207の配置関係が径方向にオーバーラップするように配置されるので、軸方向寸法のコンパクト化を達成する。
Furthermore, since the arrangement relationship between the
また、デファレンシャル装置301は、クラッチ装置201の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置201を用いているので、デファレンシャル装置301の構造の簡素化、及びエネルギーロスを抑制することができる。従って、デファレンシャル装置301の車載性が向上すると共に、燃費向上にも貢献したデファレンシャル装置301を提供することができる。
In addition, the
なお、本発明の実施の形態に係るクラッチ装置及びデファレンシャル装置では、断続部として噛み合いクラッチを用いているが、これに限らず、摩擦クラッチなど相対回転する一対の回転部材間の動力伝達を断続させることができる構成であれば、どのような形態であってもよい。 In the clutch device and the differential device according to the embodiment of the present invention, the meshing clutch is used as the intermittent portion. However, the present invention is not limited to this, and power transmission between a pair of rotating members that rotate relatively, such as a friction clutch, is interrupted. Any configuration may be used as long as it can be configured.
また、クラッチ装置をデファレンシャル装置に搭載しているが、これに限らず、差動機構を有さない一対の回転部材間の動力伝達を断続する構成に対しても、本発明のクラッチ装置を適用することができる。 Although the clutch device is mounted on the differential device, the present invention is not limited to this, and the clutch device of the present invention is also applied to a configuration in which power transmission between a pair of rotating members that do not have a differential mechanism is interrupted. can do.
1,201…クラッチ装置
3…アウタケース(第1の回転部材)
5…インナケース(第2の回転部材、中間部材)
7,207…クラッチ部材
9,209…ソレノイド
11,211…一の周壁
13,213…一端壁
15,215…コア
17,217…プランジャ
19,219…スリーブ部
21,221…規定部材
101,301…デファレンシャル装置
103,105,205,303…サイドギヤ(出力部材)
107,305…ピニオン(中間部材)
203…デフケース(第1の回転部材)
205…サイドギヤ(第2の回転部材)
1, 201 ...
5 ... Inner case (second rotating member, intermediate member)
7,207 ... Clutch member 9,209 ...
107,305 ... pinion (intermediate member)
203 ... Differential case (first rotating member)
205 ... Side gear (second rotating member)
Claims (6)
前記一の周壁は軸方向に延設され、前記第1の回転部材に形成された周面に摺動可能に嵌合して径方向に位置決めされると共に、先端が前記第1の回転部材に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決めされるスリーブ部を備えたことを特徴とするクラッチ装置。 A first rotating member; a second rotating member; a clutch member capable of engaging the first rotating member and the second rotating member; and driving the clutch member to cause the first rotating member to An adjacent solenoid, a core having one peripheral wall and one end wall fixed to the solenoid, and a plunger that forms another peripheral wall together with the core; and when the solenoid is energized, the core and the core A clutch device that drives the clutch member by operating the plunger in an axial direction by a magnetic flux circulating around the plunger and the first rotating member;
The one peripheral wall extends in the axial direction, is slidably fitted to a peripheral surface formed on the first rotating member, is positioned in the radial direction, and has a tip at the first rotating member. A clutch device comprising a sleeve portion that is slidably contacted and positioned in the axial direction.
前記第1の回転部材の周面に摺動支持される前記スリーブ部の嵌合面における断面積は、前記コアの周壁における磁束透過断面積より広く形成されていることを特徴とするクラッチ装置。 The clutch device according to claim 1,
The clutch device according to claim 1, wherein a cross-sectional area of a fitting surface of the sleeve portion slidably supported on a peripheral surface of the first rotating member is formed wider than a magnetic flux transmission cross-sectional area of a peripheral wall of the core.
前記スリーブ部の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さを長くして設定されていることを特徴とするクラッチ装置。 The clutch device according to claim 2,
The cross-sectional area of the fitting surface of the sleeve portion is set by increasing the axial length of the fitting surface.
前記コアの一端壁には、前記コアと前記第1の回転部材との軸方向位置を規定する規定部材が当接可能に配置されていることを特徴とするクラッチ装置。 The clutch device according to any one of claims 1 to 3,
A clutch device, characterized in that a defining member for defining an axial position of the core and the first rotating member is arranged on the one end wall of the core so as to be able to come into contact therewith.
前記スリーブ部は、前記クラッチ部材の径方向外側に配置されていることを特徴とするクラッチ装置。 The clutch device according to any one of claims 1 to 4,
The clutch device according to claim 1, wherein the sleeve portion is disposed on a radially outer side of the clutch member.
駆動力が入力するデフケースと、このデフケースと相対回転可能に前記デフケース内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材とを備え、前記第1の回転部材は前記デフケースであり、前記第2の回転部材は前記一対の出力部材の一方、又は前記デフケースと前記一対の出力部材との間に駆動的に連結する中間部材であり、前記クラッチ装置を断続することにより、前記クラッチ部材を介して前記デフケースに入力された駆動力が、前記一対の出力部材に断続的に伝達可能であることを特徴とするデファレンシャル装置。 A differential device comprising the clutch device according to any one of claims 1 to 5,
A differential case that receives a driving force; and a pair of output members that are disposed in the differential case so as to be relatively rotatable with the differential case and that output the driving force. The first rotating member is the differential case; The rotating member is one of the pair of output members, or an intermediate member that is drivingly connected between the differential case and the pair of output members, and the clutch device is connected and disconnected via the clutch member. The differential apparatus characterized in that the driving force input to the differential case can be intermittently transmitted to the pair of output members.
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