JP6772533B2 - 駆動力断続装置及び差動制限装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力断続装置及び差動制限装置に関する。

従来、車両の左右の車輪に差動を許容して駆動力を配分するディファレンシャル装置には、相対回転可能な回転部材間の差動を制限する噛み合いクラッチを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のディファレンシャル装置は、デフケースと、デフケースと一体に回転するピニオンシャフトに軸支された一対のピニオンギヤと、一対のピニオンギヤにギヤ軸を直交させて噛合する一対のサイドギヤと、デフケースに形成された孔部に回転方向に係合して軸方向移動可能に配置された断続部材と、断続部材を軸方向に移動させるアクチュエータとを有している。

断続部材は、一対のサイドギヤのうち一方のサイドギヤに噛み合う噛み合い歯を有し、デフケースと共に回転する。アクチュエータは、電磁石と、電磁石の磁力によって軸方向に移動する可動部材と、断続部材の噛み合い状態を検知するためのポジションスイッチとを有している。電磁石は、電磁コイルと、電磁コイルを囲むように配置されたコアとによって構成されている。可動部材は、軟磁性体からなるプランジャと、電磁石の磁束がデフケースへ漏れることを防止する非磁性体からなるリングとによって構成されている。可動部材は電磁石の内側に配置され、電磁石と断続部材とは、軸方向に並んで配置されている。

電磁コイルに通電されると、プランジャが断続部材側に移動し、リングが断続部材に固定されたプレートを介して断続部材を押圧する。断続部材は、この押圧力を受けて軸方向に移動し、一方のサイドギヤに噛み合う。これにより、デフケースと一方のサイドギヤとの相対回転が規制され、これに伴って一対のサイドギヤ間の差動回転も規制される。

特開２０１０−８４９３０号公報

特許文献１のディファレンシャル装置は、その図１において符号７９で示されるコアの断面形状が電磁コイルを囲むように形成された略四角形状であり、電磁コイルの内周面の一部に対向する部分が不連続に形成されている。プランジャは、この不連続部分に軸方向の端部が対向して配置され、電磁コイルへの通電により発生する磁束の一部を構成する。

このような形状のコアは、単一の部材で形成することが困難であるので、例えば特許文献１の図１に示されているように、電磁コイルの軸方向の一方の側面及び内周面の一部を覆う部材と、電磁コイルの軸方向の他方の側面を覆う部材と、電磁コイルの外周面を覆う部材との３つの部材を溶接等により結合して構成する必要がある。このため、コアの構造及び製造工程が複雑となり、製造コストの上昇を招来してしまう。

そこで、本発明は、相対回転可能な２つの回転部材の連結を断続する断続部材を移動させる移動機構を簡素に構成することができ、以って製造コストを抑制することが可能な駆動力断続装置及び差動制限装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、同一回転軸線上で相対回転可能な第１回転部材と第２回転部材との間の駆動力伝達を断続する駆動力断続装置であって、前記第１回転部材との相対回転が規制されると共に、前記第２回転部材に噛み合う噛み合い歯を有し、前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合う連結位置と前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能な断続部材と、前記断続部材を軸方向に移動させる移動機構とを備え、前記移動機構は、通電により磁束を発生させるコイル巻線を含む円環状の電磁石と、前記磁束の磁路の一部を構成する環状のヨークと、前記ヨークと共に前記磁束の磁路を構成して前記断続部材と共に軸方向に移動する軟磁性体からなる移動部材とを有し、前記移動部材は、前記電磁石の内周面及び外周面のうち一方の周面に対向する円筒部、及び前記円筒部の一端部から径方向に延在し、前記電磁石の軸方向の両端面のうち一方の端面を覆う環状覆い部を有し、前記ヨークは、前記電磁石の内周面及び外周面のうち他方の周面に対向する第１ヨーク部と、前記電磁石の軸方向の両端面のうち他方の端面に対向する第２ヨーク部とを有し、前記一方の周面に対向する部分ならびに一方の端面に対向する部分を有しておらず、前記コイル巻線に通電されたとき、前記環状覆い部と前記電磁石の前記一方の端面との間隔が変化するように前記移動部材が移動することにより、前記断続部材が軸方向に移動する、駆動力断続装置を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、共通の回転軸線を中心として相対回転可能に配置された第１回転部材、第２回転部材、及び第３回転部材と、前記第１回転部材との相対回転が規制されると共に、前記第２回転部材に噛み合う噛み合い歯を有し、前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合う連結位置と前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能な断続部材と、前記断続部材を軸方向に移動させる移動機構とを備え、前記断続部材によって前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転が規制されることにより、前記第３回転部材と前記第１回転部材及び前記第２回転部材との相対回転も規制される差動制限装置であって、前記移動機構は、通電により磁束を発生させるコイル巻線を含む円環状の電磁石と、前記磁束の磁路の一部を構成するヨークと、前記ヨークと共に前記磁束の磁路を構成して前記断続部材と共に軸方向に移動する軟磁性体からなる移動部材とを有し、前記移動部材は、前記電磁石の内周面又は外周面に対向する円筒部、及び前記円筒部の一端部から径方向に延在し、前記電磁石の軸方向の両端面のうち一方の端面を覆う環状覆い部とを有し、前記コイル巻線に通電されたとき、前記環状覆い部と前記電磁石の前記一方の端面との間隔が変化するように前記移動部材が移動することにより、前記断続部材が軸方向に移動する、差動制限装置を提供する。

本発明に係る駆動力断続装置及び差動制限装置によれば、相対回転可能な２つの回転部材の連結を断続する断続部材を移動させる移動機構を簡素に構成することができ、製造コストを抑制することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る差動制限装置の構成例を示す断面図である。 差動制限装置の分解斜視図である。 差動制限装置のデフケース内部の構造を示す分解斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、断続部材を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、差動制限装置の一部を拡大して示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、カム機構の動作を、断続部材、第１ケース部材の底部、及び第１サイドギヤの環状壁部の周方向断面で模式的に示す説明図である。 ポジションセンサの構成例を模式的に示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２の実施の形態に係る差動制限装置の一部を拡大して示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第３の実施の形態に係る差動制限装置の一部を拡大して示す断面図である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る差動制限装置の構成例を示す断面図である。図２は、差動制限装置の分解斜視図である。図３は、差動制限装置のデフケース内部の構造を示す分解斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、断続部材を示す斜視図である。図５（ａ）及び（ｂ）は、差動制限装置の一部を拡大して示す断面図である。

この差動制限装置１は、エンジンや電動モータからなる車両の駆動源の駆動力を一対の出力軸に差動を許容して配分するために用いられる。より具体的には、本実施の形態に係る差動制限装置１は、例えば駆動源の駆動力を左右の車輪に配分するディファレンシャル装置として用いられ、入力された駆動力を一対の出力軸としての左右のドライブシャフトに配分する。

差動制限装置１は、支持体としてのデフキャリア１００に支持されて回転するデフケース２と、デフケース２に収容された第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２と、第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２を互いに噛み合せてなる複数（本実施の形態では５組）のピニオンギヤ組４０と、デフケース２と第１サイドギヤ３１との間の駆動力伝達を断続することが可能な断続部材５と、断続部材５をデフケース２に対して軸方向に移動させる移動機構１０と、移動機構１０の動作状態を示す電気信号を出力するポジションセンサ９０とを備える。断続部材５、移動機構１０、及びポジションセンサ９０は、デフケース２と第１サイドギヤ３１との間の駆動力伝達を断続する駆動力断続装置１１を構成する。駆動力断続装置１１は、コントローラ９によって制御される。

第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２は筒状であり、第１サイドギヤ３１の内周面には一方の出力軸が相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部３１０が形成され、第２サイドギヤ３２の内周面には他方の出力軸が相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部３２０が形成されている。

デフケース２は、車体に固定されたデフキャリア１００に一対の軸受１０１，１０２を介して回転可能に支持されている。デフキャリア１００には、図１に示すように、ポジションセンサ９０を取り付けるための取付孔１００ａが設けられている。また、デフキャリア１００には、ギヤの潤滑に適した粘度のギヤオイルが封入され、差動制限装置１はこのギヤオイルによる潤滑環境下で使用される。

デフケース２、第１サイドギヤ３１、及び第２サイドギヤ３２は、共通の回転軸線Ｏを中心として、互いに相対回転可能に配置されている。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。

デフケース２には、各ピニオンギヤ組４０の第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２を回転可能に保持する複数の保持孔２０が形成されている。第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２は、回転軸線Ｏを中心として公転すると共に、それぞれの中心軸を回転軸として保持孔２０内で自転可能である。

第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２は、共通の外径を有し、外周面には複数の斜歯からなる歯車部３１１，３２１がそれぞれ形成されている。第１サイドギヤ３１と第２サイドギヤ３２との間には、センタワッシャ１２１が配置されている。また、第１サイドギヤ３１の側方には第１サイドワッシャ１２２が配置され、第２サイドギヤ３２の側方には第２サイドワッシャ１２３が配置されている。

第１ピニオンギヤ４１は、長歯車部４１１と、短歯車部４１２と、長歯車部４１１と短歯車部４１２とを軸方向に連結する連結部４１３とを一体に有している。同様に、第２ピニオンギヤ４２は、長歯車部４２１と、短歯車部４２２と、長歯車部４２１と短歯車部４２２とを軸方向に連結する連結部４２３とを一体に有している。

第１ピニオンギヤ４１は、長歯車部４１１が第１サイドギヤ３１の歯車部３１１及び第２ピニオンギヤ４２の短歯車部４２２と噛み合い、短歯車部４１２が第２ピニオンギヤ４２の長歯車部４２１と噛み合っている。第２ピニオンギヤ４２は、長歯車部４２１が第２サイドギヤ３２の歯車部３２１及び第１ピニオンギヤ４１の短歯車部４１２と噛み合い、短歯車部４２２が第１ピニオンギヤ４１の長歯車部４１１と噛み合っている。なお、図３では、これら各歯車部の斜歯の図示を省略している。

第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２が同じ速度で回転する場合、第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２は、保持孔２０内で自転することなくデフケース２と共に公転する。また、例えば車両の旋回時等において第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２の回転速度が異なると、第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２が保持孔２０内で自転しながら公転する。これにより、デフケース２に入力された駆動力が第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２に差動を許容して配分される。なお、デフケース２が本発明の「第１回転部材」に、第１サイドギヤ３１が本発明の「第２回転部材」に、第２サイドギヤ３２が本発明の「第３回転部材」に、それぞれ相当する。

断続部材５は、デフケース２と第１サイドギヤ３１とを相対回転不能に連結する連結位置、及びデフケース２と第１サイドギヤ３１との相対回転を許容する非連結位置との間を軸方向に移動可能である。図５（ａ）では断続部材５が非連結位置にある状態を示し、図５（ｂ）では断続部材５が連結位置にある状態を示している。

断続部材５が連結位置にあるとき、デフケース２と第１サイドギヤ３１との差動が規制されることにより、第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２が自転不能となり、デフケース２と第２サイドギヤ３２との差動も規制される。断続部材５は、第１サイドギヤ３１との間に配置された復帰バネ１３によって、非連結位置に向かって付勢されている。

移動機構１０は、通電により磁束を発生させる環状の磁束発生部６と、磁束発生部６の通電により発生する回転磁界の磁束の磁路Ｇ（図５（ｂ）参照）を構成し、断続部材５と共に軸方向に移動する移動部材としての軟磁性体からなるプランジャ７と、断続部材５とプランジャ７とを連結する連結部材８とを有している。

磁束発生部６は、コイル巻線６１１、及びコイル巻線６１１をモールドするモールド樹脂部６１２を有する円環状の電磁石６１と、プランジャ７と共に磁束の磁路Ｇの一部を構成するヨーク６２とを有している。ヨーク６２には、電磁石６１を抜け止め及び回り止めするストッパリング６３が固定されている。電磁石６１は、断面矩形状であり、その中心部にコイル巻線６１１が配置され、外周面６１ａ（モールド樹脂部６１２の外周面６１２ａ）を含む表面はモールド樹脂部６１２によって形成されている。

電磁石６１には、図２に示すように、軸方向の一端面から突出するボス部６１３が設けられ、このボス部６１３からコイル巻線６１１に励磁電流を供給する電線６１４が導出されている。コントローラ９は、電線６１４を介して磁束発生部６に励磁電流を供給し、磁路Ｇに磁束を発生させる。

ヨーク６２は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、電磁石６１の内周面６１ｂを内側から覆う円筒状の第１ヨーク部６２１と、第１ヨーク部６２１の軸方向の一端部から外方に突出して電磁石６１の軸方向端面６１ｃを覆う環状の第２ヨーク部６２２とを一体に有している。第１ヨーク部６２１の内径は、第１ヨーク部６２１の内周面６２１ａに対向する部分のデフケース２の外径よりも僅かに大きく形成されている。

第１ヨーク部６２１の内周面６２１ａには、圧入ピン１４１によってデフケース２に固定された非磁性体からなる複数（本実施の形態では３つ）のプレート１４２が嵌合する環状凹部６２１ｂが形成されている。ヨーク６２は、環状凹部６２１ｂにプレート１４２が嵌合することで、デフケース２に対して軸方向移動不能に支持されている。環状凹部６２１ｂの軸方向幅は、デフケース２が回転する際にヨーク６２との間で回転抵抗が発生しないように、プレート１４２の厚みよりも僅かに大きく形成されている。

ヨーク６２の第１ヨーク部６２１における第２ヨーク部６２２とは反対側の端部には、ストッパリング６３が固定されている。ストッパリング６３は、オーステナイト系ステンレス等の非磁性金属からなり、ヨーク６２に固定される環状部６３１と、周方向の２箇所において環状部６３１から軸方向に突出する一対の突起部６３２と、突起部６３２の先端部から鋭角に折り返された折り返し部６３３とを一体に有している。

ストッパリング６３は、一対の突起部６３２がデフキャリア１００に設けられた係止部１００ｂに係止されて回り止めされている。デフキャリア１００には、一対の突起部６３２をそれぞれ係止する２つの係止部１００ｂが設けられ、図１ではこのうち一方の係止部１００ｂを図示している。プランジャ７は、折り返し部６３３によってストッパリング６３から抜け止めされると共に、突起部６３２が第２貫通孔７２２を貫通することによってデフキャリア１００に対して回り止めされている。これにより、プランジャ７は、ヨーク６２に対して軸方向移動可能に支持され、かつヨーク６２との相対回転が規制されている。

プランジャ７は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、磁束発生部６の外周に配置される円筒部７１、及び円筒部７１の軸方向の一端部から径方向に延在し、電磁石６１の軸方向の両端面のうち一方の端面を覆う環状覆い部７２を一体に有している。円筒部７１は、電磁石６１の全体を外周側から覆う円筒状である。環状覆い部７２は、円筒部７１の軸方向の一端部から内方に突出している。環状覆い部７２は、電磁石６１の軸方向端面６１ｄ（ヨーク６２の第２ヨーク部６２２に対向する軸方向端面６１ｃとは反対側の端面）、ストッパリング６３の環状部６３１、及びヨーク６２における第１ヨーク部６２１の軸方向端面６２１ｃと軸方向に対向する。

ヨーク６２は、第１ヨーク部６２１がプランジャ７の円筒部７１との間に電磁石６１を径方向に挟み、第２ヨーク部６２２がプランジャ７の環状覆い部７２との間に電磁石６１を軸方向に挟んでいる。

プランジャ７とヨーク６２との間には、環状覆い部７２と第１ヨーク部６２１との間に第１隙間Ｓ_１が形成されると共に、円筒部７１と第２ヨーク部６２２との間に第２隙間Ｓ_２が形成される。第１隙間Ｓ_１及び第２隙間Ｓ_２の一方は、電磁石６１の径方向の隙間であり、本実施の形態では、第２隙間Ｓ_２が電磁石６１の径方向の隙間である。第１隙間Ｓ_１は、電磁石６１の軸方向の隙間である。コイル巻線６１１に通電されたとき、環状覆い部７２と電磁石６１の一方の端面との間隔が変化して第１隙間Ｓ_１が小さくなるようにプランジャ７が移動することにより、断続部材５が軸方向に移動する。

プランジャ７は、円筒部７１の内周面７１ａがモールド樹脂部６１２に接触して軸方向移動可能に電磁石６１に支持されている。本実施の形態では、プランジャ７の円筒部７１がモールド樹脂部６１２の外周面６１２ａに摺接して軸方向移動可能に案内される。プランジャ７が軸方向に移動する際には、円筒部７１の内周面７１ａがモールド樹脂部６１２の外周面６１２ａを摺動する。また、円筒部７１の内周面７１ａは、ヨーク６２の第２ヨーク部６２２の外周側の端面６２２ａに第２隙間Ｓ_２を介して径方向に対向する。

環状覆い部７２には、前述のギヤオイルを流動される複数（図２に示す例では１０個）の油孔７２０、電磁石６１のボス部６１３を挿通させる第１貫通孔７２１、及びストッパリング６３の一対の突起部６３２をそれぞれ挿通させる２つの第２貫通孔７２２が形成されている。また、環状覆い部７２の内周側の端部には、連結部材８が当接する。

連結部材８は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性金属からなる板材をプレス成形してなり、プランジャ７の環状覆い部７２に当接するリング状の環状部８１と、環状部８１から軸方向に延びる３つの延在部８２と、延在部８２の先端部から内方に突出して断続部材５に固定される固定部８３とを一体に有している。連結部材８は、環状部８１がプランジャ７の環状覆い部７２と摺動してデフケース２と共に回転する。固定部８３には、断続部材５との固定のための圧入ピン１５を挿通させる挿通孔８３０が形成されている。

デフケース２は、複数のネジ２００によって互いに固定された第１ケース部材２１及び第２ケース部材２２とを有している。第１ケース部材２１は、軸受１０１によってデフキャリア１００に回転可能に支持され、第２ケース部材２２は、軸受１０２によってデフキャリア１００に回転可能に支持されている。

第１ケース部材２１は、複数のピニオンギヤ組４０を回転可能に保持する円筒状の円筒部２１１と、円筒部２１１の一端部から内方に延在する底部２１２と、第２ケース部材２２に突き当てられるフランジ部２１３とを一体に有している。円筒部２１１と底部２１２との間の角部には、磁束発生部６が配置される環状凹部２１０が形成されている。

第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２は、円筒部２１１の内側に配置されている。また、第１ケース部材２１は、ヨーク６２よりも透磁率が低い金属からなり、フランジ部２１３には図略のリングギヤが固定される。デフケース２は、リングギヤから伝達される駆動力により回転軸線Ｏを中心として回転する。

第１ケース部材２１の底部２１２には、図２及び図３に示すように、連結部材８の延在部８２及び固定部８３が挿入される複数の挿通孔２１２ａが形成されている。挿通孔２１２ａは、底部２１２を軸方向に貫通している。また、挿通孔２１２ａには、後述する断続部材５の突部５３が挿入される。断続部材５は、突部５３が挿通孔２１２ａに挿入されることで、デフケース２との相対回転が規制される。本実施の形態では、３つの挿通孔２１２ａが、底部２１２の周方向に沿って等間隔に形成されている。

電磁石６１に励磁電流が供給されると、図５（ｂ）に示す磁路Ｇに磁束が発生し、プランジャ７の環状覆い部７２がヨーク６２に吸引される。これにより、円筒部７１の内周面７１ａがモールド樹脂部６１２の外周面６１２ａを摺動し、プランジャ７が軸方向に移動する。このプランジャ７の軸方向移動により、プランジャ７と連結部材８によって連結された断続部材５が非連結位置から連結位置に軸方向に移動する。

断続部材５は、その最外径（最も外側の部分の直径）が、ヨーク６２の内径よりも小さく、磁束発生部６の内側に配置されている。また、断続部材５は、図４に示すように、一方の軸方向端面５１ａに複数の椀状凹部５１０が形成された円環板状の円板部５１と、第１サイドギヤ３１と軸方向に対向する円板部５１の他方の軸方向端面５１ｂに形成された噛み合い部５２と、円板部５１の一方の軸方向端面５１ａから軸方向に突出して形成された台形柱状の突部５３とを一体に有している。

円板部５１の一方の軸方向端面５１ａは、第１ケース部材２１の底部２１２と軸方向に対向する。突部５３は、第１ケース部材２１の底部２１２に形成された挿通孔２１２ａに一部が挿入されている。噛み合い部５２には、軸方向に突出する複数の噛み合い歯５２１が形成されている。複数の噛み合い歯５２１は、円板部５１の他方の軸方向端面５１ｂの外周側の一部に形成され、噛み合い部５２よりも内側の軸方向端面５１ｂは、復帰バネ１３が当接して非連結位置への付勢力を受ける平坦な受け面として形成されている。

第１サイドギヤ３１には、図１に示すように、歯車部３１１よりも外周側に突出して設けられた環状壁部３１２に、断続部材５の複数の噛み合い歯５２１に噛み合う複数の噛み合い歯３１３が形成されている。

断続部材５は、連結部材８を介してプランジャ７に押圧されて連結位置に移動することで、噛み合い部５２の複数の噛み合い歯５２１が第１サイドギヤ３１の複数の噛み合い歯３１３に噛み合う。つまり、断続部材５と第１サイドギヤ３１とは、断続部材５が第１サイドギヤ３１側に移動したとき、複数の噛み合い歯５２１，３１３同士の噛み合いによって相対回転不能に連結される。これにより、デフケース２と第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２との差動が制限される。一方、断続部材５が復帰バネ１３の付勢力によって非連結位置に移動すると、噛み合い歯５２１，３１３同士の噛み合いが噛み合わなくなり、断続部材５と第１サイドギヤ３１とが相対回転可能となる。

第１ケース部材２１は、断続部材５の突部５３が周方向に係合する被係合部が、挿通孔２１２ａによって形成されている。断続部材５の突部５３は、挿通孔２１２ａの内面２１２ｂ（図２，３参照）に当接して第１ケース部材２１からの駆動力を受ける当接面５３ａを有している。当接面５３ａは、突部５３における周方向の端面である。突部５３の当接面５３ａ、及びこの当接面５３ａが当接する挿通孔２１２ａの内面２１２ｂは、回転軸線Ｏと平行な平坦面である。断続部材５が第１ケース部材２１からの駆動力を受けるとき、突部５３の当接面５３ａは、挿通孔２１２ａの内面２１２ｂに面接触する。

また、突部５３の先端面５３ｂには、圧入ピン１５が圧入される圧入孔５３１が形成されている。断続部材５は、連結部材８の固定部８３に形成された挿通孔８３０を挿通した圧入ピン１５が圧入孔５３１に圧入されることで、連結部材８と一体に軸方向移動するように固定される。なお、圧入ピン１５に替えて、連結部材８の固定部８３と断続部材５の突部５とをボルトによって締結してもよい。この場合、連結部材８の固定部８３には、圧入孔５３１に替えてねじ穴が形成される。

椀状凹部５１０の内面５１０ａは、第１ケース部材２１との相対回転によって軸方向のカム推力を発生させるカム面として形成されている。換言すれば、断続部材５は、円板部５１における第１ケース部材２１の底部２１２との対向面（一方の軸方向端面５１ａ）の一部がカム面として形成されている。

図１に示すように、第１ケース部材２１の底部２１２には、椀状凹部５１０の内面５１０ａに当接する突起２１２ｃが軸方向に突出して設けられている。本実施の形態では、この突起２１２ｃが、底部２１２に固定された球体２３によって形成されている。球体２３は、その一部が底部２１２に設けられた軸方向の窪み２１２ｄに収容されて、第１ケース部材２１に保持されている。ただし、突起２１２ｃを、底部２１２の一部として一体に形成してもよい。

底部２１２の挿通孔２１２ａは、周方向の幅が断続部材５の突部５３の周方向の幅よりも広く、デフケース２と断続部材５とは、挿通孔２１２ａの周方向幅と突部５３の周方向幅との差に応じた所定の角度範囲で相対回転可能である。断続部材５には、この所定の角度範囲よりも大きい角度範囲に亘って、椀状凹部５１０の内面５１０ａが形成されている。これにより、断続部材５がデフケース２に対して相対回転しても、突起２１２ｃ（球体２３）の先端部が常に椀状凹部５１０に収容されて内面５１０ａと軸方向に向かい合う。

第１ケース部材２１の底部２１２の突起２１２ｃと断続部材５の円板部５１の椀状凹部５１０とは、断続部材５を底部２１２から離間させる軸方向の推力を発生させるカム機構１６を構成する。次に、図６を参照して、このカム機構１６の動作について説明する。

図６（ａ）〜（ｃ）は、カム機構１６の動作を、断続部材５、第１ケース部材２１の底部２１２、及び第１サイドギヤ３１の環状壁部３１２の周方向断面で模式的に示す説明図である。図６（ａ）及び（ｂ）では、デフケース２（第１ケース部材２１）に対する第１サイドギヤ３１の回転方向を矢印Ａで示している。

図６（ａ）に示すように、椀状凹部５１０の内面５１０ａは、断続部材５の周方向に対して一方に傾斜した第１傾斜面５１０ｂと他方に傾斜した第２傾斜面５１０ｃとからなる。断続部材５の周方向に対する第１傾斜面５１０ｂの傾斜角と第２傾斜面５１０ｃの傾斜角とは同じである。

電磁石６１に通電されていないとき、断続部材５は、復帰バネ１３の付勢力によって第１ケース部材２１の底部２１２側に押し付けられている。この状態を図６（ａ）に示す。図６（ａ）に示すように、底部２１２の突起２１２ｃは、椀状凹部５１０の最奥部に当接し、断続部材５の噛み合い歯５２１と第１サイドギヤ３１の噛み合い歯３１３とは噛み合わない。電磁石６１に通電されると、断続部材５が連結部材８を介してプランジャ７に押圧され、断続部材５が第１サイドギヤ３１に噛み合う。図６（ｂ）は、この噛み合いの開始時の状態を示し、図６（ｃ）は、噛み合いが完了した状態を示している。

図６（ｂ）に示すように、電磁石６１に通電されて断続部材５が押圧されると、まず断続部材５の噛み合い歯５２１及び第１サイドギヤ３１の噛み合い歯３１３の先端部同士が噛み合う。この噛み合いにより、断続部材５が第１サイドギヤ３１に連れ回りしてデフケース２と相対回転し、底部２１２の突起２１２ｃが椀状凹部５１０の第１傾斜面５１０ｂ又は第２傾斜面５１０ｃを摺動する。図６（ｂ）では、底部２１２の突起２１２ｃが椀状凹部５１０の第１傾斜面５１０ｂを摺動する場合を示している。この摺動により、底部２１２の突起２１２ｃが当接する部分が徐々に椀状凹部５１０の浅い部分に移動し、断続部材５がカム推力によって第１サイドギヤ３１側に移動する。

デフケース２に対する断続部材５の相対回転は、断続部材５の突部５３の当接面５３ａが、第１ケース部材２１における挿通孔２１２ａの内面２１２ｂに接触することで規制される。つまり、図６（ｃ）に示すように断続部材５の突部５３の当接面５３ａが挿通孔２１２ａの内面２１２ｂに当接すると、デフケース２に対する断続部材５の相対回転が停止し、断続部材５のデフケース２に対する軸方向移動も停止する。

断続部材５の噛み合い歯５２１と第１サイドギヤ３１の噛み合い歯３１３との噛み合いが完了した状態では、断続部材５の突部５３が第１ケース部材２１の挿通孔２１２ａに係合してデフケース２と断続部材５との相対回転が規制され、かつ断続部材５の噛み合い歯５２１と第１サイドギヤ３１の噛み合い歯３１３との噛み合いにより断続部材５と第１サイドギヤ３１との相対回転が規制される。これにより、デフケース２と第１サイドギヤ３１との相対回転が規制され、デフケース２から断続部材５を介して第１サイドギヤ３１に駆動力が伝達される。

また、デフケース２と第１サイドギヤ３１との差動が規制されることによって第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２が自転不能となり、デフケース２と第２サイドギヤ３２との差動も規制され、デフケース２から第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２を介して第２サイドギヤ３２に駆動力が伝達される。

移動機構１０の動作は、ポジションセンサ９０によって検出される。ポジションセンサ９０は、プランジャ７の環状覆い部７２の軸方向位置に応じて電気信号をコントローラ９に出力する。

図７（ａ）及び（ｂ）は、ポジションセンサ９０の構成例を模式的に示す模式図である。本実施の形態では、ポジションセンサ９０がプランジャ７の環状覆い部７２の軸方向位置を検出する。ポジションセンサ９０は、プランジャ７の環状覆い部７２に弾性的に接触する接触子９１と、接触子９１を支持する支持体９２と、支持体９２に対して接触子９１を飛び出させる方向に付勢するバネ９３と、支持体９２に対する接触子９１の変位によってオン・オフ状態が切り替わるスイッチ９４とを有している。

接触子９１は、回転軸線Ｏと平行に支持体９２に対して進退移動する棒状の部材である。接触子９１は、バネ９３の付勢力によって、その先端部９１１がプランジャ７の環状覆い部７２の外面（磁束発生部６に対向する面とは反対側の側面）に当接する。接触子９１の他端部には、接触子９１の移動方向に対して直交する方向に膨出した膨出部９１２が設けられている。接触子９１の移動によって膨出部９１２がスイッチ９４の可動片９４１を押し込むと、一対の端子９４２，９４３が電気的に短絡する。

ポジションセンサ９０は、プランジャ７の軸方向移動に伴って断続部材５が連結位置に移動したとき、スイッチ９４の一対の端子９４２，９４３が電気的に短絡して電気信号がオン状態となり、断続部材５が非連結位置にあるときには、スイッチ９４の一対の端子９４２，９４３が絶縁されて電気信号がオフ状態となるように、デフキャリア１００への取付位置が調節されている。図７（ａ）は、断続部材５が連結位置にあるときの状態を示し、図７（ｂ）は、断続部材５が非連結位置にあるときの状態を示している。

コントローラ９は、電磁石６１に励磁電流を供給しても、ポジションセンサ９０の電気信号によって断続部材５が連結位置に移動したことを検知できない場合には、異常信号を出力する。この異常信号は、ランプ表示や警告音によって車両の運転者に認識される。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によって得られる主な作用及び効果は次のとおりである。

（１）プランジャ７は、円筒部７１及び環状覆い部７２を有しているので、ヨーク６２の第１ヨーク部６２１及び第２ヨーク部６２２との間で電磁石６１の周囲に発生する環状の磁路Ｇが構成される。これにより、ヨーク６２を含む移動機構１０を簡素に構成することができ、製造コストを抑制することが可能となる。

（２）ヨーク６２は、円筒状の第１ヨーク部６２１が電磁石６１の内周面６１ｂを内側から覆い、第２ヨーク部６２２が第１ヨーク部６２１の軸方向の一端部から外方に突出して電磁石６１の軸方向端面６１ｃを覆うので、電磁石６１の配置スペースを十分に確保することができる。

（３）プランジャ７とヨーク６２との間には、電磁石６１の径方向の第２隙間Ｓ_２が形成され、プランジャ７が軸方向に移動しても、この第２隙間Ｓ_２の間隔は変わらない。したがって、プランジャ７の軸方向移動に伴う磁路Ｇにおける磁気抵抗の変化が小さく、プランジャ７が初期位置（非連結位置）にある場合でも、プランジャ７を確実に電磁石６１の磁力によって吸引することができる。

（４）プランジャ７とヨーク６２との間には、電磁石６１の軸方向の第１隙間Ｓ_１が形成されるので、電磁石６１への通電によってプランジャ７が移動する際の吸引力（軸方向の移動力）を高めることができる。また、プランジャ７とヨーク６２との間に形成される第１隙間Ｓ_１及び第２隙間Ｓ_２のうち、一方が電磁石６１の軸方向の隙間であり、他方が電磁石６１の径方向の隙間であるので、プランジャ７を吸引可能な吸引可能距離と吸引力とを両立することができる。

（５）電磁石６１は、コイル巻線６１１をモールド樹脂部６１２によってモールドしてなり、プランジャ７は、モールド樹脂部６１２の外周面６１２ａに接触して電磁石６１に支持されるので、プランジャ７が軸方向移動する際の摺動抵抗を抑制しながら、プランジャ７を簡素な構成によって軸方向移動可能に支持することができる。

（６）プランジャ７は、外嵌部７１が磁束発生部６の外周に配置されてデフキャリア１００に対して回り止めされ、ポジションセンサ９０は、プランジャ７の軸方向位置に応じてコントローラ９に電気信号を出力するので、デフケース２が回転しても、ポジションセンサ９０の接触子９１とプランジャ７とが摺動しない。これにより、プランジャ７とポジションセンサ９０の接触子９１との間で摩耗や発熱が発生しないので、ポジションセンサ９０の信頼性が高まる。

（７）ポジションセンサ９０は、プランジャ７の環状覆い部７２の軸方向位置を検出するので、プランジャ７の位置を簡素な構成で正確に検出することができる。また、ポジションセンサ９０は、バネ９３の付勢力によってプランジャ７の環状覆い部７２に弾性的に接触する接触子９１と、接触子９１を支持する支持体９２と、支持体９２に対する接触子９１の変位によってオン・オフ状態が切り替わるスイッチ９４とを有して構成されているので、簡素な構成によって正確にプランジャ７の環状覆い部７２の位置を検出することができる。

（８）断続部材５は、磁束発生部６の内側に配置されているので、駆動力断続装置１１及び差動制限装置１を小型化することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図８を参照して説明する。本実施の形態は、プランジャ７の形状及びその支持構造が第１の実施の形態と異なり、その他については第１の実施の形態と同様であるので、この違いの部分について説明する。図８において、第１の実施の形態と共通する構成要素については、図５等と同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図８は、第２の実施の形態に係る差動制限装置の一部を拡大して示す断面図であり、（ａ）は断続部材５が非連結位置にある状態を示し、（ｂ）は断続部材５が連結位置にある状態を示している。

本実施の形態に係るプランジャ７は、環状覆い部７２が、電磁石６１の軸方向端面６１ｃに対向する外周壁部７２１と、外周壁部７２１の内周側の端部から軸方向に延在する円筒壁部７２２と、円筒壁部７２２の軸方向の端部から内周側に延在する内周壁部７２３とを有している。内周壁部７２３は、外周壁部７２１よりも電磁石６１から軸方向に離間している。内周壁部７２３と第１ヨーク部６２１の軸方向端面６２１ｃとの間には、電磁石６１の軸方向の第１隙間Ｓ_１が形成されている。連結部材８の環状部８１は、環状覆い部７２の内周壁部７２３に当接している。

ヨーク６２の第１ヨーク部６２１は、軸方向の一端部がプランジャ７の円筒壁部７２２の内側に配置されている。この一端部における第１ヨーク部６２１の外周面には、非磁性体からなる摺動部材６４が固定されている。プランジャ７は、円筒壁部７２２の内周面が摺動部材６４の外周面を摺動して軸方向移動可能に案内される。電磁石６１に通電されると、図８（ｂ）に示す磁路Ｇに磁束が発生し、第１隙間Ｓ_１が小さくなるようにプランジャ７が電磁石６１側に向かって軸方向に移動する。これにより、断続部材５の複数の噛み合い歯５２１が第１サイドギヤ３１の環状壁部３１２に噛み合う。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について、図９を参照して説明する。本実施の形態は、ヨーク６２、プランジャ７、及び連結部材８の形状等が第１の実施の形態と異なり、その他については第１の実施の形態と同様であるので、この違いの部分について説明する。図９において、第１の実施の形態と共通する構成要素については、図５等と同一の符号を付して重複した説明を省略する。

第１の実施の形態では、ヨーク６２が円筒状の第１ヨーク部６２１と環状の第２ヨーク部６２２とを一体に有し、第１ヨーク部６２１が電磁石６１の内周面６１ｂを内側から覆う場合について説明した。本実施の形態では、ヨーク６２が第１の実施の形態と同様に円筒状の第１ヨーク部６２１と環状の第２ヨーク部６２２とを一体に有しているが、第１ヨーク部６２１は電磁石６１の内周面６１ｂではなく、外周面６１ａを外側から覆っている。第２のヨーク部６２２は、デフケース２の円筒部２１１における軸方向端面２１１ａに対向している。

ストッパリング６３の環状部６３１は、第１ヨーク部６２１の内周面に固定されている。プランジャ７は、第１の実施の形態と同様に、ストッパリング６３によってデフキャリア１００に対して回り止めされている。ヨーク６２は、第２ヨーク部６２２とストッパリング６３の環状部６３１との間に電磁石６１を保持している。

本実施の形態では、デフケース２の円筒部２１１と一体に、第１ヨーク部６２１の一部を外周側から覆う覆い部２１４が設けられている。また、第１ヨーク部６２１の外周面には、環状凹部６２１ｄが形成されている。この環状凹部６２１ｄには、覆い部２１４の軸方向端面２１４ａにピン１７１により固定されたプレート１７２が係合している。電磁石６１の軸方向におけるプレート１７２の厚みは、環状凹部６２１ｄの軸方向の幅よりも小さく、プレート１７２は環状凹部６２１ｄに隙間嵌めされている。

第２ヨーク部６２２がデフケース２の軸方向端面２１１ａに接近する方向へのデフケース２に対するヨーク６２の軸方向移動は、図９（ａ）に示すように、第２ヨーク部６２２が軸方向端面２１１ａに当接することにより規制されている。また、第２ヨーク部６２２がデフケース２の軸方向端面２１１ａから離間する方向へのデフケース２に対するヨーク６２の軸方向移動は、図９（ｂ）に示すように、環状凹部６２１ｄとプレート１７２との係合によって規制されている。

また、第１の実施の形態では、プランジャ７が円筒状の円筒部７１と環状の環状覆い部７２とを有し、円筒部７１が電磁石６１を外周側から覆っている場合について説明した。本実施の形態では、プランジャ７が第１の実施の形態と同様に円筒状の円筒部７１と環状の環状覆い部７２とを一体に有しているが、円筒部７１は電磁石６１を外周側からではなく内周側から覆っている。プランジャ７は、円筒部７１が電磁石６１のモールド樹脂部６１２の内周面６１ｂに摺接して軸方向移動可能に案内される。環状覆い部７２は、円筒部７１の一端部（デフケース２の軸方向端面２１１ａ側とは反対側の端部）から外方に突出している。

第１ヨーク部６２１の軸方向端面６２１ｅとプランジャ７の環状の環状覆い部７２との間には、電磁石６１の軸方向の第１隙間Ｓ_１が形成されている。また、第２ヨーク部６２２の内周側の端面６２２ｂとプランジャ７の円筒部７１の外周面７１ｂとの間には、電磁石６１の径方向の第２隙間Ｓ_２が形成されている。コイル巻線６１１に通電されると、第１隙間Ｓ_１が小さくなるようにプランジャ７が移動する。

本実施の形態に係る連結部材８は、第１の実施の形態と同様に、リング状の環状部８１と、環状部８１から軸方向に延びる３つの延在部８２（図９には、このうち１つの延在部８２を示す）と、延在部８２の先端部から内方に突出して断続部材５に固定される固定部８３とを一体に有しているが、環状部８１はプランジャ７の環状覆い部７２ではなく、円筒部７１のデフケース２の軸方向端面２１１ａ側の端面に当接している。コイル巻線６１１への通電により発生するプランジャ７の移動力は、連結部材８によって断続部材５に伝達される。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

（付記）
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、一対のサイドギヤ（第１サイドギヤ３１及び第２サイドギヤ３２）と一対のピニオンギヤ（第１ピニオンギヤ４１及び第２ピニオンギヤ４２）のそれぞれの回転軸が平行な平行軸タイプの差動装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、一対のサイドギヤと一対のピニオンギヤとがギヤ軸を直交させて噛み合う構成の差動制限装置に本発明を適用することも可能である。

１…差動制限装置 １０…移動機構
１００…デフキャリア（支持体） １１…駆動力断続装置
２…デフケース（第１回転部材） ３１…第１サイドギヤ（第２回転部材）
３２…第２サイドギヤ（第３回転部材） ５…断続部材
５２１…噛み合い歯 ６…磁束発生部
６１…電磁石 ６１１…コイル巻線
６１２…モールド樹脂部 ６１２ａ…外周面
６２…ヨーク ６２１…第１ヨーク部
６２２…第２ヨーク部 ７…プランジャ（移動部材）
７１…円筒部 ７２…環状覆い部
９０…ポジションセンサ ９１…接触子
９２…支持体 ９４…スイッチ
Ｓ_１…第１隙間 Ｓ_２…第２隙間

Claims (13)

1. 同一回転軸線上で相対回転可能な第１回転部材と第２回転部材との間の駆動力伝達を断続する駆動力断続装置であって、
   前記第１回転部材との相対回転が規制されると共に、前記第２回転部材に噛み合う噛み合い歯を有し、前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合う連結位置と前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能な断続部材と、
   前記断続部材を軸方向に移動させる移動機構とを備え、
   前記移動機構は、通電により磁束を発生させるコイル巻線を含む円環状の電磁石と、前記磁束の磁路の一部を構成するヨークと、前記ヨークと共に前記磁束の磁路を構成して前記断続部材と共に軸方向に移動する軟磁性体からなる移動部材とを有し、
   前記移動部材は、前記電磁石の内周面及び外周面のうち一方の周面に対向する円筒部、及び前記円筒部の一端部から径方向に延在し、前記電磁石の軸方向の両端面のうち一方の端面を覆う環状覆い部を有し、
   前記ヨークは、前記電磁石の内周面及び外周面のうち他方の周面に対向する円筒状の第１ヨーク部と、前記電磁石の軸方向の両端面のうち他方の端面に対向する環状の第２ヨーク部とを有し、前記一方の周面に対向する部分ならびに前記一方の端面に対向する部分を有しておらず、
   前記コイル巻線に通電されたとき、前記環状覆い部と前記電磁石の前記一方の端面との間隔が変化するように前記移動部材が移動することにより、前記断続部材が軸方向に移動する、
   駆動力断続装置。
2. 前記ヨークは、前記第１回転部材に固定されたプレートが前記第２ヨーク部に形成された環状凹部に嵌合することで、前記第１回転部材に対して軸方向移動不能に支持されている、
   請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記移動部材の前記環状覆い部と前記ヨークの前記第１ヨーク部との間に第１隙間が形成されると共に、前記移動部材の前記円筒部と前記ヨークの前記第２ヨーク部との間に第２隙間が形成され、
   前記第１隙間及び前記第２隙間の一方は、前記電磁石の径方向の隙間である、
   請求項１又は２に記載の駆動力断続装置。
4. 前記第１隙間及び前記第２隙間の他方は、前記電磁石の軸方向の隙間である、
   請求項３に記載の駆動力断続装置。
5. 前記電磁石は、前記コイル巻線をモールドするモールド樹脂部を有し、
   前記移動部材は、前記モールド樹脂部に接触して軸方向移動可能に支持されている、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の駆動力断続装置。
6. 前記移動部材は、前記円筒部が前記モールド樹脂部の外周面に摺接して軸方向移動可能に案内される、
   請求項５に記載の駆動力断続装置。
7. 前記移動部材は、前記円筒部が前記モールド樹脂部の内周面に摺接して軸方向移動可能に案内される、
   請求項５に記載の駆動力断続装置。
8. 前記移動部材は、前記ヨークに対して軸方向移動可能に支持され、かつ前記ヨークとの相対回転が規制されている、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の駆動力断続装置。
9. 前記移動部材の前記環状覆い部の軸方向位置に応じて電気信号を出力するセンサをさらに備えた、
   請求項１乃至８の何れか１項に記載の駆動力断続装置。
10. 前記センサは、前記移動部材の前記環状覆い部に弾性的に接触する接触子と、前記接触子を支持する支持体と、前記支持体に対する前記接触子の変位によってオン・オフ状態が切り替わるスイッチとを有する、
    請求項９に記載の駆動力断続装置。
11. 共通の回転軸線を中心として相対回転可能に配置された第１回転部材、第２回転部材、及び第３回転部材と、
    前記第１回転部材との相対回転が規制されると共に、前記第２回転部材に噛み合う噛み合い歯を有し、前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合う連結位置と前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能な断続部材と、
    前記断続部材を軸方向に移動させる移動機構とを備え、
    前記断続部材によって前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転が規制されることにより、前記第３回転部材と前記第１回転部材及び前記第２回転部材との相対回転も規制される差動制限装置であって、
    前記移動機構は、通電により磁束を発生させるコイル巻線を含む円環状の電磁石と、前記磁束の磁路の一部を構成するヨークと、前記ヨークと共に前記磁束の磁路を構成して前記断続部材と共に軸方向に移動する軟磁性体からなる移動部材とを有し、
    前記移動部材は、前記電磁石の内周面又は外周面に対向する円筒部、及び前記円筒部の一端部から径方向に延在し、前記電磁石の軸方向の両端面のうち一方の端面を覆う環状覆い部とを有し、
    前記コイル巻線に通電されたとき、前記環状覆い部と前記電磁石の前記一方の端面との間隔が変化するように前記移動部材が移動することにより、前記断続部材が軸方向に移動する、
    差動制限装置。
12. 前記ヨークは、前記移動部材の前記円筒部との間に前記電磁石を径方向に挟む円筒状の第１ヨーク部と、前記移動部材の前記環状覆い部との間に前記電磁石を軸方向に挟む環状の第２ヨーク部とを有し、
    前記第２ヨーク部が前記第１回転部材に対して軸方向に当接することで、前記第１回転部材に対する軸方向一側への移動が規制されている、
    請求項１１に記載の差動制限装置。
13. 前記断続部材の前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合わない状態で、前記第１回転部材に入力された駆動力が前記第２回転部材及び前記第３回転部材に差動を許容して配分され、前記断続部材の前記噛み合い歯が前記第２回転部材に噛み合うことにより、前記第１回転部材と前記第２回転部材及び前記第３回転部材との差動が制限され、
    前記ヨークは前記第１回転部材に対して軸方向移動不能に支持され、
    前記移動機構は、前記断続部材を前記第１回転部材に対して軸方向に移動させる、
    請求項１１又は１２に記載の差動制限装置。

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