JP2004232835A - Electromagnetic friction clutch - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To omit a cam means, and the like, and to automatically adjust an air gap. <P>SOLUTION: An electromagnetic friction clutch 1 comprises an electromagnet 59 supported by a differential carrier 7, an armature 61 that faces the electromagnet 59 across an air gap 83, and a friction clutch 63 which is clamped as the armature 61 moves under the magnetic force of the electromagnet 59. It also comprises a coil spring 75 which movably supports the electromagnet 59 relative to the differential carrier 7 and enlarges the air gap 83 by energizing the electromagnet 59, a stopper part 89 which is provided on the armature 61 side and decides a set value of the air gap 83 by locating movement relative to the armature 61 under energization of the electromagnet 59, and a rotary piece 79 which is provided between the differential carrier 7 and the electromagnet 59 and allows movement of the electromagnet 59 for enlarging the air gap 83 while prevents reversal movement. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁摩擦クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁摩擦クラッチとしては、例えば図７に示すようなものがある。この図７の電磁摩擦クラッチは、自動車のトルク伝達系に配置されたもので、電磁石２０１と、アーマチュア２０３と、摩擦クラッチ２０５と、カム手段２０７とを備えている。
【０００３】
前記電磁石２０１は、ハウジング２０９側に支持されている。電磁石２０１には、環状のロータ２１１が相対回転自在に嵌合配置されている。前記アーマチュア２０３は、前記ロータ２１１に対向配置されている。アーマチュア２０３は、クラッチハウジング２１３にスプライン嵌合している。クラッチハウジング２１３には、スリーブ２１５が一体に設けられ、該スリーブ２１５は駆動部材２１７にスプライン嵌合している。
【０００４】
前記摩擦クラッチ２０５は、前記クラッチハウジング２１３とカラー２１９との間に設けられ、カラー２１９は出力軸２２１にスプライン嵌合している。前記摩擦クラッチ２０５の一側には、押圧板２２３が対向配置され、該押圧板２２３は前記カラー２１９にスプライン嵌合している。
【０００５】
前記カム手段２０７は、一対のカムプレート２２５，２２７と、該カムプレート２２５，２２７間に介設されたボール２２９とからなっている。カムプレート２２５は、前記ロータ２１１と共に一体回転可能となっている。カムプレート２２５の背面は、スラスト軸受２３１を介して、前記出力軸２２１側に向けられている。前記カムプレート２２７は、前記出力軸２２１にスプライン嵌合している。
【０００６】
前記電磁石２０１の通電制御が行われていないとき、駆動部２１７から入力されたトルクはスリーブ２１５からクラッチハウジング２１３に伝達されるが、クラッチハウジング２１３と共に回転するアーマチュア２０３は、ロータ２１１に対して相対回転し、摩擦クラッチ２０５は締結されない。従って、前記トルクは出力軸２２１側に伝達されることはない。
【０００７】
前記電磁石２０１が通電制御されると、電磁石２０１の磁力によってアーマチュア２０３がロータ２１１側に移動する。アーマチュア２０３がロータ２１１に接触するとロータ２１１がアーマチュア２０３を介してクラッチハウジング２１３側と共に回転し始める。これによってカムプレート２２５もロータ２１１と共に回転し始め、カムプレート２２５，２２７が周方向に回転ずれを起こす。カムプレート２２５，２２７のカム面がボール２２９を乗り上げることによってカムプレート２２５に対しカムプレート２２７が押圧プレート２２３側へ移動する。カムプレート２２７のこの移動によって、押圧プレート２２３が力を受け、押圧プレート２２３とクラッチハウジング２１３との間で摩擦クラッチ２０５が締結される。
【０００８】
従って、駆動部２１７から入力されたトルクを、スリーブ２１５、クラッチハウジング２１３、摩擦クラッチ２０５、カラー２１９を介して出力軸２２１に伝達することができる（特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２８１２６７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の電磁摩擦クラッチでは、摩擦クラッチ２０５の他にアーマチュア２０３とロータ２１１との間の摩擦締結作用及びカム手段２０７を必要とする構成となっている。これは電磁石２０１の通電制御によってアーマチュア２０３とロータ２１１との間の摩擦作用をカム手段２０７によって増幅し、押圧プレート２２３を介して摩擦クラッチ２０５に大きな締結力を与えるためである。
【００１１】
反面、カム手段２０７を必要とするため、構造が複雑であると共にトルク伝達方向が逆転するときのガタツキが大きいという問題がある。
【００１２】
これに対し、前記カム手段２０７が無く、電磁石２０１に対し一定のエアギャップで配置されたアーマチュア２０２を電磁石２０１の磁力によって直接引きつけ、このアーマチュア２０２の移動により摩擦クラッチを直接締結する構造のものもある。
【００１３】
しかしながら、この場合は、摩擦クラッチの摩耗に応じて電磁石とアーマチュアとの間のエアギャップが当初の設定から変化し、電磁石がアーマチュアを引きつける吸引力はエアギャップの二乗に比例することから、エアギャップの二乗に比例してトルク−電流特性が大きく変化してしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、カム手段をなくしてアーマチュアの移動により摩擦クラッチを直接的に締結する構造でありながら、摩擦クラッチの摩耗に応じたエアギャップの変化を抑制し、安定したトルク−電流特性を維持することのできる電磁摩擦クラッチの提供を課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、固定側支持体に支持された電磁石と、前記電磁石に対しエアギャップを介して対向するアーマチュアと、前記電磁石の磁力による前記アーマチュアの移動に応じて締結される摩擦クラッチとを備えた電磁摩擦クラッチにおいて、前記電磁石を前記固定側支持体に対して移動可能に支持し、前記電磁石を付勢して前記エアギャップを拡げようとするための付勢手段と、前記アーマチュア側に設けられ前記電磁石の前記付勢による前記アーマチュアに対する相対移動を位置決めて前記エアギャップの設定値を維持するためのストッパ部と、前記固定側支持体と前記電磁石との間に設けられ該電磁石の前記エアギャップを拡げようとする移動を許容し反対の移動を阻止するワンウェイ手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載の電磁摩擦クラッチであって、前記付勢手段は、前記固定側支持手段と前記電磁石との間に介設され前記電磁石を回転軸心に沿った方向へ付勢移動させるスプリングであり、前記ワンウェイ手段は、前記固定側支持体に回転自在に支持され先端部が前記電磁石の外周面に係合する回転駒であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１記載の電磁摩擦クラッチであって、前記付勢手段は、前記固定側支持手段と前記電磁石との間に介設され前記電磁石を回転軸心回りに付勢するトーションスプリングであり、前記ワンウェイ手段は、前記電磁石を前記固定側支持体に螺合させ前記トーションスプリングの付勢により前記電磁石が前記固定側支持体に対して螺合回転したとき前記エアギャップを拡げようとする方向へ前記電磁石を移動させるねじ部であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の電磁摩擦クラッチであって、前記摩擦クラッチは、同軸状に相対回転可能に配置された内外回転部材間に設けられ、前記アーマチュアを、前記外回転部材の一部として設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の電磁摩擦クラッチであって、前記摩擦クラッチは、同軸状に相対回転可能に配置された内外回転部材間に設けられ、前記アーマチュアは、前記電磁石と前記摩擦クラッチの一側との間に配置され、前記アーマチュアに、前記摩擦クラッチの他側まで延設されたプルロッドを設け、前記プルロッドに、前記摩擦クラッチの他側に対向配置された押圧体を設け、前記摩擦クラッチの締結を、前記押圧体と前記内外回転部材の一方側との間で行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の電磁摩擦クラッチであって、前記摩擦クラッチは、同軸状に相対回転可能に配置された内外回転部材間に設けられ、前記アーマチュアは、前記電磁石を挟んで前記摩擦クラッチの反対側に配置され、前記アーマチュア側に、前記摩擦クラッチの一側に対向配置された押圧体を備え、前記摩擦クラッチの締結を、前記押圧体と前記内外回転部材の一方側との間で行うことを特徴とする。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、電磁石を通電制御すると、電磁石の磁力により電磁石に対しエアギャップを介して対向するアーマチュアが移動し、該アーマチュアの移動に応じて摩擦クラッチを締結することができる。
【００２２】
前記摩擦クラッチの摩耗により、アーマチュアが電磁石側へ近づくと、アーマチュア側に設けられ、前記アーマチュアに対する電磁石の相対移動を位置決めて、エアギャップの設定値を維持するためのストッパ部も移動する。このストッパ部の移動に応じて、付勢手段の付勢により電磁石も移動し、ストッパ部に位置決められてエアギャップの設定値を維持することができる。
【００２３】
このとき固定側支持体と電磁石との間に設けられたワンウェイ手段によって、前記電磁石の前記エアギャップを拡げようとする移動は許容されるが、反対の移動は阻止される。
【００２４】
従って、摩擦クラッチの摩耗に拘わらず、電磁石とアーマチュアとの間のエアギャップの自動調整を行い、エアギャップの設定値を維持することにより、安定したトルク−電流特性を得ることができる。
【００２５】
請求項２の発明では、請求項１の発明の効果に加え、摩擦クラッチの摩耗時に、固定側支持手段と電磁石との間に介設されたスプリングによって電磁石を回転軸芯に沿った方向へ付勢移動させると共に、固定側支持体に回転自在に支持され先端部が電磁石の外周面に係合する回転駒によって前記電磁石のエアギャップを拡げようとする移動を許容し、反対の移動を阻止することができる。従って、前記エアギャップの自動調整をより確実に行うことができる。
【００２６】
請求項３の発明では、請求項１の発明の効果に加え、摩擦クラッチの摩耗時に、前記固定側支持手段と前記電磁石との間に介設されたトーションスプリングによって電磁石を回転軸芯回りに付勢することができ、該付勢により前記電磁石が固定側支持体に対して螺合回転したとき、電磁石を前記エアギャップを拡げようとする方向へ移動させ、反対の移動を阻止することができる。従って、エアギャップの自動調整をより確実に行うことができる。
【００２７】
請求項４の発明では、請求項１〜３の何れかの発明の効果に加え、摩擦クラッチの締結によって同軸上に相対回転可能に配置された内外回転部材間のトルク伝達を行うことができる。またアーマチュアを外回転部材の一部として設けたため、部品点数が少なく、組付、部品管理を容易にすることができる。
【００２８】
請求項５の発明では、請求項１〜３の何れかの発明の効果に加え、摩擦クラッチの締結により同軸上に相対回転可能に配置された内外回転部材間のトルク伝達を行うことができる。電磁石が通電制御されると、電磁石と摩擦クラッチの一側との間に配置されたアーマチュアが外回転部材に対し回転軸芯に沿った方向へ相対移動し、該アーマチュアに設けられ前記摩擦クラッチの他側まで延設されたプルロッドを介して、摩擦クラッチの他側に対向配置された押圧体を移動させることができる。この押圧体の移動により、押圧体と前記内外回転部材の一方側との間で前記摩擦クラッチを締結することができる。
【００２９】
請求項６の発明では、請求項１〜３の何れかの発明の効果に加え、摩擦クラッチの締結により、同軸上に相対回転可能に配置された内外回転部材のトルク伝達を行うことができる。電磁石が通電制御されると、電磁石を挟んで前記摩擦クラッチの反対側に配置されたアーマチュアが、外回転部材に対し回転軸芯に沿った方向へ相対移動する。このアーマチュアの移動により該アーマチュアに備えられ前記摩擦クラッチの一側に対向配置された押圧体を移動させることができる。この押圧体の移動により、押圧体と前記内外回転部材の一方側との間で前記摩擦クラッチの締結を行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１，図２は、本発明の第１実施形態に係り、図１は本発明の第１実施形態の電磁摩擦クラッチの配置を示す四輪駆動車のスケルトン平面図、図２は本発明の第１実施形態に係る電磁摩擦クラッチを組み付けたドライブピニオンシャフト周辺の断面図である。
【００３１】
図１のように、本発明の電磁摩擦クラッチ１は、ドライブピニオンシャフト３に組み付けられている。ドライブピニオンシャフト３には、ドライブピニオンギア５が設けられ、デフキャリア７内に支持されたリヤデファレンシャル９のリングギア１１に噛み合っている。リヤデファレンシャル９は、左右のアクスルシャフト１３，１５を介して、左右の後輪１７，１９に連動連結されている。
【００３２】
そして、エンジン２１のトルクは、トランスミッション２３からフロントデファレンシャル２５のリングギア２７に伝達される。フロントデファレンシャル２５からは、左右のアクスルシャフト２９，３１を介して、左右の前輪３３，３５にトルク伝達が行われる。
【００３３】
前記フロントデファレンシャル２５のデフケース３７からは、トランスファ３９の平歯車４１，４３、伝動軸４５、傘歯車４７，４９、伝動軸５１を介して、フロントプロペラシャフト５３へトルク伝達が行われ、さらにリヤプロペラシャフト５７を介して、前記電磁摩擦クラッチ１にトルクが伝達される。
【００３４】
前記電磁摩擦クラッチ１が締結されているときには、ドライブピニオンシャフト３にトルク伝達が行われ、ドライブピニオンギア５、リングギア１１を介してリヤデファレンシャル９にトルク伝達が行われる。リヤデファレンシャル９からは、左右のアクスルシャフト１３，１５を介して左右の後輪１７，１９にトルク伝達が行われる。
【００３５】
従って、電磁摩擦クラッチ１１が締結されている場合には、左右の前輪３３，３５、左右の後輪１７，１９によって四輪駆動状態で走行することができる。
【００３６】
前記電磁摩擦クラッチ１が締結されていないときには、リヤプロペラシャフト５７からドライブピニオンシャフト３へのトルク伝達は遮断され、左右の前輪３３，３５による二輪駆動状態での走行となる。
【００３７】
前記電磁摩擦クラッチ１の詳細は図２のようになっている。前記電磁摩擦クラッチ１は、電磁石５９と、アーマチュア６１と、摩擦クラッチ６３とを備えている。
【００３８】
前記電磁石５９は、ヨーク６５とコイル６７とからなっている。ヨーク６５の端部外周には、ばね受け６９が周回状に設けられている。前記ヨーク６５は、固定側支持体としての前記デフキャリア７に回転軸芯に沿った方向に移動可能に支持されている。すなわち前記デフキャリア７には、摺動孔７１が設けられ、この摺動孔７１に前記ヨーク６５の外周面がスライド可能に嵌合支持されている。
【００３９】
前記ばね受け６９と前記デフキャリア７の壁面７３との間には、付勢手段であるスプリングとしてコイルスプリング７５が介設されている。コイルスプリング７５は、前記電磁石５９を回転軸芯に沿った方向へ付勢移動させ、エアギャップ８３を拡げようとするものである。
【００４０】
前記デフキャリア７の壁面７３には、収容凹部７７が設けられている。収容凹部７７は、周方向所定間隔で複数設けられ、該収容凹部７７内には、回転駒７９がピン８１によって回転自在に支持されている。
【００４１】
前記回転駒７９は、前記デフキャリア７と前記電磁石５９との間に設けられ、エアギャップ８３を拡げようとする移動を許容し、反対の移動を阻止するワンウェイ手段を構成している。すなわち、回転駒７９は図２のようにエアギャップを拡げようとする方向である図２の右方向に傾斜して配置され、先端部７９ａが前記電磁石６５の外周面６５ａに係合している。
【００４２】
前記アーマチュア６１は、前記電磁石５９に対し設定されたエアギャップ８３を介して対向している。このアーマチュア６１は、前記摩擦クラッチ６３のクラッチハウジング８５の一部を構成する端壁として一体に構成されている。
【００４３】
前記アーマチュア６１の内周側には、ボス部８７が設けられ、該ボス部８７の端部にストッパ部８９が設けられている。従って、ストッパ部８９はアーマチュア６１側に設けられた構成となっている。
【００４４】
前記ストッパ部８９は、前記コイルスプリング７５の付勢による電磁石５９のアーマチュア６１に対するエアギャップ８３を拡げようとする方向への相対移動を位置決めて、エアギャップ８３の設定値を維持するためのものである。
【００４５】
すなわち、前記コイルスプリング７５の付勢によって、電磁石５９がストッパ部８９に当接することで、エアギャップ８３の設定値が自動調整され、該設定値が維持されるようになっている。
【００４６】
前記ボス部８７は、前記ドライブピニオンシャフト３の外周面に嵌合し、該ボス部８７の内周面に収容保持されたオーリングなどのシール９１がドライブピニオンシャフト３の外周面に接している。
【００４７】
前記摩擦クラッチ６３は、図２において簡略して図示してあるが、内外複数枚の摩擦クラッチ板９３，９５が回転軸芯に沿った方向に交互に密に配置されたものである。内側の摩擦クラッチ板９３は、前記ドライブピニオンシャフト３の雄スプライン９７にスプライン嵌合し、外側の摩擦クラッチ板９５はクラッチハウジング８５の雌スプライン９９にスプライン嵌合している。従って、摩擦クラッチ６３は、同軸上に相対回転可能に配置された内外回転部材であるドライブピニオンシャフト３、クラッチハウジング８５間に設けられた構成となっている。
【００４８】
前記ドライブピニオンシャフト３には、前記摩擦クラッチ６３の一側に対向配置された受圧板１０１が嵌合配置されている。受圧板１０１は、前記ドライブピニオンシャフト３に取り付けられたストッパリング１０３に係合し、回転軸芯に沿った方向に位置決められている。この受圧板１０１に対応して、摩擦クラッチ６３の他側に対向するクラッチハウジング８５の端壁１０５に押圧面１０７が構成されている。
【００４９】
前記端壁１０５の内周側には支持孔１０９が設けられ、前記ドライブピニオンシャフト３の端部が嵌合支持されている。支持孔１０９には、閉止部材１１１が取り付けられている。
【００５０】
前記クラッチハウジング８５には、ジョイント結合部１１３が筒状に一体に設けられている。ジョイント結合部１１３の外周径は、クラッチハウジング８５の外周径よりも若干小さく設定されている。ジョイント結合部１１３の内周面には、ボール係合溝１１５が設けられている。ボール係合溝１１５は、回転軸芯に沿った方向に設けられ、周方向に複数備えられている。
【００５１】
前記ボール係合溝１１５には、ボール型等速ジョイント１１７のケージ１１８に支持されたトルク伝達ボール１１９がそれぞれ係合し、ボール型等速ジョイント１１７のインナーレース１２１には、前記リヤプロペラシャフト５７が連結されている。
【００５２】
前記クラッチハウジング８５とデフキャリア７との間には、シール１２３が介設されている。
【００５３】
前記ドライブピニオンシャフト３は、前記ドライブピニオンギア５側においてユニットベアリング１２５を介しデフキャリア７に回転自在に支持されている。ユニットベアリング１２５は、前記デフキャリア７に図示しないボルトにより締結固定されている。ユニットベアリング１２５は、ナット１２７によりドライブピニオンシャフト３側に締結され、プリロードが付与されている。
【００５４】
前記電磁石５９には、デフキャリア７側において給電用の配線が設けられている。
【００５５】
そして、リヤプロペラシャフト５７からボール型等速ジョイント１１７を介し、ジョイント結合部１１３にトルクが伝達され、このトルクによってクラッチハウジング８５が回転する。しかし、前記電磁石５９の通電制御が行われず前記摩擦クラッチ６３の締結が行われていないときには、クラッチハウジング８５のトルクがドライブピニオンシャフト３側に伝達されることはない。従って、前記のように自動車は前輪３３，３５での二輪駆動状態で走行する。
【００５６】
前記電磁石５９が通電制御されていないとき、コイルスプリング７５の付勢によって、ストッパ部８９、ボス部８７を介し、クラッチハウジング８５全体が付勢される。この付勢力によりクラッチハウジング８５がデフキャリア７側に対して僅かに移動し、押圧面１０７と受圧板１０１との間で摩擦クラッチ６３に与圧が与えられる。
【００５７】
このとき、クラッチハウジング８５は、ジョイント結合筒１１３のボール係合溝１１５とボール型等速ジョイント７のトルク伝達ボール１１９との間で回転軸芯に沿った方向へ相対移動可能なため、前記付勢力によりクラッチハウジング８５等が無理なく移動し、前記のように与圧を付与する。
【００５８】
前記与圧はそれほど大きなものではなく、電磁石５９が通電制御されていないときには、クラッチハウジング８５からドライブピニオンシャフト３側へトルク伝達は行われない。
【００５９】
前記電磁石５９が通電制御されると、電磁石５９の磁力によってアーマチュア６１がエアギャップ８３を詰める方向へ移動する。この移動によって、クラッチハウジング８５が全体的に同方向へ移動し、押圧面１０７と受圧板１０１との間で摩擦クラッチ６３が締結される。このとき、前記与圧によって摩擦クラッチ板９３，９５間の隙間は詰められているため、摩擦クラッチ６３が直ちに締結され、トルクの迅速かつ円滑な立ち上がり特性を得ることができる。
【００６０】
前記クラッチハウジング８５に伝達されたトルクは、摩擦クラッチ６３を介してドライブピニオンシャフト３に伝達され、ドライブピニオンシャフト３から前記のようにして左右後輪１７，１９側へトルク伝達が行われる。従って、自動車は前輪３３，３５、後輪１７，１９での四輪駆動状態で走行することができる。
【００６１】
前記摩擦クラッチ６３の締結及び締結解除によって、摩擦クラッチ６３が摩耗してきたときには、摩耗に応じて摩擦クラッチ６３締結時のクラッチハウジング８５の移動量が大きくなる。これによって電磁石５９の通電が解除されたときでもエアギャップ８３が小さくなる。エアギャップ８３が小さくなるとアーマチュア６２と一体的なボス部８７も移動し、ストッパ部８９が電磁石５９のヨーク６５から離れようとする。
【００６２】
同時に、電磁石５９がコイルスプリング７５の付勢力によって、ストッパ部８９へ当接するように移動する。この場合、回転駒７９は電磁石５９の移動方向へ傾斜しているため、回転駒７９が電磁石５９の前記のようなエアギャップ８３を拡げようとする移動を阻止することはなく、これを許容し、反対の移動、すなわち電磁石５９のエアギャップ８３側への移動を阻止する。
【００６３】
従って、摩擦クラッチ６３の摩耗によって、クラッチハウジング８５の移動量が大きくなり、エアギャップ８３が設定値が変化しようとしても、これに応じて電磁石５９が常にストッパ部８９に当接するように移動するため、アーマチュア６１と電磁石５９との間のエアギャップ８３の設定値は常に自動調整されることになる。
【００６４】
こうして、エアギャップ８３の設定値を維持することができ、規定のトルク−電流特性を長期間に亘って維持することができる。しかも、パイロットクラッチ、カムプレート、ボール等を必要とせず、その分空くスペースを利用して摩擦クラッチ６３のプレート枚数を増やすことができ、クラッチ容量を容易に増大することができる。さらに、パイロットクラッチ、カムプレート等が無いため、トルク伝達方向が逆転するときのガタツキのない正確なトルク伝達を行うことができる。
【００６５】
本実施形態では、コイルスプリング７５によって電磁石５９を回転軸芯に沿った方向へ直接的に移動させるため、摩擦クラッチ６３の摩耗時におけるエアギャップ８３の自動調整に際し、電磁石５９を確実かつ円滑に移動させることができる。
【００６６】
前記回転駒７９は、電磁石５９が前記のようにして移動する際には殆ど抵抗になることがなく、電磁石５９の移動を無理なく行わせることができながら、電磁石５９の反対方向への移動を、回転駒７９が電磁石５９の外周面６５ａに係合することで確実に阻止することができる。従って、エアギャップ８３の自動調整を確実かつ円滑に行うことができる。
【００６７】
本実施形態は、伝動軸５１とフロントプロペラシャフト５３との間にも適用することができる。
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係り、電磁摩擦クラッチを組み付けたドライブピニオンシャフト周辺の断面図である。なお、本実施形態の電磁摩擦クラッチ１Ａも、基本的な構成は第１実施形態と同様であり、対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００６８】
本実施形態では、電磁石５９Ａを付勢して、前記エアギャップ８３を広げようとするための付勢手段をトーションスプリング１２９で構成し、前記エアギャップ８３を拡げようとする移動を許容し、反対の移動を阻止するワンウェイ手段をねじ部１３１で構成したものである。
【００６９】
前記トーションスプリング１２９は、前記デフキャリア７Ａと前記電磁石５９Ａとの間に介設され、前記電磁石５９Ａを回転軸芯回りに付勢するものであり、図４のようになっている。すなわち、トーションスプリング１２９は、環状に巻回されており、前記電磁石５９Ａのヨーク６５Ａに係合する係合端１３３と、前記デフキャリア７側に係合する係合端１３５とを備えている。
【００７０】
前記一方の係合端１３３は、図３のように前記ヨーク６５Ａに設けられた係合穴１３７に嵌合支持され、他方の係合端１３５は、デフキャリア７Ａに形成された係合穴１３９に嵌合支持されている。
【００７１】
前記ねじ部１３１は、前記ヨーク６５Ａの外周面に形成された雄ねじ１４１と、前記デフキャリア７Ａに形成された雌ねじ１４３とからなっており、前記電磁石５９Ａを前記デフキャリア７Ａに螺合させる構成となっている。
【００７２】
前記トーションスプリング１２９の付勢により、前記電磁石５９Ａが前記デフキャリア７Ａに対して螺合回転したとき、前記エアギャップ８３を拡げようとする方向へ前記電磁石５９Ａを移動させるものである。前記電磁石５９Ａの螺合回転を円滑にするため、ストッパ部８９とヨーク６５Ａとの間にベアリング１４５が介設されている。ベアリング１４５は、例えば、スラストワッシャ、ニードルベアリング等で構成されている。
【００７３】
本実施形態では、摩擦クラッチ６３が摩耗したとき、トーションスプリング１２９の付勢によって電磁石５９Ａがねじ部１３１の雌ねじ１４３と雄ねじ１４１とにより螺合回転し、電磁石５９Ａのヨーク６５Ａがストッパ部８９に当接するように回転軸芯に沿った方向へ移動する。電磁石５９Ａの反対方向への移動は、ねじ部１３１によって阻止される。
【００７４】
従って、本実施形態でも摩擦クラッチ６３の摩耗に拘わらず、エアギャップ８３の設定値が自動調整され、設定されたトルク−電流特性を長い期間維持することができる。従って、本実施形態でも第１実施形態と同様な作用効果を奏することができる。
【００７５】
また本実施形態においても、トーションスプリング１２９によって摩擦クラッチ６３に与圧を与えることができ、第１実施形態と同様に円滑かつ迅速なトルク立ち上がり特性を得ることができる。
【００７６】
本実施形態では、ワンウェイ手段としてねじ部１３１を用いているため、電磁石５９Ａの回転軸芯に沿った方向への支持のガタツキは殆どなく、確実なトルク伝達特性を得ることができる。
【００７７】
本実施形態も、第１実施形態と同様に伝動軸５１とフロントプロペラシャフト５３との間にも適用することができる。
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係り、電磁摩擦クラッチを組み付けた伝動軸周辺の断面図である。本実施形態において、第１実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。本実施形態は、伝動軸に電磁摩擦クラッチ１Ｂを設けられ、例えば図１の左右のアクスルシャフト１３，１５へトルクを伝達する。なお図５では、アクスルシャフト１３側に設ける例について図示しているが、アクスルシャフト１５側においても対称な形状に形成されている。
【００７８】
本実施形態では、図１のリヤデファレンシャル９のギア部は存在せず、リングギア１１から左右の伝動軸に直接トルク伝達が行われる構成となっている。
【００７９】
図５のように、前記電磁クラッチ１Ｂが設けられる伝動軸は、第１伝動軸１４７と、第２伝動軸１４９とから構成され、第１伝動軸１４７にクラッチハウジング８５Ｂが一体に設けられている。前記摩擦クラッチ６３Ｂは、同軸上に相対回転可能に配置された内外回転部材である第２伝動軸１４９と、クラッチハウジング８５Ｂ間に設けられている。
【００８０】
前記第１伝動軸１４７は、キャリア７Ｂに軸受１５１を介して回転自在に支持されている。第１伝動軸１４７は、図１のアクスルシャフト１３側に連動連結されている。アーマチュア６１は、クラッチハウジング８５とは別体に電磁石５９Ｂと摩擦クラッチ６３Ｂの一側であるクラッチハウジング８５の端壁８５ａとの間に配置されている。
【００８１】
前記アーマチュア６１には、スライドスリーブ１５３が一体的に設けられ、クラッチハウジング８５のボス部８７外周面に嵌合している。アーマチュア６１は、外回転部材であるクラッチハウジング８５のボス部８７に対し回転軸芯に沿った方向へ相対移動自在に支持されている。このアーマチュア６１に、摩擦クラッチ６３Ｂの他側まで延設されたプルロッド１５５が設けられている。
【００８２】
前記プルロッド１５５は、例えば周方向に複数本備えられている。プルロッド１５５には、摩擦クラッチ６３Ｂの他側に対向配置された押圧体１５７が設けられている。
【００８３】
本実施形態のワンウェイ手段としてのねじ部１３１Ｂ、付勢手段としてのトーションスプリング１２９Ｂは、前記第２実施形態とほぼ同様に構成されている。前記トーションスプリング１２９Ｂの係合端１３５Ｂは、前記キャリア７Ｂの内周面に形成された係合穴１３９に嵌合支持されている。ストッパ部８９Ｂは、位置決めリング１５９によって回転軸芯に沿った方向に位置決められている。
【００８４】
前記ストッパ部１５９とヨーク６５Ｂとの間に、ニードルベアリング１６１が介設されている。ヨーク６５Ｂの内周面と前記スライドスリーブ１５３との間にもニードルベアリング１６３が介設されている。
【００８５】
従って、本実施形態では、電磁石５９Ｂが通電制御されると、その磁力によってヨーク６１が移動し、プルロッド１５５を介して押圧体１５７に移動力が伝達される。押圧体１５７の移動により該押圧体１５７とクラッチハウジング８５の端壁８５ａとの間で摩擦クラッチ６３Ｂが締結される。左右のアクスルシャフト１３，１５での摩擦クラッチ６３Ｂの締結制御により、前記同様に四輪駆動状態で走行することができる。
【００８６】
前記摩擦クラッチ６３Ｂが摩耗したときには、トーションスプリング１２９Ｂの作用と、ねじ部１３１Ｂの作用とにより、第２実施形態と同様にしてエアギャップ８３の自動調整が行われる。従って、本実施形態でも上記実施形態と同様な作用効果を奏することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、クラッチハウジング８５が回転軸芯方向に移動しない形態に有効である。本実施形態は、前輪３３，３５側のアクスルシャフト２９，３１側にも適用することができる。
（第４実施形態）
図６は本発明の第４実施形態に係り、電磁摩擦クラッチを組み付けた伝動軸周辺の断面図である。本実施形態も、第３実施形態と同様に、伝動軸に電磁摩擦クラッチ１Ｃを設けている。なお、基本的な構成は第３実施形態と同様であり、対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００８８】
本実施形態では、アーマチュア６１は電磁石５９Ｃを挟んで摩擦クラッチ６３Ｃの反対側に配置されている。アーマチュア６１と一体のスライドスリーブ１５３に設けられたストッパ部８９Ｃは、電磁石５９Ｃとクラッチハウジング８５の端壁８５ａとの間に配置されている。またトーションスプリング１２９Ｂも電磁石５９Ｃとクラッチハウジング８５との間に配置されている。
【００８９】
前記ストッパ部８９Ｃには、クラッチハウジング８５の端壁８５ａを貫通する突部１６５が設けられている。突部１６５は、周方向に複数備えられている。前記クラッチハウジング８５の内部には、摩擦クラッチ６３Ｃの一側に対向配置された押圧体１６７が設けられている。押圧体１６７は、アーマチュア６１が磁力によって移動したとき、スライドスリーブ１５３、ストッパ部８９Ｃ、突部１６５を介して同方向への移動力を受けるものである。従って、アーマチュア６１側に押圧体１６７を備えた構成となっている。
【００９０】
前記電磁石５９Ｃが通電制御されると、磁力によってアーマチュア６１が回転軸芯に沿った方向へ移動する。この移動でスライドスリーブ１５３、ストッパ部８９Ｃ、突部１６５を介してクラッチハウジング８５内の押圧体１６７に移動力が伝達され、摩擦クラッチ６３Ｃが押圧体１６７とクラッチハウジング８５の端壁８５ｂとの間で締結される。
【００９１】
前記摩擦クラッチ６３Ｃが摩耗したときには、ねじ部１３１Ｂ、トーションスプリング１２９Ｂ、ストッパ部８９Ｃの作用によって、第３実施形態と同様にエアギャップ８３の自動調整を行うことができる。従って、本実施形態においても第３実施形態とほぼ同様な作用効果を奏することができる。
【００９２】
本実施形態では、ストッパ部８９Ｃ、トーションスプリング１２９Ｂが電磁石５９Ｃとクラッチハウジング８５との間に介設されているため、第３実施形態のようにプルロッドを不要とし、構造をより簡単にすることができる。
【００９３】
本実施形態も、第３実施形態同様に、前輪３３，３５側のアクスルシャフト２９，３１側にも適用することができる。
【００９４】
前記第３，第４実施形態では、摩擦クラッ６３Ｂ，６３Ｃの締結を、前記押圧体１５７，１６７と外回転部材であるクラッチハウジング８５との間で行うようにしたが、前記押圧体１５７，１６７と内回転部材である第２伝動軸１４９側に設けた受圧板との間で行う構成にすることもできる。
【図１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の電磁摩擦クラッチの配置を示す四輪駆動車のスケルトン平面図である。。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、電磁摩擦クラッチを組み付けたドライブピニオンシャフト周辺の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係り、電磁摩擦クラッチを組み付けたドライブピニオンシャフト周辺の断面図である。
【図４】第２実施形態に係るトーションスプリングの正面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係り、電磁摩擦クラッチを組み付けた伝動軸周辺の断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係り、電磁摩擦クラッチを組み付けた伝動軸周辺の断面図である。
【図７】従来の電磁摩擦クラッチを組み付けた伝動軸周辺の半断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 電磁摩擦クラッチ
３ ドライブピニオンシャフト（内回転部材）
７，７Ａ デフキャリア（固定側支持体）
７Ｂ キャリア（固定側支持体）
５９，５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｃ 電磁石
６１ アーマチュア
６３，６３Ｂ，６３Ｃ 摩擦クラッチ
７５ コイルスプリング（スプリング，付勢手段）
７９ 回転駒（ワンウェイ手段）
８３ エアギャップ
８５ クラッチハウジング（外回転部材）
８９，８９Ｂ，８９Ｃ ストッパ部
１２９，１２９Ｂ トーションスプリング（付勢手段）
１３１，１３１Ｂ ねじ部（ワンウェイ手段）
１４９ 第２伝動軸（内回転部材）
１５５ プルロッド
１５７，１６７ 押圧体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic friction clutch.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows an example of a conventional electromagnetic friction clutch. The electromagnetic friction clutch shown in FIG. 7 is arranged in a torque transmission system of an automobile, and includes an electromagnet 201, an armature 203, a friction clutch 205, and cam means 207.
[0003]
The electromagnet 201 is supported on the housing 209 side. An annular rotor 211 is rotatably fitted to the electromagnet 201. The armature 203 is arranged to face the rotor 211. The armature 203 is spline-fitted to the clutch housing 213. A sleeve 215 is provided integrally with the clutch housing 213, and the sleeve 215 is spline-fitted to the drive member 217.
[0004]
The friction clutch 205 is provided between the clutch housing 213 and the collar 219, and the collar 219 is spline-fitted to the output shaft 221. On one side of the friction clutch 205, a pressing plate 223 is disposed so as to be opposed, and the pressing plate 223 is spline-fitted to the collar 219.
[0005]
The cam means 207 includes a pair of cam plates 225, 227 and a ball 229 interposed between the cam plates 225, 227. The cam plate 225 can rotate integrally with the rotor 211. The rear surface of the cam plate 225 faces the output shaft 221 via a thrust bearing 231. The cam plate 227 is spline-fitted to the output shaft 221.
[0006]
When the energization control of the electromagnet 201 is not performed, the torque input from the driving unit 217 is transmitted from the sleeve 215 to the clutch housing 213, but the armature 203 that rotates together with the clutch housing 213 moves relative to the rotor 211. It rotates and the friction clutch 205 is not engaged. Therefore, the torque is not transmitted to the output shaft 221 side.
[0007]
When the energization of the electromagnet 201 is controlled, the armature 203 moves toward the rotor 211 by the magnetic force of the electromagnet 201. When the armature 203 contacts the rotor 211, the rotor 211 starts to rotate together with the clutch housing 213 via the armature 203. As a result, the cam plate 225 also starts to rotate together with the rotor 211, and the cam plates 225 and 227 are rotated in the circumferential direction. When the cam surfaces of the cam plates 225 and 227 ride on the ball 229, the cam plate 227 moves toward the pressing plate 223 with respect to the cam plate 225. Due to this movement of the cam plate 227, the pressing plate 223 receives a force, and the friction clutch 205 is engaged between the pressing plate 223 and the clutch housing 213.
[0008]
Therefore, the torque input from the drive unit 217 can be transmitted to the output shaft 221 via the sleeve 215, the clutch housing 213, the friction clutch 205, and the collar 219 (see Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-10-281267
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described electromagnetic friction clutch has a configuration that requires a friction engagement operation between the armature 203 and the rotor 211 and the cam means 207 in addition to the friction clutch 205. This is because the frictional action between the armature 203 and the rotor 211 is amplified by the cam means 207 by the energization control of the electromagnet 201, and a large fastening force is applied to the friction clutch 205 via the pressing plate 223.
[0011]
On the other hand, since the cam means 207 is required, there is a problem that the structure is complicated and the backlash when the torque transmission direction is reversed is large.
[0012]
On the other hand, there is also a structure in which the cam means 207 is not provided, and the armature 202 disposed at a constant air gap with respect to the electromagnet 201 is directly attracted by the magnetic force of the electromagnet 201, and the friction clutch is directly engaged by moving the armature 202. is there.
[0013]
However, in this case, the air gap between the electromagnet and the armature changes from the initial setting in accordance with the wear of the friction clutch, and the attractive force at which the electromagnet attracts the armature is proportional to the square of the air gap. There is a problem that the torque-current characteristics change greatly in proportion to the square of
[0014]
The present invention has a structure in which the friction clutch is directly engaged by the movement of the armature without the cam means, but suppresses a change in the air gap according to the wear of the friction clutch and maintains a stable torque-current characteristic. An object of the present invention is to provide an electromagnetic friction clutch that can perform the operation.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an electromagnet supported on a fixed-side support, an armature facing the electromagnet via an air gap, and a friction clutch fastened in accordance with movement of the armature by a magnetic force of the electromagnet. An electromagnetic friction clutch comprising: an urging means for movably supporting the electromagnet with respect to the fixed-side support, and urging the electromagnet to expand the air gap; and A stopper portion for positioning the relative movement of the electromagnet with respect to the armature due to the urging and maintaining a set value of the air gap; and a stopper portion provided between the fixed-side support member and the electromagnet. One-way means for permitting the movement for expanding the air gap and preventing the movement in the opposite direction.
[0016]
The invention according to claim 2 is the electromagnetic friction clutch according to claim 1, wherein the biasing means is interposed between the fixed-side support means and the electromagnet and moves the electromagnet in a direction along a rotation axis. The one-way means is a rotating piece rotatably supported by the fixed-side support member and having a distal end engaged with the outer peripheral surface of the electromagnet.
[0017]
A third aspect of the present invention is the electromagnetic friction clutch according to the first aspect, wherein the urging means is interposed between the fixed-side support means and the electromagnet and urges the electromagnet about a rotation axis. And the one-way means screw-connects the electromagnet to the fixed-side support and closes the air gap when the electromagnet is screwed and rotated with respect to the fixed-side support by urging of the torsion spring. It is a screw portion for moving the electromagnet in a direction to be expanded.
[0018]
The invention according to claim 4 is the electromagnetic friction clutch according to any one of claims 1 to 3, wherein the friction clutch is provided between inner and outer rotating members coaxially arranged so as to be relatively rotatable, and the armature is provided. Is provided as a part of the outer rotating member.
[0019]
The invention according to claim 5 is the electromagnetic friction clutch according to any one of claims 1 to 3, wherein the friction clutch is provided between inner and outer rotating members coaxially arranged so as to be relatively rotatable, and the armature is provided. Is disposed between the electromagnet and one side of the friction clutch, and the armature is provided with a pull rod extending to the other side of the friction clutch, and the pull rod is disposed opposite to the other side of the friction clutch. The frictional clutch is engaged between the pressing body and one of the inner and outer rotating members.
[0020]
The invention according to claim 6 is the electromagnetic friction clutch according to any one of claims 1 to 3, wherein the friction clutch is provided between inner and outer rotating members coaxially arranged so as to be relatively rotatable, and the armature is provided. Is disposed on the opposite side of the friction clutch with the electromagnet interposed therebetween, and includes, on the armature side, a pressing body disposed to face one side of the friction clutch, and engages the friction clutch with the pressing body and the pressing body. It is performed between one side of the inner and outer rotating members.
[0021]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the invention, when the electromagnet is energized, the armature facing the electromagnet via the air gap moves by the magnetic force of the electromagnet, and the friction clutch can be engaged in accordance with the movement of the armature.
[0022]
When the armature approaches the electromagnet side due to wear of the friction clutch, a stopper portion provided on the armature side for positioning the electromagnet relative to the armature and maintaining the set value of the air gap also moves. In accordance with the movement of the stopper, the electromagnet is also moved by the urging of the urging means, and is positioned at the stopper, so that the set value of the air gap can be maintained.
[0023]
At this time, the one-way means provided between the fixed-side support and the electromagnet allows the electromagnet to move to widen the air gap, but prevents the opposite movement.
[0024]
Therefore, irrespective of the wear of the friction clutch, by automatically adjusting the air gap between the electromagnet and the armature and maintaining the set value of the air gap, a stable torque-current characteristic can be obtained.
[0025]
According to the invention of claim 2, in addition to the effect of the invention of claim 1, when the friction clutch is worn, the electromagnet is attached in a direction along the rotation axis by a spring interposed between the fixed side support means and the electromagnet. And a moving piece which is rotatably supported by the fixed-side support member and has a front end portion engaged with the outer peripheral surface of the electromagnet allows movement of the electromagnet to expand the air gap, and prevents opposing movement. be able to. Therefore, the automatic adjustment of the air gap can be performed more reliably.
[0026]
According to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 1, when the friction clutch is worn, the electromagnet is attached around the rotation axis by a torsion spring interposed between the fixed side support means and the electromagnet. When the electromagnet is screwed and rotated with respect to the fixed-side support by the urging, the electromagnet can be moved in a direction in which the air gap is to be expanded, and the opposite movement can be prevented. . Therefore, the automatic adjustment of the air gap can be performed more reliably.
[0027]
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effect of any one of the first to third aspects, the torque can be transmitted between the inner and outer rotating members coaxially and relatively rotatably arranged by fastening the friction clutch. Further, since the armature is provided as a part of the outer rotating member, the number of parts is small, and assembly and parts management can be facilitated.
[0028]
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effect of any one of the first to third aspects of the present invention, the torque transmission between the inner and outer rotating members coaxially and relatively rotatably arranged can be performed by fastening the friction clutch. When the electromagnet is controlled to be energized, the armature disposed between the electromagnet and one side of the friction clutch relatively moves in a direction along the axis of rotation with respect to the outer rotating member, and the armature provided on the armature is provided with the friction clutch. Through the pull rod extending to the other side, the pressing body opposed to the other side of the friction clutch can be moved. By the movement of the pressing body, the friction clutch can be engaged between the pressing body and one of the inner and outer rotating members.
[0029]
According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to third aspects, the torque transmission of the inner and outer rotating members coaxially and rotatably disposed can be performed by fastening the friction clutch. When the energization of the electromagnet is controlled, the armature disposed on the opposite side of the friction clutch with respect to the electromagnet moves relatively to the outer rotating member in a direction along the rotation axis. By the movement of the armature, a pressing body provided on the armature and arranged to face one side of the friction clutch can be moved. By the movement of the pressing body, the friction clutch can be engaged between the pressing body and one of the inner and outer rotating members.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
1 and 2 relate to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a skeleton plan view of a four-wheel drive vehicle showing an arrangement of an electromagnetic friction clutch according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view around a drive pinion shaft to which the electromagnetic friction clutch according to the first embodiment is assembled.
[0031]
As shown in FIG. 1, the electromagnetic friction clutch 1 of the present invention is mounted on a drive pinion shaft 3. A drive pinion gear 5 is provided on the drive pinion shaft 3 and meshes with a ring gear 11 of a rear differential 9 supported in a differential carrier 7. The rear differential 9 is operatively connected to left and right rear wheels 17 and 19 via left and right axle shafts 13 and 15.
[0032]
The torque of the engine 21 is transmitted from the transmission 23 to the ring gear 27 of the front differential 25. Torque is transmitted from the front differential 25 to left and right front wheels 33 and 35 via left and right axle shafts 29 and 31.
[0033]
Torque is transmitted from the differential case 37 of the front differential 25 to the front propeller shaft 53 via the spur gears 41 and 43 of the transfer 39, the transmission shaft 45, the bevel gears 47 and 49, and the transmission shaft 51, and further, the rear propeller Torque is transmitted to the electromagnetic friction clutch 1 via a shaft 57.
[0034]
When the electromagnetic friction clutch 1 is engaged, torque is transmitted to the drive pinion shaft 3, and torque is transmitted to the rear differential 9 via the drive pinion gear 5 and the ring gear 11. Torque is transmitted from the rear differential 9 to left and right rear wheels 17 and 19 via left and right axle shafts 13 and 15.
[0035]
Therefore, when the electromagnetic friction clutch 11 is engaged, the vehicle can travel in a four-wheel drive state by the left and right front wheels 33, 35 and the left and right rear wheels 17, 19.
[0036]
When the electromagnetic friction clutch 1 is not engaged, the transmission of torque from the rear propeller shaft 57 to the drive pinion shaft 3 is cut off, and the vehicle travels in a two-wheel drive state with the left and right front wheels 33, 35.
[0037]
The details of the electromagnetic friction clutch 1 are as shown in FIG. The electromagnetic friction clutch 1 includes an electromagnet 59, an armature 61, and a friction clutch 63.
[0038]
The electromagnet 59 includes a yoke 65 and a coil 67. A spring receiver 69 is provided on the outer periphery of the end of the yoke 65 in a circular shape. The yoke 65 is supported by the differential carrier 7 as a fixed-side support so as to be movable in a direction along a rotation axis. That is, a sliding hole 71 is provided in the differential carrier 7, and the outer peripheral surface of the yoke 65 is slidably fitted and supported in the sliding hole 71.
[0039]
A coil spring 75 is provided between the spring receiver 69 and the wall surface 73 of the differential carrier 7 as a spring serving as an urging means. The coil spring 75 urges the electromagnet 59 in a direction along the axis of the rotation axis to expand the air gap 83.
[0040]
A housing recess 77 is provided on a wall surface 73 of the differential carrier 7. A plurality of housing recesses 77 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction, and a rotating piece 79 is rotatably supported by the pins 81 in the housing recess 77.
[0041]
The rotating piece 79 is provided between the differential carrier 7 and the electromagnet 59, and constitutes a one-way means for allowing a movement for expanding the air gap 83 and preventing the opposite movement. That is, the rotating piece 79 is disposed to be inclined to the right in FIG. 2 which is a direction in which the air gap is to be expanded as shown in FIG. 2, and the tip 79 a is engaged with the outer peripheral surface 65 a of the electromagnet 65. .
[0042]
The armature 61 is opposed to the electromagnet 59 via an air gap 83 set. The armature 61 is integrally formed as an end wall that constitutes a part of the clutch housing 85 of the friction clutch 63.
[0043]
A boss 87 is provided on the inner peripheral side of the armature 61, and a stopper 89 is provided at an end of the boss 87. Therefore, the stopper 89 is provided on the armature 61 side.
[0044]
The stopper portion 89 is for positioning the relative movement of the electromagnet 59 with respect to the armature 61 in the direction in which the air gap 83 is to be expanded by the bias of the coil spring 75 to maintain the set value of the air gap 83. is there.
[0045]
That is, the set value of the air gap 83 is automatically adjusted by the contact of the electromagnet 59 with the stopper 89 by the urging of the coil spring 75, and the set value is maintained.
[0046]
The boss portion 87 is fitted on the outer peripheral surface of the drive pinion shaft 3, and a seal 91 such as an O-ring housed and held on the inner peripheral surface of the boss portion 87 is in contact with the outer peripheral surface of the drive pinion shaft 3. .
[0047]
Although the friction clutch 63 is schematically shown in FIG. 2, a plurality of inner and outer friction clutch plates 93 and 95 are densely arranged alternately in a direction along the rotation axis. The inner friction clutch plate 93 is spline fitted to the male spline 97 of the drive pinion shaft 3, and the outer friction clutch plate 95 is spline fitted to the female spline 99 of the clutch housing 85. Accordingly, the friction clutch 63 is provided between the drive pinion shaft 3, which is an inner and outer rotating member coaxially and relatively rotatably disposed, and the clutch housing 85.
[0048]
The drive pinion shaft 3 is fitted with a pressure receiving plate 101 which is disposed to face one side of the friction clutch 63. The pressure receiving plate 101 is engaged with a stopper ring 103 attached to the drive pinion shaft 3 and is positioned in a direction along the rotation axis. Corresponding to the pressure receiving plate 101, a pressing surface 107 is formed on an end wall 105 of the clutch housing 85 facing the other side of the friction clutch 63.
[0049]
A support hole 109 is provided on the inner peripheral side of the end wall 105, and an end of the drive pinion shaft 3 is fitted and supported. A closing member 111 is attached to the support hole 109.
[0050]
The clutch housing 85 is integrally provided with a joint connecting portion 113 in a tubular shape. The outer diameter of the joint connecting portion 113 is set slightly smaller than the outer diameter of the clutch housing 85. A ball engaging groove 115 is provided on the inner peripheral surface of the joint connecting portion 113. The ball engaging grooves 115 are provided in a direction along the rotation axis, and are provided in a plurality in the circumferential direction.
[0051]
The torque transmitting balls 119 supported by the cage 118 of the ball type constant velocity joint 117 are engaged with the ball engaging grooves 115, respectively, and the inner race 121 of the ball type constant velocity joint 117 is fitted with the rear propeller shaft 57. Are connected.
[0052]
A seal 123 is provided between the clutch housing 85 and the differential carrier 7.
[0053]
The drive pinion shaft 3 is rotatably supported by the differential carrier 7 via a unit bearing 125 on the drive pinion gear 5 side. The unit bearing 125 is fastened and fixed to the differential carrier 7 by a bolt (not shown). The unit bearing 125 is fastened to the drive pinion shaft 3 side by a nut 127, and is preloaded.
[0054]
The electromagnet 59 is provided with a power supply wiring on the differential carrier 7 side.
[0055]
Then, torque is transmitted from the rear propeller shaft 57 to the joint connecting portion 113 via the ball type constant velocity joint 117, and the clutch housing 85 is rotated by the torque. However, when the energization control of the electromagnet 59 is not performed and the friction clutch 63 is not engaged, the torque of the clutch housing 85 is not transmitted to the drive pinion shaft 3 side. Therefore, as described above, the automobile runs in the two-wheel drive state with the front wheels 33 and 35.
[0056]
When the energization of the electromagnet 59 is not controlled, the entire clutch housing 85 is urged by the urging of the coil spring 75 via the stopper 89 and the boss 87. This biasing force causes the clutch housing 85 to slightly move with respect to the differential carrier 7 side, and pressurizes the friction clutch 63 between the pressing surface 107 and the pressure receiving plate 101.
[0057]
At this time, the clutch housing 85 can be relatively moved in a direction along the axis of rotation between the ball engaging groove 115 of the joint connecting cylinder 113 and the torque transmitting ball 119 of the ball type constant velocity joint 7. The force moves the clutch housing 85 and the like without difficulty, and applies a preload as described above.
[0058]
The preload is not so large, and when the electromagnet 59 is not controlled to be energized, torque is not transmitted from the clutch housing 85 to the drive pinion shaft 3 side.
[0059]
When the electromagnet 59 is controlled to be energized, the armature 61 moves in a direction to fill the air gap 83 by the magnetic force of the electromagnet 59. With this movement, the clutch housing 85 moves in the same direction as a whole, and the friction clutch 63 is fastened between the pressing surface 107 and the pressure receiving plate 101. At this time, since the gap between the friction clutch plates 93 and 95 is narrowed by the pressurization, the friction clutch 63 is immediately engaged, and a quick and smooth start-up characteristic of torque can be obtained.
[0060]
The torque transmitted to the clutch housing 85 is transmitted to the drive pinion shaft 3 via the friction clutch 63, and the torque is transmitted from the drive pinion shaft 3 to the left and right rear wheels 17, 19 as described above. Therefore, the vehicle can run in a four-wheel drive state with the front wheels 33 and 35 and the rear wheels 17 and 19.
[0061]
When the friction clutch 63 is worn due to the engagement and disengagement of the friction clutch 63, the amount of movement of the clutch housing 85 when the friction clutch 63 is engaged increases in accordance with the wear. Thus, the air gap 83 is reduced even when the energization of the electromagnet 59 is stopped. When the air gap 83 becomes smaller, the boss 87 integrated with the armature 62 also moves, and the stopper 89 tends to move away from the yoke 65 of the electromagnet 59.
[0062]
At the same time, the electromagnet 59 moves so as to contact the stopper 89 by the urging force of the coil spring 75. In this case, since the rotating piece 79 is inclined in the moving direction of the electromagnet 59, the rotating piece 79 does not prevent the movement of the electromagnet 59 to expand the air gap 83 as described above, but allows it. , The movement of the electromagnet 59 toward the air gap 83 is prevented.
[0063]
Therefore, the movement amount of the clutch housing 85 increases due to the wear of the friction clutch 63, and even if the set value of the air gap 83 tries to change, the electromagnet 59 always moves so as to abut the stopper 89 in response to the change. The set value of the air gap 83 between the armature 61 and the electromagnet 59 is always automatically adjusted.
[0064]
Thus, the set value of the air gap 83 can be maintained, and the specified torque-current characteristics can be maintained for a long period of time. In addition, a pilot clutch, a cam plate, a ball, and the like are not required, and the number of plates of the friction clutch 63 can be increased by using the available space, so that the clutch capacity can be easily increased. Furthermore, since there is no pilot clutch, cam plate, etc., accurate torque transmission without rattling when the torque transmission direction is reversed can be performed.
[0065]
In the present embodiment, since the electromagnet 59 is directly moved in the direction along the rotation axis by the coil spring 75, the electromagnet 59 can be moved reliably and smoothly when the air gap 83 is automatically adjusted when the friction clutch 63 is worn. Can be done.
[0066]
The rotating piece 79 has little resistance when the electromagnet 59 moves as described above, and can move the electromagnet 59 in the opposite direction while allowing the electromagnet 59 to move smoothly. The engagement of the rotating piece 79 with the outer peripheral surface 65a of the electromagnet 59 can be reliably prevented. Therefore, the automatic adjustment of the air gap 83 can be performed reliably and smoothly.
[0067]
This embodiment can also be applied between the transmission shaft 51 and the front propeller shaft 53.
(2nd Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view around a drive pinion shaft to which an electromagnetic friction clutch is assembled according to a second embodiment of the present invention. The basic configuration of the electromagnetic friction clutch 1A of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the corresponding components are denoted by the same reference numerals.
[0068]
In the present embodiment, a biasing means for biasing the electromagnet 59A to widen the air gap 83 is constituted by the torsion spring 129, and allows movement to widen the air gap 83, The one-way means for preventing the movement of the screw is constituted by the screw portion 131.
[0069]
The torsion spring 129 is interposed between the differential carrier 7A and the electromagnet 59A and urges the electromagnet 59A around the axis of rotation, as shown in FIG. That is, the torsion spring 129 is wound in an annular shape, and has an engagement end 133 that engages with the yoke 65A of the electromagnet 59A and an engagement end 135 that engages with the differential carrier 7 side.
[0070]
The one engagement end 133 is fitted and supported in an engagement hole 137 provided in the yoke 65A as shown in FIG. 3, and the other engagement end 135 is provided in an engagement hole 139 formed in the differential carrier 7A. Is fitted and supported.
[0071]
The screw portion 131 includes a male screw 141 formed on the outer peripheral surface of the yoke 65A and a female screw 143 formed on the differential carrier 7A, and the electromagnet 59A is screwed to the differential carrier 7A. Has become.
[0072]
When the electromagnet 59A is screwed and rotated with respect to the differential carrier 7A by the bias of the torsion spring 129, the electromagnet 59A is moved in a direction to expand the air gap 83. A bearing 145 is interposed between the stopper 89 and the yoke 65A in order to facilitate the screwing rotation of the electromagnet 59A. The bearing 145 includes, for example, a thrust washer, a needle bearing, and the like.
[0073]
In this embodiment, when the friction clutch 63 wears, the electromagnet 59A is screwed and rotated by the female screw 143 and the male screw 141 of the screw portion 131 by the urging of the torsion spring 129, and the yoke 65A of the electromagnet 59A contacts the stopper portion 89. It moves in the direction along the axis of rotation so that it touches. The movement of the electromagnet 59 </ b> A in the opposite direction is prevented by the screw portion 131.
[0074]
Therefore, even in the present embodiment, the set value of the air gap 83 is automatically adjusted regardless of the wear of the friction clutch 63, and the set torque-current characteristic can be maintained for a long period of time. Therefore, the present embodiment can also provide the same operation and effects as those of the first embodiment.
[0075]
Also in the present embodiment, a pressure can be applied to the friction clutch 63 by the torsion spring 129, and a smooth and quick torque rising characteristic can be obtained as in the first embodiment.
[0076]
In the present embodiment, since the screw portion 131 is used as the one-way means, there is almost no backlash in the direction along the rotation axis of the electromagnet 59A, and a reliable torque transmission characteristic can be obtained.
[0077]
This embodiment can also be applied between the transmission shaft 51 and the front propeller shaft 53 as in the first embodiment.
(Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view around a transmission shaft to which an electromagnetic friction clutch is assembled according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, components corresponding to those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In the present embodiment, an electromagnetic friction clutch 1B is provided on a transmission shaft, and transmits torque to, for example, left and right axle shafts 13 and 15 in FIG. Although FIG. 5 shows an example in which it is provided on the axle shaft 13 side, the symmetrical shape is also formed on the axle shaft 15 side.
[0078]
In the present embodiment, the gear portion of the rear differential 9 in FIG. 1 does not exist, and the torque is directly transmitted from the ring gear 11 to the left and right transmission shafts.
[0079]
As shown in FIG. 5, the transmission shaft on which the electromagnetic clutch 1B is provided includes a first transmission shaft 147 and a second transmission shaft 149, and the first transmission shaft 147 is integrally provided with a clutch housing 85B. . The friction clutch 63B is provided between a clutch housing 85B and a second transmission shaft 149, which is an inner / outer rotating member coaxially and relatively rotatably arranged.
[0080]
The first transmission shaft 147 is rotatably supported by the carrier 7B via a bearing 151. The first transmission shaft 147 is operatively connected to the axle shaft 13 shown in FIG. The armature 61 is disposed separately from the clutch housing 85 between the electromagnet 59B and an end wall 85a of the clutch housing 85 which is one side of the friction clutch 63B.
[0081]
A slide sleeve 153 is provided integrally with the armature 61 and is fitted on the outer peripheral surface of the boss 87 of the clutch housing 85. The armature 61 is supported so as to be relatively movable in a direction along a rotation axis with respect to a boss portion 87 of a clutch housing 85 which is an outer rotating member. The armature 61 is provided with a pull rod 155 extending to the other side of the friction clutch 63B.
[0082]
The plurality of pull rods 155 are provided, for example, in the circumferential direction. The pull rod 155 is provided with a pressing body 157 that is disposed to face the other side of the friction clutch 63B.
[0083]
The screw portion 131B as the one-way means and the torsion spring 129B as the urging means of the present embodiment are configured in substantially the same manner as the second embodiment. An engagement end 135B of the torsion spring 129B is fitted and supported in an engagement hole 139 formed in an inner peripheral surface of the carrier 7B. The stopper 89B is positioned by a positioning ring 159 in a direction along the rotation axis.
[0084]
A needle bearing 161 is interposed between the stopper 159 and the yoke 65B. A needle bearing 163 is also provided between the inner peripheral surface of the yoke 65B and the slide sleeve 153.
[0085]
Therefore, in this embodiment, when the electromagnet 59 </ b> B is energized, the yoke 61 moves by the magnetic force, and the moving force is transmitted to the pressing body 157 via the pull rod 155. The friction clutch 63B is fastened between the pressing body 157 and the end wall 85a of the clutch housing 85 by the movement of the pressing body 157. By controlling the engagement of the friction clutch 63B with the left and right axle shafts 13 and 15, the vehicle can travel in the four-wheel drive state as described above.
[0086]
When the friction clutch 63B is worn, the air gap 83 is automatically adjusted by the operation of the torsion spring 129B and the operation of the screw portion 131B in the same manner as in the second embodiment. Therefore, in the present embodiment, the same operation and effect as those of the above embodiment can be obtained.
[0087]
Further, the present embodiment is effective in a mode in which the clutch housing 85 does not move in the rotation axis direction. This embodiment can also be applied to the axle shafts 29 and 31 on the front wheels 33 and 35 side.
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view around a transmission shaft to which an electromagnetic friction clutch is assembled according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, as in the third embodiment, an electromagnetic friction clutch 1C is provided on the transmission shaft. The basic configuration is the same as that of the third embodiment, and the corresponding components will be described with the same reference numerals.
[0088]
In the present embodiment, the armature 61 is arranged on the opposite side of the friction clutch 63C with the electromagnet 59C interposed therebetween. The stopper 89C provided on the slide sleeve 153 integrated with the armature 61 is disposed between the electromagnet 59C and the end wall 85a of the clutch housing 85. A torsion spring 129B is also arranged between the electromagnet 59C and the clutch housing 85.
[0089]
The stopper portion 89C is provided with a protrusion 165 penetrating the end wall 85a of the clutch housing 85. A plurality of protrusions 165 are provided in the circumferential direction. In the inside of the clutch housing 85, a pressing body 167 disposed opposite to one side of the friction clutch 63C is provided. The pressing body 167 receives a moving force in the same direction via the slide sleeve 153, the stopper 89C, and the protrusion 165 when the armature 61 moves by magnetic force. Therefore, the configuration is such that the pressing body 167 is provided on the armature 61 side.
[0090]
When the energization of the electromagnet 59C is controlled, the armature 61 moves in the direction along the axis of rotation by the magnetic force. By this movement, a moving force is transmitted to the pressing body 167 in the clutch housing 85 via the slide sleeve 153, the stopper 89C, and the projection 165, and the friction clutch 63C is moved between the pressing body 167 and the end wall 85b of the clutch housing 85. Is concluded.
[0091]
When the friction clutch 63C is worn, the operation of the screw portion 131B, the torsion spring 129B, and the stopper portion 89C allows the air gap 83 to be automatically adjusted in the same manner as in the third embodiment. Therefore, in the present embodiment, substantially the same operation and effect as in the third embodiment can be obtained.
[0092]
In the present embodiment, since the stopper 89C and the torsion spring 129B are interposed between the electromagnet 59C and the clutch housing 85, a pull rod is unnecessary as in the third embodiment, and the structure can be simplified. it can.
[0093]
This embodiment can also be applied to the axle shafts 29, 31 on the front wheels 33, 35 side, similarly to the third embodiment.
[0094]
In the third and fourth embodiments, the fastening of the friction cracks 63B and 63C is performed between the pressing members 157 and 167 and the clutch housing 85 which is an outer rotating member. And a pressure receiving plate provided on the side of the second transmission shaft 149 which is an inner rotating member.
FIG.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton plan view of a four-wheel drive vehicle showing an arrangement of an electromagnetic friction clutch according to a first embodiment of the present invention. .
FIG. 2 is a cross-sectional view around a drive pinion shaft to which an electromagnetic friction clutch is assembled according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view around a drive pinion shaft to which an electromagnetic friction clutch is assembled according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view of a torsion spring according to a second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view around a transmission shaft to which an electromagnetic friction clutch is assembled according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view around a transmission shaft to which an electromagnetic friction clutch is assembled according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a half sectional view around a transmission shaft to which a conventional electromagnetic friction clutch is assembled.
[Explanation of symbols]
1,1A, 1B, 1C Electromagnetic friction clutch
3 Drive pinion shaft (inner rotating member)
7,7A differential carrier (fixed side support)
7B carrier (fixed side support)
59, 59A, 59B, 59C Electromagnet
61 Armature
63, 63B, 63C Friction clutch
75 Coil spring (spring, biasing means)
79 Rotating piece (one-way means)
83 air gap
85 Clutch housing (outer rotating member)
89, 89B, 89C Stopper part
129, 129B Torsion spring (biasing means)
131, 131B screw part (one way means)
149 Second transmission shaft (inner rotating member)
155 pull rod
157,167 Pressing body

Claims (6)

固定側支持体に支持された電磁石と、
前記電磁石に対しエアギャップを介して対向するアーマチュアと、
前記電磁石の磁力による前記アーマチュアの移動に応じて締結される摩擦クラッチとを備えた電磁摩擦クラッチにおいて、
前記電磁石を前記固定側支持体に対して移動可能に支持し、
前記電磁石を付勢して前記エアギャップを拡げようとするための付勢手段と、
前記アーマチュア側に設けられ前記電磁石の前記付勢による前記アーマチュアに対する相対移動を位置決めて前記エアギャップの設定値を維持するためのストッパ部と、
前記固定側支持体と前記電磁石との間に設けられ該電磁石の前記エアギャップを拡げようとする移動を許容し反対の移動を阻止するワンウェイ手段とを備えたことを特徴とする電磁摩擦クラッチ。An electromagnet supported by the fixed support,
An armature facing the electromagnet via an air gap;
A friction clutch that is engaged in accordance with the movement of the armature by the magnetic force of the electromagnet;
Supporting the electromagnet movably with respect to the fixed-side support,
Urging means for urging the electromagnet to expand the air gap;
A stopper portion provided on the armature side for positioning a relative movement with respect to the armature by the biasing of the electromagnet to maintain a set value of the air gap;
An electromagnetic friction clutch, comprising: one-way means provided between the fixed-side support and the electromagnet to allow the electromagnet to move to expand the air gap and to prevent the electromagnet from moving in the opposite direction. 請求項１記載の電磁摩擦クラッチであって、
前記付勢手段は、前記固定側支持手段と前記電磁石との間に介設され前記電磁石を回転軸心に沿った方向へ付勢移動させるスプリングであり、
前記ワンウェイ手段は、前記固定側支持体に回転自在に支持され先端部が前記電磁石の外周面に係合する回転駒であることを特徴とする電磁摩擦クラッチ。The electromagnetic friction clutch according to claim 1, wherein
The biasing unit is a spring that is interposed between the fixed-side support unit and the electromagnet and biases and moves the electromagnet in a direction along a rotation axis.
The electromagnetic friction clutch according to claim 1, wherein the one-way means is a rotating piece rotatably supported by the fixed-side support and having a distal end engaged with an outer peripheral surface of the electromagnet. 請求項１記載の電磁摩擦クラッチであって、
前記付勢手段は、前記固定側支持手段と前記電磁石との間に介設され前記電磁石を回転軸心回りに付勢するトーションスプリングであり、
前記ワンウェイ手段は、前記電磁石を前記固定側支持体に螺合させ前記トーションスプリングの付勢により前記電磁石が前記固定側支持体に対して螺合回転したとき前記エアギャップを拡げようとする方向へ前記電磁石を移動させるねじ部であることを特徴とする電磁摩擦クラッチ。The electromagnetic friction clutch according to claim 1, wherein
The urging means is a torsion spring that is interposed between the fixed-side support means and the electromagnet and urges the electromagnet around a rotation axis.
The one-way means is configured to screw the electromagnet to the fixed-side support and to expand the air gap when the electromagnet is screwed and rotated with respect to the fixed-side support by urging of the torsion spring. An electromagnetic friction clutch comprising a screw portion for moving the electromagnet. 請求項１〜３の何れかに記載の電磁摩擦クラッチであって、
前記摩擦クラッチは、同軸状に相対回転可能に配置された内外回転部材間に設けられ、
前記アーマチュアを、前記外回転部材の一部として設けたことを特徴とする電磁摩擦クラッチ。The electromagnetic friction clutch according to claim 1,
The friction clutch is provided between inner and outer rotating members coaxially arranged to be relatively rotatable,
An electromagnetic friction clutch, wherein the armature is provided as a part of the outer rotating member. 請求項１〜３の何れかに記載の電磁摩擦クラッチであって、
前記摩擦クラッチは、同軸状に相対回転可能に配置された内外回転部材間に設けられ、
前記アーマチュアは、前記電磁石と前記摩擦クラッチの一側との間に配置され、
前記アーマチュアに、前記摩擦クラッチの他側まで延設されたプルロッドを設け、
前記プルロッドに、前記摩擦クラッチの他側に対向配置された押圧体を設け、
前記摩擦クラッチの締結を、前記押圧体と前記内外回転部材の一方側との間で行うことを特徴とする電磁摩擦クラッチ。The electromagnetic friction clutch according to claim 1,
The friction clutch is provided between inner and outer rotating members coaxially arranged to be relatively rotatable,
The armature is disposed between the electromagnet and one side of the friction clutch,
The armature is provided with a pull rod extending to the other side of the friction clutch,
The pull rod is provided with a pressing body that is disposed to face the other side of the friction clutch,
An electromagnetic friction clutch, wherein the engagement of the friction clutch is performed between the pressing body and one side of the inner and outer rotating members. 請求項１〜３の何れかに記載の電磁摩擦クラッチであって、
前記摩擦クラッチは、同軸状に相対回転可能に配置された内外回転部材間に設けられ、
前記アーマチュアは、前記電磁石を挟んで前記摩擦クラッチの反対側に配置され、
前記アーマチュア側に、前記摩擦クラッチの一側に対向配置された押圧体を備え、
前記摩擦クラッチの締結を、前記押圧体と前記内外回転部材の一方側との間で行うことを特徴とする電磁摩擦クラッチ。The electromagnetic friction clutch according to claim 1,
The friction clutch is provided between inner and outer rotating members coaxially arranged to be relatively rotatable,
The armature is disposed on the opposite side of the friction clutch across the electromagnet,
On the armature side, there is provided a pressing body arranged to face one side of the friction clutch,
An electromagnetic friction clutch, wherein the engagement of the friction clutch is performed between the pressing body and one side of the inner and outer rotating members.

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