JP2006090534A - Coupling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転部材間の連結を電磁力により行う連結装置に関する。 The present invention relates to a coupling device that couples rotating members by electromagnetic force.
従来の連結装置では、車両用デフロック装置に適用されたものがある。このデフロック装置は、デフサポート側に固定された軸受けサポートの内周に磁性体から成るクラッチ筒軸が配置され、前記軸受けサポートの外周に、電磁コイルを巻き回したものである。 Some conventional coupling devices are applied to a vehicle differential lock device. In this differential lock device, a clutch cylinder shaft made of a magnetic material is disposed on the inner periphery of a bearing support fixed to the differential support side, and an electromagnetic coil is wound around the outer periphery of the bearing support.
そして、電磁コイルを通電制御することでクラッチ筒軸が軸方向へ移動し、クラッチ筒軸及びデフケースのクラッチ部が噛み合ってデフロックが行われるとしたものである。 Then, by energizing the electromagnetic coil, the clutch cylinder shaft moves in the axial direction, and the clutch cylinder shaft and the clutch portion of the differential case engage with each other so that the differential lock is performed.
しかし、電磁コイルは、単に軸受けサポートの外周に巻回された構造であり、磁力線が形成されるのは、軸受けサポート及び軸受けサポートの外周側間であり、クラッチ筒軸に磁力線が通ることはなく、磁力線によりクラッチ筒軸を直接的に移動させて、結合動作を行わせることはできない。 However, the electromagnetic coil is simply wound around the outer periphery of the bearing support, and the magnetic lines of force are formed between the bearing support and the outer peripheral side of the bearing support, and no magnetic lines of force pass through the clutch cylinder shaft. The clutch cylinder shaft cannot be moved directly by the lines of magnetic force to perform the coupling operation.
解決しようとする問題点は、可動部材の電磁力による直接的な結合動作ができない点である。 The problem to be solved is that the direct coupling operation by the electromagnetic force of the movable member cannot be performed.
本発明は、可動部材の電磁力による直接的な結合動作を可能とするため、電磁石は、コアの両端部が電磁コイルの内外周の何れかへ回り込むように断面包囲形状に形成され、プランジャが、コアの一方の端部に磁力線が透過可能なエアギャップを持って径方向に対向すると共に同他方の端部に軸方向に対向することを最も主要な特徴とする。 In the present invention, in order to enable a direct coupling operation by electromagnetic force of the movable member, the electromagnet is formed in a cross-sectional surrounding shape so that both end portions of the core wrap around one of the inner and outer circumferences of the electromagnetic coil, and the plunger The most important feature is that one end portion of the core has an air gap through which magnetic lines of force can pass and is opposed in the radial direction, and is opposed to the other end portion in the axial direction.
本発明の連結装置は、電磁石のコアの両端部が、電磁コイルの内外周の何れかへ回り込むように断面包囲形状に形成され、プランジャが、コアの一方の端部に磁力線が透過可能なエアギャップを持って径方向に対向すると共に同他方の端部に軸方向に対向するため、電磁石の通電制御によりコア及びプランジャ間に、磁力線のループが形成され、プランジャをコアの他方の端部に対して移動させ、クラッチ部材による回転部材間の係合を行わせることができる。 In the coupling device of the present invention, the both ends of the core of the electromagnet are formed in a cross-sectional shape so as to wrap around one of the inner and outer circumferences of the electromagnetic coil. Because it faces the radial direction with a gap and the other end in the axial direction, a loop of magnetic lines is formed between the core and the plunger by the energization control of the electromagnet, and the plunger is placed at the other end of the core. It can be made to move, and engagement between the rotation members by a clutch member can be performed.
前記クラッチ部材が、前記プランジャの内周側で連結部により前記回転部材の一方に回転係合すると共に軸方向移動可能に結合された場合は、プランジャ及び連結部の半径方向での重なりにより軸方向のコンパクト化を図ることができる。 When the clutch member is rotationally engaged with one of the rotating members by a connecting portion on the inner peripheral side of the plunger and is coupled so as to be movable in the axial direction, the plunger and the connecting portion are overlapped in the radial direction in the axial direction. Can be made compact.
前記プランジャ及び連結部間に、前記電磁石の磁力線の透過を抑制可能な磁力抑制部を設けた場合は、前記磁力線のループを確実に形成してプランジャの動作レスポンスを向上することができる。 When a magnetic force suppressing part capable of suppressing transmission of the magnetic field lines of the electromagnet is provided between the plunger and the connecting part, a loop of the magnetic field lines can be reliably formed to improve the operation response of the plunger.
前記クラッチ部材及び前記回転部材の他方に、前記連結部と同一構造により前記係合離脱を行う第１，第２の噛合部を設けた場合は、連結部及び第１，第２の噛合部の加工が容易になると共に、回転部材間のダイレクトなトルク伝達を行わせることができる。 When the first and second meshing portions that perform the disengagement with the same structure as the coupling portion are provided on the other of the clutch member and the rotating member, the coupling portion and the first and second meshing portions Processing becomes easy and direct torque transmission between the rotating members can be performed.
前記クラッチ部材及び前記回転部材の他方に、軸方向に隣接して前記係合離脱を行う第１，第２の噛合部を設けた場合は、クラッチ部材の係合に係わる部材の積み重ね寸法誤差が抑制され、コンパクトでダイレクトな係合を行わせることができる。 When the first and second engaging portions that perform the disengagement are provided adjacent to each other in the axial direction on the other of the clutch member and the rotating member, a stacking dimension error of the members related to the engagement of the clutch member may occur. It is suppressed, and a compact and direct engagement can be performed.
前記回転部材の一方及びクラッチ部材間に、クラッチ部材の軸方向移動に抗した付勢力を与える付勢部材を設けた場合は、クラッチ部材の係合離脱の初期位置の設定ができると共に、クラッチ部材の復帰力を付与することができる。 When an urging member for applying an urging force against the axial movement of the clutch member is provided between one of the rotating members and the clutch member, the initial position for disengaging the clutch member can be set, and the clutch member The restoring force of can be provided.
前記クラッチ部材の係合力が、前記電磁石の磁力により与えられる場合は、弾性部材などによるクラッチ部材係合のための待ち機構を設けることなく、磁力に対する反力で待ち機構を設定することができる。 When the engaging force of the clutch member is given by the magnetic force of the electromagnet, the waiting mechanism can be set by a reaction force against the magnetic force without providing a waiting mechanism for engaging the clutch member by an elastic member or the like.
前記電磁石の磁力により前記プランジャが移動したとき前記クラッチ部材による係合を許容しつつ前記プランジャ及び前記コアの他方の端部間の非接触状態を保つ保持機構を設けた場合は、保持機構により、プランジャ及びコア間の接触を防止することができ、接触による機能不具合を回避することができる。 When the holding mechanism that maintains the non-contact state between the plunger and the other end of the core while allowing the engagement by the clutch member when the plunger is moved by the magnetic force of the electromagnet, Contact between the plunger and the core can be prevented, and functional malfunction due to contact can be avoided.
前記電磁石、プランジャ、磁力抑制部、クラッチ部材、及び連結部が、半径方向に重なっている場合は、軸方向のコンパクト化を図ることができる。 When the electromagnet, the plunger, the magnetic force suppressing portion, the clutch member, and the connecting portion overlap in the radial direction, the axial direction can be made compact.
電磁力による直接的な結合動作を可能とするという目的を、電磁石のコアの形状設定により実現した。 The purpose of enabling direct coupling operation by electromagnetic force was realized by setting the shape of the electromagnet core.
図１は、本発明の実施例１を適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である。本発明の実施例１に係る連結装置は、例えばトランスファ１の断続機構３として適用されている。
FIG. 1 is a skeleton plan view of a four-wheel drive vehicle to which
前記トランスファ１は、トランスファケース２５を備えている。トランスファケース５に出力軸７が回転自在に支持され、出力軸７にスプロケット９が相対回転自在に嵌合配置されている。前記断続機構３は、出力軸７及びスプロケット９間のトルク伝達を断続する。
The
前記出力軸７は、トランスミッション１１を介してエンジン１３からのトルク入力を受けるようになっている。
The
前記スプロケット９には、他方のスプロケット１５との間にチェーン１７が掛け回されている。スプロケット１７は、前輪側への出力軸１９に固定されている。出力軸１９には、プロペラシャフト２１が連結され、プロペラシャフト２１からフロントデファレンシャル装置２３へトルク伝達が行われる。フロントデファレンシャル装置２３は、デフキャリヤ２５に回転自在に支持され、該フロントデファレンシャル装置２３には、左右のアクスルシャフト２７，２９を介して左右の前輪３１，３３が連動連結されている。
A
前記出力軸１９には、プロペラシャフト３５が連結されている。プロペラシャフト３５には、ドライブピニオンシャフト３７が結合され、ドライブピニオンシャフト３７からリヤデファレンシャル装置３９へトルク入力が行われるようになっている。
A
前記リヤデファレンシャル装置３９は、デフキャリヤ４０に回転自在に支持され、該リヤデファレンシャル装置３９には、左右のアクスルシャフト４１，４３を介して左右の後輪４５，４７が連動連結されている。
The rear
従って、エンジン１３から出力された回転力は、トランスミッション１１からトランスファ１へ伝達される。トランスファ１の出力軸７からは、一方では後輪側のプロペラシャフト３５へ直結状態で伝達され、他方ではトランスファ１の断続機構３が接続状態であるとき断続機構３、スプロケット９、チェン１７、スプロケット１５、及び出力軸１９を介して前輪側へのプロペラシャフト２１へトルクが伝達される。
Accordingly, the rotational force output from the
前記後輪側のプロペラシャフト３５からは、リヤデファレンシャル装置３９へトルクが伝達され、リヤデファレンシャル装置３９から左右のアクスルシャフト４１，４３を介して左右の後輪４５，４７へトルク伝達が行われる。
Torque is transmitted from the
前記前輪側のプロペラシャフト２１からは、フロントデファレンシャル装置２３へトルク伝達が行われ、フロントデファレンシャル装置２３から左右のアクスルシャフト２７，２９を介して、左右の前輪３１，３３へトルク伝達が行われる。
Torque is transmitted from the
従って、左右の前輪３１，３３及び左右の後輪４５，４７によって、四輪駆動状態で走行することができる。
Accordingly, the left and right
前記トランスファ１の断続機構３が切断状態であるとき、トランスミッション１１から出力軸７を介し、後輪側のプロペラシャフト３９へのみトルク伝達が行われ、後輪４５，４７による二輪駆動状態で走行することができる。
When the interrupting mechanism 3 of the
図２は、前記断続機構３の拡大断面図である。図２のように、断続機構３は、ケース４９内に配置された回転部材であるハブ５１及び結合リング５３間をクラッチ部材５５の軸方向移動により係合離脱するようになっている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the intermittent mechanism 3. As shown in FIG. 2, the intermittent mechanism 3 is configured to be disengaged between the
前記ケース４９は、二分割構成となっており、第１ケース部５７及び第２ケース部５９がボルトナット等により着脱自在に結合されたものである。第１ケース部５７には、結合フランジ５８内周部に取付凸部６０が周回状に形成されている。この取付凸部６０に対応して第２ケース部５９の結合フランジ６１内周部に取付凹部６２が周回状に形成されている。第１ケース部５７の取付凸部６０が、第２ケース部５９の取付凹部６２に嵌合し、取付フランジ５８，６１がボルトナットにより締結固定されている。これにより、第１，第２ケース部５７，５９間の結合が行われ、後述する電磁石のセンタリングが行われている。なお、ケース４９は、前記トランスファーケース５側に固定されるようになっている。
The
前記第１ケース部５７の内周に、前記出力軸７がボールベアリング６３を介して支持されている。出力軸７及び第１ケース部５７の内周間には、ボールベアリング６３の軸方向外側にオイルシール６５が介設されている。
The
前記第２ケース部５９の内周に、シールベアリング６７を介して中空伝動軸６９が支持されている。中空伝動軸６９は、前記スプロケット９に一体に設けられたものである。
A
前記ハブ５１は、半径方向の壁部７１を介して前記出力軸７に一体形成されている。壁部７１及び前記中空伝動軸６９の軸方向間には、ワッシャ７２が介設されている。ハブ５１の外周面には、スプライン７３が設けられている。
The
前記クラッチ部材５５は、筒状に形成され、内周面にインナースプライン７５が設けられている。クラッチ部材５５のインナースプライン７５は、ハブ５１のスプライン７３に係合している。スプライン７３及びインナースプライン７５は、連結部７７を構成し、クラッチ部材５５をハブ５１に回転係合すると共に軸方向移動可能に結合している。
The
従って、前記クラッチ部材５５は、連結部７７により前記回転部材の一方（出力軸７、ハブ５１）に回転係合すると共に軸方向移動可能に結合された構成となっている。
Therefore, the
前記結合リング５３は、前記中空伝動軸６９にスプライン係合しており、中空伝動軸６９の軸方向一端部から嵌合し回転方向に係合している。結合リング５３の外周面には、スプライン７９が設けられている。スプライン７９には、クラッチ部材５５のインナースプライン７５が噛み合う構造となっている。すなわち、クラッチ部材５５のインナースプライン７５は、第１の噛合部を構成し、結合リング５３のスプライン７９は、第２の噛合部を構成している。
The
従って、前記クラッチ部材５５及び前記回転部材の他方（中空伝動軸６９、結合リング５３）に、前記連結部７７と同一構造（スプライン）により前記係合離脱を行う第１，第２の噛合部（インナースプライン７５、スプライン７９）を設けた構成となっている。また、前記クラッチ部材５５及び前記回転部材の他方（中空伝動軸６９、結合リング５３）に、軸方向に隣接して前記係合離脱を行う第１，第２の噛合部（インナースプライン７５、スプライン７９）を設けた構成となっている。
Therefore, the other of the
前記クラッチ部材５５の外周面に、磁力抑制部としてステンレス製の非磁性体リング８１が一体的に設けられている。非磁性体リング８１は、後述する電磁石の磁力線の透過を抑制可能とするものである。クラッチ部材５５及び非磁性体リング８１の軸方向長さは、ほぼ同一に設定されている。非磁性体リング８１周面には、プランジャ８３が一体的に設けられている。
A stainless
従って、前記プランジャ８３は、前記クラッチ部材５５に取り付けられた構成となっており、前記クラッチ部材５５は、前記プランジャ８３の内周側で連結部７７により回転部材の一方（ハブ５１）に結合された構成となっている。
Therefore, the
前記プランジャ８３の軸方向長さは、クラッチ部材５５及び非磁性体リング８１の軸方向長さよりも短く設定されている。プランジャ８３の端部には、傾斜した面８５が設けられている。
The axial length of the
前記ハブ５１及びクラッチ部材５５間には、板ばねで形成されたリターンスプリング８７が設けられている。リターンスプリング８７は、クラッチ部材５５の結合リング５３側への軸方向移動に抗した付勢力を与える引張スプリングとなっている。リターンスプリング８７の一端は、ハブ５３の端面に溶接等により固定され、同他端は、非磁性体リング８１の端面に溶接等により固定されている。
A
従って、前記回転部材の一方（ハブ５３）及びクラッチ部材５５間に、クラッチ部材５５の軸方向移動に抗した付勢力を与える付勢部材（リターンスプリング８７）を設けた構成となっている。
Therefore, an urging member (return spring 87) that applies an urging force against the axial movement of the
前記プランジャ８３の外周には、電磁石８９が設けられている。電磁石８９は、通電制御により前記プランジャ８３を軸方向移動させるものである。電磁石８９は、電磁コイル９１及びコア９３からなっている。コア９３の両端部９５，９７は、電磁コイル９１の内周へ回り込むように断面包囲形状に形成されている。コア９３の両端部９５，９７には、傾斜した面９９，１０１が設けられている。面９９，１０１の傾斜は、前記プランジャ８３の面８５に対応している。
An
前記プランジャ８３は、前記コア９３の一方の端部９５の内周に、磁力線が透過可能なエアギャップを持って径方向に対向すると共に同他方の端部９７に軸方向に対向している。プランジャ８３及びコア９３の他方の端部９７の軸方向の対向は、傾斜した面８５，１０１間で行われている。
The
なお、前記プランジャ８３は、クラッチ部材５５等の形状設定により電磁石８９の外周側に配置することもでき、この場合は前記コア９３の両端部９５，９７は、電磁コイル９１の外周へ回り込むように断面包囲形状に形成されることになる。
The
上記構成により、前記電磁石８９、プランジャ８３、磁力抑制部（非磁性体リング８１）、クラッチ部材５５、及び連結部７７が、半径方向に重なった構成となっている。
With the above configuration, the
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
前記電磁石８９が通電制御されると電磁石８９が励磁されてコア９３及びプランジャ８３間に、磁力線のループ１０３が形成されてプランジャ８３の面８５が面１０１に引きつけられるように吸引される。このプランジャ８３の吸引によりプランジャ８３、非磁性体リング８１、及びクラッチ部材５５が連結部７７を介し一体に軸方向移動する。クラッチ部材５５の軸方向移動によりインナースプライン７５がスプライン７９に係合し、出力軸７からハブ５１、クラッチ部材５５、及び結合リング５３を介して中空伝動軸６９にトルク伝達が行われる。
When the
前記クラッチ部材５５の移動による前記インナースプライン７５及びスプライン７９の係合力は、電磁石８９の磁力により与えられている。
The engagement force of the inner spline 75 and the
従って、トランスファ１の断続機構３が接続状態となり、前記のように左右の前輪３１，３３及び左右の後輪４５，４７によって、四輪駆動状態で走行することができる。
Therefore, the intermittence mechanism 3 of the
前記電磁石８９の通電制御が停止されると、電磁石８９による磁力線のループ１０３は消滅し、電磁石８９による吸引力が無くなり、リターンスプリング８７の付勢力によりクラッチ部材５５が元の位置へ復帰移動する。クラッチ部材５５のこの移動により、インナースプライン７５のスプライン７９に対する係合が離脱し、出力軸７及び中空伝動軸６９間が相対回転自由となる。
When the energization control of the
従って、トランスファ１の断続機構３が切断状態となり、前記のように左右の後輪４５，４７によって、二輪駆動状態で走行することができる。
Therefore, the intermittence mechanism 3 of the
本発明実施例１の連結装置は、電磁石８９の通電制御によりコア９３及びプランジャ８３間に、磁力線のループ１０３が形成され、プランジャ８３をコア９３の他方の端部９７に対して移動させ、クラッチ部材５５のよるハブ５１及び結合リング５３間の係合を行わせることができる。
In the connecting device according to the first embodiment of the present invention, a magnetic
このため、電磁石８９により、プランジャ８３を直接的に移動させることができ、構造を簡単にすることができる。また、トルク伝達時に、ケース４９側との摺動がないため、エネルギー損失を少なくし、燃費向上を図ることもできる。
For this reason, the
前記クラッチ部材５５が、前記プランジャ８３の内周側で連結部７７によりハブ５１に回転係合すると共に軸方向移動可能に結合されたため、プランジャ８３及び連結部７７の半径方向での重なりにより軸方向のコンパクト化を図ることができる。
Since the
前記プランジャ８３及び連結部７７間に、前記電磁石８９の磁力線の透過を抑制可能な非磁性タイリング８１を設けたため、前記磁力線のループ１０３を確実に形成してプランジャ８３の動作レスポンスを向上することができる。
Since the
前記クラッチ部材５５及び結合リング５３に、前記連結部７７のインナースプライン７５と該インナースプライン７５が噛み合うスプライン７９によりハブ５１及び結合リング５３間の係合離脱を行うため、連結部７７及び第１，第２の噛合部の加工が容易になると共に、ハブ５１及び結合リング５３間のダイレクトなトルク伝達を行わせることができる。
Since the
前記インナースプライン７５及びスプライン７９が、軸方向に隣接するため、クラッチ部材５５の係合に係わる部材の積み重ね寸法誤差が抑制され、コンパクトでダイレクトな係合を行わせることができる。
Since the inner spline 75 and the
前記リターンスプリング８７を設けたため、クラッチ部材５５の係合離脱の初期位置の設定ができると共に、クラッチ部材５５に復帰力を付与することができる。
Since the
前記クラッチ部材５５の係合力が、前記電磁石８９の磁力により与えられるため、弾性部材などによるクラッチ部材５５係合の待ち機構を設けることなく、磁力に対する反力で待ち機構を設定することができる。このため、構造を簡単にすることができる。
Since the engaging force of the
前記電磁石８９、プランジャ８３、非磁性体リング８１、クラッチ部材５５、及び連結部７７が、半径方向に重なっているため、軸方向のコンパクト化を図ることができる。
Since the
図３は、実施例２に係り、連結装置を備えたリヤデファレンシャル装置及びその周辺の断面図である。連結装置の基本的な構成は図２の実施例１の断続機構３と同様であり、実施例１と対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付して説明する。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a rear differential device including a coupling device and its periphery according to the second embodiment. The basic configuration of the coupling device is the same as that of the interrupting mechanism 3 of the first embodiment shown in FIG. 2, and the components corresponding to those of the first embodiment will be described with the same reference numerals or the same reference numerals marked with A.
本実施例のリヤデファレンシャル装置３９Ａは、デフケース１０５内に、差動機構１０７が収容支持されたものである。デフケース１０５は、円筒部１０９及び左右の側壁１１１，１１３からなり、一側外周に結合フランジ１１５を備えている。側壁１１１，１１３には、それぞれボス部１１７，１１９が設けられ、ボス部１１７，１１９が軸受によりデフキャリア４０に支持されている。円筒部１０９及び側壁１１１には、潤滑オイルの供給を行わせる開口１２１，１２３，１２５が設けられている。
The rear
前記デフケース１０５には、一側の結合フランジ１１５にリングギヤが取り付けられ、リングギヤは、ドライブピニオンシャフト３７のドライブピニオンギヤに噛み合っている。
In the
前記差動機構１０７は、ピニオンシャフト１２９に回転自在に支持されたピニオンギヤ１３１に左右の両サイドギヤ１３３，１３５が噛み合うことで構成されている。サイドギヤ１３３，１３５には、アクスルシャフト４１Ａ，４３が連結されている。ピニオンシャフト１２９は、差動機構支持リング１３７の係合溝１３８に係合している。差動機構支持リング１３７は、前記デフケース１０５内周面のインナースプライン１３８にスプライン係合している。
The
前記サイドギヤ１３３，１３５には、クラッチ係合部１４１，１４３が溶接などにより固定され、クラッチ係合部１４１，１４３の外周面に、スプライン１４５，１４７が一体に設けられている。
Clutch engaging
前記リヤデファレンシャル装置３９Ａには、前記差動回転をロックアップ可能な差動ロック機構１４９と差動回転を制限可能な差動制限機構１５１とが各別に設けられている。
The rear
前記差動ロック機構１４９は、本実施例において連結装置を構成し、実施例１の出力軸７をアクスルシャフト４１Ａに代え、同中空伝動軸６９をデフケース１０５に代えて適用している。
The
すなわち、アクスルシャフト４１Ａにハブ５１が一体に設けられ、デフケース１０５のボス部１１７に、結合リング５３がスプライン係合している。実施例１のケース４９の第２ケース部５９は省略され、同第１ケース部５７が、収容カバー５７Ａとしてデフキャリヤ４０にボルトナット等により締結固定されている。収容カバー５７Ａの取付凸部６０は、デフキャリヤ４０側の取付凹部に嵌合し、電磁石８９のセンタリングが行われている。
That is, the
前記差動制限機構１５１は、制限機構部１５３及び動作用の制限アクチュエータ１５５を備えている。
The differential limiting
前記制限機構部１５３は、押圧力の付与及び解除が可能な湿式多板クラッチで構成された制限クラッチ１５７，１５９と、制限アクチュエータ１５５の作用により締結される湿式多板クラッチで構成されたパイロットクラッチ１６１と、パイロットクラッチ１６１の締結及び前記差動回転により動作するカム機構１６３とを備えている。
The
前記制限クラッチ１５７は、前記デフケース１０５とサイドギヤ１３３との間に介設されている。制限クラッチ１５７のアウタープレートは、デフケース１０５のインナースプライン１３９にスプライン係合し、同インナープレートは、サイドギヤ１３３側のスプライン１４５にスプライン係合している。制限クラッチ１５７と差動機構支持リング１３７との間には、伝達プレート１６５が介設されている。
The limiting
前記制限クラッチ１５９は、前記デフケース１０５とサイドギヤ１３５との間に介設されている。制限クラッチ１５９のアウタープレートは、デフケース１０５のインナースプライン１３９にスプライン係合し、同インナープレートは、サイドギヤ１３５側のスプライン１４５にスプライン係合している。制限クラッチ１５９と前記差動機構支持リング１３７との間にも、伝達プレート１６７が介設されている。
The limiting
前記伝達プレート１６５，１６７間には、伝達ロッド１６８が介設されている。伝達ロッド１６８は、前記係合溝１３８を周方向に避けた位置で差動機構支持リング１３７を軸方向に貫通して配置されている。
A
前記パイロットクラッチ１６１は、デフケース１０５及びカムリング１６９間に配置されている。パイロットクラッチ１６１のアウタープレートは、デフケースのインナースプライン１３９にスプライン係合し、インナープレートはカムリング１６９にスプライン係合している。
The
前記カム機構１６３は、ボールカムで構成され、カムボール１７１が前記カムリング１６９と押圧プレート１７３とのカム面間に配置された構成となっている。押圧プレート１７３の内周には、インナースプライン１７５が設けられ、サイドギヤ１３５側に設けられたスプライン１７７にスプライン係合している。押圧プレート１７３には、潤滑オイルを流通させるための開口１７９が設けられている。カムリング１６９とデフケース１０５の側壁１１３との間には、スラストニードルベアリング１８１が介設されている。
The
前記制限アクチュエータ１５５は、電磁アクチュエータであり、アーマチュア１８３を引き付ける電磁石１８５を備えている。アーマチュア１８３は、パイロットクラッチ１６１の一側に隣接配置されている。
The
前記電磁石１８５は、ヨーク１８７及び電磁コイル１８９からなっている。ヨーク１８７は、軸受１９１によってデフケース１０５側に支承されていると共に、係合部がデフキャリヤ４０側の係止部に係合して、廻り止めがなされている。前記デフケース１０５の側壁１１３には、電磁石１８５の磁束の短絡を防止するために、ステンレス鋼等で形成された非磁性体リング１９３が設けられている。
The
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
前記差動制限機構１５１の電磁石１８５及び差動ロック機構１４９の電磁石８９の双方が、通電制御されないときは、差動制限機構１５１による差動制限、差動ロック機構１４９による差動ロックアップは行われない。従って、ドライブピニオンシャフト３７からドライブピニオンギヤ、リングギヤ、結合フランジ１１５を介してデフケース１０５に伝達されたトルクは、差動機構１０７を介して左右のサイドギヤ１３３，１３５に伝達され、左右のサイドギヤ１３３，１３５からは、左右のアクスルシャフト４１，４３へトルク伝達が行われる。
When both the
このトルク伝達において、前記左右のアクスルシャフト４１，４３間に差動回転を生じたとき、差動機構１０７により差動回転を許容しつつ左右サイドギヤ１３３，１３５から左右アクスルシャフト４１，４３側へトルク出力することができ、コーナリング走行等を無理なく行うことができる。
In this torque transmission, when differential rotation occurs between the left and
前記制限アクチュエータ１５５を通電制御すると電磁石１８５が励磁され、磁力線のループ１９５が形成されてアーマチュア１８３が吸引される。このアーマチュア１８３の吸引によって、パイロットクラッチ１６１が締結され、パイロットトルクを発生させる。
When energization control of the limiting
前記パイロットクラッチ１６１にパイロットトルクが発生した状態で左右の後輪４５，４７が差動回転を始めると、サイドギヤ１３３，１３５がデフケース１０５側に対し差動回転を始め、カムボール１７１に対しカムリング１６９及び押圧プレート１７３のカム面が回転方向前後に位置ずれ動作する。このカム面の位置ずれ動作により、カムボール１７１がカム面に乗り上げ、カム機構１６３が働いて推力を発生する。この推力は、スラストニードルベアリング１８１を介して、デフケース１０５の側壁１１３で受けられ、その反力として押圧プレート１７３が移動する。
When the left and right
前記押圧プレート１７３の移動により、制限クラッチ１５９、伝達プレート１６７、伝達ロッド１６８、伝達プレート１６５、制限クラッチ１５７へと応圧力が伝達され、側壁１１１で受け止められる。
By the movement of the
従って、制限クラッチ１５９，１５７が締結され、サイドギヤ１３３，１３５のデフケース１０５に対する相対回転が制限され、サイドギヤ１３３，１３５間の差動回転が制限される。
Therefore, the limiting
尚、電磁石１８５の通電制御が解除されると、パイロットクラッチ１６１によるパイロットトルクが消滅し、カムリング１６９の回転がフリーとなる。従って、カムリング１６９は、カムボール１７１を介して押圧プレート１７３側と一体に回転可能となり、カム機構１６３による推力が解除される。この推力解除により制限クラッチ１５９，１５７の締結が解除され、差動機構１０７による差動回転が再び自由となる。
When the energization control of the
悪路走行などにおいては、前記差動回転のロックアップを必要とする場合がある。このときは、前記差動ロック機構１４９の電磁石１８９が通電制御される。この通電制御によって、前記同様に磁力線のループ１０３が形成され、クラッチ部材５５が移動する。
When driving on rough roads, it may be necessary to lock up the differential rotation. At this time, the
前記クラッチ部材５５の移動によりクラッチ部材５５がスプライン７９に噛み合い、アクスルシャフト４１Ａ及びボス部１１７間が、ハブ５１、クラッチ部材５５、及び結合リング５３により結合され、アクスルシャフト４１Ａ及びデフケース１０５間の差動回転がロックアップされる。
Due to the movement of the
前記電磁石１８９の通電制御が解除されると、リターンスプリング８７の付勢力によって、クラッチ部材５５が元の位置へ復帰移動し、インナースプライン７５のスプライン７９に対する係合が離脱し、アクスルシャフト４１Ａ及びデフケース１０５間が相対回転自由となる。
When the energization control of the
そして、前記差動回転のロックアップによって、悪路での走破性を大幅に向上することができる。また、差動制限機構１５１が働いているときにも路面状況によって差動制限機構１５１の差動制限力をそのまま維持しながら差動ロック機構１４９を直ちに働かせることができる。路面状況が回復したときには、差動ロック機構１４９を直ちに非作動状態にすると差動制限機構１５１はロックアップ直前の差動制限状態を維持することができる。従って、差動制限機構１５１及び差動ロック機構１４９の協働によって、様々な走行条件に対応し、的確な差動制限及びロックアップを行うことができ、オンロードでのハンドリング特性、オフロードでの走破性を向上することができる。
And, by the lockup of the differential rotation, it is possible to greatly improve the running performance on rough roads. Further, even when the differential limiting
その他、本実施例においても、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。 In addition, also in the present embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.
図４は、本発明の実施例３に係り、（ａ）はリヤデファレンシャル装置及びその周辺の断面図、（ｂ）は制限アクチュエータのデフキャリヤに対する係合を示す説明図、（ｃ）はロックアクチュエータのデフキャリヤに対する係合を示す説明図である。本実施例の基本的な構成は実施例２と同様であり、対応する構成部分には同符号又は同符号にＢを付し、或いは符号のＡをＢに代えて説明する。 4A and 4B relate to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a sectional view of a rear differential device and its periphery, FIG. 4B is an explanatory view showing engagement of a limiting actuator with a differential carrier, and FIG. It is explanatory drawing which shows engagement with a differential carrier. The basic configuration of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, and corresponding components are denoted by the same reference numerals or the same reference numerals with B, or the reference numerals A are replaced with B.
本実施例では、差動ロック機構１４９Ｂの形態を変更したものである。本実施例の差動制限機構１５１は、実施例２の差動制限機構１５１と大きく異なる点はない。尚、図６（ａ），（ｂ）のように、電磁石１８５の係合部１９７がデフキャリヤ４０Ｂの係止部１９９に係止されて、制限アクチュエータ１５５の廻り止めが行われている。デフケース１０５は、軸受１９８，２００を介しデフキャリヤ３に回転自在に支持されている。デフキャリヤ４０Ｂ及びアクスルシャフト４３間には、軸受２００の外側にシール２０２が設けられている。
In this embodiment, the form of the differential lock mechanism 149B is changed. The differential limiting
前記差動ロック機構１４９Ｂの電磁石８９等は、実施例２と同様に収容カバー５７Ｂ内に収容されている。収容カバー５７Ｂは、デフキャリヤ４０Ｂにボルト２０４により締結固定されている。
The
前記差動ロック機構１４９Ｂのロック機構部２０１は、差動機構１０７の内周側に配置されている。ロック機構部２０１は、ロックブロック２０３を備えている。ロックブロック２０３は、差動機構１０７の回転軸心と同心状に配置されている。
The
すなわち、ピニオンシャフト１２９Ｂの中心側ボス部２０５に、凹凸係合部２０７が設けられ、ロックブロック２０３の外周に設けられた凹凸係合部２１１が係合している。これら凹凸係合部２０７，２１１間の係合によって、ロックブロック２０３は回転軸方向へ移動可能となっている。従って、凹凸係合部２０７，２１１は、本実施例の連結部７７Ｂを構成している。
That is, the concave / convex engaging
前記サイドギヤ１３５側には、嵌入凹部２１３が設けられている。嵌入凹部２１３は、前記ロックブロック２０３の端部を嵌入させるものである。嵌入凹部２０９の内周面には、凹凸係合部２１５が設けられている。ロックブロック２０３が嵌入凹部２１５内へ嵌入し、凹凸係合部２１１が凹凸係合部２１５に係合可能となっている。従って、凹凸係合部２１１及び凹凸係合部２１５は、本実施例の第１，第２の噛合部を構成している。
An
前記アクスルシャフト４１Ｂの軸心部には、支持孔２１７が設けられ、動作力を伝達するロッド２１９が移動可能に支持されている。
A
前記ロッド２１９の一端は、前記ロックブロック２０３に結合されている。ロッド２１９の一端に、スナップリング２２１が取り付けられ、ロックブロック２０３に対するロッド２１９の抜け止めが行われている。ロッド２１９の他端側には、連結ピン２２１が結合されている。連結ピン２２１は、アクスルシャフト４１Ｂに設けられた半径方向の孔２２３に配置されている。孔２２３の断面は長穴となっており、連結ピン２２１がロッド２１９の移動と共に孔２２３内で平行移動できるようになっている。連結ピン２２１の外端には、連結リング２２５が結合されている。連結リング２２５は、アクスルシャフト４１Ｂに嵌合し、軸方向に移動可能に支持されている。
One end of the
前記電磁石８９及びプランジャ８３は、実施例１と同様の構成であり、プランジャ８３と連結リング２２５との間に、非磁性体リング２２７が一体的に介設されている。非磁性体リング２２７にスナップリング２２９が取り付けられ、連結リング２２５に対する非磁性体リング２２７の抜け止めが行われている。
前記電磁石８９のコア９３は、収容カバー５７Ｂの嵌合凹部２３１に嵌合すると共に、デフキャリヤ４０Ｂの側壁２３３に当接している。コア９３の外周には、図４（ａ），（ｃ）のように、係合部２３５が取り付けられ、この係合部２３５が係止部２３７に係合している。係止部２３７は、デフキャリヤ４０Ｂ側の側壁２３３に設けられた凹部で構成されている。
The
The
前記電磁石８９の通電によりプランジャ８３が移動したとき、前記連結ピン２２１が孔２２３の内壁に突き当たり、プランジャ８３の面８５とコア９３の面１０１との間に隙間が維持されるようになっている。
When the
そして、本実施例においても、回転部材（デフケース１０５、差動機構支持リング１３７、及びピニオンシャフト１２９Ｂ）（サイドギヤ１３５、及びアクスルシャフト４３）間の係合離脱を軸方向移動により行うクラッチ部材（連結リング２２５、連結ピン２１、ロッド２１９、及びロックブロック２０３）と、前記クラッチ部材（連結リング２２５、連結ピン２１、ロッド２１９、及びロックブロック２０３）に取り付けられたプランジャ８３と、通電制御により前記プランジャ８３を軸方向移動させる電磁石８９とよりなり、前記電磁石８９は、コア９３の両端部９５，９７が電磁コイル９１の内周へ回り込むように断面包囲形状に形成され、前記プランジャ８３が、前記コア９３の一方の端部９５に磁力線が透過可能なエアギャップを持って径方向に対向すると共に同他方の端部９７に軸方向に対向する構成となっている。
Also in this embodiment, a clutch member (connection) that engages and disengages between the rotating members (the
前記クラッチ部材（連結リング２２５、連結ピン２１、ロッド２１９、及びロックブロック２０３）は、連結部７７Ｂにより前記回転部材の一方（ピニオンシャフト１２９Ｂ）に回転係合すると共に軸方向移動可能に結合された構成となっている。
The clutch members (the connection ring 225, the
前記クラッチ部材（連結リング２２５、連結ピン２１、ロッド２１９、及びロックブロック２０３）及び前記回転部材の他方（サイドギヤ１３５）に、前記連結部７７Ｂと同一構造により前記係合離脱を行う第１，第２の噛合部（凹凸係合部２１１及び凹凸係合部２１５）を設けた構成となっている。
The clutch member (the connection ring 225, the
前記クラッチ部材（連結リング２２５、連結ピン２１、ロッド２１９、及びロックブロック２０３）及び前記回転部材の他方（サイドギヤ１３５）に、軸方向に隣接して前記係合離脱を行う第１，第２の噛合部（凹凸係合部２１１及び凹凸係合部２１５）を設けた構成となっている。
The clutch member (the connection ring 225, the
前記クラッチ部材（連結リング２２５、連結ピン２１、ロッド２１９、及びロックブロック２０３）の係合力は、前記電磁石８９の磁力により与えられる構成となっている。
The engaging force of the clutch members (the connecting ring 225, the connecting
前記電磁石８９の磁力により前記プランジャ８３が移動したとき前記クラッチ部材（連結リング２２５、連結ピン２１、ロッド２１９、及びロックブロック２０３）による係合を許容しつつ前記プランジャ８３及び前記コア９３の他方の端部９７間の非接触状態を保つ保持機構（連結ピン２２１、孔２２３）を設けた構成となっている。
When the
上記構成により、本実施例では、前記差動制限機構１５１が、デフケース１０５とサイドギヤ１３３，１３５との間の差動回転を制限し、差動ロック機構１４９Ｂが、ロックブロック２０３、ピニオンシャフト１２９Ｂ、差動機構支持リング１３７を介してデフケース１０５とサイドギヤ１３５との間の差動回転をロックアップする構成となっている。
With the above configuration, in the present embodiment, the differential limiting
そして、電磁石８９が通電制御されると、磁力線のループ１０３が形成される。この磁力線のループ１０３の形成によって、プランジャ８３がコア９３の端部９７側へ向かって移動する。プランジャ８３の移動によって非磁性体リング２２７、結合リング２２５、連結ピン２２１を介してロッド２１９へ移動力が伝達される。この移動力によって、ロッド２１９が支持孔２１７内で軸方向移動し、ロッド２１９の移動に応じてロックブロック２０３が同方向へ移動する。
When the energization of the
前記ロックブロック２０３の移動によって、ロックブロック２０３の端部がサイドギヤ１３５の嵌入凹部２１３内へ嵌入し、ロックブロック２０３の凹凸係合部２１１がサイドギヤ１３５の凹凸係合部２１５に係合する。この係合によって、デフケース１０５とサイドギヤ１３５との相対回転が、差動機構支持リング１１３７、ピニオンシャフト１１２９Ｂ、ロックブロック２０３を介してロックされ、差動機構１０７の差動回転がロックアップされる。
By the movement of the
従って、本実施例でも、実施例２と同様な作用効果を奏することができる。また、前記差動ロック機構１４９Ｂが、作動力を伝達するロッド２１９を前記アクスルシャフト４１Ｂの軸心部に備えたため、デフケース１０５や軸受１９８の変更を行わずに、差動ロック機構１４９Ｂの付加を容易に行うことができる。
Therefore, this embodiment can achieve the same effects as those of the second embodiment. Further, since the differential lock mechanism 149B includes the
しかも、前記電磁石８９の磁力により前記プランジャ８３が移動したとき、連結ピン２２１の孔２２３に対する突き当たりにより、プランジャ８３及びコア９３間の接触を防止することができ、接触による機能不具合を回避することができる。
In addition, when the
尚、上記実施例では、連結装置をトランスファ１の断続機構或いはリヤデファレンシャル装置３９のデフロック機構に適用したが、フロントデンファレンシャル装置のデフロック機構、４ＷＤトランスファの２−４切替機構、フリーランニング機構、発信クラッチ、トランスミッションの駆動力断続機構、ハイブリッドシステムの駆動力断続機構、電動モータによる車輪駆動システムの駆動力断続装置等として適用することもできる。
In the above-described embodiment, the connecting device is applied to the intermittent mechanism of the
７ 出力軸（回転部材）
４１Ａ アクスルシャフト（回転部材）
５１ ハブ（回転部材）
５３ 結合リング（回転部材）
６９ 中空伝動軸（回転部材）
１０５ デフケース（回転部材）
１２９Ｂ ピニオンシャフト（回転部材）
１３５ サイドギヤ（回転部材）
５５ クラッチ部材
２１ 連結ピン（クラッチ部材）
２０３ ロックブロック（クラッチ部材）
２１９ ロッド（クラッチ部材）
２２５ 連結リング（クラッチ部材）
８３ プランジャ
８９ 電磁石
９５ 一方の端部
９７ 他方の端部
７３ スプライン（連結部）
７５ インナースプライン（連結部，第１の噛合部）
７９ スプライン（第２の噛合部）
２０７ 凹凸係合部（連結部）
２１１ 凹凸係合部（連結部，第１の噛合部）
２１５ 凹凸係合部（第２の噛合部）
７７，７７Ｂ 連結部
８１ 非磁性体リング（磁力抑制部）
８７ リターンスプリング（付勢部材）
２２１ 連結ピン（保持機構）
２２３ 孔（保持機構）
7 Output shaft (rotating member)
41A Axle shaft (rotating member)
51 Hub (Rotating member)
53 Coupling ring (rotating member)
69 Hollow transmission shaft (rotating member)
105 Differential case (rotating member)
129B Pinion shaft (Rotating member)
135 Side gear (Rotating member)
55
203 Lock block (clutch member)
219 Rod (clutch member)
225 Connection ring (clutch member)
83
75 Inner spline (connecting part, first meshing part)
79 Spline (second meshing part)
207 Concavity and convexity engaging part (connecting part)
211 Concavity and convexity engaging part (connecting part, first meshing part)
215 Concavity and convexity engaging portion (second engaging portion)
77,
87 Return spring (biasing member)
221 Connecting pin (holding mechanism)
223 hole (holding mechanism)
Claims (9)
前記クラッチ部材に取り付けられたプランジャと、
通電制御により前記プランジャを軸方向移動させる電磁石とよりなり、
前記電磁石は、コアの両端部が電磁コイルの内外周の何れかへ回り込むように断面包囲形状に形成され、
前記プランジャが、前記コアの一方の端部に磁力線が透過可能なエアギャップを持って径方向に対向すると共に同他方の端部に軸方向に対向する
ことを特徴とする連結装置。 A clutch member that performs disengagement between the rotating members by axial movement;
A plunger attached to the clutch member;
It consists of an electromagnet that moves the plunger in the axial direction by energization control,
The electromagnet is formed in a cross-section surrounding shape so that both ends of the core wrap around one of the inner and outer circumferences of the electromagnetic coil,
The coupling device is characterized in that the plunger has an air gap through which a line of magnetic force can be transmitted at one end of the core and opposes the other end in the axial direction.
前記クラッチ部材は、前記プランジャの内周側で連結部により前記回転部材の一方に回転係合すると共に軸方向移動可能に結合された
ことを特徴とする連結装置。 The connecting device according to claim 1,
The clutch device is characterized in that the clutch member is rotationally engaged with one of the rotating members by a connecting portion on the inner peripheral side of the plunger and is coupled so as to be axially movable.
前記プランジャ及び連結部間に、前記電磁石の磁力線の透過を抑制可能な磁力抑制部を設けた
ことを特徴とする連結装置。 The connecting device according to claim 2,
A coupling device comprising a magnetic force suppressing portion capable of suppressing transmission of magnetic lines of force of the electromagnet between the plunger and the connecting portion.
前記クラッチ部材及び前記回転部材の他方に、前記連結部と同一構造により前記係合離脱を行う第１，第２の噛合部を設けた
ことを特徴とする連結装置。 The coupling device according to claim 2 or 3,
A coupling device characterized in that the other of the clutch member and the rotating member is provided with first and second meshing portions that perform the engagement and disengagement with the same structure as the coupling portion.
前記クラッチ部材及び前記回転部材の他方に、軸方向に隣接して前記係合離脱を行う第１，第２の噛合部を設けた
ことを特徴とする連結装置。 The connecting device according to any one of claims 1 to 3,
A coupling device characterized in that the other of the clutch member and the rotating member is provided with first and second meshing portions adjacent to each other in the axial direction for performing the disengagement.
前記回転部材の一方及びクラッチ部材間に、クラッチ部材の軸方向移動に抗した付勢力を与える付勢部材を設けた
ことを特徴とする連結装置。 A coupling device according to any one of claims 1 to 5,
A coupling device that provides a biasing member that applies a biasing force against axial movement of the clutch member between one of the rotating members and the clutch member.
前記クラッチ部材の係合力は、前記電磁石の磁力により与えられる
ことを特徴とする連結装置。 The connecting device according to any one of claims 1 to 6,
The coupling device according to claim 1, wherein the engaging force of the clutch member is given by the magnetic force of the electromagnet.
前記電磁石の磁力により前記プランジャが移動したとき前記クラッチ部材による係合を許容しつつ前記プランジャ及び前記コアの他方の端部間の非接触状態を保つ保持機構を設けた
ことを特徴とする連結装置。 A coupling device according to any one of claims 1 to 7,
A coupling device comprising a holding mechanism that maintains a non-contact state between the plunger and the other end of the core while allowing the clutch member to be engaged when the plunger is moved by the magnetic force of the electromagnet. .
前記電磁石、プランジャ、磁力抑制部、クラッチ部材、及び連結部が、半径方向に重なっている
ことを特徴とする連結装置。
A coupling device according to any one of claims 1 to 9,
The electromagnet, the plunger, the magnetic force suppression unit, the clutch member, and the coupling unit overlap each other in the radial direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004280633A JP2006090534A (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Coupling device |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107687510A (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-13 | 株式会社捷太格特 | Contact maker and differentiator |
-
2004
- 2004-09-27 JP JP2004280633A patent/JP2006090534A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107687510A (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-13 | 株式会社捷太格特 | Contact maker and differentiator |
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