JP2012149724A - Power transmission/interruption device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等の動力伝達系路に適用される動力断続装置に関する。 The present invention relates to a power interrupting device applied to a power transmission system such as a vehicle.
従来、動力断続装置としては、回転軸としての出力軸と、出力軸上に出力軸と相対回転可能に同軸的に支持された駆動力の入力軸側のギヤ部材としての第3ギヤと、出力軸と第3ギヤとの間に配置されたクラッチ部材としての回転部材とアーマチャと、第3ギヤとアーマチャとの間に設けられ独立して形成されたカム機構と、回転部材とアーマチャとに磁束ループを形成し回転部材に対してアーマチャを吸引し回転部材とアーマチャとを接続させる電磁石と、回転部材とアーマチャとの間に配置されアーマチャを回転部材とアーマチャとの接続解除方向に押圧する押圧部材としてのリターンスプリングとを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a power interrupting device, an output shaft as a rotating shaft, a third gear as a gear member on the input shaft side of a driving force coaxially supported on the output shaft so as to be relatively rotatable with the output shaft, A rotating member and an armature as a clutch member disposed between the shaft and the third gear, a cam mechanism provided between the third gear and the armature and independently formed, and a magnetic flux between the rotating member and the armature An electromagnet that forms a loop and attracts the armature to the rotating member to connect the rotating member and the armature, and a pressing member that is disposed between the rotating member and the armature and presses the armature in the direction of releasing the connection between the rotating member and the armature The thing provided with the return spring as is known (for example, refer to patent documents 1).
この動力断続装置では、電磁石への通電により、アーマチャが回転部材側に吸引移動され、回転部材とアーマチャとが摩擦接続される。この摩擦接続によって、カム機構が作動され、アーマチャがさらに回転部材側に移動される。このカム機構によるアーマチャの移動により、回転部材とアーマチャとの間の摩擦力が増強され、回転部材とアーマチャとが強固に一体回転可能に接続される。そして、第3ギヤに入力された駆動力が回転部材及びアーマチャと、回転部材とを介して出力軸に出力される。 In this power interrupting device, the armature is attracted and moved to the rotating member side by energizing the electromagnet, and the rotating member and the armature are frictionally connected. By this frictional connection, the cam mechanism is operated, and the armature is further moved to the rotating member side. By the movement of the armature by the cam mechanism, the frictional force between the rotating member and the armature is enhanced, and the rotating member and the armature are firmly connected so as to be integrally rotatable. Then, the driving force input to the third gear is output to the output shaft via the rotating member, the armature, and the rotating member.
しかしながら、上記のような動力断続装置では、クラッチ部材としての回転部材とアーマチャとの間の摩擦力とカム機構を用いて、フィードバックして増強される摩擦力によって得られるセルフロック機能により、一対のクラッチ部材間を接続させているので、回転部材とアーマチャとが僅かでも接触し摩擦力が生じると、カム機構が作動してセルフロック状態になり、一対のクラッチ部材間の接続を解除することが容易ではなかった。この回転部材とアーマチャとの接触を切り離すためには、押圧部材を大型化させなければならず、その配置個所が限定されると共に、押圧部材の付勢力に抗する大きな吸引力の電磁石を設けなければならず、動力断続装置が大型化していた。 However, in the power interrupting device as described above, the self-locking function obtained by the frictional force that is increased by feedback using the frictional force between the rotating member as the clutch member and the armature and the cam mechanism, Since the clutch members are connected to each other, if the rotating member and the armature are in contact with each other and a frictional force is generated, the cam mechanism is activated to be in a self-locking state, and the connection between the pair of clutch members can be released. It was not easy. In order to cut off the contact between the rotating member and the armature, the pressing member must be enlarged, the location of the pressing member is limited, and an electromagnet having a large attractive force against the urging force of the pressing member must be provided. As a result, the power interrupting device was enlarged.
また、上記のような動力断続装置では、一対のクラッチ部材間の摩擦力によって回転軸とギヤ部材との間の動力伝達を断続しているので、接続特性が不安定であり、装置の断続特性が不安定であった。 Further, in the power interrupting device as described above, since the power transmission between the rotating shaft and the gear member is interrupted by the frictional force between the pair of clutch members, the connection characteristics are unstable, and the device intermittent characteristics Was unstable.
そこで、この発明は、小型化することができると共に、断続特性を安定化することができる動力断続装置の提供を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a power interrupting device that can be miniaturized and can stabilize the interrupting characteristics.
本発明の動力断続装置は、回転軸と、この回転軸上に相対回転可能に同軸的に配置されたギヤ部材と、前記回転軸と一体回転可能に連結した回転部材と、この回転部材と前記ギヤ部材との間に配置され連結部を介して前記回転部材と回転方向に常時連結し軸方向に移動して噛み合い部を介して前記ギヤ部材と回転方向に連結可能なクラッチ部材と、このクラッチ部材を軸方向一側に付勢し前記噛み合い部を連結させる押圧部材と、前記回転部材を軸方向に挟んで前記クラッチ部材と異なる側に配置され前記回転部材に対して前記クラッチ部材を軸方向他側に吸引して前記噛み合い部の連結を解除させる電磁石とを有することを特徴とする。 The power interrupting device of the present invention includes a rotating shaft, a gear member coaxially disposed on the rotating shaft so as to be relatively rotatable, a rotating member coupled to the rotating shaft so as to be integrally rotatable, the rotating member, and the rotating member. A clutch member that is arranged between the gear member and that is always connected to the rotating member in the rotating direction via a connecting portion and that moves in the axial direction and can be connected to the gear member in the rotating direction via a meshing portion; A pressing member that biases the member in one axial direction and connects the meshing portion, and a clutch member that is disposed on a different side from the clutch member with the rotating member sandwiched in the axial direction. And an electromagnet for releasing the connection of the meshing portion by attracting to the other side.
この動力断続装置では、回転軸とギヤ部材との間の動力伝達の断続を、クラッチ部材を連結部で常時回転部材と連結させると共に押圧部材で付勢してギヤ部材と連結させ、電磁石の吸引力でクラッチ部材をギヤ部材との連結から解除させるようにしたので、クラッチ部材を摩擦力によって断続する必要がなく、回転軸からギヤ部材までの動力断続装置を小型化することができる。 In this power interrupting device, the power transmission between the rotating shaft and the gear member is intermittently connected to the rotating member and the clutch member is always connected to the rotating member at the connecting portion, and the pressing member is connected to the gear member to attract the electromagnet. Since the clutch member is released from the connection with the gear member by force, the clutch member does not need to be interrupted by frictional force, and the power interrupting device from the rotating shaft to the gear member can be reduced in size.
また、回転軸とギヤ部材との間の動力伝達の断続をクラッチ部材に生じさせる摩擦力ではなく、噛み合い部の噛み合いによって断続するので、連結特性だけでなく連結解除の切断特性を安定化させることができ、動力断続装置の断続特性を作動ごとに常に安定化させることができる。 In addition, since the intermittent transmission of power between the rotating shaft and the gear member is interrupted not by the frictional force that causes the clutch member but by the meshing of the meshing part, not only the coupling characteristics but also the disconnection disconnecting characteristics are stabilized. Thus, the intermittent characteristics of the power interrupter can always be stabilized for each operation.
本発明によれば、小型化することができると共に、断続特性を安定化することができる動力断続装置を提供することができるという効果を奏する。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a power interrupting device that can be downsized and can stabilize the interrupting characteristics.
本実施の形態に係る動力断続装置は、車両の駆動系に配置される。この駆動系は、駆動源となる電動モータと、電動モータの回転トルクを伝達する変速機構と、変速機構の出力トルクを一対の車軸側に分配して伝達するデファレンシャル装置と、一対の車軸に各々連結した車輪とからなる。 The power interrupting device according to the present embodiment is arranged in a drive system of a vehicle. The drive system includes an electric motor as a drive source, a transmission mechanism that transmits rotational torque of the electric motor, a differential device that distributes and transmits output torque of the transmission mechanism to a pair of axles, and a pair of axles. Consists of connected wheels.
変速機構は、車両の駆動系に搭載される場合には、駆動源としての電動モータの回転を減速し、出力トルクを増大させる複数段の外接噛み合いの減速ギヤ組を用いる。しかし、駆動系に構成される各機構の配置スペースを考慮するならば、入出力スプロケットを備えたチェーン機構やプラネタリーギヤ組を組み合わせたり、軸間距離を設定するために上述した種々のギヤ組にアイドラーギヤ組を組み合わせてもよい。 When the speed change mechanism is mounted on a drive system of a vehicle, it uses a multiple-stage circumscribed meshing gear set that decelerates rotation of an electric motor as a drive source and increases output torque. However, considering the arrangement space of each mechanism configured in the drive system, the above-described various gear sets are used to combine chain mechanisms and planetary gear sets with input / output sprockets and to set the distance between the shafts. An idler gear set may be combined.
本発明の一実施の形態に係る駆動系は、変速機構として、図示外の電動モータの出力軸と一体回転する第1の入力ギヤと後述するギヤ部材(第1の出力ギヤ)とからなる第1の減速ギヤ組、さらに、回転軸と一体回転可能に連結する(あるいは、一体的に形成される)第2の入力側ギヤとデファレンシャル装置と一体回転可能に連結する第2の出力ギヤとからなる第2の減速ギヤ組によって構成されている。 A drive system according to an embodiment of the present invention includes, as a speed change mechanism, a first input gear that rotates integrally with an output shaft of an electric motor (not shown) and a gear member (first output gear) described later. A first reduction gear set, a second input side gear that is connected to the rotary shaft so as to be integrally rotatable (or integrally formed), and a second output gear that is connected to the differential device so as to be integrally rotatable. A second reduction gear set.
さらに詳述すると、第1の入力ギヤは、モータ軸ベアリングによって静止側のモータケーシングに支持されると共にオイルシールによってモータケーシング内外を区画された電動モータ軸の軸端部に一端軸部を圧入して固定され、他端に第1の入力ギヤ部を有している。第1の入力ギヤは、変速機構を収容する静止側のギヤケーシング内に収容配置されている。 More specifically, the first input gear is supported on the stationary motor casing by the motor shaft bearing and press-fitted at one end into the shaft end of the electric motor shaft partitioned inside and outside the motor casing by the oil seal. And has a first input gear portion at the other end. The first input gear is accommodated in a stationary gear casing that accommodates the speed change mechanism.
第1の出力ギヤは、第2の入力側ギヤと回転軸の軸方向に隣接して配置されており、第2の入力側ギヤの径方向には、モータ軸ベアリング及びオイルシールがオーバーラップして配置されている。 The first output gear is disposed adjacent to the second input side gear in the axial direction of the rotation shaft, and the motor shaft bearing and the oil seal overlap in the radial direction of the second input side gear. Are arranged.
回転軸は一端側をベアリングによってギヤケーシングに支持され、他端側を他のベアリングによってモータケーシングに支持されている。この他のベアリングは、ニードルベアリングを用いており、モータケーシング側への張り出しを抑制している。以下、図1,図2を用いて本発明の実施の形態に係る動力断続装置について説明する。 One end of the rotating shaft is supported by the gear casing by a bearing, and the other end is supported by the motor casing by another bearing. Other bearings use needle bearings and suppress overhanging toward the motor casing. Hereinafter, the power interrupting device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(第1実施形態)
図1を用いて第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIG.
本実施の形態に係る動力断続装置1は、回転軸3と、この回転軸3上に相対回転可能に同軸的に配置されたギヤ部材5と、回転軸3と一体回転可能に連結した回転部材としてのロータ7と、このロータ7とギヤ部材5との間に配置され連結部9を介してロータ7と回転方向に常時連結し軸方向に移動して噛み合い部11を介してギヤ部材5と回転方向に連結可能なクラッチ部材としてのアーマチャ13と、このアーマチャ13を軸方向一側に付勢し噛み合い部11を連結させる押圧部材15と、ロータ7を軸方向に挟んでアーマチャ13と異なる側に配置されロータ7に対してアーマチャ13を軸方向他側に吸引して噛み合い部11の連結を解除させる電磁石17とを有する。
The power interrupting device 1 according to the present embodiment includes a rotating
また、押圧部材15は、ロータ7とアーマチャ13との軸方向間に配置されている。
The pressing
さらに、噛み合い部11は、アーマチャ13の側面に形成された第1の噛み合い部19と、ギヤ部材5の側面に形成された第2の噛み合い部21とからなる。
Further, the
また、アーマチャ13は、ギヤ部材5のギヤ部23の内周側で径方向にオーバーラップして配置されている。
Further, the
さらに、噛み合い部11は、ギヤ部材5のギヤ部23の内径側に位置している。
Further, the
また、ギヤ部材5は内周側部分に軸方向の突出部25を有し、突出部25はアーマチャ13の内径側に位置している。
Further, the
さらに、連結部9は、ロータ7の側面に形成された第1の連結部27と、アーマチャ13に形成された第2の連結部29とからなり、第1の連結部27及び第2の連結部29のそれぞれの回転方向に対向する連結面は、軸方向に傾斜して係合している。
Further, the connecting
また、押圧部材15は、アーマチャ13に形成された凹部31に配置されている。
Further, the
図1に示すように、回転軸3は、軸方向の一端側をベアリング33を介して静止側部材としてのギヤケーシング35内の凹部に収容され回転可能に支持されている。また、回転軸3の軸方向他側は、上述したようにモータケーシング外壁に形成された凹部にベアリングを介して支持されている。この回転軸3は、駆動源の配置構造を選択することにより、ギヤ部材5側から入力された駆動力を上述した第2の入力側ギヤとしてのギヤ部37から一方の回転部材を介して一方の伝達機構に出力する、もしくは一方の伝達機構から一方の回転部材を介してギヤ部37に入力された駆動力をギヤ部材5側に出力することも可能である。
As shown in FIG. 1, the
ギヤ部材5は、上述したように第1の出力ギヤとなっており、内径が回転軸3の外周にニードルベアリング39を介して回転軸3と相対回転可能で且つ同軸的に配置されている。また、ギヤ部材5は、駆動トルクを伝達するフランジ部41をギヤ部23の軸方向中間部の内径側に位置させることにより、ギヤ部23の内径側の一端側と他端側に除肉部43,45が形成され、この除肉部43,45内に隣接する機能部材を配置可能にして、回転軸3の軸方向に小型化を図っている。また、ギヤ部材5の除肉部43側の内周側部分は、軸方向に突設された突出部25となっており、ギヤ部材5の回転軸3に対する支持性が安定し、アーマチャ13の断続特性を安定させることができる。また、ギヤ部材5の内径側の軸方向両側とロータ7及び回転軸3との間には、ワッシャ47,49が配置され、ワッシャ49側のギヤ部材5の端部にはニードルベアリング39などを潤滑・冷却するための潤滑油が流入する油溝51が形成されている。このギヤ部材5の突出部25の外径側には、ロータ7とアーマチャ13とが配置されている。
The
ロータ7は、磁束を透過可能な磁性材料からなり半径方向の断面がコ字状に形成され、回転軸3の外周上で電磁石17とギヤ部材5との軸方向間に配置されている。また、ロータ7の内径側と回転軸3の外周とには、スプライン連結部53が形成され、このスプライン連結部53を介してロータ7が回転軸3と一体回転可能に連結されている。また、ロータ7の電磁石17と対向する壁部の中央部には、非磁性材料からなる磁路遮断部材55がロータ7の内外周部の磁性材料の磁路形成部材57,59と溶接、摩擦接合、圧入、或いは接着などによる固定手段を用いて一体に設けられている。このロータ7は、電磁石17の励磁による磁束を透過し、コア63、アーマチャ13と共に磁束ループを形成する。
The rotor 7 is made of a magnetic material that can transmit magnetic flux and has a U-shaped radial cross section. The rotor 7 is disposed on the outer periphery of the
アーマチャ13は、磁束を透過可能な磁性材料からなり環状に形成され、回転軸3の外周側でロータ7を軸方向に挟んで電磁石17と対向配置されている。また、アーマチャ13は、ギヤ部材5のギヤ部23の内周側に形成された除肉部43内でギヤ部23と径方向にオーバーラップして配置されている。このアーマチャ13は、ロータ7との間に形成された連結部9を介してロータ7と回転方向に常時連結されている。
The
連結部9は、ギヤ部材5のギヤ部23よりも内径側に位置され、ロータ7の側面に形成された第1の連結部27と、アーマチャ13の側面に形成された第2の連結部29とからなる。また、第1の連結部27及び第2の連結部29のそれぞれの回転方向に対向する連結面は、軸方向に傾斜して係合しており、噛み合い部11が連結したときに互いの連結面が軸方向にずれ、アーマチャ13の軸方向移動を促進させる。この連結部9は、アーマチャ13の軸方向移動を可能とすると共に、アーマチャ13の軸方向の移動ストロークよりも長く設定されアーマチャ13が軸方向に移動したとしても連結が外れることがなく、ロータ7とアーマチャ13とを常時回転方向に連結させる。このような連結部9を介してロータ7に常時一体回転可能に連結されたアーマチャ13は、噛み合い部11を介してギヤ部材5と回転方向に連結されている。
The connecting
噛み合い部11は、ギヤ部材5のギヤ部23よりも内径側に位置され、アーマチャ13の側面に形成された第1の噛み合い部19と、ギヤ部材5の側面に形成された第2の噛み合い部21とからなる。このように第1の噛み合い部19と第2の噛み合い部21とを軸方向対向して設けることにより、噛み合い部11を設けるために、特別に張り出したスペースを必要とすることがない。また、第1の噛み合い部19は、アーマチャ13の側面から軸方向のギヤ部材5のフランジ部41に向けて突出させた先端に凸状に形成されている。また、第2の噛み合い部21は、ギヤ部材5のフランジ部41の側面に凹状に形成されている。このように噛み合い部11を凹凸形状とすることにより、アーマチャ13への磁路断面積を低減させることがなく、アーマチャ13とギヤ部材5とを軸方向に極力近接配置することができる。なお、ギヤ部材5とアーマチャ13との近接関係を成り立たせるには、第1の噛み合い部19の突出と凸状、第2の噛み合い部21の凹状の関係を逆にしてもよい。また、アーマチャ13の磁路形成部の一部までがギヤ部材5の除肉部43内に配置されているので、装置を小型化することができる。また、噛み合い部11は、連結部9と軸方向に直列に配置されている。これは、動力伝達系路の一部をなす噛み合い部11と連結部9とをアーマチャ13の内径側と外径側とに径方向位置を異ならせて設けてしまうと、アーマチャ13に歪みが生じてしまうためであり、噛み合い部11と連結部9とをアーマチャ13に対して軸方向に直列に設けることにより、アーマチャ13に歪みが生じない。
The meshing
このような噛み合い部11は、押圧部材15によりアーマチャ13が噛み合い部11の接続方向に付勢されることによって電磁石17の停止時には常時接続され、アーマチャ13とギヤ部材5とが回転方向に連結され、連結部9を介してギヤ部材5及びアーマチャ13とロータ7及び回転軸3とが回転方向に連結される。
Such a meshing
押圧部材15は、環状スプリングからなり、ギヤ部材5の除肉部43内でアーマチャ13の内径側に形成された凹部31に同軸上にアーマチャ13と径方向にオーバーラップして配置されている。このため、押圧部材15をコンパクトに配置することができる。また、凹部31は、連結部9と噛み合い部11よりも内径側に位置されているので、アーマチャ13の変形を防止でき、アーマチャ13の断続機能を安定化させることができる。また、押圧部材15は、ロータ7の側面に当接され、アーマチャ13を噛み合い部11の接続方向に付勢している。この押圧部材15は、アーマチャ13を噛み合い部11の接続方向に押圧移動させ、電磁石17の停止時には常時噛み合い部11を接続させる。このような押圧部材15による噛み合い部11の接続は、電磁石17への通電によりアーマチャ13を噛み合い部11の接続解除方向に吸引移動させることによって解除される。
The pressing
電磁石17は、電磁コイル61とコア63とを備えている。電磁コイル61は、軸方向の一側が覆われるようにコア63の内部に配置され、軸方向の他側の端面がロータ7に覆われるように配置されている。コア63は、リード線65を含む耐熱ゴム製のグロメット66を介してギヤケーシング35の外部に配置された通電を制御するコントローラ(不図示)に接続されており、コントローラによる制御によって電磁コイル61に通電される。また、コア63には、ギヤケーシング35に対して電磁石17を回り止めさせる回り止め部材67が係合されている。また、コア63とロータ7との間は、微小隙間を持って対向するエアギャップとなっており、コア63からロータ7への磁束の受け渡しが可能となっている。
The
この電磁石17への通電により、コア63、ロータ7、アーマチャ13を介した磁力線が循環されて磁束ループが形成され、アーマチャ13がロータ7側に吸引移動されて噛み合い部11の接続が解除される。
By energizing the
このように構成された動力断続装置1は、電磁石17への通電によってアーマチャ13が吸引移動され、噛み合い部11の接続が解除される。この噛み合い部11の接続解除により、回転軸3とギヤ部材5との間の動力伝達が切断される。また、噛み合い部11の接続は、電磁石17への通電を停止することにより、アーマチャ13が押圧部材15によって押圧移動され、噛み合い部11が接続される。この噛み合い部11の接続により、回転軸3とギヤ部材5との間の動力伝達が可能となる。
In the power interrupting device 1 configured as described above, the
このような動力断続装置1では、回転軸3とギヤ部材5との間の動力伝達の断続を、アーマチャ13を連結部9で常時ロータ7と連結させ押圧部材15でギヤ部材5に連結させ、電磁石17の吸引力でアーマチャ13をギヤ部材5から切断させるようにしたので、アーマチャ13を摩擦力によって断続する必要がない。
In such a power interrupting device 1, the power transmission between the
このため、アーマチャ13を接続させる摩擦力を発生させるカム機構のカムフォロアをギヤ部材5に対して回転軸3の軸方向に直列配置する必要がなく、回転軸3からギヤ部材5までの動力断続装置1を小型化することができる。
For this reason, the cam follower of the cam mechanism for generating the frictional force for connecting the
また、回転軸3とギヤ部材5との間の動力伝達の断続をアーマチャ13に生じさせる摩擦力ではなく、噛み合い部11の噛み合いによって断続するので、連結特性だけでなく連結解除の切断特性も迅速でかつ安定化させることができ、動力断続装置1の断続特性を作動ごとに常に安定化させることができる。
Further, since the power transmission between the
さらに、噛み合い部11は押圧部材15によって連結されるので、押圧部材15においてはギヤ部材5とアーマチャ13とを回転方向に連結するように、アーマチャ13に移動力を与えればよいので、押圧部材15の小型化が図れる。電磁石17においては、アーマチャ13の連結解除時に電磁石17を励磁する電流が、押圧部材15の小さな付勢力をキャンセルできる小さな電流値で済む。よって、電磁石17をコンパクトにしてさらに動力断続装置1を小型化することができる。
Furthermore, since the meshing
また、押圧部材15はロータ7とアーマチャ13との軸方向間に配置され、ロータ7とアーマチャ13とは連結部9を介して常時連結しているので、ロータ7とアーマチャ13との間に相対回転が生じなく、押圧部材15を安定して配置できる。このため、押圧部材15の位置ずれや振動の発生を抑制することができ、動力断続装置1の断続特性を安定化させることができる。
The pressing
さらに、噛み合い部11は、アーマチャ13の側面に形成された第1の噛み合い部19と、ギヤ部材5の側面に形成された第2の噛み合い部21とからなるので、特別に張り出したスペースを要せずに、互いの噛み合い部19,21同士を対向して設けることができる。従って、ギヤ部材5とアーマチャ13間の小型化ができると共に、噛み合い部11を迅速に噛み合わせることができる。加えて、それぞれの噛み合い部19,21は、軸方向に向いているので、例えば鍛造や焼結などの成形を容易にできる。
Further, since the meshing
また、アーマチャ13は、ギヤ部材5のギヤ部23の内周側で径方向にオーバーラップして配置されているので、アーマチャ13がギヤ部23や相手側ギヤのギヤ部に干渉することなく、ギヤ部23の配置スペースをコンパクトに配置することができる。
Further, since the
さらに、噛み合い部11は、ギヤ部材5のギヤ部23の内径側に位置しているので、アーマチャ13とギヤ部材5との配置スペースを共有することができる。
Furthermore, since the meshing
また、ギヤ部材5は内周側部分に軸方向の突出部25を有し、突出部25はアーマチャ13の内径側に位置しているので、アーマチャ13とギヤ部材5の配置スペースを共有することができる。加えて、突出部25を設けることにより、ギヤ部材5の軸方向長さを長くすることができ、回転軸3に対するギヤ部材5の支持部を広く設けることができる。従って、ギヤ部材5の支持性が安定し、アーマチャ13の断続特性を安定させることができる。
Further, the
さらに、連結部9は、ロータ7の側面に形成された第1の連結部27と、アーマチャ13に形成された第2の連結部29とからなり、第1の連結部27及び第2の連結部29のそれぞれの回転方向に対向する連結面は、軸方向に傾斜して係合しているので、噛み合い部11が連結したときに互いの連結面が軸方向にずれ、噛み合い部11を押圧するように軸方向力を生じさせることができる。
Further, the connecting
従って、押圧部材15の付勢力のみに頼ることなく、アーマチャ13を軸方向に作動させることができ、動力断続装置1の断続機能を安定化させることができる。加えて、押圧部材15の付勢力を小さくすることができるので、押圧部材15をさらに小型化することができると共に、この付勢力に抗する電流を電磁石17に通電させればよいので、電磁石17をさらに小型化することができる。
Therefore, the
また、押圧部材15は、アーマチャ13に形成された凹部31に配置されているので、押圧部材15とアーマチャ13との配置スペースを共有することができる。加えて、凹部31は、連結部9と噛み合い部11よりも内径側に位置されているので、アーマチャ13の変形を防止でき、動力断続装置1の断続機能を安定化させることができる。
Further, since the pressing
(第2実施形態)
図2を用いて第2実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG.
本実施の形態に係る動力断続装置101は、回転軸103と、この回転軸103上に相対回転可能に同軸的に配置されたギヤ部材105と、回転軸103と一体回転可能に連結した回転部材としてのロータ107と、このロータ107とギヤ部材105との間に配置され連結部109を介してロータ107と回転方向に常時連結し軸方向に移動して噛み合い部111を介してギヤ部材105と回転方向に連結可能なクラッチ部材としてのアーマチャ113と、このアーマチャ113を軸方向一側に付勢し噛み合い部111を連結させる押圧部材115と、ロータ107を軸方向に挟んでアーマチャ113と異なる側に配置されロータ107に対してアーマチャ113を軸方向他側に吸引して噛み合い部111の連結を解除させる電磁石117とを有する。
The
また、押圧部材115は、ロータ107とアーマチャ113との軸方向間に配置されている。
Further, the pressing
さらに、噛み合い部111は、アーマチャ113の側面に形成された第1の噛み合い部119と、ギヤ部材105の側面に形成された第2の噛み合い部121とからなる。
Further, the meshing
また、噛み合い部111は、ギヤ部材105のギヤ部123の内径側に位置している。
Further, the meshing
さらに、連結部109は、ロータ107の側面に形成された第1の連結部125と、アーマチャ113に形成された第2の連結部127とからなり、第1の連結部125及び第2の連結部127のそれぞれの回転方向に対向する連結面は、軸方向に傾斜して係合している。
Further, the connecting
また、押圧部材115は、ロータ107とアーマチャ113とにそれぞれ形成された凹部129,131に配置されている。
Further, the pressing
図2に示すように、回転軸103は、軸方向の一端側をニードルベアリング133を介して静止側部材としてのギヤケーシング135内の凹部に収容され回転可能に支持されている。また、回転軸103の軸方向他側は、上述したようにモータケーシング外壁に形成された凹部にベアリングを介して支持されている。この回転軸103は、駆動源の配置構造を選択することにより、ギヤ部材105側から入力された駆動力を上述した第2の入力側ギヤとしてのギヤ部137から一方の回転部材を介して一方の伝達機構に出力する、もしくは一方の伝達機構から一方の回転部材を介してギヤ部137に入力された駆動力をギヤ部材105側に出力することも可能である。
As shown in FIG. 2, the
ギヤ部材105は、上述したように第1の出力ギヤとなっており、内径が回転軸103の外周にニードルベアリング139を介して回転軸103と相対回転可能で且つ同軸的に配置されている。また、ギヤ部材105の外径側は、駆動トルクを伝達するギヤ部123となっている。また、ギヤ部材105の内径側の軸方向両側とロータ107及び回転軸103との間には、ワッシャ141,143が配置され、ワッシャ143側のギヤ部材105の端部にはニードルベアリング139などを潤滑・冷却するための潤滑油が流入する油溝145が形成されている。このギヤ部材105の軸方向一側には、ロータ107とアーマチャ113とが配置されている。
The
ロータ107は、磁束を透過可能な磁性材料からなり半径方向の断面がコ字状に形成され、回転軸103の外周上で電磁石117とギヤ部材105との軸方向間に配置されている。また、ロータ107の内径側と回転軸103の外周とには、スプライン連結部147が形成され、このスプライン連結部147を介してロータ107が回転軸103と一体回転可能に連結されている。また、ロータ107の電磁石117と対向する壁部には、非磁性材料からなる磁路遮断部材149がロータ107の内外周部の磁性材料の磁路形成部材151,153と溶接、摩擦接合、圧入、或いは接着などによる固定手段を用いて一体に設けられている。また、ロータ107とギヤケーシング135との軸方向間には、スラストベアリング155が配置されている。また、ロータ107のアーマチャ113側の中央部の端面には、軸方向に突出してアーマチャ113と当接し、ロータ107とアーマチャ113との間で磁束の受け渡しをし易くする磁路形成突起157が設けられている。このロータ107は、電磁石117の励磁による磁束を透過し、コア163、アーマチャ113と共に磁束ループを形成する。
The
アーマチャ113は、磁束を透過可能な磁性材料からなり環状に形成され、回転軸103の外周側でロータ107を軸方向に挟んで電磁石117と対向配置されている。また、アーマチャ113のロータ107の磁路形成突起157と対向する部分には、アーマチャ113の肉厚を薄くさせ、アーマチャ113内で磁束のギヤ部材105側への漏洩を防止してアーマチャ113内に磁路を形成させる磁路形成凹部159が設けられている。このアーマチャ113は、ロータ107との間に形成された連結部109を介してロータ107と回転方向に常時連結されている。
The
連結部109は、ギヤ部材105のギヤ部123よりも内径側に位置され、ロータ107の側面に形成された第1の連結部125と、アーマチャ113の内径側の側面に形成された第2の連結部127とからなる。また、第1の連結部125及び第2の連結部127のそれぞれの回転方向に対向する連結面は、軸方向に傾斜して係合しており、噛み合い部111が連結したときに互いの連結面が軸方向にずれ、アーマチャ113の軸方向移動を促進させる。この連結部109は、アーマチャ113の軸方向移動を可能とすると共に、アーマチャ113の軸方向の移動ストロークよりも長く設定されアーマチャ113が軸方向に移動したとしても連結が外れることがなく、ロータ107とアーマチャ113とを常時回転方向に連結させる。このような連結部109を介してロータ107に常時一体回転可能に連結されたアーマチャ113は、噛み合い部111を介してギヤ部材105と回転方向に連結されている。
The connecting
噛み合い部111は、ギヤ部材105のギヤ部123よりも内径側に位置され、アーマチャ113の側面に形成された第1の噛み合い部119と、ギヤ部材105の側面に形成された第2の噛み合い部121とからなる。このように第1の噛み合い部119と第2の噛み合い部121とを軸方向対向して設けることにより、噛み合い部111を設けるために、特別に張り出したスペースを必要とすることがない。また、第1の噛み合い部119は、アーマチャ113の側面から軸方向のギヤ部材105に向けて突出させた先端に凸状に形成されている。また、第2の噛み合い部121は、ギヤ部材105の側面に凹状に形成されている。このように噛み合い部111を凹凸形状とすることにより、アーマチャ113への磁路断面積を低減させることがなく、アーマチャ113とギヤ部材105とを軸方向に極力近接配置することができる。なお、ギヤ部材105とアーマチャ113との近接関係を成り立たせるには、第1の噛み合い部119の突出と凸状、第2の噛み合い部121の凹状の関係を逆にしてもよい。また、噛み合い部111は、連結部109と軸方向に直列に配置されているので、アーマチャ113に歪みが生じることがない。
The meshing
このような噛み合い部111は、押圧部材115によりアーマチャ113が噛み合い部111の接続方向に付勢されることによって電磁石117の停止時には常時接続され、アーマチャ113とギヤ部材105とが回転方向に連結され、連結部109を介してギヤ部材105及びアーマチャ113とロータ107及び回転軸103とが回転方向に連結される。
Such an engaging
押圧部材115は、周方向等間隔に複数(ここでは3つ)配置されたコイルスプリングからなり、ギヤ部材105のギヤ部123の外径側でロータ107とアーマチャ113とにそれぞれ形成された凹部129,131に配置されている。この凹部129,131は、連結部109と噛み合い部111よりも外径側に位置されているので、アーマチャ113の変形を防止でき、アーマチャ113の断続機能を安定化させることができる。この押圧部材115は、アーマチャ113を噛み合い部111の接続方向に付勢しており、アーマチャ113を噛み合い部111の接続方向に押圧移動させ、電磁石117の停止時には常時噛み合い部111を接続させる。このような押圧部材115による噛み合い部111の接続は、電磁石117への通電によりアーマチャ113を噛み合い部111の接続解除方向に吸引移動させることによって解除される。
The pressing
電磁石117は、電磁コイル161とコア163とを備えている。電磁コイル161は、軸方向の一側が覆われるようにコア163の内部に配置され、軸方向の他側の端面がロータ107に覆われるように配置されている。コア163は、コネクタ165を介してギヤケーシング135の外部に配置された通電を制御するコントローラ(不図示)に接続されており、コントローラによる制御によって電磁コイル161に通電される。このコネクタ165は、電磁石117をギヤケーシング135に対して回り止めさせると共に、ギヤケーシング135の外部に固定されたC型ワッシャなどの固定部材167とギヤケーシング135の端面とによって電磁石117の軸方向位置を固定する。このようにコネクタ165によって電磁石117を回り止めすることにより、他の回り止め部材を廃止でき、部品点数を削減することができる。また、コネクタ165には、シール手段としてのOリング169が設けられている。また、コア163とロータ107との間は、微小隙間を持って対向するエアギャップとなっており、コア163からロータ107への磁束の受け渡しが可能となっている。
The
この電磁石117への通電により、コア163、ロータ107、アーマチャ113を介した磁力線が循環されて磁束ループが形成され、アーマチャ113がロータ107側に吸引移動されて噛み合い部111の接続が解除される。
By energizing the
このように構成された動力断続装置101は、電磁石117への通電によってアーマチャ113が吸引移動され、噛み合い部111の接続が解除される。この噛み合い部111の接続解除により、回転軸103とギヤ部材105との間の動力伝達が切断される。また、噛み合い部111の接続は、電磁石117への通電を停止することにより、アーマチャ113が押圧部材115によって押圧移動され、噛み合い部111が接続される。この噛み合い部111の接続により、回転軸103とギヤ部材105との間の動力伝達が可能となる。
In the
このような動力断続装置101では、回転軸103とギヤ部材105との間の動力伝達の断続を、アーマチャ113を連結部109で常時ロータ107と連結させ押圧部材115でギヤ部材105に連結させ、電磁石117の吸引力でアーマチャ113をギヤ部材105から切断させるようにしたので、アーマチャ113を摩擦力によって断続する必要がない。
In such a
このため、アーマチャ113を接続させる摩擦力を発生させるカム機構のカムフォロアをギヤ部材105に対して回転軸103の軸方向に直列配置する必要がなく、回転軸103からギヤ部材105までの動力断続装置101を小型化することができる。
Therefore, the cam follower of the cam mechanism that generates the frictional force for connecting the
また、回転軸103とギヤ部材105との間の動力伝達の断続をアーマチャ113に生じさせる摩擦力ではなく、噛み合い部111の噛み合いによって断続するので、連結特性だけでなく連結解除の切断特性も迅速でかつ安定化させることができ、動力断続装置101の断続特性を作動ごとに常に安定化させることができる。
Further, since the power transmission between the
さらに、噛み合い部111は押圧部材115によって連結されるので、押圧部材115においてはギヤ部材105とアーマチャ113とを回転方向に連結するように、アーマチャ113に移動力を与えればよいので、押圧部材115の小型化が図れる。電磁石117においては、アーマチャ113の連結解除時に電磁石117を励磁する電流が、押圧部材115の小さな付勢力をキャンセルできる小さな電流値で済む。よって、電磁石117をコンパクトにしてさらに動力断続装置101を小型化することができる。
Further, since the meshing
また、押圧部材115はロータ107とアーマチャ113との軸方向間に配置され、ロータ107とアーマチャ113とは連結部109を介して常時連結しているので、ロータ107とアーマチャ113との間に相対回転が生じなく、押圧部材115を安定して配置できる。このため、押圧部材115の位置ずれや振動の発生を抑制することができ、動力断続装置101の断続特性を安定化させることができる。
The pressing
さらに、噛み合い部111は、アーマチャ113の側面に形成された第1の噛み合い部119と、ギヤ部材105の側面に形成された第2の噛み合い部121とからなるので、特別に張り出したスペースを要せずに、互いの噛み合い部119,121同士を対向して設けることができる。従って、ギヤ部材105とアーマチャ113間の小型化ができると共に、噛み合い部111を迅速に噛み合わせることができる。加えて、それぞれの噛み合い部119,121は、軸方向に向いているので、例えば鍛造や焼結などの成形を容易にできる。
Furthermore, since the meshing
また、噛み合い部111は、ギヤ部材105のギヤ部123の内径側に位置しているので、アーマチャ113とギヤ部材105との配置スペースを共有することができる。
Further, since the meshing
さらに、連結部109は、ロータ107の側面に形成された第1の連結部125と、アーマチャ113に形成された第2の連結部127とからなり、第1の連結部125及び第2の連結部127のそれぞれの回転方向に対向する連結面は、軸方向に傾斜して係合しているので、噛み合い部111が連結したときに互いの連結面が軸方向にずれ、噛み合い部111を押圧するように軸方向力を生じさせることができる。
Further, the connecting
従って、押圧部材115の付勢力のみに頼ることなく、アーマチャ113を軸方向に作動させることができ、動力断続装置101の断続機能を安定化させることができる。加えて、押圧部材115の付勢力を小さくすることができるので、押圧部材115をさらに小型化することができると共に、この付勢力に抗する電流を電磁石117に通電させればよいので、電磁石117をさらに小型化することができる。
Therefore, the
また、押圧部材115は、ロータ107とアーマチャ113とにそれぞれ形成された凹部129,131に配置されているので、押圧部材115とロータ107及びアーマチャ113との配置スペースを共有することができる。加えて、凹部129,131は、連結部109と噛み合い部111よりも外径側に位置されているので、アーマチャ113の変形を防止でき、動力断続装置101の断続機能を安定化させることができる。
Further, since the
なお、特に、本発明の動力断続装置1,101を、電動モータを駆動源とする車両の駆動系路に用いた場合には、車両の発進時に、動力断続装置1,101を常時連結して車輪側を駆動できるので、動力断続装置1,101の連結に必要なバッテリなどの外部エネルギーが不要であり、車両のエネルギー消費量を低減することができる。
In particular, when the
このような電動モータによる駆動車両は、所定の車両速度域に達した場合に、動力断続装置1,101の連結を解除することになるが、この場合には、車両に搭載された制御装置から電磁石17,117の電磁コイル61,161に電流を供給し、電磁石17,117を励磁して電磁石17,117のコア63,163と回転部材としてのロータ7,107とクラッチ部材としてのアーマチャ13,113とに磁束ループを形成して、アーマチャ13,113をロータ7,107に対して吸引すれば、アーマチャ13,113とギヤ部材5,105との連結が解除され、電動モータが車輪側から切り離される。車両の高速域の使用頻度は、発進時から中速域の使用頻度に比べて格段に低いので、動力断続装置1,101の連結解除に必要な電磁石17,117へ供給される電流消費量は少なく、車両に蓄積されたエネルギー消費量を低減することができる。
When a vehicle driven by such an electric motor reaches a predetermined vehicle speed range, the connection of the
なお、動力断続装置1,101の連結を解除する所定の速度域より高い高速度域では、エンジンなどの他の駆動源により車両駆動するので、電動モータと設定された変速機構の使用範囲と電動モータのサイズに応じて効率のよい車両の発進時から中速度域に設定することができる。また、搭載配置された電動モータをジェネレータと兼用させれば車両の高速域で、エネルギーの回生を行うことができる。
In a high speed range higher than a predetermined speed range where the connection of the
また、動力断続装置1,101が連結、又は連結解除されるときには、動力断続装置1,101に掛かる回転負荷状態を制御装置が検出あるいは算出し、電動モータの回転数を制御して噛み合い部11,111となるアーマチャ13,113とギヤ部材5,105とを所定回転数範囲内に同期させ迅速かつスムーズな断続を行うことができる。
Further, when the
1,101…動力断続装置
3,103…回転軸
5,105…ギヤ部材
7,107…ロータ(回転部材)
9,109…連結部
11,111…噛み合い部
13,113…アーマチャ(クラッチ部材)
15,115…押圧部材
17,117…電磁石
19,119…第1の噛み合い部
21,121…第2の噛み合い部
23,123…ギヤ部
25…突出部
27,125…第1の連結部
29,127…第2の連結部
31,129,131…凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Power interruption device 3,103 ... Rotating shaft 5,105 ... Gear member 7,107 ... Rotor (rotating member)
9, 109 ... connecting
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15,115 ... Pressing member 17,117 ... Electromagnet 19,119 ... 1st meshing part 21,121 ... 2nd meshing part 23,123 ...
Claims (8)
前記押圧部材は、前記回転部材と前記クラッチ部材との軸方向間に配置されていることを特徴とする動力断続装置。 The power interrupting device according to claim 1,
The power interrupting device, wherein the pressing member is arranged between the rotating member and the clutch member in the axial direction.
前記噛み合い部は、前記クラッチ部材の側面に形成された第1の噛み合い部と、前記ギヤ部材の側面に形成された第2の噛み合い部とからなることを特徴とする動力断続装置。 The power interrupting device according to claim 1 or 2,
The power engaging device is characterized in that the meshing portion includes a first meshing portion formed on a side surface of the clutch member and a second meshing portion formed on a side surface of the gear member.
前記クラッチ部材は、前記ギヤ部材のギヤ部の内周側で径方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とする動力断続装置。 The power interrupting device according to any one of claims 1 to 3,
The power interrupting device according to claim 1, wherein the clutch member is arranged to overlap in a radial direction on an inner peripheral side of a gear portion of the gear member.
前記噛み合い部は、前記ギヤ部材のギヤ部の内径側に位置していることを特徴とする動力断続装置。 The power interrupting device according to any one of claims 1 to 4,
The power interrupting device, wherein the meshing portion is located on an inner diameter side of the gear portion of the gear member.
前記ギヤ部材は内周側部分に軸方向の突出部を有し、前記突出部は前記クラッチ部材の内径側に位置していることを特徴とする動力断続装置。 The power interrupting device according to any one of claims 1 to 5,
The gear member has an axial projecting portion on an inner peripheral side portion, and the projecting portion is located on the inner diameter side of the clutch member.
前記連結部は、前記回転部材の側面に形成された第1の連結部と、前記クラッチ部材に形成された第2の連結部とからなり、前記第1の連結部及び前記第2の連結部のそれぞれの回転方向に対向する連結面は、軸方向に傾斜して係合していることを特徴とする動力断続装置。 The power interrupting device according to any one of claims 1 to 6,
The connecting portion includes a first connecting portion formed on a side surface of the rotating member and a second connecting portion formed on the clutch member, and the first connecting portion and the second connecting portion. The power interrupting device is characterized in that the connecting surfaces facing each other in the rotation direction are inclined and engaged in the axial direction.
前記押圧部材は、前記回転部材と前記クラッチ部材とのうち少なくともいずれか一方に形成された凹部に配置されていることを特徴とする動力断続装置。 The power interrupting device according to any one of claims 1 to 7,
The power interrupting device, wherein the pressing member is disposed in a recess formed in at least one of the rotating member and the clutch member.
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Cited By (1)
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JP2019534819A (en) * | 2016-09-28 | 2019-12-05 | ジン−ジン エレクトリック テクノロジーズ カンパニー リミテッド | Electric drive assembly for vehicle |
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