JP2018141530A - Engagement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の噛み合い部材にそれぞれ形成された噛み合い歯同士が周方向に係合する係合装置に関し、特に一方の噛み合い部材が他方の噛み合い部材に弾性的に押し付けられて噛み合い歯同士が係合する係合装置に関する。 The present invention relates to an engagement device in which meshing teeth respectively formed on a pair of meshing members engage in a circumferential direction, and in particular, one meshing member is elastically pressed against the other meshing member and the meshing teeth are engaged with each other. The present invention relates to a mating engagement device.
従来、相対回転可能な一対の部材にそれぞれ形成された噛み合い歯同士が噛み合わされる係合装置が例えば車両に搭載されている。このような係合装置には、一方の部材が他方の部材に弾性的に押し付けられ、噛み合い反力が所定値以上となると噛み合い歯同士の噛み合わせが解除されるものがある（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, an engagement device in which meshing teeth formed on a pair of relatively rotatable members are meshed, for example, is mounted on a vehicle. In such an engaging device, there is a device in which one member is elastically pressed against the other member, and the meshing between the meshing teeth is released when the meshing reaction force exceeds a predetermined value (for example, Patent Documents). 1).
特許文献１に記載の係合装置（ドグクラッチ装置）は、入力軸と一体に回転するハブと、出力軸と一体に回転するドグピースと、ハブを入力軸に対して軸方向移動させる移動機構とを有している。ハブは、入力軸に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能にスプライン嵌合された第２ハブと、第２ハブに対して軸方向移動可能かつ相対回転不能にスプライン嵌合された第１ハブとを有している。第１ハブは第２ハブの外周に配置され、第２ハブに形成された突部と第１ハブとの間には、第１ハブをドグピースに向かって付勢するコイル状のセットスプリングが配置されている。ドグピースと軸方向に向かい合う第１ハブの軸方向端面、及び第１ハブと軸方向に向かい合うドグピースの軸方向端面には、それぞれ複数の噛み合い歯としてのドグ歯が形成されている。ドグ歯は、噛み合い面が軸方向に対して傾斜した台形状（テーパ状）に形成されている。 An engagement device (dog clutch device) described in Patent Document 1 includes a hub that rotates integrally with an input shaft, a dog piece that rotates integrally with an output shaft, and a moving mechanism that moves the hub in the axial direction with respect to the input shaft. Have. The hub is a second hub that is spline-fitted so as to be axially movable relative to the input shaft and is non-rotatable relative to the input shaft, and a first hub that is spline-fitted so as to be axially movable relative to the second hub and not relatively rotatable. And have. The first hub is disposed on the outer periphery of the second hub, and a coil-shaped set spring that biases the first hub toward the dog piece is disposed between the protrusion formed on the second hub and the first hub. Has been. On the axial end surface of the first hub facing the dog piece in the axial direction and on the axial end surface of the dog piece facing the first hub in the axial direction, dog teeth as a plurality of meshing teeth are formed. The dog teeth are formed in a trapezoidal shape (tapered shape) in which the meshing surface is inclined with respect to the axial direction.
移動機構は、通電により軸状の可動部が突出するソレノイドと、ソレノイドの可動部と共に軸方向移動するシフトロッドと、シフトロッドに結合されたシフトフォークと、シフトフォークに設けられたフォーク爪が係合する環状溝が形成された筒状のスリーブと、シフトフォークをソレノイドによる移動方向とは反対方向に付勢するリターンスプリングとを有している。スリーブは、第２ハブの軸方向一端部の外周に配置され、第２ハブを軸方向に進退移動させる。第２ハブの突部は、第１ハブとスリーブとの間の位置に設けられている。第２ハブに対する第１ハブのドグピース側への移動は、第２ハブの外周部に突出して設けられたセットリングにより規制されている。 The moving mechanism includes a solenoid in which a shaft-like movable portion protrudes when energized, a shift rod that moves in the axial direction together with the movable portion of the solenoid, a shift fork coupled to the shift rod, and a fork claw provided on the shift fork. It has a cylindrical sleeve formed with a mating annular groove and a return spring that urges the shift fork in a direction opposite to the moving direction by the solenoid. The sleeve is disposed on the outer periphery of one axial end portion of the second hub, and moves the second hub forward and backward in the axial direction. The protrusion of the second hub is provided at a position between the first hub and the sleeve. The movement of the first hub toward the dog piece side with respect to the second hub is regulated by a set ring that protrudes from the outer peripheral portion of the second hub.
移動機構によって第２ハブがドグピース側に移動すると、第１ハブがドグピース側にセットスプリングを介して押し付けられ、第１ハブのドグ歯がドグピースのドグ歯に噛み合って係合する。これにより、入力軸から出力軸にトルクが伝達される。また、この状態で第１ハブのドグ歯がドグピースのドグ歯から受ける噛み合い反力が所定値以上となると、セットスプリングが軸方向に圧縮され、第１ハブがドグピースから離間する方向に移動する。これにより、第１ハブとドグピースとの噛み合いが解除され、入力軸から出力軸にトルクが伝達されなくなる。 When the second hub moves to the dog piece side by the moving mechanism, the first hub is pressed against the dog piece side via the set spring, and the dog teeth of the first hub mesh with the dog teeth of the dog piece and engage. Thereby, torque is transmitted from the input shaft to the output shaft. In this state, when the meshing reaction force received by the dog teeth of the first hub from the dog teeth of the dog piece becomes a predetermined value or more, the set spring is compressed in the axial direction, and the first hub moves away from the dog piece. As a result, the meshing between the first hub and the dog piece is released, and torque is not transmitted from the input shaft to the output shaft.
特許文献１のドグクラッチ装置は、ソレノイドの出力が、シフトロッド、シフトフォーク、スリーブ、及び第２ハブを介してセットスプリングに伝達され、第１ハブがドグピース側に押し付けられる。また、ハブ及びドグピースがシフトロッドと平行に並んで配置され、移動力の出力源であるソレノイドはシフトロッドの軸方向端面に対向して配置されている。特許文献１のドグクラッチ装置は、移動機構がこのように構成されていることにより、部品点数が多く、軸方向寸法が大きなものとなっていた。 In the dog clutch device of Patent Document 1, the output of the solenoid is transmitted to the set spring via the shift rod, the shift fork, the sleeve, and the second hub, and the first hub is pressed against the dog piece side. The hub and dog piece are arranged in parallel with the shift rod, and the solenoid that is the output source of the moving force is arranged to face the axial end surface of the shift rod. The dog clutch device of Patent Document 1 has a large number of parts and a large axial dimension due to the movement mechanism configured as described above.
そこで、本発明は、互いに噛み合わされる噛み合い歯を有する一対の噛み合い部材を有し、このうち一方の噛み合い部材を他方の噛み合い部材に弾性的に押し付ける構成を具備しながらも、部品点数を少なく抑え、かつ小型化することが可能な係合装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has a pair of meshing members having meshing teeth that mesh with each other, and includes a configuration in which one meshing member is elastically pressed against the other meshing member, but the number of parts is reduced. An object of the present invention is to provide an engagement device that can be miniaturized.
本発明は、上記の目的を達成するため、電磁コイル及び前記電磁コイルの通電により発生する磁束の磁路となる磁路形成部材を有する環状の電磁石と、前記磁路形成部材と共に前記磁路を構成し、前記電磁コイルへの通電時に前記電磁石の磁力によって移動するアーマチャと、複数の第１の噛み合い歯を有する第１の噛み合い部材と、前記アーマチャの移動力を前記第１の噛み合い部材に弾性的に伝達する弾性部材と、前記複数の第１の噛み合い歯に係合可能な複数の第２の噛み合い歯を有する第２の噛み合い部材とを備え、前記第１の噛み合い部材が前記弾性部材を介して前記アーマチャの移動力を受けて前記第２の噛み合い部材側に移動したとき、前記第１の噛み合い歯と前記第２の噛み合い歯とが前記電磁石の内側で噛み合う、係合装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an annular electromagnet having an electromagnetic coil and a magnetic path forming member serving as a magnetic path of a magnetic flux generated by energization of the electromagnetic coil, and the magnetic path together with the magnetic path forming member. An armature configured to move by the magnetic force of the electromagnet when energized to the electromagnetic coil, a first meshing member having a plurality of first meshing teeth, and the moving force of the armature to the first meshing member is elastic And a second meshing member having a plurality of second meshing teeth engageable with the plurality of first meshing teeth, wherein the first meshing member includes the elastic member. An engagement device in which the first meshing tooth and the second meshing tooth mesh with each other inside the electromagnet when the armature receives the moving force of the armature through the second meshing member and moves toward the second meshing member. To provide.
本発明によれば、互いに噛み合わされる噛み合い歯を有する一対の噛み合い部材を有し、このうち一方の噛み合い部材を他方の噛み合い部材に弾性的に押し付ける構成を具備しながらも、部品点数を少なく抑え、かつ小型化することが可能となる。 According to the present invention, a pair of meshing members having meshing teeth meshed with each other is provided, and one of the meshing members is elastically pressed against the other meshing member, but the number of parts is reduced. In addition, the size can be reduced.
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, although embodiment described below is shown as a suitable specific example in implementing this invention, although there are some parts which have illustrated various technical matters that are technically preferable. The technical scope of the present invention is not limited to this specific embodiment.
図１は、本発明の実施の形態に係る係合装置が搭載された車両の駆動系の概略の構成例を示す説明図である。この図１に示す車両１００は、いわゆる２モータタイプのハイブリッド車両であって、駆動力源としてエンジンＥと第１及び第２のモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを備え、エンジンＥが出力する動力を第１のモータ・ジェネレータＭＧ１とデファレンシャル装置１５とに分割するとともに、第２のモータ・ジェネレータＭＧ２の出力する動力をデファレンシャル装置１５に伝達できるように構成されている。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration example of a drive system of a vehicle on which an engagement device according to an embodiment of the present invention is mounted. A vehicle 100 shown in FIG. 1 is a so-called two-motor type hybrid vehicle, which includes an engine E and first and second motor / generators MG1 and MG2 as driving force sources, and outputs power output from the engine E. The motor is divided into the first motor / generator MG1 and the differential device 15, and the power output from the second motor / generator MG2 can be transmitted to the differential device 15.
エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。エンジンＥの動力は、その出力軸１０１からクラッチ１０に入力され、クラッチ１０が接続状態であるときに駆動軸１０２に伝達される。クラッチ１０が解放状態であるときには、出力軸１０１と駆動軸１０２との連結が遮断される。駆動軸１０２の回転は、後述する係合装置１の作動によってケーシング９に対して回り止めされる。ケーシング９は、車体に固定され、第１及び第２のモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を収容している。 The engine E is an internal combustion engine that outputs power by burning fuel such as a gasoline engine, a diesel engine, or a natural gas engine. The power of the engine E is input from the output shaft 101 to the clutch 10 and is transmitted to the drive shaft 102 when the clutch 10 is in the connected state. When the clutch 10 is in the released state, the connection between the output shaft 101 and the drive shaft 102 is cut off. The rotation of the drive shaft 102 is prevented from rotating with respect to the casing 9 by the operation of the engagement device 1 described later. The casing 9 is fixed to the vehicle body and houses the first and second motor / generators MG1, MG2.
第１及び第２のモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能との両方を兼ね備えた電動機である。第１及び第２のモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２として、具体的には永久磁石式同期モータあるいは誘導モータ等の交流モータを用いることができる。 The first and second motor generators MG1, MG2 have a function as a motor that outputs torque when supplied with driving power and a function as a generator that generates generated power when torque is applied. It is an electric motor that combines both. As the first and second motor generators MG1 and MG2, specifically, an AC motor such as a permanent magnet synchronous motor or an induction motor can be used.
また、車両１００は、エンジンＥが出力する動力を第１のモータ・ジェネレータＭＧ１とデファレンシャル装置１５とに分割するための動力分割機構１１を備えている。本実施の形態では、動力分割機構１１として、サンギヤ１１１とリングギヤ１１２との間に複数のピニオンギヤ１１３が配置され、複数のピニオンギヤ１１３をキャリア１１４によって自転及び公転可能に保持したシングルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。 The vehicle 100 also includes a power split mechanism 11 for splitting the power output from the engine E into the first motor / generator MG1 and the differential device 15. In the present embodiment, a single pinion type planetary gear in which a plurality of pinion gears 113 are arranged between the sun gear 111 and the ring gear 112 as the power split mechanism 11 and the plurality of pinion gears 113 are held by a carrier 114 so as to be able to rotate and revolve. The mechanism is adopted.
動力分割機構１１は、キャリア１１４に駆動軸１０２が固定され、サンギヤ１１１に第１のモータ・ジェネレータＭＧ１の回転軸１２が固定され、リングギヤ１１２にデファレンシャル装置１５及び第２のモータ・ジェネレータＭＧ２側に動力を伝達する回転軸１３が固定れている。第１のモータ・ジェネレータＭＧ１の回転軸１２は、駆動軸１０２を挿通させる中空軸である。そして、このような遊星歯車機構から構成される動力分割機構１１の各回転要素（サンギヤ１１１、リングギヤ１１２、及びキャリア１１４）が差動機構として機能することにより、第１のモータ・ジェネレータＭＧ１の回転数に応じてエンジンＥの回転数が変化するようになっている。したがって、第１のモータ・ジェネレータＭＧ１の出力を制御することにより、エンジンＥの回転数を燃費の良好な回転数に制御することができる。 In the power split mechanism 11, the drive shaft 102 is fixed to the carrier 114, the rotating shaft 12 of the first motor / generator MG1 is fixed to the sun gear 111, and the differential gear 15 and the second motor / generator MG2 side are connected to the ring gear 112. A rotating shaft 13 for transmitting power is fixed. The rotation shaft 12 of the first motor / generator MG1 is a hollow shaft through which the drive shaft 102 is inserted. Then, each rotating element (sun gear 111, ring gear 112, and carrier 114) of the power split mechanism 11 constituted by such a planetary gear mechanism functions as a differential mechanism, whereby the rotation of the first motor / generator MG1. The number of revolutions of the engine E changes according to the number. Therefore, by controlling the output of the first motor / generator MG1, the rotational speed of the engine E can be controlled to a rotational speed with good fuel efficiency.
また、動力分割機構１１のリングギヤ１１２は、カウンタギヤ１４を介してデファレンシャル装置１５に動力伝達可能に連結されている。カウンタギヤ１４は、カウンタ軸１４０と、カウンタ軸１４０の一方の端部に固定された大径ギヤ１４１と、カウンタ軸１４０の他方の端部に固定された小径ギヤ１４２とから構成されていて、大径ギヤ１４１と回転軸１３とが噛み合わされ、小径ギヤ１４２とデファレンシャル装置１５のリングギヤ１５０とが噛み合わされている。 Further, the ring gear 112 of the power split mechanism 11 is connected to the differential device 15 via the counter gear 14 so that power can be transmitted. The counter gear 14 includes a counter shaft 140, a large-diameter gear 141 fixed to one end portion of the counter shaft 140, and a small-diameter gear 142 fixed to the other end portion of the counter shaft 140. The large diameter gear 141 and the rotating shaft 13 are engaged with each other, and the small diameter gear 142 and the ring gear 150 of the differential device 15 are engaged with each other.
第２モータ・ジェネレータＭＧ２は、動力分割機１１を介さずに、カウンタギヤ１４を介してデファレンシャル装置１５のリングギヤ１５０との間で動力伝達を行うように構成されている。具体的には、第２モータ・ジェネレータＭＧ２の回転軸１６の一端に設けられたドライブギヤ１６１がカウンタギヤ１４の大径ギヤ１４１と噛み合わされている。 The second motor / generator MG <b> 2 is configured to transmit power to and from the ring gear 150 of the differential device 15 via the counter gear 14, not via the power splitter 11. Specifically, a drive gear 161 provided at one end of the rotating shaft 16 of the second motor / generator MG2 is meshed with the large-diameter gear 141 of the counter gear 14.
第１及び第２のモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ図略のインバータからモータ電流が供給されて動力を発生すると共に、発電した電力をインバータを介してバッテリーに回生することが可能である。このため、例えばエンジンＥの出力により第１のモータ・ジェネレータＭＧ１が発電機として機能する場合に、第１モータ・ジェネレータＭＧ１で発生した電力を第２のモータ・ジェネレータＭＧ２へ供給し、第２のモータ・ジェネレータＭＧ２をモータとして機能させることが可能である。 The first and second motor / generators MG1 and MG2 are each supplied with a motor current from an unillustrated inverter to generate power, and the generated power can be regenerated to the battery via the inverter. Therefore, for example, when the first motor / generator MG1 functions as a generator by the output of the engine E, the electric power generated by the first motor / generator MG1 is supplied to the second motor / generator MG2, and the second motor / generator MG1 The motor / generator MG2 can function as a motor.
係合装置１は、エンジンＥに燃料が供給されず、第１及び第２のモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の動力によって車両１００が走行する電動走行時において、駆動軸１０２の回転を停止させるために用いられる。この電動走行時には、係合装置１が作動して駆動軸１０２の回転が停止されることにより、動力分配機構１１のキャリア１１４の空転を防ぎ、第１及び第２のモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発生する動力がデファレンシャル装置１５に伝達される。この際、第１のモータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジンＥによる駆動軸１０２の回転方向とは逆方向に回転軸１２を回転させる。デファレンシャル装置１５は、リングギヤ１５０から入力された動力を左右のドライブシャフト１５１Ｌ，１５１Ｒを介して左右の駆動輪１７Ｌ，１７Ｒに差動を許容して配分する。 The engagement device 1 stops rotation of the drive shaft 102 during electric travel in which the vehicle 100 travels with the power of the first and second motor generators MG1 and MG2 without fuel being supplied to the engine E. Used. During this electric travel, the engagement device 1 is activated and the rotation of the drive shaft 102 is stopped, so that the carrier 114 of the power distribution mechanism 11 is prevented from idling, and the first and second motor generators MG1, MG2 The generated power is transmitted to the differential device 15. At this time, the first motor / generator MG1 rotates the rotation shaft 12 in the direction opposite to the rotation direction of the drive shaft 102 by the engine E. The differential device 15 distributes the power input from the ring gear 150 to the left and right drive wheels 17L and 17R through the left and right drive shafts 151L and 151R while allowing a differential.
図２は、係合装置１の構成例を駆動軸１０２の一部と共に示す断面図である。図２では、駆動軸１０２の回転軸線Ｏよりも上側に係合装置１の非作動状態を示し、回転軸線Ｏよりも下側に係合装置１の作動状態を示している。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the engagement device 1 together with a part of the drive shaft 102. 2, the non-operation state of the engagement device 1 is shown above the rotation axis O of the drive shaft 102, and the operation state of the engagement device 1 is shown below the rotation axis O. Hereinafter, a direction parallel to the rotation axis O is referred to as an axial direction.
図３（ａ）は、非作動状態における係合装置１の一部を拡大して示す断面図である。図３（ｂ）は、後述するドグ歯４１，５１の噛み合い反力により、これらの噛み合いが解除された状態における係合装置１の一部を拡大して示す断面図である。 Fig.3 (a) is sectional drawing which expands and shows a part of engagement apparatus 1 in a non-operation state. FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of a part of the engaging device 1 in a state where the meshing reaction force of the dog teeth 41 and 51 described below is released.
係合装置１は、環状の電磁石２と、電磁石２の磁力によって軸方向に移動するアーマチャ３と、第１の噛み合い部材としてのスリーブ４と、第２の噛み合い部材としてのドグピース５と、アーマチャ３とスリーブ４との間に配置された弾性部材としてのトルクリミットバネ６０と、アーマチャ３及びスリーブ４をドグピース５の一部と共に収容するハウジング７とを有している。 The engaging device 1 includes an annular electromagnet 2, an armature 3 that moves in the axial direction by the magnetic force of the electromagnet 2, a sleeve 4 as a first meshing member, a dog piece 5 as a second meshing member, and an armature 3. A torque limit spring 60 as an elastic member disposed between the armature 3 and the sleeve 4, and a housing 7 that houses the armature 3 and the sleeve 4 together with a part of the dog piece 5.
ハウジング７は、非磁性の金属からなる第１ハウジング部材７１及び第２ハウジング部材７２を有し、第１ハウジング部材７１と第２ハウジング部材７２とがケーシング９に複数のボルト９１によって固定されている。これにより、ハウジング７は、非回転の固定部材として機能する。電磁石２、アーマチャ３、及びスリーブ４は、第１ハウジング部材７１と第２ハウジング部材７２との間に配置されている。スリーブ４及びドグピース５は、回転軸線Ｏを中心とする環状であり、電磁石２の内側に配置されている。 The housing 7 includes a first housing member 71 and a second housing member 72 made of nonmagnetic metal, and the first housing member 71 and the second housing member 72 are fixed to the casing 9 by a plurality of bolts 91. . Thereby, the housing 7 functions as a non-rotating fixing member. The electromagnet 2, the armature 3, and the sleeve 4 are disposed between the first housing member 71 and the second housing member 72. The sleeve 4 and the dog piece 5 are annular with the rotation axis O as the center, and are disposed inside the electromagnet 2.
電磁石２は、エナメル線を巻き回してなる電磁コイル２１１を樹脂からなる封止部材２１２により封止してなる環状のコイル部材２１と、電磁コイル２１１の通電により発生する磁束の磁路となる磁路形成部材としてのヨーク２２とを有している。ヨーク２２は、第１ハウジング部材７１の内側に嵌合されている。図２では、電磁コイル２１１の通電により発生する磁束の磁路を破線で示している。 The electromagnet 2 includes an annular coil member 21 in which an electromagnetic coil 211 formed by winding an enamel wire is sealed with a sealing member 212 made of resin, and a magnetic field that is a magnetic path of a magnetic flux generated by energization of the electromagnetic coil 211. And a yoke 22 as a path forming member. The yoke 22 is fitted inside the first housing member 71. In FIG. 2, the magnetic path of the magnetic flux generated by energization of the electromagnetic coil 211 is indicated by a broken line.
ヨーク２２は、電磁コイル２１１を含むコイル部材２１を収容する空間２２０を有する環状であり、コイル部材２１の内周を覆う内周円筒部２２１と、コイル部材２１の外周を覆う外周円筒部２２２と、コイル部材２１の軸方向一側で内周円筒部２２１と外周円筒部２２２との間に介在する底部２２３とを一体に有している。また、ヨーク２２は、コイル部材２１の軸方向他側が開放され、その開口部２２ａから空間２２０内にコイル部材２１が収容されている。ヨーク２２の開口部２２ａには、皿バネからなるリターンバネ２３が配置されている。また、内周円筒部２２１の内周面には、ＰＡ (ポリアミド)やＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂からなる樹脂ブッシュ２４が固定されている。 The yoke 22 has an annular shape having a space 220 for accommodating the coil member 21 including the electromagnetic coil 211, an inner peripheral cylindrical portion 221 that covers the inner periphery of the coil member 21, and an outer peripheral cylindrical portion 222 that covers the outer periphery of the coil member 21. The coil member 21 is integrally provided with a bottom portion 223 interposed between the inner peripheral cylindrical portion 221 and the outer peripheral cylindrical portion 222 on one axial direction side. Further, the yoke 22 is opened on the other side in the axial direction of the coil member 21, and the coil member 21 is accommodated in the space 220 through the opening 22 a. A return spring 23 made of a disc spring is disposed in the opening 22 a of the yoke 22. Further, a resin bush 24 made of a resin such as PA (polyamide) or PET (polyethylene terephthalate) is fixed to the inner peripheral surface of the inner peripheral cylindrical portion 221.
内周円筒部２２１及び外周円筒部２２２における底部２２３とは反対側（開口部２２ａ側）の軸方向端面２２１ａ,２２２ａは、軸方向に対して垂直な平面である。内周円筒部２２１は、開口部２２ａ側の端部の外周面が切り欠かれ、テーパ状の傾斜面２２１ｂが形成されている。また、外周円筒部２２２は、開口部２２ａ側の端部の内周面が切り欠かれ、軸方向端面２２２ａ側ほど内径が拡大する傾斜面２２１ｂが形成されている。 The axial end surfaces 221a and 222a on the opposite side (opening 22a side) of the inner peripheral cylindrical part 221 and the outer peripheral cylindrical part 222 from the bottom part 223 are planes perpendicular to the axial direction. The inner peripheral cylindrical portion 221 has a tapered inclined surface 221b formed by cutting out the outer peripheral surface at the end on the opening 22a side. Further, the outer peripheral cylindrical portion 222 is formed with an inclined surface 221b in which the inner peripheral surface at the end on the opening 22a side is notched and the inner diameter increases toward the axial end surface 222a side.
アーマチャ３は、ヨーク２２と共に電磁コイル２１１の通電により発生する磁束の磁路を構成する。また、アーマチャ３は、ヨーク２２の内周円筒部２２１及び外周円筒部２２２の軸方向端面２２１ａ，２２２ａに対向する環状の磁路部３１と、磁路部３１の内側に設けられ、トルクリミットバネ６０を押圧する押圧部３２と、押圧部３２の内径側の端部から軸方向に突出する円筒部３３とを一体に有している。円筒部３３の内周面は、第１ハウジング部材７１の内面に取り付けられた樹脂ブッシュ７３の外周面に対向している。なお、アーマチャ３は後述するカラー６１を介して樹脂ブッシュ２４に支持されているので、円筒部３３を省略してもよい。 The armature 3 constitutes a magnetic path of magnetic flux generated by energization of the electromagnetic coil 211 together with the yoke 22. The armature 3 is provided inside the magnetic path 31 and the annular magnetic path 31 facing the axial end faces 221a and 222a of the inner cylindrical part 221 and the outer cylindrical part 222 of the yoke 22, and is a torque limit spring. A pressing portion 32 that presses 60 and a cylindrical portion 33 that protrudes in an axial direction from an end portion on the inner diameter side of the pressing portion 32 are integrally provided. The inner peripheral surface of the cylindrical portion 33 faces the outer peripheral surface of the resin bush 73 attached to the inner surface of the first housing member 71. Since the armature 3 is supported by the resin bush 24 via a collar 61 described later, the cylindrical portion 33 may be omitted.
磁路部３１は、電磁コイル２１１の通電時に、コイル部材２１の周囲に発生する磁束の磁路となる。アーマチャ３は、電磁コイル２１１に通電されたとき、磁路部３１がヨーク２２に接近するように軸方向に移動する。このとき、リターンバネ２３は軸方向に圧縮される。また、アーマチャ３は、電磁コイル２１１への通電が遮断されると、リターンバネ２３の復元力によりヨーク２２から離間する。 The magnetic path portion 31 serves as a magnetic path for magnetic flux generated around the coil member 21 when the electromagnetic coil 211 is energized. When the electromagnetic coil 211 is energized, the armature 3 moves in the axial direction so that the magnetic path portion 31 approaches the yoke 22. At this time, the return spring 23 is compressed in the axial direction. Further, the armature 3 is separated from the yoke 22 by the restoring force of the return spring 23 when the energization of the electromagnetic coil 211 is interrupted.
磁路部３１は、ヨーク２２の軸方向端面２２１ａ,２２２ａに向かい合う円環板状の平板部３１１と、平板部３１１の外径側の端部から軸方向に延出された外鍔部３１２と、平板部３１１の内径側の端部から軸方向に延出された内鍔部３１３とを有している。平板部３１１は、軸方向に所定の厚みを有する平板状であり、そのヨーク２２側の面にはリターンバネ２３が当接している。また、平板部３１１には、ヨーク２２側とは反対側の面に、軸方向に突出したボス部３１１ａが設けられている。ボス部３１１ａは、リターンバネ２３の復元力により、第１ハウジング部材７１の内面に当接する。 The magnetic path portion 31 includes an annular plate-shaped flat plate portion 311 facing the axial end surfaces 221 a and 222 a of the yoke 22, and an outer flange portion 312 extending in the axial direction from the outer diameter side end portion of the flat plate portion 311. And an inner flange 313 extending in the axial direction from the inner diameter side end of the flat plate portion 311. The flat plate portion 311 has a flat plate shape having a predetermined thickness in the axial direction, and the return spring 23 is in contact with the surface on the yoke 22 side. Further, the flat plate portion 311 is provided with a boss portion 311a protruding in the axial direction on the surface opposite to the yoke 22 side. The boss 311 a abuts against the inner surface of the first housing member 71 by the restoring force of the return spring 23.
外鍔部３１２及び内鍔部３１３は共に円筒状である。外鍔部３１２の内周面にはヨーク２２における外周円筒部２２２の傾斜面２２２ｂと平行に向かい合う対向面３１２ａが形成され、内鍔部３１３の外周面にはヨーク２２における内周円筒部２２１の傾斜面２２１ｂと平行に向かい合う対向面３１３ａが形成されている。 Both the outer collar portion 312 and the inner collar portion 313 are cylindrical. A facing surface 312 a facing the inclined surface 222 b of the outer cylindrical portion 222 of the yoke 22 is formed on the inner peripheral surface of the outer flange portion 312, and the inner peripheral cylindrical portion 221 of the yoke 22 is formed on the outer peripheral surface of the inner flange portion 313. An opposing surface 313a facing in parallel with the inclined surface 221b is formed.
押圧部３２は、磁路部３１の内側でスリーブ４との間にトルクリミットバネ６０を挟み、トルクリミットバネ６０を軸方向に押圧する。電磁コイル２１１に通電されたとき、押圧部３２は、トルクリミットバネ６０を介してスリーブ４をドグピース５側に押し付ける。本実施の形態では、トルクリミットバネ６０がコイルバネからなり、軸方向に圧縮された状態でアーマチャ３の押圧部３２とスリーブ４との間に複数個が配置されている。トルクリミットバネ６０は、電磁石２の磁力によるアーマチャ３の移動力をスリーブ４に弾性的に伝達する。 The pressing part 32 sandwiches the torque limit spring 60 between the sleeve 4 and the inside of the magnetic path part 31 and presses the torque limit spring 60 in the axial direction. When the electromagnetic coil 211 is energized, the pressing unit 32 presses the sleeve 4 against the dog piece 5 via the torque limit spring 60. In the present embodiment, the torque limit spring 60 is a coil spring, and a plurality of the torque limit springs 60 are arranged between the pressing portion 32 of the armature 3 and the sleeve 4 in a state where the torque limit spring 60 is compressed in the axial direction. The torque limit spring 60 elastically transmits the moving force of the armature 3 due to the magnetic force of the electromagnet 2 to the sleeve 4.
アーマチャ３の内鍔部３１３には、カラー６１が嵌合固定されている。カラー６１は、内周面にスリーブ４を係止する係止突起６１１（図３参照）を有する円筒状であり、アーマチャ３の軸方向移動に伴ってその外周面が樹脂ブッシュ２４の内周面を摺動する。カラー６１は、係止突起６１１により、押圧部３２から離間する方向へのスリーブ４のアーマチャ３に対する軸方向移動を規制している。 A collar 61 is fitted and fixed to the inner collar portion 313 of the armature 3. The collar 61 has a cylindrical shape having a locking projection 611 (see FIG. 3) for locking the sleeve 4 on the inner peripheral surface, and the outer peripheral surface of the collar 61 is the inner peripheral surface of the resin bush 24 as the armature 3 moves in the axial direction. Slide. The collar 61 restricts the axial movement of the sleeve 4 with respect to the armature 3 in the direction away from the pressing portion 32 by the locking protrusion 611.
スリーブ４は、押圧部３２とは反対側の軸方向端面に形成された複数の第１の噛み合い歯としての複数のドグ歯４１と、内周面に軸方向に延在して形成された複数のスプライン突起４２と、カラー６１の係止突起６１１に係止される被係止部４３とを一体に有している。スリーブ４は、複数のスプライン突起４２が第１ハウジング部材７１の内面に形成された複数のスプライン突起７１１に係合することにより、第１ハウジング部材７１に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結されている。 The sleeve 4 has a plurality of dog teeth 41 as a plurality of first meshing teeth formed on the axial end surface opposite to the pressing portion 32, and a plurality of sleeve teeth 41 extending in the axial direction on the inner peripheral surface. The spline protrusion 42 and the locked portion 43 locked to the locking protrusion 611 of the collar 61 are integrally provided. The sleeve 4 is movable in the axial direction with respect to the first housing member 71 and is not relatively rotatable by the plurality of spline protrusions 42 engaging with the plurality of spline protrusions 711 formed on the inner surface of the first housing member 71. It is connected.
ドグピース５は、スリーブ４の複数のドグ歯４１に係合可能な複数の第２の噛み合い歯としての複数のドグ歯５１と、内周面に軸方向に延在して形成された複数のスプライン突起５２とを一体に有している。ドグピース５は、複数のスプライン突起５２が駆動軸１０２の外周面に形成されたスプライン突起１０２ａに係合することにより、駆動軸１０２に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結されている。 The dog piece 5 includes a plurality of dog teeth 51 serving as a plurality of second meshing teeth that can be engaged with the plurality of dog teeth 41 of the sleeve 4 and a plurality of splines formed on the inner peripheral surface extending in the axial direction. The protrusion 52 is integrally formed. The dog piece 5 is coupled to the drive shaft 102 so as to be movable in the axial direction but not relative to the drive shaft 102 by engaging a plurality of spline protrusions 52 with spline protrusions 102 a formed on the outer peripheral surface of the drive shaft 102.
ドグピース５と第１ハウジング部材７１との間には第１の軸受７４が配置され、ドグピース５と第２ハウジング部材７２との間には第２の軸受７５が配置されている。この構成により、ドグピース５は、ハウジング７に対して駆動軸１０２と共に回転自在、かつハウジング７に対して軸方向移動不能である。また、駆動軸１０２と第２ハウジング部材７２との間には、第３の軸受７６が配置されている。駆動軸１０２は、第３の軸受７６によってハウジング７に対して相対回転可能に配置されている。本実施の形態では、第１及び第２の軸受７４，７５がスラストころ軸受であり、第３の軸受７６が玉軸受である。 A first bearing 74 is disposed between the dog piece 5 and the first housing member 71, and a second bearing 75 is disposed between the dog piece 5 and the second housing member 72. With this configuration, the dog piece 5 is rotatable with the drive shaft 102 with respect to the housing 7 and is not movable in the axial direction with respect to the housing 7. A third bearing 76 is disposed between the drive shaft 102 and the second housing member 72. The drive shaft 102 is disposed so as to be rotatable relative to the housing 7 by a third bearing 76. In the present embodiment, the first and second bearings 74 and 75 are thrust roller bearings, and the third bearing 76 is a ball bearing.
上記のように構成された係合装置１は、スリーブ４がトルクリミットバネ６０を介してアーマチャ３の移動力を受けてドグピース５側に移動したとき、スリーブ４のドグ歯４１とドグピース５のドグ歯５１とが電磁石２の内側、より具体的にはヨーク２２の内側に配置されたカラー６１の内側で噛み合う。このドグ歯４１，５１の噛み合いにより、駆動軸１０２のケーシング９に対する相対回転が規制される。 In the engaging device 1 configured as described above, when the sleeve 4 receives the moving force of the armature 3 via the torque limit spring 60 and moves to the dog piece 5 side, the dog teeth 41 of the sleeve 4 and the dog teeth of the dog piece 5 are moved. The teeth 51 mesh with each other inside the electromagnet 2, more specifically, inside the collar 61 arranged inside the yoke 22. The meshing of the dog teeth 41 and 51 restricts the relative rotation of the drive shaft 102 with respect to the casing 9.
また、係合装置１は、その作動時において駆動軸１０２に衝撃的な荷重がかかっても、係合装置１や動力分配機構１０２に損傷が発生しないよう、ドグ歯４１，５１の噛み合い反力によってトルクリミットバネ６０が圧縮されてスリーブ４がアーマチャ３の押圧部３２側に移動し、スリーブ４とドグピース５との係合状態が解除されるように構成されている。次に、この損傷防止動作の構成と原理について、図４を参照して詳細に説明する。 In addition, the engagement device 1 engages with the dog teeth 41 and 51 so that the engagement device 1 and the power distribution mechanism 102 are not damaged even if an impact load is applied to the drive shaft 102 during operation. Thus, the torque limit spring 60 is compressed, the sleeve 4 moves to the pressing portion 32 side of the armature 3, and the engagement state between the sleeve 4 and the dog piece 5 is released. Next, the configuration and principle of this damage prevention operation will be described in detail with reference to FIG.
図４（ａ）は、スリーブ４のドグ歯４１及びドグピース５のドグ歯５１を外周側から見た図であり、図４（ｂ）は、スリーブ４の複数のスプライン突起４２と第１ハウジング部材７１の複数のスプライン突起７１１との嵌合部を含むスリーブ４及び第１ハウジング部材７１の断面図である。 4A is a view of the dog teeth 41 of the sleeve 4 and the dog teeth 51 of the dog piece 5 as viewed from the outer peripheral side, and FIG. 4B is a diagram illustrating the plurality of spline protrusions 42 of the sleeve 4 and the first housing member. FIG. 7 is a cross-sectional view of a sleeve 4 and a first housing member 71 including a fitting portion with a plurality of 71 spline protrusions 711.
図４（ａ）では、スリーブ４のドグ歯４１が受ける反力をベクトルＲｆ１で示し、その軸方向成分をベクトルＲａ１、周方向成分をベクトルＲｃ１で示している。スリーブ４の複数のドグ歯４１は、軸方向に歯丈を有し、歯筋が回転軸線Ｏに対して直角となる径方向に延在する放射状に形成されている。また、ドグ歯４１は、歯先面４１ａが平面状であり、歯先面４１ａの周方向両側における歯面４１ｂが回転軸線Ｏに対して直角な面に対し所定の角度傾斜した傾斜面である。 In FIG. 4A, the reaction force received by the dog teeth 41 of the sleeve 4 is indicated by a vector Rf 1 , its axial component is indicated by a vector Ra 1 , and its circumferential component is indicated by a vector Rc 1 . The plurality of dog teeth 41 of the sleeve 4 have a tooth height in the axial direction, and the tooth traces are radially formed extending in the radial direction perpendicular to the rotation axis O. Further, the dog tooth 41 is an inclined surface in which the tooth tip surface 41 a is planar and the tooth surfaces 41 b on both sides in the circumferential direction of the tooth tip surface 41 a are inclined at a predetermined angle with respect to a surface perpendicular to the rotation axis O. .
ドグピース５のドグ歯５１は、スリーブ４のドグ歯４１と同様に、軸方向に歯丈を有し、歯筋が回転軸線Ｏに対して直角となる径方向に延在する放射状に形成されている。またドグ歯５１は、歯先面５１ａが平面状であり、歯先面５１ａの周方向両側における歯面５１ｂが回転軸線Ｏに対して直角な面に対し所定の角度傾斜した傾斜面である。 Like the dog teeth 41 of the sleeve 4, the dog teeth 51 of the dog piece 5 have a tooth length in the axial direction and are radially formed so that the tooth traces extend in the radial direction perpendicular to the rotation axis O. Yes. The dog teeth 51 are inclined surfaces in which the tooth tip surface 51 a is flat and the tooth surfaces 51 b on both sides in the circumferential direction of the tooth tip surface 51 a are inclined at a predetermined angle with respect to a surface perpendicular to the rotation axis O.
スリーブ４のドグ歯４１とドグピース５のドグ歯５１とは、歯丈や歯幅、及び歯数やピッチ等の諸元が共通である。また、ドグ歯４１，５１は、歯厚が歯先面４１ａ，５１ａ側の先端部ほど小さくなる略台形状である。図４（ａ）では、スリーブ４のドグ歯４１におけるドグピース５のドグ歯５１との接点における圧力角をθで示している。 The dog teeth 41 of the sleeve 4 and the dog teeth 51 of the dog piece 5 have the same specifications such as tooth height, tooth width, number of teeth, and pitch. In addition, the dog teeth 41 and 51 have a substantially trapezoidal shape in which the tooth thickness becomes smaller at the tip portions on the tooth tip surfaces 41a and 51a side. In FIG. 4A, the pressure angle at the contact point between the dog teeth 41 of the sleeve 4 and the dog teeth 51 of the dog piece 5 is indicated by θ.
図４（ｂ）では、スリーブ４の複数のスプライン突起４２が第１ハウジング部材７１の複数のスプライン突起７１１から受ける反力をベクトルＲｆ２で示し、その径方向成分をベクトルＲｒ２、周方向成分をベクトルＲｃ２で示している。また、スプライン突起４２は、歯先面４２ａの周方向両側における歯面４２ｂがインボリュート曲線からなるインボリュート歯形を有している。第１ハウジング部材７１のスプライン突起７１１も同様に、歯先面７１１ａの周方向両側における歯面７１１ｂがインボリュート曲線からなるインボリュート歯形を有している。図４（ｂ）では、スリーブ４のスプライン突起４２における第１ハウジング部材７１のスプライン突起７１１との接点における圧力角をφで示している。 In FIG. 4B, the reaction force that the plurality of spline protrusions 42 of the sleeve 4 receives from the plurality of spline protrusions 711 of the first housing member 71 is indicated by a vector Rf 2 , the radial component thereof is a vector Rr 2 , and the circumferential component. the are indicated by vectors Rc 2. Further, the spline protrusion 42 has an involute tooth profile in which the tooth surfaces 42b on both sides in the circumferential direction of the tooth tip surface 42a are involute curves. Similarly, the spline protrusion 711 of the first housing member 71 has an involute tooth profile in which tooth surfaces 711b on both sides in the circumferential direction of the tooth tip surface 711a are involute curves. In FIG. 4B, the pressure angle at the contact point of the spline protrusion 42 of the sleeve 4 with the spline protrusion 711 of the first housing member 71 is indicated by φ.
スリーブ４は、そのドグ歯４１がドグピース５のドグ歯５１から受ける噛み合い力の軸方向成分をＦ１とし、トルクリミットバネ６０から受ける押し付け力をＦ２とし、スプライン突起４２が第１ハウジング部材７１のスプライン突起７１１から受ける摩擦力をＦ３としたとき、下記式（１）が満たされた場合に、図３（ｂ）に示すようにトルクリミットバネ６０に抗してドグピース５から離間する方向に移動し、ドグ歯４１，５１の係合が解除される。
ここで、スリーブ４がドグピース５を介して受ける駆動軸１０２のトルクをＴ１、ドグ歯４１，５１の歯面４１ｂ，５１ｂの摩擦係数をμｄ、ドグ歯４１，５１の有効径をＤ１とすると、Ｆ１は下記式（２）で得られる。
また、スプライン突起４２，７１１の歯面４２ｂ，７１１ｂの摩擦係数をμｓｐ、スプライン突起４２，７１１の有効径をＤ２とすると、Ｆ３は下記式（３）で得られる。
これにより、トルクＴ１が所望の値になったときに上記の式（１）が満たされるようにトルクリミットバネ６０のバネ定数を定めることにより、当該所望の値でスリーブ４とドグピース５との係合状態が解除される。この所望の値は、係合装置１や動力分配機構１０２等に損傷が発生しないように適宜設定されるべき値である。 Thus, by determining the spring constant of the torque limit spring 60 so that the above-described expression (1) is satisfied when the torque T 1 reaches a desired value, the sleeve 4 and the dog piece 5 can be moved at the desired value. The engaged state is released. This desired value is a value that should be set as appropriate so that the engagement device 1, the power distribution mechanism 102, and the like are not damaged.
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、スリーブ４及びドグピース５が電磁石２の内側に配置され、電磁石２の内側でドグ歯４１，５１が噛み合わされるので、特に軸方向の装置サイズを小さくすることができ、係合装置１の車両等への搭載性を高めることができる。また、スリーブ４は、電磁石２、アーマチャ３、及びリターンバネ２３からなる簡素な移動機構により軸方向に移動するので、スリーブ４を移動させるための部品の点数を少なく抑えることが可能となる。またさらに、アーマチャ３は、磁路部３１と押圧部３２とを一体に備え、押圧部３２が磁路部３１の径方向内側に設けられた単純な形状であるので、例えば鍛造により容易に成形することが可能である。
(Operation and effect of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, the sleeve 4 and the dog piece 5 are arranged inside the electromagnet 2, and the dog teeth 41 and 51 are meshed inside the electromagnet 2. It can be made small, and the mountability of the engagement device 1 on a vehicle or the like can be improved. Further, since the sleeve 4 is moved in the axial direction by a simple moving mechanism including the electromagnet 2, the armature 3, and the return spring 23, the number of parts for moving the sleeve 4 can be reduced. Still further, the armature 3 includes a magnetic path portion 31 and a pressing portion 32 integrally, and the pressing portion 32 has a simple shape provided on the radially inner side of the magnetic path portion 31, so that it is easily formed by forging, for example. Is possible.
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る係合装置１Ａを示す全体断面図である。図５では、駆動軸１０２の回転軸線Ｏよりも上側に非作動状態を示し、回転軸線Ｏよりも下側に作動状態を示している。図５において、図２を参照して説明した第１の実施の形態に係る係合装置１の部品又は部分に対応する機能を有する係合装置１Ａの部品又は部分については、図２に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 5 is an overall cross-sectional view showing an engagement device 1A according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the non-operating state is shown above the rotational axis O of the drive shaft 102, and the operating state is shown below the rotational axis O. 5, parts or portions of the engaging device 1A having a function corresponding to the parts or portions of the engaging device 1 according to the first embodiment described with reference to FIG. 2 are attached to FIG. The same reference numerals as those in FIG.
第１の実施の形態に係る係合装置１と第２の実施の形態に係る係合装置１Ａとは、ヨーク２２、リターンバネ２３、アーマチャ３、及びトルクリミットバネ６０の形状や構成が主として異なる。 The engagement device 1 according to the first embodiment and the engagement device 1A according to the second embodiment are mainly different in the shapes and configurations of the yoke 22, the return spring 23, the armature 3, and the torque limit spring 60. .
具体的には、第１の実施の形態では、ヨーク２２の内周円筒部２２１及び外周円筒部２２２に傾斜面２２１ｂ，２２１ｂが形成されていたが、第２の実施の形態に係るヨーク２２にはこのような傾斜面が形成されていない。また、第２の実施の形態では、リターンバネ２３がコイルバネからなり、トルクリミットバネ６０が複数（図５の図示例では４つ）の皿バネ６００からなる。アーマチャ３の磁路部３１には、軸方向に窪んで形成された凹部３１０が設けられ、リターンバネ２３の一端部が凹部３１０に収容されている。 Specifically, in the first embodiment, the inclined surfaces 221b and 221b are formed on the inner circumferential cylindrical portion 221 and the outer circumferential cylindrical portion 222 of the yoke 22, but the yoke 22 according to the second embodiment is provided with the yoke 22 according to the second embodiment. Such an inclined surface is not formed. In the second embodiment, the return spring 23 is a coil spring, and the torque limit spring 60 is a plurality (four in the illustrated example of FIG. 5) of disc springs 600. The magnetic path portion 31 of the armature 3 is provided with a concave portion 310 that is recessed in the axial direction, and one end portion of the return spring 23 is accommodated in the concave portion 310.
トルクリミットバネ６０を構成するそれぞれの皿バネ６００は、外径側の端部同士もしくは内径側の端部同士が隣り合う皿バネ６００と当接している。複数の皿バネ６００のうち、最もスリーブ４側の皿バネ６００とスリーブ４との間には、ワッシャ６０１が配置されている。 The disc springs 600 constituting the torque limit spring 60 are in contact with the disc springs 600 whose outer diameter side ends or inner diameter side ends are adjacent to each other. A washer 601 is disposed between the disc spring 600 closest to the sleeve 4 and the sleeve 4 among the plurality of disc springs 600.
第２の実施の形態に係るアーマチャ３は、ヨーク２２の内周円筒部２２１及び外周円筒部２２２の軸方向端面２２１ａ，２２２ａに対向する環状の磁路部３１と、磁路部３１の内側に設けられ、トルクリミットバネ６０を押圧する押圧部３２と、磁路部３１と押圧部３２との間から軸方向に突出する円筒状の筒状突起３４とを有している。筒状突起３４は、アーマチャ３の軸方向移動に伴い、その外周面が樹脂ブッシュ２４の内周面を摺動する。また、筒状突起３４の先端部には止め輪３５が嵌着され、この止め輪３５によってスリーブ４の押圧部３２から離間する方向への軸方向移動が規制されている。 The armature 3 according to the second embodiment includes an annular magnetic path portion 31 facing the axial end faces 221a and 222a of the inner peripheral cylindrical portion 221 and the outer peripheral cylindrical portion 222 of the yoke 22, and an inner side of the magnetic path portion 31. A pressing portion 32 that presses the torque limit spring 60 and a cylindrical cylindrical projection 34 that protrudes in the axial direction from between the magnetic path portion 31 and the pressing portion 32 are provided. As the armature 3 moves in the axial direction, the outer peripheral surface of the cylindrical projection 34 slides on the inner peripheral surface of the resin bush 24. A retaining ring 35 is fitted to the tip of the cylindrical projection 34, and the axial movement of the sleeve 4 in the direction away from the pressing portion 32 is restricted by the retaining ring 35.
スリーブ４及びドグピース５は、電磁石２の内側に配置されている。より具体的には、スリーブ４がアーマチャ３の筒状突起３４の内側に配置されている。電磁石２の電磁コイル２１１に通電されたとき、スリーブ４のドグ歯４１とドグピース５のドグ歯５１とは、電磁石２の内側で噛み合わされる。 The sleeve 4 and the dog piece 5 are disposed inside the electromagnet 2. More specifically, the sleeve 4 is disposed inside the cylindrical protrusion 34 of the armature 3. When the electromagnetic coil 211 of the electromagnet 2 is energized, the dog teeth 41 of the sleeve 4 and the dog teeth 51 of the dog piece 5 are engaged with each other inside the electromagnet 2.
以上のように構成された係合装置１Ａは、第１の実施の形態に係る係合装置１と同様に動作し、同様の機能を発揮する。また、本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。 1 A of engaging apparatuses comprised as mentioned above operate | move similarly to the engaging apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment, and exhibit the same function. Also according to the present embodiment, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained.
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について、図６を参照して説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る係合装置１Ｂを示す全体断面図である。第３の実施の形態に係る係合装置１Ｂは、第２の実施の形態に係る係合装置１Ａをさらに変形したものであり、スリーブ４のドグ歯４１とドグピース５のドグ歯５１との噛み合いにより、一対の回転部材（第１及び第２の回転部材８０，９０）の間でトルクが伝達されるように構成されたものである。 FIG. 6 is an overall cross-sectional view showing an engagement device 1B according to a third embodiment of the present invention. The engagement device 1B according to the third embodiment is a further modification of the engagement device 1A according to the second embodiment, and the dog teeth 41 of the sleeve 4 and the dog teeth 51 of the dog piece 5 are engaged. Thus, the torque is transmitted between the pair of rotating members (the first and second rotating members 80 and 90).
図６では、図５と同様に、第１及び第２の回転部材８０，９０の回転軸線Ｏよりも上側に非作動状態を示し、回転軸線Ｏよりも下側に作動状態を示している。図６において、第１及び第２の実施の形態に係る係合装置１，１Ａの部品又は部分に対応する機能を有する係合装置１Ｂの部品又は部分については、図２及び図５に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。 In FIG. 6, as in FIG. 5, the non-operating state is shown above the rotational axis O of the first and second rotating members 80 and 90, and the operating state is shown below the rotational axis O. 6, the parts or portions of the engaging device 1B having a function corresponding to the parts or portions of the engaging devices 1 and 1A according to the first and second embodiments are attached to FIGS. 2 and 5. The same reference numerals as those in FIG.
第３の実施の形態に係る係合装置１Ｂは、電磁コイル２１１に通電された作動状態において、同軸上で相対回転可能に配置された第１の回転部材８０と第２の回転部材９０とをトルク伝達可能に連結し、電磁コイル２１１に通電されない非作動状態では、第１の回転部材８０と第２の回転部材９０とを相対回転可能とする。第１の回転部材８０は、円筒状の本体部８１１及び円環板状のフランジ部８１２を一体に有する中空状のシャフト８１と、シャフト８１に複数のボルト８３１及びナット８３２によって結合された結合部材８２とを有する。 The engaging device 1 </ b> B according to the third embodiment includes a first rotating member 80 and a second rotating member 90 that are coaxially arranged to be relatively rotatable in an operating state in which the electromagnetic coil 211 is energized. The first rotating member 80 and the second rotating member 90 are allowed to rotate relative to each other in a non-operating state in which the torque is transmitted and the electromagnetic coil 211 is not energized. The first rotating member 80 includes a hollow shaft 81 integrally having a cylindrical main body portion 811 and an annular plate-like flange portion 812, and a coupling member coupled to the shaft 81 by a plurality of bolts 831 and nuts 832. 82.
結合部材８２は、スリーブ４の複数のスプライン突起４２が係合する複数のスプライン突起８２０が外周面に形成された円筒状の本体部８２１と、本体部８２１の軸方向一端部から外径側に突出して形成された外鍔部８２２と、本体部８２１の軸方向他端部から内径側に突出して形成された内鍔部８２３とを一体に有している。 The coupling member 82 includes a cylindrical main body 821 in which a plurality of spline protrusions 820 that engage with the plurality of spline protrusions 42 of the sleeve 4 are formed on the outer peripheral surface, and an outer diameter side from one axial end of the main body 821. The outer flange portion 822 that protrudes and an inner flange portion 823 that protrudes from the other axial end of the main body portion 821 toward the inner diameter side are integrally provided.
スリーブ４は、複数のスプライン突起４２が結合部材８２の複数のスプライン突起８２０に係合することで、第１の回転部材８０に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。第１の回転部材８０に対するスリーブ４のドグピース５から離間する側への軸方向移動は、結合部材８２の本体部８２１の外周に嵌着された止め輪３６によって規制されている。 The sleeve 4 is coupled to the first rotating member 80 so as not to be relatively rotatable and to be movable in the axial direction by engaging the plurality of spline protrusions 820 of the coupling member 82 with the plurality of spline protrusions 42. The axial movement of the sleeve 4 toward the side away from the dog piece 5 with respect to the first rotating member 80 is restricted by a retaining ring 36 fitted to the outer periphery of the main body portion 821 of the coupling member 82.
ドグピース５は、複数のスプライン突起５２が第２の回転部材９０に形成された複数のスプライン突起９００に係合することにより、第２の回転部材９０に相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。ドグピース５は、第２の回転部材９０を挿通させる円筒状の連結部５０を有し、この連結部５０の内周面に軸方向に延びる複数のスプライン突起５２が形成されている。 The dog piece 5 is connected to the second rotating member 90 so as not to rotate relative to the second rotating member 90 and to be movable in the axial direction by engaging the plurality of spline protruding members 52 with the plurality of spline protruding members 900 formed on the second rotating member 90. ing. The dog piece 5 has a cylindrical connecting portion 50 through which the second rotating member 90 is inserted, and a plurality of spline protrusions 52 extending in the axial direction are formed on the inner peripheral surface of the connecting portion 50.
ドグピース５の連結部５０と結合部材８２の本体部８２１との間には、玉軸受７７が配置されている。また、第２の回転部材９０は、その先端部がシャフト８１の内部に配置され、第２の回転部材９０の先端部における外周面とシャフト８１の内周面との間に玉軸受７８が配置されている。 A ball bearing 77 is disposed between the connection portion 50 of the dog piece 5 and the main body portion 821 of the coupling member 82. The second rotating member 90 has a tip end disposed inside the shaft 81, and a ball bearing 78 is disposed between the outer peripheral surface at the tip end of the second rotating member 90 and the inner peripheral surface of the shaft 81. Has been.
アーマチャ３及びスリーブ４は、第１の回転部材８０と共に回転する。このため、本実施の形態では、リターンバネ２３とアーマチャ３の磁路部３１との間にスラストころ軸受７９１が配置されている。また、結合部材８２の内鍔部８２３とドグピース５との間には、スラストころ軸受７９２が配置されている。ヨーク２２は、非回転の固定部材であるステー７０に固定され、ステー７０に嵌着された止め輪７０１によって抜け止めされている。 The armature 3 and the sleeve 4 rotate together with the first rotating member 80. For this reason, in the present embodiment, a thrust roller bearing 791 is disposed between the return spring 23 and the magnetic path portion 31 of the armature 3. A thrust roller bearing 792 is disposed between the inner flange 823 of the coupling member 82 and the dog piece 5. The yoke 22 is fixed to a stay 70 which is a non-rotating fixing member, and is prevented from coming off by a retaining ring 701 fitted to the stay 70.
以上のように構成された係合装置１Ｂによっても、第１及び第２の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。 The engagement device 1B configured as described above can provide the same operations and effects as those of the first and second embodiments.
（付記）
以上、本発明を第１乃至第３の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
(Appendix)
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the 1st thru | or 3rd embodiment, these embodiment does not limit the invention based on a claim. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、車両１００の駆動系の構成は、図１に例示したものに限らず、例えば図７のように変形することも可能である。図１の構成例では、第１のモータ・ジェネレータＭＧ１の回転軸１２が駆動軸１０２を挿通させる中空軸であり、係合装置１が動力分割機構１１の軸方向におけるエンジンＥとは反対側に配置された場合について説明したが、図７の変形例では、係合装置１が動力分割機構１１とエンジンＥとの間に配置されている。その他の構成は図１を参照して説明した第１の実施の形態の駆動系の構成と同様であるので、図７に示す駆動系の各構成要素には、図１に示した構成要素のうち機能が共通するものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。このような駆動系の構成によっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。 Further, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. For example, the configuration of the drive system of the vehicle 100 is not limited to that illustrated in FIG. 1, and can be modified as shown in FIG. 7, for example. In the configuration example of FIG. 1, the rotary shaft 12 of the first motor / generator MG1 is a hollow shaft through which the drive shaft 102 is inserted, and the engagement device 1 is on the opposite side of the engine E in the axial direction of the power split mechanism 11. In the modified example of FIG. 7, the engagement device 1 is disposed between the power split mechanism 11 and the engine E. Since other configurations are the same as the configuration of the drive system of the first embodiment described with reference to FIG. 1, each component of the drive system shown in FIG. 7 includes the components shown in FIG. Among them, the same reference numerals as those having common functions are attached, and redundant description is omitted. Even with such a drive system configuration, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.
また、上記の実施の形態では、ドグ歯４１，５１の歯面４１ｂ，５１ｂが回転軸線Ｏに対して直角な面に対して所定の角度傾斜した傾斜面である場合について説明したが、これに限らず、歯面４１ｂ，５１ｂがインボリュート曲線であってもよい。また、ドグ歯４１，５１の噛み合わせが凸円弧と凸円弧との組み合わせであってもよく、凸円弧と凹円弧の組み合わせであってもよい。 In the above embodiment, the tooth surfaces 41b and 51b of the dog teeth 41 and 51 have been described as being inclined surfaces with a predetermined angle with respect to the surface perpendicular to the rotation axis O. Not limited to this, the tooth surfaces 41b and 51b may be involute curves. Further, the meshing of the dog teeth 41 and 51 may be a combination of a convex arc and a convex arc, or a combination of a convex arc and a concave arc.
またさらに、上記の実施の形態では、係合装置１を車両１００の駆動系に用いた場合について説明したが、例えば工作機械等の他の機器に係合装置１を用いることも可能である。 Furthermore, in the above embodiment, the case where the engagement device 1 is used in the drive system of the vehicle 100 has been described. However, the engagement device 1 can also be used for other equipment such as a machine tool.
１，１Ａ，１Ｂ…係合装置 ２…電磁石
２１…コイル部材 ２１１…電磁コイル
２２…ヨーク（磁路形成部材） ２２１…内周円筒部
２２２…外周円筒部 ２２３…底部
３…アーマチャ ３１…磁路部
３２…押圧部 ４…スリーブ（第１の噛み合い部材）
５…ドグピース（第２の噛み合い部材） ４１，５１…ドグ歯
６０…トルクリミットバネ ７…ハウジング（固定部材）
８０，９０…第１及び第２の回転部材（一対の回転部材）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Engagement device 2 ... Electromagnet 21 ... Coil member 211 ... Electromagnetic coil 22 ... Yoke (magnetic path formation member) 221 ... Inner periphery cylindrical part 222 ... Outer periphery cylindrical part 223 ... Bottom part 3 ... Armature 31 ... Magnetic path Part 32 ... Pressing part 4 ... Sleeve (first meshing member)
5 ... Dog piece (second meshing member) 41, 51 ... Dog tooth 60 ... Torque limit spring 7 ... Housing (fixing member)
80, 90 ... first and second rotating members (a pair of rotating members)
Claims (4)
前記磁路形成部材と共に前記磁路を構成し、前記電磁コイルへの通電時に前記電磁石の磁力によって移動するアーマチャと、
複数の第１の噛み合い歯を有する第１の噛み合い部材と、
前記アーマチャの移動力を前記第１の噛み合い部材に弾性的に伝達する弾性部材と、
前記複数の第１の噛み合い歯に係合可能な複数の第２の噛み合い歯を有する第２の噛み合い部材とを備え、
前記第１の噛み合い部材が前記弾性部材を介して前記アーマチャの移動力を受けて前記第２の噛み合い部材側に移動したとき、前記第１の噛み合い歯と前記第２の噛み合い歯とが前記電磁石の内側で噛み合う、
係合装置。 An annular electromagnet having an electromagnetic coil and a magnetic path forming member serving as a magnetic path of a magnetic flux generated by energization of the electromagnetic coil;
The armature that constitutes the magnetic path together with the magnetic path forming member and moves by the magnetic force of the electromagnet when energizing the electromagnetic coil;
A first meshing member having a plurality of first meshing teeth;
An elastic member for elastically transmitting the moving force of the armature to the first meshing member;
A second engagement member having a plurality of second engagement teeth engageable with the plurality of first engagement teeth;
When the first meshing member receives the moving force of the armature via the elastic member and moves to the second meshing member side, the first meshing tooth and the second meshing tooth become the electromagnet. Meshing inside,
Engagement device.
前記アーマチャは、前記電磁コイルの前記軸方向他側で前記内周円筒部及び前記外周円筒部の軸方向端面に対向して前記磁束の磁路となる環状の磁路部と、前記磁路部の内側で前記第１噛み合い部材との間に前記弾性部材を挟み、前記弾性部材を押圧する押圧部とを一体に有する、
請求項１に記載の係合装置。 The magnetic path forming member includes an inner peripheral cylindrical portion that covers an inner periphery of the electromagnetic coil, an outer peripheral cylindrical portion that covers an outer periphery of the electromagnetic coil, and the inner peripheral cylindrical portion and the outer periphery on one axial side of the electromagnetic coil. A bottom portion interposed between the cylindrical portion, the other axial side of the electromagnetic coil is opened,
The armature includes an annular magnetic path portion serving as a magnetic path of the magnetic flux facing the axial end faces of the inner peripheral cylindrical portion and the outer peripheral cylindrical portion on the other axial side of the electromagnetic coil, and the magnetic path portion The elastic member is sandwiched between the first meshing member and the pressing portion that presses the elastic member.
The engagement device according to claim 1.
前記一方の部材及び前記他方の部材のうち何れかが非回転の固定部材であり、前記第１の噛み合い歯と前記第２の噛み合い歯との噛み合いにより、前記一対の部材の相対回転が規制される、
請求項１又は２に記載の係合装置。 The first meshing member and the second meshing member are connected to one member and the other member, respectively, out of a pair of members disposed so as to be relatively rotatable, and are relatively non-rotatable.
One of the one member and the other member is a non-rotating fixed member, and relative rotation of the pair of members is regulated by the meshing of the first meshing tooth and the second meshing tooth. The
The engagement device according to claim 1 or 2.
前記第１の噛み合い歯と前記第２の噛み合い歯との噛み合いにより、前記一対の回転部材の間でトルクが伝達される、
請求項１又は２に記載の係合装置。 The first meshing member and the second meshing member are connected to one rotational member and the other rotational member, respectively, out of a pair of rotational members arranged so as to be relatively rotatable, and are relatively non-rotatable.
Torque is transmitted between the pair of rotating members by meshing between the first meshing teeth and the second meshing teeth.
The engagement device according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2017036761A JP2018141530A (en) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | Engagement device |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| JP2017036761A Pending JP2018141530A (en) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | Engagement device |
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-
2017
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