JP2018021621A - Interruption device and differential device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、断続装置及び差動装置に関する。 The present invention relates to an intermittent device and a differential device.
従来、車両の左右の車輪に差動を許容して駆動力を配分するディファレンシャル装置には、相対回転可能な回転部材間の差動を制限する噛み合いクラッチを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a differential device that allows a differential to be distributed between left and right wheels of a vehicle and distributes driving force includes a meshing clutch that limits differential between rotating members that can rotate relative to each other (for example, Patent Documents). 1).
特許文献1に記載のディファレンシャル装置は、デフケースと、デフケースに固定されたピニオンシャフトに軸支された一対のピニオンギヤと、一対のピニオンギヤにギヤ軸を直交させて噛合する一対のサイドギヤと、デフケースに形成された孔部に回転方向に係合して軸方向移動可能に配置された断続部材(クラッチリング)と、断続部材を軸方向に移動させるアクチュエータとを有している。
The differential device described in
断続部材は、一対のサイドギヤのうち一方のサイドギヤに固着されたリングに噛み合う噛み合い歯を有し、デフケースと共に回転する。アクチュエータは、コイルと、コイルの一部を覆う軟磁性体からなるコイルハウジングと、断続部材を押圧するプランジャとを有して構成されている。コイルハウジングは、コイルの外周側と、軸方向の一方側と、内周側の一部とを覆っている。プランジャは、内周側に配置されたステンレス等の非磁性体からなるガイド部材の外周に、軟磁性体からなるプランジャ本体を一体に固定して構成されている。また、コイルハウジングは、支持部材を介してキャリヤに支持され、デフケースとの間で軸方向に相対移動しないように回り止めされて配置されている。 The intermittent member has meshing teeth that mesh with a ring fixed to one side gear of the pair of side gears, and rotates together with the differential case. The actuator includes a coil, a coil housing made of a soft magnetic material that covers a part of the coil, and a plunger that presses the intermittent member. The coil housing covers the outer peripheral side of the coil, one side in the axial direction, and a part of the inner peripheral side. The plunger is configured by integrally fixing a plunger main body made of a soft magnetic material on the outer periphery of a guide member made of a non-magnetic material such as stainless steel disposed on the inner peripheral side. In addition, the coil housing is supported by the carrier via a support member, and is disposed so as not to rotate relative to the differential case in the axial direction.
コイルに通電されると、コイルハウジングと、プランジャ本体と、デフケースの側壁に設けられた環状の凸部とを透過する磁力線ループ(磁路)に発生する磁束によって、プランジャが軸方向の移動操作力を受ける。断続部材は、この移動操作力を受けて軸方向に移動し、一方のサイドギヤに固着されたリングに噛み合う。これにより、デフケースと一方のサイドギヤとの相対回転が規制され、これに伴って一対のサイドギヤ間の差動回転も規制される。 When the coil is energized, the plunger moves in the axial direction by the magnetic flux generated in the magnetic field loop (magnetic path) that passes through the coil housing, the plunger main body, and the annular projection provided on the side wall of the differential case. Receive. The intermittent member moves in the axial direction in response to the moving operation force, and meshes with a ring fixed to one side gear. As a result, relative rotation between the differential case and the one side gear is restricted, and accordingly, differential rotation between the pair of side gears is also restricted.
特許文献1に記載のディファレンシャル装置において、磁力線ループは、プランジャ本体の他にコイルハウジング及びデフケースを経路とするので、プランジャ本体とコイルハウジング及びデフケースとのエアギャップ(空隙)に加え、コイルハウジングとデフケースとの間のエアギャップをも経路中に含むこととなる。このため、磁力線ループの磁気抵抗が大きくなり、これによるプランジャに作用する移動操作力の低下を補うために、例えばコイルの巻き数を増やしたり、大きな電流をコイルに供給する必要がある。
In the differential device described in
そこで、本発明は、軸方向に移動する断続部材の噛み合いによって回転部材間の連結を断続することが可能な断続装置及び差動装置であって、断続部材を移動させる移動力を発生するアクチュエータのコイルへの通電により発生する磁束の磁路における磁気抵抗を低減することが可能な断続装置及び差動装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an interrupting device and a differential device capable of interrupting the connection between rotating members by meshing of an intermittent member that moves in the axial direction, and an actuator that generates a moving force that moves the interrupting member. An object of the present invention is to provide an intermittent device and a differential device capable of reducing the magnetic resistance in the magnetic path of the magnetic flux generated by energizing the coil.
本発明は、上記の目的を達成するため、共通の回転軸線を中心として相対回転可能に配置された第1の回転部材と第2の回転部材との連結を断続する断続装置であって、前記第1の回転部材との相対回転が規制されると共に、前記第2の回転部材に噛み合う噛み合い歯を有し、前記噛み合い歯が前記第2の回転部材に噛み合う連結位置と前記噛み合い歯が前記第2の回転部材に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能な断続部材と、前記断続部材を軸方向に移動させるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータは、通電により磁束を発生させるコイルと、前記断続部材と共に軸方向に移動する軟磁性体からなるプランジャとを有し、前記プランジャは、前記第1及び第2の回転部材のうち一方の回転部材と第1及び第2のエアギャップを介して軸方向に相対移動可能に配置され、前記コイルに通電されたとき、前記第1及び第2のエアギャップのうち一方のエアギャップから前記プランジャへ磁束が導入されると共に、前記プランジャから他方のエアギャップに磁束が導出され、前記第1及び第2のエアギャップのうち少なくとも何れかのエアギャップが狭くなるように前記プランジャが軸方向に移動する、断続装置を提供する。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is an interrupting device for intermittently connecting a first rotating member and a second rotating member, which are arranged so as to be relatively rotatable around a common rotational axis. Relative rotation with the first rotating member is restricted, and there are meshing teeth meshing with the second rotating member, and the coupling position where the meshing teeth mesh with the second rotating member and the meshing teeth are the first meshing teeth. An intermittent member that can move in the axial direction between a non-engagement position that does not mesh with the two rotating members, and an actuator that moves the intermittent member in the axial direction, and the actuator includes a coil that generates magnetic flux when energized. And a plunger made of a soft magnetic material that moves in the axial direction together with the intermittent member, wherein the plunger is one of the first and second rotating members and the first and second air. When the coil is energized, the magnetic flux is introduced from one of the first and second air gaps to the plunger, and the plunger An intermittent device is provided in which a magnetic flux is led out to the other air gap and the plunger moves in the axial direction so that at least one of the first and second air gaps becomes narrow.
また本発明は、上記の目的を達成するため、共通の回転軸線を中心として相対回転可能に配置された第1及び第2の回転部材と、前記第1の回転部材との相対回転が規制されると共に、前記第2の回転部材に噛み合う噛み合い歯を有し、前記噛み合い歯が前記第2の回転部材に噛み合う連結位置と前記噛み合い歯が前記第2の回転部材に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能な断続部材と、前記断続部材を軸方向に移動させるアクチュエータと、入力される駆動力を一対の出力部材から差動を許容して出力する差動機構とを備えた差動装置であって、前記アクチュエータは、通電により磁束を発生させるコイルと、前記断続部材と共に軸方向に移動するプランジャとを有し、前記プランジャは、前記第1及び第2の回転部材のうち一方の回転部材と第1及び第2のエアギャップを介して軸方向に相対移動可能に配置され、前記コイルに通電されたとき、前記第1及び第2のエアギャップのうち一方のエアギャップから前記プランジャへ磁束が導入されると共に、前記プランジャから他方のエアギャップに磁束が導出され、前記第1及び第2のエアギャップのうち少なくとも何れかのエアギャップが狭くなるように前記プランジャが軸方向に移動する、差動装置を提供する。 Further, in order to achieve the above object, the present invention restricts relative rotation between the first and second rotating members disposed so as to be relatively rotatable around a common rotation axis and the first rotating member. A meshing tooth that meshes with the second rotating member, and a coupling position where the meshing tooth meshes with the second rotating member and a non-coupling position where the meshing tooth does not mesh with the second rotating member. An intermittent member that is movable in the axial direction, an actuator that moves the intermittent member in the axial direction, and a differential mechanism that outputs a driving force that is input and allows a differential from a pair of output members. In the differential device, the actuator includes a coil that generates a magnetic flux when energized, and a plunger that moves in the axial direction together with the intermittent member, and the plunger is a member of the first and second rotating members. One of the first and second air gaps is disposed when the coil is energized and is disposed so as to be relatively movable in the axial direction via one rotating member and the first and second air gaps. The magnetic flux is introduced into the plunger, the magnetic flux is led out from the plunger to the other air gap, and the plunger is axially arranged so that at least one of the first and second air gaps is narrowed. To provide a differential.
本発明によれば、軸方向に移動する断続部材の噛み合いによって回転部材間の駆動力伝達を断続することが可能な断続装置及び差動装置において、断続部材を移動させる移動力を発生するアクチュエータのコイルへの通電により発生する磁束の磁路における磁気抵抗を低減することが可能となる。 According to the present invention, in the intermittent device and the differential device capable of intermittently transmitting the driving force between the rotating members by the meshing of the intermittent member moving in the axial direction, the actuator for generating the moving force for moving the intermittent member is provided. It becomes possible to reduce the magnetic resistance in the magnetic path of the magnetic flux generated by energizing the coil.
[第1の実施の形態]
本発明の実施の形態について、図1乃至図6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]
Embodiments 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、本発明の第1の実施の形態に係る差動装置の構成例を示す断面図である。図2は図1の部分拡大図であり、(a)はアクチュエータの非作動状態を示し、(b)はアクチュエータの作動状態を示す。図3は、アクチュエータ及び介在部材を除く差動装置の分解斜視図である。図4は、アクチュエータ及び介在部材の分解斜視図である。図5は、デフケースの第1ケース部材の内側の面を軸方向に見た平面図である。図6は、デフケースの第2ケース部材を示す斜視図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a differential device according to a first embodiment of the present invention. 2A and 2B are partially enlarged views of FIG. 1, in which FIG. 2A shows the non-operating state of the actuator, and FIG. 2B shows the operating state of the actuator. FIG. 3 is an exploded perspective view of the differential device excluding the actuator and the interposition member. FIG. 4 is an exploded perspective view of the actuator and the interposed member. FIG. 5 is a plan view of the inner surface of the first case member of the differential case as viewed in the axial direction. FIG. 6 is a perspective view showing a second case member of the differential case.
この差動装置1は、車両のエンジン等の駆動源の駆動力を一対の出力軸に差動を許容して配分するために用いられる。より具体的には、本実施の形態に係る差動装置1は、駆動源の駆動力が常に伝達される左右一対の主駆動輪(例えば前輪)と、駆動源の駆動力が走行状態に応じて伝達される左右一対の補助駆動輪(例えば後輪)とを備えた四輪駆動車に搭載され、補助駆動輪の左右の車輪に駆動力を配分するディファレンシャル装置として用いられる。主駆動輪のみに駆動力が伝達される場合、車両が四輪駆動状態となり、主駆動輪及び補助駆動輪に駆動力が伝達される場合、車両が二輪駆動状態となる。差動装置1は、四輪駆動状態において、入力された駆動力を補助駆動輪側の左右のドライブシャフトに配分する。
The
差動装置1は、車体に固定されたデフキャリヤ9に一対の軸受91,92を介して回転可能に支持されたデフケース2と、デフケース2に収容された差動機構3と、デフケース2と差動機構3のピニオンシャフト30との間で駆動力を断続可能に伝達する断続部材4と、断続部材4を軸方向に移動させるアクチュエータ5と、断続部材4とアクチュエータ5との間に介在して配置され、アクチュエータ5の移動力を断続部材4に伝達する介在部材61と、断続部材4をアクチュエータ5側に付勢する付勢部材としてのウェーブワッシャ71とを備えている。このうち、断続部材4、アクチュエータ5、及び介在部材61は、第1の回転部材としてのピニオンシャフト30と第2の回転部材としてのデフケース2との間の駆動力伝達を断続する断続装置10を構成する。
The
差動機構3は、断続部材4を介してデフケース2から駆動力が伝達されるピニオンシャフト30と、デフケース2の回転軸線O周りに回転可能に支持された複数(4つ)のピニオンギヤ31と、一対の出力部材としての一対のサイドギヤ32とを有している。ピニオンシャフト30は、アクチュエータ5の非作動時において、デフケース2に対して共通の回転軸線Oを中心として相対回転可能である。差動機構3は、ピニオンシャフト30に伝達される駆動力を一対のサイドギヤ32から差動を許容して出力する。以下の説明において、軸方向とは、回転軸線Oに平行な方向をいう。
The
本実施の形態では、差動機構3が一対のピニオンシャフト30を有し、4つのピニオンギヤ31のうち2つのピニオンギヤ31が一方のピニオンシャフト30に軸支され、他の2つのピニオンギヤ31が他方のピニオンシャフト30に軸支されている。ピニオンギヤ31及びサイドギヤ32は傘歯車からなり、ギヤ軸を直交させて互いに噛み合っている。一対のサイドギヤ32には、左右のドライブシャフトがそれぞれ相対回転不能に連結される。なお、ピニオンギヤ31及びサイドギヤ32には複数のギヤ歯が形成されているが、図3では、これらのギヤ歯の図示を省略している。
In the present embodiment, the
それぞれのピニオンシャフト30は、図3に示すように、断続部材4に係合する一対の被係合部301と、ピニオンギヤ31に挿通される一対のピニオンギヤ支持部302と、一対のピニオンギヤ支持部302を連結する連結部303とを一体に有し、全体として軸状に形成されている。一対の被係合部301は、ピニオンシャフト30の両端部に設けられ、連結部303はピニオンシャフト30の軸方向の中央部に設けられている。一対のピニオンギヤ支持部302は、一対の被係合部301のそれぞれと連結部303との間に設けられ、ピニオンギヤ31を軸支する。
As shown in FIG. 3, each
一対のピニオンシャフト30は、その軸方向の中央部において互いに噛み合わされている。具体的には、一方のピニオンシャフト30における一対のピニオンギヤ支持部302の間に形成された凹部300に他方のピニオンシャフト30の連結部303が嵌合し、かつ他方のピニオンシャフト30における一対のピニオンギヤ支持部302の間に形成された凹部300に一方のピニオンシャフト30の連結部303が嵌合している。一対のピニオンシャフト30は、デフケース2の回転軸線Oに沿って見た場合に、互いに直交している。
The pair of
断続部材4は、その中心軸線がデフケース2の回転軸線Oと一致する円筒状であり、鋼材を鍛造して形成されている。また、断続部材4は、差動機構3の一対のピニオンシャフト30に対し、デフケース2の回転軸線Oに沿う中心軸方向に相対移動可能で、かつ相対回転が規制されている。
The intermittent member 4 has a cylindrical shape whose central axis coincides with the rotational axis O of the differential case 2 and is formed by forging a steel material. Further, the intermittent member 4 can be moved relative to the pair of
断続部材4は、中心軸方向の一端部に設けられた複数の噛み合い歯411を有する第1噛み合い部41、第1噛み合い部41の内方に突出して設けられた環状の内鍔部42、及びピニオンシャフト30が周方向に係合する係合部430が形成された円筒部43を一体に有している。第1噛み合い部41は、デフケース2に設けられた第2噛み合い部223(後述)と周方向に噛み合う。内鍔部42は、その軸方向端面がウェーブワッシャ71に当接して、ウェーブワッシャ71の付勢力を受ける。係合部430は、円筒部43の内外周面間を貫通し、断続部材4の中心軸方向に延びる溝として形成されている。
The intermittent member 4 includes a
係合部430には、ピニオンシャフト30の両端部に設けられた被係合部301が係合する。ピニオンシャフト30の被係合部301が断続部材4の係合部430に係合することにより、断続部材4は、ピニオンシャフト30に対して回転軸線Oに沿う中心軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能である。複数のピニオンギヤ31は、デフケース2の回転軸線O周りに断続部材4と共に回転(公転)可能である。本実施の形態では、一対のピニオンシャフト30のそれぞれの両端部に設けられた被係合部301が断続部材4に係合するため、円筒部43には4つの係合部430が形成されている。
The engaged
複数のピニオンギヤ31の背面31aと断続部材4の円筒部43の内周面43aとの間には、ワッシャ33が配置されている。ワッシャ33は、ピニオンギヤ31の背面31aに対向する内面33aが部分球面状であり、断続部材4の円筒部43の内周面43aに対向する外面33bが平面状である。ピニオンギヤ31がピニオンシャフト30を中心として回転(自転)すると、ピニオンギヤ31の背面31aがワッシャ33の内面33aを摺動する。また、断続部材4がピニオンシャフト30に対して中心軸方向に移動すると、断続部材4の円筒部43の内周面43aがワッシャ33の外面33bを摺動する。円筒部43の内周面43aは、ワッシャ33の外面33bを摺動する部分が平面状に形成されている。
A
介在部材61は、デフケース2の外部に配置される円環部611と、円環部611から軸方向に延設された複数の突軸612とを有している。本実施の形態では、介在部材61に4つの突軸612が設けられている。介在部材61は、非磁性体からなり、例えばオーステナイト系ステンレスからなる鋼板をプレス加工して形成されている。突軸612の先端部(円環部611側の基端部とは反対側の端部)は、内径側に屈曲されている。
The
また、突軸612の先端部と断続部材4の円筒部43との間には、断面L字状のワッシャ72が配置されている。ワッシャ72は、円筒状の筒部721と、筒部721の軸方向一端部から内方に延在する円盤部722とを有し、筒部721が断続部材4の円筒部43に外嵌されている。突軸612の先端部は、ワッシャ72の円盤部722に当接する。
A
アクチュエータ5は、通電により磁束を発生させるコイル511、及びコイル511を覆う樹脂部材512を有する環状の電磁石51と、電磁石51を保持するコイルハウジング52と、断続部材4と共に軸方向に移動するプランジャ53と、デフキャリヤ9に対するコイルハウジング52の軸方向移動及び相対回転を規制する回り止め部材54とを有している。
The actuator 5 includes a
電磁石51、コイルハウジング52、プランジャ53、回り止め部材54は、デフケース2の外側に配置されている。電磁石51は、回転軸線Oに沿う断面の形状が矩形状であり、コイル511は樹脂部材512を介してコイルハウジング52に保持されている。電磁石51は、例えばエナメル線を巻き回してなるコイル511を樹脂部材512によってモールドして形成されている。
The
プランジャ53は、コイル511への通電により発生する磁力によって、デフケース2の第2噛み合い部223に第1噛み合い部41が噛み合う方向に断続部材4を移動させる。断続部材4は、介在部材61を介して伝達されるアクチュエータ5の移動力によって、第1噛み合い部41が第2噛み合い部223に噛み合わされる。
The
電磁石51のコイル511には、樹脂部材512に設けられたボス部512aから導出された電線513を介して図略の制御装置から励磁電流が供給される。アクチュエータ5は、コイル511に励磁電流が供給されることにより作動する。コイルハウジング52は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、電磁石51の樹脂部材512の内周面を内側から覆う円筒部521と、円筒部521の軸方向の一端部から径方向に延在して樹脂部材512の一方の軸方向端面を覆う円環板状の壁部522とを一体に有している。円筒部521は、回転軸線Oを中心軸とする円筒状であり、デフケース2と樹脂部材512との間に配置されている。壁部522は、円筒部521の一端部から外方に延出されている。
Excitation current is supplied to the
コイルハウジング52の円筒部521の内径は、この円筒部521の内周面に対向する部分のデフケース2の外径よりも僅かに大きく形成されている。これにより、デフケース2は、コイルハウジング52に対して回転自在である。壁部522の外径は、介在部材61の円環部611の内径よりも小さく形成されている。
The inner diameter of the
コイルハウジング52の円筒部521における壁部522とは反対側の端部には、回り止め部材54が固定されている。回り止め部材54は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性体からなり、コイルハウジング52の円筒部521の外周に配置される環状部541と、周方向の2箇所において環状部541から軸方向に突出する一対の突起部542とを一体に有している。環状部541は、例えば溶接によってコイルハウジング52の円筒部521の外周面に固定されている。
An
回り止め部材54は、一対の突起部542がデフキャリヤ9に形成された凹部90に嵌合してコイルハウジング52を回り止めしている。また、一対の突起部542は、プランジャ53に形成された軸方向の挿通孔532aを挿通することで、コイルハウジング52及びデフキャリヤ9に対してプランジャ53を回り止めしている。それぞれの突起部542は、プランジャ53の挿通孔532aに挿通された平板状の板部542aと、挿通孔532aよりもデフキャリヤ9の凹部90側に配置されてコイルハウジング52に対するプランジャ53の軸方向移動を規制する係止突起542bとを有している。本実施の形態では、係止突起542bが、板部542aの一部を切り起こすことにより形成されている。
The
プランジャ53は、低炭素鋼等の軟磁性体からなり、電磁石51の外周に配置される環状の外環部531と、外環部531の軸方向の一端部から内方に突出して形成された側板部532と、外環部531の軸方向の他端部から外方に突出して形成されたフランジ部533とを一体に有している。外環部531は、電磁石51を外周側から覆う円筒状である。フランジ部533には、ウェーブワッシャ71の付勢力により、介在部材61の円環部611が当接している。
The
プランジャ53は、外環部531の内周面が電磁石51の樹脂部材512の外周面に接触して電磁石51に支持されている。プランジャ53が軸方向に移動する際には、外環部531の内周面が樹脂部材512の外周面を摺動する。つまり、プランジャ53は、外環部531の内周面が電磁石51の樹脂部材512の外周面に接触することで、樹脂部材512に径方向支持されている。
The
プランジャ53の側板部532には、回り止め部材54の一対の突起部542をそれぞれ挿通させる2つの挿通孔532a、電磁石51のボス部512aが貫通する貫通孔532b、及び潤滑油を流動させる複数(図2に示す例では10個)の油孔532cが形成されている。電磁石51は、ボス部512aが貫通孔532bを貫通することにより、コイルハウジング52に対して回り止めされている。
The
デフケース2は、円盤状の第1ケース部材21と、有底円筒状の第2ケース部材22とを有している。第1ケース部材21は、第2ケース部材22の開口を閉塞している。差動機構3における一対のサイドギヤ32と第1ケース部材21及び第2ケース部材22との間には、それぞれ環板状のワッシャ34が配置されている。第1ケース部材21は軟磁性体からなり、その具体的な材質としては、例えばS45C等の炭素鋼や、SCM445等のクロムモリブデン鋼、あるいはS10C等の低炭素鋼を好適に用いることができる。デフケース2の内部には、差動機構3を潤滑する潤滑油(デフオイル)が導入される。
The differential case 2 includes a disk-shaped
第2ケース部材22は、図6に示すように、差動機構3及び断続部材4を内側に収容する円筒部221と、円筒部221の軸方向一端部から内方に延在する底部222と、断続部材4の第1噛み合い部41に噛み合う第2噛み合い部223と、円筒部221の軸方向他端部から外方に延在するフランジ部224とを一体に有している。円筒部221には、潤滑油を流動させる複数の油孔221aが形成されている。底部222には、一対のサイドギヤ32のうち一方のサイドギヤ32に相対回転不能に連結されるドライブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔222a、及びウェーブワッシャ71を収容する環状溝222bが形成されている。
As shown in FIG. 6, the
第2噛み合い部223は、周方向に沿って等間隔に設けられた複数の噛み合い歯223aからなり、第2ケース部材22の底部222側に設けられている。本実施の形態では、複数の噛み合い歯223aが、底部222の内面から軸方向に突出して形成されている。ウェーブワッシャ71は、断続部材4を第2ケース部材22の底部222から離間させる方向に付勢している。
The
第1ケース部材21は、第2ケース部材22の底部222と軸方向に対向する円盤部211と、第2ケース部材22側のフランジ部224に突き当てられるフランジ部212とを一体に有している。第1ケース部材21のフランジ部212と第2ケース部材22のフランジ部224とは、複数のねじ20によって結合されている。円盤部211には、一対のサイドギヤ32のうち他方のサイドギヤ32に相対回転不能に連結されるドライブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔211aが形成されている。また、円盤部211には、第2ケース部材22の底部222との対向面とは反対側の外面から軸方向に窪んで形成された環状溝211b、及び環状溝211bと連通して円盤部211を軸方向に貫通する複数の貫通孔211cが形成されている。
The
第1ケース部材21の環状溝211bには、電磁石51、コイルハウジング52、及び介在部材61のそれぞれの一部が収容されている。介在部材61は、円環部611が環状溝211b内に配置され、複数の突軸612が第1ケース部材21の複数の貫通孔211cにそれぞれ挿通されている。介在部材61は、複数の突軸612が貫通孔211cに挿通されることで、第1ケース部材21に対して径方向支持されている。すなわち、突軸612が貫通孔211cの内面に当接することで、第1ケース部材21に対する介在部材61の径方向の位置が決められている。
A part of each of the
デフケース2には、第1及び第2ケース部材21,22のフランジ部212,224に固定される環状のリングギヤ23(図1参照)から駆動力が入力される。リングギヤ23は、第2ケース部材21の円筒部221におけるフランジ部224側の外周に固定されている。本実施の形態では、第1ケース部材21のフランジ部212に形成された複数のボルト挿通孔212a、及び第2ケース部材22のフランジ部224に形成された複数のボルト挿通孔224aにそれぞれ挿通された複数の締結ボルト24によって、リングギヤ23がデフケース2と一体に回転するように固定されている。締結ボルト24は、頭部241が第1ケース部材21のフランジ部212に当接し、雄ねじが形成された軸部242がボルト挿通孔212a,224aを挿通してリングギヤ23のねじ孔23aに螺合する。
A driving force is input to the differential case 2 from an annular ring gear 23 (see FIG. 1) fixed to the
介在部材61の円環部611は、プランジャ53のフランジ部533に当接し、プランジャ53から軸方向の移動力を受ける。電磁石51のコイル511に通電されると、図2(b)に破線で示す磁路Mに磁束が発生してプランジャ53が介在部材61を介して断続部材4を押圧し、断続部材4を軸方向に移動させる。
The
プランジャ53のフランジ部533は、介在部材61の円環部611よりも大径に形成され、円環部611よりも外方に張り出している。フランジ部533は、円環部611よりも外径側の部分が第1ケース部材21の環状溝211bよりも外径側における軸方向端面211dと軸方向に対向する。つまり、第1ケース部材21の軸方向端面211dと、この軸方向端面211dと軸方向に対向するフランジ部533の対向面533aとの間に、第1のエアギャップG1が形成されている。
The
プランジャ53の側板部532の内径は、第1ケース部材21の環状溝211bの内径側の周面211eの直径よりも大きく形成されている。周面211eは、第1ケース部材21における円盤部211の外周面である。
The inner diameter of the
プランジャ53の側板部532は、コイル511の非通電時には環状溝211bの外側(軸受91側)に位置し、コイル511に通電されてプランジャ53が方向に移動すると、側板部532の内周面532dが周面211eと径方向に所定の間隔を保持して向かい合う。側板部532の内周面532dは、プランジャ53の内端面である。つまり、第1ケース部材21の周面211eとプランジャ53の側板部532の内周面532dとの間には、第2のエアギャップG2が形成されている。換言すれば、第2のエアギャップG2は、第1ケース部材21の周面211eと、プランジャ53の側板部532の内周面532dとの間に、径方向に所定の距離を有して形成されている。
The
第1ケース部材21及びプランジャ53は、コイル511の磁束の磁路Mを構成し、第1及び第2のエアギャップG1,G2を介して軸方向に相対移動可能である。図2(b)では、磁路Mにおける磁束の向きを矢印で示している。コイル511の磁束は、第1及び第2のエアギャップG1,G2を通過する。より具体的には、コイル511に通電されたとき、第1及び第2のエアギャップG1,G2のうち一方のエアギャップ(本実施の形態では第1のエアギャップG1)からプランジャ53へ磁束が導入されると共に、プランジャ53から他方のエアギャップ(本実施の形態では第2のエアギャップG2)に磁束が導出される。なお、磁路Mにおける磁束の向きは、コイル511に流れる電流の向きに応じて定まる。
The
本実施の形態では、コイル511に通電されたとき、第1のエアギャップG1が狭くなるようにプランジャ53が軸方向に移動する。なお、外環部531の軸方向長さを延長すると共に側板部532の内径を小さくし、側板部532の一部を第1ケース部材21の環状溝211bよりも内径側における軸方向端面211f(図2(b)参照)と軸方向に対向させてもよい。この場合、プランジャ53の側板部532と第1ケース部材21の軸方向端面211fとの間に第2のエアギャップG2が形成され、コイル511に通電されたとき、第1及び第2のエアギャップG1,G2が狭くなるようにプランジャ53が軸方向に移動する。
In the present embodiment, when the
プランジャ53は、電磁石51の樹脂部材512に径方向支持されて、第2のエアギャップG2が維持される。また、図2(a)及び(b)から明らかなように、コイルハウジング52の壁部522とプランジャ53とは、第1のエアギャップG1よりも広い間隔で離間し、コイルハウジング52の円筒部521とプランジャ53とは、第2のエアギャップG2よりも広い間隔で離間している。これにより、コイル511への通電により発生する磁束は、主としてプランジャ53及び第1ケース部材21を通過する。
The
(差動装置1の動作)
差動装置1は、アクチュエータ5の作動及び非作動によって、第1噛み合い部41と第2噛み合い部223とが周方向に噛み合って断続部材4とデフケース2とが相対回転不能に連結される連結状態と、断続部材4とデフケース2とが相対回転可能な非連結状態とが切り替わる。
(Operation of the differential device 1)
The
電磁石51のコイル511に励磁電流が供給されないアクチュエータ5の非作動時には、ウェーブワッシャ71の復元力によって断続部材4が第1ケース部材21の円盤部211側に移動して、第1噛み合い部41と第2噛み合い部223との噛み合いが解除される。このアクチュエータ5の非作動時には、デフケース2と断続部材4が相対回転可能であるので、デフケース2から差動機構3のピニオンシャフト30への駆動力の伝達が遮断される。これにより、リングギヤ23からデフケース2に入力された駆動力がドライブシャフトに伝達されず、車両が二輪駆動状態となる。
When the actuator 5 in which no excitation current is supplied to the
一方、電磁石51のコイル511に励磁電流が供給されると、図2(b)に破線で示す磁路Mに磁束が発生する。そして、電磁石51の磁力によって、第1のエアギャップG1が狭くなるようにプランジャ53が軸方向に移動する。これにより、断続部材4が第2ケース部材22の底部222側に押圧され、第1噛み合い部41と第2噛み合い部223とが噛み合わされる。このように、断続部材4は、噛み合い歯411がデフケース2の第2噛み合い部223に噛み合う連結位置と、噛み合い歯411がデフケース2の第2噛み合い部223に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能である。
On the other hand, when an exciting current is supplied to the
第1噛み合い部41と第2噛み合い部223とが噛み合うと、リングギヤ23からデフケース2の第2ケース部材22に入力された駆動力が、断続部材4、差動機構3の一対のピニオンシャフト30、4つのピニオンギヤ31、及び一対のサイドギヤ32を介してドライブシャフトに伝達され、車両が四輪駆動状態となる。
When the
(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、第1ケース部材21及びプランジャ53が第1及び第2のエアギャップG1,G2を介して軸方向に相対移動可能であり、第1及び第2のエアギャップG1,G2を通過する磁束によってプランジャ53が第1ケース部材21に対して軸方向に移動する。このため、例えばコイルハウジング52を含む磁路に形成される磁束によってプランジャ53が移動する場合に比較して、磁路における磁気抵抗を小さくすることができる。つまり、第1ケース部材21及びコイルハウジング52を含む磁路に形成される磁束によってプランジャ53を移動させる場合には、第1及び第2のエアギャップG1,G2に加えて、第1ケース部材21とコイルハウジング52との間に形成されるエアギャップの磁気抵抗が発生するが、本実施の形態によれば、このエアギャップが発生しないので、磁路における磁気抵抗を小さくすることができる。
(Operation and effect of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, the
また、仮に磁路が第1ケース部材21を含まず、磁路がコイルハウジング52及びプランジャ53のみによって形成される場合には、コイルハウジング52が磁気飽和しないように円筒部561及び壁部562の厚みを確保する必要があるが、本実施の形態によれば、磁路Mが第1ケース部材21及びプランジャ53によって構成されるので、コイルハウジング52を薄肉化して差動装置1及び断続装置10の小型軽量化を図ることが可能となる。
Further, if the magnetic path does not include the
また、本実施の形態によれば、プランジャ53が電磁石51の樹脂部材512に径方向支持されているので、アクチュエータ5を簡素に構成することが可能となる。またさらに、本実施の形態によれば、プランジャ53と断続部材4との間に非磁性の介在部材61が介在するので、プランジャ53に導入された磁束が断続部材4側に漏れることを抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, since the
[第2の実施の形態]
次に、図7乃至図11を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図7は、本発明の第2の実施の形態に係る差動装置1Aの構成例を示す断面図である。図8(a)及び(b)は、差動装置1Aの一部を拡大して示す断面図である。図9は、差動装置1Aの分解斜視図である。図10は、差動装置1Aのデフケース2A及びその内部の構造を示す分解斜視図である。図11(a)及び(b)は、差動装置1Aの断続部材4Aを示す斜視図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of the differential device 1A according to the second exemplary embodiment of the present invention. 8A and 8B are cross-sectional views showing a part of the differential device 1A in an enlarged manner. FIG. 9 is an exploded perspective view of the differential device 1A. FIG. 10 is an exploded perspective view showing the
差動装置1Aは、デフキャリヤ9Aに一対の軸受93,94を介して回転可能に支持されたデフケース2Aと、デフケース2Aに収容された差動機構3Aと、デフケース2Aと差動機構3Aの第1サイドギヤ37との間の駆動力伝達を断続することが可能な断続部材4Aと、断続部材4Aを移動させるアクチュエータ5Aと、断続部材4Aとアクチュエータ5Aとの間に介在し、アクチュエータ5Aの移動力を断続部材4Aに伝達する介在部材62と、断続部材4Aをアクチュエータ5A側に付勢する付勢部材としてのウェーブワッシャ73と、アクチュエータ5Aの動作状態を示す電気信号を出力するポジションセンサ100とを備えている。このうち、断続部材4A、アクチュエータ5A、及び介在部材62は、第1の回転部材としてのデフケース2Aと第2の回転部材としての第1サイドギヤ37との連結を断続する断続装置10Aを構成する。
The differential device 1A includes a
差動機構3Aは、第1ピニオンギヤ35及び第2ピニオンギヤ36を互いに噛み合せてなる複数(本実施の形態では5組)のピニオンギヤ組3Bと、一対の出力部材としての第1サイドギヤ37及び第2サイドギヤ38とを有している。デフケース2Aと第1及び第2サイドギヤ37,38とは、アクチュエータ5Aの非作動時において、デフケース2Aに対して共通の回転軸線Oを中心として相対回転可能である。差動機構3Aは、デフケース2Aから入力される駆動力を第1及び第2サイドギヤ37,38から差動を許容して出力する。
The differential mechanism 3A includes a plurality of (five sets in the present embodiment) pinion gear sets 3B formed by meshing the
第1サイドギヤ37及び第2サイドギヤ38は筒状であり、第1サイドギヤ37の内周面には左右のドライブシャフトのうち一方のドライブシャフトが相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部370が形成され、第2サイドギヤ38の内周面には他方のドライブシャフトが相対回転不能に連結されるスプライン嵌合部380が形成されている。
The
デフケース2Aには、各ピニオンギヤ組3Bの第1ピニオンギヤ35及び第2ピニオンギヤ36を回転可能に保持する複数の保持孔200が形成されている。第1ピニオンギヤ35及び第2ピニオンギヤ36は、回転軸線Oを中心として公転すると共に、それぞれの中心軸を回転軸として保持孔200内で自転可能である。
The
第1サイドギヤ37及び第2サイドギヤ38は、共通の外径を有し、外周面には複数の斜歯からなる歯車部371,381がそれぞれ形成されている。また、第1サイドギヤ37には、図7に示すように、歯車部371よりも外周側に突出して設けられた環状壁部372に、断続部材4Aの噛み合い部45(後述)に噛み合う複数の噛み合い歯373が形成されている。第1サイドギヤ37と第2サイドギヤ38との間には、センタワッシャ390が配置されている。また、第1サイドギヤ37の側方には第1サイドワッシャ391が配置され、第2サイドギヤ38の側方には第2サイドワッシャ392が配置されている。
The
第1ピニオンギヤ35は、長歯車部351と、短歯車部352と、長歯車部351と短歯車部352とを軸方向に連結する連結部353とを一体に有している。同様に、第2ピニオンギヤ36は、長歯車部361と、短歯車部362と、長歯車部361と短歯車部362とを軸方向に連結する連結部363とを一体に有している。
The
第1ピニオンギヤ35は、長歯車部351が第1サイドギヤ37の歯車部371及び第2ピニオンギヤ36の短歯車部362と噛み合い、短歯車部352が第2ピニオンギヤ36の長歯車部361と噛み合っている。第2ピニオンギヤ36は、長歯車部361が第2サイドギヤ38の歯車部381及び第1ピニオンギヤ35の短歯車部352と噛み合い、短歯車部362が第1ピニオンギヤ35の長歯車部351と噛み合っている。なお、図10では、これら各歯車部の斜歯の図示を省略している。
In the
第1サイドギヤ37及び第2サイドギヤ38が同じ速度で回転する場合、第1ピニオンギヤ35及び第2ピニオンギヤ36は、保持孔200内で自転することなくデフケース2Aと共に公転する。また、例えば車両の旋回時等において第1サイドギヤ37及び第2サイドギヤ38の回転速度が異なると、第1ピニオンギヤ35及び第2ピニオンギヤ36が保持孔200内で自転しながら公転する。これにより、デフケース2Aに入力された駆動力が第1サイドギヤ37及び第2サイドギヤ38に差動を許容して配分される。
When the
断続部材4Aは、デフケース2Aと第1サイドギヤ37とを相対回転不能に連結する連結位置、及びデフケース2Aと第1サイドギヤ37との相対回転を許容する非連結位置との間を軸方向に移動可能である。図8(a)では断続部材4Aが非連結位置にある状態を示し、図8(b)では断続部材4Aが連結位置にある状態を示している。
The
断続部材4Aが連結位置にあるとき、デフケース2Aと第1サイドギヤ37との差動が規制されることにより、第1ピニオンギヤ35及び第2ピニオンギヤ36が自転不能となり、デフケース2Aと第2サイドギヤ38との差動も規制される。断続部材4Aは、第1サイドギヤ37との間に配置されたウェーブワッシャ73によって、非連結位置に向かって付勢されている。
When the
アクチュエータ5Aは、通電により磁束を発生させるコイル551、及びコイル551を覆う樹脂部材552を有する環状の電磁石55と、電磁石55を保持するコイルハウジング56と、断続部材4Aと共に軸方向に移動するプランジャ57と、デフキャリヤ9Aに対するコイルハウジング56の軸方向移動及び相対回転を規制する回り止め部材58とを有している。電磁石55は、回転軸線Oに沿う断面の形状が矩形状であり、コイル551は樹脂部材552を介してコイルハウジング56に保持されている。
The actuator 5A includes a
プランジャ57は、コイル551への通電により発生する磁力によって、第1サイドギヤ37の噛み合い歯373に噛み合い部45が噛み合う方向に断続部材4Aを移動させる。断続部材4Aは、介在部材62を介して伝達されるアクチュエータ5Aの移動力によって、噛み合い部45が噛み合い歯373に噛み合わされる。
The
電磁石55のコイル551には、樹脂部材552に設けられたボス部552aから導出された電線513を介して図略の制御装置から励磁電流が供給される。アクチュエータ5Aは、コイル551に励磁電流が供給されることにより作動する。コイルハウジング56は、電磁石55の樹脂部材552の内周面を内側から覆う円筒部561と、円筒部561の軸方向の一端部から外方に突出して樹脂部材552の一方の軸方向端面の一部を覆う円環板状の壁部562とを一体に有している。コイルハウジング56の円筒部561の内径は、この円筒部521の内周面に対向する部分のデフケース2Aの外径よりも僅かに大きく形成されている。
Excitation current is supplied to the
コイルハウジング56の円筒部561における壁部562とは反対側の端部には、回り止め部材58が固定されている。回り止め部材58は、コイルハウジング56の円筒部561の外周に配置される環状部581と、周方向の2箇所において環状部581から軸方向に突出する一対の突起部582と、突起部582の先端部から鋭角に折り返された折り返し部583とを一体に有している。環状部581は、例えば溶接によってコイルハウジング56の円筒部561の外周面に固定されている。
An
コイルハウジング56の円筒部561の内周面には、圧入ピン81によってデフケース2Aに固定された非磁性体からなる複数(本実施の形態では3つ)のプレート82が嵌合する環状凹部560が形成されている。コイルハウジング56は、環状凹部560にプレート82が嵌合することで、デフケース2Aに対する軸方向移動が規制されている。環状凹部560の軸方向幅は、デフケース2Aが回転する際にコイルハウジング56との間で回転抵抗が発生しないように、プレート82の厚みよりも大きく形成されている。
On the inner peripheral surface of the
回り止め部材58は、一対の突起部582がデフキャリヤ9Aに設けられた係止部901に係止されて回り止めされている。デフキャリヤ9Aには、一対の突起部582をそれぞれ係止する2つの係止部901が設けられ、図7ではこのうち一方の係止部901を図示している。プランジャ57は、折り返し部583によって回り止め部材58から抜け止めされると共に、突起部582によってデフキャリヤ9Aに対して回り止めされている。
The
プランジャ57は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、電磁石55の外周に配置される環状の外環部571と、電磁石55と軸方向に対向する側板部572とを一体に有している。外環部571は、電磁石55を外周側から覆う円筒状である。側板部572は、外環部571の軸方向の一端部から内方に突出している。プランジャ57は、外環部571の内周面が樹脂部材552の外周面に接触して電磁石55に支持されている。
The
側板部572には、回り止め部材58の一対の突起部582をそれぞれ挿通させる2つの挿通孔572a、電磁石55のボス部552aが貫通する貫通孔572b、及び潤滑油を流動させる複数(図9に示す例では10個)の油孔572cが形成されている。側板部572には、介在部材62の一端部が当接する。
The
介在部材62は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性金属からなり、プランジャ57の側板部572に当接するリング状の円環部621と、円環部621から軸方向に延びる3つの突軸622と、突軸622の先端部から内方に突出して断続部材4Aに固定される固定部623とを一体に有している。介在部材62は、円環部621がプランジャ57の側板部572と摺動してデフケース2Aと共に回転する。固定部623には、断続部材4Aとの固定のための圧入ピン83を挿通させる挿通孔620が形成されている。
The
デフケース2Aは、複数のねじ20によって互いに固定された第1ケース部材25及び第2ケース部材26を有している。第1ケース部材25は、軸受93によってデフキャリヤ9Aに回転可能に支持され、第2ケース部材26は、軸受94によってデフキャリヤ9Aに回転可能に支持されている。
The differential case 2 </ b> A has a
第1ケース部材25は、複数のピニオンギヤ組3Bを回転可能に保持する円筒状の円筒部251と、円筒部251の一端部から内方に延在する底部252と、第2ケース部材26に突き当てられるフランジ部253とを一体に有している。円筒部251と底部252との間の角部には、電磁石55及びコイルハウジング56が配置される環状凹部250が形成されている。
The
第1サイドギヤ37及び第2サイドギヤ38は、円筒部251の内側に配置されている。また、第1ケース部材25は、例えばS45C等の炭素鋼や、SCM445等のクロムモリブデン鋼、あるいはS10C等の低炭素鋼からなる。
The
第1ケース部材25の底部252には、介在部材62の突軸622及び固定部623が挿入される複数の挿通孔252aが形成されている。挿通孔252aは、底部252を軸方向に貫通している。また、挿通孔252aには、断続部材4Aの突部46(後述)が挿入される。断続部材4Aは、突部46が挿通孔252aに挿入されることで、デフケース2Aとの相対回転が規制される。本実施の形態では、3つの挿通孔252aが、底部252の周方向に沿って等間隔に形成されている。
The
電磁石55に励磁電流が供給されると、図8(b)に示す磁路Mに磁束が発生し、プランジャ57が軸方向に移動する。このプランジャ57の軸方向移動により、断続部材4Aが介在部材62を介して押圧され、非連結位置から連結位置に移動する。
When an exciting current is supplied to the
断続部材4Aは、図11に示すように、一方の軸方向端面44aに複数(3つ)の椀状凹部440が形成された円環板状の円板部44と、第1サイドギヤ37と軸方向に対向する円板部44の他方の軸方向端面44bに形成された噛み合い部45と、円板部44の一方の軸方向端面44aから軸方向に突出して形成された台形柱状の突部46とを一体に有している。
As shown in FIG. 11, the intermittent member 4 </ b> A includes an annular plate-
円板部44の一方の軸方向端面44aは、第1ケース部材25の底部252と軸方向に対向する。突部46は、第1ケース部材25の底部252に形成された挿通孔252aに一部が挿入されている。断続部材4Aは、突部46が第1ケース部材25の挿通孔252aに挿入されることにより、デフケース2Aに対して軸方向に移動可能かつ相対回転不能である。挿通孔252aは、周方向の幅が断続部材4Aの突部46の周方向の幅よりも広く、デフケース2Aと断続部材4Aとは、挿通孔252aの周方向幅と突部46の周方向幅との差に応じた所定の角度範囲で相対回転可能である。
One axial end face 44 a of the
断続部材4Aの噛み合い部45には、軸方向に突出する複数の噛み合い歯451が形成されている。複数の噛み合い歯451は、円板部44の他方の軸方向端面44bの外周側の一部に形成され、噛み合い部45よりも内側の軸方向端面44bは、ウェーブワッシャ73が当接して非連結位置への付勢力を受ける平坦な受け面として形成されている。
A plurality of meshing
断続部材4Aは、介在部材62を介してプランジャ57に押圧されて連結位置に移動することで、噛み合い部45の複数の噛み合い歯451が第1サイドギヤ37の複数の噛み合い歯373に噛み合う。つまり、断続部材4Aと第1サイドギヤ37とは、断続部材4Aが第1サイドギヤ37側に移動したとき、複数の噛み合い歯451,373同士の噛み合いによって相対回転不能に連結される。一方、断続部材4Aがウェーブワッシャ73の付勢力によって非連結位置に移動すると、噛み合い歯451,373同士が噛み合わなくなり、断続部材4Aと第1サイドギヤ37とが相対回転可能となる。
The intermittent member 4 </ b> A is pressed by the
突部46の先端面には、介在部材62との固定のための圧入ピン83が圧入される圧入孔460が形成されている。断続部材4Aは、介在部材62の固定部623に形成された挿通孔620を挿通した圧入ピン83が圧入孔460に圧入されることで、介在部材62と一体に軸方向移動するように固定される。なお、圧入ピン83に替えて、介在部材62の固定部623と断続部材4Aの突部46とをボルトによって締結してもよい。
A press-fitting
椀状凹部440は、周方向の中央部において軸方向の深さが最も深く、周方向の端部に向うにつれて徐々に軸方向の深さが浅くなる。この椀状凹部440の内面440aは、第1ケース部材25との相対回転によって軸方向のカム推力を発生させるカム面として形成されている。図7に示すように、第1ケース部材25の底部252には、軸方向に窪んで形成された3つの凹部252b(図7では、このうち1つの凹部252bを図示している)が形成され、これらの凹部252bのそれぞれに配置された球体84が椀状凹部440の内面440aに当接する。凹部252bの直径は球体84の球径と略等しく、球体84は凹部252b内で転動不能である。
The saddle-shaped
断続部材4Aには、デフケース2Aと断続部材4Aとの相対回転が可能な所定の角度範囲よりも大きい角度範囲に亘って、椀状凹部440の内面440aが形成されている。そして、断続部材4Aがデフケース2Aに対して回転すると、球体84が椀状凹部440の内面440aに当接することにより、断続部材4Aを第1サイドギヤ37の環状壁部372側に押圧するカム推力が発生する。これにより、断続部材4Aの噛み合い部45と第1サイドギヤ37の噛み合い歯373との噛み合いが確実になされる。
In the
第1ケース部材25は、図8(a)及び(b)に示すように、底部252の軸方向端面252cがプランジャ57の側板部572の内径側の一部に対向する。この軸方向端面252cに対向する側板部572の対向面572aと軸方向端面252cとの間には、第1のエアギャップG1が形成されている。プランジャ57の側板部572と第1ケース部材25の軸方向端面252cとの間の距離は、プランジャ57の側板部572とコイルハウジング56の円筒部561の軸方向端面561aとの間の距離よりも長い。つまり、コイルハウジング56の円筒部561とプランジャ57とは、第1のエアギャップG1よりも広い間隔で離間している。
As shown in FIGS. 8A and 8B, in the
また、プランジャ57の外環部571の軸方向長さは、コイルハウジング56の軸方向長さよりも長く、外環部571の内周面571aは、プランジャ57の側壁部572とは反対側の端部においてコイルハウジング56の壁部562の外周面562aと径方向に向かい合う。また、電磁石55の磁力によってプランジャ57が軸方向に移動したとき、外環部571の内周面571aは、環状凹部250と連通して第1ケース部材25に形成された環状溝251aの底面251bと径方向に向かい合う。この底面251bは、第1ケース部材25の外周面の一部である。このように、第1ケース部材25の外周面とプランジャ57の内周面との間には、径方向に所定の距離を有して第2のエアギャップG2が形成されている。
The axial length of the
プランジャ57の外環部571とコイルハウジング56の壁部562の外周面562aとの間の距離は、プランジャ57の外環部571と環状溝251aの底面251bとの間の距離よりも長い。つまり、コイルハウジング56の壁部562とプランジャ57とは、第2のエアギャップG2よりも広い間隔で離間している。これにより、コイル551への通電により発生する磁束は、主としてプランジャ57及び第1ケース部材25を通過する。プランジャ57は、電磁石55の樹脂部材552に径方向支持されて、第2のエアギャップG2が維持される。
The distance between the
第1ケース部材25及びプランジャ57は、コイル551の磁束の磁路Mを構成し、第1及び第2のエアギャップG1,G2を介して軸方向に相対移動可能である。図8(b)では、磁路Mにおける磁束の向きを矢印で示している。コイル551の磁束は、第1及び第2のエアギャップG1,G2を通過する。より具体的には、コイル551に通電されたとき、第1及び第2のエアギャップG1,G2のうち一方のエアギャップ(本実施の形態では第1のエアギャップG1)からプランジャ57へ磁束が導入されると共に、プランジャ57から他方のエアギャップ(本実施の形態では第2のエアギャップG2)に磁束が導出される。なお、磁路Mにおける磁束の向きは、コイル551に流れる電流の向きに応じて定まる。
The
(差動装置1Aの動作)
差動装置1Aは、アクチュエータ5Aの作動及び非作動によって、デフケース2Aと第1サイドギヤ37とが断続部材4Aによって相対回転不能に連結される連結状態と、デフケース2Aと第1サイドギヤ37とが相対回転可能な非連結状態とが切り替わる。
(Operation of differential device 1A)
In the differential device 1A, the
電磁石55のコイル551に励磁電流が供給されないアクチュエータ5Aの非作動時には、ウェーブワッシャ73の復元力によって断続部材4Aが第1サイドギヤ37の環状壁部372から離間して、噛み合い部45と噛み合い歯373との噛み合いが解除される。このアクチュエータ5Aの非作動時には、デフケース2Aから第1ピニオンギヤ35及び第2ピニオンギヤ36に入力された駆動力が第1及び第2サイドギヤ37,38から差動を許容して出力される。
When the actuator 5 </ b> A is not operated, the exciting current is not supplied to the
一方、電磁石55のコイル551に励磁電流が供給されると、図8(b)に破線で示す磁路Mに磁束が発生する。そして、電磁石55の磁力によって、第2のエアギャップG2が狭くなるようにプランジャ57が軸方向に移動する。これにより、断続部材4Aが第2ケース部材22の底部222側に押圧され、断続部材4Aの噛み合い部45が第1サイドギヤ37の噛み合い歯373に噛み合う。このように、断続部材4Aは、噛み合い歯451が第1サイドギヤ37の噛み合い歯373に噛み合う連結位置と、噛み合い歯451が第1サイドギヤ37の噛み合い歯373に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能である。
On the other hand, when an exciting current is supplied to the
噛み合い歯451が第1サイドギヤ37の噛み合い歯373に噛み合うと、差動装置1Aが、第1サイドギヤ37と第2サイドギヤ38との差動回転が規制されたデフロック状態となる。
When the meshing
以上説明した第2の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。 Also by the second embodiment described above, the same operations and effects 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説明する。第3の実施の形態は、第2の実施の形態に係る差動装置1Aのプランジャ57及びその支持構造を変形したものである。以下、第3の実施の形態について、第2の実施の形態と異なる部分を中心に、図12を参照して説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the
図12は、第3の実施の形態に係る差動装置1Bの一部を拡大して示す部分断面図である。図12において、第2の実施の形態と共通する構成要素については同一の符号を付して重複した説明を省略する。この差動装置1Bは、図12に示す部分以外は第2の実施の形態と同様に構成されている。 FIG. 12 is an enlarged partial cross-sectional view showing a part of the differential device 1B according to the third embodiment. In FIG. 12, components that are the same as those in the second embodiment are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. This differential 1B is configured in the same manner as in the second embodiment except for the portion shown in FIG.
本実施の形態に係るアクチュエータ5Bは、電磁石55の磁力によって軸方向に移動するプランジャ59を有している。プランジャ59は、軟磁性体からなり、電磁石55の外周に配置される円筒状の外環部591と、外環部591の一端部から内方に延在する環状の側板部592とを一体に有している。側板部592は、電磁石55及びコイルハウジング56の円筒部561と軸方向に対向すると共に介在部材62の円環部621が当接する第1環状部593と、第1環状部593よりも内径側で第1ケース部材25の底部252の軸方向端面252cと対向する対向面594cを有する第2環状部594とを有している。
The
側板部592は、第2環状部594が第1環状部593よりも第1ケース部材25側に近づくように屈曲して形成され、第1環状部593と第2環状部594との間には段差面592aが形成されている。この段差面592aは、介在部材62における円環部621の内周面と対向している。そして、側板部592の段差面592aと介在部材62の円環部621とが係合することで、プランジャ59の第1ケース部材25に対する径方向移動が規制されている。つまり、第2の実施の形態では、外環部571の内周面が樹脂部材552の外周面に接触してプランジャ57が電磁石55に支持されていたが、本実施の形態では、プランジャ59が介在部材62によって径方向に支持されている。
The
介在部材62は、前述のように圧入ピン83によって断続部材4Aに固定され、断続部材4Aは、突部46が挿通孔252aにおける外径側の周面に接触することで、第1ケース部材25に対する径方向移動が規制されている。これにより、介在部材62の第1ケース部材25に対する径方向移動が規制されている。
As described above, the
電磁石55の外径は、樹脂部材552の外周面とプランジャ59の外環部591の内周面との間に僅かな隙間が形成される寸法に設定されている。これにより、プランジャ59が軸方向移動する際に樹脂部材552の外周面が摩耗することが抑制される。第2のエアギャップG2は、プランジャ59が介在部材62によって径方向支持されることにより維持される。
The outer diameter of the
以上説明した第3の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。 Also according to the third embodiment described above, the same operations and effects as the first embodiment can be obtained.
(付記)
以上、本発明を上記第1乃至第3の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
(Appendix)
The present invention has been described based on the first to third embodiments. However, the present invention is not limited to this embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. It is possible to implement.
1,1A,1B…差動装置
10,10A…断続装置
2…デフケース(第2の回転部材)
2A…デフケース(第1の回転部材)
211d,252c…軸方向端面
211e…周面(外周面)
3,3A…差動機構
30…ピニオンシャフト(第1の回転部材)
32…サイドギヤ(出力部材)
37…第1サイドギヤ(第2の回転部材)
38…第2サイドギヤ(出力部材)
4,4A…断続部材
411,451…噛み合い歯
5,5A,5B…アクチュエータ
511,551…コイル
512,552…樹脂部材
52,56…コイルハウジング
53,57,59…プランジャ
533a,572a,594c…対向面
61,62…介在部材
612,662…突軸
G1…第1のエアギャップ
G2…第2のエアギャップ
M…磁路
O…回転軸線
1, 1A, 1B ...
2A ... Differential case (first rotating member)
211d, 252c ...
3, 3A ...
32 ... Side gear (output member)
37 ... 1st side gear (2nd rotation member)
38 ... 2nd side gear (output member)
4, 4A ...
Claims (7)
前記第1の回転部材との相対回転が規制されると共に、前記第2の回転部材に噛み合う噛み合い歯を有し、前記噛み合い歯が前記第2の回転部材に噛み合う連結位置と前記噛み合い歯が前記第2の回転部材に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能な断続部材と、
前記断続部材を軸方向に移動させるアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータは、通電により磁束を発生させるコイルと、前記断続部材と共に軸方向に移動する軟磁性体からなるプランジャとを有し、
前記プランジャは、前記第1及び第2の回転部材のうち一方の回転部材と第1及び第2のエアギャップを介して軸方向に相対移動可能に配置され、
前記コイルに通電されたとき、前記第1及び第2のエアギャップのうち一方のエアギャップから前記プランジャへ磁束が導入されると共に、前記プランジャから他方のエアギャップに磁束が導出され、前記第1及び第2のエアギャップのうち少なくとも何れかのエアギャップが狭くなるように前記プランジャが軸方向に移動する、
断続装置。 An interrupting device for intermittently connecting the first rotating member and the second rotating member arranged so as to be relatively rotatable around a common rotation axis,
Relative rotation with the first rotating member is restricted, and there are meshing teeth that mesh with the second rotating member, and the coupling position where the meshing teeth mesh with the second rotating member and the meshing teeth are An intermittent member that is movable in the axial direction between a non-connecting position that does not mesh with the second rotating member;
An actuator for moving the intermittent member in the axial direction;
The actuator includes a coil that generates a magnetic flux when energized, and a plunger made of a soft magnetic material that moves in the axial direction together with the intermittent member,
The plunger is disposed so as to be relatively movable in the axial direction through one of the first and second rotating members and the first and second air gaps.
When the coil is energized, a magnetic flux is introduced from one of the first and second air gaps to the plunger, and a magnetic flux is led from the plunger to the other air gap. And the plunger moves in the axial direction so that at least one of the second air gaps becomes narrower,
Intermittent device.
前記第2のエアギャップは、前記一方の回転部材の外周面と、前記プランジャの内周面との間に、径方向に所定の距離を有して形成されている、
請求項1に記載の断続装置。 The first air gap is formed between an axial end surface of the one rotating member and an opposing surface of the plunger facing the axial end surface in the axial direction,
The second air gap is formed between the outer peripheral surface of the one rotating member and the inner peripheral surface of the plunger with a predetermined distance in the radial direction.
The interrupting device according to claim 1.
前記コイルハウジングは、前記回転軸線を中心軸として前記一方の回転部材と前記樹脂部材との間に配置された円筒部と、前記円筒部の一端部から径方向に延在する円環板状の壁部とを有し、
前記コイルハウジングと前記プランジャとは、前記第1及び第2のエアギャップよりも広い間隔で離間している、
請求項2に記載の断続装置。 The coil is held in a coil housing made of a soft magnetic material through a resin member,
The coil housing has a cylindrical portion disposed between the one rotation member and the resin member with the rotation axis as a central axis, and an annular plate shape extending in a radial direction from one end portion of the cylindrical portion. And a wall
The coil housing and the plunger are spaced apart at a wider interval than the first and second air gaps;
The intermittent device according to claim 2.
請求項3に記載の断続装置。 The plunger is supported in the radial direction by the resin member to maintain the second air gap.
The intermittent device according to claim 3.
前記プランジャは、前記介在部材を介して前記断続部材を押圧する、
請求項1乃至4の何れか1項に記載の断続装置。 An interposition member made of a non-magnetic material is disposed between the plunger and the intermittent member,
The plunger presses the intermittent member via the interposition member;
The interrupting device according to any one of claims 1 to 4.
前記プランジャは、前記一方の回転部材の外側に配置され、前記介在部材によって前記一方の回転部材に対する径方向移動が規制されている、
請求項5に記載の断続装置。 The interposition member has a plurality of projecting shafts inserted through axial through holes formed in the one rotating member, and radial movement relative to the one rotating member is restricted,
The plunger is disposed outside the one rotating member, and radial movement relative to the one rotating member is restricted by the interposition member.
The intermittent device according to claim 5.
前記第1の回転部材との相対回転が規制されると共に、前記第2の回転部材に噛み合う噛み合い歯を有し、前記噛み合い歯が前記第2の回転部材に噛み合う連結位置と前記噛み合い歯が前記第2の回転部材に噛み合わない非連結位置との間を軸方向に移動可能な断続部材と、
前記断続部材を軸方向に移動させるアクチュエータと、
入力される駆動力を一対の出力部材から差動を許容して出力する差動機構とを備えた差動装置であって、
前記アクチュエータは、通電により磁束を発生させるコイルと、前記断続部材と共に軸方向に移動するプランジャとを有し、
前記プランジャは、前記第1及び第2の回転部材のうち一方の回転部材と第1及び第2のエアギャップを介して軸方向に相対移動可能に配置され、
前記コイルに通電されたとき、前記第1及び第2のエアギャップのうち一方のエアギャップから前記プランジャへ磁束が導入されると共に、前記プランジャから他方のエアギャップに磁束が導出され、前記第1及び第2のエアギャップのうち少なくとも何れかのエアギャップが狭くなるように前記プランジャが軸方向に移動する、
差動装置。 A first rotating member and a second rotating member arranged so as to be relatively rotatable about a common rotation axis;
Relative rotation with the first rotating member is restricted, and there are meshing teeth that mesh with the second rotating member, and the coupling position where the meshing teeth mesh with the second rotating member and the meshing teeth are An intermittent member that is movable in the axial direction between a non-connecting position that does not mesh with the second rotating member;
An actuator for moving the intermittent member in the axial direction;
A differential device including a differential mechanism that outputs a driving force that is input and allows a differential from a pair of output members;
The actuator includes a coil that generates a magnetic flux when energized, and a plunger that moves in the axial direction together with the intermittent member,
The plunger is disposed so as to be relatively movable in the axial direction through one of the first and second rotating members and the first and second air gaps.
When the coil is energized, a magnetic flux is introduced from one of the first and second air gaps to the plunger, and a magnetic flux is led from the plunger to the other air gap. And the plunger moves in the axial direction so that at least one of the second air gaps becomes narrower,
Differential device.
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