JP4024633B2

JP4024633B2 - Electromagnetic actuator and differential and power interrupting device using the same

Info

Publication number: JP4024633B2
Application number: JP2002267226A
Authority: JP
Inventors: 正明伏木; 幸二大塚
Original assignee: Ｇｋｎドライブライントルクテクノロジー株式会社
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2022-09-12
Also published as: JP2004104974A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クラッチなどの被操作装置を操作する電磁式アクチュエータと、このクラッチによって差動を制限する、あるいは、駆動力を断続するデファレンシャル装置と、このクラッチによって駆動力を断続する動力断続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、特許文献１に記載された車両用デフロック装置５０１を示している。この車両用デフロック装置５０１は、ベベルギア式差動機構５０３、その差動回転をロックするためのドッグクラッチ５０５、ドッグクラッチ５０５を噛み合わせ操作する電磁式アクチュエータ５０７、ドッグクラッチ５０５の噛み合いを解除するリターンスプリング５０９などから構成されている。
【０００３】
デフケース５１１を回転させるエンジンの駆動力は、差動機構５０３のサイドギア５１３，５１５からそれぞれの車軸５１７，５１９を介して左右の車輪側に配分される。ドッグクラッチ５０５は、デフケース５１１と磁性材料製のプランジャ５２１との間に設けられており、このプランジャ５２１は左サイドギア５１３側の車軸５１７に軸方向移動自在にスプライン連結されている。また、プランジャ５２１はリターンスプリング５０９によってドッグクラッチ５０５の噛み合い解除方向（図６の左方）に付勢されている。
【０００４】
電磁式アクチュエータ５０７は、プランジャ５２１の外周に配置された磁性材料製のベアリングハウジング５２３上に巻線された電磁コイル５２５と、上記のプランジャ５２１などから構成されており、ベアリングハウジング５２３とプランジャ５２１とによって電磁コイル５２５の磁路が構成されている。
【０００５】
電磁コイル５２５が励磁されていない間、プランジャ５２１はリターンスプリング５０９の付勢力によって、図６の位置に移動しており、この状態ではドッグクラッチ５０５の噛み合いと、差動機構５０３の差動ロックが解除されている。
【０００６】
また、電磁コイル５２５が励磁されると、上記の磁路に磁束ループが形成され、その磁力によって生じた移動操作力によりプランジャ５２１は右方に移動し、ドッグクラッチ５０５を噛み合わせて差動機構５０３の差動をロックする。
【０００７】
悪路走行中のように、駆動輪が空転し易い状況で差動をロックさせると、空転車輪からの駆動力の逃げが防止されて、悪路などの脱出性、走破性が向上し、車両のスタックが防止される。
【０００８】
電磁式アクチュエータ５０７は、電磁コイル５２５とプランジャ５２１とを同軸配置したことにより、コンパクトに構成されると共に、ユニット性が高く、従って、車載性に勝れている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６４−２２６３３号（明細書２頁右上欄１行〜右下欄１７行、図２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような電磁式アクチュエータ５０７では、プランジャ５２１の周囲の部品が磁性材料で製造されていると、本来の磁束ループに対して分岐したループ（磁気漏れ）が形成されてしまう。このような場合、磁気漏れによって、電磁コイル５２５に磁力のロスが生じるので、プランジャ５２１及びドッグクラッチ５０５の操作力が低下し、ドッグクラッチ５０５を噛み合わせてデファレンシャル装置５０７の差動をロックさせるときの動作に不具合が生じ、あるいは、操作レスポンスが遅くなるから、悪路などでの脱出性や走破性の向上効果、スタックの防止効果などが損なわれ、あるいは、失われる恐れがある。
【００１１】
また、プランジャ５２１に僅かな倒れが生じても、プランジャ５２１とベアリングハウジング５２３との間で移動抵抗が増加し、囓りが発生することがあるが、このような場合、上記のようにプランジャ５２１の移動操作力が低下すると、電磁式アクチュエータ５０７の動作とデフロック装置５０１の差動ロック動作が円滑を欠き、不安定になる恐れがある。
【００１２】
しかし、電磁コイル５２５の磁気漏れやプランジャ５２１の倒れに備えて、電磁コイル５２５の操作移動力（磁力）を強化するには、電磁コイル５２５の大型化や励磁電流の増加が必要になるから、これに伴って、バッテリーの負担が増加し、エンジンの燃費が低下し、電磁式アクチュエータ５０７とデフロック装置５０１の車載性が低下する。
【００１３】
そこで、この発明は、電磁コイルによってプランジャを移動操作し、クラッチなどの被操作装置を断続操作する電磁式アクチュエータであって、電磁コイルのコイルハウジングとプランジャの間で磁気漏れを防止することにより、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加を伴わずに、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャと被操作装置の操作力と操作レスポンスを向上させた電磁式アクチュエータと、この電磁式アクチュエータを用いて構成したデファレンシャル装置及び動力断続装置の提供を目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電磁式アクチュエータは、一対のトルク伝達部材間に配置されたクラッチによってトルク伝達部材の間で駆動力を断続する断続装置に用いられ、環状に形成された電磁コイルと、前記電磁コイルを一体に包み込んで保持するコイルハウジングと、前記コイルハウジングと共に前記電磁コイルの磁路を構成し、前記電磁コイルが励磁されると軸方向に移動し、前記クラッチを移動操作するプランジャと、前記コイルハウジングに設けられ、前記プランジャを軸方向移動自在に支承するガイド部材とを備えた電磁式アクチュエータであって、前記プランジャを前記コイルハウジングと対向し前記電磁コイルの励磁により磁束ループを形成する第１環状部材と、前記第１環状部材と一体に形成されて前記第１環状部材より軸方向に長く配置され前記ガイド部材に支承されて軸方向移動により前記クラッチを押圧して移動操作する非磁性材料製の第２環状部材とで構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項１の電磁式アクチュエータでは、ガイド部材に支承されるプランジャの第２環状部材を非磁性材料製にした。
【００１６】
このように、プランジャの第２環状部を非磁性材料製にしたことにより、電磁コイルを励磁したとき、これら対向部の間で磁束の分岐ループが生じることが防止される。
【００１７】
こうして、磁気漏れによる電磁コイルの磁力ロスが防止されるから、プランジャと被操作装置の操作力及び操作レスポンスが高く保たれる。
【００１８】
また、デファレンシャル装置の差動制限用クラッチ（被操作装置）を操作する場合は、車両が悪路などを走行する際の脱出性や走破性の向上効果、スタックの防止効果などが高く保たれる。
【００１９】
また、プランジャの倒れによって、プランジャとコイルハウジングとの間で移動抵抗が増加し、囓りが発生した場合でも、上記のようにプランジャと被操作装置の操作力と操作レスポンスが高く保たれるから、電磁式アクチュエータと被操作装置の動作も円滑で安定に保たれる。
【００２０】
また、磁気漏れやプランジャの倒れに備えて、電磁コイルの磁力を強化する必要がなくなり、電磁コイルを大型化し、励磁電流を増やす必要がなくなるから、これに伴うバッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、電磁式アクチュエータと被操作装置の車載性低下などが避けられる。
【００２２】
請求項２のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースの回転を一対の出力側サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、前記デフケースと前記出力側サイドギアのいずれか２者との間に配置され、前記差動機構の差動を制限するクラッチと、請求項１に記載された電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記差動機構の差動を制限することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項２のデファレンシャル装置は、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば差動機構の差動が制限され、クラッチの連結を解除すれば差動が自由になる。
【００２４】
また、請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、円滑で安定した差動制限機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００２５】
請求項３のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するアウターデフケースと、前記アウターデフケースの内部に相対回転可能に配置されたインナーデフケースと、前記インナーデフケースに連結された差動機構と、前記アウターデフケースと前記インナーデフケースとの連結を断続するクラッチと、請求項１に記載された電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記アウターデフケースと前記インナーデフケースとの間でトルクを断続することを特徴とする。
【００２６】
請求項３のデファレンシャル装置は、差動機構の入力側で駆動力を断続するデファレンシャル装置であり、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば車両は２輪駆動状態になる。
【００２７】
また、請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、円滑で安定した駆動力の断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジン燃費の低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００２８】
請求項４のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースの回転を一対の出力側サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、前記出力側サイドギアのいずれか一方とその車輪との間に配置されたクラッチと、請求項１に記載された電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記サイドギアと車輪との間でトルクを断続することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項４のデファレンシャル装置は、差動機構の出力側で駆動力を断続するデファレンシャル装置であり、請求項３のデファレンシャル装置と同様に、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば、差動機構の差動回転によって駆動力が遮断され、車両は２輪駆動状態になる。
【００３０】
また、請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャとクラッチの操作力とレスポンスが向上し、円滑で安定した駆動力の断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジン燃費の低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１〜図５によって本発明の一実施形態である電磁式アクチュエータ１及びこれを用いたデファレンシャル装置３の説明をする。
【００３５】
以下の説明の中で、左右の方向はデファレンシャル装置３が用いられた車両での左右の方向である。また、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００３６】
デファレンシャル装置３は、電磁式アクチュエータ１、デフケース５、ベベルギア式の差動機構７、ドッグクラッチ９（クラッチ：被操作装置）、リターンスプリング１１、ポジションスイッチ１３、コントローラなどから構成されている。
【００３７】
デフケース５は、ケーシング本体１５と左右のカバー１７，１９から構成されており、ケーシング本体１５と左のカバー１７はボルト２１で固定され、ケーシング本体１５と右のカバー１９は溶接されている。
【００３８】
デフケース５はデフキャリヤ２３の内部に配置されており、カバー１７，１９に形成された各ボス部２５，２７はテーパーローラーベアリング２９を介してそれぞれデフキャリヤ２３に支承されている。
【００３９】
デフキャリヤ２３の内部にはオイル溜りが形成されている。
【００４０】
デフケース５にはリングギアがボルトで固定されており、このリングギアは動力伝達系のギヤと噛み合っている。この動力伝達系はトランスミッション側に連結されており、デフケース５はトランスミッションとこの動力伝達系とを介して伝達されるエンジンの駆動力により回転駆動される。
【００４１】
差動機構７は、複数本のピニオンシャフト３１、各ピニオンシャフト３１上に支承されたピニオンギア３３、出力側のサイドギア３５，３７から構成されている。
【００４２】
各ピニオンシャフト３１は、デフケース５（ケーシング本体１５）に設けられた貫通孔３９に端部を係合し、スプリングピン４１によって抜け止めされている。また、サイドギア３５，３７は左右からそれぞれ各ピニオンギア３３と噛み合っている。
【００４３】
デフケース５と各ピニオンギア３３との間には球面ワッシャ４３が配置されており、ピニオンギア３３の遠心力と、サイドギア３５，３７との噛み合いによってピニオンギア３３に生じる噛み合い反力とを受けている。
【００４４】
各サイドギア３５，３７のボス部４５，４７は、カバー１７，１９に形成された支承部４９，５１によって回転自在に支承されており、各ボス部４５，４７はスプライン連結された車軸を介して左右の車輪側に連結されている。
【００４５】
左サイドギア３５とデフケース５との間にはスラストワッシャ５３が配置され、サイドギア３５の噛み合い反力を受けており、右サイドギア３７とデフケース５との間にはスラストワッシャ５５，５５が配置され、サイドギア３７の噛み合い反力を受けている。
【００４６】
ドッグクラッチ９は、右サイドギア３７に形成された噛み合い歯５７と、クラッチリング５９に形成された噛み合い歯６１によって構成されている。
【００４７】
このクラッチリング５９には脚部６３が周方向等間隔に形成されている。クラッチリング５９は各脚部６３をカバー１９に形成された周方向等間隔の開口６５にそれぞれ貫通させてデフケース５に回り止めされ、軸方向移動自在に配置されている。
【００４８】
クラッチリング５９が左に移動するとドッグクラッチ９が噛み合って差動機構７の差動がロックされ、図１のように、クラッチリング５９が右に移動するとドッグクラッチ９の噛み合いが解除され、差動ロックが解除される。
【００４９】
リターンスプリング１１は右サイドギア３７とクラッチリング５９との間に配置され、クラッチリング５９をドッグクラッチ９の噛み合い解除側（右方）に付勢している。
【００５０】
電磁式アクチュエータ１は、電磁コイル６７、一対のコイルハウジング６９，７１、ガイド部材７３、プランジャ７５などから構成されている。
【００５１】
コイルハウジング６９，７１は磁性材料（Ｓ１０Ｃ）で作られており、電磁コイル６７を左右から挟み込んで一体に形成されている。右のコイルハウジング７１は連結部材を介してデフキャリヤ２３に固定されており、電磁コイル６７のリード線７７はデフキャリヤ２３の外部に引き出され、コネクター７９によりコントローラ側のコネクターを介して車載のバッテリに接続されている。
【００５２】
また、コイルハウジング６９，７１は、左右のスラストワッシャ８１，８３によりデフケース５の右ボス部２７と、テーパーローラーベアリング２９のインナーレース８５との間で軸方向に位置決めされている。
【００５３】
ガイド部材７３は非磁性材料（例えば、ステンレス鋼）で作られており、コイルハウジング７１の内周部に溶接されている。
【００５４】
プランジャ７５はコイルハウジング６９，７１の内周側とガイド部材７３の外周側に配置されている。
【００５５】
また、プランジャ７５は磁性材料（Ｓ１０Ｃ）で作られたリング８７（第１環状部材）と、非磁性材料（例えば、ステンレス鋼）で作られた押圧リング８９（第２環状部材）からなり、押圧リング８９はリング８７の内周側に配置され、リングと一体に形成されている。押圧リング８９の内周はガイド部材７３の外周で軸方向移動自在に支承されており、押圧リング８９の内周にはテフロン（登録商標）のコーティングが施され、摺動抵抗を低減させている。
【００５６】
なお、このテフロン（登録商標）コーティングは、ガイド部材７３の外周に施してもよい。
【００５７】
ドッグクラッチ９のクラッチリング５９は、リターンスプリング１１の付勢力により、プレッシャープレート９１を介して押圧リング８９（プランジャ７５）を右方に押圧している。このプレッシャープレート９１は腕部９３によって回転側のクラッチリング５９に連結されており、静止側のプランジャ７５（押圧リング８９）との間で摺動を吸収している。
【００５８】
コイルハウジング６９，７１とプランジャ７５のリング８７によって電磁コイル６７の磁路が構成されており、プランジャ７５（リング８７）はアーマチャになっている。
【００５９】
コントローラは、電磁コイル６７の励磁、励磁停止を行う。
【００６０】
電磁コイル６７が励磁されると、磁路に磁束ループ９５が発生し、その磁力によってリング８７（プランジャ７５）が左方に移動し、押圧リング８９（プランジャ７５）がプレッシャープレート９１を介し、リターンスプリング１１を撓ませながら、クラッチリング５９を押圧してドッグクラッチ９を噛み合わせ、上記のように、差動機構７の差動をロックさせる。
【００６１】
また、上記のようにガイド部材７３とプランジャ７５の押圧リング８９の両方が非磁性材料で作られているから、図２のように、電磁コイル６７が励磁されたとき、磁性材料のガイド部材５２１とプランジャ５２３との間に磁束の分岐ループ５２９が生じる図７の従来例と異なって、磁束ループ９５から分岐ループが発生することはなく、磁気漏れ（電磁コイル６７の磁力ロス）が避けられる。
【００６２】
悪路走行中のように、左右の駆動輪が空転し易い状況で差動をロックさせると、空転車輪からの駆動力の逃げが防止されて、悪路などの脱出性、走破性が向上し、車両のスタックが防止される。
【００６３】
なお、コイルハウジング６９には、電磁コイル６７の磁力によってプランジャ７５が左方へ移動したときに、プランジャ７５（リング８７）と突き当たって停止させるストッパ部９７（図２）が設けられている。
【００６４】
また、電磁コイル６７の励磁を停止すると、リターンスプリング１１によってクラッチリング５９とプレッシャープレート９１とプランジャ７５が右方へ戻り、ドッグクラッチ９の噛み合いが解除され、差動機構７の差動が自由になる。
【００６５】
ポジションスイッチ１３の取り付け軸９９（中心線：ＳＬ１）はデフキャリヤ２３を回転自在に貫通しており、取り付け軸９９には所定の軸間距離Ｌを介して位置検出軸１０１（中心線：ＳＬ２）が平行に一体形成されている。この位置検出軸１０１の先端には円形断面のプローブ１０３が同軸に形成されており、このプローブ１０３はプレッシャープレート９１の左側面に係合している。また、位置検出軸１０１とプローブ１０３は適度な強さのリターンスプリングによって右方に付勢されている。
【００６６】
ポジションスイッチ１３のプローブ１０３（位置検出軸１０１）は、ドッグクラッチ９が噛み合うと、プレッシャープレート９１の移動に伴って図１の破線の位置まで移動し、ドッグクラッチ９の噛み合いが解除されると、上記のリターンスプリングによって実線の位置へ戻る。
【００６７】
ポジションスイッチ１３は位置検出軸１０１のこのような軸方向往復移動に伴ってＯＮ−ＯＦＦし、その信号をコントローラに送る。コントローラは受け取ったＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいて、デファレンシャル装置３（差動機構７）の差動回転がロックされているか否かを判断する。
【００６８】
ポジションスイッチ１３の取り付けは次のように行われる。
【００６９】
先ず、図４のように、プローブ１０３（位置検出軸１０１）がプレッシャープレート９１に対して径方向外側になる角度で取り付け軸９９をデフキャリヤ２３に取り付け、さらに、プローブ１０３がプレッシャープレート９１の左側に来るまで取り付け軸９９を差し込む。
【００７０】
次に、この状態から図５の矢印１０５のいずれかの方向に、取り付け軸９９を１８０°回転させると、プローブ１０３がプレッシャープレート９１の左側面に係合する。
【００７１】
さらに、図１と図３のように、取り付け軸９９と一体に形成されたブラケット１０７をボルト１０９でデフキャリヤ２３に固定して回り止めすれば、ポジションスイッチ１３の取り付けが終了する。
【００７２】
また、ボルト１０９を外し、取り付け軸９９を図５の状態から図４の状態まで回転させれば、プローブ１０３とプレッシャープレート９１が外れるから、ポジションスイッチ１３の全体をデフキャリヤ２３から抜き取って取り外すことができる。
【００７３】
デフケース５には、右カバー１９の開口６５の他に、左カバー１７とケーシング本体１５にも開口１１１，１１３がそれぞれ形成されており、ボス部２５，２７の内周には螺旋状のオイル溝が形成されている。さらに、スラストワッシャ５３，５５と対向する部分には、前記の各螺旋状オイル溝にそれぞれ連通した径方向のオイル溝１１５，１１７が形成されている。
【００７４】
開口６５，１１１，１１３はいずれもデフケース５の径方向外側部分に形成されているから、デフキャリヤ２３に形成されたオイル溜りのオイルに常時浸されており、デフケース５の回転に伴って開口６５，１１１，１１３からオイルが流出入する。
【００７５】
また、オイル溜りのオイルはデフケース５とリングギアの回転によって掻き上げられ、掻き上げられたオイルは、開口６５，１１１から流出入すると共に、ボス部２５，２７の各螺旋状オイル溝から流入し、それぞれのネジポンプ作用によって移動を促進され、オイル溝１１５，１１７と、スラストワッシャ５３，５５の隙間などを通ってデフケース５の内部に流入する。
【００７６】
デフケース５に流入したオイルは、差動機構７を構成する各ギア３３，３５，３７の噛み合い部、ピニオンシャフト３１とピニオンギア３３の摺動部、デフケース５とクラッチリング５９の摺動部、ドッグクラッチ９（噛み合い歯５７，６１）などに供給されてこれらを潤滑・冷却する。
【００７７】
また、電磁式アクチュエータ１の下部もオイル溜りに浸されており、プランジャ７５の押圧リング８９とガイド部材７３との摺動部（テフロン（登録商標）コーティング部）、プランジャ７５の押圧リング８９とプレッシャープレート９１との摺動部、コイルハウジング６９，７１とスラストワッシャ８１，８３との摺動部、ポジションスイッチ１３のプローブ１０３とプレッシャープレート９１の摺動部なども潤滑・冷却される。
【００７８】
上記の各潤滑・冷却部では、供給されたオイルによって磨耗が軽減され、耐久性が向上すると共に、各摺動部での摩擦抵抗の低減によってエンジンの燃費が向上する。
【００７９】
また、押圧リング８９（プランジャ７５）とプレッシャープレート９１との摺動部が潤滑されることにより、プランジャ７５の倒れが防止されるから、電磁式アクチュエータ１によるドッグクラッチ９の断続機能（デファレンシャル装置３の差動ロック機能）が円滑で正常に保たれる。
【００８０】
こうして、電磁式アクチュエータ１とデファレンシャル装置３が構成されている。
【００８１】
電磁式アクチュエータ１は、コイルハウジング６９，７１のガイド部材７３と、このガイド部材７３によって支承されるプランジャ７５の押圧リング８９の両方を非磁性材料製にしたことにより、電磁コイル６７を励磁したときに、これらの間で磁束の分岐ループが生じることがなくなり、磁気漏れによる電磁コイル６７の磁力ロスが防止される。
【００８２】
従って、電磁コイル６７によるプランジャ７５とドッグクラッチ９の操作力と操作レスポンスが高く保たれるから、悪路などを走行する際の脱出性や走破性の向上効果、車両のスタック防止効果なども高く保たれる。
【００８３】
また、プランジャ７５の倒れによってプランジャ７５とコイルハウジング６９，７１との間で移動抵抗が増加し、あるいは、囓りが発生した場合であっても、上記のように電磁コイル６７によるプランジャ７５とドッグクラッチ９の操作力と操作レスポンスが高く保たれるから、電磁式アクチュエータ１によるドッグクラッチ９の断続機能及びデファレンシャル装置３の差動ロック機能は円滑で正常に保たれる。
【００８４】
従って、電磁コイル６７の磁力を特に強化する必要がなくなり、電磁コイル６７を大型化し、あるいは、励磁電流を増やす必要がなくなるから、これに伴うバッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、電磁式アクチュエータ１とデファレンシャル装置３の車載性低下などが避けられる。
【００８５】
また、ポジションスイッチ１３の取り付け軸９９と位置検出軸１０１とに軸間距離Ｌを与えたことによって、デフキャリヤ２３からデファレンシャル装置３を取り外さずに、デフキャリヤ２３とデファレンシャル装置３に対してポジションスイッチ１３を取り付け、また、取り外すことが可能になった。
【００８６】
このようにポジションスイッチ１３の取り付けと取り外しの各作業が極めて容易になったから、デフキャリヤ２３とデファレンシャル装置３の各分解コストの低減分を含めて、ポジションスイッチ１３の取り付けと取り外しの各コストが大幅に低減される。
【００８７】
なお、本発明では、従来例と異なって、プランジャをコイルハウジングの外周側に配置し、ガイド部材で支承することも可能である。
【００８８】
このように、プランジャをコイルハウジングの外周側に配置し、あるいは、プランジャをコイルハウジングの内周側と外周側の両方に配置すれば、コイルハウジングの内周側と外周側で生じている空気層への磁束漏れを有効に利用することが可能になり、電磁コイルを大型化し、あるいは、励磁電流を増やすことなく、電磁コイルによるプランジャ及び被操作装置の移動操作力と、操作レスポンスを大幅に向上させることができる。
【００８９】
また、外周側と内周側の一方で、プランジャとコイルハウジング間の磁束が飽和し、電磁コイルの磁束を充分に使い切っていない場合は、外周側と内周側の両方にプランジャを配置することにより、電磁コイルの磁束を有効に使い切ることができるから、プランジャ及び被操作装置の移動操作力と操作レスポンスがさらに向上する。
【００９０】
このように、コイルハウジングの外周側にプランジャを配置すれば、プランジャとガイド部材間での磁気漏れを防止することによる本発明の効果に加えて、プランジャをコイルハウジングの外周側に配置することによる上記の効果が得られる。
【００９１】
また、ガイド部材だけを非磁性材料製にする構成も可能であり、この場合、プランジャは第１環状部材と第２環状部材に分ける必要がなくなり、磁性材料の一体形成部材を従来のまま用いることができるから、それだけ低コストに実施できる。
【００９２】
また、本発明の電磁式アクチュエータにおいて、被操作装置はクラッチに限らない。また、クラッチも、実施形態のような噛み合いクラッチ（ドッグクラッチ）だけでなく、多板クラッチやコーンクラッチのような摩擦クラッチでもよい。
【００９３】
また、本発明のデファレンシャル装置において、差動機構は、ベベルギア式の差動機構に限らず、プラネタリーギア式の差動機構、デフケースの収容孔に回転自在に収容されたピニオンギアで出力側のサイドギアを連結した差動機構、ウォームギアを用いた差動機構などでもよい。
【００９４】
また、本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）と、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）と、センターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【００９５】
【発明の効果】
請求項１の電磁式アクチュエータは、ガイド部材に支承されるプランジャの第２環状部材を非磁性材料製にしたことにより、磁気漏れによる電磁コイルの磁力ロスが防止され、プランジャと被操作装置の操作力及び操作レスポンスが高く保たれる。
【００９６】
従って、デファレンシャル装置で差動制限用クラッチを操作する場合、悪路などの脱出性や走破性の向上効果、車両のスタック防止効果などが高く保たれる。
【００９７】
また、プランジャの倒れによって移動抵抗の増加や囓りが生じた場合でも、上記のようにプランジャと被操作装置の操作力及び操作レスポンスが高く保たれるから、電磁式アクチュエータと被操作装置の動作も円滑で安定に保たれる。
【００９８】
従って、電磁コイルを大型化し、励磁電流を増やして磁力を強化する必要がなくなり、バッテリーの負担増加、エンジン燃費の低下、電磁式アクチュエータと被操作装置の車載性低下などが避けられる。
【００９９】
請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した差動制限機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジン燃費の低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【０１００】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジン燃費の低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【０１０１】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジン燃費の低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の電磁式アクチュエータとこれを用いたデファレンシャル装置を示す断面図である。
【図２】図１の実施形態の要部拡大断面図である。
【図３】図１のＡ矢視図である。
【図４】図１の実施形態において、ポジションスイッチのプローブがプレッシャープレートと係合していない角度位置を示す図面である。
【図５】図１の実施形態において、ポジションスイッチのプローブをプレッシャープレートに係合させた角度位置を示す図面である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１電磁式アクチュエータ
３デファレンシャル装置
５デフケース
７差動機構
９ドッグクラッチ（クラッチ：被操作装置）
３５，３７差動機構の出力側サイドギア
６７電磁コイル
６９，７１コイルハウジング
７３コイルハウジングに固定された非磁性材料製のガイド部材
７５プランジャ
８７磁性材料製のリング（プランジャの第１環状部材）
８９非磁性材料製の押圧リング（プランジャの第２環状部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic actuator that operates an operated device such as a clutch, a differential device that limits differential or interrupts driving force by the clutch, and a power interrupting device that interrupts driving force by the clutch. .
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a vehicle differential lock device 501 described in Patent Document 1. The vehicle differential lock device 501 includes a bevel gear type differential mechanism 503, a dog clutch 505 for locking the differential rotation, an electromagnetic actuator 507 for engaging the dog clutch 505, and a return for releasing the engagement of the dog clutch 505. It consists of a spring 509 and the like.
[0003]
The driving force of the engine that rotates the differential case 511 is distributed from the side gears 513 and 515 of the differential mechanism 503 to the left and right wheels through the axles 517 and 519. The dog clutch 505 is provided between a differential case 511 and a plunger 521 made of a magnetic material, and this plunger 521 is spline-coupled to an axle 517 on the left side gear 513 side so as to be axially movable. Further, the plunger 521 is biased by the return spring 509 in the meshing release direction of the dog clutch 505 (left side in FIG. 6).
[0004]
The electromagnetic actuator 507 includes an electromagnetic coil 525 wound around a bearing housing 523 made of a magnetic material disposed on the outer periphery of the plunger 521, the plunger 521, and the like, and the bearing housing 523, the plunger 521, Thus, the magnetic path of the electromagnetic coil 525 is configured.
[0005]
While the electromagnetic coil 525 is not excited, the plunger 521 is moved to the position shown in FIG. 6 by the urging force of the return spring 509. In this state, the dog clutch 505 is engaged and the differential mechanism 503 is differentially locked. It has been released.
[0006]
When the electromagnetic coil 525 is excited, a magnetic flux loop is formed in the above magnetic path, and the plunger 521 moves to the right by the moving operation force generated by the magnetic force, and the dog clutch 505 is engaged to engage the differential mechanism. The differential of 503 is locked.
[0007]
Locking the differential when the drive wheels are likely to run idle, such as when driving on rough roads, prevents the driving force from escaping from the idle wheels, improving the escape and running performance of rough roads, etc. Is prevented from stacking.
[0008]
The electromagnetic actuator 507 has a compact unit and a high unit property due to the coaxial arrangement of the electromagnetic coil 525 and the plunger 521. Therefore, the electromagnetic actuator 507 is superior in in-vehicle performance.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 64-22633 (page 2 in the specification, upper right column, line 1 to lower right column, line 17, FIG. 2)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the electromagnetic actuator 507 as described above, if parts around the plunger 521 are made of a magnetic material, a loop (magnetic leakage) branched from the original magnetic flux loop is formed. In such a case, a magnetic loss occurs in the electromagnetic coil 525 due to magnetic leakage, so that the operating force of the plunger 521 and the dog clutch 505 decreases, and the differential of the differential device 507 is locked by engaging the dog clutch 505. As a result, there is a risk that the escape effect on a rough road, the improvement of running ability, the prevention effect of stacking, and the like may be impaired or lost.
[0011]
Even if the plunger 521 is slightly tilted, the movement resistance may increase between the plunger 521 and the bearing housing 523, which may cause sag. In such a case, the plunger 521 as described above. When the moving operation force of the motor is reduced, the operation of the electromagnetic actuator 507 and the differential lock operation of the differential lock device 501 are not smooth and may become unstable.
[0012]
However, in order to strengthen the operation movement force (magnetic force) of the electromagnetic coil 525 in preparation for a magnetic leak of the electromagnetic coil 525 or the plunger 521 falling, it is necessary to increase the size of the electromagnetic coil 525 or increase the excitation current. Along with this, the burden on the battery increases, the fuel consumption of the engine decreases, and the in-vehicle performance of the electromagnetic actuator 507 and the differential lock device 501 decreases.
[0013]
Therefore, the present invention is an electromagnetic actuator that moves the plunger with an electromagnetic coil and intermittently operates an operated device such as a clutch, and prevents magnetic leakage between the coil housing of the electromagnetic coil and the plunger. An electromagnetic actuator that achieves smooth and stable operation without increasing the size of the electromagnetic coil or increasing the excitation current, and improves the operating force and operating response of the plunger and the operated device, and this electromagnetic actuator An object of the present invention is to provide a differential device and a power interrupting device which are configured by using them.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The electromagnetic actuator according to claim 1 is: Used in an interrupting device that interrupts driving force between torque transmitting members by a clutch disposed between a pair of torque transmitting members, An electromagnetic coil formed in an annular shape, a coil housing that wraps and holds the electromagnetic coil integrally, and a magnetic path of the electromagnetic coil together with the coil housing constitute an axial movement when the electromagnetic coil is excited. An electromagnetic actuator provided with a plunger for moving the clutch and a guide member that is provided in the coil housing and supports the plunger so as to be axially movable, the plunger facing the coil housing and A first annular member that forms a magnetic flux loop by excitation of an electromagnetic coil; and the first annular member. And is longer in the axial direction than the first annular member. It is supported by the guide member and moved in the axial direction. clutch The Press It is characterized by comprising a second annular member made of a non-magnetic material to be moved.
[0015]
In the electromagnetic actuator according to the first aspect, the second annular member of the plunger supported by the guide member is made of a nonmagnetic material.
[0016]
As described above, the second annular portion of the plunger is made of a nonmagnetic material, so that when the electromagnetic coil is excited, a magnetic flux branching loop is prevented from occurring between these opposed portions.
[0017]
In this way, magnetic force loss of the electromagnetic coil due to magnetic leakage is prevented, so that the operation force and operation response of the plunger and the operated device are kept high.
[0018]
In addition, when operating the differential limiting clutch (operated device) of the differential device, the effect of improving escape performance and running performance when the vehicle travels on a rough road, the effect of preventing stacking, etc. are kept high. .
[0019]
In addition, even when the movement resistance increases between the plunger and the coil housing due to the falling of the plunger, and the sag occurs, the operation force and the operation response of the plunger and the operated device are kept high as described above. The operation of the electromagnetic actuator and the operated device is also kept smooth and stable.
[0020]
In addition, it is not necessary to reinforce the magnetic force of the electromagnetic coil in preparation for magnetic leakage or the plunger falling, and it is not necessary to increase the size of the electromagnetic coil and increase the excitation current. This increases the burden on the battery and decreases the fuel consumption of the engine. In addition, it is possible to avoid a reduction in the on-vehicle performance of the electromagnetic actuator and the operated device.
[0022]
A differential device according to a second aspect includes a differential case that rotates in response to a driving force of a prime mover, a differential mechanism that distributes rotation of the differential case from a pair of output side gears to a wheel side, and any of the differential case and the output side gear A clutch disposed between the two and limiting the differential of the differential mechanism; Power And a magnetic actuator, and the differential of the differential mechanism is limited by operation of the clutch by the electromagnetic actuator.
[0023]
In the differential device according to the second aspect, the differential of the differential mechanism is limited when the clutch is connected by the electromagnetic actuator of the present invention, and the differential is freed when the clutch is disconnected.
[0024]
Further, the differential device according to claim 2 uses the electromagnetic actuator according to claim 1 to improve the operating force and response of the plunger and the clutch, and to obtain a smooth and stable differential limiting function. Increase in size, increase in excitation current, increase in battery load, decrease in fuel consumption of the engine, and decrease in vehicle mounting due to increase in size and weight.
[0025]
The differential device according to claim 3 is an outer differential case that rotates by receiving a driving force of a prime mover, an inner differential case that is arranged to be relatively rotatable inside the outer differential case, and a differential mechanism that is coupled to the inner differential case; A clutch that intermittently connects and disconnects the outer differential case and the inner differential case. Power And a magnetic actuator, wherein torque is intermittently connected between the outer differential case and the inner differential case by the operation of the clutch by the electromagnetic actuator.
[0026]
The differential device of claim 3 is a differential device that intermittently drives the driving force on the input side of the differential mechanism, and is arranged in a power transmission system on the wheel side that is disconnected when the four-wheel drive vehicle is driven in two-wheel drive. If the clutch is connected by an electromagnetic actuator, the vehicle is in a four-wheel drive state, and if the clutch is released, the vehicle is in a two-wheel drive state.
[0027]
Further, the differential device according to claim 3 uses the electromagnetic actuator according to claim 1 to improve the operating force and response of the plunger and the clutch, to obtain a smooth and stable driving force intermittent function, Increases in coil size, increase in excitation current, increase in battery load, reduction in engine fuel consumption, and reduction in on-board performance due to increase in size and weight are prevented.
[0028]
The differential device according to claim 4 is a differential case that rotates in response to a driving force of a prime mover, a differential mechanism that distributes rotation of the differential case from a pair of output side gears to a wheel side, and any one of the output side gears, A clutch disposed between the wheel and the clutch; Power And a magnetic actuator, wherein torque is intermittently connected between the side gear and the wheel by operation of the clutch by the electromagnetic actuator.
[0029]
Further, the differential device according to claim 4 is a differential device that intermittently drives the driving force on the output side of the differential mechanism, and the wheel that is disconnected when the two-wheel drive vehicle is driven in the two-wheel drive manner, similarly to the differential device according to claim 3. When the clutch is connected by the electromagnetic actuator of the present invention, the vehicle is in a four-wheel drive state, and when the clutch is released, the driving force is cut off by the differential rotation of the differential mechanism. Thus, the vehicle enters a two-wheel drive state.
[0030]
Further, the differential device of claim 4 uses the electromagnetic actuator of claim 1 to improve the operating force and response of the plunger and the clutch, and to obtain a smooth and stable driving force intermittent function. Increases in coil size, increase in excitation current, increase in battery load, reduction in engine fuel consumption, and reduction in on-board performance due to increase in size and weight are prevented.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electromagnetic actuator 1 which is one embodiment of the present invention and the differential device 3 using the same will be described with reference to FIGS.
[0035]
In the following description, the left and right directions are left and right directions in a vehicle in which the differential device 3 is used. Further, members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0036]
The differential device 3 includes an electromagnetic actuator 1, a differential case 5, a bevel gear type differential mechanism 7, a dog clutch 9 (clutch: operated device), a return spring 11, a position switch 13, a controller, and the like.
[0037]
The differential case 5 includes a casing body 15 and left and right covers 17, 19. The casing body 15 and the left cover 17 are fixed with bolts 21, and the casing body 15 and the right cover 19 are welded.
[0038]
The differential case 5 is disposed inside the differential carrier 23, and the boss portions 25, 27 formed on the covers 17, 19 are supported by the differential carrier 23 via tapered roller bearings 29, respectively.
[0039]
An oil reservoir is formed in the differential carrier 23.
[0040]
A ring gear is fixed to the differential case 5 with a bolt, and this ring gear meshes with a gear of a power transmission system. The power transmission system is connected to the transmission side, and the differential case 5 is rotationally driven by the driving force of the engine transmitted through the transmission and the power transmission system.
[0041]
The differential mechanism 7 includes a plurality of pinion shafts 31, a pinion gear 33 supported on each pinion shaft 31, and output side gears 35 and 37.
[0042]
Each pinion shaft 31 is engaged with a through hole 39 provided in the differential case 5 (casing main body 15), and is prevented from being detached by a spring pin 41. The side gears 35 and 37 mesh with the pinion gears 33 from the left and right, respectively.
[0043]
A spherical washer 43 is disposed between the differential case 5 and each pinion gear 33, and receives a centrifugal force of the pinion gear 33 and a meshing reaction force generated in the pinion gear 33 by meshing with the side gears 35 and 37. .
[0044]
The boss portions 45 and 47 of the side gears 35 and 37 are rotatably supported by support portions 49 and 51 formed on the covers 17 and 19, and the boss portions 45 and 47 are connected via spline-connected axles. It is connected to the left and right wheels.
[0045]
A thrust washer 53 is disposed between the left side gear 35 and the differential case 5 and receives the meshing reaction force of the side gear 35. Thrust washers 55 and 55 are disposed between the right side gear 37 and the differential case 5, and the side gear. 37 meshing reaction force is received.
[0046]
The dog clutch 9 is constituted by meshing teeth 57 formed on the right side gear 37 and meshing teeth 61 formed on the clutch ring 59.
[0047]
Leg portions 63 are formed on the clutch ring 59 at equal intervals in the circumferential direction. The clutch ring 59 is disposed so as to be freely movable in the axial direction by causing the leg portions 63 to pass through the openings 65 formed in the cover 19 at equal intervals in the circumferential direction so as to be prevented from rotating around the differential case 5.
[0048]
When the clutch ring 59 is moved to the left, the dog clutch 9 is engaged and the differential of the differential mechanism 7 is locked. As shown in FIG. 1, when the clutch ring 59 is moved to the right, the engagement of the dog clutch 9 is released. The lock is released.
[0049]
The return spring 11 is disposed between the right side gear 37 and the clutch ring 59, and urges the clutch ring 59 to the engagement release side (right side) of the dog clutch 9.
[0050]
The electromagnetic actuator 1 includes an electromagnetic coil 67, a pair of coil housings 69 and 71, a guide member 73, a plunger 75, and the like.
[0051]
The coil housings 69 and 71 are made of a magnetic material (S10C), and are integrally formed by sandwiching the electromagnetic coil 67 from the left and right. The right coil housing 71 is fixed to the differential carrier 23 via a connecting member, and the lead wire 77 of the electromagnetic coil 67 is drawn out of the differential carrier 23 and is connected to a vehicle-mounted battery via a connector on the controller side by a connector 79. Has been.
[0052]
The coil housings 69 and 71 are positioned in the axial direction between the right boss portion 27 of the differential case 5 and the inner race 85 of the tapered roller bearing 29 by left and right thrust washers 81 and 83.
[0053]
The guide member 73 is made of a nonmagnetic material (for example, stainless steel) and is welded to the inner peripheral portion of the coil housing 71.
[0054]
The plunger 75 is disposed on the inner peripheral side of the coil housings 69 and 71 and on the outer peripheral side of the guide member 73.
[0055]
The plunger 75 includes a ring 87 (first annular member) made of a magnetic material (S10C) and a pressing ring 89 (second annular member) made of a nonmagnetic material (for example, stainless steel). The ring 89 is disposed on the inner peripheral side of the ring 87 and is formed integrally with the ring. The inner periphery of the pressing ring 89 is supported on the outer periphery of the guide member 73 so as to be movable in the axial direction. The inner periphery of the pressing ring 89 is coated with Teflon (registered trademark) to reduce sliding resistance. .
[0056]
The Teflon (registered trademark) coating may be applied to the outer periphery of the guide member 73.
[0057]
The clutch ring 59 of the dog clutch 9 presses the pressing ring 89 (plunger 75) to the right via the pressure plate 91 by the urging force of the return spring 11. The pressure plate 91 is connected to the rotation-side clutch ring 59 by an arm portion 93, and absorbs sliding between the pressure plate 91 and the stationary-side plunger 75 (pressing ring 89).
[0058]
The coil housing 69, 71 and the ring 87 of the plunger 75 constitute a magnetic path of the electromagnetic coil 67, and the plunger 75 (ring 87) is an armature.
[0059]
The controller performs excitation and excitation stop of the electromagnetic coil 67.
[0060]
When the electromagnetic coil 67 is excited, a magnetic flux loop 95 is generated in the magnetic path, the magnetic force moves the ring 87 (plunger 75) to the left, and the pressing ring 89 (plunger 75) returns via the pressure plate 91 to return. While bending the spring 11, the clutch ring 59 is pressed to engage the dog clutch 9, and the differential of the differential mechanism 7 is locked as described above.
[0061]
Since both the guide member 73 and the pressing ring 89 of the plunger 75 are made of a nonmagnetic material as described above, when the electromagnetic coil 67 is excited as shown in FIG. 2, the guide member 521 made of a magnetic material is used. Unlike the conventional example shown in FIG. 7 in which a magnetic flux branch loop 529 is formed between the plunger 523 and the plunger 523, no branch loop is generated from the magnetic flux loop 95, and magnetic leakage (magnetic loss of the electromagnetic coil 67) can be avoided.
[0062]
Locking the differential when the left and right drive wheels are likely to run idle, such as when driving on rough roads, prevents the driving force from escaping from the idle wheels and improves the escape and running performance on rough roads. , Vehicle stacking is prevented.
[0063]
The coil housing 69 is provided with a stopper portion 97 (FIG. 2) that stops against the plunger 75 (ring 87) when the plunger 75 moves leftward by the magnetic force of the electromagnetic coil 67.
[0064]
When the excitation of the electromagnetic coil 67 is stopped, the clutch spring 59, the pressure plate 91, and the plunger 75 are returned to the right by the return spring 11, the meshing of the dog clutch 9 is released, and the differential mechanism 7 is freely differential. Become.
[0065]
A mounting shaft 99 (center line: SL1) of the position switch 13 passes through the differential carrier 23 in a rotatable manner, and a position detection shaft 101 (center line: SL2) is connected to the mounting shaft 99 via a predetermined inter-axis distance L. It is integrally formed in parallel. A circular probe 103 is coaxially formed at the tip of the position detection shaft 101, and the probe 103 is engaged with the left side surface of the pressure plate 91. Further, the position detection shaft 101 and the probe 103 are biased rightward by a return spring having an appropriate strength.
[0066]
When the dog clutch 9 is engaged, the probe 103 (position detection shaft 101) of the position switch 13 moves to the position of the broken line in FIG. 1 along with the movement of the pressure plate 91, and when the engagement of the dog clutch 9 is released, The return spring returns to the solid line position.
[0067]
The position switch 13 is turned on and off with the reciprocation of the position detection shaft 101 in the axial direction, and sends a signal to the controller. Based on the received ON-OFF signal, the controller determines whether or not the differential rotation of the differential device 3 (differential mechanism 7) is locked.
[0068]
The position switch 13 is attached as follows.
[0069]
First, as shown in FIG. 4, the attachment shaft 99 is attached to the differential carrier 23 at an angle at which the probe 103 (position detection shaft 101) is radially outward with respect to the pressure plate 91, and the probe 103 is further on the left side of the pressure plate 91. Insert the mounting shaft 99 until it comes.
[0070]
Next, when the attachment shaft 99 is rotated 180 degrees from this state in any direction of the arrow 105 in FIG. 5, the probe 103 is engaged with the left side surface of the pressure plate 91.
[0071]
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, when the bracket 107 formed integrally with the attachment shaft 99 is fixed to the differential carrier 23 with the bolt 109 and is prevented from rotating, the attachment of the position switch 13 is completed.
[0072]
Further, if the bolt 109 is removed and the attachment shaft 99 is rotated from the state shown in FIG. 5 to the state shown in FIG. 4, the probe 103 and the pressure plate 91 are removed, so that the entire position switch 13 can be removed from the differential carrier 23 and removed. it can.
[0073]
In addition to the opening 65 of the right cover 19, the differential cover 5 has openings 111 and 113 formed in the left cover 17 and the casing body 15, respectively. Is formed. Further, radial oil grooves 115 and 117 communicating with the helical oil grooves are formed in portions facing the thrust washers 53 and 55, respectively.
[0074]
Since the openings 65, 111, and 113 are all formed in the radially outer portion of the differential case 5, the openings 65, 111, and 113 are always immersed in the oil in the oil reservoir formed in the differential carrier 23. Oil flows out and in from 111 and 113.
[0075]
The oil in the oil reservoir is scraped up by the rotation of the differential case 5 and the ring gear, and the scooped-up oil flows in and out of the openings 65 and 111 and flows in from the spiral oil grooves of the boss portions 25 and 27. The movement is promoted by each screw pump action, and flows into the differential case 5 through the oil grooves 115 and 117 and the gaps between the thrust washers 53 and 55.
[0076]
The oil that has flowed into the differential case 5 is engaged with the gears 33, 35, and 37 constituting the differential mechanism 7, the sliding portion between the pinion shaft 31 and the pinion gear 33, the sliding portion between the differential case 5 and the clutch ring 59, and the dog The clutch 9 (meshing teeth 57, 61) is supplied to lubricate and cool them.
[0077]
The lower part of the electromagnetic actuator 1 is also immersed in an oil reservoir, and a sliding portion (Teflon (registered trademark) coating portion) between the pressing ring 89 of the plunger 75 and the guide member 73, and the pressing ring 89 of the plunger 75 and pressure. The sliding portion between the plate 91, the sliding portion between the coil housings 69 and 71 and the thrust washers 81 and 83, the sliding portion between the probe 103 of the position switch 13 and the pressure plate 91, and the like are also lubricated and cooled.
[0078]
In each of the above-described lubrication / cooling sections, wear is reduced by the supplied oil, durability is improved, and engine fuel efficiency is improved by reducing frictional resistance at each sliding section.
[0079]
Further, since the sliding portion between the pressing ring 89 (plunger 75) and the pressure plate 91 is lubricated, the plunger 75 is prevented from falling down, so that the dog clutch 9 is intermittently operated (the differential device 3) by the electromagnetic actuator 1. The differential lock function is smooth and normal.
[0080]
Thus, the electromagnetic actuator 1 and the differential device 3 are configured.
[0081]
When the electromagnetic actuator 1 excites the electromagnetic coil 67 by making both the guide member 73 of the coil housings 69 and 71 and the pressing ring 89 of the plunger 75 supported by the guide member 73 made of a non-magnetic material. In addition, a magnetic flux branch loop is not generated between them, and magnetic loss of the electromagnetic coil 67 due to magnetic leakage is prevented.
[0082]
Therefore, since the operation force and operation response of the plunger 75 and the dog clutch 9 by the electromagnetic coil 67 are kept high, the effect of improving escape performance and running performance when traveling on rough roads, the effect of preventing vehicle stacking, etc. are also high. Kept.
[0083]
Further, even when the movement resistance increases between the plunger 75 and the coil housings 69 and 71 due to the falling of the plunger 75, or even when the winding occurs, the plunger 75 and the dog by the electromagnetic coil 67 as described above. Since the operation force and operation response of the clutch 9 are kept high, the intermittent function of the dog clutch 9 by the electromagnetic actuator 1 and the differential lock function of the differential device 3 are kept smooth and normal.
[0084]
Accordingly, it is not necessary to particularly strengthen the magnetic force of the electromagnetic coil 67, and it is not necessary to increase the size of the electromagnetic coil 67 or increase the excitation current. This increases the burden on the battery, decreases the fuel consumption of the engine, and the electromagnetic actuator 1. Thus, a reduction in the on-vehicle performance of the differential device 3 can be avoided.
[0085]
Further, by providing an inter-shaft distance L between the mounting shaft 99 of the position switch 13 and the position detection shaft 101, the position switch 13 is connected to the differential carrier 23 and the differential device 3 without removing the differential device 3 from the differential carrier 23. It became possible to attach and remove.
[0086]
As described above, since the operations of attaching and removing the position switch 13 have become extremely easy, the costs of installing and removing the position switch 13 are greatly increased, including the reduction of the disassembly costs of the differential carrier 23 and the differential device 3. Reduced.
[0087]
In the present invention, unlike the conventional example, the plunger can be disposed on the outer peripheral side of the coil housing and supported by the guide member.
[0088]
Thus, if the plunger is arranged on the outer peripheral side of the coil housing, or if the plunger is arranged on both the inner peripheral side and the outer peripheral side of the coil housing, an air layer generated on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the coil housing. It is possible to effectively use the magnetic flux leakage to the magnet, greatly increasing the operating force and response of the plunger and the device to be operated by the electromagnetic coil without increasing the size of the electromagnetic coil or increasing the excitation current. Can be made.
[0089]
Also, if the magnetic flux between the plunger and coil housing is saturated on one of the outer peripheral side and the inner peripheral side, and the magnetic flux of the electromagnetic coil is not fully used, place the plunger on both the outer peripheral side and the inner peripheral side. Thus, since the magnetic flux of the electromagnetic coil can be used up effectively, the moving operation force and the operation response of the plunger and the operated device are further improved.
[0090]
Thus, if a plunger is arrange | positioned on the outer peripheral side of a coil housing, in addition to the effect of this invention by preventing the magnetic leakage between a plunger and a guide member, by arranging a plunger on the outer peripheral side of a coil housing. The above effects can be obtained.
[0091]
In addition, it is possible to make only the guide member made of a non-magnetic material. In this case, the plunger does not need to be divided into the first annular member and the second annular member, and the magnetic material integrally formed member is used as it is conventionally. Can be implemented at a lower cost.
[0092]
In the electromagnetic actuator of the present invention, the operated device is not limited to a clutch. Further, the clutch is not limited to a meshing clutch (dog clutch) as in the embodiment, but may be a friction clutch such as a multi-plate clutch or a cone clutch.
[0093]
Further, in the differential device of the present invention, the differential mechanism is not limited to the bevel gear type differential mechanism, the planetary gear type differential mechanism, and the pinion gear rotatably accommodated in the accommodation hole of the differential case are provided on the output side. A differential mechanism using a side gear, a differential mechanism using a worm gear, or the like may be used.
[0094]
The differential device of the present invention includes a front differential (a differential device that distributes engine driving force to left and right front wheels), a rear differential (a differential device that distributes engine driving force to left and right rear wheels), a center differential ( It can be used for any of a differential device that distributes the driving force of the engine to the front wheels and the rear wheels.
[0095]
【The invention's effect】
In the electromagnetic actuator according to claim 1, since the second annular member of the plunger supported by the guide member is made of a non-magnetic material, magnetic loss of the electromagnetic coil due to magnetic leakage is prevented, and the operation of the plunger and the operated device is prevented. Force and operation response are kept high.
[0096]
Therefore, when the differential limiting clutch is operated with the differential device, it is possible to maintain high effects such as escape performance on rough roads, improvement of running performance, and prevention of vehicle stacking.
[0097]
In addition, even if the movement resistance increases or turns due to the falling of the plunger, the operation force and response of the plunger and the operated device are kept high as described above. Is also kept smooth and stable.
[0098]
Therefore, it is not necessary to increase the size of the electromagnetic coil, increase the excitation current, and reinforce the magnetic force, thereby avoiding an increase in battery load, a reduction in engine fuel consumption, and a reduction in the on-board performance of the electromagnetic actuator and operated device.
[0099]
The differential device according to claim 2 uses the electromagnetic actuator according to claim 1 to improve the operation force and operation response of the plunger and the clutch, and to obtain a smooth and stable differential limiting function. The increase in size, the increase in excitation current, the increase in battery load, the reduction in fuel consumption of the engine, the reduction in vehicle mounting due to the increase in size and weight, and the like are prevented.
[0100]
The differential device according to claim 3 uses the electromagnetic actuator according to claim 1 to improve the operation force and response of the plunger and the clutch, obtain a smooth and stable intermittent function, and increase the size of the electromagnetic coil. Increase in excitation current, increase in battery load, decrease in engine fuel consumption, and decrease in on-board performance due to increase in size and weight.
[0101]
The differential device according to claim 4 uses the electromagnetic actuator according to claim 1 to improve the operation force and operation response of the plunger and the clutch, obtain a smooth and stable intermittent function, and increase the size of the electromagnetic coil. Increase in excitation current, increase in battery load, decrease in engine fuel consumption, and decrease in on-board performance due to increase in size and weight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electromagnetic actuator and a differential apparatus using the same according to an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
4 is a view showing an angular position where a probe of a position switch is not engaged with a pressure plate in the embodiment of FIG. 1; FIG.
5 is a view showing an angular position where a probe of a position switch is engaged with a pressure plate in the embodiment of FIG. 1; FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Electromagnetic actuator
3 Differential equipment
5 Differential case
7 Differential mechanism
9 Dog clutch (clutch: operated device)
35, 37 Output side gear of differential mechanism
67 Electromagnetic coil
69,71 coil housing
73 Guide member made of non-magnetic material fixed to the coil housing
75 Plunger
87 Ring made of magnetic material (first annular member of plunger)
89 Press ring made of nonmagnetic material (second annular member of plunger)

Claims

Used in an interrupting device that interrupts driving force between torque transmitting members by a clutch disposed between a pair of torque transmitting members,
An electromagnetic coil formed in an annular shape;
A coil housing that wraps and holds the electromagnetic coil integrally;
A magnetic path of the electromagnetic coil is configured with the coil housing, and when the electromagnetic coil is excited, the plunger moves in the axial direction and moves the clutch.
An electromagnetic actuator provided on the coil housing and provided with a guide member for supporting the plunger so as to be axially movable;
A first annular member that faces the coil housing and forms a magnetic flux loop by excitation of the electromagnetic coil, and is formed integrally with the first annular member and is longer in the axial direction than the first annular member. An electromagnetic actuator comprising a second annular member made of a non-magnetic material that is supported by a guide member and that moves by pressing the clutch by axial movement.

A differential case that rotates in response to the driving force of the prime mover,
A differential mechanism that distributes rotation of the differential case from the pair of output side gears to the wheel side;
A clutch that is arranged between the differential case and any one of the output side gears, and that limits the differential of the differential mechanism;
And a magnet type actuator conductive according to claim 1,
A differential device, wherein the differential of the differential mechanism is limited by operation of the clutch by the electromagnetic actuator.

An outer differential case that rotates in response to the driving force of the prime mover;
An inner differential case disposed so as to be relatively rotatable inside the outer differential case;
A differential mechanism coupled to the inner differential case;
A clutch for intermittently connecting the outer differential case and the inner differential case;
And a magnet type actuator conductive according to claim 1,
A differential apparatus, wherein torque is intermittently connected between the outer differential case and the inner differential case by operation of the clutch by the electromagnetic actuator.

A differential case that rotates in response to the driving force of the prime mover,
A differential mechanism that distributes rotation of the differential case from the pair of output side gears to the wheel side;
A clutch disposed between any one of the output side gears and the wheels;
And a magnet type actuator conductive according to claim 1,
A differential device, wherein torque is intermittently connected between the side gear and a wheel by operation of the clutch by the electromagnetic actuator.