(57)【要約】【課題】クラッチ装置の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置を提供する。【解決手段】第１の回転部材３と、第２の回転部材５と、クラッチ部材７と、ソレノイド９と、一の周壁１１と一端壁１３とを有したコア１５と、プランジャ１７とを備え、ソレノイド９へ通電したときにコア１５とプランジャ１７と第１の回転部材３とを周回する磁束により、プランジャ１７を軸方向に作動させてクラッチ部材７を駆動するクラッチ装置１において、一の周壁１１を軸方向に延設し、第１の回転部材３に形成された周面に摺動可能に嵌合して径方向に位置決させると共に、先端を第１の回転部材３に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決させるスリーブ部１９を備えた。【選択図】図１
2011122653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転部材と、第２の回転部材と、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とを係合可能なクラッチ部材と、このクラッチ部材を駆動させ前記第１の回転部材に隣接して配置したソレノイドと、このソレノイドを固定させ一の周壁と一端壁とを有したコアと、このコアと共に他の周壁をなすプランジャとを備え、前記ソレノイドへ通電したときに前記コアと前記プランジャと前記第１の回転部材とを周回する磁束により、前記プランジャを軸方向に作動させて前記クラッチ部材を駆動するクラッチ装置であって、
前記一の周壁は軸方向に延設され、前記第１の回転部材に形成された周面に摺動可能に嵌合して径方向に位置決めされると共に、先端が前記第１の回転部材に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決めされるスリーブ部を備えたことを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
請求項１記載のクラッチ装置であって、
前記第１の回転部材の周面に摺動支持される前記スリーブ部の嵌合面における断面積は、前記コアの周壁における磁束透過断面積より広く形成されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項３】
請求項２記載のクラッチ装置であって、
前記スリーブ部の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さを長くして設定されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ装置であって、
前記コアの一端壁には、前記コアと前記第１の回転部材との軸方向位置を規定する規定部材が当接可能に配置されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクラッチ装置であって、
前記スリーブ部は、前記クラッチ部材の径方向外側に配置されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクラッチ装置を備えたデファレンシャル装置であって、
駆動力が入力するデフケースと、このデフケースと相対回転可能に前記デフケース内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材とを備え、前記第１の回転部材は前記デフケースであり、前記第２の回転部材は前記一対の出力部材の一方、又は前記デフケースと前記一対の出力部材との間に駆動的に連結する中間部材であり、前記クラッチ装置を断続することにより、前記クラッチ部材を介して前記デフケースに入力された駆動力が、前記一対の出力部材に断続的に伝達可能であることを特徴とするデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用されるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁石を用いたクラッチ装置、及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置としては、クラッチ機構が、電磁ソレノイドと、この電磁ソレノイドを部分的に包囲・固定して磁束が透過するヨークと、磁束が透過して軸方向に可動なプランジャと、一側の回転部材であって磁束が透過する固定鉄心を備えたデフケースと、このデフケースと一体回転可能で軸方向に相対移動自在に係合し電磁ソレノイドが励磁されたときにプランジャの作動により押圧され軸方向に移動するロック部材と、このロック部材と連結可能に配置された他側の回転部材としてのサイドギヤとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、このクラッチ装置では、ヨークが周溝を有し、この周溝に位置決めプレートを係合させ、ボルトを用いてデフケースの端面に固定されている。これにより、ヨークの外周面は、一側の回転部材であるデフケースの端面に形成された延出部の内周面に対して、径方向に摺動支持されると共に、軸方向一側の端面も摺動支持されている。
【０００４】
この特許文献１のような構造によれば、ヨークをデフケースに支持するベアリングを用いることなく摺動支持させ、磁束の透過部に一側の回転部材を用いることで、クラッチ装置のコンパクト化が図れるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４７５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のようなクラッチ装置では、ヨークがデフケースに摺動支持されて径方向と軸方向一側の配置設定がなされているが、そのために設けられるボルトや位置決めプレートなどの構造が必要となることや、ヨークに形成される周溝は磁束の透過部分との重複により、磁束透過面積を広く確保するために軸方向に張り出さざるを得ないことから、装置の構造が複雑化していた。
【０００７】
また、ヨークとデフケースとの軸方向の摺動支持部が磁束ループの最短部を構成するので、軸方向の吸引力が増して摺動抵抗が大きく、エネルギーロスを招いていた。
【０００８】
そこで、この発明は、クラッチ装置の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を用いたデファレンシャル装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、第１の回転部材と、第２の回転部材と、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とを係合可能なクラッチ部材と、このクラッチ部材を駆動させ前記第１の回転部材に隣接して配置したソレノイドと、このソレノイドを固定させ一の周壁と一端壁とを有したコアと、このコアと共に他の周壁をなすプランジャとを備え、前記ソレノイドへ通電したときに前記コアと前記プランジャと前記第１の回転部材とを周回する磁束により、前記プランジャを軸方向に作動させて前記クラッチ部材を駆動するクラッチ装置であって、前記一の周壁は軸方向に延設され、前記第１の回転部材に形成された周面に摺動可能に嵌合して径方向に位置決めされると共に、先端が前記第１の回転部材に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決めされるスリーブ部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のクラッチ装置であって、前記第１の回転部材の周面に摺動支持される前記スリーブ部の嵌合面における断面積は、前記コアの周壁における磁束透過断面積より広く形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のクラッチ装置であって、前記スリーブ部の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さを長くして設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ装置であって、前記コアの一端壁には、前記コアと前記第１の回転部材との軸方向位置を規定する規定部材が当接可能に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクラッチ装置であって、前記スリーブ部は、前記クラッチ部材の径方向外側に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクラッチ装置を備えたデファレンシャル装置であって、駆動力が入力するデフケースと、このデフケースと相対回転可能に前記デフケース内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材とを備え、前記第１の回転部材は前記デフケースであり、前記第２の回転部材は前記一対の出力部材の一方、又は前記デフケースと前記一対の出力部材との間に駆動的に連結する中間部材であり、前記クラッチ装置を断続することにより、前記クラッチ部材を介して前記デフケースに入力された駆動力が、前記一対の出力部材に断続的に伝達可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１のクラッチ装置は、ソレノイドへ通電したときにコアと第１の回転部材とを周回する磁束は、主として第１の回転部材の周面に摺動可能に嵌合するスリーブ部の嵌合面を介して透過する。これは、磁束、すなわち磁力線が周回路として最短距離を透過する特性を利用するものである。一方、スリーブ部の先端の当接面は、磁力線の周回路を形成するには遠距離となるので、その当接面側からの磁力線の透過を抑制することができる。
【００１６】
このため、コアと第１の回転部材との間で軸方向に生じる吸引力を抑制して摺動抵抗を低減できるので、エネルギーロスを大幅に抑制することができる。
【００１７】
また、第１の回転部材に対するコアの支持は、スリーブ部を用いて径方向及び軸方向支持することができるので、支持構造を簡素化し、クラッチ装置の複雑化を抑制することができる。
【００１８】
従って、クラッチ装置の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができる。
【００１９】
請求項２のクラッチ装置は、磁束の透過機能からすると、嵌合面の断面積はコアの周壁の磁束透過断面積と同等の断面積で設定されていれば十分であるが、コアは第１の回転部材に摺動支持されているので、嵌合面に透過断面積以上の断面積を設定することで、磁束の透過機能を十分に保持した上で、コアの支持安定性を向上させることができる。
【００２０】
また、嵌合面のこの断面積の設定によれば、スリーブ部先端の当接面からの磁束の透過を極力回避させて、摺動抵抗を大幅に低減することができる。
【００２１】
請求項３のクラッチ装置は、嵌合面の軸方向長さを長く設定することで、第１の回転部材の周面に対するスリーブ部の軸心のずれを防止することができ、磁束の透過特性、摺動時の偏摩耗の防止を確実に行うことができ、クラッチ装置の性能と耐久性が長期にわたって保証される。
【００２２】
請求項４のクラッチ装置は、規定部材を設けることにより、コアを第１の回転部材に対して、嵌合面で径方向に摺動支持し、当接面で軸方向に支持し、規定部材でその軸方向位置を確定することができる。従って、コアと第１の回転部材との支持関係が定まり、磁束の透過を安定させ、プランジャを的確に作動させることができる。
【００２３】
請求項５のクラッチ装置は、スリーブ部とクラッチ部材の配置関係が径方向にオーバーラップするように配置されるので、軸方向寸法のコンパクト化を達成する。
【００２４】
請求項６のデファレンシャル装置は、クラッチ装置の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置を用いて、デファレンシャル装置の構造の簡素化、及びエネルギーロスを抑制することができる。従って、デファレンシャル装置の車載性が向上すると共に、燃費向上にも貢献したデファレンシャル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るクラッチ装置とデファレンシャル装置の断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るクラッチ装置とデファレンシャル装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１〜図３を用いて本発明の実施の形態に係るクラッチ装置及びこのクラッチ装置を備えたデファレンシャル装置について説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１，図２を用いて第１実施形態について説明する。
【００２８】
本実施の形態に係るクラッチ装置１は、第１の回転部材としてのアウタケース３と、第２の回転部材としてのインナケース５と、アウタケース３とインナケース５とを係合可能なクラッチ部材７と、このクラッチ部材７を駆動させアウタケース３に隣接して配置したソレノイド９と、このソレノイド９を固定させ一の周壁１１と一端壁１３とを有したコア１５と、このコア１５と共に他の周壁をなすプランジャ１７とを備え、ソレノイド９へ通電したときにコア１５とプランジャ１７とアウタケース３とを周回する磁束により、プランジャ１７を軸方向に作動させてクラッチ部材７を駆動する。
【００２９】
そして、一の周壁１１は軸方向に延設され、アウタケース３に形成された周面４に摺動可能に嵌合して径方向に位置決めされると共に、先端がアウタケース３に形成された周面４に連続して径方向外側に向けて形成される縁壁６に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決めされるスリーブ部１９を備えた。
【００３０】
また、アウタケース３の周面４に摺動支持されるスリーブ部１９の嵌合面における断面積は、コア１５の周壁における磁束透過断面積より広く形成されている。
【００３１】
さらに、スリーブ部１９の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さＬを長くして設定されている。
【００３２】
また、コア１５の一端壁１３には、コア１５とアウタケース３との軸方向位置を規定する規定部材２１が当接している。
【００３３】
さらに、スリーブ部１９は、クラッチ部材７の径方向外側に配置されている。
【００３４】
また、本実施の形態に係るクラッチ装置１を備えたデファレンシャル装置１０１は、駆動力が入力するデフケースとしてのアウタケース３と、このアウタケース３と相対回転可能にアウタケース３内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材としてのサイドギヤ１０３，１０５と、アウタケース３と一対のサイドギヤ１０３，１０５との間を駆動的に連結する中間部材としてのピニオン１０７及びインナケース５とを備えている。
【００３５】
そして、第１の回転部材はアウタケース３であり、第２の回転部材はアウタケース３の内周側に配置されピニオン１０７を介して一対のサイドギヤ１０３，１０５に駆動力を出力するインナケース５であり、クラッチ装置１を断続することにより、クラッチ部材７を介してアウタケース３に入力された駆動力が、一対のサイドギヤ１０３，１０５に断続的に伝達可能である。
【００３６】
図１，２に示すように、デファレンシャル装置１０１は、アウタケース３と、インナケース５と、差動機構１０９とを備えている。アウタケース３は、軸方向両側に形成されたボス部１１１，１１３でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。また、アウタケース３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部１１５が形成され、リングギヤが駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてアウタケース３を回転駆動させる。このアウタケース３には、インナケース５がアウタケース３と相対回転可能に収容されている。
【００３７】
インナケース５は、筒状に形成され、外周側でアウタケース３の内周支持面と当接して相対回転可能に支持されている。このインナケース５の内周側には、差動機構１０９が収容されている。
【００３８】
差動機構１０９は、ピニオンシャフト１１７と、ピニオン１０７と、一対のサイドギヤ１０３，１０５とを備えている。ピニオンシャフト１１７は、端部をインナケース５に係合してピン１１９で抜け止めされインナケース５と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト１１７には、ピニオン１０７が支承されている。
【００３９】
ピニオン１０７は、ピニオンシャフト１１７に支承されてインナケース５の回転によって公転する。また、ピニオン１０７は、一対のサイドギヤ１０３，１０５に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ１０３，１０５に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト１１７に自転可能に支持されている。
【００４０】
一対のサイドギヤ１０３，１０５は、ボス部１２１，１２３でアウタケース３に相対回転可能に支持され、ピニオン１０７と噛み合っている。また、サイドギヤ１０３，１０５とアウタケース３との間には、ピニオン１０７との噛み合い反力によるサイドギヤ１０３，１０５の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ１２５，１２７が配置されている。この一対のサイドギヤ１０３，１０５は、内周側にスプライン形状の連結部１２９，１３１が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸（不図示）がサイドギヤ１０３，１０５と一体回転可能に連結され、アウタケース３に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。
【００４１】
このようなデファレンシャル装置１０１には、アウタケース３とインナケース５との間の動力伝達を断続するクラッチ装置１が搭載されており、クラッチ装置１が接続されると、アウタケース３とインナケース５とが接続され、アウタケース３に入力された駆動力がインナケース５を介して差動機構１０９に伝達され、出力側の部材に出力される。すなわち、このクラッチ装置１を搭載したデファレンシャル装置１０１は、いわゆるフリーランニングデフとなっている。
【００４２】
クラッチ装置１は、アウタケース３とインナケース５とを含め、クラッチ部材７と、断続部２３と、ソレノイド９と、コア１５と、プランジャ１７とを備えている。
【００４３】
クラッチ部材７は、アウタケース３の内部空間側に収容される基部８が環状に形成され、この基部８の外周面がアウタケース３の内周支持面に対して径方向に支持され、インナケース５とアウタケース３の側壁２５との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。また、クラッチ部材７とサイドギヤ１０５の背面側との間には、クラッチ部材７を断続部２３の接続解除方向に付勢するリターンスプリング２７が配置されている。また、クラッチ部材７には、周方向に複数の係合凸部２９が設けられ、アウタケース３の側壁２５の回転方向間に開口して設けられた複数の係合部３１に係合してクラッチ部材７がアウタケース３に回り止めされ、アウタケース３と一体回転可能に配置されている。このクラッチ部材７の係合凸部２９とアウタケース３の係合部３１とには、カム機構３３が設けられている。
【００４４】
カム機構３３は、係合凸部２９と係合部３１との周方向の対向面に形成された同一傾斜のカム面となっている。このカム機構３３は、クラッチ部材７が断続部２３の接続方向に移動されたときに、アウタケース３の回転によってカム面が係合することにより、クラッチ部材７をさらに断続部２３の接続方向に移動させ、断続部２３の接続を強化させる。
【００４５】
断続部２３は、インナケース５とクラッチ部材７との軸方向間に設けられ、インナケース５とクラッチ部材７とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。この断続部２３が互いに噛み合うことにより、インナケース５とクラッチ部材７とが一体回転可能に接続され、インナケース５とアウタケース３との間の動力伝達が可能となる。この断続部２３は、クラッチ部材７を移動操作するプランジャ１７を作動するソレノイド９によって制御可能に断続操作される。
【００４６】
ソレノイド９は、アウタケース３のボス部１１３の外周側で側壁２５に対して軸方向に隣接配置され、樹脂でモールド成形されてコア１５に収容固定されている。また、ソレノイド９は、コア１５の背面から外部に引き出されたリード線３５を介してコントローラ（不図示）に接続されており、コントローラによってソレノイド９への通電が制御されている。
【００４７】
コア１５は、磁性材料から形成され、一の周壁１１と一端壁１３とを備えている。一の周壁１１は、磁束透過断面積が保持されたまま、アウタケース３の側壁２５側に向けて軸方向に延設されたスリーブ部１９を備えている。このスリーブ部１９の内周面は、アウタケース３の端部外周に形成された周面４に摺動可能に嵌合し、コア１５が径方向に位置決めされる。また、スリーブ部１９の軸方向の先端部は、アウタケース３の外周に形成された段部の軸方向端面としての縁壁６に対して摺動可能に当接し、コア１５が軸方向に位置決めされる。このアウタケース３の周面に摺動支持されるスリーブ部１９の嵌合面における断面積（言い替えると嵌合面の面積）は、コア１５の周壁における磁束透過断面積より広く形成されている。また、このスリーブ部１９の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さＬ（コア１５がアウタケース３に対して径方向に摺動支持される部分）を長くして設定されている。また、このスリーブ部１９は、軸方向位置がクラッチ部材７の軸方向位置と径方向にオーバーラップするようにクラッチ部材７の径方向外側に配置されている。なお、スリーブ部１９のアウタケース３と当接して摺動支持される当接部は、直接アウタケース３の縁壁６と当接してもよいが、ワッシャなどの部材を介在させたり、コーティングなどを施して当接させてもよい。
【００４８】
一端壁１３は、一の周壁１１と連続する一部材で形成され、コア１５の軸方向の端面を形成する壁部となっている。この一端壁１３の軸方向端面には、回り止め部材３７が設けられ、この回り止め部材３７がキャリアなどの静止系部材に係合してコア１５が回転方向に回り止めされている。また、一端壁１３の軸方向端面には、アウタケース３のボス部１１３の外周に形成された溝部にスナップリング機能をもって係合する規定部材２１の周方向に複数（ここでは３つ）形成された規制部３９が当接されている。なお、ここでは、規定部材２１がアウタケース３に係合してコア１５に当接するプレートとなっているが、キャリアなどの静止系部材に係合してコア１５に当接する弾性部材などであってもよい。この規定部材２１の規制部３９とコア１５との当接により、コア１５とアウタケース３との軸方向位置が規定される。また、規定部材２１は、規制部３９が形成された基部側がプランジャ１７の端面と当接し、プランジャ１７の端面とコア１５の背面との軸方向位置を規制している。なお、コア１５のプランジャ１７が配置された側には、プランジャ１７が配置されるため、他の周壁を形成しなくてもよいが、プランジャ１７の作動を的確に行うために、一部に他の周壁１４が一端壁１３の内周側に連続して軸方向に向けて形成されている。
【００４９】
リング状のプランジャ１７は、ソレノイド９及びコア１５の内径側に配置され、コア１５と共に他の周壁をなし、外側プランジャ４１と内側プランジャ４３とを備えている。リング状の外側プランジャ４１は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定されたエアギャップをもってコア１５の内径側に配置されている。この外側プランジャ４１の内周には、リング状の内側プランジャ４３が一体に固定されている。
【００５０】
内側プランジャ４３は、ソレノイド９の磁束のアウタケース３側への漏れを防止するように非磁性材料から形成されている。この内側プランジャ４３は、アウタケース３のボス部１１３の外周に軸方向移動可能で径方向に支持され、クラッチ部材７の係合凸部２９の端面と当接する押圧部４５が設けられている。この押圧部４５は、外側プランジャ４１の軸方向への移動により係合凸部２９の端面を押圧しクラッチ部材７を押圧操作する。なお、このプランジャ１７の作動は軸方向移動に限らず、アウタケース３とインナケース５とを係合させる方向、すなわち断続部２３の接続、或いはアウタケース３とインナケース５との係合を解除させる方向、すなわち断続部２３の断切のいずれの場合でも行えるものであれば、どのような構成であってもよい。
【００５１】
このように構成されたクラッチ装置１では、ソレノイド９の励磁によりコア１５と外側プランジャ４１とアウタケース３の側壁２５を透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ１７がクラッチ部材７側に移動操作され、内側プランジャ４３が押圧部４５を介してクラッチ部材７を軸方向移動させる。このプランジャ１７によって移動操作されたクラッチ部材７は、リターンスプリング２７の付勢力に抗して断続部２３の接続方向に移動され、断続部２３が接続される。この断続部２３の接続により、インナケース５とクラッチ部材７とが一体回転可能に接続され、インナケース５とアウタケース３との間の動力伝達が可能となる。
【００５２】
このようなクラッチ装置１では、ソレノイド９へ通電したときにコア１５とアウタケース３とを周回する磁束は、主としてアウタケース３の周面に摺動可能に嵌合するスリーブ部１９の嵌合面を介して透過する。これは、磁束、すなわち磁力線が周回路として最短距離を透過する特性を利用するものである。一方、スリーブ部１９の先端の当接面は、磁力線の周回路を形成するには遠距離となるので、その当接面側からの磁力線の透過を抑制することができる。
【００５３】
このため、コア１５とアウタケース３との間で軸方向に生じる吸引力を抑制して摺動抵抗を低減できるので、エネルギーロスを大幅に抑制することができる。
【００５４】
また、アウタケース３に対するコア１５の支持は、スリーブ部１９を用いて径方向及び軸方向支持することができるので、支持構造を簡素化し、クラッチ装置１の複雑化を抑制することができる。
【００５５】
従って、クラッチ装置１の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができる。
【００５６】
また、磁束の透過機能からすると、アウタケース３の周面に摺動支持されるスリーブ部１９の嵌合面の断面積はコア１５の周壁の磁束透過断面積と同等の断面積で設定されていれば十分であるが、コア１５はアウタケース３に摺動支持されているので、嵌合面に透過断面積以上の断面積を設定することで、磁束の透過機能を十分に保持した上で、コア１５の支持安定性を向上させることができる。
【００５７】
さらに、スリーブ部１９の嵌合面の軸方向長さＬを長く設定することで、アウタケース３の周面に対するスリーブ部１９の軸心のずれを防止することができ、磁束の透過特性、摺動時の偏摩耗の防止を確実に行うことができ、クラッチ装置１の性能と耐久性が長期にわたって保証される。
【００５８】
また、規定部材２１を設けることにより、コア１５をアウタケース３に対して、嵌合面で径方向に摺動支持し、当接面で軸方向に支持し、規定部材２１でその軸方向位置を確定することができる。従って、コア１５とアウタケース３との支持関係が定まり、磁束の透過を安定させ、プランジャ１７を的確に作動させることができる。
【００５９】
さらに、スリーブ部１９とクラッチ部材７の配置関係が径方向にオーバーラップするように配置されるので、軸方向寸法のコンパクト化を達成する。
【００６０】
また、デファレンシャル装置１０１は、クラッチ装置１の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置１を用いているので、デファレンシャル装置１０１の構造の簡素化、及びエネルギーロスを抑制することができる。従って、デファレンシャル装置１０１の車載性が向上すると共に、燃費向上にも貢献したデファレンシャル装置１０１を提供することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
図３を用いて第２実施形態について説明する。
【００６２】
本実施の形態に係るクラッチ装置２０１は、第１の回転部材としてのデフケース２０３と、第２の回転部材としてのサイドギヤ２０５と、デフケース２０３とサイドギヤ２０５とを係合可能なクラッチ部材２０７と、このクラッチ部材２０７を駆動させデフケース２０３に隣接して配置したソレノイド２０９と、このソレノイド２０９を固定させ一の周壁２１１と一端壁２１３とを有したコア２１５と、このコア２１５と共に他の周壁をなすプランジャ２１７とを備え、ソレノイド２０９へ通電したときにコア２１５とプランジャ２１７とデフケース２０３とを周回する磁束により、プランジャ２１７を軸方向に作動させてクラッチ部材２０７を駆動する。
【００６３】
そして、一の周壁２１１は軸方向に延設され、デフケース２０３に形成された周面２０４に摺動可能に嵌合して径方向に位置決めされると共に、先端がデフケース２０３に形成された周面２０４に連続して径方向外側に向けて形成される縁壁２０６に対して摺動可能に当接して軸方向に位置決めされるスリーブ部２１９を備えた。
【００６４】
また、デフケース２０３の周面に摺動支持されるスリーブ部２１９の嵌合面における断面積は、コア２１５の周壁における磁束透過断面積より広く形成されている。
【００６５】
さらに、スリーブ部２１９の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さＬを長くして設定されている。
【００６６】
また、コア２１５の一端壁２１３には、コア２１５とデフケース２０３との軸方向位置を規定する規定部材２２１が当接している。
【００６７】
さらに、スリーブ部２１９は、クラッチ部材２０７の径方向外側に配置されている。
【００６８】
また、本実施の形態に係るクラッチ装置２０１を備えたデファレンシャル装置３０１は、駆動力が入力するデフケース２０３と、このデフケース２０３と相対回転可能にデフケース２０３内に配置されて駆動力を出力する一対の出力部材としてのサイドギヤ３０３，２０５と、デフケース２０３と一対のサイドギヤ３０３，２０５との間を駆動的に連結する中間部材としてのピニオン３０５とを備えている。
【００６９】
そして、第１の回転部材はデフケース２０３であり、第２の回転部材はサイドギヤ２０５であり、クラッチ装置２０１を断続することにより、クラッチ部材２０７を介してデフケース２０３に入力された駆動力が、一対のサイドギヤ３０３，２０５に断続的に伝達可能である。
【００７０】
図３に示すように、デファレンシャル装置３０１は、デフケース２０３と、ピニオンシャフト３０７と、ピニオン３０５と、一対のサイドギヤ３０３，２０５とからなる差動機構３０９を備えている。デフケース２０３は、軸方向両側に形成されたボス部３１１，３１３でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。また、デフケース２０３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部３１５が形成され、リングギヤが駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース２０３を回転駆動させる。このデフケース２０３には開口３１７が形成され、この開口３１７から内部にピニオンシャフト３０７と、ピニオン３０５と、一対のサイドギヤ３０３，２０５などの収容部材が収容される。
【００７１】
ピニオンシャフト３０７は、端部をデフケース２０３に係合してピン３１９で抜け止めされデフケース２０３と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト３０７には、ピニオン３０５が支承されている。
【００７２】
ピニオン３０５は、ピニオンシャフト３０７に支承されてデフケース２０３の回転によって公転する。また、ピニオン３０５は、一対のサイドギヤ３０３，２０５に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ３０３，２０５に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト３０７に自転可能に支持されている。また、ピニオン３０５の背面側とデフケース２０３との間には、ピニオン３０５の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ３２１が配置されている。
【００７３】
一対のサイドギヤ３０３，２０５は、ボス部３２３，３２５でデフケース２０３に相対回転可能に支持され、ピニオン３０５と噛み合っている。また、サイドギヤ３０３，２０５とデフケース２０３との間には、ピニオン３０５との噛み合い反力によるサイドギヤ３０３，２０５の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ３２７，３２９が配置されている。この一対のサイドギヤ３０３，２０５は、内周側にスプライン形状の連結部３３１，３３３が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸（不図示）がサイドギヤ３０３，２０５と一体回転可能に連結され、デフケース２０３に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。
【００７４】
このようなデファレンシャル装置３０１には、デフケース２０３とサイドギヤ２０５との間の動力伝達、詳細には差動機構３０９の差動を断続するクラッチ装置２０１が搭載されており、クラッチ装置２０１が接続されると、デフケース２０３とサイドギヤ２０５とが接続され、差動機構３０９の差動がロック状態となる。この状態では、デフケース２０３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ３０３，２０５に対して均等に出力される。すなわち、このクラッチ装置２０１を搭載したデファレンシャル装置３０１は、いわゆるデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっている。
【００７５】
クラッチ装置２０１は、デフケース２０３とサイドギヤ２０５とを含め、クラッチ部材２０７と、断続部２２３と、ソレノイド２０９と、コア２１５と、プランジャ２１７とを備えている。
【００７６】
クラッチ部材２０７は、デフケース２０３の内部空間側に収容される基部２０８が環状に形成され、この基部２０８の内周面がサイドギヤ２０５の背面側に形成された外周支持面に対して径方向に支持され、サイドギヤ２０５の背面側とデフケース２０３の側壁２２５との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。また、クラッチ部材２０７とサイドギヤ２０５の背面側との間には、クラッチ部材２０７を断続部２２３の接続解除方向に付勢するリターンスプリング２２７が配置されている。また、クラッチ部材２０７には、周方向に複数の係合凸部２２９が設けられ、デフケース２０３の側壁２２５の回転方向間に開口して設けられた複数の係合部２３１に係合してクラッチ部材２０７がデフケース２０３に回り止めされ、デフケース２０３と一体回転可能に配置されている。このクラッチ部材２０７の係合凸部２２９とデフケース２０３の係合部２３１とには、カム機構２３３が設けられている。
【００７７】
カム機構２３３は、係合凸部２２９と係合部２３１との周方向の対向面に形成された同一傾斜のカム面となっている。このカム機構２３３は、クラッチ部材２０７が断続部２２３の接続方向に移動されたときに、デフケース２０３の回転によってカム面が係合することにより、クラッチ部材２０７をさらに断続部２２３の接続方向に移動させ、断続部２２３の接続を強化させる。
【００７８】
断続部２２３は、サイドギヤ２０５の背面側とクラッチ部材２０７との軸方向間に設けられ、サイドギヤ２０５とクラッチ部材２０７とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。この断続部２２３が互いに噛み合うことにより、サイドギヤ２０５とクラッチ部材２０７とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ２０５とデフケース２０３とが接続されて差動機構３０９がロック状態となる。この断続部２２３は、クラッチ部材２０７を移動操作するプランジャ２１７を作動するソレノイド２０９とによって制御可能に断続操作される。
【００７９】
ソレノイド２０９は、デフケース２０３のボス部３１３の外周側で側壁２２５に対して軸方向に隣接配置され、樹脂でモールド成形されてコア２１５に収容固定されている。また、ソレノイド２０９は、コア２１５の背面から外部に引き出されたリード線３５（図２参照）を介してコントローラ（不図示）に接続されており、コントローラによってソレノイド２０９への通電が制御されている。
【００８０】
コア２１５は、磁性材料から形成され、一の周壁２１１と一端壁２１３とを備えている。一の周壁２１１は、磁束透過断面積が保持されたまま、デフケース２０３の側壁２２５側に向けて軸方向に延設されたスリーブ部２１９を備えている。このスリーブ部２１９の内周面は、デフケース２０３の端部外周に形成された周面２０８に摺動可能に嵌合し、コア２１５が径方向に位置決めされる。また、スリーブ部２１９の軸方向の先端部は、デフケース２０３の外周に形成された段部の軸方向端面としての縁壁２０６に対して摺動可能に当接し、コア２１５が軸方向に位置決めされる。このデフケース２０３の周面に摺動支持されるスリーブ部２１９の嵌合面における断面積（言い替えると嵌合面の面積）は、コア２１５の周壁における磁束透過断面積より広く形成されている。また、このスリーブ部２１９の嵌合面における断面積は、嵌合面の軸方向長さＬ（コア２１５がデフケース２０３に対して径方向に摺動支持される部分）を長くして設定されている。また、このスリーブ部２１９は、軸方向位置がクラッチ部材２０７の軸方向位置と径方向にオーバーラップするようにクラッチ部材２０７の径方向外側に配置されている。なお、スリーブ部２１９のデフケース２０３と当接して摺動支持される当接部は、直接デフケース２０３の縁壁２０６と当接してもよいが、ワッシャなどの部材を介在させたり、コーティングなどを施して当接させてもよい。
【００８１】
一端壁２１３は、一の周壁２１１と連続する一部材で形成され、コア２１５の軸方向の端面を形成する壁部となっている。この一端壁２１３の軸方向端面には、回り止め部材３７（図２参照）が設けられ、この回り止め部材３７がキャリアなどの静止系部材に係合してコア２１５が回転方向に回り止めされている。また、一端壁２１３の軸方向端面には、デフケース２０３のボス部３１３の外周に形成された溝部にスナップリング機能をもって係合する規定部材２２１の周方向に複数形成された規制部２３５が当接されている。なお、ここでは、規定部材２２１がデフケース２０３に係合してコア２１５に当接するプレートとなっているが、キャリアなどの静止系部材に係合してコア２１５に当接する弾性部材などであってもよい。この規定部材２２１の規制部２３５とコア２１５との当接により、コア２１５とデフケース２０３との軸方向位置が規定される。また、規定部材２２１は、規制部２３５が形成された基部側がプランジャ２１７の端面と当接し、プランジャ２１７の端面とコア２１５の背面との軸方向位置を規制している。なお、コア２１５のプランジャ２１７が配置された側には、プランジャ２１７が配置されるため、他の周壁を形成しなくてもよいが、プランジャ２１７の作動を的確に行うために、一部に他の周壁２１４が一端壁２１３の内周側に連続して軸方向に向けて形成されている。
【００８２】
リング状のプランジャ２１７は、ソレノイド２０９及びコア２１５の内径側に配置され、コア２１５と共に他の周壁をなし、外側プランジャ２３７と内側プランジャ２３９とを備えている。リング状の外側プランジャ２３７は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定されたエアギャップをもってコア２１５の内径側に配置されている。この外側プランジャ２３７の内周には、リング状の内側プランジャ２３９が一体に固定されている。
【００８３】
内側プランジャ２３９は、ソレノイド２０９の磁束のデフケース２０３側への漏れを防止するように非磁性材料から形成されている。この内側プランジャ２３９は、デフケース２０３のボス部３１３の外周に軸方向移動可能で径方向に支持され、クラッチ部材２０７の係合凸部２２９の端面と当接する押圧部２４１が設けられている。この押圧部２４１は、外側プランジャ２３７の軸方向への移動により係合凸部２２９の端面を押圧しクラッチ部材２０７を押圧操作する。なお、このプランジャ２１７の作動は軸方向移動に限らず、デフケース２０３とサイドギヤ２０５とを係合させる方向、すなわち断続部２２３の接続、或いはデフケース２０３とサイドギヤ２０５との係合を解除させる方向、すなわち断続部２２３の断切のいずれの場合でも行えるものであれば、どのような構成であってもよい。
【００８４】
このように構成されたクラッチ装置２０１では、ソレノイド２０９の励磁によりコア２１５と外側プランジャ２３７とデフケース２０３の側壁２２５を透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ２１７がクラッチ部材２０７側に移動操作され、内側プランジャ２３９が押圧部２４１を介してクラッチ部材２０７を軸方向移動させる。このプランジャ２１７によって移動操作されたクラッチ部材２０７は、リターンスプリング２２７の付勢力に抗して断続部２２３の接続方向に移動され、断続部２２３が接続される。この断続部２２３の接続により、サイドギヤ２０５とクラッチ部材２０７とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ２０５とデフケース２０３とが接続されて差動機構３０９がロック状態となる。
【００８５】
このようなクラッチ装置２０１では、ソレノイド２０９へ通電したときにコア２１５とデフケース２０３とを周回する磁束は、主としてデフケース２０３の周面に摺動可能に嵌合するスリーブ部２１９の嵌合面を介して透過する。これは、磁束、すなわち磁力線が周回路として最短距離を透過する特性を利用するものである。一方、スリーブ部２１９の先端の当接面は、磁力線の周回路を形成するには遠距離となるので、その当接面側からの磁力線の透過を抑制することができる。
【００８６】
このため、コア２１５とデフケース２０３との間で軸方向に生じる吸引力を抑制して摺動抵抗を低減できるので、エネルギーロスを大幅に抑制することができる。
【００８７】
また、デフケース２０３に対するコア２１５の支持は、スリーブ部２１９を用いて径方向及び軸方向支持することができるので、支持構造を簡素化し、クラッチ装置２０１の複雑化を抑制することができる。
【００８８】
従って、クラッチ装置２０１の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができる。
【００８９】
また、磁束の透過機能からすると、デフケース２０３の周面に摺動支持されるスリーブ部２１９の嵌合面の断面積はコア２１５の周壁の磁束透過断面積と同等の断面積で設定されていれば十分であるが、コア２１５はデフケース２０３に摺動支持されているので、嵌合面に透過断面積以上の断面積を設定することで、磁束の透過機能を十分に保持した上で、コア２１５の支持安定性を向上させることができる。
【００９０】
さらに、スリーブ部２１９の嵌合面の軸方向長さＬを長く設定することで、デフケース２０３の周面に対するスリーブ部２１９の軸心のずれを防止することができ、磁束の透過特性、摺動時の偏摩耗の防止を確実に行うことができ、クラッチ装置２０１の性能と耐久性が長期にわたって保証される。
【００９１】
また、規定部材２２１を設けることにより、コア２１５をデフケース２０３に対して、嵌合面で径方向に摺動支持し、当接面で軸方向に支持し、規定部材２２１でその軸方向位置を確定することができる。従って、コア２１５とデフケース２０３との支持関係が定まり、磁束の透過を安定させ、プランジャ２１７を的確に作動させることができる。
【００９２】
さらに、スリーブ部２１９とクラッチ部材２０７の配置関係が径方向にオーバーラップするように配置されるので、軸方向寸法のコンパクト化を達成する。
【００９３】
また、デファレンシャル装置３０１は、クラッチ装置２０１の構造を簡素化することができると共に、励磁電流付与時の摺動抵抗を低減させ、エネルギーロスを抑制することができるクラッチ装置２０１を用いているので、デファレンシャル装置３０１の構造の簡素化、及びエネルギーロスを抑制することができる。従って、デファレンシャル装置３０１の車載性が向上すると共に、燃費向上にも貢献したデファレンシャル装置３０１を提供することができる。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態に係るクラッチ装置及びデファレンシャル装置では、断続部として噛み合いクラッチを用いているが、これに限らず、摩擦クラッチなど相対回転する一対の回転部材間の動力伝達を断続させることができる構成であれば、どのような形態であってもよい。
【００９５】
また、クラッチ装置をデファレンシャル装置に搭載しているが、これに限らず、差動機構を有さない一対の回転部材間の動力伝達を断続する構成に対しても、本発明のクラッチ装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１，２０１…クラッチ装置
３…アウタケース（第１の回転部材）
５…インナケース（第２の回転部材、中間部材）
７，２０７…クラッチ部材
９，２０９…ソレノイド
１１，２１１…一の周壁
１３，２１３…一端壁
１５，２１５…コア
１７，２１７…プランジャ
１９，２１９…スリーブ部
２１，２２１…規定部材
１０１，３０１…デファレンシャル装置
１０３，１０５，２０５，３０３…サイドギヤ（出力部材）
１０７，３０５…ピニオン（中間部材）
２０３…デフケース（第１の回転部材）
２０５…サイドギヤ（第２の回転部材）
【図１】
2011122653.tif 000003
【図２】
2011122653.tif 000004
【図３】
2011122653.tif 000005