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CN1924386A - 离合器装置及使用该离合器装置的差速器装置 - Google Patents

离合器装置及使用该离合器装置的差速器装置 Download PDF

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CN1924386A
CN1924386A CNA2006101267104A CN200610126710A CN1924386A CN 1924386 A CN1924386 A CN 1924386A CN A2006101267104 A CNA2006101267104 A CN A2006101267104A CN 200610126710 A CN200610126710 A CN 200610126710A CN 1924386 A CN1924386 A CN 1924386A
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Abstract

离合器装置(2)，包含可通过驱动转矩而转动的差速器壳体(19)、传递来自该差速器壳体(19)的驱动转矩的侧面齿轮(11、13)、保持连接到差速器壳体(19)上并相对于侧面齿轮(11、13)轴向移动且断续地连接的离合器环(63)和使离合器环(63)在轴向上移动的电磁式驱动器(29)。电磁式驱动器(29)包含电磁螺线管(25)、通过电磁螺线管(25)的磁力而在轴方向上移动操作并使离合器环(63)在轴向上移动的可动铁芯(27)。电磁螺线管(25)配置为相对于差速器壳体(19)在轴向上不相对移动，且差速器壳体(19)构成电磁螺线管(25)的磁路的一部分。

Description

离合器装置及使用该离合器装置的差速器装置
技术领域
本发明涉及离合器装置及使用该离合器装置的差速器装置。
背景技术
在特开2004-100924号公报中公开的差速器装置由差速器壳体、与差速器壳体连接的锥齿轮式差动机构、构成离合器装置的差动限制机构及电磁式驱动器等构成。该差动机构由花键连接到输出轴的侧面齿轮、与侧面齿轮啮合的小齿轮、支撑于差速器壳体上并支撑小齿轮的小齿轮轴构成。电磁式驱动器由可动铁芯和以磁力移动可动铁芯并操作差动限制机构的电磁螺线管等构成。此外，差速器壳体上固定了输入原动机的驱动力的内齿轮。
在上述差速器装置中，由于具有可动铁芯的驱动器磁路仅由驱动器闭合而形成，所以当装载于车辆上时，支撑差速器壳体的轴承和电磁式驱动器之间产生干涉。因此，由于可装载电磁式驱动器的机种(差速器装置)的宽度受到限制，所以必须使含有电磁式驱动器的离合器装置做成大型。
此外，在上述差速器装置中，差动限制机构配置于转动系统上，电磁式驱动器配置于固定系统上。而且，作为差动限制机构(啮合离合器)的一侧部件的离合器环，在差速器壳体侧定位于轴向上；作为电磁式驱动器的一个部件的可动铁芯，通过与电磁螺线管之间的定位器而定位在轴向上。
在如此般分别独立地将离合器环和可动铁芯定位时，由于在两者之间产生间隙，所以必须使利用电磁螺线管的可动铁芯的冲程延长该长度，导致必须使电磁螺线管相应地做成大型。
发明内容
本发明鉴于上述问题而研制，其目的在于提供一种小型的离合器装置和使用该离合器装置的差速器装置。
本发明第一方案是一种离合器装置，其包含：可通过驱动转矩而转动的输入部件；传递来自上述输入部件的驱动转矩的输出部件；保持连接到上述输入部件或输出部件其中一方的部件上并相对于另一方的部件移动且断续地连接的离合器部件；具备电磁螺线管和通过上述电磁螺线管而在轴向上移动操作并使上述离合器部件在轴向上移动的可动铁芯的电磁式驱动器，其特征在于，上述电磁螺线管配置为相对于上述一方的部件在轴向上不相对移动，上述一方的部件构成上述电磁螺线管的磁路的一部分。
本发明的第二方案是一种差速器装置，其具备：可通过驱动转矩而转动的输入部件；传递来自上述输入部件的驱动转矩的差动部件；包含经接受上述驱动转矩的转矩传递部而与上述差动部件可相对转动地连接的第1及第2输出部件的差动机构；具有限制上述差动机构的差动转动的离合器部件和包含电磁螺线管、通过上述电磁螺线管的磁力而在轴向上移动操作并使上述离合器部件在轴向上移动的可动铁芯的电磁式驱动器的差动限制机构，其特征在于，上述电磁螺线管配置为相对于上述输入部件在轴向上不相对移动，上述输入部件构成上述电磁螺线管的一部分。
附图说明
图1是表示第一实施方式的后部差速器1的剖面图。
图2是表示第二实施方式的后部差速器401的差动处于自由状态的图，且是图5的D-D剖面图。
图3是图2的主要部分的放大图。
图4是表示后部差速器401的差动被锁定了的状态的图，且是图5的D-D剖面图。
图5是从离合器套筒71侧观察后部差速器401的图。
图6是从可动铁芯27和离合器环63的一个方向观察的立体图。
图7是从可动铁芯27和离合器环63的另一方向观察的立体图。
图8是表示第三实施方式的后部差速器501的差动处于自由状态的剖面图。
图9是表示第四实施方式的后部差速器601的差动处于自由状态的图，是图10的E-E剖面图。
图10是从离合器套筒71侧观察后部差速器601的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1进行说明第一实施方式的离合器装置2及使用该离合器装置2的差速器装置(后部差速器)1。在以下说明中，左右方向是使用后部差速器1的四轮驱动车的左右方向。
下面说明离合器装置2及后部差速器1的特征。
离合器装置2包含可通过输入的驱动转矩转动的差速器壳体(传递来自发动机等动力源的驱动力的场合的输入部件)19、传递来自差速器壳体19的驱动转矩的一对侧面齿轮(传递来自发动机等动力源的驱动力的场合的输出部件)11、13、保持连接在差速器壳体19或一对侧面齿轮11、13中的一方的部件(例如，差速器壳体19)上并相对于另一方的部件(例如，一对侧面齿轮11、13)在轴向上移动且断续地连接的离合器环(离合器部件)63、和使离合器环63在轴向上移动的电磁式驱动器29。再有，在来自车轮侧的驱动转矩返回到差速器壳体19上的情况下，一对侧面齿轮11、13是输入部件，差速器壳体19可看作输出部件。
此外，使用离合器装置2的后部差速器1收放于托架3中。后部差速器1包含：可通过输入的驱动转矩转动的差速器壳体(输入部件)19；可转动的小齿轮5；经接受驱动转矩的啮合部(转矩传递部)7、9而与小齿轮5啮合的(可相对转动地连接的)一对侧面齿轮(输出部件)11、13；可与差速器壳体19一起同轴转动的(锥齿轮式)差动机构15；限制差动机构15的差动转动的差动限制装置17。
差动限制装置17包含控制差动机构15的差动限制的电磁式驱动器29，输入部件包含收纳差动机构15的差速器壳体19，差速器壳体19包含固定输入来自发动机的驱动转矩的内齿轮21的法兰(法兰部)23。
电磁式驱动器29包含电磁螺线管25、通过电磁螺线管25的磁力而在轴方向上移动操作并使离合器环63在轴向上移动的环状可动铁芯27。电磁螺线管25配置为相对于差速器壳体19在轴向上不相对移动，且差速器壳体19构成电磁螺线管25的磁路的一部分。
具体地，电磁螺线管25包含位于差速器壳体19的轴套部31的外周侧的环状线圈22、环状地覆盖线圈22外周侧和轴向一侧的侧壁及内周侧一部分的线圈罩71。在向电磁螺线管25的线圈22供给电流时，生成了穿过线圈周围的线圈罩71、可动铁芯27、设于差速器壳体19上的具有一部分欠缺的环状凸部72、差速器壳体19的侧壁20的磁力线环24。可动铁芯27通过此时产生的磁力在轴向上受到移动操作力。
电磁螺线管25配置于差速器壳体(输入部件)19的转轴一侧(图1左方侧)的内齿轮21侧，并由托架3支撑，差速器壳体19的侧壁20构成电磁螺线管25的磁路的一部分，可动铁芯27支撑于差速器壳体19的轴套部31的外周。
在上述四轮驱动车进行四轮驱动行走时，如果将输送装置内装的2-4个切换机构连接，则发动机的驱动力从后轮侧驱动轴等传递到后部差速器1并分配给左右后轮，同时，经2-4个切换机构和前轮侧驱动轴等传递到前部差速器并分配给左右前轮。
此外，当上述四轮驱动车进行两轮驱动行走时，如果解除2-4个切换机构的连接，则车辆处于后轮驱动的两轮驱动状态。
下面说明离合器装置2及后部差速器1的构成。
在本实施方式中，离合器装置2由使侧面齿轮11和差速器壳体19一体化(锁定状态)的差动限制装置17及电磁驱动器29构成。
差速器壳体19一体地形成，并配置于托架3内部。差速器壳体19的左轴套部31经轴承33，右轴套部35经轴承(未图示)，分别支撑于托架3上。内齿轮21用螺栓固定于差速器壳体19的法兰23上，差速器壳体19通过从内齿轮21输入的发动机的驱动力而转动驱动。
在差动机构15中，小齿轮5支撑于小齿轮轴37上，且小齿轮轴37的外侧端部配合于差速器壳体19的通孔39中，并由带螺纹的杆41防止转动及防止拔出。由于杆41带螺纹，不但使其自身容易拔出，还可使小齿轮轴37的组装和拔出(向外侧移动)也变得容易。此外，在侧面齿轮11、13的花键部43、45上连接有输出轴47、49。侧面齿轮11、13和输出轴47、49通过C形夹和在侧面齿轮11、13内周设置的槽51、53而在轴向上定位(防止拔出)。
差动限制装置17由电磁式驱动器29、爪型离合器55、复位弹簧57、控制器等构成。
在爪型离合器55中，具备：在轴向的驱动器29侧可轴向移动地配置于差速器壳体19内侧的离合器环(离合器部件)63上设置的啮合齿59；在第一侧面齿轮11的齿轮部的背面侧通过焊接而一体化固定的环上形成并在轴向上相对啮合齿59而设置的啮合齿61。离合器环63的脚部65由差速器壳体19的通孔67防止转动，并可在轴向自由移动地配置。如图1的下半部所示，当离合器环63向右移动时，爪型离合器55啮合；如图1上半部所示，当离合器环63向左移动时，解除爪型离合器55的啮合。复位弹簧57配置于左侧面齿轮11(啮合齿61)和离合器环63(啮合齿59)之间，且对离合器环63向爪型离合器55的啮合解除侧(左方)加力。
在差速器壳体19上设置了以双点划线描绘的开口69，且内部各组件(部件15、55、57、61、63)从该开口69组装。即，差速器壳体19采用单片构造。
如上所述，电磁式驱动器29由电磁螺线管25、包围电磁螺线管25的线圈罩71、可动铁芯27等构成。线圈罩71和可动铁芯27及差速器壳体19由磁性材料(例如，JISS10C等)制成，在这些部件上形成了由电磁螺线管25产生的磁束环(磁路)24。线圈罩71(电磁螺线管25)配置为经支撑部件73支撑于托架3上，并防止转动，且在与差速器壳体19之间在轴向上不相对移动。
可动铁芯27将在轴套部31的外周侧设置的不锈钢等非磁性材料形成的导引部件75和在其外周侧设置的可动铁芯主体77一体地固定而构成。导引部件75在左轴套部31(差速器壳体19)的外周侧相对于轴向可移动地被支撑。导引部件75的前端部79通过在侧壁20上形成的通孔67而可按压离合器环63的脚部65的端壁面26。
如果通过来自控制器的指令而从电池经导线传递向线圈22供给电流，则电磁螺线管25被励磁。于是，线圈罩71、可动铁芯主体77、在差速器壳体19的侧壁20上突出形成并具有周向长度的凸部72、在与差速器壳体19的侧壁20之间产生磁束环。通过此时产生的磁力，可动铁芯27(可动铁芯主体77)向右方移动并按压离合器环63，啮合爪型离合器55且锁定差动机构15的差动。此时，由于可动铁芯27的前端和凸部72之间在半径方向上形成了微小间隙，所以保持磁束环能可靠地维持离合器环63的动作状态。另外，如果停止电磁螺线管25的励磁，则通过复位弹簧57能解除爪型离合器55的啮合及差动机构15的差动锁定。
下面说明离合器装置2及后部差速器1的效果。
在本实施方式中，通过用托架3支撑线圈罩71(电磁螺线管25)，以及将差速器壳体19的一部分(侧壁20)用作电磁螺线管25的磁路的一部分可使电磁式驱动器29小型化。其结果，由于可使差速器装置(后部差速器)1小型化，所以可搭载电磁式驱动器的机种(差速器装置)的宽度扩大。再有，通过用差速器壳体19支撑可动铁芯27可使差速器壳体19和可动铁芯27的同轴度良好，并可提高支撑及工作性。
此外，在本实施方式中，由于电磁式驱动器29即使配置于差速器壳体19的内齿轮21侧也不与轴承33干涉，所以可装载的机种(差速器装置)的宽度进一步扩宽。而且，即使使小齿轮轴37向拔出方向移动也不与内齿轮21发生干涉，所以可保证利用C形夹的输出轴47、49的定位作业。
再有，在本实施方式中，通过使电磁式驱动器29(后部差速器1)小型化，可不需要差动机构15和包含电磁式驱动器29的后部差速器1整体的偏移或使偏移量为最小限。因此，可使输出轴47、49和托架3等的互换性低下停留于最小限度。
另外，在本实施方式中，在离合器装置(差动限制装置17、电磁驱动器29)2中，使电磁螺线管25相对于差速器壳体19或侧面齿轮11中的一方的部件(该情况为差速器壳体19)在轴向上不相对移动地配置，差速器壳体19构成电磁螺线管25的磁路的一部分，因此，通过共同使用电磁螺线管25的磁路构成部分和一方的部件而使电磁式驱动器29随之小型，并可实现差动限制装置7整体的小型化。
(第二实施方式)
参照图2～图7对第二实施方式的离合器装置402及使用该离合器装置402的差速器装置(后部差速器401)进行说明。图2是图5的D-D剖面图，表示后部差速器401的差动处于自由状态。同样地，图4是图5的D-D剖面图，表示后部差速器401的差动为锁定状态的图。在以下说明中，左右方向是使用后部差速器401的四轮驱动车的左右方向。
下面说明离合器装置402及后部差速器401的特征。
离合器装置402包含：可通过输入的驱动转矩而转动的差速器壳体(输入部件)19、传递来自差速器壳体19的驱动转矩的一对侧面齿轮(输出部件)11、13、保持连接在差速器壳体19或一对侧面齿轮11、13中的一方的部件上(例如，差速器壳体19)并相对于另一方的部件(例如，一对侧面齿轮11、13)在轴向上移动且断续地连接的离合器环(离合器部件)63、使离合器环63在轴向上移动的电磁式驱动器29。
此外，使用离合器装置402的后部差速器401收放于托架3(参照图1)上。后部差速器401包含：可通过输入的驱动转矩(来自发动机的驱动力)而转动的差速器壳体(输入部件)19；可转动的小齿轮(差动部件)5；经接受驱动转矩的啮合部(转矩传递部)7、9而与小齿轮5啮合的(可相对转动地连接的)一对侧面齿轮(输出部件)11、13；可与差速器壳体19一起同轴转动的差动机构15；限制差动机构15的差动转动的差动限制装置17。
差动限制装置17包含移动操作离合器环(离合器部件)并控制差动机构15的差动限制功能的驱动器，输入部件包含收放收纳差动机构15的差速器壳体19，差速器壳体19包含固定输入驱动转矩的内齿轮21(参照图1)的法兰(法兰部)23。
电磁式驱动器29包含电磁螺线管25、通过电磁螺线管25的磁力而在轴方向上移动操作并使离合器环63在轴向上移动的环状可动铁芯27。电磁螺线管25配置为相对于差速器壳体19在轴向上不相对移动，且差速器壳体19构成电磁螺线管25的磁路的一部分。电磁螺线管25配置于差速器壳体(输入部件)19的转轴一侧(图2左方侧)的内齿轮21侧，被防止相对于托架3转动。而且，差速器壳体19的侧壁20构成电磁螺线管25的磁路的一部分，可动铁芯27支撑于差速器壳体19的轴套部31的外周。
法兰23在差速器壳体19的轴向一侧(左侧)偏移而形成，电磁式驱动器29相对于法兰23邻近地配置。可动铁芯27具备由磁性材料构成且承受磁力的可动铁芯主体77、由非磁性材料构成且固定于可动铁芯主体77内周的导引部件75。如图6及图7所示，在导引部件75上于周向等间隔地设有三个凸部76，各凸部76通过差速器壳体19的通孔67而顶到离合器环63的脚部65的左侧面66(参照图7)上并将离合器环63在轴向上定位。
下面说明离合器装置402及差速器壳体401的构成。
在本实施方式中，离合器装置402用作将侧面齿轮11和差速器壳体19一体化(锁定状态)的差动限制装置17。
差动限制装置17由电磁式驱动器29、爪型离合器55、复位弹簧57、控制器等构成。
电磁式驱动器29的电磁螺线管25(线圈罩71)，由差速器壳体19的支撑部137在半径方向上支撑，并通过在支撑部137处的滑动而可相对于差速器壳体19自由转动。如图5所示，线圈罩71上在周向等间隔地点焊了两个防止转动部件145。各防止转动部件145使其前端部147配合于在托架3侧形成的凹部148(参照图8)上，使电磁螺线管25支撑于轴向上并防止转动。夹子149固定于线圈罩71上。电磁螺线管25的导线151从线圈罩71经橡胶制密封栓152拉出，并用夹子149固定于线圈罩71上，且还经连接器405等被拉出到托架3外部，以连接到电池。
爪型离合器55由离合器环63的啮合齿59和左侧面齿轮11的啮合齿61构成。离合器环63在差速器壳体19内周可在轴向自由移动地支撑，如图6及图7所示，在周向等间隔地设置的三个脚部65在转动方向上配合于差速器壳体19的通孔67中，而进行防止转动。当由电磁螺线管25使可动铁芯27向右方移动操作时，导引部件75的各凸部76分别按压离合器环63的脚部65并使爪型离合器55啮合。
此外，在各脚部65和通孔67之间形成了承受驱动转矩而工作并将离合器环63向爪型离合器55的啮合方向(右方)按压的凸轮135。凸轮135在离合器环63的脚部65和通孔67的各转动方向面上以相同的倾斜角设置的凸轮面60、60和62、62构成，并对离合器环63向爪型离合器55的啮合方向(右方)上加力。复位弹簧57配置于离合器环63和左侧面齿轮11之间，且对离合器环63向爪型离合器55的啮合解除方向(左方)上加力。
另外，如图6所示，可动铁芯27的导引部件75在各凸部76的转动方向面68上，通过差速器壳体19的通孔67的转动方向面62不能相对转动地支撑，且可相对于电磁螺线管25转动。
再有，在通孔67的轴中心侧缘部(导引部件75的凸部76侧)形成了在与可动铁芯27之间具有穿过磁力线的周向长度的凸部72。而且，在通过电磁螺线管25的磁力对可动铁芯27在轴向上进行移动操作时，可动铁芯27在凸部72的半径方向上具有微小间隙并相对。再有，虽然凸部72理想的是环状，但在本实施方式中，由于与通孔67重叠形成，所以成为周向的一部分欠缺的环形形状，且从使磁力线通过的功能出发至少需要具有预定的周向长度。
此外，由非磁性材料制成的导引部件75防止电磁螺线管25的磁束向差速器壳体19侧漏出。再有，电磁螺线管25，如上述般在支撑部137处与差速器壳体19在径向上相对并接触，且由平板141和螺栓143在轴向上支撑于差速器壳体19上，因此穿过差速器壳体19的磁束的变动减少，稳定爪型离合器55的操作机能。
如图4所示，如果使电磁螺线管25励磁，则产生磁束环24。这样，可动铁芯27被向右方移动操作且啮合爪型离合器55，差动机构15的差动被锁定。同时，由于通过动作的凸轮135将爪型离合器63向右方按压，所以防止了爪型离合器55啮合的意外解除。此外，在停止电磁螺线管25的励磁时，如图2及图3所示，由复位弹簧57使可动铁芯27向左方返回，所以解除了爪型离合器55的啮合和差动锁定。
下面说明离合器装置402及后部差速器401的效果。
后部差速器401取得下面的效果。
在本实施方式中，通过用托架3支撑线圈罩71(电磁螺线管25)，以及将差速器壳体19的一部分(侧壁20)用作电磁螺线管25的磁路的一部分，可使电磁式驱动器29小型化。其结果，由于可使差速器装置(后部差速器)401小型化，所以可搭载电磁式驱动器29的机种(差速器装置)的宽度扩大。再有，通过用差速器壳体19支撑可动铁芯27(导引部件75)，可使差速器壳体19和可动铁芯27的同轴度良好，并可提高支撑及工作性。
此外，在本实施方式中，由于电磁式驱动器29即使配置于差速器壳体19的内齿轮21侧也不会与轴承33干涉，所以可装载的机种(差速器装置)的宽度进一步扩宽。
再有，在本实施方式中，通过使电磁式驱动器29(后部差速器1)小型化，可不需要差动机构15和包含电磁式驱动器29的后部差速器1整体的偏移或使偏移量为最小限。因此，可使连接侧面齿轮11、13和后轮的输出轴(传动轴)和托架3等的互换性低下停留于最小限度。
另外，在本实施方式中，由于将电磁式驱动器29邻接配置于在差速器壳体19的轴向左侧偏移配置的法兰23上，所以与背景技术不同，小齿轮轴37的轴芯和右轴套部35侧端部之间的间隔相应缩小。因此，由于易于使该间隔符合连接到侧面齿轮11、13上的输出轴侧的需求尺寸，所以后部差速器401周围的布局性和向车辆的安装性能进一步提高。
还有，在本实施方式中，通过将电磁式驱动器29配置于差速器壳体19的法兰23侧，可动铁芯27和爪型离合器55也配置于法兰23侧。随之，由于在差速器壳体19上形成通孔67，所以差速器壳体19的法兰23侧的多余量被削除，相应地轻量化。
再者，在本实施方式中，用磁性材料的可动铁芯主体77和非磁性材料的导引部件75构成可动铁芯27，并通过使离合器环63与该导引部件75顶接而在轴向上定位，而防止其间产生间隙。因此，因延长冲程的目的而不需要使电磁螺线管25做成大型。
此外，在本实施方式中，与背景技术不同，由于不使作为强度部件(磁性部件)的离合器环63在差速器壳体19侧定位，所以防止了泄漏磁束所产生的离合器环63的磁化、离合器环63对差速器壳体19的吸附、和对差动限制装置17的动作的不良影响等。
因此，不需要降低泄漏磁束或减小离合器环63的吸附力亦或强化电磁式驱动器29(电磁螺线管25)的操作力等劳动，且防止了随着电磁式驱动器29的大型化而产生的安装性能下降、成本上升、消耗电量增加等。
另外，在本实施方式中，电磁螺线管25的小型化也可实现，在提高布局自由度的同时，减小了线圈的匝数和重量及成本。
再有，在本实施方式中，由于将差动限制装置17(爪型离合器55)设置于侧面齿轮11和与差速器壳体19配合的离合器环63之间，所以，与背景技术不同，能以简易的构造将差速器壳体19构成为轻量的单件。这样，为了在内部组装内差速器壳体，由于不必将差速器壳体分割为二部分，所以可防止随之产生的大幅成本上升。另外，由于不必因避免与内部差速器壳体干涉的目的而使构成差动机构15的各齿轮5、11、13尺寸减小，所以避免了可传递力矩容量的减小，且不必为了弥补转矩容量下降而增加小齿轮5的个数。因此，可防止随之产生的重量增加。
还有，在本实施方式中，通过由平板141和螺栓143将电磁螺线管25轴向支撑于差速器壳体19上，电磁螺线管25和差速器壳体19的上述一体化效果进一步提高。
再者，在本实施方式中，由于在通孔67的轴中心侧缘部(导引部件75的凸部76侧)形成了在与可动铁芯27之间具有使磁力线穿过的周向长度的凸部72，所以能可靠地在可动铁芯27和差速器壳体19之间穿过磁力线穿过。
(第三实施方式)
参照图8进行说明离合器装置502及使用其的差速器装置(后部差速器)501。图8表示后部差速器501的差动为自由的状态。在下面的说明中，左右方向是使用后部差速器501的四轮驱动车辆的左右方向。
下面说明离合器装置502及后部差速器501的特征。
离合器装置502包含：可通过输入的驱动转矩而转动的差速器壳体(输入部件)19、传递来自差速器壳体19的驱动转矩的一对侧面齿轮(输出部件)11、13、保持连接到差速器壳体19或一对侧面齿轮11、13中的一方的部件上(例如，差速器壳体19)并相对于另一方的部件(例如，一对侧面齿轮11、13)在轴向上移动且断续地连接的离合器环(离合器部件)63、和使离合器环63在轴向上移动的电磁式驱动器29。
使用离合器装置502的后部差速器501收放于托架3(参照图1)中。后部差速器501包含：可通过输入的驱动转矩(来自发动机的驱动力)而转动的差速器壳体(输入部件)19；可转动的小齿轮(差动部件)5；经接受驱动转矩的啮合部(转矩传递部)7、9而与小齿轮5啮合的(可相对转动地连接的)一对侧面齿轮(输出部件)11、13；可与差速器壳体19一起同轴转动的差动机构15；和限制差动机构15的差动转动的差动限制装置17。
差动限制装置17包含移动操作离合器环63并控制差动机构15的差动限制功能的电磁式驱动器29，输入部件包含收纳差动机构15的差速器壳体19，差速器壳体19包含固定输入驱动转矩的内齿轮21(参照图1)的法兰(法兰部)23。
电磁式驱动器29包含电磁螺线管25、通过电磁螺线管25的磁力而在轴方向上移动操作并使离合器环63在轴向上移动的可动铁芯27。电磁螺线管25配置为相对于差速器壳体19在轴向上不相对移动，且差速器壳体19构成电磁螺线管25的磁路的一部分。电磁螺线管25配置于差速器壳体(输入部件)19的转轴一侧(图8左方侧)的内齿轮21侧，并防止相对于托架3转动。而且，差速器壳体19的侧壁20构成电磁螺线管25的磁路的一部分，可动铁芯27支撑于差速器壳体19的轴套部31的外周上。
法兰23在差速器壳体19的轴向一侧(左侧)偏移而形成，电磁式驱动器29相对于法兰23邻接配置。可动铁芯27具备由磁性材料构成且受到磁力的可动铁芯主体77、由非磁性材料构成且固定于可动铁芯主体77内周的导引部件75。在导引部件75上于周向等间隔地设有三个凸部76，各凸部76通过差速器壳体19的通孔67而顶到离合器环63的脚部65的左侧面66(参照图7)并将离合器环在轴向上定位。
下面说明离合器装置502及差速器壳体501的构成。
再有，在图8中，对与后部差速器401(第二实施方式)相同的功能部或功能部件标以相同标记，并省略重复的说明文字。
在本实施方式中，离合器装置502作为差动限制装置17使用。
虽然在后部差速器401中，通过平板141和螺栓143将电磁螺线管25轴向支撑于差速器壳体19上，但是在后部差速器501中，通过板弹簧503完成该轴向支撑功能。
板弹簧503是半圆弧状的环，并配置于托架3和电磁螺线管25之间。板弹簧503的中央部点焊在电磁螺线管25的线圈罩71上，且使其两端部接触托架3并使其弯曲。而且，通过用该靠紧力将电磁螺线管25推压到差速器壳体19上而将电磁螺线管25轴向支撑于差速器壳体19上。
电磁螺线管25通过支撑部137与差速器壳体19径向相对并接触，同时，由板弹簧503推压接触在差速器壳体19上，所以穿过差速器壳体19的磁束的变动减少，稳定爪型离合器55的操作功能。
再有，板弹簧503不但可固定于电磁螺线管25上还可固定于托架3上。
下面说明离合器装置502及后部差速器501的效果。
后部差速器501可取得如下的效果。
在本实施方式中，通过用托架3支撑线圈罩71(电磁螺线管25)，以及将差速器壳体19的一部分(侧壁20)用作电磁螺线管25的磁路的一部分可使电磁式驱动器29小型化。其结果，由于可使差速器装置(后部差速器)501小型化，所以可搭载电磁式驱动器29的机种(差速器装置)的宽度扩大。再有，通过用差速器壳体19支撑可动铁芯27(导引部件75)，可使差速器壳体19和可动铁芯27的同轴度良好，并可提高支撑及工作性。
此外，在本实施方式中，由于电磁式驱动器29即使配置于差速器壳体19的内齿轮21侧也不会与轴承33干涉，所以可装载的机种(差速器装置)的宽度进一步扩宽。
再有，在本实施方式中，通过使电磁式驱动器29(后部差速器501)小型化，可不需要差动机构15和包含电磁式驱动器29的后部差速器501整体的偏移或使偏移量为最小限。因此，可使连接侧面齿轮11、13和后轮的输出轴(传动轴)和托架3等的互换性低下停留于最小限度。
另外，在本实施方式中，由于将电磁式驱动器29邻接配置于在差速器壳体19的轴向左侧偏移配置的法兰23上，所以与背景技术不同，小齿轮轴37的轴芯和右轴套部35侧端部之间的间隔相应缩小。因此，由于易于使该间隔符合连接到侧面齿轮11、13的输出轴侧的需求尺寸，所以后部差速器501周围的布局性和向车辆的安装性能进一步提高。
还有，在本实施方式中，通过将电磁式驱动器29配置于差速器壳体19的法兰23侧，可动铁芯27和爪型离合器55也将配置于法兰23侧。随之，由于在差速器壳体19上形成通孔67，所以差速器壳体19在法兰23侧的多余量被削除，相应地轻量化。
再者，在本实施方式中，通过磁性材料的可动铁芯主体77和非磁性材料的导引部件75构成可动铁芯27，并通过使离合器环63与该导引部件75顶接而在轴向上定位，而防止其间产生间隙。因此，不需要因延长冲程的目的而使电磁螺线管25做成大型。
此外，在本实施方式中，与背景技术不同，由于不使作为强度部件(磁性部件)的离合器环63在差速器壳体19侧定位，所以防止了泄漏磁束所产生的离合器环63的磁化、离合器环63对差速器壳体19的吸附、对差动限制装置17的动作的不良影响等。
因此，不需要降低泄漏磁束或减小离合器环63的吸附力亦或强化电磁式驱动器29(电磁螺线管25)的操作力等劳动，且防止随着电磁式驱动器29的大型化而产生的安装性下降、成本上升、消耗电量增加等。
另外，在本实施方式中，也可实现电磁螺线管25的小型化，在提高布局自由度的同时，减小了线圈的匝数和重量及成本。
再有，在本实施方式中，由于将差动限制装置17(爪型离合器55)设置于侧面齿轮11和与差速器壳体19配合的离合器环63之间，所以，与背景技术不同，能以简易的构造将差速器壳体19构成为轻量的单件。为了在内部组装内差速器壳体，由于不必将差速器壳体分割为二部分，所以可防止随之产生的大幅的成本上升。另外，由于不必因避免与内部差速器壳体干涉的目的而使构成差动机构15的各齿轮5、11、13尺寸减小，所以避免了可传递的力矩容量的减小，且也不必为了弥补转矩容量下降而增加小齿轮5的个数。因此，可防止随之产生的重量增加。
还有，在本实施方式中，穿过通过板弹簧503将电磁螺线管25推压于差速器壳体19上并轴向支撑，上述电磁螺线管25和差速器壳体19的上述一体化效果进一步提高。
(第四实施方式)
参照图9和图10进行说明离合器装置602及使用其的差速器装置(后部差速器)601。图9是图10中E-E剖面图，表示后部差速器601的差动为自由的状态。在下面的说明中，左右方向是使用后部差速器601的四轮驱动车辆的左右方向。
下面说明离合器装置602及后部差速器601的特征。
离合器装置602包含：可通过输入的驱动转矩而转动的差速器壳体(输入部件)19、传递来自差速器壳体19的驱动转矩的一对侧面齿轮(输出部件)11、13、保持连接到差速器壳体19或一对侧面齿轮11、13中的一方的部件上(例如，差速器壳体19)并相对于另一方的部件(例如，一对侧面齿轮11、13)在轴向上移动且断续地连接的离合器环(离合器部件)63、使离合器环63在轴向上移动的电磁式驱动器29。
使用了离合器装置602的后部差速器601收放于托架3(参照图1)上。后部差速器601包含：可通过输入的驱动转矩(来自发动机的驱动力)而转动的差速器壳体(输入部件)19；可转动的小齿轮(差动部件)5；经接受驱动转矩的啮合部(转矩传递部)7、9而与小齿轮5啮合的(可相对转动地连接的)第1及第2侧面齿轮(输出部件)11、13；可与差速器壳体19一起同轴转动的差动机构15；限制差动机构15的差动转动的差动限制装置17。
差动限制装置17包含移动操作离合器环63并控制差动机构15的差动限制功能的电磁式驱动器，输入部件包含收放差动机构15的差速器壳体19，差速器壳体19包含固定输入驱动转矩的内齿轮21(参照图1)的法兰(法兰部)23。
电磁式驱动器29包含电磁螺线管25、通过电磁螺线管25的磁力而在轴方向上移动操作并使离合器环63在轴向上移动的可动铁芯27。电磁螺线管25配置为相对于差速器壳体19在轴向上不相对移动，且差速器壳体19构成电磁螺线管25的磁路的一部分。电磁螺线管25配置于差速器壳体(输入部件)19的转轴一侧(图9左方侧)的内齿轮21侧，并防止相对于托架3转动。差速器壳体19的侧壁20构成电磁螺线管25的磁路的一部分，可动铁芯27支撑于差速器壳体19的轴套部31的外周。
法兰23在差速器壳体19的轴向一侧(左侧)偏移而形成，电磁式驱动器29相对于法兰23邻接配置。可动铁芯27具备由磁性材料构成且受到磁力的可动铁芯主体77、由非磁性材料构成且固定于可动铁芯主体77内周的导引部件75。在导引部件75上于周向等间隔地设有三个凸部76，各凸部76通过差速器壳体19的通孔67而顶到离合器环63的脚部65的左侧面66(参照图7)上并将离合器环在轴向上定位。
下面说明离合器装置602及差速器壳体601的构成。
再有，在图9和图10中，对与后部差速器501(第三实施方式)相同的功能部或功能部件标以相同标记，并省略重复的说明文字。
在本实施方式中，离合器装置602作为差动限制装置17使用。
虽然在后部差速器401中，通过平板141和螺栓143将电磁螺线管25轴向支撑于差速器壳体19上，但在后部差速器601中，通过弹性挡环603完成该轴向支撑功能。
弹性挡环603在与差速器壳体19上设置的周槽605配合的状态下接触在电磁螺线管25的左侧面上，并将电磁螺线管25相对于差速器壳体19在轴向上支撑。
电磁螺线管25通过支撑部137与差速器壳体19在径向上相对并接触，同时，通过弹性挡环603轴向支撑于差速器壳体19上，因此穿过差速器壳体19的磁束的变动减小，稳定爪型离合器55的操作功能。
下面说明离合器602及后部差速器601的效果。
后部差速器601可取得如下的效果。
在本实施方式中，通过用托架3支撑线圈罩71(电磁螺线管25)，以及将差速器壳体19的一部分(侧壁20)用作电磁螺线管25的磁路的一部分，可使电磁式驱动器29小型化。其结果，由于也可使差速器装置(后部差速器)601小型化，所以可搭载电磁式驱动器29的机种(差速器装置)的宽度扩大。再有，通过用差速器壳体19支撑可动铁芯27(导引部件75)，可使差速器壳体19和可动铁芯27的同轴度良好，并可提高支撑及工作性。
此外，在本实施方式中，由于电磁式驱动器29即使配置于差速器壳体19的内齿轮21侧也不与轴承33干涉，所以可安装的机种(差速器装置)的宽度进一步扩宽。
再有，在本实施方式中，通过使电磁式驱动器29(后部差速器601)小型化，可不需要差动机构15和包含电磁式驱动器29的后部差速器601整体的偏移或使偏移量为最小限。因此，可使连接侧面齿轮11、13和后轮的输出轴(传动轴)和托架3等的互换性低下停留于最小限度。
另外，在本实施方式中，由于将电磁式驱动器29邻接配置于在差速器壳体19的轴向左侧偏移配置的法兰23上，所以与背景技术不同，小齿轮轴37的轴芯和右轴套部35侧端部之间的间隔相应缩小。因此，由于易于使该间隔符合连接到侧面齿轮11、13的输出轴侧的需求尺寸，所以后部差速器601周围的布局性和向车辆的安装性能进一步提高。
还有，在本实施方式中，通过将电磁式驱动器29配置于差速器壳体19的法兰23侧，可动铁芯27和爪型离合器55也配置于法兰23侧。随之，由于在差速器壳体19上形成通孔67，所以差速器壳体19在法兰23侧的多余量被削除，相应地轻量化。
再者，在本实施方式中，通过磁性材料的可动铁芯主体77和非磁性材料的导引部件75构成可动铁芯27，并通过使离合器环63与该导引部件75顶接而在轴向上定位，防止其间产生间隙。因此，不需要因延长冲程的目的而使电磁螺线管25做成大型。
此外，在本实施方式中，与背景技术不同，由于不使作为强度部件(磁性部件)的离合器环63在差速器壳体19侧定位，所以可防止泄漏磁束所产生的离合器环63的磁化、离合器环63对差速器壳体19的吸附、对差动限制装置17的动作的不良影响等。因此，不需要降低泄漏磁束或减小离合器环63的吸附力亦或强化电磁式驱动器29(电磁螺线管25)的操作力等劳动，且防止随着电磁式驱动器29的大型化而产生的安装性能下降、成本上升、消耗电量增加等。
另外，在本实施方式中，也可实现电磁螺线管25的小型化，在提高布局自由度的同时，减小了线圈的匝数和重量及成本。
再有，在本实施方式中，由于将差动限制装置17(爪型离合器55)设置于侧面齿轮11和与差速器壳体19配合的离合器环63之间，所以，与背景技术不同，能以简易的构造将差速器壳体19构成为轻量的单件。为了在内部组装内差速器壳体，由于不必将差速器壳体分割为二部分，所以防止随之产生的大幅成本上升。另外，由于不必因避免与内部差速器壳体干涉的目的而使构成差动机构15的各齿轮5、11、13尺寸减小，所以避免了可传递力矩容量的减小，且也不必为了弥补转矩容量下降而增加小齿轮5的个数。因此，防止随之产生的重量增加。
还有，在本实施方式中，穿过通过弹性挡环603和周槽605将电磁螺线管25推压于差速器壳体19上并轴向支撑，上述电磁螺线管25和差速器壳体19的上述一体化效果进一步提高。
(其它实施方式)
可适用于本发明的差速器装置的差动机构并不限于锥齿轮式差动机构，即使是使用其它齿轮机构的差动机构或者不使用齿轮机构的差动机构也可。
此外，本发明的离合器装置并不限于在一对部件间使驱动转矩传递或停止地断续的装置或者锁紧差动的装置，例如，可以是用摩擦离合器将断续转矩或差动限制力传递到中间的装置或者连续地传递控制的装置。
另外，本发明的差速器装置不限于后部差速器，也可用作前部差速器(将原动机的驱动转矩分配到左右前轮的差速器装置)和中心差速器(将原动机的驱动转矩分配到前轮和后轮的差速器装置)。
而且，本发明的电磁螺线管的配置结构不限于使电磁螺线管相对于差速器壳体在轴向上不相对移动的配置构造，也可使用将电磁螺线管和差速器壳体之间经向心轴承连接的配置结构和将与电流供给用的导线之间经集电环使电流通到电磁螺线管并使电磁螺线管一体化地固定于差速器壳体上的配置结构等。
再有，本发明的差速器装置，作为差动限制装置，不只是用于将差动机构的差动转动锁定的所谓差速器锁定装置，还可用于断续地将输入到输入部件的驱动转矩传递到差动机构侧的空转装置和轴向拆分装置等。
还有，在第三实施方式和第四实施方式中，也可将可动铁芯27的导引部件75不经中间推压部件207而直接与离合器环205及离合器环63对接。
从以上说明可知，在本发明的离合器装置中，由于输入部件或输出部件中的一方的部件构成了电磁螺线管的磁路的一部分，所以电磁螺线管相应地缩小该部分尺寸，可实现电磁式驱动器和离合器装置整体的小型化。
在本发明的离合器装置中，由于电磁驱动器配置为在与一方的部件之间在轴向上不相对移动，所以可抑制电磁驱动器和一方的部件之间的磁力线变化并使可动铁芯稳定地向轴向移动。
在本发明的离合器装置中，由电磁螺线管和可动铁芯及一方的部件形成磁力线环，并向可动铁芯施加轴向移动力，所以可进一步强化磁力。
在本发明的离合器装置中，由于使可动铁芯由磁性材料部和非磁性材料部构成，通过使离合器部件与非磁性材料部对接并在轴向上定位，所以与背景技术不同，由于消除了可动铁芯和离合器部件之间的间隙，因而不必因延长冲程的目的而使电磁螺线管(电磁式驱动器)增大。
在本发明的离合器装置中，与背景技术不同，由于没有将作为强度部件(磁性部件)的离合器部件在差速器壳体侧定位，所以防止了泄漏磁束所产生的离合器部件的磁化、离合器部件对差速器壳体的吸附、对差动限制装置及断续装置的动作的不良影响等。
因此，不需要减少泄漏磁束或减小离合器部件的吸附力亦或强化电磁式驱动器的操作力等劳动，且防止了随着电磁式驱动器的大型化而产生的安装性能下降、成本上升、消耗电量增加等。
在本发明的离合器装置中，由于在一方的部件上形成在与可动铁芯之间具有使磁力线穿过的周向长度的凸部，所以能使磁力线可靠地穿过可动铁芯和一方的部件之间。
而且，在本发明的差速器装置中，通过将电磁螺线管配置为相对于一方的部件在轴向上不相对移动，且将一方的部件用作电磁螺线管的磁路的一部分，而使电磁式驱动器(电磁式螺线管)相应地小型化，且特别地，宽度尺寸减小。
在本发明的差速器装置中，由于将电磁驱动器配置为在与一方的部件之间在轴向上不相对移动，所以可抑制电磁驱动器和一方的部件之间的磁力线变化并使可动铁芯稳定地向轴向移动。
在本发明的差速器装置中，由于电磁式驱动器即使配置于输入部件的离合器部件侧也不与轴承等干涉，也不会与轴承等产生干涉，所以可安装的机种(差速器装置)的宽度进一步扩宽。
在本发明的差速器装置中，由于使可动铁芯由磁性材料部和非磁性材料部构成，通过使离合器部件与非磁性材料部对接并在轴向上定位，所以与背景技术不同，由于消除了可动铁芯和离合器部件之间的间隙，因而不必因延长冲程的目的而使电磁螺线管(电磁式驱动器)增大。
在本发明的差速器装置中，与背景技术不同，由于没有将作为强度部件(磁性部件)的离合器部件在差速器壳体侧定位，所以防止了泄漏磁束所产生的离合器部件的磁化、离合器部件对差速器壳体的吸附、对差动限制装置及断续装置的动作的不良影响等。
因此，不需要降低泄漏磁束或减小离合器部件的吸附力亦或强化电磁式驱动器的操作力等劳动，且防止随着电磁式驱动器的大型化而产生的安装性能下降、成本上升、消耗电量增加等。
在本发明的差速器装置中，通过将差动限制装置设置于输入部件和输出部件中的一方之间并用例如输入部件支撑可动铁芯，可使可动铁芯的同轴度良好，并可提高支撑及工作性。
在本发明的差速器装置中，通过用输入部件支撑可动铁芯，可使可动铁芯的同轴度良好，并可提高支撑及工作性。
本申请基于2005年9月2日提交的日本第2005-255464号专利申请和2006年7月4日提交的日本第2006-184240号专利申请，两个申请的全部内容通过参考并入此处。
虽然参考本发明的某些实施方式来描述了本发明，但本发明并不限于上述实施方式，本领域技术人员借鉴本发明的主旨可进行改进。本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (9)

1.一种离合器装置，其具备：
可通过驱动转矩而转动的输入部件；
传递来自上述输入部件的驱动转矩的输出部件；
保持连接到上述输入部件或输出部件其中一方的部件上并相对于另一方的部件轴向移动且断续地连接的离合器部件；
具备电磁螺线管和通过上述电磁螺线管产生的磁力而在轴向上移动操作并使上述离合器部件在轴向上移动的可动铁芯的电磁式驱动器，
其特征在于：
上述电磁螺线管配置为相对于上述一方的部件在轴向上不相对移动，上述一方的部件形成上述电磁螺线管的磁路的一部分。
2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于：
上述电磁螺线管和上述可动铁芯及上述一个部件形成磁力线环形线，上述可动铁芯由产生的磁力施加相对于上述离合器部件在轴向上的移动力。
3.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于：
上述可动铁芯由磁性材料部和与上述磁性材料部一体化连接的非磁性材料部构成，上述离合器部件通过上述非磁性材料部的顶靠而在轴向上定位。
4.根据权利要求3所述的离合器装置，其特征在于：
上述一方的部件具备在与上述可动铁芯之间具有使磁力线穿过的周向长度的凸部，在通过上述电磁螺线管产生的磁力，上述可动铁芯在轴向上进行移动操作时，上述可动铁芯在上述凸部的半径方向上具有微小间隙且相对。
5.一种差速器装置，其具备：
可通过驱动转矩而转动的输入部件；
传递来自上述输入部件的驱动转矩的差动部件；
包含经接受上述驱动转矩的转矩传递部而与上述差动部件可相对转动地连接的第1及第2输出部件的差动机构；
具有限制上述差动机构的差动转动的离合器部件和包含电磁螺线管、通过上述电磁螺线管产生的磁力而在轴向上移动操作并使上述离合器部件在轴向上移动的可动铁芯的电磁式驱动器的差动限制机构，
其特征在于：
上述电磁螺线管配置为相对于上述输入部件在轴向上不相对移动，上述输入部件构成形成上述电磁螺线管的磁路的一部分。
6.根据权利要求5所述的差速器装置，其特征在于：
上述输入部件具备输入上述驱动转矩的法兰部，上述法兰部配置于上述输入部件的轴向一侧，上述驱动器相对于上述法兰部邻接配置。
7.根据权利要求5所述的差速器装置，其特征在于：
上述可动铁芯由磁性材料部和与上述磁性材料部一体化连接的非磁性材料部构成，上述离合器部件通过上述非磁性材料部顶靠而在轴向上定位。
8.根据权利要求5所述的差速器装置，其特征在于：
上述差动限制机构设置于上述输入部件与上述第1及第2输出部件中的一方之间。
9.根据权利要求5所述的差速器装置，其特征在于：
上述可动铁芯支撑于上述输入部件。
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