技術領域
本發明涉及滑動構件、離合器板及它們的制造方法。
背景技術:
在日本特開2013-108145號公報中,作為滑動構件的制造方法,記載了電磁離合器裝置的離合器板的制造方法。日本特開2013-108145號公報記載的滑動構件的制造方法是在660~690℃的含氨的氣氛中對由鋼材構成的原材料進行0.5~1.5小時的加熱處理,接著,以60~80℃的油溫進行油冷,最后對原材料進行加壓并同時以250~350℃的溫度進行回火處理。由此,氮化合物層和氮擴散層分別形成為20~50μm程度的厚度。
在離合器板等滑動構件被長時間使用的情況下,由于滑動構件的表面磨損,而與對方構件的接觸面積變化,因此兩者間的傳遞轉矩增大。因此,對離合器板等滑動構件存在希望提高耐磨損性的要求。另外,離合器板等滑動構件的表面需要確保高的平面度。
技術實現要素:
本發明的目的之一是提供一種滑動構件的制造方法及滑動構件,其能夠提高耐磨損性,并且能夠確保比較高的平面度。
作為本發明的一方式的滑動構件的制造方法,包括:
第一工序,對于由鋼材構成的母材部在570~660℃的含氨的氣氛中進行加熱處理后進行冷卻處理;
第二工序,接著所述第一工序,對所述表面側進行加壓并同時進行回火處理;及
第三工序,接著所述第二工序,進行在水蒸氣氣氛中進行加熱的水蒸氣處理。
通過上述工序,在由所述鋼材構成的母材部的表面側形成氮擴散層,
在所述氮擴散層的表面側形成氮化合物層,
在所述氮化合物層的最外層表面形成氧化層。
上述滑動構件的制造方法也可以是離合器板的制造方法。
作為本發明的另一方式的滑動構件是通過上述方式的滑動構件的制造方法制造的滑動構件,其中,
所述氮擴散層的厚度為5~50μm,
所述氮化合物層的厚度為5~50μm,
所述氧化層的厚度為0.3~3μm。
上述方式的滑動構件也可以是構成電磁離合器的離合器板。
根據上述的滑動構件的制造方法或滑動構件,由于在第三工序中進行水蒸氣處理,因此,能夠在氮化合物層的最外層表面形成由四氧化三鐵構成的致密的氧化層。由此,能夠抑制粘合磨損,因此能夠提高滑動構件的耐磨損性。
而且,第三工序的水蒸氣處理接著第二工序的回火處理進行,因此能夠確保比較高的平面度。假如接著第一工序的冷卻處理(不是回火處理)而進行水蒸氣處理的情況下,在水蒸氣處理中原材料未被加壓的狀態下殘留奧氏體轉變為馬氏體,在第一工序中產生的原材料的形變未被矯正而原材料硬化。因此,即使接著在對原材料進行了加壓的狀態下進行回火處理,最終的滑動構件的平面度也下降。
另外,第二工序中的回火處理是接著第一工序的冷卻處理而進行,因此能夠使平面度良好。而且,回火處理是通過對原材料加壓而矯正形變并同時使殘留奧氏體轉變為馬氏體,因此能夠進一步提高平面度。另外,在回火處理中,殘留奧氏體轉變為馬氏體,因此能夠確保滑動構件的表面側的硬度。
另外,在加熱處理中,進行在含氨的氣氛中的加熱處理。即,在第一工序中對原材料進行氮化。該加熱處理中的溫度為570~660℃。通過在570℃以上進行加熱,能夠可靠地將氮化合物層及氮擴散層的厚度分別確保為5~50μm。另外,通過將加熱處理中的溫度設為660℃以下,能夠抑制氮化化合物的擴散(消失)。由此,能夠確?;瑒訕嫾谋砻鎮鹊挠捕?。
另外,將氮化合物層及氮擴散層的厚度分別確保為5~50μm,因此能夠使滑動構件的表面側的硬度為高的硬度。氧化層的厚度被確保為0.3~3μm,因此能夠可靠地確保耐磨損性。
根據上述的離合器板的制造方法或離合器板,可取得基于上述的滑動構件的制造方法或滑動構件的效果。在此處,設氮化合物層及氮擴散層的厚度分別為50μm以下。假如該厚度比50μm厚,則磁導率降低,因此離合器板的磁通量密度降低,離合器板間的摩擦卡合力降低。因此,設為50μm以下。
而且,根據上述的離合器板,具有高的耐磨損性,因此即使長時間使用,也能抑制離合器板的磨損量。由此,離合器板彼此的接觸面積不會大幅變化。因此,能夠減小使用前和長時間使用后的傳遞轉矩的變化率。
另外,在進行回火工序的情況下,能夠使氮化合物層及氮擴散層中包含的非磁性的殘留奧氏體轉變為磁性的馬氏體。由此,能夠提高離合器板的磁導率及硬度。
附圖說明
前述及后述的本發明的特征及優點通過下面的具體實施方式的說明并參照附圖而明確,其中,相同的標號表示相同的部件。
圖1表示本發明的實施方式的滑動構件或離合器板的表面結構。
圖2是表示圖1所示的滑動構件或離合器板的制造方法的流程圖。(實施例)
圖3是圖2的熱處理工序圖。(實施例)
圖4是表示比較例1的制造方法的流程圖。
圖5是圖4的熱處理工序圖。(比較例1)
圖6是表示比較例2的制造方法的流程圖。
圖7是表示對象構件的平面度的平均值及標準偏差的坐標圖。
圖8是表示對象構件的實機耐久摩擦試驗后的磨損量的坐標圖。
圖9是應用了本實施方式的離合器板的驅動力傳遞裝置的軸向剖視圖。
圖10是從圖9的外板的軸向觀察的圖。圖中,環狀線表示槽。
圖11是從圖9的內板的軸向觀察的圖。圖中,交叉線表示槽。
具體實施方式
關于本發明的滑動構件或離合器板,參照附圖進行說明。關于滑動構件或離合器板的表面結構,參照圖1進行說明?;瑒訕嫾螂x合器板是對由碳鋼等鋼材構成的原材料的表面實施氮化處理及水蒸氣處理而形成。此外,作為該滑動構件的例子,除了構成電磁離合器裝置的離合器板以外,還可舉出LSD離合器的鐵系離合器板、制動墊等。
如圖1所示,該滑動構件具備由鋼材構成的母材部110、在母材部110的表面側形成為5~50μm的厚度的氮擴散層120、在氮擴散層120的表面側形成為5~50μm的厚度的氮化合物層130、在氮化合物層130的最外層表面形成為0.3~3μm的厚度的氧化層140。
原材料使用碳含量為0.10~0.20%的鋼材。一般來說,越是低碳鋼,越廉價,但表面的高硬度化并不容易。但是,根據本發明,即使是例如S15C等的低碳鋼,如后所述,也能夠實現表面的高硬度化。并且,母材部110與原材料相同。
氮擴散層120中固溶有氮。氮化合物層130是由Fe2N等氮化合物構成的層。氧化層140是主要由四氧化三鐵構成的氧化皮膜。
接著,參照圖2所示的流程圖對于滑動構件或離合器板的表面的熱處理方法(制造方法)進行說明。對于原材料,進行前氧化處理(S1;前氧化工序,相當于第四工序)。該前氧化處理是在氮化處理之前進行的處理。通過進行前氧化處理,能夠對于原材料促進氮化反應。前氧化處理是在作為加熱溫度Te1的300~450℃(優選為340~440℃)的氧化氣氛下對原材料進行氧化處理。具體而言,如圖3所示,使容積為1~3m3的處理室升溫直至加熱溫度Te1。在升溫完成后維持時間Ti1的期間。時間Ti1為1~2小時。
接著前氧化處理(S1),如圖2所示,進行加熱處理(S2、加熱工序)。加熱處理是在作為加熱溫度Te2的570~660℃(優選為600~650℃)的氨氣氛(含氨的氣氛)中對原材料進行加熱處理。具體而言,如圖3所示進行。首先,將原材料保持在容積為1~3m3的處理室。此時的處理室內的氣氛溫度為500℃以下。并且,處理室內的氣氛溫度開始升溫以成為加熱溫度Te2。并且,在升溫的中途,以0~5m3/H供給氮(N2)氣。在升溫完成后維持時間Ti2的期間。時間Ti2為0~1小時。此時,處理室內溫度被均勻化,并且原材料被預熱。
在經過時間Ti2后,進而在時間Ti3的期間將氣氛溫度保持為加熱溫度Te2的恒定溫度。時間Ti3為0.5~1.5小時。另外,在時間Ti3的期間,使處理室內成為氨氣氛。具體而言,以3~7m3/H供給氨(NH3)氣,并且以0.1~0.6m3/H供給二氧化碳(CO2)氣體。此時,原材料被氮化。此外,在氨氣氛中,也可以不供給氮氣。
接著加熱處理(S2),如圖2所示,進行冷卻處理(S3、冷卻工序)。本實施方式中冷卻處理為油冷。具體而言,如圖3所示,在氮氣氛中向60~80℃的油溫Te3的淬火油放入原材料。此時,原材料不被氧化。此外,在該冷卻處理中,馬氏體變態的進行比較慢,因此殘留奧氏體殘存下來。此外,上述的加熱工序及冷卻工序相當于第一工序。
若在冷卻處理(S3)中原材料的溫度達到冷卻處理的油溫Te3,則接著如圖2所示進行回火處理(S4、回火工序、相當于第二工序)。具體而言,回火處理如圖3所示,對原材料的表面側進行加壓,并同時在氮氣氛中向200~470℃(優選為300~450℃)的爐溫Te4的容積為1~3m3的加熱爐放入原材料,維持時間Ti4的期間。時間Ti4為2~5小時。該回火處理也被稱為加壓回火。此時,殘留奧氏體轉變為馬氏體。
接著回火處理(S4),如圖2所示,進行水蒸氣處理(S5、水蒸氣處理工序、相當于第三工序)。在作為處理溫度Te5的350~500℃(優選為390~480℃)的水蒸氣氣氛中,對原材料進行水蒸氣處理。具體而言,如圖3所示,首先,將原材料保持在容積為1~3m3的處理室。處理室內的氣氛溫度開始升溫以成為處理溫度Te5。并且,在升溫的中途,以1~8m3/H供給氮(N2)氣。在升溫完成后將溫度維持時間Ti5的期間。該時間Ti5為0.5~1小時。此時,處理室內溫度被均勻化,并且原材料被預熱。
在經過時間Ti5后,進而在時間Ti6的期間將氣氛溫度保持為處理溫度Te5的恒定溫度。時間Ti6為2~4小時。另外,在時間Ti6的期間將處理室內形成為水蒸氣氣氛。具體而言,以80~100m3/H供給水蒸氣。此時,在原材料上形成由四氧化三鐵構成的氧化被膜。此外,該水蒸氣處理被稱為均質處理。
通過以上的處理,如圖1所示,在原材料的表面形成氧化層140、氮化合物層130及氮擴散層120。
此外,在形成氧化層140的情況下,也可以取代上述的水蒸氣處理而進行如下的處理。例如,也可以通過Laux法使金屬鐵氧化。根據Laux法,在以氯化鐵為催化劑使硝基苯與金屬鐵反應而生成苯胺時,生成四氧化三鐵。另外,例如,對于氫氧化鐵(II)這樣的鐵(II)鹽,也可以控制pH并同時進行曝氣處理,由此生成四氧化三鐵。而且,也可以通過氫或一氧化碳對三氧化二鐵進行還原,由此生成四氧化三鐵。
另外,上述的制造方法中,也可以省略前氧化處理工序。
接著,對通過本實施方式的制造方法得到的構件的平面度(形變變化量)、及將該構件應用于離合器板時的實機耐久摩擦試驗后的磨損量進行評價。
本實施方式的實施例應用了圖2及圖3所示的制造方法。在實施例中,作為原材料使用碳鋼(JIS G4051(2009改正):S12C),設處理室的容積為2m3,在前氧化工序中,設加熱溫度Te1為420℃,設時間Ti1為1小時。
在加熱工序中,設加熱溫度Te2為640℃,設時間Ti2為60分鐘,以0.6m3/H供給氮氣。另外,設時間Ti3為65分鐘,以5m3/H供給氨氣,以0.3m3/H供給二氧化碳氣體。
設冷卻工序中的油溫Te3為70℃。冷卻工序所使用的冷卻油(淬火油)使用作為石蠟系基油的相當于JIS1類2號的真空熱處理用的高性能高速淬火油(動粘度:16±2.5mm2/s(40℃),引火點(COC):178℃,冷卻性能特性溫度:620℃,商品名:特殊淬火油V-1700S(日本潤滑脂株式會社制))。
在回火工序中,設爐溫Te4為450℃,設時間Ti4為3小時,以2m3/H供給氮氣。
在水蒸氣處理工序中,設處理溫度Te5為450℃,設時間Ti5為30分鐘,設時間Ti6為2.5小時。另外,以7m3/H供給氮氣,以90m3/H供給水蒸氣。
比較例1設為應用了圖4所示的流程圖及圖5所示的熱處理工序的情況。該情況下的原材料使用與實施例相同的碳鋼。具體而言,依次進行退火工序(S11)、前氧化工序(S12)、加熱工序(S13)、冷卻工序(S14)、水蒸氣處理工序(S15)、回火工序(S16)的各工序。除退火工序(S11)以外的各工序為與上述的實施例中的各工序相同的工序。即,在本比較例1中,相對于上述的實施例,追加了退火工序(S11)這一點、及水蒸氣處理工序(S15)和回火工序(S16)的順序相反這一點不同。
退火工序(S11)在作為加熱溫度Te6的600~700℃(優選為620~680℃)的氮氣氛中進行。具體而言,如圖5所示,對原材料的表面側進行加壓,并同時將容積為2m3的處理室升溫直至加熱溫度Te6。在升溫完成后維持時間Ti7的期間。時間Ti7為3~5小時。由此,除去對于原材料的沖壓成型時的殘留應力,抑制該工序以后的工序中的形變。此外,該退火工序也被稱為熱壓。在比較例1中,設加熱溫度Te6為650℃,設時間Ti7為3.5小時。
比較例2設為應用了圖6所示的流程圖的情況。該情況下的原材料使用與實施例相同的碳鋼。具體而言,依次進行退火工序(S21)、前氧化工序(S22)、加熱工序(S23)、冷卻工序(S24)、回火工序(S25)的各工序。各工序是與上述的實施例、比較例1中的各工序相同的工序。在比較例2中,相對于上述的比較例1,不進行水蒸氣處理工序這一點不同。
對于實施例及比較例1的構件,比較平面度的平均值μ及標準偏差σ。評價數設為n=25。如圖7所示,相對于實施例的平均值μ為74.0μm、標準偏差σ為11.2,比較例1的平均值μ為78.4μm、標準偏差σ為22.9。盡管比較例1進行了退火處理,但與比較例1的平面度相比,實施例的平面度較好。這可以認為是,在比較例1中,在冷卻工序后進行水蒸氣處理工序的情況下,在水蒸氣處理工序中,在原材料未被加壓的狀態下殘留奧氏體轉變為馬氏體,由此在后面的回火工序中,原材料不伴隨組織變態,因此基于加壓的平面度的矯正效果降低這一情況成為關鍵原因。
進行了對于實施例、比較例1及比較例2的構件的實機耐久摩擦試驗。在該試驗中,應用了構成驅動力傳遞裝置的電磁離合器。具體而言,將上述實施例及比較例的各表面處理對構成該電磁離合器且具有多個同心圓的環狀槽的外引導離合器板44b(圖9、圖10所示)實施。作為外引導離合器板44b的對方構件的、具有多個交叉的槽的內引導離合器板44a(圖9、圖11所示)涂敷了類金剛石碳(DLC)膜。試驗條件是在電磁離合器部的面壓0.2MPa、滑移速度0.02m/s、耦合流體(動粘度40℃、23mm2/s)潤滑下,基于耦合表面溫度90~100℃、耐久時間480h連續滑動、380W的能量,進行了耐久試驗。
并且,對于實施例、比較例1及比較例2的摩擦試驗后的磨損量進行了測定。在此處,通過進行上述摩擦試驗,評價為各板44a、44b的表面的磨損量越少,耐久性能越高。
如圖8所示,在內引導離合器板44a中,相對于進行了水蒸氣處理的實施例及比較例1的磨損量為0.38μm及0.60μm的情況,未進行水蒸氣處理的比較例2的磨損量為1.08μm。另外,在外引導離合器板44b中,相對于實施例及比較例1的磨損量為1.87μm及1.28μm的情況,比較例2的磨損量為2.35μm。實施例及比較例1中,形成了通過水蒸氣處理形成的氧化層140,因此可認為相對于未形成氧化層140的比較例2,磨損量較少。
根據本實施方式,滑動構件的制造方法是具備由鋼材構成的母材部110、在母材部110的表面側形成的氮擴散層120、在氮擴散層120的表面側形成的氮化合物層130、在氮化合物層130的最外層表面形成的氧化層140的滑動構件的制造方法,其中,通過進行對由鋼材構成的原材料在570~660℃的含氨的氣氛中進行加熱處理的加熱工序、在進行加熱工序后進行冷卻處理的冷卻工序、接著冷卻工序對表面側進行加壓并同時進行回火處理的回火工序、接著回火工序進行在水蒸氣氣氛中進行加熱的水蒸氣處理的水蒸氣處理工序,而形成氮擴散層120、氮化合物層130及氧化層140。
另外,滑動構件具備由鋼材構成的母材部110、在母材部110的表面側形成為5~50μm的厚度的氮擴散層120、在氮擴散層120的表面側形成為5~50μm的厚度的氮化合物層130、在氮化合物層130的最外層表面形成為0.3~3μm的厚度的氧化層140,通過進行對由鋼材構成的原材料在含氨的氣氛中進行加熱處理的加熱工序、在進行加熱工序后進行冷卻處理的冷卻工序、接著冷卻工序對原材料對表面側進行加壓并同時進行回火處理的回火工序、接著回火工序進行對原材料在水蒸氣氣氛中進行加熱的水蒸氣處理的水蒸氣處理工序,形成氮擴散層120、氮化合物層130及氧化層140。
由此,在水蒸氣處理工序中進行水蒸氣處理,因此能夠在氮化合物層130的最外層表面形成由四氧化三鐵構成的致密的氧化層140。由此,能夠抑制粘合磨損,因此能夠提高滑動構件的耐磨損性。
而且,水蒸氣處理工序是接著進行回火處理的回火工序進行,因此能夠確保比較高的平面度,并且能夠抑制平面度的偏差。假設接著冷卻工序(不是回火工序)進行水蒸氣處理工序的情況下,在水蒸氣處理工序中原材料未被加壓的狀態下殘留奧氏體轉變為馬氏體,在加熱工序及冷卻工序中產生的原材料的形變未被矯正而原材料硬化。由此,即使接著在對原材料進行了加壓的狀態下進行回火處理,最終的滑動構件的平面度也較低。
另外,回火工序中的回火處理接著冷卻工序進行,因此能夠使平面度良好。而且,回火工序中的回火處理通過對原材料進行加壓而矯正形變并同時使殘留奧氏體轉變為馬氏體,因此能夠進一步提高平面度。另外,在回火工序中,殘留奧氏體轉變為馬氏體,因此能夠確?;瑒訕嫾谋砻鎮鹊挠捕?。
另外,在加熱工序中,進行含氨的氣氛中的加熱處理。即,在加熱工序中對原材料進行氮化。該加熱工序中的溫度為570~660℃。通過在570℃以上進行加熱,能夠可靠地將氮化合物層130及氮擴散層120的厚度分別確保為5~50μm。另外,通過設加熱工序中的溫度為660℃以下,能夠抑制氮化化合物的擴散、消失。由此,能夠確保滑動構件的表面側的硬度。而且,在設加熱工序的氣氛溫度為作為Fe-N的A1變態點的590℃以上的情況下,能夠更可靠地將氮化合物層130及氮擴散層120的厚度分別確保為5~50μm。
另外,由于氮化合物層130及氮擴散層120的厚度分別確保為5~50μm,因此能夠使滑動構件的表面側的硬度為高的硬度。由于氧化層140的厚度被確保為0.3~3μm,因此能夠可靠地確保耐磨損性。此外,在冷卻工序中,在冷卻液中使用油,不使用水。由此,能夠抑制在滑動構件的表面產生銹的情況。
另外,根據本實施方式,回火工序在200~470℃的溫度下進行回火處理。由此,回火處理在200~470℃下進行,因此能夠通過殘留奧氏體轉變為馬氏體來使氮化層(氮化合物層130及氮擴散層120)穩定。由此,能夠可靠地確?;瑒訕嫾谋砻鎮鹊挠捕?。
另外,根據本實施方式,水蒸氣處理工序在350~500℃下進行水蒸氣處理。由此,水蒸氣處理在350~500℃下進行,因此能夠可靠地形成由四氧化三鐵構成的致密的氧化層140。另外,能夠將氧化層140的厚度可靠地確保為0.3~3μm。
另外,根據本實施方式,對未進行退火處理的原材料進行各工序的處理?;瑒訕嫾闹圃旆椒ɑ蚧瑒訕嫾缟纤觯凑绽鋮s工序的冷卻處理、回火工序的回火處理及水蒸氣處理工序的水蒸氣處理的順序進行,因此在各工序之前不進行退火的情況下也能夠確保高的平面度。由此,通過不進行退火處理,能夠以低成本制造滑動構件。
另外,根據本實施方式,在緊挨著加熱工序之前還具備進行在300~450℃的氧化氣氛中進行加熱的前氧化處理的加熱工序。由此,在加熱工序的加熱處理中使原材料氮化之前進行前氧化工序的前氧化處理,因此能夠在加熱工序中促進氮化反應。由此,能夠可靠地將氮化合物層130及氮擴散層120的厚度分別確保為5~50μm。
另外,根據本實施方式,離合器板的制造方法為構成電磁離合器的離合器板的制造方法,且使用上述的滑動構件的制造方法。
而且,根據本實施方式,離合器板為構成電磁離合器的離合器板,使用上述的滑動構件。
根據本實施方式的電磁離合器裝置的離合器板的制造方法或離合器板,能取得基于上述的滑動構件的制造方法或滑動構件的效果。在此處,將氮化合物層130及氮擴散層120的厚度分別設為50μm以下。假設設為比50μm厚,則磁導率較低,因此離合器板的磁通量密度較低,離合器板間的摩擦卡合力較低。因此,設為50μm以下。
而且,根據本離合器板,由于具有高的耐磨損性,因此,即使長時間使用,也能夠抑制離合器板的磨損量。由此,由離合器板的磨損引起的離合器板彼此的接觸面積不會大幅變化。因此,能夠減小使用前與長時間使用后的傳遞轉矩的變化率。
另外,在進行回火工序的情況下,能夠使氮化合物層130及氮擴散層120中所包含的非磁性的殘留奧氏體轉變為磁性的馬氏體。由此,能夠提高離合器板的磁導率及硬度。
接著,關于應用上述的電磁離合器裝置的離合器板的驅動力傳遞裝置1,參照圖9進行說明。驅動力傳遞裝置1應用于例如在4輪驅動車中對應于車輛的行駛狀態傳遞驅動力的向輔助驅動輪側的驅動力傳遞系。更詳細而言,在4輪驅動車中,驅動力傳遞裝置1例如連結于被傳遞發動機的驅動力的傳動軸與后差速器之間。驅動力傳遞裝置1將從傳動軸傳遞的驅動力向后差速器傳遞并同時使傳遞比例可變。該驅動力傳遞裝置1例如在產生前輪與后輪的轉速差的情況下以減少轉速差的方式起作用。
驅動力傳遞裝置1由所謂的電子控制耦合器構成。該驅動力傳遞裝置1如圖9所示,具備作為外側旋轉構件的外殼體10、作為內側旋轉構件的內軸20、主離合器30、構成引導離合器機構的電磁離合器裝置40、凸輪機構50。
外殼體10以相對于圓筒形狀的孔蓋(未圖示)能夠旋轉的方式被支承于該孔蓋的內周側。該外殼體10作為整體形成為圓筒形狀,由在車輛前側配置的前殼體11和在車輛后側配置的后殼體12形成。
前殼體11由例如以鋁為主成分的非磁性材料的鋁合金形成,形成為有底筒狀。前殼體11的圓筒部的外周面經由軸承能夠旋轉地被支承于孔蓋的內周面。而且,前殼體11的底部與傳動軸(未圖示)的車輛后端側連結。即,前殼體11的有底筒狀的開口側以朝向車輛后側的方式配置。并且,在前殼體11的內周面中的軸向中央部形成有內花鍵11a,在該內周面的開口附近形成有內螺紋。
后殼體12形成為圓環狀,與前殼體11一體地配置在前殼體11的開口側的徑向內側。在后殼體12的車輛后方側,在整周上形成有環狀槽。在該后殼體12的環狀槽底的一部分上,具備由作為非磁性材料的例如不銹鋼形成的環狀構件12a。后殼體12中的環狀構件12a以外的部位為了形成磁回路而由以作為磁性材料的鐵為主成分的材料(以下稱為鐵系材料)形成。在后殼體12的外周面,形成有外螺紋,該外螺紋與前殼體11的內螺紋螺合。此外,使前殼體11的內螺紋與后殼體的外螺紋螺合,使前殼體11的開口側端面與后殼體的段部的端面抵接,由此將前殼體11和后殼體12固定。
內軸20形成為在外周面的軸向中央部具備外花鍵20a的軸狀。該內軸20以液密的方式貫通后殼體12的中央的貫通孔,以能夠相對旋轉的方式在同軸上配置于外殼體10內。并且,內軸20以相對于前殼體11及后殼體12被限制了軸向位置的狀態,經由軸承能夠旋轉地支承于前殼體11及后殼體12。而且,內軸20的車輛后端側(圖9的右側)與差速器齒輪(未圖示)連結。此外,在由外殼體10和內軸20以液密的方式劃分的空間內,以規定的填充率填充有潤滑油。
主離合器30在外殼體10與內軸20之間傳遞轉矩。該主離合器30是由鐵系材料形成的濕式多板式的摩擦離合器。主離合器30配置于前殼體11的圓筒部內周面與內軸20的外周面之間。主離合器30配置于前殼體11的底部與后殼體12的車輛前方端面之間。該主離合器30由內主離合器板32和外主離合器板31構成,在軸向上交替地配置。內主離合器板32在內周側形成有內花鍵32a,與內軸20的外花鍵20a嵌合。外主離合器板31在外周側形成有外花鍵31a,與前殼體11的內花鍵11a嵌合。
電磁離合器裝置40通過磁力將銜鐵43向磁軛41側吸引,由此使引導離合器44彼此卡合。即,電磁離合器裝置40將外殼體10的轉矩向構成凸輪機構50的支承凸輪構件51傳遞。該電磁離合器裝置40由磁軛41、電磁線圈42、銜鐵43、引導離合器44構成。
磁軛41形成為環狀,以能夠相對于后殼體12相對旋轉的方式經由間隙收容于后殼體12的環狀槽。磁軛41由孔蓋固定。另外,磁軛41的內周側經由軸承能夠旋轉地支承于后殼體12。電磁線圈42通過卷繞卷線而形成為圓環狀,固定于磁軛41。
銜鐵43由鐵系材料形成。形成為在外周側具備外花鍵的圓環狀。銜鐵43配置于主離合器30與后殼體12的軸向之間。并且,銜鐵43的外周側與前殼體11的內花鍵11a嵌合。若向電磁線圈42供給電流,則銜鐵43以被向磁軛41側吸引的方式起作用。
引導離合器44在外殼體10與支承凸輪構件51之間傳遞轉矩。該引導離合器44由鐵系材料形成。引導離合器44配置于前殼體11的圓筒部內周面與支承凸輪構件51的外周面之間。而且,引導離合器44配置于銜鐵43與后殼體12的車輛前方端面之間。該引導離合器44由內引導離合器板44a(圖9、圖11所示)和外引導離合器板44b(圖9、圖10所示)構成,在軸向上交替地配置。內引導離合器板44a中,在內周側形成有內花鍵,與支承凸輪構件51的外花鍵嵌合。外引導離合器板44b中,在外周側形成有外花鍵,與前殼體11的內花鍵11a嵌合。
并且,若向電磁線圈42供給電流,則如圖9的箭頭所示,形成通過磁軛41、后殼體12的外周側、引導離合器44、銜鐵43、引導離合器44、后殼體12的內周側、磁軛41的磁回路。由此,銜鐵43被向磁軛41側吸引,內引導離合器板44a與外引導離合器板44b摩擦卡合。并且,將外殼體10的轉矩向支承凸輪構件51傳遞。另一方面,若將向電磁線圈42的電流供給切斷,則對于銜鐵43的吸引力消失,內引導離合器板44a與外引導離合器板44b的摩擦卡合力被解除。
凸輪機構50設于主離合器30與引導離合器44之間,將經由引導離合器44傳遞的基于外殼體10與內軸20的轉速差的轉矩轉換為軸向的按壓力而按壓主離合器30。該凸輪機構50由支承凸輪構件51、移動凸輪構件52、凸輪從動件53構成。
支承凸輪構件51形成為在外周側具備外花鍵的圓環狀。在該支承凸輪構件51的車輛前方端面形成有凸輪槽。支承凸輪構件51相對于內軸20的外周面經由間隙設置,經由推力軸承60支承于后殼體12的車輛前方端面。因此,支承凸輪構件51的車輛后方端面經由填隙片61與推力軸承60的軌道板抵接。即,支承凸輪構件51能夠相對于內軸20及后殼體12相對旋轉,在軸向上被限制而設置。而且,支承凸輪構件51的外花鍵與內引導離合器板44a的內花鍵嵌合。
移動凸輪構件52中,大部分由鐵系材料形成,形成為在內周側具備內花鍵的圓環狀。移動凸輪構件52配置于支承凸輪構件51的車輛前方。在移動凸輪構件52的車輛后方端面上,以相對于支承凸輪構件51的凸輪槽在軸向上相對的方式形成有凸輪槽。移動凸輪構件52的內花鍵與內軸20的外花鍵20a嵌合。因此,移動凸輪構件52與內軸20一起旋轉。而且,移動凸輪構件52的車輛前方端面成為能與主離合器30中的配置在車輛最后方的內主離合器板32抵接的狀態。移動凸輪構件52若向車輛前方移動,則相對于該內主離合器板32向車輛前方按壓。
凸輪從動件53為球狀,介于支承凸輪構件51和移動凸輪構件52的彼此相對的凸輪槽。即,通過凸輪從動件53及各個的凸輪槽的作用,在支承凸輪構件51與移動凸輪構件52產生轉速差時,移動凸輪構件52向相對于支承凸輪構件51向軸向離開的方向(車輛前方)移動。支承凸輪構件51與移動凸輪構件52之間的扭轉角度越大,則移動凸輪構件52相對于支承凸輪構件51的軸向分離量越大。
接著,對由上述的結構構成的驅動力傳遞裝置1的基本動作進行說明。對外殼體10和內軸20產生轉速差的情況進行說明。若向電磁離合器裝置40的電磁線圈42供給電流,則形成以電磁線圈42為基點而在磁軛41、后殼體12、銜鐵43循環的環狀的磁回路。
這樣,通過形成磁回路,銜鐵43被朝向磁軛41側、即軸向后方吸引。其結果是,銜鐵43按壓引導離合器44,內引導離合器板44a和外引導離合器板44b進行摩擦卡合。由此,外殼體10的旋轉轉矩經由引導離合器44向支承凸輪構件51傳遞,支承凸輪構件51旋轉。
在此處,移動凸輪構件52與內軸20進行花鍵嵌合,因此與內軸20一起旋轉。因此,在支承凸輪構件51和移動凸輪構件52產生轉速差。由此,通過凸輪從動件53及各個的凸輪槽的作用,移動凸輪構件52相對于支承凸輪構件51向軸向(車輛前側)移動。移動凸輪構件52將主離合器30向車輛前側按壓。
其結果是,內主離合器板32和外主離合器板31相互抵接而成為摩擦卡合狀態。由此,與外殼體10的旋轉轉矩經由主離合器30向內軸20傳遞。由此,能夠減少外殼體10與內軸20的轉速差。此外,通過控制向電磁線圈42供給的電流量,能夠控制主離合器30的摩擦卡合力。即,通過控制向電磁線圈42供給的電流量,能夠控制在外殼體10與內軸20之間傳遞的轉矩。