JP2015129574A - 駆動力伝達装置及び電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数及び組み付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力（トルク）を増大させることが可能な駆動力伝達装置及び電磁クラッチを提供する。【解決手段】駆動力伝達装置２の電磁クラッチ機構５は、アーマチャ５０と、複数のパイロットアウタクラッチプレート５１と、複数のパイロットインナクラッチプレート５２と、電磁コイル５３と、フロントハウジング２１とパイロットインナクラッチプレート５２との間であってパイロットアウタクラッチプレート５１と軸方向に対向する位置に配置された磁性リング６とを有して構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動力伝達装置及び電磁クラッチに関する。

従来、例えば四輪駆動車に搭載され、一対の回転部材をクラッチによってトルク伝達可能に連結する駆動力伝達装置がある（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、同軸上で相対回転可能な内側回転部材及び外側回転部材と、内側回転部材と外側回転部材とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、メインクラッチを押圧する押圧力を発生する第１のカム機構と、電磁コイルの磁力によるアーマチャの軸方向移動によって発生する摩擦力により、外側回転部材の回転力を伝達して第１のカム機構を作動させる電磁クラッチ機構とを備えている。

また、特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、電磁コイルによる磁力以上の力でアーマチャを軸方向に押し付けることを目的として、第１のカム機構における第１のカム部材と第２のカム部材との相対回転に応じて、第２のカム部材とアーマチャとを軸方向に離間させる第２のカム機構をさらに備えている。第２のカム機構は、第１のカム機構における第１のカム部材と第２のカム部材との間に配置された遊星歯車の回転によって第２のカム部材に対して相対回転する第３のカム部材を有し、この第３のカム部材がアーマチャを押圧するように構成されている。

この特許文献１に記載の駆動力伝達装置では、第２のカム機構によってアーマチャが電磁コイル側に押し付けられると共に、第２のカム部材がメインクラッチ側に押し付けられるので、内側回転部材と外側回転部材との間で伝達可能な駆動力を増大させることが可能となる。

特開２０１２−１８９２０３号公報

特許文献１に記載の駆動力伝達装置によれば、第２のカム機構によって電磁コイルによる磁力以上の力でアーマチャが軸方向に押し付けられ、伝達可能な駆動力を増大させることが可能となるが、第２のカム機構の構成が複雑であるため、この第２のカム機構を追加するために部品点数及び組み付け工数が大幅に増大してしまう。また、第２のカム機構を収容するため、外側回転部材及び内側回転部材の軸方向の長さが増大してしまうおそれもある。特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、これらの点においてなお改善の余地があった。

そこで、本発明の目的は、部品点数及び組み付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力（トルク）を増大させることが可能な駆動力伝達装置及び電磁クラッチを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、同軸上で相対回転可能な内側回転部材及び外側回転部材と、軸方向の押圧力を受けて前記内側回転部材と前記外側回転部材とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、第１カム部材及び第２カム部材を有し、前記第１カム部材を前記第２カム部材に対して相対回転させることにより、前記第２カム部材に前記メインクラッチを押圧する押圧力を発生させるカム機構と、前記外側回転部材の回転力を受けて前記カム機構を作動させる電磁クラッチ機構とを備え、前記電磁クラッチ機構は、通電により磁束を発生させる電磁コイルと、前記電磁コイルへの通電によって発生する磁力により軸方向移動するアーマチャと、前記外側回転部材に形成された複数の内周スプライン突起に係合し、前記外側回転部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された外側クラッチプレートと、前記第１カム部材に形成された複数の外周スプライン突起に係合し、前記第１カム部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された内側クラッチプレートと、前記外側回転部材と前記内側クラッチプレートとの間であって前記外側クラッチプレートに軸方向に対向する位置に配置され、前記電磁コイルで発生する磁束を通過させる環状の磁性体とを有する駆動力伝達装置を提供する。

また、本発明は、上記目的を達成するために、同軸上で相対回転可能に配置された第１部材及び第２部材をトルク伝達可能に連結する電磁クラッチであって、前記第１部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記第１部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第１クラッチプレートと、前記第２部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記第２部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第２クラッチプレートと、通電により磁束を発生させる電磁コイルと、前記磁束によって発生する磁力により軸方向移動するアーマチャと、前記第１部材と前記第２クラッチプレートとの間であって前記第１クラッチプレートに軸方向に対向する位置に配置され、前記電磁コイルで発生する磁束を通過させる環状の磁性体とを有する電磁クラッチを提供する。

本発明によれば、部品点数及び組み付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力（トルク）を増大させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略構成図である。 駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。 フロントハウジングの内面を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 （ａ）はパイロットアウタクラッチプレートの平面図であり、（ｂ）はパイロットインナクラッチプレートの平面図である。 （ａ）はアーマチャの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 磁性リングの構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 電磁クラッチ機構及びその周辺の拡大図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電磁クラッチの構成例を示す断面図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略構成図である。

この四輪駆動車１は、駆動源であるエンジン１０２と、トランスミッション及びフロントデファレンシャルを有するトランスアクスル１０３と、一対の前輪１０４と、一対の後輪１０５と、リヤディファレンシャルキャリア１０６と、プロペラシャフト１０７と、制御装置１０と、駆動力伝達装置２とを備えている。

駆動力伝達装置２は、四輪駆動車１における前輪側から後輪側に至る駆動力伝達経路に配置され、かつ車体１０１にリヤディファレンシャルキャリア１０６を介して支持されている。そして、駆動力伝達装置２は、プロペラシャフト（入力軸）１０７とドライブピニオンシャフト（出力軸）１０８とをトルク伝達可能に連結し、この連結状態においてエンジン１０２の駆動力を一対の後輪１０５に伝達し得るように構成されている。

また、駆動力伝達装置２は、制御装置１０から電流の供給を受け、この電流に応じた駆動力をプロペラシャフト１０７からドライブピニオンシャフト１０８に伝達する。制御装置１０は、例えば一対の前輪１０４と一対の後輪１０５との回転速差や、運転者による加速操作量（アクセルペダルの踏込量）等に基づいて、駆動力伝達装置２に供給する電流を増減制御する。

上記構成により、エンジン１０２は、その駆動力をフロントアクスルシャフト１０９にトランスアクスル１０３を介して出力することにより、一対の前輪１０４を駆動する。また、エンジン１０２は、その駆動力をリヤアクスルシャフト１１１に、トランスアクスル１０３，プロペラシャフト１０７，駆動力伝達装置２，ドライブピニオンシャフト１０８，及びリヤディファレンシャル１１０を介して出力することにより、一対の後輪１０５を駆動する。

（駆動力伝達装置２の構成）
図２は、駆動力伝達装置２の構成例を示す断面図である。図２において、回転軸線Ｏよりも上側は駆動力伝達装置２の作動状態（トルク伝達状態）を、下側は駆動力伝達装置２の非作動状態（トルク非伝達状態）を、それぞれ示す。

駆動力伝達装置２は、フロントハウジング２１及びリヤハウジング２２からなる外側回転部材としてのハウジング２０と、ハウジング２０と同軸上で相対回転可能に支持された内側回転部材としての筒状のインナシャフト２３と、ハウジング２０とインナシャフト２３とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチ３と、メインクラッチ３を押圧する押圧力を発生させるカム機構４と、フロントハウジング２１の回転力を受けてカム機構４を作動させる電磁クラッチ機構５とを有して構成されている。

ハウジング２０は、有底円筒状のフロントハウジング２１と、フロントハウジング２１の開口側の一部を覆蓋する環状のリヤハウジング２２とを結合して構成されている。ハウジング２０の内部空間には、図略の潤滑油が封入されている。

（フロントハウジング２１の構成）
フロントハウジング２１の構成について図２及び図３を参照して説明する。図３は、フロントハウジング２１の内面を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。

フロントハウジング２１は、筒部２１ａと底部２１ｂとを一体に有し、筒部２１ａの開口端部における内面には、雌ねじ部２１ｃが形成されている。また、フロントハウジング２１は、アルミニウム等の非磁性材料からなり、底部２１ｂには、プロペラシャフト１０７（図１参照）が例えば十字継手を介して相対回転不能に連結される。

筒部２１ａの内周面には、回転軸方向に延びる複数の第１の内周スプライン突起２１１と、同じく回転軸方向に延びる複数の第２の内周スプライン突起２１２とからなる内周スプライン部２１０が形成されている。第１の内周スプライン突起２１１及び第２の内周スプライン突起２１２は、フロントハウジング２１の内周面２１ｄから回転軸線Ｏ（図１に示す）に向かって径方向に突出して形成されている。

内周スプライン部２１０は、図２に示すように、後述するメインアウタクラッチプレート３１が第１の内周スプライン突起２１１及び第２のスプライン突起２１２とスプライン係合する第１領域２１０ａと、後述するアーマチャ５０、磁性リング６、及びパイロットアウタクラッチプレート５１がスプライン係合する第２領域２１０ｂとを有している。第１の内周スプライン突起２１１は、第１領域２１０ａ及び第２領域２１０ｂに亘って形成され、第２のスプライン突起２１２は、第１領域２１０ａのみに形成されている。

第１の内周スプライン突起２１１の数は、第２のスプライン突起２１２の数よりも少ない。本実施の形態では、内周スプライン部２１０が、４本の第１の内周スプライン突起２１１及び２８本の第２の内周スプライン突起２１２によって構成されている。４本の第２の内周スプライン突起２１１は、回転軸線Ｏに対する周方向に等間隔をもって４か所に形成されている。

第１の内周スプライン突起２１１のフロントハウジング２１の開口側（第２領域２１０ｂ側）の端面２１１ａ（図３（ｂ）参照）は、リヤハウジング２２の軸方向端面と対向する。第２の内周スプライン突起２１２のフロントハウジング２１の開口側の端面２１２ａは、後述するアーマチャ５０のメインクラッチ３側の軸方向端面５００ａと対向する。

（リヤハウジング２２の構成）
リヤハウジング２２は、図２に示すように、鉄等の磁性材料からなる第１環状部材２２１、第１環状部材２２１の内周側に溶接等により一体に結合されたオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる第２環状部材２２２、及び第２環状部材２２２の内周側に溶接等により一体に結合された鉄等の磁性材料からなる第３環状部材２２３からなる。第１環状部材２２１と第３環状部材２２３との間には、後述する電磁コイル５３を収容する環状の収容空間２２ａが形成されている。また、第１環状部材２２１の外周面には、フロントハウジング２１の雌ねじ部２１ｃに螺合する雄ねじ部２２１ａが形成されている。

（インナシャフト２３の構成）
インナシャフト２３は、玉軸受８１及び針状ころ軸受８２によってハウジング２０の内周側に支持されている。インナシャフト２３の外周面には、回転軸方向に延びる複数の外周スプライン突起２３１からなる外周スプライン部２３０が形成されている。また、インナシャフト２３の一端部における内面には、ドライブピニオンシャフト１０８（図１参照）の一端部が相対回転不能に嵌合されるスプライン嵌合部２３２が形成されている。

（メインクラッチ３の構成）
メインクラッチ３は、ハウジング２０の回転軸線Ｏに沿って交互に配置された外側メインクラッチプレートとしての複数のメインアウタクラッチプレート３１、及び内側メインクラッチプレートとしての複数のメインインナクラッチプレート３２を有する湿式の多板クラッチからなる。メインアウタクラッチプレート３１の外周部には、フロントハウジングの内周スプライン部２１０にスプライン係合する複数の突起３１１が設けられている。また、メインインナクラッチプレート３２の内周部には、インナシャフト２３の外周スプライン部２３０にスプライン係合する複数の突起３２１が設けられている。

メインアウタクラッチプレート３１は、フロントハウジング２１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。メインインナクラッチプレート３２は、インナシャフト２３に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。また、メインインナクラッチプレート３２には、潤滑油を流通させるための複数の油孔３２２が形成されている。

（カム機構４の構成）
カム機構４は、第１カム部材としてのパイロットカム４１と、メインクラッチ３を軸方向に押圧する第２カム部材としてのメインカム４２と、パイロットカム４１とメインカム４２との間に配置された複数の球状のカムボール４３とを有して構成されている。

メインカム４２は、例えば磁性体である鉄等からなる部材であり、メインクラッチ３の一端におけるメインインナクラッチプレート３２に接触し、メインクラッチ３を押圧する環板状の押圧部４２１と、押圧部４２１よりもメインカム４２の内周側に設けられたカム部４２２とを一体に有している。押圧部４２１の外周面４２１ａは、内周スプライン部２１０（第１の内周スプライン突起２１１及び第２の内周スプライン突起２１２）に対向している。また、押圧部４２１の軸方向の電磁コイル５３側における軸方向端面４２１ｂは、後述するアーマチャ５０と対向している。

また、メインカム４２には、押圧部４２１の内側に、インナシャフト２３の外周スプライン部２３０とスプライン係合するスプライン歯４２１ｃが形成されている。これにより、メインカム４２は、インナシャフト２３に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。インナシャフト２３に形成された段差面２３ａとメインカム４２との間には、メインカム４２をパイロットカム４１側に付勢する皿バネ４４が配置されている。

パイロットカム４１の外周部には、スプライン係合部４１１が形成されている。また、パイロットカム４１とリヤハウジング２２の第３環状部材２２３との間には、スラスト針状ころ軸受４５が配置され、パイロットカム４１のリヤハウジング２２側への移動が規制されている。

パイロットカム４１とメインカム４２のカム部４２２との対向面には、周方向に沿って軸方向の深さが変化する複数のカム溝４１ａ，４２２ａが形成されている。パイロットカム４１のカム溝４１ａとメインカム４２のカム溝４２２ａとの間には、球状のカムボール４３が配置されている。そして、カム機構４は、パイロットカム４１をメインカム４２に対して相対回転させることにより、メインカム４２にメインクラッチ３を押し付ける軸方向の押圧力を発生させる。

（電磁クラッチ機構５の構成）
電磁クラッチ機構５は、アーマチャ５０と、複数のパイロットアウタクラッチプレート５１と、複数のパイロットインナクラッチプレート５２と、電磁コイル５３と、磁性リング６とを有して構成されている。

電磁コイル５３は、磁性材料からなる環状のヨーク５３０に保持され、リヤハウジング２２の収容空間２２ａに収容されている。ヨーク５３０は、玉軸受８３によってリヤハウジング２２の第３環状部材２２３に支持され、その外周面が第１環状部材２２１の内周面に対向している。また、ヨーク５３０の内周面は、第３環状部材２２３の外周面に対向している。電磁コイル５３には、電線５３１を介して制御装置１０（図１参照）から励磁電流が供給される。電磁コイル５３は、この制御装置１０からの通電により磁束を発生させる。

図４（ａ）は、パイロットアウタクラッチプレート５１の平面図であり、図４（ｂ）は、パイロットインナクラッチプレート５２の平面図である。

複数のパイロットアウタクラッチプレート５１及び複数のパイロットインナクラッチプレート５２は、アーマチャ５０とリヤハウジング２２との間に、回転軸線Ｏ（図２参照）に沿って交互に配置されている。

パイロットアウタクラッチプレート５１の外周部には、フロントハウジング２１の第１の内周スプライン突起２１１と係合する凹部５１１が周方向に複数形成されている。これにより、パイロットアウタクラッチプレート５１は、フロントハウジング２１と相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。本実施の形態では、凹部５１１は周方向に沿って等間隔に４箇所形成されている。

パイロットアウタクラッチプレート５１の径方向において、内周縁と外周縁との間には、周方向に延びる複数の円弧状のスリット５１０が周方向に並ぶように形成されている。また、パイロットアウタクラッチプレート５１は、軸方向における摩擦面として、スリット５１０の径方向外側に位置する外側摩擦面５１ａと、スリット５１０の径方向内側に位置する内側摩擦面５１ｂとを有している。また、リヤハウジング２２の第１環状部材２２１におけるメインカム５２側の軸方向端面２２１ｂは、パイロットアウタクラッチプレート５１における外周端部（２つの凹部５１１に周方向に挟まれる部分）に接触している。これにより、この接触部分を介して後述する磁性リング６を磁束が通過する磁路が形成される。

パイロットインナクラッチプレート５２の内周部には、パイロットカム４１のスプライン係合部４１１に設けられた複数のスプライン突起４１１ａに周方向に当接する複数の突起５２１が設けられている。これにより、パイロットインナクラッチプレート５２は、パイロットカム４１と相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。また、パイロットインナクラッチプレート５２の径方向において、内周縁と外周縁との間には、周方向に延びる複数の円弧状のスリット５２０が周方向に並ぶように形成されている。

パイロットインナクラッチプレート５２の複数のスリット５２０は、それぞれパイロットアウタクラッチプレート５１の複数のスリット５１０と軸方向に対向する位置に形成されている。また、パイロットインナクラッチプレート５２は、軸方向における摩擦面として、スリット５２０の径方向外側に位置する外側摩擦面５２ａと、スリット５２０の径方向内側に位置する内側摩擦面５２ｂとを有している。また、リヤハウジング２２の第２環状部材２２２は、パイロットアウタクラッチプレート５１の複数のスリット５１０及びパイロットインナクラッチプレート５２の複数のスリット５２０に対向する位置に配置されている。

（アーマチャ５０の構成）
図５（ａ）は、アーマチャ５０の平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

アーマチャ５０は、鉄等の磁性材料からなる環状の部材であり、外周部にはフロントハウジング２１の内周スプライン部２１０（第１の内周スプライン２１１）にスプライン係合する複数（本実施の形態では４つ）の凹部５０１が形成されている。これにより、アーマチャ５０は、フロントハウジング２１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。また、アーマチャ５０のメインクラッチ３側の軸方向端面５００ａは、メインカム４２の押圧部４２１における軸方向端面４２１ｂと隙間を介して対向している。

アーマチャ５０は、電磁コイル５３が通電されると、電磁コイル５３が発生させた磁束によって発生する磁力により軸方向の電磁コイル５３側へ移動する。また、アーマチャ５０は、図５（ｂ）に示すように、軸方向におけるメインクラッチ３側の軸方向端面５００ａが径方向に対して傾斜して形成されており、軸方向の厚みが径方向内側から径方向外側に向かって徐々に小さくなるように構成されている。つまり、電磁コイル５３への通電により発生する磁束は、周方向の断面積が小さくなる径方向内側に集中するので、この径方向内側の厚みを径方向外側の厚みよりも厚くすることで、アーマチャ５０における磁気飽和を抑制しながら、アーマチャ５０を軽量化している。ここで、軸方向端面５００ａがアーマチャ５０の径方向となす傾斜角度αは、例えば、４°〜５°である。

（磁性リング６の構成）
図６（ａ）は、磁性リング６の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図７は、電磁クラッチ機構５とその周辺部の拡大図である。

磁性リング６は、軸方向に所定の厚みを有する環板状であり、例えば、鉄等の磁性材料からなる。ここで、所定の厚みとは、パイロットアウタクラッチプレート５１及びパイロットインナクラッチプレート５２がアーマチャ５０の軸方向移動によって押圧された際に、磁性リング６がパイロットアウタクラッチプレート５１及びパイロットインナクラッチプレート５２との摩擦係合を妨げない程度の厚みであり、例えばパイロットインナクラッチプレート５２の軸方向の厚みより小さいか、あるいは同等である。

磁性リング６は、フロントハウジング２１とパイロットインナクラッチプレート５２との間であってパイロットアウタクラッチプレート５１と軸方向に対向する位置に配置されている。

本実施の形態では、電磁クラッチ機構５が、３つのパイロットアウタクラッチプレート５１と２つのパイロットインナクラッチプレート５２とを有し、それぞれのパイロットインナクラッチプレート５２の外側に磁性リング６が配置されている。また、磁性リング６は、隣り合う２つのパイロットアウタクラッチプレート５１の間に配置されている。またさらに、磁性リング６の軸方向端面６ａは、パイロットアウタクラッチプレート５１と軸方向に対向している。

磁性リング６の外周部には、第１の内周スプライン突起２１１が係合可能な凹部６０が形成されている。本実施の形態では、凹部６０は周方向に沿って等間隔に４箇所形成されている。また、磁性リング６は、周方向に隣り合う一対の凹部６０の間に挟まれて円弧状に形成された円弧部６１と、隣り合う一対の円弧部６１を周方向に連結する連結部６２とを有する。連結部６２は、凹部６０の内側（底面６０ａ側）で一対の円弧部６１を連結している。

磁性リング６の内周面６ｂは、第２インナクラッチプレート５１の外周面５２ｃと隙間を介して対向している。これにより、磁性リング６の内周面６ｂとパイロットインナクラッチプレート５２の外周面５２ｃとの接触を防止し、磁性リング６がパイロットインナクラッチプレート５２の回転動作を妨げないように構成されている。

第１環状部材２２１の外周面には、フロントハウジング２１の内部に封入された潤滑油を封止するＯリング１１を収容する収容溝１１ａが形成されている。収容溝１１ａは、リヤハウジング２２の第１環状部材２２１の外周面における収容空間２２ａよりも軸方向端面２２１ｂ側に配置されている。これにより、第１環状部材２２１の磁路面積は電磁コイル５３側よりもアーマチャ５０側で大きくなるように構成されているので、例えばＯリング１１が収容空間２２ａの外方側に配置された場合に比較して、第１環状部２２１における磁気飽和が抑制されている。

（駆動力伝達装置２の動作）
このように構成された駆動力伝達装置２は、制御装置１０から電磁コイル５３に励磁電流が供給されると、図７に示すように、ヨーク５３０、リヤハウジング２２の第１環状部材２２１及び第３環状部材２２３、複数のパイロットアウタクラッチプレート５１、複数のパイロットインナクラッチプレート５２、磁性リング６、及びアーマチャ５０を磁束が通過する磁路Ｇが形成される。ここで、パイロットアウタクラッチプレート５１、パイロットインナクラッチプレート５２、及び磁性リング６を総称して、以降パイロットクラッチ部７と称する。

この磁路Ｇにおける磁束の経路は、ヨーク５３０→リヤハウジング２２の第１環状部材２２１→パイロットクラッチ部７の外周部（スリット５１０,５２０よりも外側）→アーマチャ５０→パイロットクラッチ部７の内周部（スリット５１０,５２０よりも内側）→リヤハウジング２２の第３環状部材２２３→ヨーク５３０となる。

スリット５１０及びスリット５２０の外周側において、磁束の一部はパイロットアウタクラッチプレート５１及びパイロットインナクラッチプレート５２を通過し、他の一部はパイロットアウタクラッチプレート５１及び磁性リング６を通過する。

このように、電磁コイル５３の電磁力によってアーマチャ５０がリヤハウジング２２側に吸引されて軸方向移動し、パイロットアウタクラッチプレート５１とパイロットインナクラッチプレート５２とを押圧する。

これによりパイロットアウタクラッチプレート５１とパイロットインナクラッチプレート５２とが摩擦摺動し、ハウジング２０の回転力がカム機構４のパイロットカム４１に伝達され、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転する。つまり、電磁クラッチ機構５は、電磁コイル５３の通電時に、カム機構４にパイロットカム４１とメインカム４２とを相対回転させる回転力を付与する。

パイロットカム４１とメインカム４２との相対回転によって、カムボール４３がカム溝４１ａ，４２２ａを転動し、パイロットカム４１とメインカム４２とが離間する方向の軸方向の推力が発生する。そして、この推力によってメインカム４２がメインクラッチ３を押圧し、ハウジング２０とインナシャフト２３とがトルク伝達可能に連結される。

一方、電磁コイル５３への励磁電流が遮断されると、皿バネ４４の付勢力によりメインカム４２がパイロットカム４１側に押し戻され、カムボール４３がカム溝４１ａ，４２２ａの最も深い位置に移動する。これによりメインクラッチ３のメインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２の間に隙間が形成され、この隙間に潤滑油が流れ込み、ハウジング２０とインナシャフト２３との連結状態が解除される。すなわち、駆動力伝達装置２が非作動状態となる。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した本実施の形態によれば、以下の作用及び効果を得ることができる。

（１）駆動力伝達装置２では、フロントハウジング２１とパイロットインナクラッチプレート５２との間であって、パイロットアウタクラッチプレート５１に軸方向に対向する位置に磁性リング６が配置され、この磁性リング６に磁束が通過するように構成されているので、磁性リング６が無い場合に比較して磁路Ｇにおける磁路面積が拡大し、磁気抵抗が小さくなる。また、磁路面積の拡大によって、電磁コイル５３に大きな電流を流しても磁気飽和が抑制される。これにより、駆動力伝達装置２の部品点数及び組付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力を増大させることができる。

（２）磁性リング６の外周部には、フロントハウジング２１の第１の内周スプライン突起２１１と係合する凹部６０が周方向に複数形成されているので、凹部６０の間に形成された円弧部６１が周方向に隣り合う２つの第１の内周スプライン突起２１１の間に張り出し、第２インナクラッチプレート５１の外周面５２ｃとフロントハウジング２１の内周面２１ｄとの間の隙間を適切に埋めることができる。これにより、磁路Ｇにおける磁路面積を可及的に大きくすることが可能となる。

（３）パイロットアウタクラッチプレート５１及び磁性リング６と係合するフロントハウジング２１のスプライン突起（第１の内周スプライン突起２１１）の数が、メインクラッチ３のメインアウタクラッチプレート３１と係合するフロントハウジング２１のスプライン突起（第１の内周スプライン突起２１１及び第２の内周スプライン突起２１２）の数よりも少なくなるように構成されている。すなわち、内周スプライン部２１０の第１領域２１０ａにおけるスプライン突起の数が第２領域２１０ｂにおけるスプライン突起の数よりも少ないので、パイロットアウタクラッチプレート５１における凹部５１１の数、及び磁性リング６における凹部６０の数を減らすことができ、磁路面積を増大させることができる。これにより、パイロットクラッチ部７における磁気抵抗をさらに低減すると共に、磁気飽和を抑制することができる。なお、電磁クラッチ機構５における伝達トルクは、メインクラッチ３の伝達トルクよりも小さいので、第２領域２１０ｂにおけるスプライン突起の数を減らしても支障はない。

（４）アーマチャ５０は、軸方向における厚みが径方向内側から径方向外側に向かって徐々に小さくなるように構成されているので、アーマチャ５０を軽量化することができ、製造コストの低減を図ることができる。また、アーマチャ５０の軸方向端面５００ａとメインカム４２の軸方向端面４２１ｂとの距離が、径方向内側よりも径方向外側に向かって徐々に大きくなるように構成されているので、電磁コイル５３の非通電時においてアーマチャ５０がメインカム４２側に移動しても、アーマチャ５０の軸方向端面５００ａとメインカム４２の軸方向端面４２１ｂとの間に空隙を形成することができる。これにより、電磁コイル５３が通電された際に、漏れ磁束によってアーマチャ５０がメインカム４２側に引き寄せられることを抑制することができる。よって電磁コイル５３への通電時に確実にアーマチャ５０を電磁コイル５３側に引き寄せることが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図８を参照して説明する。

図８は、第２の実施の形態に係る電磁クラッチ５Ａの構成例を示す断面図である。本実施の形態に係る電磁クラッチ５Ａは、アウタハウジング２０Ａ及びインナハウジング２３Ａをその構成として含む他は、第１の実施の形態の電磁クラッチ機構５の構成と実質的に同様である。以下、第１の実施の形態について説明したものと実質的に共通する機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

（電磁クラッチ５Ａの構成）
この電磁クラッチ５Ａは、電磁コイル５３に発生する電磁力を用いて、同軸上で相対回転可能な第１部材としての筒状回転部材１００及び第２部材としての軸状回転部材１２をトルク伝達可能に連結するために用いられる。なお、図８では、筒状回転部材１００を二点鎖線で示している。

電磁クラッチ５Ａは、電磁コイル５３と、アーマチャ５０と、アウタハウジング２０Ａと、インナハウジング２３Ａと、第１クラッチプレートとしてのアウタクラッチプレート５１Ａ及び第２クラッチプレートとしてのインナクラッチプレート５２Ａを有するクラッチ部７Ａと、磁性リング６とを有して構成される。

アウタハウジング２０Ａは、インナハウジング２３Ａとの間でクラッチ部７Ａを収容するクラッチケース２１Ａと、電磁コイル５３とクラッチ部７Ａとの間に配置されたコイルハウジング２２Ａとを有する。

クラッチケース２１Ａは、有底円筒状からなる部材であり、筒状回転部材１００と相対回転不能に連結されている。具体的には、クラッチケース２１Ａは、筒状回転部材１００にスプライン嵌合された連結部材２４に、ボルト９００によって連結されている。ここで、クラッチケース２１Ａは、本発明の「第１部材」の一態様である。また、クラッチケース２１Ａは、玉軸受９０２を介してインナハウジング２３Ａに対して回転可能に支持されている。

コイルハウジング２２Ａは、アウタハウジング２０Ａの開口側の内面に嵌合し、コイルハウジング２２Ａとクラッチケース２１Ａとは、溶接や螺合等の固定手段によって相対回転不能に固定されている。

コイルハウジング２２Ａは、環状の非磁性体２２３Ａと、非磁性体２２３Ａを径方向に挟んで配置された外側磁性体としての第１の磁性体２２１Ａ及び内側磁性体としての第２の磁性体２２２Ａとを有している。コイルハウジング２２Ａの第２の磁性体２２２Ａの内周とインナハウジング２３Ａの外周との間には、コイルハウジング２２Ａとインナハウジング２３Ａとの相対回転を円滑にするためのブッシュ９０１が介在している。

電磁コイル５３は、コイルハウジング２２Ａに収容され、樹脂からなるコイル保持部５４に保持されると共に、コイルハウジング２２Ａの第２の磁性体２２２Ａに対して回転可能に支持されている。

インナハウジング２３Ａは、軸状回転部材１２と相対回転不能に連結されている。また、インナハウジング２３Ａは、円筒状に形成され、軸状回転部材１２の外周に配置されている。ここで、インナハウジング２３Ａは、本発明の「第２部材」の一態様である。

クラッチ部７Ａは、クラッチケース２１Ａとスプライン係合するアウタクラッチプレート５１Ａと、インナハウジング２３Ａとスプライン係合するインナクラッチプレート５２Ａとを有する。

アウタクラッチプレート５１Ａの外周部には、クラッチケース２１Ａの内周スプライン突起２１１Ａと係合する凹部５１１Ａが周方向に複数形成されている。これにより、アウタクラッチプレート５１Ａは、クラッチケース２１Ａに対して相対回転可能かつ軸方向移動可能に連結されている。

インナクラッチプレート５２Ａの内周部には、インナハウジング２３Ａの外周に形成された複数のスプライン突起２３１Ａに周方向に当接する複数の突起５２１Ａが設けられている。これにより、インナクラッチプレート５２Ａは、インナハウジング２３Ａに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結されている。

磁性リング６は、軸方向に所定の厚みを有する環板状であり、例えば、鉄等の磁性材料からなる。また、磁性リング６は、クラッチケース２１Ａとインナクラッチプレート５２Ａとの間であって、アウタクラッチプレート５１Ａと軸方向に対向する位置に配置されている。

磁性リング６の外周部には、クラッチケース２１Ａの複数のスプライン突起２１１Ａと係合する凹部６０が形成されている。磁性リング６の内周面６ｂは、インナクラッチプレート５２Ａの外周面５２ｃと隙間を介して対向している。これにより、磁性リング６の内周面６ｂとインナクラッチプレート５２Ａの外周面５２ｃとの接触を防止し、磁性リング６がインナクラッチプレート５２Ａの回転動作を妨げないように構成されている。

電磁コイル５３に通電されると、図８（ｂ）に示すように、電磁コイル５３の周辺には磁束が発生し磁路Ｇが形成される。磁路における磁束の経路は、ヨーク５３０→コイルハウジング２２Ａの第１の磁性体２２１Ａ→クラッチ部７Ａ→アーマチャ５０→クラッチ部７Ａ→コイルハウジング２２Ａの第２の磁性体２２２Ａ→ヨーク５３０となる。

電磁クラッチ５Ａ内に磁路Ｇが形成されることにより、アーマチャ５０が軸方向に電磁コイル５３側に引き寄せられ、クラッチ部７が軸方向に電磁コイル５３側に押圧される。これにより、複数のアウタクラッチプレート５１Ａと複数のインナクラッチプレート５２Ａとが摩擦係合し、クラッチケース２１Ａとインナハウジング２３Ａとの間における相対回転が規制される。以上により、筒状回転部材１００から軸状回転部材１２へトルクが伝達される。

（第２の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。つまり、クラッチケース２１Ａとインナクラッチプレート５２Ａとの間であって、アウタクラッチプレート５１Ａに軸方向に対向する位置に磁性リング６が配置され、この磁性リング６に磁束が通過するように構成されているので、磁性リング６が無い場合に比較して磁路Ｇにおける磁路面積が拡大し、磁気抵抗が小さくなる。また、磁路面積の拡大によって、電磁コイル５３に大きな電流を流しても磁気飽和が抑制される。これにより、電磁クラッチ５Ａの部品点数及び組付け工数の増大を抑制しながら、伝達可能な駆動力を増大させることができる。

以上、本発明の第１の実施の形態及び第２実施の形態について説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。例えば、第２の実施の形態においては、磁性リング６がインナクラッチプレート５２Ａの外側に配置されていたが、アウタクラッチプレート５１Ａの内側に配置されてもよい。

１…四輪駆動車、２…駆動力伝達装置、３…メインクラッチ、４…カム機構、５…電磁クラッチ機構、５Ａ…電磁クラッチ、６…磁性リング、６ａ…軸方向端面、６ｂ…内周面、７…パイロットクラッチ部、７Ａ…クラッチ部、１０…制御装置、１１…Ｏリング、１１ａ…収容溝、１２…軸状回転部材、２０…ハウジング、２０Ａ…アウタハウジング、２１…フロントハウジング、２１Ａ…クラッチケース、２１ａ…筒部、２１ｂ…底部、２１ｃ…雌ねじ部、２１ｄ…内周面、２２…リヤハウジング、２２Ａ…コイルハウジング、２２ａ…収容空間、２３…インナシャフト、２３Ａ…インナハウジング、２３ａ…段差面、２４…連結部材、３１…メインアウタクラッチプレート、３２…メインインナクラッチプレート、４１…パイロットカム、４１ａ…カム溝、４２…メインカム、４３…カムボール、４４…皿バネ、４５…針状ころ軸受、５０…アーマチャ、５１…パイロットアウタクラッチプレート、５１Ａ…アウタクラッチプレート、５１ａ，５２ａ…外側摩擦面、５１ｂ，５２ｂ…内側摩擦面、５２…パイロットインナクラッチプレート、５２ｃ…外周面、５２Ａ…インナクラッチプレート、５３…電磁コイル、５４…コイル保持部、６０…凹部、６１…円弧部、６２…連結部、８１，８３…玉軸受、８２…針状ころ軸受、１００…筒状回転部材、１０１…車体、１０２…エンジン、１０３…トランスアクスル、１０４…前輪、１０５…後輪、１０６…リヤディファレンシャルキャリア、１０７…プロペラシャフト、１０８…ドライブピニオンシャフト、１０９…フロントアクスルシャフト、１１０…リヤディファレンシャル、１１１…リヤアクスルシャフト、２１０…内周スプライン部、２１０ａ…第１領域、２１０ｂ…第２領域、２１１…第１の内周スプライン突起、２１１ａ…端面、２１２…第２の内周スプライン突起、２１２ａ…端面、２２１…第１環状部材、２２１ａ…雄ねじ部、２２１ｂ…軸方向端面、２２１Ａ…第１の磁性体、２２２…第２環状部材、２２２Ａ…第２の磁性体、２２３…第３環状部材、２２３Ａ…非磁性体、２３０…外周スプライン部、２３１…外周スプライン突起、２３１Ａ…スプライン突起、２３２…スプライン嵌合部、３１１，３２１…突起、３２２…油孔、４１１…スプライン係合部、４２１…押圧部、４２１ａ…外周面、４２１ｂ…軸方向端面、４２１ｃ…スプライン歯、４２２…カム部、４２２ａ…カム溝、５００ａ…軸方向端面、５０１，５１１，５１１Ａ…凹部、５１０，５２０…スリット、５２１，５２１Ａ…突起、５３０…ヨーク、５３１…電線、９００…ボルト、９０１…ブッシュ、９０２…玉軸受、Ｇ…磁路、Ｏ…回転軸線

Claims (5)

1. 同軸上で相対回転可能な内側回転部材及び外側回転部材と、
   軸方向の押圧力を受けて前記内側回転部材と前記外側回転部材とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、
   第１カム部材及び第２カム部材を有し、前記第１カム部材を前記第２カム部材に対して相対回転させることにより、前記第２カム部材に前記メインクラッチを押圧する押圧力を発生させるカム機構と、
   前記外側回転部材の回転力を受けて前記カム機構を作動させる電磁クラッチ機構とを備え、
   前記電磁クラッチ機構は、
   通電により磁束を発生させる電磁コイルと、
   前記電磁コイルへの通電によって発生する磁力により軸方向移動するアーマチャと、
   前記外側回転部材に形成された複数の内周スプライン突起に係合し、前記外側回転部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された外側クラッチプレートと、
   前記第１カム部材に形成された複数の外周スプライン突起に係合し、前記第１カム部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された内側クラッチプレートと、
   前記外側回転部材と前記内側クラッチプレートとの間であって前記外側クラッチプレートに軸方向に対向する位置に配置され、前記電磁コイルで発生する磁束を通過させる環状の磁性体とを有する、
   駆動力伝達装置。
2. 前記磁性体は、外周部に前記外側回転部材の前記内周スプライン突起と係合する凹部が形成された、
   請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記メインクラッチは、前記外側回転部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記外側回転部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された外側メインクラッチプレートと、前記内側回転部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記内側回転部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された内側メインクラッチプレートとを有し、
   前記電磁クラッチ機構の前記外側クラッチプレートと係合する前記外側回転部材のスプライン突起の数は、前記メインクラッチの前記外側メインクラッチプレートと係合する前記外側回転部材のスプライン突起の数よりも少ない、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記アーマチャは、軸方向における厚みが径方向内側から径方向外側に向かって徐々に小さくなる、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。
5. 同軸上で相対回転可能に配置された第１部材及び第２部材をトルク伝達可能に連結する電磁クラッチであって、
   前記第１部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記第１部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第１クラッチプレートと、
   前記第２部材に形成された複数のスプライン突起に係合し、前記第２部材に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に連結された第２クラッチプレートと、
   通電により磁束を発生させる電磁コイルと、
   前記磁束によって発生する磁力により軸方向移動するアーマチャと、
   前記第１部材と前記第２クラッチプレートとの間であって前記第１クラッチプレートに軸方向に対向する位置に配置され、前記電磁コイルで発生する磁束を通過させる環状の磁性体とを有する、
   電磁クラッチ。

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