(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易且つ小型軽量な構造でありながら電磁コイルの通電制御に対する追従性及び装置の制御性を向上させる。【解決手段】押圧プレート５９の押圧力を受けてクラッチ・ハウジング３及びクラッチ・ハブ５間の駆動力伝達を行う多板クラッチ５７と、クラッチ・ハウジング３と一体回転するロータ１７及びロータ１７に対して相対回転自在に支持されたアーマチャ６１と、ロータ１７及びアーマチャ６１を通じて磁力線ループを形成しアーマチャ６１をロータ１７側に軸方向付勢する作動力を付与する電磁コイル４１と、アーマチャ６１とロータ１７との間に設けられ作動力に応じて摩擦トルクを発生させる摩擦係数の安定領域を有したワッシャ６３と、摩擦トルクを受けて動作し軸方向のスラスト力を発生すると共に該スラスト力を押圧プレート５９に押圧力として入力し且つアーマチャ６１に作動力として入力するカム機構６５とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧力を受けて一対の回転部材間のトルク伝達を行う多板クラッチと、
軸方向移動自在に支持されて前記多板クラッチに押圧力を付与する押圧部材と、
前記一対の回転部材の何れか一方と一体回転するロータと、
軸方向移動自在且つ前記ロータに対して相対回転自在に支持された作動部材と、
前記ロータと前記作動部材とを通じて磁力線ループを形成し前記作動部材を前記ロータ側に軸方向付勢する作動力を付与する電磁コイルと、
前記作動部材と前記ロータとの間に設けられ前記作動力に応じて摩擦トルクを発生させる摩擦係数の安定領域を有した摩擦部と、
前記摩擦トルクを受けて動作し軸方向のスラスト力を発生すると共に該スラスト力を前記押圧部材に前記押圧力として入力し且つ前記作動部材に前記作動力として入力するカム機構とを備えた、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力伝達装置であって、
前記摩擦部は、前記作動部材又はロータの何れか一方側に設けられ、同他方側に摺動する周回状のワッシャ又はコーティングからなる、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
前記摩擦部は、前記磁力線ループ内に配置された、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の動力伝達装置であって、
前記摩擦部は、非磁性体樹脂材からなる、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４記載の動力伝達装置であって、
前記ロータは、前記磁力線ループを形成するための非磁性部を備え、
前記摩擦部は、前記非磁性部に一体成形された、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の動力伝達装置であって、
前記摩擦部が、前記作動部材又はロータの外周側に配置され、
前記作動部材及びロータの少なくとも何れか一方の内周側に、空間部を形成するための凹部を備えた、
ことを特徴等する動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の動力伝達装置であって、
前記作動部材及びロータの前記磁力線ループが通る対向面が、前記軸方向に対して傾斜している、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の回転部材間で動力伝達を行う動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の動力伝達装置としては、例えば特許文献１に示すようなものがある。かかる動力伝達装置は、多板クラッチに押圧力を付与して内側ハブ及び外側ハブ間のトルク伝達を行うものである。押圧力の付与は、カム機構を動作させることで行われる。
【０００３】
カム機構は、アーマチャを外側ハブの壁面に対して吸着すると、これらの対向面に生じる摩擦トルクで動作する。アーマチャの吸着は、電磁コイルの通電制御により、ロータとアーマチャとに磁力線ループを形成することで行われる。
【０００４】
上記従来の動力伝達装置は、コンパクトな構造ではあるが、電磁コイルの通電制御に応じてアーマチャとロータとの摩擦トルクを追従制御することが困難であった。このため、従来の動力伝達装置は、アーマチャとロータとの摩擦トルクが直接カム機構の作動トルクとなることより、制御性が低いものとなっていた。
【０００５】
これに対し、例えば特許文献２のように、制御性を向上させた動力伝達装置がある。かかる動力伝達装置は、パイロット・クラッチ（第１のクラッチ）を締結してカム機構を動作させるための初動トルクを得るようになっている。第１のクラッチの締結は、電磁コイルの通電制御によりアーマチャをロータ側に吸引することで行われる。
【０００６】
第１のクラッチからの初動トルクが得られると、カム機構が動作してカム・スラスト力を発生する。カム・スラスト力は、一方でメイン・クラッチに押圧力を付与して締結を行わせ、他方で第２のクラッチに入力される。
【０００７】
第２のクラッチは、入力されたカム・スラスト力に応じて摩擦トルクを発生させ、この摩擦トルクがカム機構に入力される。結果として、カム・スラスト力が増強され、メイン・クラッチの締結力を増大することができる。
【０００８】
かかる動力伝達装置では、制御性の向上を図ることができるものの、第１のクラッチを主に第２のクラッチの起動トリガーとして機能させる構造であり、構成部材が多く構造が複雑であると共に大型化していた。
【０００９】
また、第１のクラッチは、各部材の構造上の規格精度や組み付け誤差、或いは低温時の潤滑オイルのフリクション（引きずりトルク）等による誤作動が生じ易い。このため、第２のクラッチも、第１のクラッチの締結トルクを受けると動作するので、同様に誤作動し易いものとなっていた。
【００１０】
例えば、電磁コイルが通電制御されていないにも拘わらず、第１のクラッチが誤作動により締結トルクを発生し、これに応じて第２のクラッチも誤作動してメイン・クラッチに押圧力が付与されてしまうという不具合が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６２−２０９２２９号公報
【特許文献２】特開２００５−７６６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、動力伝達装置の制御性を向上させても電磁コイルの通電制御に対する追従性を向上することができないばかりか、構造の複雑化及び大型化を招く点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、簡易且つ小型軽量な構造でありながら電磁コイルの通電制御に対する追従性及び装置の制御性を向上させるために、押圧力を受けて一対の回転部材間のトルク伝達を行う多板クラッチと、軸方向移動自在に支持されて前記多板クラッチに押圧力を付与する押圧部材と、前記一対の回転部材の何れか一方と一体回転するロータと、軸方向移動自在且つ前記ロータに対して相対回転自在に支持された作動部材と、前記ロータと前記作動部材とを通じて磁力線ループを形成し前記作動部材を前記ロータ側に軸方向付勢する作動力を付与する電磁コイルと、前記作動部材と前記ロータとの間に設けられ前記作動力に応じて摩擦トルクを発生させる摩擦係数の安定領域を有した摩擦部と、前記摩擦トルクを受けて動作し軸方向のスラスト力を発生すると共に該スラスト力を前記押圧部材に前記押圧力として入力し且つ前記作動部材に前記作動力として入力するカム機構とを備えたことを最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の動力伝達装置では、電磁コイルの作動力に応じて、カム機構を動作させるための摩擦トルクを、摩擦部により安定して発生させることができる。従って、簡易且つ小型軽量な構造でありながら、電磁コイルの通電制御に対する追従性及び装置の制御性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】動力伝達装置を示す断面図である（実施例１）。
【図２】図１の動力伝達装置に用いられるカム機構を示す概略図である（実施例１）。
【図３】カム・スラスト力の増幅を概念的に示した説明図である（実施例１）。
【図４】ワッシャの摩擦係数とカム・スラスト力の増幅比率との関係を示す図表である（実施例１）。
【図５】増幅循環の回数とカム・スラスト力の増幅比率との関係を比較例と共に示す図表である（実施例１）。
【図６】ワッシャの摩擦係数と作動力との関係を示す図表である（実施例１）。
【図７】動力伝達装置を示す断面図である（実施例２）。
【図８】動力伝達装置を示す断面図である（実施例３）。
【図９】動力伝達装置を示す断面図である（実施例４）。
【図１０】図９の動力伝達装置に用いられるアーマチャを示す背面図である（実施例４）。
【図１１】動力伝達装置を示す断面図である（実施例５）。
【図１２】動力伝達装置を示す断面図である（実施例６）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
簡易且つ小型軽量な構造でありながら電磁コイルの通電制御に対する追従性及び装置の制御性を向上させるという目的を、摩擦係数の安定領域を有する摩擦部を介して摩擦トルクを発生させることにより実現した。
【実施例１】
【００１７】
［動力伝達装置の構成］
図１は本発明の実施例１に係る動力伝達装置を示す断面図、図２は図１の動力伝達装置に用いられるカム機構を示す概略図である。
【００１８】
図１の動力伝達装置１は、例えばフロント・エンジン、フロント・ドライブ・ベース（ＦＦベース）の４輪駆動車のリヤ・デファレンシャル装置とプロペラ・シャフトとの間に設けられ、両者間の駆動力伝達制御を行うものである。
【００１９】
動力伝達装置１は、図１のように、一対の回転部材としてのクラッチ・ハウジング３及びクラッチ・ハブ５を備え、内部に潤滑オイルが封入されている。
【００２０】
クラッチ・ハウジング３は、円筒形状に形成され、軸方向一端側が端壁部７によって閉塞されている。端壁部７の外側面には、プロペラ・シャフト側に接続される回転軸９が一体に突設されている。回転軸９は、ボール・ベアリング１１を介して固定側に回転自在に支持されている。
【００２１】
クラッチ・ハウジング３の内周面には、一端側に雌スプライン１３が設けられ、他端側に雌ねじ部１５が形成されている。この雌ねじ部１５を介して、クラッチ・ハウジング３には、ロータ１７が一体回転するように取り付けられている。
【００２２】
ロータ１７は、クラッチ・ハウジング３の軸方向他端側を閉塞するように配置されている。ロータ１７の外周面には、雄ねじ部１９が設けられている。この雄ねじ部１９がクラッチ・ハウジング３の雌ねじ部１５に螺合されて、クラッチ・ハウジング３に対するロータ１７の固定が行われている。また、ロータ１７の雄ねじ部１９には、クラッチ・ハウジング３の端部に当接する緩み規制用のナット２１が螺合されている。ロータ１７の外周側には、クラッチ・ハウジング３との間に配置されるＯリング２３が保持されている。
【００２３】
ロータ１７の内周側には、クラッチ・ハブ５を挿通する挿通孔２５が設けられている。挿通孔２５内には、クラッチ・ハブ５を支持するための摺動ブッシュ２７が圧入されていると共にクラッチ・ハブ５との間のシール２９が保持されている。
【００２４】
ロータ１７の内外周間の中間部には、例えばステンレス、アルミ、銅などからなる非磁性リング（非磁性部）３１が周回状に設けられている。ロータ１７の中間部一側には、周回状の凸部３３が設けられている。凸部３３は、その内外周に軸方向に対して傾斜したテーパ面（対向面）３５，３７が設けられている。ロータ１７の中間部他側には、周回状の空間部３９が設けられている。空間部３９内には、電磁コイル４１が収容配置されている。
【００２５】
電磁コイル４１は、通電制御に応じた電磁力を発生するもので、支持体４３に固定されている。支持体４３は、ボール・ベアリング４５を介してロータ１７側に相対回転自在に支持されていると共に係合ピン４７によって固定側に回転不能に係合している。なお、支持体４３は、ロータ１７側ではなく、固定側に直接支持しても良い。
【００２６】
電磁コイル４１は、ロータ１７に対して内外周に必要な磁路断面積が確保されたエアギャップを持って配置されている。この電磁コイル４１は、車体側の電源及びコントローラに対して電気的に接続され、通電制御が行われるようになっている。
【００２７】
前記クラッチ・ハブ５は、中空筒状に形成され、クラッチ・ハウジング３の軸心部に配置されている。クラッチ・ハブ５の一端側は、ボール・ベアリング４９を介してクラッチ・ハウジング３の端壁部７内周に回転自在に支持され、他端側は、前記摺動ブッシュ２７を介してロータ１７に支持されている。従って、クラッチ・ハブ５は、クラッチ・ハウジング３に対して相対回転自在に支持されている。
【００２８】
クラッチ・ハブ５の内周側中間部には隔壁５１が設けられている。クラッチ・ハブ５は、隔壁５１を挟んだ一端側外周に雄スプライン５３が設けられ、銅他端側内周に雌スプライン５５が形成されてドライブ・ピニオン・シャフトをスプライン係合するようになっている。
【００２９】
クラッチ・ハウジング３とクラッチ・ハブ５との間には、多板クラッチ５７、押圧部材としての押圧プレート５９、作動部材としてのアーマチャ６１、摩擦部としてのワッシャ６３、及びカム機構６５が配置されている。
【００３０】
多板クラッチ５７は、交互に配置された複数枚のインナー・プレートとアウター・プレートとを備えている。インナー・プレートは、クラッチ・ハブ５の雄スプライン５３にスプライン係合し、アウター・プレートは、クラッチ・ハウジング３の雌スプライン１３にスプライン係合している。
【００３１】
この多板クラッチ５７は、押圧プレート５９の押圧力を受けて締結され、クラッチ・ハウジング３とクラッチ・ハブ５との間の駆動力伝達（トルク伝達）を行う。押圧プレート５９は、クラッチ・ハブ５の雄スプライン５３に軸方向移動自在にスプライン係合し、多板クラッチ５７に軸方向で対向配置されている。
【００３２】
前記アーマチャ６１は、リング状に形成され、ロータ１７に軸方向で対向配置されている。このアーマチャ６１は、クラッチ・ハブ５の他端側外周に軸方向移動自在且つ相対回転自在に嵌合支持されている。
【００３３】
このアーマチャ６１は、内外周間の中間部に屈曲部６７を有している。この屈曲部６７により、アーマチャ６１は内周側と外周側とが軸方向にずれている。アーマチャ６１の内周側は、ロータ１７の凸部３３と径方向でオーバーラップし、アーマチャ６１の外周側は、前記軸方向のずれによってロータ１７の凸部３３に隙間Ｄ１を有して対向している。前記隙間Ｄ１に対する内周側及び外周側には、ロータ１７のテーパ面３５，３７に対するテーパ面（対向面）６９，７１が設けられている。アーマチャ６１のテーパ面６９，７１は、ロータ１７のテーパ面３５，３７に応じて軸方向に対して傾斜している。テーパ面６９，７１とテーパ面３５，３７との各間には、必要な磁路断面積が確保されたエアギャップが形成されている。
【００３４】
アーマチャ６１は、支持体４３、ロータ１７を介して電磁コイル４１との間で周回状の磁路である磁力線ループ７３を形成する。磁力線ループ７３は、アーマチャ６１とロータ１７との間でテーパ面３５，３７，６９，７１を通り前記隙間Ｄ１を囲むようになっている。
【００３５】
かかる磁力線ループ７３の形成により、アーマチャ６１は、ロータ１７側に軸方向付勢される。すなわち、アーマチャ６１は、電磁コイル４１によってロータ１７側に軸方向付勢する作動力が付与されるようになっている。
【００３６】
前記ワッシャ６３は、例えば全芳香族ポリイミド樹脂等の非磁性体樹脂材からなっている。従って、ワッシャ６３は、温度や摩耗等の外的要因によって変化しない摩擦係数の安定領域を有している。このワッシャ６３は、アーマチャ６１及びロータ１７間の摩擦係数を低減するもので、摩擦係数が後述するカム・スラスト力の増幅、安定後にセルフ・ロックが生じないように設定されている。本実施例では、例えば摩擦係数が０．１５よりも小さく、好ましくは０．１３に設定される。
【００３７】
ワッシャ６３は、周回状に形成され、アーマチャ６１及びロータ１７間の隙間Ｄ１内に配置されている。これによって、ワッシャ６３は磁力線ループ７３内に配置される。ワッシャ６３は、ロータ１７の凸部３３に対して接着剤等で固着されている。
【００３８】
従って、ワッシャ６３は、作動力によってロータ１７側に軸方向付勢されたアーマチャ６１に摺動し、作動力に応じた摩擦トルクを発生させるようになっている。なお、ワッシャ６３はアーマチャ６１側に固着しても良く、固着方法も任意の方法を採用することができる。
【００３９】
前記カム機構６５は、図２のように、アーマチャ６１及び押圧プレート５９の内周側間に設けられている。カム機構６５は、アーマチャ６１と押圧プレート５９との対向部分に設けられた凹状のカム面７５，７７間に、カム・ボール７９が配置されている。カム面７５，７７は、所定のカム角度θを有するテーパ状（Ｖ字状）に形成されている。このカム機構６５は、アーマチャ６１と押圧プレート５９とが相対回転すると、カム面７５，７７にカム・ボール７９が乗り上げて動作する。
［動力伝達装置の作用］
（動力伝達）
本実施例の動力伝達装置１は、電磁コイル４１の通電制御によって多板クラッチ５７を断続制御する。すなわち、電磁コイル４１が通電制御されていないときは、アーマチャ６１が非付勢状態にある。かかる状態では、多板クラッチ５７も締結されず、動力伝達装置１が駆動力伝達状態にはない。
【００４０】
一方、電磁コイル４１が通電制御されると、電磁コイル４１、ロータ１７、アーマチャ６１間に磁力線ループ７３が回設され、アーマチャ６１に対してロータ１７側への吸引力が発生する。この電磁コイル４１の吸引力によってアーマチャ６１に作動力が付与され、アーマチャ６１がロータ１７側に軸方向付勢される。軸方向付勢されたアーマチャ６１は、ロータ１７側に固定されたワッシャ６３に押し付けられて摺動し、ワッシャ６３との間で作動力に応じた摩擦トルクを発生させる。
【００４１】
このとき、動力伝達装置１では、ワッシャ６３が摩擦係数の安定領域を有しているため、摩擦トルクを安定して発生させることができる。
【００４２】
また、ワッシャ６３が磁力線ループ７３内に配置されているため、磁力線ループ７３の短絡を抑制して電磁コイル４１による作動力を安定させることができる。同時に、アーマチャ６１をワッシャ６３に対して内外周両側から軸方向付勢して安定的に摺動させることができる。従って、動力伝達装置１では、かかる点からも安定した摩擦トルクを発生させることができる。
【００４３】
また、磁力線ループ７３がアーマチャ６１とロータ１７との間で軸方向に対して傾斜したテーパ面３５，３７，６９，７１を通るため、アーマチャ６１の作動感度を低下させることができる。結果として、動力伝達装置１では、電磁コイル４１の通電制御幅に対する摩擦制御のレンジを広げることができる。
【００４４】
前記のように摩擦トルクが発生すると、アーマチャ６１は、クラッチ・ハウジング３と一体回転するロータ１７に対して相対回転が制限される。従って、アーマチャ６１は、クラッチ・ハブ５と一体回転する押圧プレート５９に対して相対回転することになる。この相対回転により、カム機構６５は、カム面７５，７７にカム・ボール７９が乗り上げて動作し、軸方向のカム・スラスト力を発生させる。発生したカム・スラスト力は、アーマチャ６１と押圧プレート５９とを離反させるように作用する。
【００４５】
すなわち、一方では、押圧プレート５９に押圧力として入され、押圧プレート５９が多板クラッチ５７側に移動して多板クラッチ５７を締結する。従って、動力伝達装置１は、カップリング・トルクを発生して駆動力伝達状態となる。
【００４６】
他方では、アーマチャ６１に作動力として入力され、カム・スラスト力の増幅循環を開始させる。
（増幅循環）
カム・スラスト力の増幅循環が開始されると、アーマチャ６１は、カム機構６５のカム・スラスト力（カム・スラスト反力）を電磁コイル４１の吸引力に付加した合力が作動力として付与される。このため、作動力は、カム・スラスト力の分だけ増幅されて、アーマチャ６１をワッシャ６３に対して更に押し付ける。この結果、アーマチャ６１は、ワッシャ６３との間の摩擦トルクが増幅される。
【００４７】
摩擦トルクの増幅により、アーマチャ６１は、ロータ１７側に対する相対回転が更に制限され、押圧プレート５９に対して相対回転が更に生じることになる。
【００４８】
従って、カム機構６５は、カム面７５，７７に対するカム・ボール７９の乗り上げ量が増加し軸方向のカム・スラスト力が増幅される。増幅されたカム・スラスト力は、前記同様、一方で押圧プレート５９に押圧力として入され、結果として押圧プレート５９の多板クラッチ５７に対する締結力を増幅する。
【００４９】
他方では、アーマチャ６１に作動力として入力され、次のカム・スラスト力の増幅循環を開始させる。このようにカム・スラスト力の増幅循環が繰り返し行われ、これに応じて多板クラッチ５７の締結力を増幅することができる。
【００５０】
図３はカム・スラスト力の増幅を概念的に示した説明図である。
【００５１】
図３のように、アーマチャ６１及びワッシャ６３の摩擦トルクをＴｐ、カム機構６５のカム角度をθ、カム・ピッチの平均半径をｒｃとすると、カム・スラスト力Ｆｔは、次式で表される。
【００５２】
Ｆｔ＝Ｔｐ×ｔａｎθ×１／ｒｃ      （式１）
ここで、電磁コイル４１の吸引力をＦｐとすると、電磁コイル４１の吸引力及びカム・スラスト力による作動力は、Ｆｐ＋Ｆｔで表わされる。そして、ワッシャ６３の平均半径をｒｐ、摩擦係数をμｐとすると、摩擦トルクＴｐは、次式で表される。
【００５３】
Ｔｐ＝（Ｆｐ＋Ｆｔ）×ｒｐ×μｐ      （式２）
この（式２）を（式１）に代入すると、増幅循環の回数がｎ回目のカム・スラスト力Ｆｔ（ｎ）は、次式で表される。
【００５４】
Ｆｔ（ｎ）＝（Ｆｐ＋Ｆｔ（ｎ−１））×ｒｐ×μｐ×ｔａｎθ×１／ｒｃ      （式３）
なお、（式３）において、Ｆｔ（ｎ−１）は、増幅循環の回数がｎ−１回目のカム・スラスト力を示している。
【００５５】
（式３）から明らかなように、カム・スラスト力は、増幅循環の回数が増加するにつれて、増幅量が徐々に減少する。従って、カム・スラスト力は、（式３）の変数に応じた所定値まで増幅した後、略一定となるように安定する。また、カム・スラスト力の増幅幅は、一変数であるワッシャ６３の摩擦係数μｐによって調整することができる。
【００５６】
以上より、本実施例の動力伝達装置１では、カム・スラスト力の増幅、安定後にセルフ・ロックが生じないようにワッシャ６３の摩擦係数μｐが設定され、多板クラッチ５７の締結力を増幅することができながらセルフ・ロックを抑制することができる。
（実験結果）
図４は、ワッシャの摩擦係数とカム・スラスト力の増幅比率との関係を示す図表である。なお、図４の縦軸は増幅比率であり、横軸はワッシャの摩擦係数である。
【００５７】
図４のように、ワッシャの摩擦係数が０．１５となる辺りからカム・スラスト力の増幅比率が急激に上昇していることが分かる。
【００５８】
図５は、増幅循環の回数とカム・スラスト力の増幅比率との関係を比較例と共に示す図表である。ここで、増幅比率とは、増幅前のカム・スラスト力（電磁コイル４１の吸引力のみによるカム・スラスト力）と増幅後のカム・スラスト力との比率をいう。図５の線分８１はワッシャの摩擦係数μｐを０．１３とした本実施例、線分８３はワッシャを有しない比較例１、線分８５はワッシャの摩擦係数μｐを０．１５とした比較例２、線分８７，８９はワッシャの摩擦係数μｐを０．１３よりも小さくした比較例３，４をそれぞれ示している。なお、図５の縦軸は増幅比率であり、横軸は循環回数である。
【００５９】
図６は、ワッシャの摩擦係数と作動力との関係を示す図表である。なお、図６の縦軸は作動力であり、横軸はワッシャの摩擦係数である。
【００６０】
図５のように、ワッシャ６３の摩擦係数μｐが０．１３の本実施例では、カム・スラスト力の増幅比率が上昇した後に４倍程度の高比率で安定し、セルフ・ロックの発生もなかった。このときの作動力は、図６のように、３０Ｎｍであった。
【００６１】
これに対し、ワッシャを有しない比較例１では、増幅比率が急激に上昇し続けセルフ・ロックが発生した。また、ワッシャの摩擦係数μｐが０．１５の比較例２では、比較例１よりも増幅比率の上昇が緩やかではあるものの、増幅比率が安定する前にセルフ・ロックが発生した。
【００６２】
一方、ワッシャ６３の摩擦係数μｐが０．１３よりも低い比較例３，４は、何れもセルフ・ロックの発生はなかったが、カム・スラスト力の増幅比率が本実施例よりも低いものとなっていた。
【００６３】
このことより、多板クラッチ５７の締結力を増幅しながらセルフ・ロックを抑制するためには、摩擦係数μｐを０．１５よりも小さく設定し、０．１３に設定するのが好ましいことが分かる。
【００６４】
ただし、上記摩擦係数μｐは、一例であり、（式３）の他の変数に応じて変化させる必要がある。例えば、カム機構６５のカム・ボール７９の位置や大きさを変更した場合は、図５のような増幅循環の回数とカム・スラスト力の増幅比率との関係を維持しながら、摩擦係数μｐを設定すればよい。
［実施例１の効果］
本実施例の動力伝達装置１は、押圧力を受けてクラッチ・ハウジング３及びクラッチ・ハブ５間の駆動力伝達を行う多板クラッチ５７及び多板クラッチ５７に押圧力を付与する押圧プレート５９と、クラッチ・ハウジング３と一体回転するロータ１７及びロータ１７に対して相対回転自在に支持されたアーマチャ６１と、ロータ１７及びアーマチャ６１を通じて磁力線ループを形成しアーマチャ６１をロータ１７側に軸方向付勢する作動力を付与する電磁コイル４１と、アーマチャ６１とロータ１７との間に設けられ作動力に応じて摩擦トルクを発生させる摩擦係数の安定領域を有したワッシャ６３と、摩擦トルクを受けて動作し軸方向のスラスト力を発生すると共に該スラスト力を押圧プレート５９に押圧力として入力し且つアーマチャ６１に作動力として入力するカム機構６５とを備えている。
【００６５】
従って、動力伝達装置１では、電磁コイル４１の作動力に応じて、カム機構６５を動作させるための摩擦トルクを、ワッシャ６３により安定して発生させることができる。このため、動力伝達装置１では、電磁コイル４１の通電制御に対する摩擦トルクの追従性を向上することができる。
【００６６】
また、動力伝達装置１では、摩擦トルクの安定化を通じてカム機構６５のカム・スラスト力、カップリング・トルクを安定して発生させることができ、装置の制御性を向上することができる。
【００６７】
かかる追従性及び制御性の向上を、アーマチャ６１とロータ１７との間にワッシャ６３を設けることで実現したため、動力伝達装置１を簡易且つ小型軽量な構造とすることができる。
【００６８】
しかも、本実施例の動力伝達装置１では、カム機構６５で発生したカム・スラスト力を、一方では押圧プレート５９に押圧力として入力することができ、他方ではアーマチャ６１に作動力として入力することができる。
【００６９】
このため、カム・スラスト力の分だけ作動力を増幅することができ、これに応じて摩擦トルク、カム・スラスト力の増幅を通じたカップリング・トルクの増幅を行うことができる。
【００７０】
この結果、動力伝達装置１では、電磁コイル４１の小型化を図ることができ、より確実に全体としての小型軽量化を図ることができる。
【００７１】
また、ワッシャ６３は、単一のプレートからなるため、従来の多板クラッチからなるパイロット・クラッチのような誤作動を起こすことがなく、より確実に電磁コイル４１の通電制御に対する追従性を向上することができる。
【００７２】
本実施例の動力伝達装置１では、ワッシャ６３が磁力線ループ７３内に配置されているため、磁力線ループ７３の短絡を抑制して電磁コイル４１による作動力を安定させることができる。従って、より確実に安定した摩擦トルクを発生させることができ、より確実に電磁コイル４１に対する追従性及び装置の制御性の向上を図ることができる。
【００７３】
また、ワッシャ６３が磁力線ループ７３内に配置されていることにより、アーマチャ６１をワッシャ６３に対して内外周両側から軸方向付勢して安定的に摺動させることができる。従って、より確実に安定した摩擦トルクを発生させることができ、より確実に電磁コイル４１に対する追従性及び装置の制御性の向上を図ることができる。
【００７４】
磁力線ループ７３は、アーマチャ６１とロータ１７との間で軸方向に対して傾斜したテーパ面３５，３７，６９，７１を通るため、アーマチャ６１の作動感度を低下させることができる。結果として、動力伝達装置１では、電磁コイル４１の通電制御幅に対する摩擦制御のレンジを広げることができ、より確実に電磁コイル４１に対する追従性及び装置の制御性の向上を図ることができる。
【００７５】
本実施例の動力伝達装置１は、ワッシャ６３が非磁性体樹脂材からなるため、より確実に摩擦トルクを安定させることができる。
【００７６】
本実施例の動力伝達装置１では、アーマチャ６１の内周側をロータ１７の凸部３３と径方向でオーバーラップさせ、このアーマチャ６１の内周側に軸方向隣接してカム機構６５を形成している。従って、動力伝達装置１では、軸方向での省スペース化を図ることができる。
【実施例２】
【００７７】
図７は、本発明の実施例２に係る動力伝達装置を示す断面図である。なお、本実施例の動力伝達装置は、上記実施例１の動力伝達装置と基本構成が共通しており、図７の対応する構成部分に同符号或いは同符号にＡを付して詳細な説明を省略する。
【００７８】
本実施例の動力伝達装置１Ａは、図７のように、アーマチャ６１Ａ側にワッシャ６３Ａを支持したものである。
【００７９】
すなわち、アーマチャ６１Ａは、外周側に環状凹部９１を備えている。環状凹部９１には、内周側に向けて径方向に延びる係合凹部９３が周方向複数設けられている。環状凹部９１内には、ワッシャ６３Ａが嵌合している。
【００８０】
ワッシャ６３Ａは、係合凹部９３に対応して複数の係合凸部９５を備えている。ワッシャ６３Ａは、係合凸部９５がアーマチャ６１Ａの係合凹部９３内に係合することで、アーマチャ６１Ａ側に回り止め支持されている。従って、ワッシャ６３Ａは、ロータ１７Ａに対して摺動するようになっている。
【００８１】
前記アーマチャ６１Ａは、内周側及び外周側が径方向でずれていないストレート形状となっている。これにより、アーマチャ６１Ａの内周側は、ロータ１７Ａの内周側に対して隙間Ｄ２を有して対向している。
【００８２】
本実施例の動力伝達装置１Ａでは、上記実施例と同様の作用効果を奏することができるのに加え、アーマチャ６１Ａとロータ１７Ａとが内周側で隙間Ｄ２を有して対向しているため、磁力線ループ７３Ａの漏洩を防止して摩擦トルクを安定的且つ確実に発生させることができる。しかも、隙間Ｄ２は、潤滑オイル溜めとしても機能させることができる。
【実施例３】
【００８３】
図８は、本発明の実施例３に係る動力伝達装置を示す断面図である。なお、本実施例の動力伝達装置は、上記実施例２の動力伝達装置と基本構成が共通しており、図８の対応する構成部分に同一或いはＡをＢに代えた符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８４】
動力伝達装置１Ｂは、図８のように、アーマチャ６１Ｂ側のワッシャ６３Ｂ及びロータ１７Ｂの何れか一方に、同他方に摺動するコーティング９７を設けたものである。本実施例では、ワッシャ６３Ｂにコーティング９７を設けている。
【００８５】
ワッシャ６３Ｂは、例えば、銅やアルミ等の非磁性体金属材によって形成されている。ワッシャ６３Ｂの表面には、コーティング９７が形成されている。
【００８６】
コーティング９７は、例えばダイヤモンド・ライク・カーボン等の摩擦係数の安定領域を有する材質からなっている。なお、コーティングとしては、例えば蒸着、融合、改質、変質されたコーティング層を形成しても良い。
【００８７】
本実施例の動力伝達装置１Ｂにおいても、上記実施例２と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例４】
【００８８】
図９は本発明の実施例４に係る動力伝達装置を示す断面図、図１０は図９の動力伝達装置に用いられるアーマチャを示す背面図である。なお、本実施例の動力伝達装置は、上記実施例の動力伝達装置と基本構成が共通しており、図９、図１０の対応する構成部分に同符号或いは同符号にＣを付して詳細な説明を省略する。
【００８９】
本実施例の動力伝達装置１Ｃは、図９のように、アーマチャ６１Ｃとロータ１７Ｃとの内周側間にワッシャ６３Ｃを設けたものである。
【００９０】
すなわち、ワッシャ６３Ｃは、クラッチ・ハブ５の他端側に挿通支持されている。ワッシャ６３Ｃの外周には、径方向に延びる係合凸部９５Ｃが周方向複数設けられている。係合凸部９５Ｃは、ロータ１７Ｃの凸部３３Ｃ内周側に形成された対応する係合凹部９３Ｃに係合している。従って、ワッシャ６３Ｃは、ロータ１７Ｃ側に回り止め支持され、アーマチャ６１Ｃに対して摺動するようになっている。
【００９１】
アーマチャ６１Ｃは、図９及び図１０のように、ワッシャ６３Ｃに対向して摺動凹部９９を備えている。このアーマチャ６１Ｃの背面側（カム機構６５Ｃ側）には、径方向に沿って形成された突条部１０１が周方向複数設けられている。この突条部１０１は、クラッチ・ハウジング３内に封入された潤滑オイルの回転慣性力を受けてアーマチャ６１Ｃをロータ１７Ｃ側に付勢できるようになっている。
【００９２】
本実施例の動力伝達装置１Ｃでは、上記実施例と同様の作用効果を奏することができるのに加え、突条部１０１でクラッチ・ハウジング３内に封入された潤滑オイルの回転慣性力を受けてアーマチャ６１Ｃをロータ１７Ｃ側に付勢することができる。従って、動力伝達装置１Ｃでは、作動レスポンスを向上させることができる。
【実施例５】
【００９３】
図１１は、本発明の実施例５に係る動力伝達装置を示す断面図である。なお、本実施例の動力伝達装置は、上記実施例２の動力伝達装置と基本構成が共通しており、図１０の対応する構成部分に同一或いはＡをＤに代えた符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９４】
本実施例の動力伝達装置１Ｄは、図１１のように、アーマチャ６１Ｄ及びロータ１７Ｄの対向面の何れか一方に、同他方に摺動するコーティング９７Ｄを直接設けたものである。なお、本実施例では、アーマチャ６１Ｄにコーティング９７Ｄを設けている。
【００９５】
コーティング９７Ｄは、例えばダイヤモンド・ライク・カーボン等の摩擦係数の安定領域を有する材質からなっている。なお、コーティングとしては、例えば蒸着、融合、改質、変質されたコーティング層を形成しても良い。
【００９６】
本実施例の動力伝達装置１Ｄでは、上記実施例２と同様の作用効果を奏することができるのに加え、構造の簡素化、部品点数の削減、及び組付作業性の向上等を図ることができる。
【実施例６】
【００９７】
図１２は、動力伝達装置を示す断面図である。なお、本実施例の動力伝達装置は、上記実施例２の動力伝達装置と基本構成が共通しており、図１２の対応する構成部分に同一或いはＡをＥに代えた符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９８】
本実施例の動力伝達装置１Ｅは、図１２のように、ロータ１７Ｅの非磁性リング３１Ｅに、ワッシャ６３Ｅを一体に設けたものである。
【００９９】
すなわち、非磁性リング３１Ｅは、ワッシャ６３Ｅと同様に、非磁性体樹脂材からなり、ワッシャ６３Ｅと一体成形されている。従って、ワッシャ６３Ｅは、ロータ１７Ｅ側に回り止め支持され、アーマチャ６１Ｅに摺動するようになっている。なお、ワッシャ６３Ｅは、周回状に形成されているが、複数の板状のワッシャ部を、非磁性リング３１Ｅの周方向所定間隔毎に設けることで形成しても良い。
【０１００】
前記ワッシャ６３Ｅは、非磁性リング３１Ｅよりも内外周に大きく形成されており、ロータ１７Ｅとの接触固定面で密封性を確保している。これにより、本実施例においても、クラッチ・ハウジング３内にオイルを封入可能としている。
【０１０１】
本実施例の動力伝達装置１Ｅでは、上記実施例と同様の作用効果を奏することができるのに加え、ワッシャ６３Ｅを回り止め支持するための支持構造や固定構造等が不要となり、構造の簡素化、部品点数の削減、及び組付作業性の向上等を図ることができる。
[その他]
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種の変更が可能である。
【０１０２】
例えば、上記実施例では、ワッシャをアーマチャ及びロータの何れか一方に回り止め支持していたが、回り止め支持を省略することも可能である。すなわち、単にワッシャをアーマチャ及びロータ間にフリー状態で配置することも可能である。
【０１０３】
また、上記実施例では、ロータをクラッチ・ハウジングと一体回転するように支持しているが、例えば、クラッチ・ハブと一体回転するように支持することも可能である。この場合は、押圧プレートを、クラッチ・ハウジングに一体回転するように支持する。
【符号の説明】
【０１０４】
１  動力伝達装置
３  クラッチ・ハウジング（回転部材）
５  クラッチ・ハブ（回転部材）
１７  ロータ
３１  非磁性リング（非磁性部）
３５，３７，６９，７１  テーパ面（対向面）
４１  電磁コイル
５７  多板クラッチ
５９  押圧プレート（押圧部材）
６１  アーマチャ（作動部材）
６３  ワッシャ（摩擦部）
６５  カム機構
７３  磁力線ループ
９７  コーティング（摩擦部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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