(57)【要約】【課題】低コスト化および省スペース化を図ることができる電磁クラッチを提供する。【解決手段】相対回転可能に設けられた二つの部材３０、７１の一方に回転規制されて設けられた側壁３２３は、磁性体３２３ａ、３２３ｂにより高磁気抵抗部３２３ｃを径方向に挟んで配置する。この側壁３２３の一側に通電により磁束を発生させる電磁石６２を配置する。二つの部材３０、７１の他方に回転規制されて設けられ、側壁３２３の他側に、アーマチャ６３を側壁３２３に対して軸方向に相対移動可能かつ側壁３２３に対して軸回りに相対回転可能に配置する。摩擦材６４を、側壁３２３とアーマチャ６３との間に非接着の状態で介在させる。摩擦材６４は、電磁石６２への通電時にアーマチャ６３が側壁３２３に向かって吸引されることによって側壁３２３とアーマチャ６３との間に摩擦力を発生させ、摩擦力によって側壁３２３とアーマチャ６３との間で回転力を伝達させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸回りに相対回転可能に設けられた二つの部材の間で回転力を伝達する電磁クラッチであって、
前記二つの部材の一方に回転規制されて設けられ、磁路を構成する磁性体と前記磁性体により径方向に挟んで配置され前記磁性体より磁気抵抗の高い領域である高磁気抵抗部とを備える側壁と、
前記側壁の一側に配置されて通電により磁束を発生させる電磁石と、
前記二つの部材の他方に回転規制されて設けられ、前記側壁の他側にて前記側壁に対して前記軸方向に相対移動可能かつ前記側壁に対して前記軸回りに相対回転可能に配置されるアーマチャと、
前記側壁と前記アーマチャとの間に非接着の状態で介在し、前記電磁石への通電時に前記アーマチャが前記側壁に向かって吸引されることによって前記側壁と前記アーマチャとの間に摩擦力を発生させ、前記摩擦力によって前記側壁と前記アーマチャとの間で回転力を伝達させる摩擦材と、
を備えることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
請求項１において、
前記アーマチャの前記側壁に対向する面には、凹所が形成され、
前記摩擦材は、前記凹所に嵌合されることにより前記凹所に保持されることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項３】
請求項２において、
前記摩擦材が前記凹所から離脱することを防止する離脱防止構造をさらに備えることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項４】
請求項３において、
前記離脱防止構造は、前記アーマチャが前記側壁から最も離れた位置における前記側壁と前記凹所の開口部との隙間を前記摩擦材の厚み未満とするように、前記アーマチャの前記側壁に対する前記軸方向への移動を規制する構造であることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項５】
請求項３または４において、
前記アーマチャの前記凹所の底面は、凹凸状または粗面に形成され、
前記離脱防止構造は、前記凹所の底面の前記凹凸状または粗面に前記摩擦材が係着する構造であることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項６】
請求項２〜５の何れか一項において、
前記摩擦材と前記側壁との摩擦係数は、前記摩擦材と前記凹所の底面との摩擦係数より大きく設定されていることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項７】
請求項６において、
前記アーマチャの前記凹所の底面は、凹凸状または粗面に形成され、
前記側壁の前記他側は、前記凹所の底面に比べて平面状に形成されることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項において、
前記磁性体は、前記側壁の前記一側に開口する凹所を形成し、
前記高磁気抵抗部は、前記磁性体の前記凹所に鋳込み形成され、前記側壁の前記他側に対して露出しないように設けられることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか一項において、
前記高磁気抵抗部は、前記側壁の前記他側に露出するように設けられ、
前記摩擦材は、前記側壁の前記他側に位置する前記磁性体に対して摺動するように設けられることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項１０】
請求項２において、
前記摩擦材の周縁は、凹凸状に形成され、
前記アーマチャの前記凹所の壁面は、前記摩擦材の凹凸状に対して周方向に係合するように凹凸状に形成されていることを特徴とする電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００６−３００２９８号公報（特許文献１）に記載の電磁クラッチは、車両の駆動力を伝達する駆動力伝達装置のパイロットクラッチとして採用されたものであり、磁路を構成して相互に軸方向に相対移動可能に設けられる側壁とアーマチャとの間に、複数のクラッチ板を設けていた。このクラッチ板には、相対回転する二つの部材の一方に回転規制されたクラッチ板と、二つの部材の他方に回転規制されたクラッチ板とがあり、両クラッチ板との間に摩擦力を発生させることによって、二つの部材の間で回転力を伝達させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３００２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような複数のクラッチ板を用いる構成は、電磁クラッチの伝達トルクを確保するために必要ではあるが、クラッチ板自体のコストが嵩むと共に、製造時にクラッチ板を組み付けるための作業も必要となり、高コスト化を招来する。また、各クラッチ板を介して磁路が往復するために磁気抵抗が大きくなり、電磁コイルに流すべき電流がその分大きくなる。またさらに、電磁クラッチ部分の軸方向長さが長くなると共に、クラッチ板間に潤滑油が介在する湿式クラッチの場合には、電磁クラッチの非動作時（電磁石への非通電時）における所謂引き摺りトルクが大きくなりがちである。従って、例えば従来の電磁クラッチを車両の駆動力を伝達する駆動力伝達装置のパイロットクラッチとして採用した場合には、意図しない駆動力がトルク下流側に伝達され、燃費や走行性能に悪影響を及ぼすおそれもある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低コスト化、省スペース化、及び湿式クラッチとして構成した場合の引き摺りトルクの低減を図ることができる電磁クラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、
軸回りに相対回転可能に設けられた二つの部材の間で回転力を伝達する電磁クラッチであって、
前記二つの部材の一方に回転規制されて設けられ、磁路を構成する磁性体と前記磁性体により径方向に挟んで配置され前記磁性体より磁気抵抗の高い領域である高磁気抵抗部とを備える側壁と、
前記側壁の一側に配置されて通電により磁束を発生させる電磁石と、
前記二つの部材の他方に回転規制されて設けられ、前記側壁の他側にて前記側壁に対して前記軸方向に相対移動可能かつ前記側壁に対して前記軸回りに相対回転可能に配置されるアーマチャと、
前記側壁と前記アーマチャとの間に非接着の状態で介在し、前記電磁石への通電時に前記アーマチャが前記側壁に向かって吸引されることによって前記側壁と前記アーマチャとの間に摩擦力を発生させ、前記摩擦力によって前記側壁と前記アーマチャとの間で回転力を伝達させる摩擦材と、
を備えることである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、
前記アーマチャの前記側壁に対向する面には、凹所が形成され、
前記摩擦材は、前記凹所に嵌合されることにより前記凹所に保持されることである。
請求項３に係る発明の特徴は、請求項２において、
前記摩擦材が前記凹所から離脱することを防止する離脱防止構造をさらに備えることである。
【０００８】
請求項４に係る発明の特徴は、請求項３において、
前記離脱防止構造は、前記アーマチャが前記側壁から最も離れた位置における前記側壁と前記凹所の開口部との隙間を前記摩擦材の厚み未満とするように、前記アーマチャの前記側壁に対する前記軸方向への移動を規制する構造であることである。
なお、ここで開口部とは、前記アーマチャの前記側壁との対向面側における前記凹所の周辺部をいう。
【０００９】
請求項５に係る発明の特徴は、請求項３または４において、
前記アーマチャの前記凹所の底面は、凹凸状または粗面に形成され、
前記離脱防止構造は、前記凹所の底面の前記凹凸状または粗面に前記摩擦材が係着する構造であることである。
【００１０】
請求項６に係る発明の特徴は、請求項２〜５の何れか一項において、
前記摩擦材と前記側壁との摩擦係数は、前記摩擦材と前記凹所の底面との摩擦係数より大きく設定されていることである。
請求項７に係る発明の特徴は、請求項６において、
前記アーマチャの前記凹所の底面は、凹凸状または粗面に形成され、
前記側壁の前記他側は、前記凹所の底面に比べて平面状に形成されることである。
【００１１】
請求項８に係る発明の特徴は、請求項１〜７の何れか一項において、
前記磁性体は、前記側壁の前記一側に開口する凹所を形成し、
前記高磁気抵抗部は、前記磁性体の前記凹所に鋳込み形成され、前記側壁の前記他側に対して露出しないように設けられることである。
【００１２】
請求項９に係る発明の特徴は、請求項１〜７の何れか一項において、
前記高磁気抵抗部は、前記側壁の前記他側に露出するように設けられ、
前記摩擦材は、前記側壁の前記他側に位置する前記磁性体に対して摺動するように設けられることである。
【００１３】
請求項１０に係る発明の特徴は、請求項２において、
前記摩擦材の周縁は、凹凸状に形成され、
前記アーマチャの前記凹所の壁面は、前記摩擦材の凹凸状に対して周方向に係合するように凹凸状に形成されていることである。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、側壁とアーマチャとのそれぞれが、相対回転可能な二つの部材のそれぞれに回転規制して設けられている。そして、摩擦材は、側壁とアーマチャとの間に介在するように、側壁およびアーマチャに対して非接着で設けられている。そして、摩擦材を介して、側壁とアーマチャとの間で回転力が伝達されている。
【００１５】
つまり、側壁およびアーマチャが、従来のクラッチ板として機能している。従って、側壁を相対回転する二つの部材の一方に固定した場合には、アーマチャを二つの部材の他方に対して軸方向に移動可能に設けることで足りる。従って、側壁とアーマチャとの間に配置していた複数のクラッチ板が不要となるため、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。
【００１６】
また、側壁およびアーマチャは、磁路を構成するために必要な部材であって、従来のクラッチ板のように磁路の磁束密度を低下する部材ではない。そのため、磁気抵抗の増大を抑制することができ、電磁コイルの通電電流を小さくすることができ、消費電力を減らすことができる。
【００１７】
またさらに、電磁クラッチの非動作時における上記二つの部材の相対回転時にクラッチ板同士が摺動することがないので、引き摺りトルクを低減することができる。
【００１８】
また、摩擦材を介して、側壁とアーマチャとの間で回転力を伝達している。この摩擦材は、側壁との間で摩擦力を発生させることができ、且つ、アーマチャとの間で摩擦力を発生させることができるものであればよい。従って、従来のクラッチ板のように相対回転する二つの部材の何れか一方に回転規制される必要もない。そのため、摩擦材の剛性が比較的低いものでもよい。従って、摩擦材として、薄肉のものを適用できる。その結果、摩擦材による磁路の磁束密度への影響が小さい。さらに、摩擦材は、側壁およびアーマチャに対して非接着に設けられている。非接着であっても、摩擦材は、側壁およびアーマチャとの間で摩擦力を発生しさえすればよい。このように、摩擦材を非接着に設けることで、製造が非常に容易になり且つ安価にできる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、摩擦材をアーマチャに安定して固定することができる。
請求項３に係る発明によれば、離脱防止構造により、摩擦材が側壁およびアーマチャに対して非接着であっても、凹所から離脱することを確実に防止できる。これにより、摩擦材による電磁クラッチとしての機能を確実に発揮できる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、アーマチャが側壁から最も離れた位置においても、摩擦材の少なくとも一部が凹所に入り込んでいる状態となる。従って、確実に摩擦材が凹所から離脱することを防止できる。
【００２１】
ここで、離脱防止構造のより具体的な構造としては、以下のようにすることができる。
前記離脱防止構造は、前記二つの部材に固定されるスナップリングにより前記アーマチャの前記側壁に対する前記軸方向への移動を規制する構造としてもよい。
【００２２】
また、前記二つの部材の回転差が小さくなるにつれて前記側壁の他側から前記軸方向に遠ざかるように移動するカム部材を備える場合には、前記離脱防止構造は、前記カム部材が前記側壁に最も近接する位置に位置する場合に前記アーマチャの前記側壁に対する前記軸方向への移動を規制する構造としてもよい。
これらの構造によれば、確実に且つ容易に離脱防止構造を構成することができる。
請求項５に係る発明によれば、摩擦材が凹所から離脱することを確実に防止できる。
請求項６に係る発明によれば、摩擦材が、側壁とアーマチャの凹所の底面に対して接触している状態であって、両者に回転差がある場合において、実質的に、摩擦材をアーマチャの凹所に固定しているようにできる。相対回転する際に、アーマチャの凹所に摩擦材を固定することで、摩擦材を安定して凹所に嵌合した状態を維持できる。
【００２３】
請求項７に係る発明によれば、摩擦材とアーマチャの凹所の底面との摩擦係数が、摩擦材と側壁との摩擦係数よりも確実に高くなり、摩擦材と側壁との間でのみ摩擦摺動が発生するので、伝達される回転力がより安定する。
【００２４】
請求項８に係る発明によれば、例えば、磁性体として鉄を使用し、高磁気抵抗部としてステンレスや銅を使用する場合、ステンレスや銅は、鉄に比べて摩耗しやすい。そのため、ステンレスや銅からなる高磁気抵抗部が、側壁の他側に露出する状態として摩擦材と擦れると、高磁気抵抗部が磁性体よりも早く摩耗する。そのため、耐久性に問題が生じるおそれがある。そこで、本発明のように、高磁気抵抗部を磁性体の凹所に鋳込み、高磁気抵抗部が側壁の他側に露出しないようにすることで、側壁の他側の表面は全て磁性体により形成できる。これにより、摩耗に対して強くなる。つまり、耐久性を良好にすることができる。
【００２５】
請求項９に係る発明によれば、磁性体より磁気抵抗の高い領域に使用するステンレスや銅が、磁性体としての鉄より摩耗しやすいとしても、磁気抵抗の高い領域の周囲に位置する磁性体が摩擦材と摺動することで、磁気抵抗の高い領域の摩耗を抑制できる。
請求項１０に係る発明によれば、確実に、摩擦材をアーマチャに対して回転規制することができる。従って、摩擦材をアーマチャに実質的に固定的に設けることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態の駆動力伝達装置１の軸方向断面図である。
【図２】第二実施形態の駆動力伝達装置２の軸方向断面図である。
【図３】第三実施形態の駆動力伝達装置３の軸方向断面図である。
【図４】第四実施形態の駆動力伝達装置４の軸方向断面図である。
【図５】第五実施形態におけるアーマチャ５００を示す図であって、（ａ）はアーマチャ５００の軸方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】第五実施形態における摩擦材６００の軸方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の電磁クラッチを具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態においては、本発明の電磁クラッチを駆動力伝達装置に適用した場合について説明する。
【００２８】
＜第一実施形態＞
第一実施形態の駆動力伝達装置１について、図１を参照して説明する。図１は、第一実施形態の駆動力伝達装置１の軸方向断面図である。
駆動力伝達装置は、例えば、４輪駆動車において車両の走行状態に応じて駆動力が伝達される補助駆動輪側への駆動力伝達系に適用される。より詳細には、４輪駆動車において、駆動力伝達装置１は、エンジンの駆動力が伝達されるプロペラシャフトと、リアディファレンシャルとの間に連結されている。駆動力伝達装置１は、プロペラシャフトから伝達される駆動力を、伝達割合を可変にしながら、リアディファレンシャルに伝達している。
【００２９】
この駆動力伝達装置１は、いわゆる電子制御カップリングからなる。この駆動力伝達装置１は、図１に示すように、ホールカバー２０と、アウタケース３０と、インナシャフト４０と、メインクラッチ５０と、パイロットクラッチ機構６０（本発明の「電磁クラッチ」に相当）と、カム機構７０とを備えている。
【００３０】
ホールカバー２０は、略円筒形状からなり、車体に固定されている。
アウタケース３０は、ホールカバー２０の内周側に、ホールカバー２０に対して回転可能に支持されている。このアウタケース３０は、フロントハウジング３１と、リヤハウジング３２とにより形成されている。フロントハウジング３１は、非磁性材料であるアルミニウム合金からなり、有底筒状に形成されている。このフロントハウジング３１の円筒部の外周面が、ホールカバー２０の内周面に軸受を介して回転可能に支持されている。さらに、フロントハウジング３１の底部が、プロペラシャフト（図示せず）の車両後端側に連結されている。つまり、フロントハウジング３１の有底筒状の開口側が車両後側を向くように配置されている。そして、フロントハウジング３１の内周面には、スプラインが形成されている。
【００３１】
リヤハウジング３２は、軸方向の中央に貫通孔が形成された環状からなる。リヤハウジング３２の軸方向断面形状は、車両後方に開口するコの字型形状に形成されている。このリヤハウジング３２は、内周円筒部３２１と、外周円筒部３２２と、内周円筒部３２１の前端側と外周円筒部３２２の前端側とを連結する円盤状の側壁３２３（本発明の「側壁」に相当）とから構成される。つまり、リヤハウジング３２は、内周円筒部３２１と外周円筒部３２２と側壁３２３とにより囲まれる部分に、車両後方に開口する環状凹部３２４を形成している。つまり、側壁３２３の軸方向の一側（図１の右側、以下、「右側」と称する）に環状凹部３２４が形成されている。
【００３２】
そして、外周円筒部３２２の外周面が、フロントハウジング３１の後端開口部の内周側に嵌合螺着されており、フロントハウジング３１の後端開口部を覆蓋している。従って、リヤハウジング３２は、フロントハウジング３１と一体的に結合されている。
【００３３】
さらに、リヤハウジング３２の側壁３２３は、磁路を構成する磁性体３２３ａ、３２３ｂと、磁性体３２３ａ、３２３ｂにより径方向に挟んで配置され磁性体３２３ａ、３２３ｂより磁気抵抗の高い領域である高磁気抵抗部３２３ｃとを備える。内周側の磁性体３２３ａは、内周円筒部３２１の車両前端縁から径方向外方に延びるように、円環状に形成されている部分である。外周側の磁性体３２３ｂは、外周円筒部３２２の車両前端縁から径方向内方に延びるように、円環状に形成されている部分である。そして、内周円筒部３２１、外周円筒部３２２、磁性体３２３ａ、３２３ｂは、磁性材料である鉄により形成されている。
【００３４】
高磁気抵抗部３２３ｃは、円環状に形成され、内周側の磁性体３２３ａの外周面および外周側の磁性体３２３ｂの内周面に接着されている。そして、高磁気抵抗部３２３ｃは、側壁３２３の軸方向の他側（図１の左側、以下、「左側」と称する）に露出している。詳細には、高磁気抵抗部３２３ｃにおける側壁３２３の左側端面は、磁性体３２３ａ、３２３ｂにおける側壁３２３の左側端面と同一平面上に位置するように形成されている。この高磁気抵抗部３２３ｃは、非磁性材料であるステンレス鋼により環状に形成されている。
【００３５】
インナシャフト４０は、軸方向中央の外周側にスプラインが形成された軸状からなる。このインナシャフト４０は、リヤハウジング３２の中央の貫通孔を液密的に貫通して、アウタケース３０内に同軸的に挿入されている。そして、インナシャフト４０は、フロントハウジング３１及びリヤハウジング３２に対して軸方向位置を規制された状態で、フロントハウジング３１及びリヤハウジング３２に軸受を介して回転可能に支持されている。さらに、インナシャフト４０の車両後端側（図１の右側）は、ディファレンシャルギヤに連結されているドライブピニオンシャフト（図示せず）の前端側に一体的に連結固定されている。なお、アウタケース３０とインナシャフト４０とにより液密的に区画される空間内には、所定の充填率で潤滑油が充填されている。
【００３６】
メインクラッチ５０は、湿式多板式の摩擦クラッチである。このメインクラッチ５０は、鉄製の多数のクラッチ板（インナクラッチ板５１およびアウタクラッチ板５２）を備える。そして、このメインクラッチ５０は、フロントハウジング３１の内周側であって、インナシャフト４０の外周側に配置されている。
【００３７】
メインクラッチ５０を構成する各インナクラッチ板５１は、内周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。そして、各インナクラッチ板５１の内周側のスプラインが、インナシャフト４０の外周側のスプラインに嵌合している。つまり、各インナクラッチ板５１は、インナシャフト４０に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。
【００３８】
また、メインクラッチ５０を構成する各アウタクラッチ板５２は、外周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。そして、各アウタクラッチ板５２の外周側のスプラインが、フロントハウジング３１の内周側のスプラインに嵌合している。つまり、各アウタクラッチ板５２は、フロントハウジング３１に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。さらに、各アウタクラッチ板５２は、各インナクラッチ板５１の間に配置されている。つまり、各インナクラッチ板５１と各アウタクラッチ板５２とが、相互に当接して摩擦係合するとともに、相互に離間して自由状態となる。
【００３９】
パイロットクラッチ機構６０は、ヨーク６１と、電磁石６２と、アーマチャ６３と、摩擦材６４とにより構成されている。ヨーク６１は、中央に孔を有する円環状からなり、ホールカバー２０の後端側に固定されている。さらに、ヨーク６１の一部が、リヤハウジング３２により形成される環状凹部３２４に収容されている。このヨーク６１の内周側が、リヤハウジング３２の内周円筒部３２１の外周面に軸受を介して回転可能に支持されている。電磁石６２は、電磁コイルが巻回された円環状からなり、ヨーク６１の前側面に固定されている。そして、電磁石６２は、環状凹部３２４に配置されている。つまり、電磁石６２は、リヤハウジング３２の側壁３２３の右側に配置されている。この電磁石６２は、通電により磁束を発生させる。
【００４０】
アーマチャ６３は、磁性材料である鉄からなり、内周側にスプラインが形成された厚肉の円盤形状からなる。アーマチャ６３の一方端面には、環状凹溝６３ａ（本発明の「凹所」に相当）が形成されている。この環状凹溝６３ａの深さは、例えば、数ｍｍ〜十数ｍｍ程度である。さらに、環状凹溝６３ａの溝底面は、凹凸状または粗面に形成されている。一方、比較として、側壁３２３の左面は、環状凹溝６３ａの溝底面に比べて平面状に、即ち低い面粗度で形成されている。
【００４１】
さらに、この環状凹溝６３ａの径方向内方の壁面の直径は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃの内径よりも僅かに小さく設定されている。また、環状凹溝６３ａの径方向外方の壁面の直径は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃの外径よりも僅かに大きく設定されている。
【００４２】
このアーマチャ６３は、メインクラッチ５０の車両後側であって、リヤハウジング３２の側壁３２３の車両前側に配置されている。このとき、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａがリヤハウジング３２の側壁３２３の左面に対向するように、アーマチャ６３が配置されている。このとき、環状凹溝６３ａは、軸方向において、高磁気抵抗部３２３ｃのうち側壁３２３の左側面に対向している。さらに、環状凹溝６３ａの一部は、軸方向において、磁性体３２３ａ、３２３ｂに対向している。
【００４３】
そして、アーマチャ６３の内周側のスプラインは、後述するカム機構７０の支持カム部材７１の外周側のスプラインに嵌合している。つまり、アーマチャ６３は、支持カム部材７１に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。また、後述するが、支持カム部材７１は、リヤハウジング３２に対して相対回転可能となるように、リヤハウジング３２の側壁３２３の左端面に支持されている。従って、アーマチャ６３は、リヤハウジング３２に対して軸回りに相対回転可能で、且つ、軸方向に相対移動可能に配置されている。より具体的には、電磁石６２への通電時に、アーマチャ６３は、側壁３２３に向かって吸引されるように動作する。
【００４４】
摩擦材６４は、中央に孔を有する円盤状に形成されている。摩擦材６４は、ペーパー系湿式摩擦材からなる。このペーパー系湿式摩擦材６４は、例えば、木材パルプあるいはアラミド繊維等の繊維基材と、カシューダスト等の摩擦調整剤や炭酸カルシウムあるいはケイソウ土等の体質充填剤等の充填剤とを抄造して抄紙体を得る。そして、その抄紙体に熱硬化性樹脂からなる樹脂結合剤を含浸し、次いで熱成形により加熱硬化して形成したものが挙げられる。
【００４５】
詳細な形状としては、摩擦材６４の内径は、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａの径方向外方の壁面の直径と同等、もしくは、当該壁面の直径より僅かに大きく設定されている。さらに、摩擦材６４の内径は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃの内径よりも僅かに小さく設定されている。また、摩擦材６４の外径は、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａの径方向外方の壁面の直径と同等、もしくは、当該壁面の直径より僅かに小さく設定されている。さらに、摩擦材６４の外径は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃの外径よりも僅かに大きく設定されている。そして、摩擦材６４の厚みは、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａの深さよりも大きく設定されている。
【００４６】
そして、摩擦材６４は、リヤハウジング３２の側壁３２３の左面とアーマチャ６３の右面との間に非接着の状態で介在している。詳細には、摩擦材６４は、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａに非接着で嵌合されることにより、環状凹溝６３ａに保持されている。特に、環状凹溝６３ａの溝底面の凹凸状または粗面に、摩擦材６４が係着している。つまり、摩擦材６４は、環状凹溝６３ａの溝底面に引っ掛かるように当接する状態となる。このとき、摩擦材６４の径方向中心部は、軸方向において、高磁気抵抗部３２３ｃのうち側壁３２３の左側面に対向している。さらに、摩擦材６４の外周側端部及び内周側端部は、軸方向において、磁性体３２３ａ、３２３ｂに対向している。
【００４７】
そして、アーマチャ６３は、上述したように電磁石６２への通電時に側壁３２３に向かって吸引される。つまり、アーマチャ６３が側壁３２３に向かって吸引されることによって、摩擦材６４は、側壁３２３の磁性体３２３ａ、３２３ｂの一部および高磁気抵抗部３２３ｃとアーマチャ６３の環状凹溝６３ａの溝底面との間に摩擦力を発生させる。この摩擦力によって、摩擦材６４は、側壁３２３とアーマチャ６３との間で回転力を伝達する。
【００４８】
ここで、摩擦材６４と側壁３２３の左面との摩擦係数は、摩擦材６４とアーマチャ６３の環状凹溝６３ａの溝底面との摩擦係数より大きく設定されている。このような摩擦係数の関係とするために、上述したように、環状凹溝６３ａの溝底面を凹凸状または粗面に形成し、側壁３２３の左面を環状凹溝６３ａの溝底面に比べて平面状に形成している。従って、側壁３２３とアーマチャ６３とが相対回転する際に、摩擦材６４は、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａと一体的に位置し、側壁３２３に対して摺動する関係となる。
【００４９】
カム機構７０は、支持カム部材７１と、移動カム部材７２と、カムフォロアー７３とから構成されている。支持カム部材７１は、外周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。この支持カム部材７１の車両前側の面には、カム溝（図示せず）が形成されている。そして、支持カム部材７１は、インナシャフト４０の外周面に回転可能に設けられており、リヤハウジング３２の側壁３２３の左面に回転可能に支承されている。さらに、支持カム部材７１の外周側のスプラインは、アーマチャ６３の内周側のスプラインに嵌合している。つまり、支持カム部材７１は、アーマチャ６３を軸方向へ移動可能に支持し、且つ、回転方向に規制している。
【００５０】
移動カム部材７２は、内周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。この移動カム部材７２は、カム形成部７２ａと、クラッチ付勢部７２ｂと、アーマチャ規制突起７２ｃ（本発明の「離脱防止構造」を構成する）とから構成される。
【００５１】
カム形成部７２ａは、中央に潤滑油が流通する孔を有する円盤形状からなり、車両後側の面にカム溝（図示せず）が形成されている。そして、このカム溝が支持カム部材７１のカム溝に対向するように、カム形成部７２ａは、支持カム部材７１の車両前側に位置している。
【００５２】
クラッチ付勢部７２ｂは、カム形成部７２ａは、内周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。クラッチ付勢部７２ｂの外径は、フロントハウジング３１の内周面にスプラインが形成される部位の最内径よりも小さくされている。このクラッチ付勢部７２ｂの車両後面の径方向内方が、カム形成部７２ａの車両前面の径方向外方に一体的に結合されている。つまり、クラッチ付勢部７２ｂは、カム形成部７２ａに対して、車両前側にずれて位置している。このクラッチ付勢部７２ｂのスプラインは、インナシャフト４０の外周面のスプラインに嵌合している。つまり、クラッチ付勢部７２ｂは、インナシャフト４０に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。そして、クラッチ付勢部７２ｂの車両前側の面が、メインクラッチ５０を構成するインナクラッチ板５１の車両後側に対向し、インナクラッチ板５１に対して車両前側に向かって付勢可能な状態となる。
【００５３】
アーマチャ規制突起７２ｃは、クラッチ付勢部７２ｂの車両後面のうち径方向外方縁から、メインクラッチ５０とは反対側、即ち車両後側に向かって突出するように形成されている。このアーマチャ規制突起７２ｃは、アーマチャ６３の車両前側への軸方向移動を規制する役割を有している。具体的には、アーマチャ規制突起７２ｃは、電磁石６２に通電されていない状態において、アーマチャ６３が側壁３２３の左面から車両前側へ最も離れた場合の側壁３２３とアーマチャ６３の環状凹溝６３ａの開口部との隙間を摩擦材６４の厚み未満とするように、アーマチャ６３の位置を規制している。
【００５４】
カムフォロアー７３は、ボール状からなり、支持カム部材７１と移動カム部材７２の互いに対向するカム溝に介在している。つまり、カムフォロアー７３及びそれぞれのカム溝の作用により、支持カム部材７１と移動カム部材７２に相対回転が生じた際には、支持カム部材７１と移動カム部材７２とが軸方向に離間する方向へ移動する。支持カム部材７１に対する移動カム部材７２の軸方向離間量は、支持カム部材７１と移動カム部材７２との相対回転速度が大きいほど、大きくなる。ここで、支持カム部材７１は軸方向においてリヤハウジング３２に対して位置決めされている。そのため、両カム部材７１、７２に相対回転が生じた際には、移動カム部材７２が、支持カム部材７２およびリヤハウジング３２に対して車両前方へ移動する。
【００５５】
次に、上述した構成からなる駆動力伝達装置１の動作について説明する。以下、パイロットクラッチ機構６０を構成する電磁石６２の電磁コイルへ電流を供給する場合と、電流を供給しない場合について説明する。
【００５６】
まず、電磁石６２の電磁コイルへ電流を供給する場合について説明する。アウタケース３０（フロントハウジング３１およびリヤハウジング３２）は、プロペラシャフトに連結されているのでプロペラシャフトと共に回転する。そして、パイロットクラッチ機構６０には、電磁石６２の電磁コイルへ電流が供給されると、電磁石６２を基点としてヨーク６１、リヤハウジング３２の側壁３２３の磁性体３２３ａ、３２３ｂ、アーマチャ６３を循環するループ状の循環磁路が形成される。ここで、リヤハウジング３２の高磁気抵抗部３２３ｃは、当該磁束の短絡を防止している。
【００５７】
このように、循環磁路が形成されることで、アーマチャ６３が電磁石６２側、すなわち側壁３２３に向かって吸引される。その結果、アーマチャ６３は、摩擦材６４を押圧して、摩擦材６４が、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａおよび側壁３２３の左面との間で摩擦力を発生させる。そうすると、アウタケース３０のリヤハウジング３２の回転トルクが、摩擦材６４およびアーマチャ６３を介して、アーマチャ６３に回転規制されている支持カム部材７１へ伝達されて、支持カム部材７１が回転する。
【００５８】
支持カム部材７１が回転すると、支持カム部材７１と移動カム部材とが相対回転するため、カムフォロアー７３およびそれぞれのカム溝の作用により、支持カム部材７１に対して移動カム部材７２が車両前側へ移動する。そして、移動カム部材７２はメインクラッチ５０側へ移動するので、移動カム部材７２のクラッチ付勢部７２ｂがメインクラッチ５０を車両前側へ押圧することになる。
【００５９】
その結果、インナクラッチ板５１とアウタクラッチ板５２とが相互に当接して摩擦係合状態となる。そうすると、アウタクラッチ板５２に回転規制されているアウタケース３０のフロントハウジング３１の回転トルクが、メインクラッチ５０を介して、インナクラッチ板５１に回転規制されているインナシャフト４０に伝達されて、インナシャフト４０が回転する。そして、インナシャフト４０の回転は、インナシャフト４０に連結されているドライブピニオンシャフトに伝達される。
【００６０】
ここで、電磁石６２の電磁コイルへ供給する電流量を制御することで、メインクラッチ５０の各クラッチ板の摩擦係合力を制御できる。つまり、電磁石６２の電磁コイルへ供給する電流量を制御することで、プロペラシャフトの回転トルクのうちドライブピニオンシャフトに伝達される回転トルクを制御できる。
【００６１】
次に、電磁石６２の電磁コイルへ電流を供給しない場合について説明する。この場合には、パイロットクラッチ機構６０に循環磁路が形成されない。従って、アーマチャ６３は側壁３２３に吸引されない。つまり、摩擦材６４とアーマチャ６３の環状凹溝６３ａ、および、摩擦材６４と側壁３２３との間で摩擦力を発生させない。つまり、アーマチャ６３に回転規制されている支持カム部材７１とアウタケース３０とは、相対的に回転する状態となる。
【００６２】
そして、インナシャフト４０が回転していない状態であれば、支持カム部材７１と移動カム部材７２とに相対回転は生じないため、移動カム部材７２は、軸方向において支持カム部材７１に最も近接する位置に存在する。そのため、移動カム部材７２のクラッチ付勢部７２ｂは、メインクラッチ板５０を押圧しない。その結果、インナクラッチ板５１とアウタクラッチ板５２とは非係合状態となるので、両者は相対的に回転する状態となる。従って、アウタクラッチ板５２に回転規制されているアウタケース３０と、インナクラッチ板５１に回転規制されているインナシャフト４０とが、相対的に回転する状態となる。つまり、プロペラシャフトの回転トルクは、ドライブピニオンシャフトに伝達されない。
【００６３】
ここで、電磁石６２の電磁コイルへ電流を供給しない場合、移動カム部材７２は、支持カム部材７１に最も近接する位置に存在することになる。また、アーマチャ６３は、電磁石６２に吸引されないため、アーマチャ６３は、側壁３２３の左面から車両前側へ離れる方向に移動し得る。このとき、アーマチャ６３は、移動カム部材７２のアーマチャ規制突起７２ｃに当接する位置までしか、車両前側へ移動できない。
【００６４】
そして、この状態において、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａの開口部と側壁３２３の左面との隙間は、摩擦材６４の厚み未満となるように設定されている。従って、摩擦材６４がアーマチャ６３の環状凹溝６３ａから離脱することを、防止している。
【００６５】
以上説明した構成からなる駆動力伝達装置によれば、パイロットクラッチ機構６０において、従来のように多数のクラッチ板を備える構成としていない。この場合であっても、アウタケース３０からインナシャフト４０へ、所望の回転力を確実に伝達することができる。また、パイロットクラッチ機構６０において多数のクラッチ板を用いていないため、低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００６６】
また、側壁３２３およびアーマチャ６３は、磁路の磁束密度を低下する部材ではない。そのため、磁気抵抗の増大を抑制することができ、電磁コイルの通電電流を小さくすることができ、消費電力を減らすことができる。さらに、パイロットクラッチ機構６０の非動作時におけるアウタケース３０と支持カム部材７１の相対回転時に従来のようにクラッチ板同士が摺動することがないので、引き摺りトルクを低減することができる。
【００６７】
また、摩擦材６４は、側壁３２３との間、および、アーマチャ６３との間で摩擦力を発生させることができるものであればよい。従って、従来のクラッチ板のように相対回転するアウタケース３０や支持カム部材７１などに回転規制される必要もない。そのため、摩擦材６４の剛性が比較的低いものでもよい。従って、摩擦材６４として、薄肉のものを適用できる。その結果、摩擦材６４による磁路の磁束密度への影響が小さくできる。さらに、摩擦材６４は、側壁３２３およびアーマチャ６３に対して非接着に設けられている。摩擦材６４を非接着に設けることで、製造が非常に容易になり且つ安価にできると共に、接着剤と潤滑材とが反応して互いに悪影響を及ぼす懸念もない。
【００６８】
また、摩擦材６４は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃに対して摺動する。従って、摩擦材６４が高磁気抵抗部３２３ｃと摺動することで、高磁気抵抗部３２３ｃが摩耗する。一般に、高磁気抵抗部３２３ｃに用いるステンレス鋼は、磁性体３２３ａ、３２３ｂに用いる鉄よりも、摩耗しやすい材料である。そこで、本実施形態においては、摩擦材６４は、高磁気抵抗部３２３ｃのみではなく、磁性体３２３ａ、３２３ｂに対して摺動するようにしている。これにより、ステンレス鋼が鉄よりも摩耗しやすいとしても、摩擦材６４の一部が磁性体３２３ａ、３２３ｂと摺動することで、高磁気抵抗部３２３ｃの摩耗を抑制できる。
【００６９】
＜第一実施形態の変形態様＞
上記第一実施形態において、摩擦材６４は、ペーパー系湿式摩擦材からなるとした。この他に、摩擦材６４は、鉄などの金属製の薄肉の座金に、上述したペーパー系湿式摩擦材を貼着する構成としてもよい。この場合、摩擦材６４を構成する座金が、アーマチャ６３の環状凹溝６３ａ側に位置するようにし、摩擦材６４を構成するペーパー系湿式摩擦材が、側壁３２３側に位置するようにする。
【００７０】
＜第二実施形態＞
第二実施形態の駆動力伝達装置２について、図２を参照して説明する。図２は、第二実施形態の駆動力伝達装置２の軸方向断面図である。第二実施形態における駆動力伝達装置２は、第一実施形態の駆動力伝達装置１に対して、移動カム部材１７２がアーマチャ規制突起７２ｃを有しない構成とした点と、スナップリング１００を追加した点が相違する。他の構成は、実質的に同一であるため、図２において、第一実施形態の駆動力伝達装置１と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００７１】
第二実施形態の移動カム部材１７２は、カム形成部７２ａとクラッチ付勢部７２ｂとから構成される。すなわち、この移動カム部材１７２は、第一実施形態のアーマチャ規制突起７２ｃを有しない。
【００７２】
スナップリング１００は、フロントハウジング３１の内周面のうち、メインクラッチ５０が配置される部位とアーマチャ６３が配置される部位との間に固定されている。このスナップリング１００の車両後側の端面は、第一実施形態における、移動カム部材７２が車両後側に位置する状態におけるアーマチャ規制突起７２ｃの車両後側の端部の位置と同一である。つまり、スナップリング１００は、第一実施形態のアーマチャ規制突起７２ｃと同一の機能を有する。すなわち、電磁石６２の電磁コイルへ電流を供給しない場合、アーマチャ６３は、スナップリング１００に当接する位置までしか、車両前側へ移動できない。
本実施形態においても、実質的に、第一実施形態と同一の効果を奏する。
【００７３】
＜第三実施形態＞
第三実施形態の駆動力伝達装置３について、図３を参照して説明する。図３は、第三実施形態の駆動力伝達装置３の軸方向断面図である。第三実施形態における駆動力伝達装置３は、第一実施形態の駆動力伝達装置１に対して、側壁２００のみ相違する。他の構成は、実質的に同一であるため、図３において、第一実施形態の駆動力伝達装置１と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
側壁２００は、磁路を構成する磁性体２０１と、高磁気抵抗部２０２とから構成される。磁性体２０１は、側壁２００の図３の右側に開口する凹所２０１ａが形成されている。この凹所２０１ａは、第一実施形態の磁性体３２３ａと磁性体３２３ｂとの間に対応する位置に位置している。つまり、磁性体２０１は、側壁２００の図３の左側において、全面に亘って存在している。換言すると、側壁２００の図３の左面は、全て、磁性体２０１により形成されている。この磁性体２０１は、鉄により形成されている。
【００７５】
そして、高磁気抵抗部２０２は、磁性体２０１より磁気抵抗の高い領域となるように、磁性体２０１の凹所２０１ａに鋳込み形成されている。つまり、高磁気抵抗部２０２は、磁性体２０１により径方向に挟んで配置された状態で、且つ、側壁２００の図３の左側には露出しないように設けられている。この高磁気抵抗部２０２は、例えば、銅またはステンレス鋼により鋳込み形成されている。
【００７６】
この場合、高磁気抵抗部２０２は、側壁２００の図３の左側に露出していないため、摩擦材６４と摺動しない。従って、高磁気抵抗部２０２として使用される銅またはステンレス鋼が、磁性体２０１に使用される鉄に比べて摩耗しやすいとしても、高磁気抵抗部２０２が摩擦材６４と摺動しない以上、摩耗の問題が生じることはない。
【００７７】
＜第四実施形態＞
第四実施形態の駆動力伝達装置４について、図４を参照して説明する。図４は、第四実施形態の駆動力伝達装置４の軸方向断面図である。第四実施形態における駆動力伝達装置４は、第一実施形態の駆動力伝達装置１に対して、アーマチャ３００と摩擦材４００のみ相違する。他の構成は、実質的に同一であるため、図４において、第一実施形態の駆動力伝達装置１と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
アーマチャ３００は、第一実施形態のアーマチャ６３に対して、環状凹溝３０１の形状のみ相違する。以下、相違点のみについて説明する。環状凹溝３０１の径方向内方の壁面の直径は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃの内径とほぼ同一に設定されている。また、環状凹溝６３ａの径方向外方の面の直径は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃの外径とほぼ同一に設定されている。
【００７９】
摩擦材４００の内径は、アーマチャ３００の環状凹溝３０１の径方向外方の壁面の直径と同等、もしくは、当該壁面の直径より僅かに大きく設定されている。さらに、摩擦材４００の内径は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃの内径と同一、もしくは、当該内径より大きく設定されている。また、摩擦材４００の外径は、アーマチャ３００の環状凹溝３０１の径方向外方の壁面と同等、もしくは、当該壁面の直径より僅かに小さく設定されている。さらに、摩擦材４００の外径は、側壁３２３の高磁気抵抗部３２３ｃの外径と同一、もしくは、当該外径よりも僅かに小さく設定されている。この場合、アーマチャ３００が側壁３２３に吸引された場合に、摩擦材４００は、高磁気抵抗部３２３ｃに対して接触して摺動するが、磁性体３２３ａ、３２３ｂとは接触しない。
【００８０】
ここで、電磁石６２へ通電した時の循環磁路は、電磁石６２を基点としてヨーク６１、リヤハウジング３２の側壁３２３の磁性体３２３ａ、３２３ｂ、アーマチャ６３を循環するループ状の循環磁路が形成される。そして、高磁気抵抗部３２３ｃおよび摩擦材４００は、循環磁路を形成しない。
【００８１】
本実施形態によれば、摩擦材４００が、磁性体３２３ａ、３２３ｂに接触しない大きさとなることから、摩擦材４００が、磁性体３２３ａ、３２３ｂとアーマチャ３００とをつなぐ循環磁路への影響が小さくなる。これにより、循環磁路の磁束密度を高くすることができる。
【００８２】
＜第五実施形態＞
第五実施形態の駆動力伝達装置について図５および図６を参照して説明する。図５は、第五実施形態におけるアーマチャ５００を示す図であって、（ａ）はアーマチャ５００の軸方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。ただし、図５において、内周側のスプラインは図示していない。図６は、第五実施形態における摩擦材６００の軸方向から見た図である。ここで、第五実施形態の駆動力伝達装置は、第一実施形態の駆動力伝達装置１に対して、アーマチャ５００および摩擦材６００のみ相違する。他の構成は、実質的に同一であるため説明を省略する。
【００８３】
アーマチャ５００は、第一実施形態のアーマチャ６３に対して、環状凹溝５０１の形状のみ相違する。環状凹溝５０１の径方向外方の壁面は、周方向に凹凸状に形成されている。環状凹溝５０１の径方向内方の壁面は、円形状に形成されている。摩擦材６００の外周縁は、環状凹溝５０１の径方向外方の壁面の凹凸状に対して周方向に係合するような凹凸状に形成されている。そして、摩擦材６００は、環状凹溝５０１に、それぞれの凹凸状が対応するように嵌合される。
【００８４】
これにより、摩擦材６００をアーマチャ５００に対して回転規制することができる。従って、摩擦材６００をアーマチャに実質的に固定的に設けることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１、２、３、４：駆動力伝達装置
２０：ホールカバー
３０：アウタケース、  ３１：フロントハウジング、  ３２：リヤハウジング
３２１：内周円筒部、  ３２２：外周円筒部
３２３、２００：側壁、  ３２４：環状凹部
３２３ａ、３２３ｂ、２０１：磁性体、  ３２３ｃ、２０２：高磁気抵抗部
４０：インナシャフト
５０：メインクラッチ、 ５１：インナクラッチ板、５２：アウタクラッチ板
６０：パイロットクラッチ機構
６１：ヨーク、 ６２：電磁石、 ６３、３００、５００：アーマチャ
６３ａ、３０１、５０１：環状凹溝、  ６４、４００、６００：摩擦材
７０：カム機構
７１：支持カム部材、  ７２、１７２：移動カム部材、  ７３：カムフォロアー
７２ａ：カム形成部、  ７２ｂ：クラッチ付勢部、  ７２ｃ：アーマチャ規制突起
１００：スナップリング
２０１ａ：凹所 
【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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