(57)【要約】【課題】電磁石への非通電状態でパイロットクラッチ機構の作動を制御することができる電磁クラッチ装置を提供する。【解決手段】ハウジング３とハブ５（一対の相対回転部材）間に配置されたメインクラッチ機構７と、このメインクラッチ機構７に締結力を付与するカム機構９と、このカム機構９に推力を発生させる多板式のパイロットクラッチ機構１１と、このパイロットクラッチ機構１１の締結力を制御する電磁石１３とを備えた電磁クラッチ装置１において、電磁石１３への非通電状態で、パイロットクラッチ機構１１のアウタクラッチ板１５（第１のクラッチ板）とインナクラッチ板１７（第２のクラッチ板）との間の隙間を確保する隔離手段１９を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の相対回転部材間に配置されたメインクラッチ機構と、該メインクラッチ機構に締結力を付与するカム機構と、該カム機構に推力を発生させる多板式のパイロットクラッチ機構と、該パイロットクラッチ機構の締結力を制御する電磁石とを備えた電磁クラッチ装置であって、
前記電磁石への非通電状態で、前記パイロットクラッチ機構の第１のクラッチ板と第２のクラッチ板との間の隙間を確保する隔離手段を設けたことを特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項２】
請求項１記載の電磁クラッチ装置であって、
前記パイロットクラッチ機構の軸方向には、一方側にロータを備え、他方側にアーマチャを備え、前記電磁石への通電状態で、前記電磁石と前記ロータと前記パイロットクラッチ機構と前記アーマチャとを透過する磁束ループが形成され、前記隔離手段は、前記磁束ループの外側に配置されることを特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項３】
請求項１記載の電磁クラッチ装置であって、
前記パイロットクラッチ機構の軸方向には、一方側にロータを備え、他方側にアーマチャを備え、前記電磁石への通電状態で、前記電磁石と前記ロータと前記パイロットクラッチ機構と前記アーマチャとを透過する磁束ループが形成され、前記隔離手段は、前記パイロットクラッチ機構の摺動面と並列配置されていることを特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁クラッチ装置であって、
前記隔離手段は、弾性体であり、前記第１のクラッチ板の半径方向に対向配置され、前記弾性体の自由長が前記第１のクラッチ板の板厚より大きいことを特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁クラッチ装置であって、
前記隔離手段は、前記磁束ループの２箇所を隔離することを特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項６】
請求項４記載の電磁クラッチ装置であって、
前記弾性体は、環状に形成され、周方向全域がウェーブ形状に形成されたスプリングであることを特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項７】
請求項４記載の電磁クラッチ装置であって、
前記弾性体は、合成ゴム製のリングであることを特徴とする電磁クラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁石と多板式のパイロットクラッチ機構とを備えた電磁クラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に電磁石と、パイロットクラッチ機構と、カム機構と、メインクラッチ機構とを備えたトルク伝達機構が記載されている。このトルク伝達機構では、電磁石への通電によりパイロットクラッチ機構を締結させ、カム機構でカムスラスト力を発生させることによって、メインクラッチ機構を締結させている。このようなトルク伝達機構におけるパイロットクラッチ機構では、クラッチ板を潤滑するオイルの粘性、もしくは電磁石への通電停止後における残留磁気によって、電磁石への非通電状態で、パイロットクラッチ機構において締結力が発生し、メインクラッチ機構に締結作用が生じる恐れがあった。
【０００３】
このため、このトルク伝達機構では、パイロットクラッチ機構とメインクラッチ機構との間に配置されたカム機構に、電磁石への非通電状態で、パイロットクラッチ機構の締結力がメインクラッチ機構へ伝達されることを抑制する抑制手段が設けられている。
【特許文献１】特開２００５−３４４９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のトルク伝達機構では、抑制手段は、電磁石への非通電状態で、パイロットクラッチ機構の締結力がメインクラッチ機構へ伝達されることを抑制するものであって、パイロットクラッチ機構で発生する締結力（ひきずりトルク）を抑制するものではない。このため、パイロットクラッチ機構では、電磁石への非通電状態で、ひきずりトルクが発生しており、カム機構にはパイロットクラッチ機構のひきずりトルクが伝達されていた。
【０００５】
また、カム機構に抑制手段を設けているが、カム機構では大きなカムスラスト力が発生するため、抑制手段の剛性を高くしなければならない。
【０００６】
そこで、この発明は、電磁石への非通電状態でパイロットクラッチ機構の締結力を抑制することができる電磁クラッチ装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、一対の相対回転部材間に配置されたメインクラッチ機構と、該メインクラッチ機構に締結力を付与するカム機構と、該カム機構に推力を発生させる多板式のパイロットクラッチ機構と、該パイロットクラッチ機構の締結力を制御する電磁石とを備えた電磁クラッチ装置であって、前記電磁石への非通電状態で、前記パイロットクラッチ機構の第１のクラッチ板と第２のクラッチ板との間の隙間を確保する隔離手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の電磁クラッチ装置であって、前記パイロットクラッチ機構の軸方向には、一方側にロータを備え、他方側にアーマチャを備え、前記電磁石への通電状態で、前記電磁石と前記ロータと前記パイロットクラッチ機構と前記アーマチャとを透過する磁束ループが形成され、前記隔離手段は、前記磁束ループの外側に配置されることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１記載の電磁クラッチ装置であって、前記パイロットクラッチ機構の軸方向には、一方側にロータを備え、他方側にアーマチャを備え、前記電磁石への通電状態で、前記電磁石と前記ロータと前記パイロットクラッチ機構と前記アーマチャとを透過する磁束ループが形成され、前記隔離手段は、前記パイロットクラッチ機構の摺動面と並列配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁クラッチ装置であって、前記隔離手段は、弾性体であり、前記第１のクラッチ板の半径方向に対向配置され、前記弾性体の自由長が前記第１のクラッチ板の板厚より大きいことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁クラッチ装置であって、前記隔離手段は、前記磁束ループの２箇所を隔離することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項４記載の電磁クラッチ装置であって、前記弾性体は、環状に形成され、周方向全域がウェーブ形状に形成されたスプリングであることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項４記載の電磁クラッチ装置であって、前記弾性体は、合成ゴム製のリングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の電磁クラッチ装置は、電磁石への非通電状態で、パイロットクラッチ機構の第１のクラッチ板と第２のクラッチ板との間の隙間を確保する隔離手段が設けられているので、電磁石への非通電状態で、パイロットクラッチ機構においてオイルの粘性又は電磁石への通電停止後における残留磁気に起因してひきずりトルクが発生することを抑制することができる。このため、電磁石への非通電状態で、カム機構及びメインクラッチ機構が作動することを防止することができる。
【００１５】
請求項２の電磁クラッチ装置は、隔離手段が磁束ループの外側に配置されているので、電磁石、ロータ、パイロットクラッチ機構及びアーマチャを透過する磁束の経路に影響を与えることがなく、磁束ループの設定に隔離手段が影響を与えることがない。
【００１６】
請求項３の電磁クラッチ装置は、隔離手段がパイロットクラッチ機構の摺動面と並列配置されているので、電磁石への通電時に摺動面の押圧振動を緩和することができる。
【００１７】
請求項４の電磁クラッチ装置は、隔離手段が弾性体であり、弾性体の自由長が第１のクラッチ板の板厚より大きいので、電磁石への非通電状態で、第１のクラッチ板と第２のクラッチ板との隙間を確実に保持することができる。
【００１８】
請求項５の電磁クラッチ装置は、隔離手段が磁束ループの２箇所を隔離するので、電磁石への通電停止後、残留磁気を効果的に断つことができ、パイロットクラッチ機構においてひきずりトルクの発生を抑制することができる。
【００１９】
請求項６の電磁クラッチ装置は、弾性体が環状に形成され、周方向全域がウェーブ形状に形成されたスプリングであるので、ウェーブ形状の調整・変更によってパイロットクラッチ機構の締結力の調整を行うことができる。
【００２０】
請求項７の電磁クラッチ装置は、弾性体が合成ゴム製のリングであるので、硬度、太さなどの調整・変更によってパイロットクラッチ機構の締結力の調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１、図２を用いて第１実施形態について説明する。
【００２２】
本実施形態の電磁クラッチ装置１は、ハウジング３とハブ５（一対の相対回転部材）間に配置されたメインクラッチ機構７と、このメインクラッチ機構７に締結力を付与するカム機構９と、このカム機構９に推力を発生させる多板式のパイロットクラッチ機構１１と、このパイロットクラッチ機構１１の締結力を制御する電磁石１３とを備えている。そして、電磁石１３への非通電状態で、パイロットクラッチ機構１１のアウタクラッチ板１５（第１のクラッチ板）とインナクラッチ板１７（第２のクラッチ板）との接触を防止する隔離手段１９を設けている。
【００２３】
図１に示すように、ハウジング３の一側には、フランジ２１がボルト２３で固定されている。フランジ２１は、駆動源（不図示）の駆動力によって回転され、ハウジング３を回転させる。ハウジング３内には、ベアリング２５，２７を介してハブ５が回転可能に支承されている。ハウジング３とハブ５は、メインクラッチ機構７によって断続される。
【００２４】
メインクラッチ機構７は、ハウジング３の内周側にスプライン連結されたアウタクラッチ板２９と、ハブ５の外周側にスプライン連結されたインナクラッチ板３１とを備えている。このメインクラッチ機構７は、カム機構９のカムスラスト力により移動されたプレッシャリング３７によって締結される。
【００２５】
カム機構９は、カムリング３３と、カムボール３５と、プレッシャリング３７とを備えている。カムリング３３は、ハブ５の外周側に軸方向移動可能に支持されている。また、カムリング３３の背面には、カムスラスト力を受けるベアリング３９が配置されている。カムボール３５は、カムリング３３とプレッシャリング３７との間に配置され、カムスラスト力によりプレッシャリング３７を軸方向移動させる。プレッシャリング３７は、ハブ５の外周側に軸方向移動可能に支持され、カムスラスト力によって軸方向移動されてメインクラッチ機構７を締結させる。このカム機構９は、パイロットクラッチ機構１１によってカムスラスト力が発生される。
【００２６】
パイロットクラッチ機構１１は、ハウジング３の内周側にスプライン連結されたアウタクラッチ板１５と、カムリング３３の内周側にスプライン連結されたインナクラッチ板１７とを備えている。また、各々のアウタクラッチ板１５、インナクラッチ板１７には、半径方向中間部に周方向に沿って複数のブリッジ部が設けられ、摺動部が内外周側の２箇所に区画されている。また、パイロットクラッチ機構１１の一側にはロータ４１が配置され、他側にはアーマチャ４３が配置されている。ロータ４１は、ベアリング４５及び電磁石１３を介して図示外の静止側ハウジングに回転可能に支承されている。アーマチャ４３は、ハウジング３の内周側にスプライン連結され、軸方向移動可能に支持されている。このパイロットクラッチ機構１１は、電磁石１３への通電によりアーマチャ４３が電磁石１３側へ軸方向移動されて締結され、カムリング３３とプレッシャリング３７との間に差回転を生じさせてカム機構９でカムスラスト力を発生させる。なお、電磁石１３への通電は、通電時の電圧を所定周波で与えるＰＷＭ制御によって行われている。
【００２７】
電磁石１３は、ロータ４１の内周側に支持され、キャリア（不図示）に回り止めされている。電磁石１３の内外周面とロータ４１の内外周面との間には、所定隙間ａ，ｂを有して対向している。電磁石１３には、コネクタ４７が連結され、コネクタ４７によって通電される。また、電磁石１３が通電状態のとき、所定隙間ａ，ｂを含めて、電磁石１３とロータ４１とパイロットクラッチ機構１１とアーマチャ４３とを透過する磁束によって磁束ループ４９が形成される。この磁束ループ４９の形成により、アーマチャ４３が電磁石１３側へ吸引され、パイロットクラッチ機構１１が締結する。
【００２８】
なお、ハウジング３内には、メインクラッチ機構７、パイロットクラッチ機構１１などを潤滑するオイルが封入されており、シール５１，５３及びＯリング５５によってハウジング３内が密閉されている。
【００２９】
この電磁クラッチ装置１は、電磁石１３に通電することにより、アーマチャ４３が電磁石１３側へ吸引され、パイロットクラッチ機構１１が締結する。このパイロットクラッチ機構１１の締結により、カムリング３３とプレッシャリング３７との間に差回転が生じ、カム機構９でカムスラスト力が発生される。このカム機構９のカムスラスト力により、プレッシャリング３７がメインクラッチ機構７側に軸方向移動され、メインクラッチ機構７が締結される。このメインクラッチ機構７の締結により、ハウジング３とハブ５とが連結され、ハウジング３側の駆動トルクがハブ５側に伝達される。
【００３０】
ここで、パイロットクラッチ機構１１のインナクラッチ板１７，１７間には、電磁石１３への非通電状態で、アウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との間の隙間を確保する隔離手段１９が設けられている。この隔離手段１９は、図２に示すように、環状に形成され、周方向全域がウェーブ形状に形成されたスプリング５７となっている。
【００３１】
スプリング５７は、磁束ループ４９の外側（図１における磁束ループ４９のサークルの範囲の外側）でインナクラッチ板１７，１７間の内周側で、アウタクラッチ板１５の両側の摺動面と、２つのインナクラッチ板１７，１７の摺動面に並列配置されている。このスプリング５７の自由長は、アウタクラッチ板１５の板厚よりも大きく設定されている。しかしながら、隙間を形成するためのスプリング５７の自由長からアウタクラッチ板１５の板厚を引いた隙間の値５９，５９は、上述した隙間ａ，ｂよりは小さく設定され、電磁石１３への通電時のアーマチャ４３の吸引応答性を極力低下させないように設定されている。このため、電磁石１３への非通電状態で、アウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との間に隙間５９，５９が形成されている。この隙間５９，５９によって、電磁石１３への通電停止後の残留磁気による磁束ループ４９の形成を防止している。スプリング５７をインナクラッチ板１７，１７との間に配置することにより、図１において、アウタクラッチ板１５の左側の内外摺動面２箇所、右側の内外摺動面２箇所、すなわち、磁束ループ４９における４箇所を同時に隔離することができ、残留磁気を効果的に断つことができる。
【００３２】
なお、スプリング５７の自由長は、隙間５９，５９を形成できる大きさであれば良く、スプリング５７の硬度も、必要なパイロットクラッチ機構１１の締結力に合わせて設定すれば良い。また、パイロットクラッチ機構１１のクラッチ板間の隙間は、アーマチャ４３の背面がプレッシャリング３７の背面に当接するまでの軸方向スペースに設定されている。さらに、スプリング５７をインナクラッチ板１７，１７間の内周側に配置したが、アウタクラッチ板１５，１５間の外周側に配置しても良い。この場合、スプリング５７の自由長は、インナクラッチ板１７の板厚よりも大きく設定する。
【００３３】
このような電磁クラッチ装置１では、電磁石１３への非通電状態で、パイロットクラッチ機構１１のアウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との間の隙間を確保するスプリング５７（隔離手段１９）が設けられているので、電磁石１３への非通電状態で、パイロットクラッチ機構１１においてオイルの粘性や残留磁気に起因するひきずりトルクを発生することがない。このため、電磁石１３への非通電状態で、カム機構９及びメインクラッチ機構７が作動することを防止することができる。
【００３４】
また、スプリング５７が磁束ループ４９の外側に配置されているので、電磁石１３、ロータ４１、パイロットクラッチ機構１１及びアーマチャ４３を透過する磁束ループ４９に影響を与えることがなく、磁束ループ４９の設定にスプリング５７が影響を与えることがない。
【００３５】
さらに、電磁石１３へ通電してＰＷＭ制御を行ったときにパイロットクラッチ機構１１に締結振動が入力しても、スプリング５７がパイロットクラッチ機構１１の摺動面と並列配置されているので、パイロットクラッチ機構１１の締結振動を緩和することができ、電磁クラッチ装置１における共振放射音の発生を防止することができる。
【００３６】
また、スプリング５７の自由長がアウタクラッチ板１５の板厚より大きいので、電磁石１３への非通電状態で、アウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との隙間を確実かつ容易に保持させることができる。
【００３７】
さらに、スプリング５７がアウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との間に隙間５９，５９を形成するので、電磁石１３への通電停止後、残留磁気によって磁束ループ４９が形成されることがなく、電磁石１３への非通電状態で、パイロットクラッチ機構１１においてひきずりトルクの発生するを抑制することができる。
【００３８】
また、スプリング５７のウェーブ形状の調整・変更によってパイロットクラッチ機構１１の締結力の調整を行うことができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
図３、図４を用いて第２実施形態について説明する。
【００４０】
本実施形態の電磁クラッチ装置１０１は、隔離手段１１９が合成ゴム製のリング１６１となっている。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は第１実施形態と同等である。
【００４１】
図３に示すように、パイロットクラッチ機構１１のアウタクラッチ板１５，１５間には、電磁石１３への非通電状態で、アウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との間の隙間を確保する隔離手段１１９が設けられている。この隔離手段１１９は、図４に示すように、合成ゴム製のリング１６１となっている。
【００４２】
リング１６１は、磁束ループ４９の外側でアウタクラッチ板１５，１５間の外周側の摺動面に２個並列配置され、アウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との対向する内外の摺動面２箇所を各々隔離している。このリング１６１，１６１の自由長は、インナクラッチ板１７，１７の板厚よりも大きく設定されている。このため、電磁石１３への非通電状態で、アウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との間に隙間１６３，１６３及び隙間１６５，１６５が形成されている。この隙間１６３，１６３及び隙間１６５，１６５によって、電磁石１３への通電停止後の残留磁気による磁束ループ４９の形成を分断するように機能する。
【００４３】
なお、リング１６１，１６１の自由長は、隙間１６３，１６３及び隙間１６５，１６５を形成できる大きさであれば良く、リング１６１，１６１の硬度も、必要なパイロットクラッチ機構１１の締結力に合わせて合成ゴムの種類を選定すれば良い。また、リング１６１をアウタクラッチ板１５，１５間の外周側に配置したが、インナクラッチ板１７，１７間の内周側に配置しても良い。この場合、リング１６１の自由長は、アウタクラッチ板１５の板厚よりも大きく設定する。
【００４４】
このような電磁クラッチ装置１０１では、電磁石１３への非通電状態で、パイロットクラッチ機構１１のアウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７との間の隙間を確保するリング１６１（隔離手段１１９）が設けられているので、電磁石１３への非通電状態で、パイロットクラッチ機構１１においてひきずりトルクを発生することがない。このため、電磁石１３への非通電状態で、カム機構９及びメインクラッチ機構７が作動することを防止することができる。
【００４５】
また、リング１６１の硬度、太さなどの調整・変更によってパイロットクラッチ機構１１の締結力の調整を行うことができる。
【００４６】
なお、図５は、隔離手段１９，１１９を有していないときのパイロットクラッチ機構１１’でのトルク変化と、隔離手段１９，１１９を有しているときのパイロットクラッチ機構１１でのトルク変化を示した図である。また、６７は電磁石１３への通電量を示すものである。
【００４７】
図５に示すように、隔離手段１９，１１９を有しているときのパイロットクラッチ機構１１では、隔離手段１９，１１９を有していないときのパイロットクラッチ機構１１’と比較して、電磁石１３へ通電していない状態でのトルクが低くなっている。つまり、隔離手段１９，１１９を有しているときのパイロットクラッチ機構１１では、ひきずりトルクの発生が抑制されている。また、伝達トルクの脈動についても隔離手段１９，１１９を有した場合、低減されている。
【００４８】
また、隔離手段１９，１１９を有しているときのパイロットクラッチ機構１１では、電磁石１３への通電開始直後のトルク増加が遅れている。これは、隔離手段１９，１１９であるスプリング５７、リング１６１が収縮を開始してから、アウタクラッチ板１５とインナクラッチ板１７とが接触するまでに掛かる遅延６９である。しかしながら、この遅延６９については、電磁クラッチ装置の使用形態に合わせて、隔離手段１９，１１９の材料、弾性特性を設定してやれば良い。
【００４９】
さらに、磁束ループ４９上の経路において、ロータ４１、パイロットクラッチ機構１１、アーマチャ４３のいずれかの当接面を相手側部材から離間させるように隔離手段を配置することで、残留磁気による部材間の貼り付きを防止することができる。
【００５０】
また、アーマチャ４３やロータ４１に隔離手段としての凹凸部を設けたり、アーマチャ４３やロータ４１に凹部を形成して、凹部内に弾性体を配置しても良い。
【００５１】
なお、隔離手段を弾性体にする場合、上述した実施形態に示すものに替えて、皿バネ、板バネ、コイルバネなどの他の弾性体を用いることができる。また、熱可逆性の材料を用いることにより、部材やオイルの温度特性によってパイロットクラッチの引きずり特性を変えることもできる。例えば、電磁クラッチ装置が極低温環境で使用された場合、引きずりトルクを抑制するのに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）第１実施形態の電磁クラッチ装置の断面図である。（ｂ）図１（ａ）のＰ部拡大図である。（ｃ）図１（ａ）のＱ部拡大図である。
【図２】第１実施形態のスプリングの斜視図である。
【図３】（ａ）第２実施形態の電磁クラッチ装置の断面図である。（ｂ）図２（ａ）のＰ部拡大図である。
【図４】第２実施形態のリングの斜視図である。
【図５】隔離手段を有しているときと、いないときのパイロットクラッチ機構のトルク変化を表した図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、１０１…電磁クラッチ装置
３…ハウジング
５…ハブ
７…メインクラッチ機構
９…カム機構
１１…パイロットクラッチ機構
１３…電磁石
１５…アウタクラッチ板
１７…インナクラッチ板
１９、１１９…隔離手段
４１…ロータ
４３…アーマチャ
４９…磁束ループ
５７…スプリング
５９、１６３、１６５…隙間
１０１…電磁クラッチ装置
１６１…リング
【図１】
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【図２】
2008038958.tif 000004
【図３】
2008038958.tif 000005
【図４】
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【図５】
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