(57)【要約】【課題】電磁式アクチュエータ１０ａおよび被アクチュエータであるクラッチ機構１０ｂを備える車両用駆動力伝達装置１０においては、長期間の使用によって、クラッチ機構１０ｂに経時変化が生じてエアギャップに変化が生じても、電磁式アクチュエータ１０ａにて発生するクラッチ機構１０ｂに対する作動力に対する影響を極力抑制して、クラッチ機構１０ｂを的確に作動するようにする。【解決手段】ヨーク１３とアーマチャ１４とを互いに連結させる連結構造１０ｃを、アーマチャ１４をヨーク１３側へ吸引する吸引力に関与する第１のエアギャップＡＧ1と、磁路の短絡に関与するが吸引力には関与しない第２のエアギャップＡＧ2を有する構成として、第２のエアギャップＡＧ2を、第１のエアギャップＡＧ1との関係の下で的確に設定することにより、第１のエアギャップＡＧ1の変化に起因する磁気抵抗の変化に関わらず、第１のエアギャップＡＧ1における磁束の変化を大幅に抑制する。【選択図】    図３
2008151296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する両回転部材間に位置するクラッチ機構と、導線を巻回してなる電磁コイルを支持する支持部材と、同支持部材に対向して進退可能に位置する移動部材と、前記移動部材の移動力を作動力として前記クラッチ機構に伝達する作動力伝達部材を備え、前記電磁コイルに対する電流の印加により生じる磁力の吸引作用にて前記移動部材を前記支持部材側に移動して、前記作動力伝達部材を介して前記クラッチ機構に作動力を付与して、前記クラッチ機構を結合する電磁式クラッチであり、前記支持部材は、前記移動部材側に開口する凹部または凸部を備え、かつ、前記移動部材は、前記支持部材の凹部または凸部に対向する凸部または凹部を備え、前記移動部材は、前記支持部材に対して、これらの凸部および凹部を互いに嵌合した状態で軸方向へ移動可能に組付けられていて、前記支持部材の凹部側の先端面または凸部の基端部側の先端面と、前記移動部材の凸部の基端部側の先端面または凹部側の先端面との隙間が第１のエアギャップに形成され、かつ、前記支持部材の凹部の内周または凸部の外周と前記移動部材の凸部の外周または凹部の内周との隙間が第２のエアギャップに形成されていることを特徴とする電磁式クラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁式クラッチにおいて、前記支持部材は、周方向に所定間隔を保持して位置して前記移動部材側に突出する複数の突起部のそれぞれに電磁コイルを備えるとともに、前記各突起部は、前記移動部材側に対向する凹部または凸部を備え、かつ、前記移動部材は、前記支持部材の各突起部の凹部または凸部に対向する凸部または凹部を備え、前記移動部材は、前記支持部材の各突起部に対して、これらの凸部および凹部を互いに嵌合した状態で軸方向へ移動可能に組付けられていることを特徴とする電磁式クラッチ。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁式クラッチを一構成機構とする車両用駆動力伝達装置であり、当該車両用駆動力伝達装置は、互いに同軸的かつ回転可能に位置し一方が駆動軸側に連結されかつ他方が従動軸側に連結される内外両回転部材間に位置するクラッチ機構と、導線を巻回してなる電磁コイルを支持する支持部材と、同支持部材に対向して進退可能に位置する移動部材と、前記移動部材の移動力を作動力として前記クラッチ機構に伝達する作動力伝達部材を備え、前記電磁コイルに対する電流の印加により生じる磁力の吸引作用にて前記移動部材を前記支持部材側に移動して、前記作動力伝達部材を介して前記クラッチ機構に作動力を付与して前記クラッチ機構を結合し、前記両回転部材を介して前記駆動軸と前記従動軸とを互いにトルク伝達可能に連結する駆動力伝達装置であって、前記支持部材は、前記移動部材側に開口する凹部または凸部を備え、かつ、前記移動部材は、前記支持部材の凹部または凸部に対向する凸部または凹部を備え、前記移動部材は、前記支持部材に対して、これらの凸部および凹部を互いに嵌合した状態で軸方向へ移動可能に組付けられていて、前記支持部材の凹部側の先端面または凸部の基端部側の先端面と前記移動部材の凸部の基端部側の先端面または凹部側の先端面との隙間が第１のエアギャップに形成され、かつ、前記支持部材の凹部の内周または凸部の外周と前記移動部材の各凸部の外周または各凹部の内周との隙間が第２のエアギャップに形成されていることを特徴とする車両用駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用駆動力伝達装置において、前記支持部材は、周方向に所定間隔を保持して位置して前記移動部材側に突出する複数の突起部のそれぞれに電磁コイルを備えるとともに、前記各突起部は、前記移動部材側に対向する凹部または凸部を備え、かつ、前記移動部材は、前記支持部材の各突起部の凹部または凸部に対向する凸部または凹部を備え、前記移動部材は、前記支持部材の各突起部に対して、これらの凸部および凹部を互いに嵌合した状態で軸方向へ移動可能に組付けられていることを特徴とする車両用駆動力伝達装置。
【請求項５】
請求項３に記載の車両用駆動力伝達装置において、前記クラッチ機構は、複数のインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートを交互に有する多板式クラッチであって、前記両回転部材が構成するクラッチハウジング内に配置されているとともに、前記作動力伝達部材は前記支持部材の中央部を移動可能に貫通した状態で前記クラッチハウジングの一側と前記移動部材の一側に臨み、前記作動力伝達部材と前記両回転部材の一方との間には、前記クラッチ機構を構成する各クラッチプレート間の隙間を確保すべく機能するスプリングが介装され、かつ、前記作動力伝達部材と前記移動部材との間には、前記第１のエアギャップを確保すべく機能するスペーサが介装されていることを特徴とする車両用駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁式クラッチ、および、当該電磁式クラッチを一構成機構とする車両用駆動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁式クラッチの一形式として、磁性体の外周に導線を巻回してなる電磁コイルを支持する支持部材（ヨーク）と、前記支持部材に対向して進退可能に位置する移動部材（アーマチャ）と、前記移動部材の移動力を作動力として被アクチュエータであるクラッチ機構に伝達する作動力伝達部材を有する電磁式アクチュエータを備え、前記電磁コイルに対する電流の印加により生じる磁力の作用にて前記移動部材を前記支持部材側に移動して、前記作動力伝達部材を介して、前記クラッチ機構に作動力を付与して同クラッチ機構を結合する形式の電磁式クラッチがある。当該形式の電磁式クラッチは、各種の構成を採ることにより、ディフアレンシャル等各種の電磁式クラッチの一構成機構として採用され、また、車両用駆動力伝達装置の一構成機構として採用される。当該形式の電磁式クラッチを一構成機構とする形式の車両用駆動力伝達装置については、「駆動力伝達装置」なる名称にて提案されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
しかして、上記した形式の電磁式クラッチ、および、当該電磁式クラッチを一構成機構とする車両用駆動力伝達装置においては、前記支持部材と前記移動部材との間に所定の隙間を形成して、当該隙間をエアギャップとする必要がある。当該電磁式クラッチでは、例えば、前記作動力伝達部材と前記移動部材との間に所定の厚みのスペーサを介在して所定の隙間を確保し、当該隙間を、前記移動部材の前記支持部材側への吸引に関与するエアギャップに形成している。
【特許文献１】特開２００３−１４８５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した形式の電磁式クラッチ、および、当該電磁式クラッチを一構成機構とする車両用駆動力伝達装置においては、長期間の使用によって、クラッチ機構に経時変化が生じるおそれがある。当該クラッチ機構に経時変化が生じると、支持部材と移動部材間に形成されているエアギャップに変化が生じて、移動部材の支持部材側への吸引作用力にも変化が生じることになる。換言すれば、当該エアギャップに変化が生じると、移動部材のクラッチ機構に対する作動力に変化が生じて、クラッチ機構を的確に作動することができないおそれがある。この結果、当該形式の電磁式および車両用駆動力伝達装置においては、トルク伝達特性に影響をきたすことになる。従って、本発明の目的は、当該エアギャップに変化が生じても、クラッチ機構に対する作動力への影響を皆無にし、または、当該影響を極力抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電磁式クラッチ、および、当該電磁式クラッチを一構成機構とする車両用駆動力伝達装置に関する。
【０００６】
本発明に係る電磁式クラッチは、互いに同軸的かつ相対回転可能に位置する両回転部材間に位置するクラッチ機構と、導線を巻回してなる電磁コイルを支持する支持部材と、同支持部材に対向して進退可能に位置する移動部材と、前記移動部材の移動力を作動力として前記クラッチ機構に伝達する作動力伝達部材を備え、前記電磁コイルに対する電流の印加により生じる磁力の吸引作用にて前記移動部材を前記支持部材側に移動して、前記作動力伝達部材を介して前記クラッチ機構に作動力を付与して、前記クラッチ機構を結合する形式の電磁式クラッチである。
【０００７】
しかして、本発明に係る電磁式クラッチにおいては、前記支持部材は、前記移動部材側に開口する凹部または凸部を備え、かつ、前記移動部材は、前記支持部材の凹部または凸部に対向する凸部または凹部を備え、前記移動部材は、前記支持部材に対して、これらの凸部および凹部を互いに嵌合した状態で軸方向へ移動可能に組付けられていて、前記支持部材の凹部側の先端面または凸部の基端部側の先端面と、前記移動部材の凸部の基端部側の先端面または凹部側の先端面との隙間が第１のエアギャップに形成され、かつ、前記支持部材の凹部の内周または凸部の外周と前記移動部材の凸部の外周または凹部の内周との隙間が第２のエアギャップに形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係る電磁式クラッチにおいては、前記支持部材は、周方向に所定間隔を保持して位置して前記移動部材側に突出する複数の突起部のそれぞれに電磁コイルを備えるとともに、前記各突起部は、前記移動部材側に対向する凹部または凸部を備え、かつ、前記移動部材は、前記支持部材の各突起部の凹部または凸部に対向する凸部または凹部を備え、前記移動部材は、前記支持部材の各突起部に対して、これらの凸部および凹部を互いに嵌合した状態で軸方向へ移動可能に組付けられる構成を採ることができる。
【０００９】
また、本発明に係る車両用駆動力伝達装置は、本発明に係る電磁式クラッチを一構成機構とするもので、互いに同軸的かつ回転可能に位置し一方が駆動軸側に連結されかつ他方が従動軸側に連結される内外両回転部材間に位置するクラッチ機構と、導線を巻回してなる電磁コイルを支持する支持部材と、同支持部材に対向して進退可能に位置する移動部材と、前記移動部材の移動力を作動力として前記クラッチ機構に伝達する作動力伝達部材を備え、前記電磁コイルに対する電流の印加により生じる磁力の吸引作用にて前記移動部材を前記支持部材側に移動して、前記作動力伝達部材を介して前記クラッチ機構に作動力を付与して前記クラッチ機構を結合し、前記両回転部材を介して前記駆動軸と前記従動軸とを互いにトルク伝達可能に連結する形式の車室用駆動力伝達装置である。
【００１０】
しかして、本発明に係る車両用駆動力伝達装置においては、前記支持部材は、前記移動部材側に開口する凹部または凸部を備え、かつ、前記移動部材は、前記支持部材の凹部または凸部に対向する凸部または凹部を備え、前記移動部材は、前記支持部材に対して、これらの凸部および凹部を互いに嵌合した状態で軸方向へ移動可能に組付けられていて、前記支持部材の凹部側の先端面または凸部の基端部側の先端面と前記移動部材の凸部の基端部側の先端面または凹部側の先端面との隙間が第１のエアギャップに形成され、かつ、前記支持部材の凹部の内周または凸部の外周と前記移動部材の凸部の外周または凹部の内周との隙間が第２のエアギャップに形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る車両用駆動力伝達装置においては、前記支持部材は、周方向に所定間隔を保持して位置して前記移動部材側に突出する複数の突起部のそれぞれに電磁コイルを備えるとともに、前記各突起部は、前記移動部材側に対向する凹部または凸部を備え、かつ、前記移動部材は、前記支持部材の各突起部の凹部または凸部に対向する凸部または凹部を備え、前記移動部材は、前記支持部材の各突起部に対して、これらの凸部および凹部を互いに嵌合した状態で軸方向へ移動可能に組付けられる構成を採ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る車両用駆動力伝達装置においては、前記クラッチ機構は、複数のインナクラッチプレートとアウタクラッチプレートを交互に有する多板式クラッチであって、前記両回転部材が構成するクラッチハウジング内に配置されているとともに、前記作動力伝達部材は前記支持部材の中央部を移動可能に貫通した状態で前記クラッチハウジングの一側と前記移動部材の一側に臨み、前記作動力伝達部材と前記両回転部材の一方との間には、前記クラッチ機構を構成する各クラッチプレート間の隙間を確保すべく機能するスプリングが介装され、かつ、前記作動力伝達部材と前記移動部材との間には、前記第１のエアギャップを確保すべく機能するスペーサが介装される構成を採ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明が適用対象とする電磁式クラッチおよび車両用駆動力伝達装置においては、長期間の使用によって、クラッチ機構に経時変化が生じ、支持部材と移動部材間に形成されているエアギャップに変化が生じる。エアギャップに変化が生じた場合には、移動部材のクラッチ機構に対する作動力に変化が生じて、クラッチ機構を的確に作動させることができず、両回転部材間におけるトルク伝達特性に影響を及ぼすことになる。
【００１４】
本発明は、かかる問題に対処するものであり、本発明に係る電磁式クラッチおよび車両用駆動力伝達装置においては、支持部材に設けた凹部または凸部と、移動部材に設けた凸部または凹部とを相対的に挿入した状態で、移動部材を支持部材に連結する構成を採って、前記支持部材の凹部側の先端面または凸部の基端部側の先端面と前記移動部材の凸部の基端部側の先端面または凹部側の先端面との隙間を第１のエアギャップとし、かつ、前記支持部材の凹部の内周または各凸部の外周と前記移動部材の凸部の外周または各凹部の内周との隙間を第２のエアギャップとしている。
【００１５】
これらのエアギャップのうち、第１のエアギャップは、支持部材に支持されている電磁コイルの移動部材に対する吸引作用に関与するエアギャップであり、これに対して、第２のエアギャップは磁路の短絡に関与するが、移動部材に対する吸引作用には関与しないエアギャップである。本発明に係る電磁式クラッチおよび車両用駆動力伝達装置においては、第１のエアギャップが有する磁気抵抗と第２のエアギャップが有する磁気抵抗とは、互いに並列した関係にあるため、第２のエアギャップを的確に設定することにより、第１のエアギャップの変化に関わらず、第１のエアギャップを流れる磁束の変化を皆無または皆無に近い状態とすることができる。このため、支持部材と移動部材との当該連結構造を、本発明が適用対象とする形式の電磁式クラッチおよび車両用駆動力伝達装置に採用している電磁式クラッチおよび車両用駆動力伝達装置においては、クラッチ機構の長期間の使用によりクラッチ機構に経時変化が生じて、支持部材と移動部材間に形成されている第１のエアギャップに変化が生じても、移動部材のクラッチ機構に対する作動力の変化を大幅に低減し、または、皆無に近い状態にすることができる。この結果、両回転部材間におけるトルク伝達特性に及ぼす影響を、皆無または大幅に抑制することができる。
【００１６】
なお、本発明に係る電磁式クラッチおよび車両用駆動力伝達装置において、支持部材に複数個の電磁コイルを配置する構成を採用すれば、総合的な起磁力が高くなり、かつ、支持部材とこれに対向して隣り合う移動部材間に生じる磁路は短くて磁気抵抗が小さくなって磁束密度が高くなる。このため、当該電磁式クラッチでは、電磁式アクチュエータの移動部材に対する吸引力が高くなって、電磁式アクチュエータ自体が発生する吸引作用が高く、当該吸引作用に起因する被アクチュエータであるクラッチ機構に対する作動力を、従来の電磁式アクチュエータが発生する作動力に比較して、大幅に増大させることができるという利点がある。
【００１７】
従って、複数の電磁コイルを備えた構成の電磁式クラッチは、大きな作動力を要求される被アクチュエータであるクラッチ機構に対するアクチュエータとして有効に機能し、従来の電磁式クラッチおよび車両用駆動力伝達装置にとって不可欠としていたカム機構等の作動力倍力機構を廃止することができて、当該作動力倍力機構を一体に組込むことに起因する電磁式クラッチおよび車両用駆動力伝達装置の大型化および構成の複雑化を大きく抑制することができる。また、当該電磁式クラッチにおいては、作動力倍力機構の使用を廃止していることから、当該作動力倍力機構との関連で形成される電磁式アクチュエータにおける磁路の長さを短くすることができる。これにより、磁路における磁気抵抗が低減されて磁束密度が増加し、クラッチ機構に付与する作動力を一層増大させることができ、さらには、作動力倍力機構とこれと一体の電磁式アクチュエータ内で発生する引き摺りトルクが、作動力倍力機構により増力されてクラッチ機構に伝達されるようなことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、電磁式クラッチ、および、当該電磁式クラッチを一構成機構とする車両用駆動力伝達装置に関する。図１には、本発明の一実施形態に係る電磁式クラッチを一構成機構とする車両用駆動力伝達装置１０を示している。当該駆動力伝達装置１０は、例えば、前後輪駆動車の駆動軸と従動軸間に配設する実施形態を採ることにより、作動時には、駆動軸と従動軸をトルク伝達可能に連結し、非作動時には、駆動軸と従動軸とのトルク伝達可能な連結を遮断すべく機能させることができるものである。当該駆動力伝達装置１０は、電磁式アクチュエータ１０ａと、当該アクチュエータ１０ａにて作動を制御される被アクチュエータであるクラッチ機構１０ｂを備えている。
【００１９】
当該駆動力伝達装置１０は、図５に示すように、車両を構成する駆動軸とリヤディファレンシャル間に介装されて、車両を前後輪駆動車に構成する。当該前後輪駆動車は、エンジン２１、トランスファ２２、トランスファ２２にて分配された駆動力が出力される前輪側の一対の駆動軸２３、トランスファ２２にて分配された駆動力が出力される駆動軸であるプロペラシャフト２４、プロペラシャフト２４から入力される駆動力を後輪側の一対の駆動軸２５に分配するリヤディファレンシャル２６を備えている。当該駆動力伝達装置１０は、リヤディファレンシャル２６のケース２６ｂ内に収容されて、ケース２６ｂを構成する前側ケース部２６ｂ1と後側ケース部２６ｂ2に組付けられている。
【００２０】
当該駆動力伝達装置１０は、プロペラシャフト２４とリヤディファレンシャル２６の入力軸２６ａとのトルク伝達可能な連結を断続するべく機能するもので、プロペラシャフト２４とリヤディファレンシャル２６の入力軸２６ａを互いにトルク伝達可能に連結した場合には、車両を前後輪が共に駆動する四輪駆動走行状態を構成し、プロペラシャフト２４とリヤディファレンシャル２６の入力軸２６ａとのトルク伝達可能な連結を遮断した場合には、車両を前輪が駆動する二輪駆動走行状態を構成する。
【００２１】
当該駆動力伝達装置１０は、外側回転部材であるアウタハウジング１１ａ、内側回転部材であるインナシャフト１１ｂ、インナシャフト１１ｂの外周上に組付けられた電磁式アクチュエータ１０ａ、これら３者１１ａ，１１ｂ，１０ａにて形成されるクラッチハウジング内に収容されているクラッチ機構１０ｂにて構成されている。インナシャフト１１ｂは、アクチュエータ１０ａの中央部を液密的かつ回転可能に貫通した状態でアウタハウジング１１ａ内に同軸的に挿入されていて、この状態で、アウタハウジング１１ａ内にて回転可能に支持されている。
【００２２】
クラッチ機構１０ｂは、多数のアウタクラッチプレート１２ａ、および、多数のインナクラッチプレート１２ｂからなる湿式の多板クラッチ機構であって、各アウタクラッチプレート１２ａはその外周縁にて、アウタハウジング１１ａの内周にスプライン嵌合して、軸方向には移動可能に組付けられ、また、各インナクラッチプレート１２ｂは各アウタクラッチプレート１２ａとは交互に位置し、その内周縁にて、インナシャフト１２ｂの外周にスプライン嵌合して、軸方向には移動可能に組付けられている。
【００２３】
電磁式アクチュエータ１０ａは、電磁コイルを支持するヨーク１３、アーマチャ１４、ヨーク１３の一円周上に配置されている６個の電磁コイル１５、および、作動ピストン１６にて構成されている。ヨーク１３は、肉厚で中心部に円形孔を有する円盤状のもので、図２に示すように、ヨーク本体１３ａの一側に突出する楕円状の突起部１３ｂが６個形成されている。各突起部１３ｂは、ヨーク本体１３ａの一円周上に等間隔に位置していて、各電磁コイル１５を嵌合して組付けるべく機能する。各電磁コイル１５は、磁性体の外周に導線を所定回数巻回してなる楕円状の筒体であり、ヨーク本体１３ａの各突起部１３ｂに嵌合した状態で、サークリップ１３ｃを介してヨーク本体１３ａに組付けられている。
【００２４】
電磁式アクチュエータ１０ａを構成するアーマチャ１４は、ヨーク１３より肉薄で中心部に円形孔を有する円板状のもので、組付け用の連結ピン１４ａを介してヨーク１３に組付けられて、ヨーク１３の一側に対して進退可能に対向して位置している。各連結ピン１４ａは、図３に示すように、アーマチャ１４の本体に設けた組付孔を貫通した状態で同本体に固定されていて、その先端側の突出部１４ａ1をヨーク１３の各突起部１３ｂの略中央部に設けた後述する挿入孔１３ｆに進退可能に挿入され、その後端側の脚部１４ａ２を後側ケース部２６ｂ2に設けた挿入孔２６ｂ3に進退可能に挿入されている。
【００２５】
これにより、各連結ピン１４ａは、アーマチャ１４の本体を抜止めした状態で、アーマチャ１４をヨーク１３と後側ケース部２６ｂ2に組付けて、ヨーク１３に対して進退可能に支持している。また、ヨーク本体１３ａとアーマチャ１４とは互いに対向する周縁部の対向面１３ｄ，１４ｂがテーパ状に形成されている。当該対向面１３ｄ，１４ｂ間は、エアギャップとして機能するとともに、アーマチャ１４の移動距離、換言すれば、作動ピストン１６のストローク量を設定する隙間として機能する。
【００２６】
電磁式アクチュエータ１０ａを構成する作動ピストン１６は、円筒体１６ａの先端に大径の円板状押圧体１６ｂを一体に備えるもので、電磁コイル１５を支持するヨーク１３およびアーマチャ１４をインナシャフト１１ｂ上に組付ける前に、インナシャフト１１ｂに一端側からその外周に挿入された状態で、インナシャフト１１ｂの外周に液密的かつ回転可能に、アウタハウジング１１ａに対しては、その一端開口部内に液密的かつ一体回転可能に組付けられている。当該作動ピストン１６は、このように組付けられた状態では、アウタハウジング１１ａおよびインナシャフト１１ｂとともにクラッチハウジングを形成し、かつ、インナシャフト１１ｂの段部に介装されているスプリング１７ｂを介して対向している。スプリング１７ｂは、作動ピストン１６の円板状押圧体１６ｂと、クラッチ機構１０ｂを構成する一端側のクラッチプレートとを所定の間隔に保持し、結果として、クラッチ機構１０ｂを構成する多数のクラッチプレート１２ａ，１２ｂ間を所定の隙間に保持する。
【００２７】
電磁式アクチュエータ１０ａを構成するヨーク１３およびアーマチャ１４は、インナシャフト１１ｂの一端部上にて、このように組付けられた作動ピストン１６の後部に位置していて、作動ピストン１６の円筒体１６ａの後端側とアーマチャ１４間には、スペーサ１７ｃおよびニードルベアルング１７ｄが介装されている。当該駆動力伝達装置１０は、ディファレンシャル２６のケース２６ｂの前側ケース部２６ｂ1の開口部に、ヨーク１３の外周縁１３ｅを嵌合され、このように嵌合された状態で、ケース２６ｂの後側ケース部２６ｂ2を前側ケース部２６ｂ1に取付けることにより、ケース２６ｂ内に組付けられている。これにより、スペーサ１７ｃは、ヨーク１３とアーマチャ１４間の隙間、換言すれば、電磁式アクチュエータ１０ａのエアギャップを設定された所定の隙間に維持している。
【００２８】
電磁式アクチュエータ１０ａと被アクチュエータであるクラッチ機構１０ｂとを構成機構とする当該駆動力伝達装置１０は、ディファレンシャル２６のケース２６ｂの前側ケース部２６ｂ1内に収容された状態で、アウタハウジング１１ａの先端側ボス部にて前側ケース部２６ｂ1に液密的かつ回転可能に支持されていて、アウタハウジング１１ａの先端側ボス部には、プロペラシャフト２４の後端部がトルク伝達可能に連結され、かつ、インナシャフト１１ｂ内には、ディファレンシャル２６を構成する入力軸２６ａの先端が挿入されて、入力軸２６ａがインナシャフト１１ｂにトルク伝達可能に連結している。
【００２９】
当該駆動力伝達装置１０を、このようにディファレンシャル２６のケース２６ｂ内に収容された状態では、後側ケース部２６ｂ2の内周面と入力軸２６ａの外周面間に介装したシール２６ｃにより、前側ケース部２６ｂ1の内部と後側ケース部２６ｂ2の内部とが液密的に区画され、かつ、作動ピストン１６の円板状押圧体１６ｂの内外周に設けたシール部材１６ｂ1，１６ｂ2によって、クラッチハウジング内と電磁式アクチュエータ１０ａの配設空間とが液密的に区画されている。
【００３０】
しかして、当該駆動力伝達装置１０においては、ヨーク１３とアーマチャ１４との連結構造として、図３に示す連結構造１０ｃを採っている。当該連結構造１０ｃを構成する連結ピン１４ａは、アーマチャ１４の本体の貫通孔を貫通した状態で、アーマチャ１４の本体に固定されていて、連結ピン１４ａの先端側の突出部１４ａ1がヨーク１３の挿入孔１３ｆに進退可能に挿入され、かつ、連結ピン１４ａの後端側の脚部１４ａ２が後側ケース部２６ｂ2に設けた挿入孔２６ｂ3に進退可能に挿入されている。当該連結構造１０ｃでは、連結ピン１４ａの先端側の突出部１４ａ1、および、ヨーク１３の挿入孔１３ｆが、本発明において規定している凸部および凹部に該当する。
【００３１】
当該連結構造１０ｃにおいては、ヨーク１３の挿入孔１３ｆの開口部の先端面とアーマチャ１４における突出部１４ａ1の基端部の先端面の間に所定の隙間が確保されていて、当該隙間が第１のエアギャップＡＧ1に形成している。また、当該連結構造１０ｃにおいては、アーマチャ１４における突出部１４ａ1の外周とヨーク１３の挿入孔１３ｆの内周との間に所定の隙間が確保されていて、当該隙間が第２のエアギャップＡＧ2に形成している。これらのエアギャップのうち、第１のエアギャップＡＧ1は、アーマチャ１４をヨーク１３側へ吸引する吸引作用に関与するエアギャップであり、これに対して、第２のエアギャップＡＧ2は、磁路の短絡に関与するが、吸引作用には関与しないエアギャップである。
【００３２】
このように構成した当該駆動力伝達装置１０は、プロペラシャフト２４とディファレンシャル２６の入力軸２６ａ間に介装され、電磁式アクチュエータ１０ａが有する各電磁コイル１５に所定の電圧の電流を印加することにより、クラッチ機構１０ｂを作動して結合させ、アウタハウジング１１ａとインナシャフト１１ｂをトルク伝達可能に連結することができ、プロペラシャフト２４からアウタハウジング１１ａに入力されたトルクを、クラッチ機構１０ｂを介してインナシャフト１１ｂに出力し、かつ、ディファレンシャル２６の入力軸２６ａに出力することができる。この結果、当該駆動力伝達装置１０は、車両を前後輪が同時に駆動する四輪駆動走行状態を構成する。
【００３３】
当該駆動力伝達装置１０においては、電磁式アクチュエータ１０ａを構成する各電磁コイル１５に電流が印加されると、各電磁コイル１５の配設部位では、図１の実線矢印で示すように、ヨーク１３とアーマチャ１４間を循環する磁路Ｌが形成される。各電磁コイル１５の配設部位に形成される磁路Ｌに起因する磁力は総合して、アーマチャ１４を吸引する吸引力としてアーマチャ１４に作用する。この結果、アーマチャ１４は、ヨーク１３側に吸引されて、当該吸引力に見合った力で作動ピストン１６を押動し、作動ピストン１６は、スプリング１７ｂを介して、クラッチ機構１０ｂを構成する全てのクラッチプレート１２ａ，１２ｂを均等に押圧する。
【００３４】
これにより、当該クラッチ機構１０ｂは結合し、アウタハウジング１１ａとインナシャフト１１ｂとをトルク伝達可能に連結する。クラッチ機構１０ｂがこのように連結されると、プロペラシャフト２４からアウタハウジング１１ａに入力したトルクは、インナシャフト１１ｂからディファレンシャル２６の入力軸２６ａに伝達され、ディファレンシャル２６を介して、後輪側の各駆動軸２５に伝達される。なお、各電磁コイル１５に印加される電流は、車速や前後輪の差動回転数等の車両走行状態に応じて調整される。
【００３５】
当該駆動力伝達装置１０においては、各電磁コイル１５への電流の印加が停止されると、各電磁コイル１５にて形成される磁路Ｌが消失して、アーマチャ１４に対する吸引力が消失する。この結果、アーマチャ１４の作動ピストン１６に対する押動力は消失し、作動ピストン１６は、スプリング１７ｂのバネ力により元の設置位置に復帰し、同時に、アーマチャ１４を元の設置位置に復帰させる。これにより、当該駆動力伝達装置１０においては、クラッチ機構１０ｂの結合状態を解除され、車両を前輪のみが駆動する二輪駆動走行状態を構成する。
【００３６】
このように、当該駆動力伝達装置１０においては、電磁式アクチュエータ１０ａにて発生する磁力に起因するアーマチャ１４に対する移動力を、作動ピストン１６を介して、被アクチュエータであるクラッチ機構１０ｂに作動力として伝達して、クラッチ機構１０ｂを作動（結合）させるものであるが、電磁式アクチュエータ１０ａは、複数個（６個）の電磁コイル１５を一円周上に均等に備えていて、各電磁コイル１５の各配設部位にて磁路Ｌが形成されるようになっている。このため、アーマチャ１４に対しては、各電磁コイル１５が形成する磁路Ｌに起因する磁力が総合して作用することになって、アーマチャ１４は大きな吸引力で移動し、クラッチ機構１０ｂに対して大きな作動力を付与する。
【００３７】
従って、当該駆動力伝達装置１０は、大きな作動力を要求されるクラッチ機構１０ｂに対するアクチュエータとして有効に機能し、従来の駆動力伝達装置にとって不可欠としていたカム機構等の作動力倍力機構を廃止することができるとともに、電磁式アクチュエータ１０ａとクラッチ機構１０ｂを一体に組込んで構成される駆動力伝達装置１０の大型化および構成の複雑化を大きく抑制することができる。
【００３８】
また、当該駆動力伝達装置１０においては、クラッチ機構１０ｂをクラッチハウジング内に配置するとともに、作動ピストン１６の円板状押圧体１６ｂをクラッチハウジングに臨ませてクラッチ機構１０ｂの一端側に対向して配置して、作動ピストン１６とインナシャフト１１ｂ間に、クラッチ機構１０ｂを構成する各クラッチプレート１２ａ，１２ｂ間の隙間を確保すべく機能するスプリング１７ｂを介装して、クラッチ機構１０ｂの各クラッチプレート１２ａ，１２ｂ間の隙間を的確に確保している。かかる構成を採ることにより、車両の前後輪に大きな差動回転が生じて、アウタハウジング１１ａとインナシャフト１１ｂ間に大きな差動回転が発生した場合でも、クラッチ機構１０ｂを十分に保護することができるとともに、電磁式アクチュエータ１０ａに残留磁気があったとしても、これに起因する引き摺りトルクを低減させることができるという効果を奏する。
【００３９】
また、当該駆動力伝達装置１０においては、クラッチ機構１０ｂを収容するクラッチハウジング内、電磁式アクチュエータ１０ａを収容する空間、および、ディファレンシャル２６のケース２６ｂの後側ケース部２ｂａ2内を、各シール部材１６ｂ1，１６ｂ2、２６ｃにて液密的に区画する構成を採っている。かかる構成を採ることにより、各空間部には、収容する機構等を保護するに適した作動油や、その他の保護媒体を使い分けすることができて、各機構の耐久性を向上させることができるという効果を奏する。
【００４０】
また、当該駆動力伝達装置１０においては、６個の電磁コイル１５を備えた電磁式アクチュエータ１０ａを採用して、当該駆動力伝達装置１０を作動させる際には、例えば、６個の電磁コイル１５のうちの等間隔に位置する半数の３個の電磁コイルに電流を印加する駆動態様を採ることができる。各電磁コイル１５のこのような駆動態様を採ることにより、アウタハウジング１１ａとインナシャフト１１ｂ間、換言すれば、プロペラシャフト２４とディファレンシャル２６間で必要とする伝達トルクを、駆動する各電磁コイル１５の数を切替えることにより、制御電流のバラツキによるトルク伝達のバラツキを小さく抑えることができるという効果を奏する。
【００４１】
この場合、駆動しない各電磁コイル１５へ漏洩する磁束の変化によって起電力が生じ、当該起電力によって生じる電流を、電流センサにて検出することができる。このように検出される電流値から、エアギャップを推定することができるため、検出される電流値を、当該駆動力伝達装置Ｂの保守・点検の一手段として利用することができるという効果を奏する。
【００４２】
また、当該駆動力伝達装置１０においては、電磁式アクチュエータ１０ａを構成するヨーク１３のヨーク本体１３ａとアーマチャ１４とが互いに対向する周縁部の対向面１３ｄ，１４ｂをテーパ状に形成している。当該対向面１３ｄ，１４ａ間は、エアギャップとしても機能するが、アーマチャ１４の移動距離、換言すれば、作動ピストン１６のストローク量を設定する隙間として機能する。従って、当該構成を採れば、作動ピストン１６のストローク量を、磁路長を長くすることなく大きくすることができて、作動ピストン１６のクラッチ機構１０ｂに対する大きな作動力を的確に付与することができるという効果を奏する。
【００４３】
しかして、当該駆動力伝達装置１０における構成上の最大の特徴は、ヨーク１３とアーマチャ１４を互いに連結させる連結構造１０ｃにある。本発明が適用対象とする形式の車両用駆動力伝達装置においては、長期間の使用によって、クラッチ機構１０ｂに経時変化が生じ、これにより、ヨーク１３とアーマチャ１４の間に形成されているエアギャップに変化が生じる。エアギャップに変化が生じると、電磁式アクチュエータ１０ａにて発生するクラッチ機構１０ｂに対する作動力に変化が生じて、クラッチ機構１０ｂを的確に作動することができないおそれがある。本発明に係る車両用駆動力伝達装置１０は、かかる問題に対処すべく意図しているもので、当該連結構造１０ｃはかかる問題に対処するための手段である。
【００４４】
当該連結構造１０ｃにおいては、その構造を図３に示しているが、図４（ａ）にはクラッチ機構の経時変化前の連結部を模式的に示し、図４（ｂ）にはクラッチ機構の経時変化後の連結部を模式的に示し、図４（ｃ）には連結構造が形成する両エアギャップにおける磁束と磁気抵抗の関係を示す模式的に示している。
【００４５】
当該連結構造１０ｃでは、第１のエアギャップＡＧ1と第２のエアギャップＡＧ2を形成しているが、第１のエアギャップＡＧ1は、アーマチャ１４をヨーク１３側へ吸引する吸引力に関与するエアギャップであり、これに対して、第２のエアギャップＡＧ2は、磁路の短絡に関与するが、吸引力には関与しないエアギャップである。また、第１のエアギャップＡＧ1が有する磁気抵抗Ｒｍ1と、第２のエアギャップＡＧ2が有する磁気抵抗Ｒｍ2とは、図４（ｃ）に示すように、互いに並列した関係にあり、かつ、第１のエアギャップＡＧ1を流れる磁束Ф1と、第２のエアギャップＡＧ2を流れる磁束Ф2との関係も、図４（ｃ）に示す関係にある。
【００４６】
当該連結構造１０ｃでは、クラッチ機構１０ｂに経時変化が生じている場合には、アーマチャ１４の突出部１４ａ1のヨーク１３の挿入孔１３ｆに対する挿入長さは、挿入長さＬから（Ｌ＋ｙ）と長くなり、また、ヨーク１３とアーマチャ１４間の第１のエアギャップＡＧ1はＸから（Ｘ−ｙ）と狭くなる。この結果、第１のエアギャップＡＧ1における磁気抵抗Ｒｍ1はＲｍ1ｙと小さくなり、かつ、磁束Ф1はФ1ｙと大きくなる。一方、第２のエアギャップＡＧ2における磁気抵抗Ｒｍ2はＲｍ2ｙと小さくなり、かつ、磁束Ф2はФ2ｙと大きくなる。これらの各エアギャップＡＧ1，ＡＧ2における磁束および磁気抵抗の関係を示すと、下記数式１および数式２の通りとなり、当該数式１および数式２から、磁束Ф1と磁束Ф1ｙを等しくするための第２のエアギャップＡＧ2を求めることができる。
【００４７】
【数１】
2008151296.tif 000003
【００４８】
【数２】
2008151296.tif 000004
【００４９】
従って、当該連結構造１０ｃを採用している、本発明に係る車両用駆動力伝達装置１０においては、第２のエアギャップＡＧ2を、第１のエアギャップＡＧ1との関係の下で的確に設定することにより、第１のエアギャップＡＧ1の変化に起因する磁気抵抗の変化に関わらず、第１のエアギャップＡＧ1における磁束Ф1と磁束Ф1ｙを等しく、または、極めて近似する値とすることができる。このため、当該駆動力伝達装置１０によれば、クラッチ機構１０ｂの長期間の使用によるクラッチ機構１０ｂの経時変化によって、ヨーク１３とアーマチャ１４間の第１のエアギャップＡＧ1に変化が生じても、電磁式アクチュエータ１０ａにて発生するクラッチ機構１０ｂに対する作動力の変化を大幅に低減し、または、皆無に近い状態にすることができるという大きな利点がある。かかる作用効果は、本発明に係る車両用該駆動力伝達装置１０の最大の作用効果である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る電磁式クラッチの一実施形態を採用した車両用駆動力伝達装置を示す断面図である。
【図２】同駆動力伝達装置を構成するヨークの一側を概略的に示す正面図である。
【図３】同駆動力伝達装置を構成するヨークとアーマチャとの連結構造を示す断面図である。
【図４】同連結構造における連結部を示すクラッチ機構の経時変化前の模式図（ａ）、クラッチ機構の経時変化している場合の模式図（ｂ）、および、同連結構造が形成する両エアギャップにおける磁束と磁気抵抗の関係を示す模式図（ｃ）である。
【図５】同駆動力伝達装置を装備する前後輪駆動車を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…駆動力伝達装置、１０ａ…電磁式アクチュエータ、１０…駆動力伝達装置、１０ｂ…クラッチ機構、１０ｃ…アクチュエータ組立体、１１ａ…アウタハウジング、１１ｂ…インナシャフト、１２ａ…アウタクラッチプレート、１２ｂ…インナクラッチプレート、１３…ヨーク、１３ａ…ヨーク本体、１３ｂ…突起部、１３ｃ…サークリップ、１３ｄ…対向面、１３ｅ…外周縁部、１３ｆ…挿入孔（凹部）、１４…アーマチャ、１４ａ…連結ピン、１４ａ1…突出部（凸部）、１４ａ2…脚部、１４ｂ…対向面、１４ｃ…脚部、１５…電磁コイル、１６…作動ピストン、１６ａ…円筒体、１６ｂ…円板状押圧体、１６ｂ1，１６ｂ2…シール部材、１７ｂ…スプリング、１７ｃ…スペーサ、１７ｄ…ニードルベアルング、２１…エンジン、２２…トランスファ、２３…前輪側駆動軸、２４…プロペラシャフト、２５…後輪側駆動軸、２６…ディファレンシャル、２６ａ…入力軸、２６ｂ…ケース、２６ｂ1…前側ケース部、２６ｂ2…後側ケース部、２６ｂ3…挿入孔。
【図１】
2008151296.tif 000005
【図２】
2008151296.tif 000006
【図３】
2008151296.tif 000007
【図４】
2008151296.tif 000008
【図５】
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