(57)【要約】【課題】入力側部材２２ｄと出力側部材２６ａ間に介在し付与される作用力にて出力側部材２６ａに係合するクラッチ部材２６ｃ、クラッチ部材２６ｃを出力側部材２６ａから離間させるばね部材２６ｄ、クラッチ部材２６ｃと入力側部材２２ｄ間に介在しこれら両部材間に生じる相対回転により作動してクラッチ部材２６ｃの出力側部材２６ａに対する係合力を増大させるカム機構Ｃを備えるクラッチ装置において、その非作動時の非作動状態を確実に保持し得るようにする。【解決手段】クラッチ部材２６ｃと入力側部材２２ｄ間に、クラッチ装置の非作動時、クラッチ部材２６ｃを入力側部材２２ｄに係合させる係合手段２７を設け、クラッチ装置の非作動時には、係合手段２７にてクラッチ部材２６ｃと入力側部材２２ｄ間の相対回転を規制してクラッチ装置の非作動状態を確実に保持する。【選択図】　　図３
2004060863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側部材および出力側部材のいずれか一方である第１の部材といずれか他方である第２の部材間に介在し付与される作用力にて前記第１の部材に係合するクラッチ部材と、同クラッチ部材を前記１の部材から離間する方向に付勢するばね部材と、前記クラッチ部材と前記第２の部材間に介在しこれら両部材間に生じる相対回転により作動して前記クラッチ部材の前記第１の部材に対する係合力を増大させるカム機構を備え、作動時には、前記第１の部材と前記第２の部材を、前記クラッチ部材および前記カム機構を介して互いに結合させるクラッチ装置であり、当該クラッチ装置は、前記クラッチ部材と前記第２の部材間に、非作動時には、前記クラッチ部材を前記第２の部材に係合させてこれら両部材間の相対回転を規制する係合手段を備えていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクラッチ装置であり、前記係合手段は、前記クラッチ部材に形成された係合部と、前記第２の部材に形成され前記係合部に離脱可能に係合する係合部から構成されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のクラッチ装置であり、前記係合手段は、前記クラッチ部材に形成されたテーパ面と、前記第２の部材に形成され前記テーパ面に離脱可能に係合するテーパ面からなるコーンクラッチにて構成されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のクラッチ装置であり、前記クラッチ部材には磁力の吸引作用で前記第１の部材に係合するアーマチャが採用されていて、電磁クラッチ装置に構成されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のクラッチ装置であり、当該クラッチ装置が有するカム機構は、同カム機構の作動時、前記クラッチ部材を前記第１の部材に自縛的に係合させるカム角に設定されていて、セルフロック式のクラッチ装置に構成されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のクラッチ装置であり、当該クラッチ装置は駆動手段と被駆動手段間に配設されて、これら両手段間の駆動力伝達可能な連結を断続する駆動装置を構成するものであることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のクラッチ装置であり、前記駆動手段は、電動モータからなり、この電動モータから出力される駆動力を減速ギヤ列を介して被駆動手段に伝達する駆動装置であって、当該クラッチ装置は、前記減速ギヤ列における入力側と出力側間に配設されてこれら入力側と出力側間の駆動力伝達可能な連結を断続するものであることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項８】
前後輪の一方を駆動する駆動手段と、前後輪の他方を駆動する電動モータと、この電動モータと前後輪の他方との間に設けられた減速ギヤ列とを備えた前後輪駆動車の前記減速ギヤ列に組み込まれたクラッチ装置であって、前記減速ギヤ列を構成する出力軸上に一体回転可能に組付けられた回転部材と、前記出力軸上に回転可能に組み付けられた入力側ギヤと、前記回転部材と前記入力側ギヤ間に介在されたアーマチャと、前記アーマチャと前記入力側ギヤ間に介在されアーマチャと入力側ギヤとの相対回転によりアーマチャを入力側ギヤに対して前記回転部材に摩擦係合させるカム機構と、前記入力側ギヤと前記アーマチャとの間に形成された係合手段と、前記アーマチャと前記回転部材との間に介在され前記係合手段によって前記アーマチャを前記入力側ギヤに係合させるばね部材と、電磁コイルへの電流の印加によって前記係合手段による係合を解除すべく前記アーマチャを前記入力側ギヤから離脱する方向に吸引する電磁クラッチとを備えてなるクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力側部材と出力側部材間に配設されて、これら両部材間の駆動力伝達可能な連結を断続するクラッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ装置の一形式として、入力側部材および出力側部材のいずれか一方である第１の部材といずれか他方である第２の部材間に介在し付与される作用力にて第１の部材に係合するクラッチ部材と、クラッチ部材を第１の部材から離間する方向に付勢するばね部材と、クラッチ部材と第２の部材間に介在しこれら両部材間に生じる相対回転により作動してクラッチ部材の第１の部材に対する係合力を増大させるカム機構を備える形式のクラッチ装置がある。
【０００３】
当該形式のクラッチ装置においては、その作動時には、第１の部材と第２の部材を、クラッチ部材およびカム機構を介して互いに結合して、駆動力伝達可能な連結状態にするものである。当該形式のクラッチ装置においては、その非作動時には、クラッチ部材が第１の部材から確実に離間していて、第１の部材と第２の部材間の駆動力伝達可能な連結状態が確実に遮断されていること、および、かかる連結遮断状態が非作動中確実に保持されていることが肝要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、当該形式のクラッチ装置は、各種の駆動機構内に配設されて、種々の環境の下で使用されるため、環境によっては、潤滑油等のオイルの粘性抵抗やその他の要因に起因して、クラッチ部材と第２の部材間に相対回転が発生することがある。クラッチ部材と第２の部材間に相対回転が発生すると、クラッチ装置が非作動時にあってもカム機構が作動して、カム機構はクラッチ部材を第１の部材に係合させ、かつ、その係合力を増大すべく機能する。このため、当該形式のクラッチ装置においては、使用する環境によっては、クラッチ装置を非作動状態に保持すべき場合にあっても、作動状態になり得るという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、この種形式のクラッチ装置において、クラッチ装置の非作動状態を保持すべき場合には、クラッチ部材と第２の部材間の相対回転の発生を阻止または大きく抑制して、クラッチ装置が作動状態に形成されるのを防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はクラッチ装置に関するもので、入力側部材および出力側部材のいずれか一方である第１の部材といずれか他方である第２の部材間に介在し付与される作用力にて前記第１の部材に係合するクラッチ部材と、同クラッチ部材を前記１の部材から離間する方向に付勢するばね部材と、前記クラッチ部材と前記第２の部材間に介在しこれら両部材間に生じる相対回転により作動して前記クラッチ部材の前記第１の部材に対する係合力を増大させるカム機構を備え、作動時には、前記第１の部材と第２の部材を、前記クラッチ部材および前記カム機構を介して互いに結合させる形式のクラッチ装置を適用対象とするものである。
【０００７】
しかして、本発明に係るクラッチ装置においては、上記した形式のクラッチ装置を構成する前記クラッチ部材と前記第２の部材間に、非作動時には、前記クラッチ部材を前記第２の部材に係合させてこれら両部材間の相対回転を規制する係合手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係るクラッチ装置においては、前記係合手段を、前記クラッチ部材に形成された係合部と、前記第２の部材に形成され前記係合部に離脱可能に係合する係合部にて構成することができ、また、前記クラッチ部材に形成されたテーパ面と、前記第２の部材に形成され前記テーパ面に離脱可能に係合するテーパ面からなるコーンクラッチにて構成することができる。
【０００９】
本発明に係るクラッチ装置においては、前記クラッチ部材として、磁力の吸引作用で前記第１の部材に係合するアーマチャを採用して電磁クラッチ装置に構成することができ、また、当該クラッチ装置が有するカム機構を、その作動時、前記クラッチ部材を前記第１の部材に自縛的に係合させるカム角に設定して、セルフロック式のクラッチ装置に構成することができる。
【００１０】
本発明に係るクラッチ装置においては、当該クラッチ装置を駆動手段と被駆動手段間に配設して、これら両手段間の駆動力伝達可能な連結を断続する駆動装置を構成するようにすることができる。
【００１１】
本発明に係るクラッチ装置においては、駆動手段である電動モータから出力される駆動力を減速ギヤ列を介して非駆動手段に伝達する駆動装置に採用することができ、当該クラッチ装置を、前記減速ギヤ列における入力側と出力側間に配設してこれら入力側と出力側間の駆動力伝達可能な連結を断続するように機能させることができる。
【００１２】
本発明に係るクラッチ装置は、前後輪の一方を駆動する駆動手段と、前後輪の他方を駆動する電動モータと、前記電動モータと前後輪の他方との間に設けられた減速ギヤ列とを備えた前後輪駆動車の前記減速ギヤ列に組込まれる電磁クラッチ装置に構成することができる。当該クラッチ装置は、前記減速ギヤ列を構成する出力軸上に一体回転可能に組付けられた回転部材と、前記出力軸上に回転可能に組付けられた入力側ギヤと、前記回転部材と前記入力側ギヤ間に介在されたアーマチャと、前記アーマチャと前記入力側ギヤ間に介在されこれらアーマチャと入力側ギヤとの相対回転により前記アーマチャを前記入力側ギヤに対して前記回転部材に摩擦係合させるカム機構と、前記入力側ギヤと前記アーマチャとの間に形成された係合手段と、前記アーマチャと前記回転部材との間に介在され前記係合手段によって前記アーマチャを前記入力側ギヤに係合させるばね部材と、電磁コイルへの電流の印加によって前記係合手段による係合を解除すべく前記アーマチャを前記入力側ギヤから離脱する方向に吸引する電磁クラッチとを備える構成とすることができる。
【００１３】
【発明の作用・効果】
本発明に係るクラッチ装置は、入力側部材および出力側部材のいずれか一方である第１の部材といずれか他方である第２の部材間に介在し付与される作用力にて第１の部材に係合するクラッチ部材と、クラッチ部材を第１の部材から離間する方向に付勢するばね部材と、クラッチ部材と第２の部材間に介在しこれら両部材間に生じる相対回転により作動してクラッチ部材の第１の部材に対する係合力を増大させるカム機構を備えることを基本構成としているものである。
【００１４】
このため、本発明に係るクラッチ装置は、作動時には、従来のこの種形式のクラッチ装置と同様に作動して、第１の部材と第２の部材を互いに結合すべく機能する。また、非作動時には、従来のこの種形式のクラッチ装置と同様に、ばね部材の作用によりクラッチ部材を第１の部材から離間させて、クラッチ装置を非作動状態にしかつ非作動状態を保持するものである。
【００１５】
この場合、当該クラッチ装置は種々の環境の下で使用されることから、当該クラッチ装置の非作動時、潤滑油等のオイルの粘性抵抗や異物の食い込み等によってクラッチ部材が第１の部材に係合する等して、クラッチ部材と第２の部材間に相対回転を生じさせるおそれがある。
【００１６】
しかしながら、本発明に係るクラッチ装置においては、クラッチ部材と第２の部材間に、非作動時には、クラッチ部材を第２の部材に係合させてこれら両部材間の相対回転を規制する係合手段を備えている。このため、当該クラッチ装置の非作動時には、クラッチ部材と第２の部材間に位置する係合手段が、クラッチ部材を第２の部材に係合させてクラッチ部材と第２の部材間の相対回転を規制することから、たとえ、これら両部材間の相対回転を惹起させる要因が発生しても、当該要因によって、クラッチ部材と第２の部材間に相対回転が発生するようなことはない。従って、当該クラッチ装置においては、たとえ上記した要因が発生しても、クラッチ部材と第２の部材の相対回転の発生は防止され、非作動状態が確実の保持される。
【００１７】
本発明に係るクラッチ装置においては、具体的には、前記係合手段を、クラッチ部材に形成された係合部と、第２の部材に形成され前記係合部に離脱可能に係合する係合部にて構成することができ、また、クラッチ部材に形成されたテーパ面と、第２の部材に形成されテーパ面に離脱可能に係合するテーパ面からなるコーンクラッチにて構成することができる。かかる構成の係合手段によれば、クラッチ部材と第２の部材間の相対回転を、必要時には確実に規制することができ、かつ、不要時には確実に規制を解除することができる。
【００１８】
本発明に係るクラッチ装置においては、前記クラッチ部材として、磁力の吸引作用で第１の部材に係合するアーマチャを採用することにより、電磁クラッチ装置に容易に構成することができる。また、本発明に係るクラッチ装置においては、前記カム機構のカム角を、同カム機構の作動時、クラッチ部材を第１の部材に自縛的に係合させるカム角に設定することにより、、セルフロック式のクラッチ装置に容易に構成することができる。
【００１９】
なお、本発明に係るクラッチ装置においては、駆動手段と被駆動手段間に配設されてこれら両手段間の駆動力伝達可能な連結を断続する駆動装置を構成する使用形態を採ることができる。この場合、前記駆動装置としては、前後輪駆動車用の駆動装置を採用することができる。また、当該クラッチ装置を前後輪駆動車用の駆動装置に配設する使用形態においては、電動モータから出力する駆動力を減速ギヤ列を介して前後輪の他方に伝達する駆動装置であっては、当該クラッチ装置を、前記減速歯車機構における入力側と出力側間に配設して、これら入力側と出力側間の駆動力伝達可能な連結を断続するようにすることができる。
【００２０】
特に、本発明に係るクラッチ装置を上記した電磁クラッチ装置に構成すれば、前後輪駆動車を構成する補助駆動装置が必要とする電磁クラッチ装置を、同補助駆動装置を構成する減速ギヤ列内にコンパクトに組込むことができて、良好に作動させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明は、クラッチ装置に関するものである。図１は、本発明の一例に係るクラッチ装置を組込んて構成されている駆動装置を搭載した前後輪駆動車を示している。当該前後輪駆動車は、主駆動輪である前輪側を駆動する主駆動装置１０と、補助駆動輪である後輪側を駆動する補助駆動装置２０と、補助駆動装置２０を制御する制御装置３０を備えている。当該前後輪駆動車においては、補助駆動装置２０を構成するクラッチ装置として、本発明に係るクラッチ装置の一例である電磁クラッチ装置が採用されている。図２には、当該補助駆動装置２０の詳細を示し、かつ、図３には、当該電磁クラッチ装置の詳細を示している。
【００２２】
当該前後輪駆動車を構成する主駆動装置１０は、内燃機関であるエンジン１１およびジェネレータ１７を備えている。主駆動装置１０においては、エンジン１１の駆動力は、トランスミッション１２、減速ギヤ列１３、および、フロントディファレンシャル１４を経て各ドライブシャフト１５に分配され、各ドライブシャフト１５にて前輪１６が駆動される。
【００２３】
補助駆動装置２０は、電動モータ２０ａ、減速ギヤ列２０ｂ、電磁クラッチ装置２０ｃ、および、リヤディファレンシャル２０ｄを備えている。補助駆動装置２０においては、電磁クラッチ装置２０ｃが本発明の一例に係るクラッチ装置に該当する。補助駆動装置２０においては、電動モータ２０ａが駆動手段を構成する。
【００２４】
ジェネレータ１７は、エンジン１１のクランク軸に連結されていて、エンジン１１によって駆動されて電力を発電する。ジェネレータ１７にて発電された電力は、バッテリー１８に蓄電される。バッテリー１８に蓄電されている電力は、必要時、制御装置３０からの指令信号に基づいて電動モータ２０ａに供給され、これにより、電動モータ２０ａは駆動される。電磁クラッチ装置２０ｃは、減速ギヤ列２０ｂ内に配設されて、減速ギヤ列２０ｂ内の入力側と出力側間の駆動力伝達可能な連結を断続すべく機能するもので、必要時、制御装置３０からの指令信号に基づいて入力側と出力側間の駆動力伝達可能な連結を断続する。
【００２５】
補助駆動装置２０においては、電動モータ２０ａは、減速ギヤ列２０ｂ内の入力側と出力側間が電磁クラッチ装置２０ｃを介して駆動力伝達可能に連結している場合に駆動制御される。電動モータ２０ａの駆動力は減速ギヤ列２０ｂに入力され、減速ギヤ列２０ｂに入力側から電磁クラッチ装置２０ｃを介して減速ギヤ列２０ｂの出力側へ伝達されて、減速ギヤ列２０ｂの出力側からリヤディファレンシャル２０ｄに伝達される。伝達された駆動力は、リヤディファレンシャル２０ｄにて各ドライブシャフト２１ａに分配されて、各ドライブシャフト２１ａにて後輪２１ｂが駆動される。
【００２６】
制御装置３０は、シフトポジションセンサＳ１、スロットル開度センサＳ２、車輪速センサＳ３等に接続されているもので、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）および駆動回路を備えている。ＭＰＵは、ＣＰＵおよびメモリーを備え、メモリーは、電磁クラッチ装置２０ｃや電動モータ２０ａ等を制御する制御プログラムやデータを保持している。制御装置３０においては、各センサＳ１〜Ｓ３から出力される検出信号を、インタフェースを介して取込み、ＭＰＵは、取込んだ各検出信号に基づいて補助駆動装置２０の作動すべき状態を判定し、補助駆動装置２０を作動すべきであると判定した場合には、電動モータ２０ａや電磁クラッチ装置２０ｃを動作すべき指令信号を、インタフェースを介して駆動回路に出力する。
【００２７】
駆動回路は、ＭＰＵからの指令信号に基づいて、電磁クラッチ装置２０ｃのＯＮ（結合）−ＯＦＦ（遮断）を制御するとともに、電動モータ２０ａに対する電力の供給を制御するもので、ＭＰＵが補助駆動装置２０を作動すべきであると判定した場合には、ＭＰＵからの指令信号に基づいて、電磁クラッチ装置２０ｃをＯＮして、設定された電圧の電力を電動モータ２０ａに供給する。これにより、補助駆動装置２０は作動して後輪２１ｂ側を駆動させ、車両を前後輪駆動状態に形成する。
【００２８】
しかして、補助駆動装置２０は、図２に示すように、駆動手段である電動モータ２０ａと被駆動手段である後輪２１ｂ側とを駆動力伝達可能に連結する駆動力伝達手段である減速歯車機構である減速ギヤ列２０ｂ、および、リヤディファレンシャル２０ｄを備えている。減速ギヤ列２０ｂは、入力側と出力側に分割されていて、入力側と出力側間に、本発明に係るクラッチ装置である電磁クラッチ装置２０ｃが配設されている。
【００２９】
減速ギヤ列２０ｂを構成する入力側は、ミッションケース２１ｃ内にて回転可能に支持されている入力軸２２ａ、入力軸２２ａ上に一体回転可能に組付けられている第１ギヤ２２ｂ、入力軸２２ａ上に一体に形成されている第２ギヤ２２ｃ、出力側を構成する出力軸２３ａ上に回転可能に組付けられている第３ギヤ２２ｄにて構成されている。第１ギヤ２２ｂは、ミッションケース２１ｃに設置された電動モータ２０ａの出力軸に一体に形成されている出力ギヤ２２ｅに噛合している。
【００３０】
減速ギヤ列２０ｂを構成する出力側は、ミッションケース２１ｃ内にて回転可能に支持されている出力軸２３ａ、出力軸２３ａ上に一体回転可能に組付けられている第４ギヤ２３ｂにて構成されている。出力軸２３ａは、入力軸２２ａとは並列的に支持されていて、第４ギヤ２３ｂはリヤディファレンシャル２０ｄの入力手段であるリングギヤ２４に噛合し、かつ、出力軸２３ａ上に回転可能に組付けられている入力側の第３ギヤ２２ｄは入力側の第２ギヤ２２ｃに噛合している。
【００３１】
リヤディファレンシャル２０ｄは、それ自体公知のもので、ミッションケース２１ｃ内にて回転可能に支持されているディファレンシャルケース２５ａ、同ケース２５ａ内に収容されている一対のピニオン２５ｂ、および、両ピニオン２５ｂに噛合する一対のサイドギヤ２５ｃを備えている。当該リヤディファレンシャル２０ｄにおいては、リングギヤ２４を介して駆動力が伝達され、入力された駆動力を各サイドギヤ２５ｃに連結する各ドライブシャフト２１ａ側へ分配する。これにより、両後輪２１ｂが駆動して、車両が前後輪駆動状態に形成される。
【００３２】
減速ギヤ列２０ｂの入力側と出力側間に配置されている電磁クラッチ装置２０ｃは、出力軸２３ａ上に組付けられている。電磁クラッチ装置２０ｃは、図３に示すように、出力軸２３ａの外周上に一体的に組付けられている第１の部材である円盤状の回転部材２６ａ、回転部材２６ａの環状凹所にヨークに支持されて嵌合して組付けられている電磁コイル２６ｂ、出力軸２３ａの外周上に回転可能に組付けられて回転部材２６ａの外側面側に位置するクラッチ部材であるアーマチャ２６ｃ、回転部材２６ａとアーマチャ２６ｃ間に介装されているリターンスプリング２６ｄを備えるとともに、アーマチャ２６ｃと第２の部材である第３ギヤ２２ｄ間に配置されているカム機構Ｃを備えている。
【００３３】
電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、回転部材２６ａとアーマチャ２６ｃ間が摩擦クラッチに構成されている。当該摩擦クラッチを構成するアーマチャ２６ｃは、非作動時には、ばね部材を構成するリターンスプリング２６ｄの付勢作用にて回転部材２６ａとは離間していて、電磁コイル２６ｂへの電流の印加によって生じる磁力の作用により、リターンスプリング２６ｄに抗して回転部材２６ａの外側面側に吸引されて、回転部材２６ａの外側面に摩擦係合する。
【００３４】
また、電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、第３ギヤ２２ｄの外周側縁部が環状の内向きのテーパ面２２ｄ１に形成され、かつ、アーマチャ２６ｃの外周側縁部が環状の外向きのテーパ面２６ｃ１に形成されている。これら両テーパ面２２ｄ１，２６ｃ１は互いに対向していて、コーンクラッチ２７を構成している。コーンクラッチ２７は、本発明の主要部をなす係合手段を構成している。
【００３５】
コーンクラッチ２７は、電磁クラッチ装置２０ｃの非作動時、リターンスプリング２６ｄの作用にて回転部材２６ａから離間しているアーマチャ２６ｃを、第３ギヤ２２ｄに係合すべく機能する。このため、アーマチャ２６ｃは、電磁クラッチ装置２０ｃの非作動時には、コーンクラッチ２７を介して第３ギヤ２２ｄに係合している。アーマチャ２６ｃは、電磁クラッチ装置２０ｃの作動時には、第３ギヤ２２ｄから離間して、コーンクラッチ２７による第３ギヤ２２ｄに対する係合を自ら解除する。
【００３６】
カム機構Ｃは、減速ギヤ列２０ｂを構成する入力側の第３ギヤ２２ｄを第１カム部材とし、これに対向するアーマチャ２６ｃを第２カム部材とするもので、第１カム部材である第３ギヤ２２ｄと第２カム部材であるアーマチャ２６ｃの互いの対向面に形成されている互いに対向するカム溝にカムフォロア２６ｅを嵌合して構成されている。
【００３７】
かかる構成の電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、電磁コイル２６ｂへの電流の印加が停止されている非作動時には、アーマチャ２６ｃはリターンスプリング２６ｄによって第３ギヤ２２ｄ側へ付勢されていて、コーンクラッチ２７の作用にて、アーマチャ２６ｃは第３ギヤ２２ｄに係合していて、第３ギヤ２２ｄに対する相対回転を規制されている。この状態にある電磁クラッチ装置２０ｃにおいて、その電磁コイル２６ｂへ電流を印加すると、電磁クラッチ装置２０ｃは作動する。
【００３８】
すなわち、非作動中の電磁クラッチ装置２０ｃにおいて、その電磁コイル２６ｂへ電流を印加すると、これにより生じる磁力の作用にて、アーマチャ２６ｃがリターンスプリング２６ｄに抗して回転部材２６ａの外側面側に吸引されて、アーマチャ２６ｃは、第３ギヤ２２ｄに対する係合を自ら解除して回転部材２６ａの外側面に摩擦係合し、減速ギヤ列２０ｂの入力側である第３ギヤ２２ｄと出力側である出力軸２３ａを駆動力伝達可能に連結する。この際、カム機構Ｃが作動して、アーマチャ２６ｃの回転部材２６ａの外側面に対する摩擦係合力を増大して、アーマチャ２６ｃと回転部材２６ａを互いに結合させる。
【００３９】
カム機構Ｃは、第３ギヤ２２ｄとアーマチャ２６ｃ間の相対回転によって作動し、作動時には、カムフォロア２６ｅがカム溝に乗り上げてアーマチャ２６ｃを回転部材２６ａの外側面側へ押圧するが、当該カム機構Ｃにあっては、そのカム角が的確に設定されていて、アーマチャ２６ｃの回転部材２６ａに対する外側面の摩擦係合力に起因する摩擦トルクで発生する軸方向の力が、第３ギヤ２２ｄの回転力に起因して摩擦トルクに還元されて、摩擦トルクを増大させる。当該カム機構Ｃにおいては、この摩擦トルクの増大作用を、循環して繰り返し行う。
【００４０】
このため、電磁クラッチ装置２０ｃは、電磁コイル２６ｂに電流を印加してアーマチャ２６ｃを回転部材２６ａの外側面に摩擦係合させると、第３ギヤ２２ｄの回転力によって自縛的に瞬時にロック状態を形成する。換言すれば、電磁クラッチ装置２０ｃは、第３ギヤ２２ｄの回転力によってセルフロックする。図４には、当該電磁クラッチ装置２０ｃがセルフロック機能を有するための、カム機構Ｃの構成条件を示している。
【００４１】
電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、セルフロックした状態において、電磁コイル２６ｂへの電流の印加を停止した場合には、アーマチャ２６ｃに対する吸引作用が解除され、リターンスプリング２６ｄの作用によって、セルフロック状態が解除される。換言すれば、当該電磁クラッチ装置２０ｃは、セルフロック機能を有するとともに、セルフロック解除機能を有している。セルフロックを解除された状態では、アーマチャ２６ｃは回転部材２６ａから離間して、コーンクラッチ２７を介して第３ギヤ２２ｄに係合し、第３ギヤ２２ｄに対する相対回転が規制される。
【００４２】
図４は、カム機構Ｃを模式的に示している。カム機構Ｃは、入力側の第３ギヤ２２ｄである第１カム部材Ｃ１と、アーマチャ２６ｃである第２カム部材Ｃ２と、カムフォロア２６ｄであるカムフォロアＣ３からなるもので、カム半径Ｒ１、第２カム部材Ｃ２における摩擦面の有効半径Ｒ２、各カム部材Ｃ１，Ｃ２におけるカム溝のカム角をθ、カム作用力をＦ、摩擦面の摩擦係数をμとした場合、セルフロックするためには、Ｆ・ｓｉｎθ・Ｒ１＜Ｆ・ｃｏｓθ・μ・Ｒ２の関係を成立させる必要がある。従って、セルフロック条件は、θ＜ｔａｎ−１（μ・Ｒ２／Ｒ１）となる。当該電磁クラッチ２０ｃにおいては、カム機構Ｃを当該構成条件に設定して、セルフロック機能を付与している。
【００４３】
かかる構成の当該補助駆動装置２０においては、基本的には、駆動力伝達手段を構成する電磁クラッチ装置２０ｃを、電動モータ２０ａとリヤディファレンシャル２０ｄを駆動力伝達可能に連結する減速ギヤ列２０ｂにおける入力側と出力側間に配置している。当該配置によれば、隣接しているリヤディファレンシャル２０ｄとは別体に構成し得て、電磁クラッチ装置２０ｃのクラッチ構造を単純化できるとともに、リヤディファレンシャル２０ｄ等他の機構として標準構成の機構を採用することができて、装置の大型化および大重量化を抑制して、補助駆動装置２０を小型で廉価に構成することができる。
【００４４】
また、当該補助駆動装置２０においては、電磁クラッチ装置２０ｃを、減速ギヤ列２０ｂにおける入力側と出力側の相対回転により作動してクラッチの摩擦係合力を増強するカム機構Ｃを備える構成としているので、電磁クラッチ装置２０ｃの係合力をカム機構Ｃの作用にて倍力することができ、小型で軽量なクラッチ装置の使用を可能としている。しかも、当該カム機構Ｃを、電磁クラッチ装置２０ｃの必須不可欠の構成部材であるアーマチャ２６ｃと、減速ギヤ列２０ｂの必須不可欠の構成部材である第３ギヤ２２ｄとを共用して構成していることから、カム機構Ｃを有する電磁クラッチ装置２０ｃそれ自体を小型で軽量に構成することができる。
【００４５】
また、電磁クラッチ装置２０ｃとして、セルフロック式の電磁クラッチ装置を採用している。セルフロック機能を有するクラッチは、伝達トルクを判断基準とすれば、通常のクラッチ装置に比較して小型、軽量かつ廉価に構成することができる。このため、当該補助駆動装置２０においては、上記した基本的な配置関係に加えて、小型で軽量なクラッチ装置を採用することにより、装置の大型化および大重量化を一層抑制することができるとともに、補助駆動装置２０を一層廉価に構成することができる。
【００４６】
しかして、当該電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、入力側部材である第３ギヤ２２ｄと摩擦クラッチを構成するアーマチャ２６ｃとの間にコーンクラッチ２７を備えている。コーンクラッチ２７は、電磁クラッチ装置２０ｃの非作動時、リターンスプリング２６ｄの作用にて回転部材２６ａから離間しているアーマチャ２６ｃを第３ギヤ２２ｄに係合すべく機能する。アーマチャ２６ｃは、電磁クラッチ装置２０ｃの非作動時には、コーンクラッチ２７を介して第３ギヤ２２ｄに係合して、第３ギヤ２２ｄに対する相対回転を規制される。
【００４７】
このため、電磁クラッチ装置２０ｃはその非作動時、使用する環境下で、潤滑油等のオイルの粘性抵抗や異物の食い込み等によってアーマチャ２６ｃと第３ギヤ２２ｄ間の相対回転を生じさせる要因が発生しても、コーンクラッチ２７はその係合作用にて、アーマチャ２６ｃと第３ギヤ２２ｄ間の相対回転を阻止する。
【００４８】
従って、電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、その非作動時にたとえ相対回転を生じさせる要因が発生しても、アーマチャ２６ｃと第３ギヤ２２ｄ間の相対回転は防止され、電磁クラッチ装置２０ｃの非作動状態は確実に保持される。アーマチャ２６ｃの第３ギヤ２２ｄに対する係合は、電磁クラッチ装置２０ｃの作動時における、アーマチャ２６ｃの回転部材２６ａ側への吸引移動により自動的に解除される。このため、コーンクラッチ２７が電磁クラッチ装置２０ｃの作動時に、障害となることはない。
【００４９】
図５（ａ）には、コーンクラッチ２７とは異なる係合手段であるクラッチＡを備える電磁クラッチ装置２０ｃを示している。各係合手段としては、図５（ｂ）〜（ｄ）のクラッチを採用することができる。
【００５０】
図５（ｂ）に示す第１の変形例である係合手段は、環状で平面状の摩擦係合面を有する摩擦クラッチ２７ａであって、摩擦クラッチ２７ａは、第３ギヤ２２ｄの外周縁部の外側面に形成された環状で平面状の摩擦係合面２２ｄ２と、アーマチャ２６ｃの外周縁部の外側面に形成された環状で平面状の摩擦係合面２６ｃ２にて構成されている。これら摩擦係合面２２ｄ２，２６ｃ２は互いに対向して、摩擦クラッチ２７ａを構成している。当該摩擦クラッチ２７ａにおいては、アーマチャ２６ｃと回転部材２６ａ間に相対回転を生じさせる要因が発生しても、アーマチャ２６ｃは第３ギヤ２２ｄとの摩擦係合によって当該要因に打ち勝って、アーマチャ２６ｃの第３ギヤ２２ｄに対する係合状態を保持する。なお、当該摩擦クラッチ２７ａにおいては、電磁クラッチ装置２０ｃの作動時には、アーマチャ２６ｃが第３ギヤ２２ｄから完全に離間して、アーマチャ２６ｃの第３ギヤ２２ｄに対する係合が容易に解除される。
【００５１】
図５（ｃ）に示す第２の変形例である係合手段は、噛合式のドッグクラッチ２７ｂであって、ドッグクラッチ２７ｂは、第３ギヤ２２ｄの外周縁部の外側面に形成された環状の凹凸面２２ｄ３と、アーマチャ２６ｃの外周縁部の外側面に形成された環状の凹凸面２６ｃ３にて構成されている。これら凹凸面２２ｄ３，２６ｃ３は断面Ｖ字状の凹凸にて形成されているもので、互いに対向して凹凸面２２ｄ３，２６ｃ３同士が互いに噛合して係合するドッグクラッチ２７ｂを構成している。当該ドッグクラッチ２７ｂにおいては、アーマチャ２６ｃと回転部材２６ａ間に相対回転を生じさせる要因が発生しても、アーマチャ２６ｃは第３ギヤ２２ｄとの噛合によって当該要因に打ち勝って、アーマチャ２６ｃの第３ギヤ２２ｄに対する係合状態を保持する。なお、当該摩擦クラッチ２７ａにおいては、電磁クラッチ装置２０ｃの作動時には、アーマチャ２６ｃが第３ギヤ２２ｄから離間して噛合状態を緩和して、アーマチャ２６ｃの第３ギヤ２２ｄに対する係合が解除される。
【００５２】
図５（ｄ）に示す第３の変形例である係合手段も、噛合式のドッグクラッチ２７ｃであって、ドッグクラッチ２７ｃは、第３ギヤ２２ｄの外周縁部の外側面に形成された凸部２２ｄ４と、アーマチャ２６ｃの外周縁部の外側面に形成された凹部２６ｃ４にて構成されている。これらの凸凹部２２ｄ４，２６ｃ４は断面方形状を呈するもので、第３ギヤ２２ｄの外周縁部の外側面またはアーマチャ２６ｃの外周縁部の外側面に、周方向の複数形成されている。これら凸凹部２２ｄ４，２６ｃ４は、互いに対向して互いに噛合して係合するドッグクラッチ２７ｃを構成している。当該ドッグクラッチ２７ｃにおいては、アーマチャ２６ｃと回転部材２６ａ間に相対回転を生じさせる要因が発生しても、アーマチャ２６ｃは第３ギヤ２２ｄとの噛合によって当該要因に打ち勝って、アーマチャ２６ｃの第３ギヤ２２ｄに対する係合状態を保持する。なお、当該ドッグクラッチ２７ｃにおいては、電磁クラッチ装置２０ｃの作動時には、アーマチャ２６ｃが第３ギヤ２２ｄから離間して、その凹部２６ｃ４から第３ギヤ２２ｄの凸部２２ｄ４を完全に引き抜くことによって、アーマチャ２６ｃの第３ギヤ２２ｄに対する係合が解除される。
【００５３】
なお、本実施形態では、本発明に係るクラッチ装置をセルフロック式の電磁クラッチ装置２０ｃに構成した例について示しているが、本発明に係るクラッチ装置は、非セルフロック式の電磁クラッチ装置や、非電磁式のクラッチ装置等各種形式のクラッチ装置に適用することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、本発明に係るクラッチ装置を、前後輪駆動車用の補助駆動装置２０に組込む使用形態を示しているが、本発明に係るクラッチ装置は、前後輪駆動車用の主駆動装置に組込む使用形態、二輪駆動車用の駆動装置に組込む使用形態、車両に搭載される補機部品を駆動するための駆動装置に組込む使用形態、その他の産業機械を駆動するための駆動装置に組込む使用形態等、各種の使用形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクラッチ装置の一例である電磁クラッチ装置を組込んだ駆動装置を補助駆動装置とする前後輪駆動車の概略的構成図である。
【図２】同補助駆動装置を構成する駆動力伝達手段の全体を示す横断平面図である。
【図３】同駆動力伝達手段を構成する減速ギヤ列における電磁クラッチ装置の配設部位を拡大して示す横断平面図である。
【図４】同電磁クラッチ装置を構成するカム機構を模式的に示す説明図である。
【図５】異なる係合手段を有する電磁クラッチ装置の一部を示す横断平面図（ａ）、同電磁クラッチ装置の係合手段の変形例を示す一部を展開した横断平面図（ｂ），（ｃ），（ｄ）である。
【符号の説明】
１０…主駆動装置、１１…エンジン、１２…トランスミッション、１３…減速ギヤ列、１４…フロントディファレンシャル、１５…ドライブシャフト、１６…前輪、１７…ジェネレータ、１８…バッテリー、２０…補助駆動装置、２０ａ…電動モータ、２０ｂ…減速ギヤ列、２０ｃ…電磁クラッチ装置、２０ｄ…リヤディファレンシャル、２１ａ…ドライブシャフト、２１ｂ…後輪、２１ｃ…ミッションケース、２２ａ…入力軸、２２ｂ…第１ギヤ、２２ｃ…第２ギヤ、２２ｄ…第３ギヤ、２２ｄ１…テーパ面、２２ｄ２…摩擦係合面、２２ｄ３…凹凸面、２２ｄ４…凸部、２３ａ…出力軸、２３ｂ…第４ギヤ、２４…リングギヤ、２５ａ…ディファレンシャルケース、２５ｂ…ピニオン、２５ｃ…サイドギヤ、２６ａ…回転部材、２６ｂ…電磁コイル、２６ｃ…アーマチャ、２６ｃ１…テーパ面、２６ｃ２…摩擦係合面、２６ｃ３…凹凸面、２６ｃ４…凹部、２６ｄ…リターンスプリング、２６ｅ…カムフォロア、２７…コーンクラッチ、２７ａ…摩擦クラッチ、２７ｂ，２７ｃ…ドッグクラッチ、３０…制御装置、Ａ…クラッチ、Ｃ…カム機構、Ｃ１…第１カム部材、Ｃ２…第２カム部材、Ｃ３…カムフォロアー。
【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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