JP2003254352A - 電磁クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁石とクラッチを大型にせず、充分なトル
ク伝達容量を得る。 【解決手段】 トルク伝達部材７，９の間に配置された
クラッチ１１と、部材７と中間部材１７との間に配置さ
れたクラッチ１９と、部材９に連結されたプレート１５
と、アーマチャ２３を移動操作してクラッチ１９を押圧
する電磁石２５と、プレート１５とリング１７との間に
配置され、クラッチ１９が連結されると部材７，９間の
トルクを受けて作動し、プレート１５を移動させてクラ
ッチ１１を連結させるカム機構１３とを備え、アーマチ
ャ２３とプレート１５との間にクラッチ１９の押圧力を
強化するアシストカム機構２７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動力伝達系に用
いられて動力を断続し、あるいは、デファレンシャル装
置に用いられて駆動力を断続し、また、差動を制限する
電磁クラッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−３２９５６２号公報に図３
のような駆動力伝達装置５０１が記載されている。

【０００３】この駆動力伝達装置５０１は、回転ケース
５０３、インナーシャフト５０５、メインクラッチ５０
７、ボールカム５０９、プレッシャープレート５１１、
カムリング５１３、パイロットクラッチ５１５、アーマ
チャ５１７、電磁石５１９などから構成されている。

【０００４】駆動力伝達装置５０１は、４輪駆動車にお
いて２輪駆動走行時に切り離される後輪側のプロペラシ
ャフトを分断して配置されており、回転ケース５０３は
前側のプロペラシャフトに連結され、インナーシャフト
５０５は後側のプロペラシャフトに連結されている。

【０００５】電磁石５１９を励磁すると、磁力ループ５
２１が形成され、アーマチャ５１７が吸引されてパイロ
ットクラッチ５１５を押圧し締結させる。パイロットク
ラッチ５１５が締結されると、パイロットトルクが生じ
てボールカム５０９にエンジンの駆動力が掛かり、発生
したカムスラスト力によってメインクラッチ５０７が押
圧され、駆動力伝達装置５０１が連結されて後輪側に駆
動力が伝達され、車両は４輪駆動状態になる。

【０００６】また、電磁石５１９の励磁を停止すると、
パイロットクラッチ５１５が開放されてボールカム５０
９のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ５０７が
開放されて駆動力伝達装置５０１の連結が解除され、後
輪側が切り離されて車両は２輪駆動状態になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記駆動力伝達装置５
０１のように、メインクラッチ、パイロットクラッチ、
カム機構などから構成され、パイロットクラッチが連結
されるとカム機構が作動しメインクラッチの締結力を強
化する電磁クラッチ装置は、単独で動力断続装置として
用いられる他に、デファレンシャル装置上で断続機構に
用いられる。

【０００８】このような断続機構を備えたデファレンシ
ャル装置は、例えば、原動機に燃料エンジン（燃料の爆
発を利用した通常のエンジン）と電動モータとを併用す
る４輪駆動ハイブリッド電気自動車で電動モータ側の動
力伝達系に用いられることがある。

【０００９】しかし、このような用途では電磁クラッチ
装置のトルク伝達容量不足が指摘されることがある。

【００１０】ところが、トルク伝達容量を大きくする
（トルクアップする）ためには、メインクラッチやパイ
ロットクラッチの摩擦面数（クラッチ板枚数）を増やす
必要があるが、摩擦面数を増やすと潤滑オイルの粘性に
起因するドラグトルクが過大になる上に、デファレンシ
ャル装置が大型化、重量化し、車載性が低下する恐れが
ある。

【００１１】一方、クラッチの摩擦面数を増やさずにト
ルク伝達容量を大きくするには、パイロットトルクを大
きくすればよいが、そのためには電磁石を大型にし、吸
引力を強化する必要がある。

【００１２】しかし、電磁石を大型にしても、電磁コイ
ルの電気抵抗や磁路の飽和（磁気抵抗）などの理由によ
って充分な吸引力が得られないことがあり、さらに、電
磁石が大型になると、バッテリーの負担が増加してエン
ジンの燃費が低下すると共に、配置スペースの問題も生
じる。

【００１３】そこで、この発明は、電磁石とクラッチを
大型化せずに、充分なトルク伝達容量が得られる電磁ク
ラッチ装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の電磁クラッチ
装置は、一対のトルク伝達部材と、両トルク伝達部材の
間に配置されたメインクラッチと、トルク伝達部材の一
方と中間部材との間に配置されたパイロットクラッチ
と、トルク伝達部材の他方に対して移動自在に連結され
たプレッシャープレートと、アーマチャを移動操作し、
パイロットクラッチを押圧して締結させる電磁石と、プ
レッシャープレートと中間部材との間に配置され、パイ
ロットクラッチが連結されると両トルク伝達部材間のト
ルクを受けて作動し、プレッシャープレートを移動させ
てメインクラッチを連結させるカム機構とを備えた電磁
クラッチ装置であって、アーマチャとプレッシャープレ
ートとの間に、電磁石によってアーマチャがパイロット
クラッチに押圧されると前記トルクを受けて作動し、ア
ーマチャによるパイロットクラッチの押圧力を強化する
アシストカム機構を設けたことを特徴とする。

【００１５】このように、本発明の電磁クラッチ装置
は、アーマチャとプレッシャープレートとの間に、パイ
ロットクラッチを押圧するアシストカム機構を設けたこ
とによってパイロットトルクが強化されるから、これに
伴い、プレッシャープレートを移動させるカム機構のカ
ムスラスト力が大きくなってメインクラッチのトルク伝
達容量が強化される。

【００１６】従って、この電磁クラッチ装置を断続機構
に用いたデファレンシャル装置は、上記のような４輪駆
動ハイブリッド電気自動車の電動モータ側動力伝達系に
用いた場合、充分なトルク伝達容量が得られる。

【００１７】また、トルク伝達容量を大きくするため
に、メインクラッチやパイロットクラッチの摩擦面数
（クラッチ板枚数）を増やす必要がなくなるから、潤滑
オイルによるドラグトルクの増大が防止されると共に、
電磁クラッチ装置及びこれを用いたデファレンシャル装
置の大型化、重量化、車載性低下などが防止される。

【００１８】また、パイロットトルクを大きくするため
に電磁石を大型にする必要もなくなり、電磁石の大型化
に伴う電磁コイルの電気抵抗及び磁路飽和などから解放
されると共に、バッテリーの負担増加、エンジン燃費の
低下、配置スペースの問題からも解放される。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１に記載された
電磁クラッチ装置であって、前記アシストカム機構が、
カム斜面に前記トルクを受けてスラスト力を発生するカ
ムであることを特徴としており、請求項１の構成と同等
の作用・効果を得ることができる。

【００２０】また、カム斜面を持ったカムの場合、カム
角の変更によってカムスラスト力を変えることが可能で
あり、電磁クラッチ装置（メインクラッチ）のトルク伝
達容量を調整することができる。

【００２１】また、下記の請求項３の構成のように、カ
ム角の調整によってアシストカム機構のセルフロックを
防止することができる。

【００２２】また、カム斜面を持ったカムは、プレス加
工により低コストで容易に成型することが可能であり、
従って、上記のようなカム角の変更にも低コストで容易
に対応できる。

【００２３】請求項３の発明は、請求項２に記載された
電磁クラッチ装置であって、前記カムのカム角を、慣性
力やオイルの粘性によってアーマチャが回転してもセル
フロックしない範囲に設定したことを特徴としており、
請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができ
る。

【００２４】また、カム角を調整することにより、慣性
力やオイルの粘性によってアーマチャが回転しても、ア
シストカム機構のセルフロックが防止されるから、電磁
クラッチ装置及びこれを用いたデファレンシャル装置の
機能が正常に保たれる。

【００２５】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かに記載された電磁クラッチ装置であって、前記プレッ
シャープレートに段差部が設けられており、アーマチャ
の少なくとも一部が、前記段差部に配置されていること
を特徴とし、請求項１〜３の構成と同等の作用・効果を
得ることができる。

【００２６】また、アーマチャの少なくとも一部をプレ
ッシャープレートの段差部に配置し、スペースを有効に
利用したことによって、電磁クラッチ装置及びこれを用
いたデファレンシャル装置がそれだけコンパクトに構成
され、車載性が向上する。

【００２７】請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれ
かに記載された電磁クラッチ装置であって、前記アーマ
チャを電磁石の移動操作力と反対の方向に付勢するリタ
ーンスプリングを設けたことを特徴としており、請求項
１〜４の構成と同等の作用・効果を得ることができる。

【００２８】また、リターンスプリングによってアーマ
チャが電磁石の移動操作力と反対方向（パイロットクラ
ッチの連結解除方向）に付勢されているから、電磁石の
励磁を解除すると、アーマチャが瞬時に移動（後退）し
てパイロットクラッチの連結が解除される。

【００２９】従って、電磁クラッチ装置及びこれを用い
たデファレンシャル装置の連結解除レスポンスが向上す
ると共に、アーマチャの移動不良によるドラグトルクが
防止される。

【００３０】請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれ
かに記載された電磁クラッチ装置であって、前記カム機
構とアシストカム機構とが、軸方向にオーバーラップ配
置されていることを特徴としており、請求項１〜５の構
成と同等の作用・効果を得ることができる。

【００３１】また、カム機構とアシストカム機構とを軸
方向にオーバーラップ配置した（それぞれの径方向投影
が互いに重なるように配置した）この構成では、電磁ク
ラッチ装置及びこれを用いたデファレンシャル装置が軸
方向にコンパクトになり、車載性が向上する。

【００３２】請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれ
かに記載された電磁クラッチ装置であって、原動機の駆
動力によって回転するアウターデフケースと、差動機構
が連結されたインナーケースとを備えたデファレンシャ
ル装置において、前記アウターデフケースとインナーデ
フケースとを前記トルク伝達部材にしたことを特徴とし
ており、請求項１〜６の構成と同等の作用・効果を得る
ことができる。

【００３３】この構成は、差動機構の入力側（アウター
デフケースとインナーデフケースとの間）に配置された
断続機構によって駆動力を断続するデファレンシャル装
置のこの断続機構に、請求項１〜６の電磁クラッチ装置
を用いたものであり、このデファレンシャル装置は、原
動機に燃料エンジンと電動モータを併用した４輪駆動ハ
イブリッド電気自動車の電動モータ側動力伝達系に用い
ても、アシストカム機構によって、上記のように、充分
なトルク伝達容量が得られる。

【００３４】また、電磁クラッチ装置を用いたこのデフ
ァレンシャル装置は、上記のような電気自動車に用いら
れた場合、２輪駆動状態で、潤滑オイルの粘性やアーマ
チャの移動不良などによるドラグトルク増大が防止さ
れ、車両の旋回性、操縦性、エンジン燃費などが向上す
ると共に、メインクラッチとパイロットクラッチの摩擦
面数増加防止効果及び電磁石の大型化防止効果によっ
て、大型化、重量化、配置スペース増大による車載性の
低下、バッテリーの負担増加、燃費低下などが防止され
る。

【００３５】また、このデファレンシャル装置は、燃料
エンジンと電動モータを駆動力源に併用した４輪駆動の
ハイブリッド電気自動車に用いることも、燃料エンジン
を駆動力源にした通常の４輪駆動車に用いることもで
き、いずれも充分なトルク伝達容量が得られる。

【００３６】請求項８の発明は、請求項１〜６のいずれ
かに記載された電磁クラッチ装置であって、入力側の差
動回転部材から入力する原動機の駆動力を一対の出力側
差動回転部材から車輪側に配分する差動機構を備えたデ
ファレンシャル装置において、前記入力側差動回転部材
及び出力側差動回転部材のいずれか２者を前記トルク伝
達部材にしたことを特徴としており、請求項１〜６の構
成と同等の作用・効果を得ることができる。

【００３７】この構成は、請求項１〜６の電磁クラッチ
装置をデファレンシャル装置の差動制限機構に用いたも
のであり、電磁クラッチ装置を連結すれば差動機構の差
動が制限され、電磁クラッチ装置の連結を解除すれば差
動が自由になる。

【００３８】また、このデファレンシャル装置は、請求
項１〜６の電磁クラッチ装置を用いて構成したことによ
り、請求項７でのデファレンシャル装置と同様な効果が
得られる。

【００３９】また、このデファレンシャル装置は、エン
ジンと電動モータを駆動力源に併用した４輪駆動のハイ
ブリッド電気自動車に用いることも、電動モータだけを
駆動力源にした電気自動車に用いることもでき、いずれ
も充分なトルク容量（差動制限力）が得られる。

【００４０】

【発明の実施の形態】図１と図２によってリヤデフ１及
びこれに用いられた電磁クラッチ装置３（本発明の一実
施形態）の説明をする。なお、以下の説明の中で左右の
方向は各図での左右の方向である。

【００４１】リヤデフ１（原動機の駆動力を左右の後輪
に配分するデファレンシャル装置）はハイブリッドの４
輪駆動車に用いられている。

【００４２】この４輪駆動車は前輪をレシプロ燃料エン
ジンで駆動し、後輪を電動モータで駆動するハイブリッ
ドの電気自動車であり、リヤデフ１は後輪側の動力伝達
系に用いられている。

【００４３】前輪側の動力系は、横置きのエンジンとト
ランスミッション、フロントデフ（エンジンの駆動力を
左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）、前車
軸、左右の前輪などから構成されている。

【００４４】また、後輪側の動力系は、電動モータ、減
速機構、リヤデフ１、バッテリー、センサー、コントロ
ーラ、後車軸、左右の後輪などから構成されている。

【００４５】電動モータと減速機構とリヤデフ１はケー
シングに収容されている。電動モータはケーシングに固
定されており、コントローラを介してバッテリーに接続
されている。また、このケーシングにはオイル溜りが設
けられている。

【００４６】減速機構は、２段の減速ギヤ組から構成さ
れており、電動モータは前段のギア組に連結され、リヤ
デフ１は後段のギア組に連結されている。

【００４７】コントローラはセンサーからの情報に基づ
いて電動モータの駆動、回転数調整、駆動停止などを行
う。

【００４８】また、下記のように、コントローラは、通
常の走行中、電動モータの駆動を停止すると共に、下記
のようにリヤデフ１で駆動力を遮断して後輪側動力系の
作動を停止させると共に、前輪をエンジンで駆動し、車
両を前輪側動力系による２輪駆動状態にする。

【００４９】また、大きな駆動力が必要になると、コン
トローラは電動モータを駆動すると共に、リヤデフ１を
連結して後輪側動力系を作動させ、後輪を補助的に駆動
し、車両を４輪駆動走行させる。

【００５０】電動モータの駆動力は各減速ギヤ組によっ
て後輪の走行回転数域まで減速され、トルクが増幅され
てリヤデフ１に伝達される。

【００５１】リヤデフ１は、電磁クラッチ装置３とベベ
ルギア式の差動機構５から構成されている。

【００５２】また、電磁クラッチ装置３は、アウターデ
フケース７（一方のトルク伝達部材）、インナーデフケ
ース９（他方のトルク伝達部材）、多板式のメインクラ
ッチ１１、ボールカム１３（カム機構）、プレッシャー
プレート１５、カムリング１７（中間部材）、多板式の
パイロットクラッチ１９、第１のリターンスプリング２
１、アーマチャ２３、電磁石２５、アシストカム２７
（アシストカム機構：カム斜面を持ったカム）、第２の
リターンスプリング２９などから構成されている。

【００５３】アウターデフケース７には、後段の減速ギ
ヤ組の一側ギアである大径ギア３１が形成されており、
アウターデフケース７の大径ギア３１部分はボールベア
リング３３，３３によってインナーデフケース９上に支
承されている。なお、アウターデフケース７はギア３１
によるトルク伝達だけを行い、部材の支持機能から解放
されたフローティング構造になっている。

【００５４】インナーデフケース９は、左のボス部３５
をボールベアリング３７によってケーシングに支承さ
れ、右のボス部３９をボールベアリング４１と、ケーシ
ングに固定されている電磁石２５のコア４３とを介して
ケーシングに支承されている。

【００５５】また、右ボス部３９（インナーデフケース
９）の外周には、磁性材料で作られたロータ４５がスナ
ップリング４７によって固定され、軸方向に位置決めさ
れている。このロータ４５はアウターデフケース７の右
側壁を兼ねている。

【００５６】メインクラッチ１１は、アウターデフケー
ス７とインナーデフケース９との間に配置されている。
アウタープレート４９はアウターデフケース７の内周に
スプライン連結されており、インナープレート５１はイ
ンナーデフケース９の外周にスプライン連結されてい
る。

【００５７】また、インナーデフケース９には、メイン
クラッチ１１の受圧リング５３がスナップリング５５に
よって固定されている。

【００５８】パイロットクラッチ１９はアウターデフケ
ース７とカムリング１７との間に配置されている。アウ
タープレート５７はアウターデフケース７の内周にスプ
ライン連結されており、インナープレート５９はカムリ
ング１７の外周にスプライン連結されている。

【００５９】ボールカム１３はプレッシャープレート１
５とカムリング１７との間に設けられている。プレッシ
ャープレート１５はインナーデフケース９の外周に軸方
向移動自在にスプライン連結されており、下記のよう
に、ボールカム１３のカムスラスト力を受けてメインク
ラッチ１１を押圧する。

【００６０】また、カムリング１７とロータ４５との間
には、ボールカム１３のカム反力を受けると共に、カム
リング１７とロータ４５間の相対回転を吸収するスラス
トベアリング６１が配置されている。

【００６１】リターンスプリング２１は、プレッシャー
プレート１５とインナーデフケース９との間に配置され
ており、プレッシャープレート１５をメインクラッチ１
１の連結解除方向に付勢している。

【００６２】アーマチャ２３は、プレッシャープレート
１５とパイロットクラッチ１９（インナープレート５
９）との間に、軸方向移動及び回転自在に配置されてい
る。また、アーマチャ２３はプレッシャープレート１５
に形成された段差部６３に収容されており、アーマチャ
２３は段差部６３の外周で相対回転可能に支持され、セ
ンターリングされている。

【００６３】電磁石２５のリード線はグロメットを介し
てケーシングの外部に引き出され、コネクターによって
バッテリー側に接続されている。

【００６４】電磁石２５のコア４３とロータ４５との間
には適度なエアギャップが形成されており、コア４３、
エアギャップ、ロータ４５、パイロットクラッチ１９、
アーマチャ２３によって電磁石２５の磁路が構成されて
おり、電磁石２５が励磁されるとこの磁路上に磁束ルー
プ６５が形成される。

【００６５】差動機構５は、複数本のピニオンシャフト
６７、ピニオンギア６９、出力側のサイドギア７１，７
３などから構成されている。

【００６６】各ピニオンシャフト６７はインナーデフケ
ース９の回転中心から放射状に配置されており、それぞ
れの先端はインナーデフケース９の係合孔７５に係合す
ると共に、段差部７７で受圧リング５３に回り止めされ
ている。

【００６７】各ピニオンギア６９はそれぞれのピニオン
シャフト６７上で回転自在に支承されており、サイドギ
ア７１，７３は左右からピニオンギア６９と噛み合って
いる。また、各サイドギア７１，７３とインナーデフケ
ース９との間には、サイドギア７１，７３の噛み合い反
力を受けるスラストワッシャ７９がそれぞれ配置されて
いる。

【００６８】サイドギア７１，７３は左右の後車軸にそ
れぞれスプライン連結されており、各後車軸はインナー
デフケース９の左右のボス部３５，３９とケーシングを
それぞれ貫通し、左右の後輪に連結されている。

【００６９】インナーデフケース９の回転はピニオンシ
ャフト６７からピニオンギア６９を介して各サイドギア
７１，７３に配分され、さらに後車軸から左右の後輪に
伝達される。

【００７０】アシストカム２７は、図２のように、プレ
ッシャープレート１５に形成されたカム斜面８３とアー
マチャ２３に形成されたカム斜面８５とによって構成さ
れている。これらのカム斜面８３，８５のカム角は、慣
性力やオイルの粘性によってアーマチャ２３が回転して
も、この程度のトルクではセルフロックしない範囲で設
定されている。

【００７１】また、図１のように、アシストカム２７と
ボールカム１３は軸方向にオーバーラップするように
（それぞれの径方向投影が互いに重なるように）配置さ
れている。

【００７２】リターンスプリング２９は、アウターデフ
ケース７に取り付けられたスナップリング８７とアーマ
チャ２３との間に配置されており、アーマチャ２３を電
磁石２５の吸引力と反対方向（パイロットクラッチ１９
の連結解除方向）に付勢している。

【００７３】コントローラは、センサーによって検知し
た路面状態、車両の発進、加速、旋回のような走行条件
及び操舵条件などに応じて、電磁石２５の励磁、励磁電
流の制御、励磁停止を行う。

【００７４】また、コントローラは、電動モータを回転
させるとき同時に電磁石２５を励磁し、電動モータの回
転を停止させるとき同時に電磁石２５の励磁を停止す
る。

【００７５】電磁石２５が励磁されると、上記のように
磁路上に磁束ループ６５が形成されてアーマチャ２３が
吸引され、ロータ４５との間でパイロットクラッチ１９
を押圧して締結し、パイロットトルクを発生させる。

【００７６】パイロットトルクが発生すると、パイロッ
トクラッチ１９によってアウターデフケース７に連結さ
れたカムリング１７と、インナーデフケース９側のプレ
ッシャープレート１５とを介してボールカム１３に電動
モータの駆動力が掛かり、ボールカム１３は発生したカ
ムスラスト力によってプレッシャープレート１５を左方
に移動させてメインクラッチ１１を押圧し締結させる。

【００７７】また、このとき、パイロットクラッチ１９
側に吸引されてアウターデフケース７と一体になったア
ーマチャ２３とインナーデフケース９側のプレッシャー
プレート１５との間には、同様に電動モータの駆動力が
掛かるから、このトルクを受けてアシストカム２７が作
動し、発生したカムスラスト力によりパイロットクラッ
チ１９が増し締めされてパイロットトルクが強化され、
メインクラッチ１１のトルク伝達容量がそれだけ増加す
る。

【００７８】なお、アシストカム２７は、ボールカム１
３のカムスラスト力によってプレッシャープレート１５
が左に移動した後、作動する。

【００７９】こうして電磁クラッチ装置３が連結される
と、大径ギア３１（アウターデフケース７）を回転させ
る電動モータの駆動力は、インナーデフケース９に伝達
され、その回転は差動機構５によって左右の後輪に配分
され、車両が４輪駆動状態になる。

【００８０】また、悪路などで後輪の間に駆動抵抗差が
生じると、電動モータの駆動力はピニオンギア６９の自
転によって左右の後輪に差動配分される。

【００８１】また、電磁石２５の励磁電流を制御する
と、パイロットクラッチ１９の滑り率が変化してボール
カム１３及びアシストカム２７のカムスラスト力が変わ
り、後輪側に伝達される駆動力が制御される。

【００８２】このような駆動力の制御を、例えば、旋回
時に行うと旋回性と車体の安定性とを大きく向上させる
ことができる。

【００８３】また、電磁石２５の励磁を停止すると、パ
イロットクラッチ１９が開放されてボールカム１３のカ
ムスラスト力と、アシストカム２７のカムスラスト力
（アシスト作用）が消失し、リターンスプリング２１の
付勢力によってプレッシャープレート１５が右方へ戻
り、メインクラッチ１１が開放されて電磁クラッチ装置
３の連結が解除され、車両は前輪駆動の２輪駆動状態に
なる。

【００８４】さらに、リターンスプリング２９がアーマ
チャ２３をパイロットクラッチ１９の連結解除方向に付
勢しているから、電磁石２５の励磁が解除されると、ア
ーマチャ２３が瞬時に左方移動してパイロットクラッチ
１９の連結が解除され、電磁クラッチ装置３（リヤデフ
１）の連結解除レスポンスを向上させる。

【００８５】また、電磁クラッチ装置３の連結解除操作
は、上記のように電動モータの停止操作と同時に行われ
るから、２輪駆動状態では、アウターデフケース７と減
速機構と電動モータが後輪の連れ回りから切り離され、
機械的に回されることが防止される。

【００８６】従って、減速機構、電動モータ及びそのベ
アリング、バッテリー、レギュレータなどの集積回路の
回路素子が後輪の連れ回りによる悪影響から保護され、
耐久性が向上する。

【００８７】また、ケーシングに設けられたオイル溜り
のオイルはアウターデフケース７（大径ギア３１）の回
転によって撥ね上げられ、撥ね上げられたオイルはアウ
ターデフケース７とインナーデフケース９の左右両側の
隙間からこれらの間に浸入し、パイロットクラッチ１
９、アーマチャ２３とプレッシャープレート１５との摺
動部（段差部６３）、ボールカム１３、アシストカム２
７、スラストベアリング６１、メインクラッチ１１など
を潤滑・冷却する。

【００８８】また、オイル溜りのオイルはインナーデフ
ケース９の回転に伴って、インナーデフケース９の開口
８９と、ボス部３５，３９の内側に形成されている螺旋
状のオイル溝から内部に流入し、差動機構５の各ギア６
９，７１，７３の噛み合い部などを潤滑・冷却し、さら
に遠心力を受けてメインクラッチ１１側に移動し、メイ
ンクラッチ１１、ボールカム１３、パイロットクラッチ
１９、アシストカム２７などを潤滑・冷却した後、オイ
ル溜りに戻る。

【００８９】こうして、リヤデフ１と電磁クラッチ装置
３が構成されている。

【００９０】リヤデフ１と電磁クラッチ装置３は、アー
マチャ２３とプレッシャープレート１５の間に設けたア
シストカム２７によってメインクラッチ１１のトルク伝
達容量が強化されているから、上記のような電気自動車
に用いられても充分なトルク伝達容量が得られる。

【００９１】また、トルク伝達容量を大きくするために
メインクラッチ１１やパイロットクラッチ１９のプレー
ト枚数を増やす必要がなくなるから、潤滑オイルによる
ドラグトルクの増大が防止されると共に、リヤデフ１の
大型化、重量化、車載性の低下などが防止される。

【００９２】また、パイロットトルクを大きくするため
に電磁石２５を大型にする必要もなくなり、これに伴う
バッテリーの負担増加と燃費の低下などが防止される。

【００９３】また、アシストカム２７のカム角を、セル
フロックが生じない角度に設定したから、電磁クラッチ
装置３とリヤデフ１の機能が正常に保たれる。

【００９４】また、カム斜面を持ったアシストカム２７
は、プレッシャープレート１５とアーマチャ２３をプレ
ス加工することによって低コストで容易に成型すること
ができるから、上記のようなカム角の変更にも低コスト
で容易に対応できる。

【００９５】また、アーマチャ２３をプレッシャープレ
ート１５の段差部６３に配置し、スペースを有効に利用
したことによって、電磁クラッチ装置３とリヤデフ１が
それだけコンパクトに構成され、車載性が向上する。

【００９６】また、アシストカム２７とボールカム１３
を軸方向にオーバーラップ配置したから、電磁クラッチ
装置３とリヤデフ１が軸方向にコンパクトになり、車載
性がさらに向上する。

【００９７】また、電磁石２５の励磁を解除すると、リ
ターンスプリング２９によってパイロットクラッチ１９
の連結が瞬時に解除されるから、電磁クラッチ装置３と
リヤデフ１の連結解除レスポンスが向上すると共に、ア
ーマチャ２３の移動不良によるドラグトルクが防止され
る。

【００９８】また、上記のオイル粘性によるドラグトル
クの防止効果と、アーマチャ２３の移動不良によるドラ
グトルクの防止効果とによって、２輪駆動走行時に後輪
の連れ回りがほぼ完全に遮断されるから、電動モータ、
そのベアリング、バッテリー、レギュレータなどの回路
素子は後輪の連れ回りに伴うドラグトルクの影響から解
放される。

【００９９】また、本発明の電磁クラッチ装置が用いら
れるデファレンシャル装置の差動機構は、実施形態のよ
うなベベルギヤ式の差動機構に限らず、プラネタリーギ
ヤ式の差動機構、デフケースの収容孔に摺動自在に収容
されたピニオンギヤによって出力側のサイドギヤを連結
した差動機構、ウォームギヤを用いた差動機構など、ど
のような形式の差動機構でもよい。

【０１００】

【発明の効果】本発明の電磁クラッチ装置は、アシスト
カム機構によってトルク伝達容量が強化されるから、例
えば、この電磁クラッチ装置を断続機構に用いたデファ
レンシャル装置は電気自動車に用いても充分なトルク伝
達容量が得られる。

【０１０１】また、メインクラッチやパイロットクラッ
チの摩擦面数を増やす必要がなくなり、オイルの粘性に
よるドラグトルクの増大が防止されると共に、電磁クラ
ッチ装置及びこれを用いたデファレンシャル装置の大型
化、重量化、車載性の低下などが防止される。

【０１０２】また、電磁石を大型にする必要もなくな
り、電磁石の大型化に伴うバッテリーの負担増加、エン
ジン燃費の低下、配置スペースの問題からも解放され
る。

【０１０３】請求項２の電磁クラッチ装置は、請求項１
の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１０４】また、カム斜面を持ったカムは、カム角の
変更によって電磁クラッチ装置のトルク伝達容量を調整
することができる。

【０１０５】また、カム斜面を持ったカムは、プレス加
工により低コストで成型可能であり、上記のようなカム
角の変更にも容易に対応できる。

【０１０６】請求項３の電磁クラッチ装置は、請求項２
の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１０７】また、慣性力やオイルの粘性によってアー
マチャが回転してもセルフロックが防止されるから、電
磁クラッチ装置及びこれを用いたデファレンシャル装置
の機能が正常に保たれる。

【０１０８】請求項４の電磁クラッチ装置は、請求項１
〜３の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１０９】また、アーマチャをプレッシャープレート
の段差部に配置し、スペースを有効に利用したことによ
って、電磁クラッチ装置及びこれを用いたデファレンシ
ャル装置がそれだけコンパクトに構成され、車載性が向
上する。

【０１１０】請求項５の電磁クラッチ装置は、請求項１
〜４の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１１１】また、リターンスプリングによって、電磁
クラッチ装置及びこれを用いたデファレンシャル装置の
連結解除レスポンスが向上し、アーマチャの移動不良に
よるドラグトルクが防止される。

【０１１２】請求項６の電磁クラッチ装置は、請求項１
〜５の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１１３】また、カム機構とアシストカム機構とを軸
方向にオーバーラップ配置したことにより、電磁クラッ
チ装置及びこれを用いたデファレンシャル装置が軸方向
にコンパクトになり、車載性が向上する。

【０１１４】請求項７の電磁クラッチ装置は、請求項１
〜６の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１１５】また、本発明の電磁クラッチ装置を断続機
構に用いたデファレンシャル装置は、上記のような４輪
駆動のハイブリッド電気自動車に用いても充分なトルク
伝達容量が得られると共に、２輪駆動状態で、オイルの
粘性やアーマチャの移動不良によるドラグトルク増大が
防止され、車両の旋回性、操縦性、燃費などが向上する
と共に、メインクラッチとパイロットクラッチの摩擦面
数増加防止効果及び電磁石の大型化防止効果によって、
大型化、重量化、配置スペース増大による車載性の低
下、バッテリーの負担増加、燃費低下などが防止され
る。

【０１１６】請求項８の電磁クラッチ装置は、請求項１
〜６の構成と同等の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。

【図２】図１の実施形態に用いられたアシストカム２７
のカム斜面を示す断面図である。

【図３】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ リヤデフ（電磁クラッチ装置を断続機構に用いたデ
ファレンシャル装置） ３ 電磁クラッチ装置 ５ ベベルギア式の差動機構 ７ アウターデフケース（一方のトルク伝達部材） ９ インナーデフケース（他方のトルク伝達部材） １１ メインクラッチ １３ ボールカム（カム機構） １５ プレッシャープレート １７ カムリング（中間部材） １９ パイロットクラッチ ２３ アーマチャ ２５ 電磁石 ２７ アシストカム（アシストカム機構：カム斜面を持
ったカム） ２９ リターンスプリング

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のトルク伝達部材と、 両トルク伝達部材の間に配置されたメインクラッチと、 トルク伝達部材の一方と中間部材との間に配置されたパ
   イロットクラッチと、 トルク伝達部材の他方に対して移動自在に連結されたプ
   レッシャープレートと、 アーマチャを移動操作し、パイロットクラッチを押圧し
   て締結させる電磁石と、 プレッシャープレートと中間部材との間に配置され、パ
   イロットクラッチが連結されると両トルク伝達部材間の
   トルクを受けて作動し、プレッシャープレートを移動さ
   せてメインクラッチを連結させるカム機構とを備えた電
   磁クラッチ装置であって、 アーマチャとプレッシャープレートとの間に、電磁石に
   よってアーマチャがパイロットクラッチに押圧されると
   前記トルクを受けて作動し、アーマチャによるパイロッ
   トクラッチの押圧力を強化するアシストカム機構を設け
   たことを特徴とする電磁クラッチ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された発明であって、 前記アシストカム機構が、カム斜面に前記トルクを受け
   てスラスト力を発生するカムであることを特徴とする電
   磁クラッチ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された発明であって、 前記カムのカム角を、慣性力やオイルの粘性によってア
   ーマチャが回転してもセルフロックしない範囲に設定し
   たことを特徴とする電磁クラッチ装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載された発
   明であって、 前記プレッシャープレートに段差部が設けられており、 アーマチャの少なくとも一部が、前記段差部に配置され
   ていることを特徴とする電磁クラッチ装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載された発
   明であって、 前記アーマチャを電磁石の移動操作力と反対の方向に付
   勢するリターンスプリングを設けたことを特徴とする電
   磁クラッチ装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載された発
   明であって、 前記カム機構とアシストカム機構とが、軸方向にオーバ
   ーラップ配置されていることを特徴とする電磁クラッチ
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載された発
   明であって、 原動機の駆動力によって回転するアウターデフケース
   と、 差動機構が連結されたインナーケースとを備えたデファ
   レンシャル装置において、 前記アウターデフケースとインナーデフケースとを前記
   トルク伝達部材にしたことを特徴とする電磁クラッチ装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載された発
   明であって、 入力側の差動回転部材から入力する原動機の駆動力を一
   対の出力側差動回転部材から車輪側に配分する差動機構
   を備えたデファレンシャル装置において、 前記入力側差動回転部材及び出力側差動回転部材のいず
   れか２者を前記トルク伝達部材にしたことを特徴とする
   電磁クラッチ装置。