JP2012107732A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】電磁コイルの非通電時における残留磁気の影響を抑制し、電磁コイルの通電時における消費電力を低減することが可能な電磁クラッチを提供する。
【解決手段】電磁クラッチ１は、通電により磁束を発生させる環状の電磁コイル２と、電磁コイル２の磁束を通過させるヨーク３と、電磁コイル２の外周側でヨーク３に軸方向に対向する第１対向部４１、及び電磁コイル２の内周側でヨーク３に軸方向に対向する第２対向部４２を有するアーマチュアカム４とを備え、アーマチュアカム４は、電磁コイル２への通電によって第１対向部４１及び第２の対向部４２の少なくとも何れかがヨーク３と接触し、電磁コイル２の通電によって発生する磁束の磁路Ｍ中に、アーマチュアカム４及びヨーク３よりも透磁率が低い領域が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁クラッチに関する。

従来、カム溝が形成されたアーマチャを電磁コイルの磁力によって吸引し、その吸引力により発生する他部材との接触部における摩擦によってカム機構を動作させ、カム機構のカム力によってカム部材をより強く他部材に押し付けて回転部材間のトルク伝達を制御する電磁クラッチが知られている。

特許文献１に記載された電磁クラッチは、前輪をエンジンで駆動し、後輪を電動モータで駆動するように構成された４輪駆動車両の後輪側の駆動系に適用され、電動モータの停止時に後輪のディファレンシャル装置と電動モータとの連結を遮断して走行抵抗を低減すべく、電動モータの出力を減速する減速ギヤのギヤ部と軸部との間に介在して配置されている。

この電磁クラッチは、減速ギヤの軸部と一体回転する環状の回転部材と、この環状の回転部材の軸方向一側に配置された電磁コイルと、環状の回転部材の軸方向他側に配置され、電磁コイルの磁力によって環状の回転部材側に引き寄せられて摩擦接触するアーマチャと、アーマチャと減速ギヤのギヤ部との間に介在するカムフォロアとを備えている。アーマチャ及び減速ギヤのギヤ部の対向面のそれぞれには周方向に延びるカム溝が形成され、アーマチャ及び減速ギヤのギヤ部はカムフォロアと共にカム機構を構成している。

このアーマチャは中心部に減速ギヤの軸部を挿通させる挿通孔が形成された円板状であり、カム溝が形成された面とは反対側の面に、上記環状の回転部材に摩擦係合する摩擦面が形成されている。この摩擦面は、カム溝よりも外周側に形成されている。

車両の走行時に電磁コイルに通電されると、アーマチャは上記環状の回転部材に引き寄せられて摩擦接触し、その摩擦力によって減速ギヤのギヤ部と相対回転する。この相対回転によってカムフォロアがカム溝を転動し、カム機構のカム力によってアーマチャがより強く上記環状の回転部材に押し付けられて摩擦係合し、電動モータのトルクがディファレンシャル側に伝達されるようになる。

一方、電磁コイルが非通電の状態で電動モータが停止すると、リターンスプリングの力によってカム機構が非作動状態となり、カム部材の摩擦係合が解除される。これにより電動モータとディファレンシャル装置との連結が遮断される。

また、特許文献２に記載された湿式の電磁クラッチは、摩擦摺動面の磨耗を抑制すべく、アーマチャの摩擦面にペーパー系の摩擦材が貼着されている。

特開２００４−６０８６３号公報 特開２００９−１３８７９８号公報

特許文献１に記載の電磁クラッチのアーマチャは、電磁コイルへの通電が遮断されても、残留磁気の影響によって上記環状の回転部材側に引き寄せられる方向の力を受ける。従って、電磁コイルへの通電を遮断したときに確実にアーマチャの摩擦係合を解除するためには、リターンスプリングの付勢力（アーマチャを環状の回転部材から引き離す方向に押し付ける力）を残留磁気による力よりも十分に強くしなければならない。この場合、電磁コイルに通電してアーマチャを引き寄せるためには、より大きなコイル電流が必要となり、電流供給回路の容量増大によるコストの上昇及び消費電力の増大を招来する。

また、特許文献２に記載の電磁クラッチでは、アーマチャの摩擦面にペーパー系の摩擦材が貼着され、アーマチャが磁力を受けても摩擦相手部材である有底円筒状のアウタハウジングに直接接触せず、磁路中に２箇所のエアギャップが介在するので磁気抵抗が大きくなる。従って、所望の摩擦力を得るためには、より大きなコイル電流が必要となり、特許文献１に記載の電磁クラッチと同様に、電流供給回路の容量増大によるコストの上昇及び消費電力の増大を招来する。

そこで、本発明は、電磁コイルの非通電時における残留磁気の影響を抑制し、電磁コイルの通電時における消費電力を低減することが可能な電磁クラッチを提供することを目的とする。

［１］通電により磁束を発生させる環状の電磁コイルと、前記電磁コイルを保持する第１の磁性部材と、前記電磁コイルの外周側で前記第１の磁性部材に軸方向に対向する第１の対向部、及び前記電磁コイルの内周側で前記第１の磁性部材に軸方向に対向する第２の対向部を有する第２の磁性部材とを備え、前記第２の磁性部材は、前記電磁コイルへの通電によって前記第１の対向部及び前記第２の対向部の少なくとも何れかが前記第１の磁性部材と接触し、前記電磁コイルへの通電によって発生する磁束の磁路中に、前記第１及び第２の磁性部材よりも透磁率が低い領域が形成されたことを特徴とする電磁クラッチ。

［２］前記第２の磁性部材の前記第１の対向部における前記第１の磁性部材との間隔が、前記第２の磁性部材の前記第２の対向部における前記第１の磁性部材との間隔と異なることを特徴とする［１］に記載の電磁クラッチ。

［３］前記第２の磁性部材の前記第２の対向部における前記第１の磁性部材との軸方向距離が、前記第２の磁性部材の前記第１の対向部における前記第１の磁性部材との軸方向距離よりも長いことを特徴とする［２］に記載の電磁クラッチ。

［４］前記第２の磁性部材は、前記電磁コイルの通電電流の増大に応じた弾性変形により、前記第２の対向部における前記第１の磁性部材との軸方向距離が短くなることを特徴とする［３］に記載の電磁クラッチ。

［５］前記第２の磁性部材の前記第２の対向部よりも内周側に設けられ、前記第２の磁性部材と前記第１の磁性部材との摩擦接触によって作動し、前記第２の磁性部材を前記第１の磁性部材側に押し付ける推力を発生させるカム機構を備えた［３］又は［４］に記載の電磁クラッチ。

［６］前記第１の磁性部材は、軸方向に突出して前記第２の磁性部材の前記第１の対向部と接触する突起を有し、前記突起は、その内周側端部が、前記第２の磁性部材の前記第１の対向部との軸方向の距離が内側に向かって徐々に長くなる曲面状に形成されている［３］乃至［５］の何れか１つに記載の電磁クラッチ。

［７］前記第２の磁性部材の前記第１の対向部における前記第１の磁性部材との間隔が、前記第２の磁性部材の前記第２の対向部における前記第１の磁性部材との間隔よりも長く、前記第２の磁性部材の前記第２の対向部よりも内周側に設けられ、前記第２の磁性部材と前記第１の磁性部材との摩擦接触によって作動し、前記第２の磁性部材を前記第１の磁性部材側に押し付ける推力を発生させるカム機構を備えた［２］に記載の電磁クラッチ。

［８］前記第２の磁性部材は、前記電磁コイルの通電電流の増大に応じた弾性変形により、前記第１の対向部における前記第１の磁性部材との軸方向距離が短くなることを特徴とする［６］に記載の電磁クラッチ。

［９］前記第２の磁性部材の前記第１の対向部又は前記第２の対向部のうち前記第１の磁性部材との間隔が長い方の対向部と前記第１の磁性部材との間に配置され、前記第１及び第２の磁性部材よりも低い透磁率を有する磁気抵抗部材を備えた［２］乃至［８］の何れか１つに記載の電磁クラッチ。

［１０］前記第２の磁性部材の前記第１の対向部又は前記第２の対向部のうち前記第１の磁性部材との間隔が短い方の対向部は、前記電磁コイルの通電電流が所定値以上となったときに前記第１の磁性部材又は前記磁気抵抗部材に接触することを特徴とする［２］乃至［９］に記載の電磁クラッチ。

［１１］前記第１の磁性部材は、前記第１の対向部を含む第１部材、及び前記第２の対向部を含む第２部材を有し、前記第１部材と第２部材との間に、前記第１部材及び第２部材よりも透磁率が低い領域が介在することを特徴とする［１］に記載の電磁クラッチ。

本発明によれば、電磁コイルの非通電時における残留磁気の影響を抑制し、電磁コイルの通電時における消費電力を低減することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電磁クラッチが適用されたハイブリッド車両の構成例を示す概略図である。 図２は、電磁クラッチの構成例を示す断面図であり、（ａ）は解放時の状態を、（ｂ）は作動時の状態を、それぞれ示す図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る電磁クラッチの構成例を示す断面図であり、（ｃ）は電磁クラッチの第１突起の内周側端部の部分拡大図である。 図４は、本発明の第３の実施の形態に係る電磁クラッチの構成例を示す断面図であり、（ａ）は解放時の状態を、（ｂ）は作動時の状態を、それぞれ示す図である。 図５は、本発明の第４の実施の形態に係る電磁クラッチの構成例を示す断面図であり、（ａ）は解放時の状態を、（ｂ）は作動時の状態を、それぞれ示す図である。 図６は、本発明の第５の実施の形態に係る電磁クラッチの構成例を示す断面図であり、（ａ）は解放時の状態を、（ｂ）は作動時の状態を、それぞれ示す図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電磁クラッチが適用されたハイブリッド車両の構成例を示す。

このハイブリッド車両１００は、エンジン１０１と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、エンジン１０１及び第１のモータジェネレータＭＧ１がそれぞれ連結された動力分配機構１０２と、駆動輪１０３に動力を出力するための出力ギヤ１０４と、出力ギヤ１０４に減速機構１０５を介して連結された第２のモータジェネレータＭＧ２とを備えている。出力ギヤ１０４の動力は差動機構１０６を介して左右の駆動輪１０３に伝達される。

エンジン１０１は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成され、その動力は入力軸１０７を介して動力分配機構１０２に伝達される。入力軸１０７とエンジン１０１との間にはダンパ１０８が介在され、このダンパ１０８によりエンジン１０１のトルクの脈動が吸収される。

第１のモータジェネレータＭＧ１は、固定部材としての車体１２０に固定されたステータ１０９ａと、このステータ１０９ａの内側に同軸に配置されたロータ１０９ｂとを備えている。同様に、第２のモータジェネレータＭＧ２は、車体１２０に固定されたステータ１１０ａと、このステータ１１０ａの内側に同軸に配置されたロータ１１０ｂとを備えている。

動力分配機構１０２は、相互に差動回転可能な３つの要素をもつシングルピニオン型の遊星歯車機構からなり、外歯車としてのサンギヤＳ１と、このサンギヤＳ１に対して同軸に配置された内歯車としてのリングギヤＲ１と、これらギヤＳ１，Ｒ１に噛合するピニオンギヤＰ１を自転かつ公転可能に保持するキャリアＣ１とを備えている。

入力軸１０７はキャリアＣ１に、第１のモータジェネレータのロータ１０９ｂは中空シャフト１０９ｃを介してサンギヤＳ１に、また出力ギヤ１０４はリングギヤＲ１に、それぞれ連結されている。中空シャフト１０９ｃの内部には、入力軸１０７が挿通されている。

一方、減速機構１０５は、相互に差動回転可能な３つの要素をもち、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転を減速して出力ギヤ１０４に伝達するシングルピニオン型の遊星歯車機構からなり、外歯車としてのサンギヤＳ２と、このサンギヤＳ２に対して同軸に配置された内歯車としてのリングギヤＲ２と、これらギヤＳ２，Ｒ２に噛合するピニオンギヤＰ２を自転かつ公転可能に保持するキャリアＣ２とを備えている。

サンギヤＳ２は第２のモータジェネレータＭＧ２のロータ１１０ｂに、リングギヤＲ２は出力ギヤ１０４に、それぞれ連結されている。また、キャリアＣ２は車体１２０に固定されている。これにより、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転が減速されるとともに、その動力が増幅されて出力ギヤ１０４に伝達される。

また、ハイブリッド車両１００には、車体１２０に固定されたケーシング１２１対して中空シャフト１０９ｃを制動するためのブレーキ装置として機能する電磁クラッチ１が搭載されている。電磁クラッチ１が作動した場合には、動力分配機構１０２のサンギヤＳ１が回転不能となり、エンジン１０１の出力は、動力分配機構１０２を介して出力ギヤ１０４に直接伝達されるルートで出力ギヤ１０４へ伝達される。また、電磁クラッチ１が解放された場合には、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を増減変化させることにより、エンジン１０１の出力の変速比を連続的に制御することが可能である。

（電磁クラッチ１の構成）
図２は、電磁クラッチ１の構成例を示す断面図であり、（ａ）は解放時の状態を、（ｂ）は作動時の状態を、それぞれ示す。

電磁クラッチ１は、環状の電磁コイル２と、電磁コイル２の磁束を通過させる第１の磁性部材としてのヨーク３と、ヨーク３に軸方向に対向する第２の磁性部材としてのアーマチュアカム４と、アーマチュアカム４のヨーク３とは反対側の面に対向するカム部材５と、アーマチュアカム４とカム部材５との間に介在するカムフォロアとしての球状のカムボール６０とを有している。ヨーク３及びアーマチュアカム４は、例えば炭素鋼等の磁性材料からなる。

また、ヨーク３とアーマチュアカム４との間には、アーマチュアカム４をヨーク３から離間する軸方向に付勢する皿ばねからなるリターンスプリング７１、及びリターンスプリング７１とヨーク３との間に介在する軸受７２が配置されている。リターンスプリング７１と軸受７２とは、ヨーク３に形成された内方突起３３と、アーマチュアカム４の内周部の側面との間に配置されている。

ヨーク３は、環状の磁性部材からなり、その軸方向の一側に開口した環状の凹所３０を有している。凹所３０の外周側には、軸方向に突出した環状の第１突起３１が形成されている。凹所３０の内周側には、軸方向に突出した環状の第２突起３２が形成されている。また、ヨーク３は、ねじ１２２によって固定部材としてのケーシング１２１に固定されている。

凹所３０には、電磁コイル２が収容されている。電磁コイル２は、第２突起３２に固定されたスナップリングにより抜け止めされて凹所３０に保持され、その内周面及び外周面が凹所３０の外周面及び内周面に面している。また、電磁コイル２の軸方向の一方の側面は凹所３０の底面に面し、他方の側面は凹所３０の開口部に面している。また、電磁コイル２は、図略の配線によりコイル電流が供給され、回転磁界を発生させる。

アーマチュアカム４は、円板状の磁性部材からなり、その一側面４ａがヨーク３に軸方向に対向している。アーマチュアカム４の外周部にはヨーク３の第１突起３１に軸方向に対向する第１対向部４１が、アーマチュアカム４の径方向中央部にはヨーク３の第２突起３２に軸方向に対向する第２対向部４２が、それぞれ形成されている。

第１対向部４１及び第２対向部４２は、それぞれ環状に形成され、第２対向部４２は、第１対向部４１よりも軸方向に窪んで形成されている。すなわち、第２対向部４２は、アーマチュアカム４の側面４ａの側に設けられた環状の凹所として形成されている。これにより、第２対向部４２とヨーク３の第２突起３２との軸方向の間隔Ｌ_２が、第１対向部４１とヨーク３の第１突起３１との軸方向の間隔Ｌ_１よりも長くなっている。

アーマチュアカム４の側面４ａとは反対側の側面４ｂには、カム部材５との対向部に、複数のカム溝４０が形成されている。カム溝４０は、周方向に延びるように形成され、その軸方向の深さが周方向中央部で最も深く、周方向の端部に向かって徐々に浅くなる傾斜面で形成されている。複数のカム溝４０は、第２対向部４２よりも内周側に設けられている。

カム部材５は、アーマチュアカム４に軸方向に対向する鍔部５１と、鍔部５１の内周側端部から軸方向に突出する円筒部５２とを一体に有している。鍔部５１には、アーマチュアカム４の複数のカム溝４０にそれぞれ対応する同数のカム溝５０が形成されている。カム溝５０の形状は、カム溝４０と同様であり、カムボール６０を挟んで面対称である。

また、カム部材５の円筒部５２の内周面には、中空シャフト１０９ｃ（図１参照）がスプライン嵌合するスプライン嵌合部５２０が形成されている。このスプライン嵌合部５２０には、中空シャフト１０９ｃが例えば圧入によって軸方向移動不能かつ相対回転不能に連結される。

カムボール６０は、アーマチュアカム４の複数のカム溝４０とカム部材５の複数のカム溝５０との間にそれぞれ配置されている。また、これら複数のカムボール６０は、リテーナ６１に形成された保持部に転動可能に保持されている。アーマチュアカム４、カム部材５、複数のカムボール６０、及びリテーナ６１は、カム機構６を構成する。

（電磁クラッチ１の動作）
電磁コイル２にコイル電流が供給されると、図２（ｂ）に示すように、ヨーク３及びアーマチュアカム４を通る磁路Ｍに回転磁束が発生し、アーマチュアカム４がヨーク３に吸引される。この際、アーマチュアカム４の第１対向部４１はヨーク３の第１突起３１に直接接触するが、前述のように第２対向部４２と第２突起３２との軸方向の間隔Ｌ_２は第１対向部４１と第１突起３１との軸方向の間隔Ｌ_１よりも長いので、第２対向部４２と第２突起３２との間にはエアギャップＧが形成され、第２対向部４２と第２突起３２とは直接接触しない。

また、アーマチュアカム４の第１対向部４１とヨーク３の第１突起３１との接触により摩擦力が発生するので、中空シャフト１０９ｃに回転力が付与されると、カム部材５がアーマチュアカム４に対して相対回転し、カムボール６０がカム溝４０及びカム溝５０を転動してカム機構６が作動する。カム機構６が作動するとアーマチュアカム４にカム部材５から離間する方向の軸方向の推力が作用するので、アーマチュアカム４がより強くヨーク３に押し付けられる。これにより電磁クラッチ１が作動状態となり、中空シャフト１０９ｃの回転が規制される。

一方、電磁コイル２へのコイル電流の供給が遮断されると、電磁コイル２による磁束が消滅するので、リターンスプリング７１の付勢力によってアーマチュアカム４がヨーク３から離間する。これにより、アーマチュアカム４がヨーク３に対して回転軸線Ｏを回転中心として自在に回転することが可能となるので、カムボール６０がカム溝４０及びカム溝５０の最も深い部位に転動し、カム機構６が非作動状態となり、電磁クラッチ１が解放状態となる。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、次のような作用及び効果がある。

（１）電磁クラッチ１の作動状態において、アーマチュアカム４の第２対向部４２とヨーク３の第２突起３２との間にはエアギャップＧが形成されるので、磁路Ｍにおける磁気抵抗が所定値以上に確保され、コイル電流の遮断時にアーマチュアカム４を残留磁気による吸引力に対抗してヨーク３から離間させやすくなる。つまり、エアギャップＧが形成されず、アーマチュアカム４の第２対向部４２とヨーク３の第２突起３２とが接触する場合には、磁気抵抗が極めて低くなるため、残留磁気による磁束（＝起磁力／磁気抵抗）が比較的高い値に維持され、アーマチュアカム４をヨーク３から離すためには、強いリターンスプリング７１の付勢力が必要となる。この場合、リターンスプリング７１の付勢力に抗して電磁クラッチ１を作動させるためには、大きなコイル電流が必要となる。しかし、上記第１の実施の形態によれば、エアギャップＧが形成されない場合に比較して残留磁気による磁束が小さくなるので、電磁クラッチ１を作動させるために必要なコイル電流を抑制することができ、応答性も向上することができる。

（２）電磁クラッチ１の作動状態において、アーマチュアカム４とヨーク３とは、第２対向部４２及び第２突起３２よりも外周側の第１対向部４１及び第１突起３１で接触するので、第２対向部４２及び第２突起３２で接触する場合に比較して、より多くの摩擦トルクを発生させることができる。つまり、電磁コイル２の磁力によってアーマチュアカム４に作用する吸引力による荷重は外周部の第１対向部４１及び第１突起３１に集中するので、力のモーメントによるアーマチュアカム４とヨーク３との相対回転を妨げる効果が大きくなる。

なお、上記の実施の形態では、アーマチュアカム４の第２対向部４２を凹所として形成することで、ヨーク３の第２突起３２との間にエアギャップＧが形成されるように電磁クラッチ１を構成したが、ヨーク３の第２突起３２の軸方向の長さ（突出量）を第１突起３１の軸方向の長さよりも短くすることにより、アーマチュアカム４の第２対向部４２との間にエアギャップＧが形成されるようにしてもよい。この構成によっても、上記の作用及び効果が得られる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図３を参照して説明する。本実施の形態において、第１の実施の形態について説明したものと同様の構成及び機能を有する部材又は部分については共通する符号を付してその説明を省略する。

図３（ａ）及び（ｂ）は、本実施の形態に係る電磁クラッチ１Ａの構成例を示す断面図であり、（ａ）は作動初期の状態を、（ｂ）は作動後にさらにコイル電流が増大した際の状態を、それぞれ示す。また、図３（ｃ）は電磁クラッチ１Ａの第１突起３１Ａの内周側端部（図３（ｂ）の破線部）の部分拡大図である。

本実施の形態に係る電磁クラッチ１Ａは、第１の実施の形態に係る電磁クラッチ１に対し、アーマチュアカム４Ａが弾性変形すること、及びヨーク３Ａの第１突起３１Ａ及び第２突起３２Ａの形状が異なっている。

図３（ａ）に示すように、電磁コイル２に通電するとアーマチュアカム４Ａの第１対向部４１がヨーク３Ａの第１突起３１Ａに接触する。この状態では、アーマチュアカム４Ａの第２対向部４２とヨーク３Ａの第２突起３２Ａとの間にはエアギャップＧが形成されている。

この状態から電磁コイル２のコイル電流が増大すると、その電磁力及びカム機構６による推力によって、アーマチュアカム４Ａが図３（ｂ）に示すように弾性変形し、その内周部がヨーク３側に近づくように変移する。なお、図３（ｂ）では、説明のためにアーマチュアカム４Ａの変形量を誇張して表現している。

このアーマチュアカム４Ａの変形に伴って、ヨーク３の第２突起３２Ａとの間のエアギャップＧの軸方向の幅が小さくなる。そして、例えばカム部材５に大きな回転力が作用してカム機構６による推力がさらに大きくなると、アーマチュアカム４Ａの第２対向部４２とヨーク３Ａの第２突起３２Ａとが接触する。

また、図３（ａ）−（ｃ）に示すように、ヨーク３Ａの第１突起３１Ａ及び第２突起３２Ａの先端部における内周側の端部３１ｂ，３２ｂは、アーマチュアカム４Ａの第１対向部４１及び第２対向部４２との軸方向の距離が内側に向かって徐々に長くなる曲面状に形成されている。また、この端部３１ｂ，３２ｂにおける曲面状の領域は、第１突起３１Ａ及び第２突起３２Ａの先端部における径方向に平行な平面状の領域から滑らかに連続するように形成されている。

（第２の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果がある。

（１）アーマチュアカム４Ａの弾性変形によりエアギャップＧの軸方向の幅が小さくなるので、アーマチュアカム４Ａの弾性変形量に応じて磁路Ｍの磁気抵抗が徐々に小さくなる。従って、電磁コイル２のコイル電流による磁束の磁束密度が大きくなり、より強くアーマチュアカム４Ａをヨーク３Ａに押し付け、摩擦力を増大させることができる。

（２）ヨーク３Ａの第１突起３１Ａ及び第２突起３２Ａの先端部における内周側の端部３１ｂ，３２ｂは曲面状であるので、アーマチュアカム４Ａが弾性変形しても、その荷重が内周側の角部に集中することがない。これにより、アーマチュアカム４Ａがヨーク３Ａに摩擦摺動した場合に偏摩耗や焼き付き等が発生することを防止できる。

（３）アーマチュアカム４Ａの弾性変形によりアーマチュアカム４Ａの第２対向部４２とヨーク３Ａの第２突起３２Ａとが接触し得るように電磁クラッチ１Ａを構成したので、アーマチュアカム４Ａがヨーク３側に強く押し付けられた場合には、その軸方向荷重の一部を第２対向部４２及び第２突起３２Ａで分担することができる。

なお、アーマチュアカム４Ａが弾性変形しても第２対向部４２がヨーク３Ａの第２突起３２Ａに接触することがないようにしてもよい。この場合には、第２対向部４２及び第２突起３２Ａに摩擦特性を高めるための表面処理等を施す必要がなくなる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について、図４を参照して説明する。本実施の形態において、第１の実施の形態について説明したものと同様の構成及び機能を有する部材又は部分については共通する符号を付してその説明を省略する。

図４は、本実施の形態に係る電磁クラッチ１Ｂの構成例を示す断面図であり、（ａ）は解放時の状態を、（ｂ）は作動時の状態を、それぞれ示す。

本実施の形態に係る電磁クラッチ１Ｂは、アーマチュアカム４Ｂの第２対向部４２の窪み部分に、磁性材料からなるアーマチュアカム４Ｂよりも透磁率が低い、非磁性体からなる磁気抵抗部材８０を配置した構成が第１の実施の形態に係る電磁クラッチ１とは異なっている。

図４（ａ）に示すように、電磁クラッチ１Ｂのアーマチュアカム４Ｂの第２対向部４２には、非磁性体であるオーステナイト系ステンレス等の環状の磁気抵抗部材８０が嵌め込まれ、この磁気抵抗部材８０の表面は第１対向部４１との段差がないように形成されている。つまり、アーマチュアカム４Ｂのヨーク３側の側面４ａは、単一の平面状に形成されている。

図４（ｂ）に示すように、電磁コイル２に通電してアーマチュアカム４Ｂがヨーク３側に移動すると、アーマチュアカム４Ｂの第１対向部４１がヨーク３の第１突起３１に接触するとともに、磁気抵抗部材８０がヨーク３の第２突起３２に接触する。これにより、アーマチュアカム４Ｂの荷重がヨーク３の第１突起３１及び第２突起３２に分散して作用する。

（第３の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第３の実施の形態によれば、次のような作用及び効果がある。

（１）アーマチュアカム４Ｂの第２対向部４２とヨーク３の第２突起３２との間に磁気抵抗部材８０が介在するので、磁路Ｍの磁気抵抗が所定値以上に確保され、コイル電流の遮断時にアーマチュアカム４を残留磁気による吸引力に対抗してヨーク３から離間させやすくなる。

（２）アーマチュアカム４Ｂの荷重がヨーク３の第１突起３１及び第２突起３２に分散するので、アーマチュアカム４Ｂとヨーク３とが摩擦摺動した際の摩耗等を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、アーマチュアカム４の第２対向部４２の凹所に嵌め込むようにして磁気抵抗部材８０を配置したが、これに限らず、ヨーク３の第２突起３２の先端部に磁気抵抗材料を配置してもよい。この構成によっても、上記の作用及び効果が得られる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について、図５を参照して説明する。本実施の形態において、第１の実施の形態について説明したものと同様の構成及び機能を有する部材又は部分については共通する符号を付してその説明を省略する。

図５は、本実施の形態に係る電磁クラッチ１Ｃの構成例を示す断面図であり、（ａ）は解放時の状態を、（ｂ）は作動時の状態を、それぞれ示す。

本実施の形態に係る電磁クラッチ１Ｃは、図５（ａ）に示すように、アーマチュアカム４Ｃの第１対向部４１とヨーク３の第１突起３１との軸方向の間隔Ｌ_１が、第２対向部４２とヨーク３の第２突起３２との軸方向の間隔Ｌ_２よりも長い構成が第１の実施の形態に係るアーマチュアカム４とは異なっている。つまり、アーマチュアカム４Ｃの第１対向部４１は、第２対向部４２よりも軸方向に窪んだ環状の凹所に形成されている。

この構成により、図５（ｂ）に示すように、電磁コイル２の通電時において、アーマチュアカム４Ｃの第２対向部４２とヨーク３の第２突起３２とが接触するが、アーマチュアカム４Ｃの第１対向部４１とヨーク３の第１突起３１との間にはエアギャップＧが形成され、第１対向部４１は第１突起３１に接触しない。

（第４の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第４の実施の形態によれば、次のような作用及び効果がある。

（１）アーマチュアカム４Ｃの第１対向部４２とヨーク３の第１突起３１との間にエアギャップＧが介在するので、磁路Ｍの磁気抵抗が所定値以上に確保され、コイル電流の遮断時にアーマチュアカム４を残留磁気による吸引力に対抗してヨーク３から離間させやすくなる。

（２）アーマチュアカム４Ｃは、第１対向部４１とカム溝４０との間に位置する第２対向部４２においてヨーク３に接触する。つまり、ヨーク３に接触する第２対向部４２の外周側及び内周側でヨーク３側に押し付けられるので、第２対向部４２の第２突起３２との接触面における荷重が径方向に均一化される。

なお、図５に示した構成では、アーマチュアカム４Ｃの第１対向部４１を凹所として形成することで、ヨーク３の第１突起３１との間にエアギャップＧが形成されるように電磁クラッチ１Ｃを構成したが、ヨーク３の第１突起３１の軸方向の長さ（突出量）を第２突起３２の軸方向の長さよりも短くすることにより、アーマチュアカム４Ｃの第１対向部４１との間にエアギャップＧが形成されるようにしてもよい。この構成によっても、上記の作用及び効果が得られる。また、第１対向部４１の凹所に磁気抵抗部材を配置してもよい。

またさらに、アーマチュアカム４Ｃの弾性変形により、第１対向部４１とヨーク３の第１突起３１との軸方向距離が電磁コイル２のコイル電流の増大に応じて短くなるようにしてもよい。この場合、アーマチュアカム４Ｃの弾性変形が大きくなるとアーマチュアカム４Ｃの第１対向部４１とヨーク３の第１突起３１とが接触するようにしてもよい。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について、図６を参照して説明する。本実施の形態において、第１の実施の形態について説明したものと同様の構成及び機能を有する部材又は部分については共通する符号を付してその説明を省略する。

図５は、本実施の形態に係る電磁クラッチ１Ｄの構成例を示す断面図であり、（ａ）は解放時の状態を、（ｂ）は作動時の状態を、それぞれ示す。

本実施の形態に係る電磁クラッチ１Ｄは、ヨーク３Ｄの磁性体が外周部と内周部に二分割され、外周部と内周部との間に磁気抵抗部材が介在している構成が第１の実施の形態に係る電磁クラッチ１とは異なっている。

ヨーク３Ｄは、第１突起３１を含む外周側の第１部材３１０と、第２突起３２を含む内周側の第２部材３２０と、第１部材３１０及び第２部材３２０の間に介在する磁気抵抗部材８１とを有している。第１部材３１０及び第２部材３２０は、炭素鋼等の磁性材料からなる。磁気抵抗部材８１は、オーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる。

磁気抵抗部材８１は、環状に形成された帯状であり、その外周面が第１部材３１０の内周面に、内周面が第２部材３２０の外周面に、それぞれ接するように構成されている。磁気抵抗部材８１と第１部材３１０及び第２部材３２０とは、溶接等の固定手段により結合されている。第２部材３２０は、ボルト１２２によりケーシング１２１に固定されている。なお、ケーシング１２１は非磁性体であるものとする。

アーマチュアカム４Ｄは、そのヨーク３Ｄ側の側面４ａが平坦な面に形成されている。また、アーマチュアカム４Ｄの第１対向部４１と第１部材３１０の第１突起３１との間の軸方向距離、及びアーマチュアカム４Ｄの第２対向部４２と第２部材３２０の第２突起３２との間の軸方向距離は、等しくなるように構成されている。

従って、電磁コイル２に通電して電磁クラッチ１Ｄが作動すると、図６（ｂ）に示すように、アーマチュアカム４Ｄの第１対向部４１が第１部材３１０の第１突起３１に、アーマチュアカム４Ｄの第２対向部４２が第２部材３２０の第２突起３２に、それぞれ接触する。

電磁コイル２にコイル電流を供給すると、ヨーク３Ｄの第１部材３１０、アーマチュアカム４Ｄ、ヨーク３Ｄの第２部材３２０、及び磁気抵抗部材８１を通過する磁路Ｍに磁束が発生する。この磁束によってアーマチュアカム４Ｄがヨーク３Ｄに吸引されて摩擦接触し、カム部材５が回転した際にはカム機構６が作動して、アーマチュアカム４Ｄをヨーク３Ｄにより強く押し付ける。これによりカム部材５の回転が規制される。

（第５の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第５の実施の形態によれば、次のような作用及び効果がある。

（１）ヨーク３Ｄの第１部材３１０と第２部材３２０との間に磁気抵抗部材８１が介在するので、磁路Ｍの磁気抵抗が所定値以上に確保され、コイル電流の遮断時にアーマチュアカム４Ｄを残留磁気による吸引力に対抗してヨーク３Ｄから離間させやすくなる。

（２）アーマチュアカム４Ｄの軸方向荷重がヨーク３Ｄの第１突起３１及び第２突起３２に分散するので、アーマチュアカム４Ｄとヨーク３Ｄとが摩擦摺動した際の摩耗等を抑制することができる。

なお、図６に示した実施の形態では、ヨーク３Ｄの第１部材３１０及び第２部材３２０の間に磁気抵抗部材８１を介在させたが、ヨーク３Ｄの第１部材３１０及び第２部材３２０の間に空間（エアギャップ）を設けてもよい。この構成によっても、上記と同様の作用及び効果が得られる。

以上、本発明の電磁クラッチを上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…電磁クラッチ、２…電磁コイル、３，３Ａ，３Ｄ…ヨーク、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…アーマチュアカム、４ａ，４ｂ…側面、５…カム部材、６…カム機構、３０…凹所、３１，３１Ａ…第１突起、３２，３２Ａ…第２突起、３１ｂ，３２ｂ …端部、３３…内方突起、４０…カム溝、４１…第１対向部、４２…第２対向部、５０…カム溝、５１…鍔部、５２…円筒部、６０…カムボール、６１…リテーナ、７１…リターンスプリング、７２…軸受、８０，８１…磁気抵抗部材、１００…ハイブリッド車両、１０１…エンジン、１０２…動力分配機構、１０３…駆動輪、１０４…出力ギヤ、１０５…減速機構、１０６…差動機構、１０７…入力軸、１０８…ダンパ、１０９ａ…ステータ、１０９ｂ…ロータ、１０９ｃ…中空シャフト、１１０ａ…ステータ、１１０ｂ…ロータ、１２０…車体、１２１…ケーシング、１２２…ボルト、３１０…第１部材、３２０…第２部材、５２０…スプライン嵌合部、Ｃ１，Ｃ２…キャリア、Ｇ…エアギャップ、Ｌ_１，Ｌ_２…間隔、Ｍ…磁路、ＭＧ１，ＭＧ２ …モータジェネレータ、Ｐ１，Ｐ２…ピニオンギヤ、Ｒ１，Ｒ２…リングギヤ、Ｓ１，Ｓ２…サンギヤ

Claims (11)

1. 通電により磁束を発生させる環状の電磁コイルと、
   前記電磁コイルを保持する第１の磁性部材と、
   前記電磁コイルの外周側で前記第１の磁性部材に軸方向に対向する第１の対向部、及び前記電磁コイルの内周側で前記第１の磁性部材に軸方向に対向する第２の対向部を有する第２の磁性部材とを備え、
   前記第２の磁性部材は、前記電磁コイルへの通電によって前記第１の対向部及び前記第２の対向部の少なくとも何れかが前記第１の磁性部材と接触し、
   前記電磁コイルへの通電によって発生する磁束の磁路中に、前記第１及び第２の磁性部材よりも透磁率が低い領域が形成されたことを特徴とする電磁クラッチ。
2. 前記第２の磁性部材の前記第１の対向部における前記第１の磁性部材との間隔が、前記第２の磁性部材の前記第２の対向部における前記第１の磁性部材との間隔と異なることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
3. 前記第２の磁性部材の前記第２の対向部における前記第１の磁性部材との軸方向距離が、前記第２の磁性部材の前記第１の対向部における前記第１の磁性部材との軸方向距離よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の電磁クラッチ。
4. 前記第２の磁性部材は、前記電磁コイルの通電電流の増大に応じた弾性変形により、前記第２の対向部における前記第１の磁性部材との軸方向距離が短くなることを特徴とする請求項３に記載の電磁クラッチ。
5. 前記第２の磁性部材の前記第２の対向部よりも内周側に設けられ、前記第２の磁性部材と前記第１の磁性部材との摩擦接触によって作動し、前記第２の磁性部材を前記第１の磁性部材側に押し付ける推力を発生させるカム機構を備えた請求項３又は４に記載の電磁クラッチ。
6. 前記第１の磁性部材は、軸方向に突出して前記第２の磁性部材の前記第１の対向部と接触する突起を有し、
   前記突起は、その内周側端部が、前記第２の磁性部材の前記第１の対向部との軸方向の距離が内側に向かって徐々に長くなる曲面状に形成されている請求項３乃至５の何れか１項に記載の電磁クラッチ。
7. 前記第２の磁性部材の前記第１の対向部における前記第１の磁性部材との間隔が、前記第２の磁性部材の前記第２の対向部における前記第１の磁性部材との間隔よりも長く、
   前記第２の磁性部材の前記第２の対向部よりも内周側に設けられ、前記第２の磁性部材と前記第１の磁性部材との摩擦接触によって作動し、前記第２の磁性部材を前記第１の磁性部材側に押し付ける推力を発生させるカム機構を備えた請求項２に記載の電磁クラッチ。
8. 前記第２の磁性部材は、前記電磁コイルの通電電流の増大に応じた弾性変形により、前記第１の対向部における前記第１の磁性部材との軸方向距離が短くなることを特徴とする請求項６に記載の電磁クラッチ。
9. 前記第２の磁性部材の前記第１の対向部又は前記第２の対向部のうち前記第１の磁性部材との間隔が長い方の対向部と前記第１の磁性部材との間に配置され、前記第１及び第２の磁性部材よりも低い透磁率を有する磁気抵抗部材を備えた請求項２乃至８の何れか１項に記載の電磁クラッチ。
10. 前記第２の磁性部材の前記第１の対向部又は前記第２の対向部のうち前記第１の磁性部材との間隔が短い方の対向部は、前記電磁コイルの通電電流が所定値以上となったときに前記第１の磁性部材又は前記磁気抵抗部材に接触することを特徴とする請求項２乃至９に記載の電磁クラッチ。
11. 前記第１の磁性部材は、前記第１の対向部を含む第１部材、及び前記第２の対向部を含む第２部材を有し、
    前記第１部材と第２部材との間に、前記第１部材及び第２部材よりも透磁率が低い領域が介在することを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。

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