JP7456370B2 - clutch device - Google Patents
clutch device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7456370B2 JP7456370B2 JP2020212992A JP2020212992A JP7456370B2 JP 7456370 B2 JP7456370 B2 JP 7456370B2 JP 2020212992 A JP2020212992 A JP 2020212992A JP 2020212992 A JP2020212992 A JP 2020212992A JP 7456370 B2 JP7456370 B2 JP 7456370B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- clutch
- cam
- drive cam
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 53
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 28
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 229910000576 Laminated steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
- Retarders (AREA)
- One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
本発明は、クラッチ装置に関する。 The present invention relates to a clutch device.
従来、クラッチの状態を係合状態または非係合状態に変更することにより、第１伝達部と第２伝達部との間のトルクの伝達を許容または遮断するクラッチ装置が知られている。例えば特許文献１では、クラッチを分離し、スライダを初期位置に戻すためのリターンスプリングが設けられている。
Conventionally, there is known a clutch device that allows or blocks the transmission of torque between a first transmission part and a second transmission part by changing the state of the clutch to an engaged state or a disengaged state. For example, in
特許文献１では、リターンスプリングの保持にＣリングを用いている。リターンスプリングの保持にＣリングを用いる場合、Ｃリングを固定するためのリセスをハウジングに設ける必要がある。ここで、例えば小型化等の要求によりハウジングが比較的肉薄である場合、リセスの形成によりハウジングの強度が低下する虞がある。
In
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングの強度低下を抑制可能なクラッチ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a clutch device that can suppress a decrease in the strength of the housing.
本発明のクラッチ装置は、ハウジング（１２）と、原動機（２０）と、減速機（３０）と、回転並進部（２）と、クラッチ（７０）と、状態変更部（８０）と、付勢部材（５５）と、リテーナ部材（５６）と、を備える。原動機は、ハウジングに固定されているステータ（２１）、および、ステータに対し相対回転可能に設けられているロータ（２３）を有し、トルクを出力可能である。減速機は、原動機のトルクを減速して出力可能である。 The clutch device of the present invention includes a housing (12), a prime mover (20), a speed reducer (30), a rotation translation unit (2), a clutch (70), a state change unit (80), and an energizing unit. It includes a member (55) and a retainer member (56). The prime mover includes a stator (21) fixed to a housing, and a rotor (23) rotatable relative to the stator, and is capable of outputting torque. The speed reducer is capable of decelerating and outputting the torque of the prime mover.
回転並進部は、減速機からのトルクが入力されるとハウジングに対し相対回転する回転部（４０）、および、回転部がハウジングに対し相対回転するとハウジングに対し軸方向に相対移動する並進部を有する。クラッチは、ハウジングに対し相対回転可能である第１伝達部（６１）と第２伝達部（６２）との間に設けられ、係合状態のとき、第１伝達部と第２伝達部との間のトルク伝達を許容し、非係合状態のとき、第１伝達部と第２伝達部との間のトルク伝達を遮断する。状態変更部は、並進部から軸方向の力を受け、ハウジングに対する並進部の軸方向の相対位置に応じてクラッチの状態を係合状態または非係合状態に変更可能である。 The rotation translation unit includes a rotation unit (40) that rotates relative to the housing when torque from the reducer is input, and a translation unit that moves relative to the housing in the axial direction when the rotation unit rotates relative to the housing. have The clutch is provided between a first transmission section (61) and a second transmission section (62) that are rotatable relative to the housing, and when in an engaged state, the clutch is configured to rotate between the first transmission section and the second transmission section. It allows torque transmission between the first transmission part and the second transmission part, and cuts off torque transmission between the first transmission part and the second transmission part when the first transmission part and the second transmission part are in the disengaged state. The state changing section receives an axial force from the translation section and can change the state of the clutch into an engaged state or a disengaged state depending on the relative position of the translation section in the axial direction with respect to the housing.
付勢部材は、クラッチを係合状態から非係合状態へ切り替える方向へ並進部を付勢する。リテーナ部材は、ハウジングに直接的に固定されており、付勢部材の軸方向位置を規制する。ハウジングは、並進部と嵌合するスプライン溝が形成されるスプライン溝部（１２７）、および、スプライン溝部のクラッチ側において、スプライン溝が形成されていないリテーナ保持部（１２８）を有する筒部（１２１）を有する。リテーナ部材は、リテーナ保持部に固定されている。リテーナ部材をハウジングに直接的に固定することで、例えばＣリングを用いて固定する場合とは異なり、ハウジングにリセスを設ける必要がないので、ハウジングの強度低下を抑制可能である。
The biasing member biases the translation portion in a direction that switches the clutch from an engaged state to a disengaged state. The retainer member is directly fixed to the housing and regulates the axial position of the biasing member. The housing includes a spline groove portion (127) in which a spline groove that fits with the translation portion is formed, and a cylindrical portion (121) having a retainer holding portion (128) in which a spline groove is not formed on the clutch side of the spline groove portion. has. The retainer member is fixed to the retainer holding part. By directly fixing the retainer member to the housing, there is no need to provide a recess in the housing, unlike when fixing the retainer member using a C ring, for example, so it is possible to suppress a decrease in the strength of the housing.
以下、本発明によるクラッチ装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。 The clutch device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, in multiple embodiments, substantially the same configurations are given the same reference numerals and the description will be omitted.
（第１実施形態）
第１実施形態を図１および図２に示す。クラッチ装置１は、例えば車両の内燃機関と変速機との間に設けられ、内燃機関と変速機との間のトルクの伝達を許容または遮断するのに用いられる。本実施形態のクラッチ装置１が適用される車両は、内燃機関からの駆動トルクによって走行する車両であるが、モータからの駆動トルクによって走行可能な電気自動車やハイブリッド車等であってもよい。
(First embodiment)
A first embodiment is shown in FIGS. 1 and 2. The
クラッチ装置１は、ハウジング１２と、モータ２０と、減速機３０と、回転並進部としてのボールカム２と、クラッチ７０と、状態変更部８０と、を備えている。
The
また、クラッチ装置１は、制御部である電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）９０と、第１伝達部としての入力軸６１と、第２伝達部としての出力軸６２と、を備えている。
The
ＥＣＵ９０は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等、入出力手段としてのＩ／Ｏ等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ９０は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号等の情報に基づき、ＲＯＭ等に格納されたプログラムに従い演算を実行し、車両の各種装置および機器の作動を制御する。このように、ＥＣＵ９０は、非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行する。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。
The
ＥＣＵ９０は、各種センサからの信号等の情報に基づき、内燃機関等の作動を制御可能である。また、ＥＣＵ９０は、後述するモータ２０の作動を制御可能である。
The ECU 90 can control the operation of the internal combustion engine and the like based on information such as signals from various sensors. The ECU 90 can also control the operation of the
入力軸６１は、例えば、図示しない内燃機関の駆動軸に接続され、駆動軸とともに回転可能である。つまり、入力軸６１には、駆動軸からトルクが入力される。
The
ハウジング１２は、車両のエンジンルームに固定される固定体１１の内周壁と入力軸６１の外周壁との間に設けられる。固定体１１と入力軸６１との間にはボールベアリングが設けられており、軸受されている。ハウジング１２は、ハウジング内筒部１２１、ハウジング板部１２２、ハウジング外筒部１２３、ハウジング小板部１２４、ハウジング段差面１２５、ハウジング小内筒部１２６、ハウジング側スプライン溝部１２７等を有している。以下適宜、クラッチ７０側を先端側とする。
The
ハウジング内筒部１２１は、略円筒状に形成されている。ハウジング小板部１２４は、ハウジング内筒部１２１の端部から径方向外側へ延びるよう環状の板状に形成されている。ハウジング小内筒部１２６は、ハウジング小板部１２４の外縁部からハウジング内筒部１２１とは反対側へ延びるよう略円筒状に形成されている。ハウジング板部１２２は、ハウジング小内筒部１２６のハウジング小板部１２４とは反対側の端部から径方向外側へ延びるよう環状の板状に形成されている。ハウジング外筒部１２３は、ハウジング板部１２２の外縁部からハウジング小内筒部１２６およびハウジング内筒部１２１と同じ側へ延びるよう略円筒状に形成されている。ここで、ハウジング内筒部１２１とハウジング小板部１２４とハウジング小内筒部１２６とハウジング板部１２２とハウジング外筒部１２３とは、例えば金属により一体に形成されている。ハウジング段差面１２５は、ハウジング小板部１２４のハウジング小内筒部１２６とは反対側の面において円環の平面状に形成されている。上述のように、ハウジング１２は、全体としては、中空、かつ、扁平形状に形成されている。
The housing inner
ハウジング内筒部１２１の外周面には、軸方向に延びるスプライン溝が形成されている。スプライン溝は、ハウジング１２とスプライン嵌合する従動カム本体５１が移動する範囲に形成される。本実施形態では、スプライン溝は、ハウジング内筒部１２１の軸方向の一部に形成されている。ハウジング内筒部１２１において、スプライン溝が形成されている箇所をハウジング側スプライン溝部１２７とする。
A spline groove extending in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the housing inner
リテーナ保持部１２８は、スプライン溝部１２７の先端側に設けられている。リテーナ保持部１２８にはスプライン溝が形成されておらず、外周面が円筒面となっている。リテーナ保持部１２８の板厚は、スプライン溝部１２７のハウジング板部１２２側よりも小さい。
The
ハウジング１２は、外壁の一部が固定体１１の壁面の一部に当接するよう、図示しないボルト等により固定体１１に固定される（図２参照）。ここで、ハウジング１２は、固定体１１および入力軸６１に対し同軸に設けられる。また、ハウジング内筒部１２１の内周壁と入力軸６１の外周壁との間には、略円筒状の空間が形成される。
The
ハウジング１２は、収容空間１２０を有している。収容空間１２０は、ハウジング内筒部１２１とハウジング小板部１２４とハウジング小内筒部１２６とハウジング板部１２２とハウジング外筒部１２３との間に形成されている。
The
モータ２０は、収容空間１２０に収容されている。モータ２０は、ステータ２１、ロータ２３等を有している。ステータ２１は、ステータコア２１１、コイル２２を有している。ステータコア２１１は、例えば積層鋼板により略円環状に形成され、ハウジング外筒部１２３の内側に固定される。コイル２２は、ステータコア２１１の複数の突極のそれぞれに設けられている。
The
モータ２０は、マグネット２３０を有している。ロータ２３は、例えば鉄系の金属により略円環状に形成されている。より詳細には、ロータ２３は、例えば磁気特性が比較的高い純鉄により形成されている。
The
マグネット２３０は、ロータ２３の外周壁に設けられている。マグネット２３０は、永久磁石であって、磁極が交互になるようロータ２３の周方向に等間隔で複数設けられている。
The
クラッチ装置１は、ベアリング１５１を備えている。ベアリング１５１は、ハウジング小内筒部１２６の外周壁に設けられている。ベアリング１５１の径方向外側には、後述するサンギヤ３１が設けられている。ロータ２３は、サンギヤ３１の径方向外側においてサンギヤ３１に対し相対回転不能に設けられている。ベアリング１５１は、収容空間１２０に設けられ、サンギヤ３１、ロータ２３およびマグネット２３０を回転可能に支持している。
The
ここで、ロータ２３は、ステータ２１のステータコア２１１の径方向内側において、ステータ２１に対し相対回転可能に設けられている。モータ２０は、インナロータタイプのブラシレス直流モータである。
Here, the
ＥＣＵ９０は、コイル２２に供給する電力を制御することにより、モータ２０の作動を制御可能である。コイル２２に電力が供給されると、ステータコア２１１に回転磁界が生じ、ロータ２３が回転する。これにより、ロータ２３からトルクが出力される。このように、モータ２０は、ステータ２１、および、ステータ２１に対し相対回転可能に設けられたロータ２３を有し、電力の供給によりロータ２３からトルクを出力可能である。
The
本実施形態では、クラッチ装置１は、回転角センサ１０４を備えている。回転角センサ１０４は、収容空間１２０に設けられている。
In this embodiment, the
回転角センサ１０４は、ロータ２３と一体に回転するセンサマグネットから発生する磁束を検出し、検出した磁束に応じた信号をＥＣＵ９０に出力する。これにより、ＥＣＵ９０は、回転角センサ１０４からの信号に基づき、ロータ２３の回転角および回転数等を検出することができる。また、ＥＣＵ９０は、ロータ２３の回転角および回転数等に基づき、ハウジング１２および後述する従動カム５０に対する駆動カム４０の相対回転角度、ハウジング１２および駆動カム４０に対する従動カム５０および状態変更部８０の軸方向の相対位置等を算出することができる。
The
減速機３０は、収容空間１２０に収容されている。減速機３０は、サンギヤ３１、プラネタリギヤ３２、キャリア３３、第１リングギヤ３４、第２リングギヤ３５等を有している。
The
サンギヤ３１は、ロータ２３と同軸かつ一体回転可能に設けられている。つまり、ロータ２３とサンギヤ３１とは、別体に形成され、一体に回転可能なよう同軸に配置されている。
The
より詳細には、サンギヤ３１は、サンギヤ本体３１０、サンギヤ歯部３１１、ギヤ側スプライン溝部３１５を有している。サンギヤ本体３１０は、例えば金属により略円筒状に形成されている。ギヤ側スプライン溝部３１５は、サンギヤ本体３１０の一方の端部側の外周壁において軸方向に延びるよう形成されている。ギヤ側スプライン溝部３１５は、サンギヤ本体３１０の周方向に複数形成されている。サンギヤ本体３１０は、一方の端部側がベアリング１５１によって軸受けされている。
More specifically, the
ロータ２３の内周壁には、ギヤ側スプライン溝部３１５に対応するスプライン溝部が形成されている。ロータ２３は、サンギヤ３１の径方向外側に位置し、スプライン溝部がギヤ側スプライン溝部３１５とスプライン結合するよう設けられている。これにより、ロータ２３は、サンギヤ３１に対し、相対回転不能、かつ、軸方向に相対移動可能である。
A spline groove corresponding to the gear
サンギヤ歯部３１１は、サンギヤ３１の他方の端部側の外周壁に形成されている外歯である。ロータ２３と一体回転するサンギヤ３１には、モータ２０のトルクが入力される。ここで、サンギヤ３１は、減速機３０の入力部といえる。本実施形態では、サンギヤ３１は、例えば鉄鋼材により形成されている。
The sun
プラネタリギヤ３２は、サンギヤ３１の周方向に沿って複数設けられ、サンギヤ３１に噛み合いつつ自転しながらサンギヤ３１の周方向に公転可能である。より詳細には、プラネタリギヤ３２は、例えば金属により略円筒状に形成され、サンギヤ３１の径方向外側においてサンギヤ３１の周方向に等間隔で４つ設けられている。プラネタリギヤ３２は、プラネタリギヤ歯部３２１を有している。プラネタリギヤ歯部３２１は、サンギヤ歯部３１１に噛み合い可能なようプラネタリギヤ３２の外周壁に形成されている外歯である。
A plurality of
キャリア３３は、プラネタリギヤ３２を回転可能に支持し、サンギヤ３１に対し相対回転可能である。より詳細には、キャリア３３は、サンギヤ３１に対し径方向外側に設けられている。キャリア３３は、ロータ２３およびサンギヤ３１に対し相対回転可能である。
The
キャリア３３は、キャリア本体３３０、ピン３３１を有している。キャリア本体３３０は、例えば金属により略円環状に形成されている。キャリア本体３３０は、径方向においてはサンギヤ３１とコイル２２との間に位置し、軸方向においてはロータ２３およびマグネット２３０とプラネタリギヤ３２との間に位置している。本実施形態では、キャリア本体３３０は、ステータ２１の径方向内側に設けられている。なお、プラネタリギヤ３２は、キャリア本体３３０およびコイル２２に対しハウジング板部１２２とは反対側に位置している。
The
ピン３３１は、接続部３３５、支持部３３６を有している。接続部３３５および支持部３３６は、それぞれ、例えば金属により円柱状に形成されている。接続部３３５と支持部３３６とは、それぞれの軸がずれて平行な状態となるよう一体に形成されている。そのため、接続部３３５および支持部３３６は、それぞれの軸を含む仮想平面による断面形状がクランク形状となる（図１参照）。
The
ピン３３１は、一方の端部側の部位である接続部３３５がキャリア本体３３０に接続するようにしてキャリア本体３３０に固定されている。ここで、支持部３３６は、キャリア本体３３０のロータ２３およびマグネット２３０とは反対側において、接続部３３５の軸に対し軸がキャリア本体３３０の径方向外側に位置するよう設けられている（図１参照）。ピン３３１は、プラネタリギヤ３２の数に対応し、合計４つ設けられている。
The
減速機３０は、プラネタリギヤベアリング３６を有している。プラネタリギヤベアリング３６は、例えばニードルベアリングであり、ピン３３１の支持部３３６の外周壁とプラネタリギヤ３２の内周壁との間に設けられている。これにより、プラネタリギヤ３２は、プラネタリギヤベアリング３６を介してピン３３１の支持部３３６により回転可能に支持されている。
The
第１リングギヤ３４は、プラネタリギヤ３２に噛み合い可能な歯部である第１リングギヤ歯部３４１を有し、ハウジング１２に固定されている。より詳細には、第１リングギヤ３４は、例えば金属により略円環状に形成されている。第１リングギヤ３４は、コイル２２に対しハウジング板部１２２とは反対側において、外縁部がハウジング外筒部１２３の内周壁に嵌合するようハウジング１２に固定されている。そのため、第１リングギヤ３４は、ハウジング１２に対し相対回転不能である。
The
ここで、第１リングギヤ３４は、ハウジング１２、ロータ２３、サンギヤ３１に対し同軸に設けられている。第１リングギヤ歯部３４１は、プラネタリギヤ３２のプラネタリギヤ歯部３２１の軸方向の一方の端部側に噛み合い可能なよう第１リングギヤ３４の内縁部に形成されている内歯である。
Here, the
第２リングギヤ３５は、プラネタリギヤ３２に噛み合い可能な歯部であり第１リングギヤ歯部３４１とは歯数の異なる第２リングギヤ歯部３５１を有し、後述する駆動カム４０と一体回転可能に設けられている。より詳細には、第２リングギヤ３５は、例えば金属により略円環状に形成されている。第２リングギヤ３５は、ギヤ内筒部３５５、ギヤ板部３５６、ギヤ外筒部３５７を有している。ギヤ内筒部３５５は、略円筒状に形成されている。ギヤ板部３５６は、ギヤ内筒部３５５の一端から径方向外側へ延びるよう環状の板状に形成されている。ギヤ外筒部３５７は、ギヤ板部３５６の外縁部からギヤ内筒部３５５とは反対側へ延びるよう略円筒状に形成されている。
The
ここで、第２リングギヤ３５は、ハウジング１２、ロータ２３、サンギヤ３１に対し同軸に設けられている。第２リングギヤ歯部３５１は、プラネタリギヤ３２のプラネタリギヤ歯部３２１の軸方向の他方の端部側に噛み合い可能なようギヤ外筒部３５７の内周壁に形成されている内歯である。本実施形態では、第２リングギヤ歯部３５１の歯数は、第１リングギヤ歯部３４１の歯数よりも多い。より詳細には、第２リングギヤ歯部３５１の歯数は、第１リングギヤ歯部３４１の歯数よりも、プラネタリギヤ３２の個数である４に整数を乗じた数分だけ多い。
Here, the
また、プラネタリギヤ３２は、同一部位において２つの異なる諸元をもつ第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５と干渉なく正常に噛み合う必要があるため、第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５の一方もしくは両方を転位させて各歯車対の中心距離を一定にする設計としている。
In addition, since the
上記構成により、モータ２０のロータ２３が回転すると、サンギヤ３１が回転し、プラネタリギヤ３２のプラネタリギヤ歯部３２１がサンギヤ歯部３１１と第１リングギヤ歯部３４１および第２リングギヤ歯部３５１とに噛み合いつつ自転しながらサンギヤ３１の周方向に公転する。ここで、第２リングギヤ歯部３５１の歯数が第１リングギヤ歯部３４１の歯数より多いため、第２リングギヤ３５は、第１リングギヤ３４に対し相対回転する。そのため、第１リングギヤ３４と第２リングギヤ３５との間で第１リングギヤ歯部３４１と第２リングギヤ歯部３５１との歯数差に応じた微小差回転が第２リングギヤ３５の回転として出力される。これにより、モータ２０からのトルクは、減速機３０により減速されて、第２リングギヤ３５から出力される。このように、減速機３０は、モータ２０のトルクを減速して出力可能である。本実施形態では、減速機３０は、３ｋ型の不思議遊星歯車減速機を構成している。
With the above configuration, when the
第２リングギヤ３５は、後述する駆動カム４０とは別体に形成され、駆動カム４０と一体回転可能に設けられている。第２リングギヤ３５は、モータ２０からのトルクを減速して駆動カム４０に出力する。ここで、第２リングギヤ３５は、減速機３０の出力部といえる。
The
ボールカム２は、回転部としての駆動カム４０、並進部としての従動カム５０、転動体であるボール３を有している。
The
駆動カム４０は、駆動カム本体４１、駆動カム内筒部４２、駆動カム板部４３、駆動カム外筒部４４、駆動カム溝４００等を有している。駆動カム本体４１は、略円環の板状に形成されている。駆動カム内筒部４２は、駆動カム本体４１の外縁部から軸方向に延びるよう略円筒状に形成されている。駆動カム板部４３は、駆動カム内筒部４２の駆動カム本体４１とは反対側の端部から径方向外側へ延びるよう略円環の板状に形成されている。駆動カム板部４３は、回転軸に略直交して設けられている。駆動カム外筒部４４は、駆動カム板部４３の外縁部から駆動カム内筒部４２とは反対側へ延びるよう略円筒状に形成されている。ここで、駆動カム本体４１と駆動カム内筒部４２と駆動カム板部４３と駆動カム外筒部４４とは、例えば金属により一体に形成されている。
The
駆動カム溝４００は、駆動カム本体４１の駆動カム内筒部４２側の面から凹みつつ周方向に延びるよう形成されている。駆動カム溝４００は、例えば駆動カム本体４１の周方向に等間隔で５つ形成されている。駆動カム溝４００は、駆動カム本体４１の周方向における一端から他端に向かうに従い深さが浅くなるよう駆動カム本体４１の駆動カム内筒部４２側の面に対し溝底が傾斜して形成されている。
The
駆動カム４０は、駆動カム本体４１がハウジング内筒部１２１の外周壁とサンギヤ３１の内周壁との間に位置し、駆動カム板部４３がプラネタリギヤ３２に対しキャリア本体３３０とは反対側に位置するようハウジング内筒部１２１とハウジング外筒部１２３との間に設けられている。駆動カム４０は、ハウジング１２に対し相対回転可能である。
The
第２リングギヤ３５は、ギヤ内筒部３５５の内周壁が駆動カム外筒部４４の外周壁に嵌合するよう駆動カム４０と一体に設けられている。第２リングギヤ３５は、駆動カム４０に対し相対回転不能である。すなわち、第２リングギヤ３５は、駆動カム４０と一体回転可能に設けられている。そのため、モータ２０からのトルクが、減速機３０により減速されて、第２リングギヤ３５から出力されると、駆動カム４０は、ハウジング１２に対し相対回転する。すなわち、駆動カム４０は、減速機３０から出力されたトルクが入力されるとハウジング１２に対し相対回転する。
The
従動カム５０は、従動カム本体５１、従動カム筒部５２、カム側スプライン溝部５４、従動カム溝５００等を有している。従動カム本体５１は、略円環の板状に形成されている。従動カム筒部５２は、従動カム本体５１の外縁部から軸方向に延びるよう略円筒状に形成されている。ここで、従動カム本体５１と従動カム筒部５２とは、例えば金属により一体に形成されている。
The driven
カム側スプライン溝部５４は、従動カム本体５１の内周壁において軸方向に延びるよう形成されている。カム側スプライン溝部５４は、従動カム本体５１の周方向に複数形成されている。
The cam-side
従動カム５０は、従動カム本体５１が駆動カム本体４１に対しハウジング段差面１２５とは反対側かつ駆動カム内筒部４２および駆動カム板部４３の径方向内側に位置し、カム側スプライン溝部５４がハウジング側スプライン溝部１２７とスプライン結合するよう設けられている。これにより、従動カム５０は、ハウジング１２に対し、相対回転不能、かつ、軸方向に相対移動可能である。
In the driven
従動カム溝５００は、従動カム本体５１の駆動カム本体４１側の面から凹みつつ周方向に延びるよう形成されている。従動カム溝５００は、例えば従動カム本体５１の周方向に等間隔で５つ形成されている。従動カム溝５００は、従動カム本体５１の周方向における一端から他端に向かうに従い深さが浅くなるよう従動カム本体５１の駆動カム本体４１側の面に対し溝底が傾斜して形成されている。
The driven
なお、駆動カム溝４００と従動カム溝５００とは、それぞれ、駆動カム本体４１の従動カム本体５１側の面側、または、従動カム本体５１の駆動カム本体４１側の面側から見たとき、同一の形状となるよう形成されている。
Note that the
ボール３は、例えば金属により球状に形成されている。ボール３は、５つの駆動カム溝４００と５つの従動カム溝５００との間のそれぞれにおいて転動可能に設けられている。すなわち、ボール３は、合計５つ設けられている。
The
このように、駆動カム４０と従動カム５０とボール３とは、転動体カムとしてのボールカム２を構成している。駆動カム４０がハウジング１２および従動カム５０に対し相対回転すると、ボール３は、駆動カム溝４００および従動カム溝５００においてそれぞれの溝底に沿って転動する。
In this way, the driving
ボール３は、第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５の径方向内側に設けられている。より詳細には、ボール３は、大部分が、第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５の軸方向の範囲内に設けられている。
The
上述のように、駆動カム溝４００は、一端から他端にかけて溝底が傾斜するよう形成されている。また、従動カム溝５００は、一端から他端にかけて溝底が傾斜するよう形成されている。そのため、減速機３０から出力されるトルクにより駆動カム４０がハウジング１２および従動カム５０に対し相対回転すると、ボール３が駆動カム溝４００および従動カム溝５００において転動し、従動カム５０は、駆動カム４０およびハウジング１２に対し軸方向に相対移動、すなわち、ストロークする。
As described above, the
このように、従動カム５０は、駆動カム４０がハウジング１２に対し相対回転すると駆動カム４０およびハウジング１２に対し軸方向に相対移動する。ここで、従動カム５０は、カム側スプライン溝部５４がハウジング側スプライン溝部１２７とスプライン結合しているため、ハウジング１２に対し相対回転しない。また、駆動カム４０は、ハウジング１２に対し相対回転するものの、軸方向には相対移動しない。
In this way, when the
本実施形態では、クラッチ装置１は、リターンスプリング５５、リターンスプリングリテーナ５６を備えている。リターンスプリング５５は、例えばコイルスプリングであり、従動カム本体５１の駆動カム本体４１とは反対側において、ハウジング内筒部１２１のハウジング小板部１２４とは反対側の端部の径方向外側に設けられている。リターンスプリング５５は、一端が従動カム本体５１の駆動カム本体４１とは反対側の面に当接している。
In this embodiment, the
リターンスプリング５５は、軸方向に伸びる力を有している。そのため、従動カム５０は、駆動カム４０との間にボール３を挟んだ状態で、リターンスプリング５５により駆動カム本体４１側へ付勢されている。
The
リターンスプリングリテーナ５６は、内筒部５６１、スプリング受部５６２、および、外筒部５６３を有する。内筒部５６１、スプリング受部５６２、および、外筒部５６３は、例えば金属等により一体に形成される。内筒部５６１は、ハウジング内筒部１２１の先端側であって、スプライン溝が形成されていないリテーナ保持部１２８の径方向外側に圧入固定される。圧入に加え、溶接されていてもよい。内筒部５６１の軸方向長さは、リターンスプリング５５の荷重を保持可能な程度に設計されている。
The
スプリング受部５６２は、内筒部５６１の先端側にて、径方向外側に延びる板状に形成されている。スプリング受部５６２のハウジング板部１２２側の面には、リターンスプリング５５の他端が当接する。外筒部５６３は、スプリング受部５６２の径方向外側から、ハウジング板部１２２側に延びる筒状に形成されている。外筒部５６３は、リターンスプリング５５がリターンスプリングリテーナ５６から離脱しない程度の長さに形成されている。本実施形態では、外筒部５６３の軸方向における長さは、内筒部５６１よりも短い。
The
図２に示すように、出力軸６２は、軸部６２１、板部６２２、筒部６２３、摩擦板６２４を有している。軸部６２１は、略円筒状に形成されている。板部６２２は、軸部６２１の一端から径方向外側へ環状の板状に延びるよう軸部６２１と一体に形成されている。筒部６２３は、板部６２２の外縁部から軸部６２１とは反対側へ略円筒状に延びるよう板部６２２と一体に形成されている。摩擦板６２４は、略円環の板状に形成され、板部６２２の筒部６２３側の端面に設けられている。ここで、摩擦板６２４は、板部６２２に対し相対回転不能である。筒部６２３の内側には、クラッチ空間６２０が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
入力軸６１の端部は、ハウジング内筒部１２１の内側を通り、従動カム５０に対し駆動カム４０とは反対側に位置している。出力軸６２は、従動カム５０に対し駆動カム４０とは反対側において、入力軸６１と同軸に設けられる。軸部６２１の内周壁と入力軸６１の端部の外周壁との間には、ボールベアリング１４２が設けられる。これにより、出力軸６２は、ボールベアリング１４２を介して入力軸６１により軸受けされる。入力軸６１および出力軸６２は、ハウジング１２に対し相対回転可能である。
The end of the
クラッチ７０は、クラッチ空間６２０において入力軸６１と出力軸６２との間に設けられている。クラッチ７０は、内側摩擦板７１、外側摩擦板７２、係止部７０１を有している。内側摩擦板７１は、略円環の板状に形成され、入力軸６１と出力軸６２の筒部６２３との間において、軸方向に並ぶよう複数設けられている。内側摩擦板７１は、内縁部が入力軸６１の外周壁とスプライン結合するよう設けられている。そのため、内側摩擦板７１は、入力軸６１に対し相対回転不能、かつ、軸方向に相対移動可能である。
外側摩擦板７２は、略円環の板状に形成され、入力軸６１と出力軸６２の筒部６２３との間において、軸方向に並ぶよう複数設けられている。ここで、内側摩擦板７１と外側摩擦板７２とは、入力軸６１の軸方向において交互に配置されている。外側摩擦板７２は、外縁部が出力軸６２の筒部６２３の内周壁とスプライン結合するよう設けられている。そのため、外側摩擦板７２は、出力軸６２に対し相対回転不能、かつ、軸方向に相対移動可能である。複数の外側摩擦板７２のうち最も摩擦板６２４側に位置する外側摩擦板７２は、摩擦板６２４に接触可能である。
The
係止部７０１は、略円環状に形成され、外縁部が出力軸６２の筒部６２３の内周壁に嵌合するよう設けられる。係止部７０１は、複数の外側摩擦板７２のうち最も従動カム５０側に位置する外側摩擦板７２の外縁部を係止可能である。そのため、複数の外側摩擦板７２および複数の内側摩擦板７１は、筒部６２３の内側からの脱落が抑制される。なお、係止部７０１と摩擦板６２４との距離は、複数の外側摩擦板７２および複数の内側摩擦板７１の板厚の合計よりも大きい。
The locking
複数の内側摩擦板７１および複数の外側摩擦板７２が互いに接触、つまり係合した状態である係合状態では、内側摩擦板７１と外側摩擦板７２との間に摩擦力が生じ、当該摩擦力の大きさに応じて内側摩擦板７１と外側摩擦板７２との相対回転が規制される。一方、複数の内側摩擦板７１および複数の外側摩擦板７２が互いに離間、つまり係合していない状態である非係合状態では、内側摩擦板７１と外側摩擦板７２との間に摩擦力は生じず、内側摩擦板７１と外側摩擦板７２との相対回転は規制されない。
In the engaged state in which the plurality of
クラッチ７０が係合状態のとき、入力軸６１に入力されたトルクは、クラッチ７０を経由して出力軸６２に伝達される。一方、クラッチ７０が非係合状態のとき、入力軸６１に入力されたトルクは、出力軸６２に伝達されない。
When the clutch 70 is engaged, torque input to the
このように、クラッチ７０は、入力軸６１と出力軸６２との間でトルクを伝達する。クラッチ７０は、係合している係合状態のとき、入力軸６１と出力軸６２との間のトルクの伝達を許容し、係合していない非係合状態のとき、入力軸６１と出力軸６２との間のトルクの伝達を遮断する。本実施形態では、クラッチ装置１は、通常、非係合状態となる、所謂常開式（ノーマリーオープンタイプ）のクラッチ装置である。
In this way, the clutch 70 transmits torque between the
図１に示すように、状態変更部８０は、弾性変形部としての皿ばね８１、皿ばねリテーナ８２、スラストベアリング８３を有している。皿ばねリテーナ８２は、リテーナ筒部８２１、リテーナフランジ部８２２を有している。リテーナ筒部８２１は、略円筒状に形成されている。リテーナフランジ部８２２は、リテーナ筒部８２１の一端から径方向外側へ延びるよう環状の板状に形成されている。リテーナ筒部８２１とリテーナフランジ部８２２とは、例えば金属により一体に形成されている。皿ばねリテーナ８２は、リテーナ筒部８２１の他端の外周壁が従動カム筒部５２の内周壁に嵌合するよう従動カム５０に固定されている。
As shown in FIG. 1, the
皿ばね８１は、内縁部がリテーナ筒部８２１の径方向外側において、従動カム筒部５２とリテーナフランジ部８２２との間に位置するよう設けられている。皿ばね８１は、軸方向に弾性変形可能である。スラストベアリング８３は、従動カム筒部５２と皿ばね８１との間に設けられている。
The
皿ばねリテーナ８２は、リテーナフランジ部８２２が皿ばね８１の軸方向の一端すなわち内縁部を係止可能なよう従動カム５０に固定されている。そのため、皿ばね８１およびスラストベアリング８３は、リテーナフランジ部８２２により、皿ばねリテーナ８２からの脱落が抑制されている。
The
ボール３が駆動カム溝４００および従動カム溝５００の一端に位置するとき、駆動カム４０と従動カム５０との距離は、比較的小さく、皿ばね８１の軸方向の他端すなわち外縁部とクラッチ７０との間には、隙間Ｓｐ１が形成されている（図１参照）。そのため、クラッチ７０は非係合状態であり、入力軸６１と出力軸６２との間のトルクの伝達は遮断されている。
When the
ここで、ＥＣＵ９０の制御によりモータ２０のコイル２２に電力が供給されると、モータ２０が回転し、減速機３０からトルクが出力され、駆動カム４０がハウジング１２に対し相対回転する。これにより、ボール３が駆動カム溝４００および従動カム溝５００の一端から他端側へ転動する。そのため、従動カム５０は、リターンスプリング５５を圧縮しながらハウジング１２に対し軸方向に相対移動、すなわち、クラッチ７０側へ移動する。これにより、皿ばね８１は、クラッチ７０側へ移動する。
Here, when electric power is supplied to the
従動カム５０の軸方向の移動により皿ばね８１がクラッチ７０側へ移動すると、隙間Ｓｐ１が小さくなり、皿ばね８１の軸方向の他端は、クラッチ７０の外側摩擦板７２に接触する。皿ばね８１がクラッチ７０に接触した後さらに従動カム５０が軸方向に移動すると、皿ばね８１は、軸方向に弾性変形しつつ、外側摩擦板７２を摩擦板６２４側へ押す。これにより、複数の内側摩擦板７１および複数の外側摩擦板７２が互いに係合し、クラッチ７０が係合状態となる。そのため、入力軸６１と出力軸６２との間のトルクの伝達が許容される。
When the
このとき、皿ばね８１は、スラストベアリング８３に軸受けされながら従動カム５０および皿ばねリテーナ８２に対し相対回転する。このように、スラストベアリング８３は、皿ばね８１からスラスト方向の荷重を受けつつ、皿ばね８１を軸受けする。
At this time, the
ＥＣＵ９０は、クラッチ伝達トルクがクラッチ要求トルク容量に達すると、モータ２０の回転を停止させる。これにより、クラッチ７０は、クラッチ伝達トルクがクラッチ要求トルク容量に維持された係合保持状態となる。このように、状態変更部８０の皿ばね８１は、従動カム５０から軸方向の力を受け、ハウジング１２および駆動カム４０に対する従動カム５０の軸方向の相対位置に応じてクラッチ７０の状態を係合状態または非係合状態に変更可能である。
The
出力軸６２は、軸部６２１の板部６２２とは反対側の端部が、図示しない変速機の入力軸に接続され、当該入力軸とともに回転可能である。つまり、変速機の入力軸には、出力軸６２から出力されたトルクが入力される。変速機に入力されたトルクは、変速機で変速され、駆動トルクとして車両の駆動輪に出力される。これにより、車両が走行する。
The end of the
また、電源失陥等によりモータ２０への給電が途絶えた場合、リターンスプリング５５の付勢力により、従動カム５０がクラッチ７０と反対側へ移動することで、クラッチ７０は非係合状態に戻される。
Furthermore, when the power supply to the
次に、本実施形態の減速機３０が採用する３ｋ型の不思議遊星歯車減速機について説明する。
Next, a 3K-type mysterious planetary gear reducer adopted by the
本実施形態のような電動のクラッチ装置では、クラッチとアクチュエータとの初期隙間（隙間Ｓｐ１に相当）を詰める初期応答に要する時間を短くすることが求められる。初期応答を速くするには、回転運動方程式から、入力軸周りの慣性モーメントを小さくすればよいことがわかる。入力軸が中実円筒部材の場合の慣性モーメントは、長さと密度一定で比較したとき、外径の４乗に比例して大きくなる。本実施形態のクラッチ装置１では、ここでいう「入力軸」に対応するサンギヤ３１は中空円筒部材であるが、この傾向は変わらない。
In an electric clutch device such as the present embodiment, it is required to shorten the time required for an initial response to close the initial gap (corresponding to the gap Sp1) between the clutch and the actuator. It can be seen from the rotary motion equation that the moment of inertia around the input axis can be made smaller in order to speed up the initial response. When the input shaft is a solid cylindrical member, the moment of inertia increases in proportion to the fourth power of the outer diameter when compared with constant length and density. In the
また、電動のクラッチ装置では必要荷重が数千～１０数千Ｎと非常に大きく、高応答と高荷重を両立させるためには、減速機の減速比を大きくとる必要がある。本実施形態では、減速機３０は、サンギヤ３１を入力要素、第２リングギヤ３５を出力要素、第１リングギヤ３４を固定要素とする３ｋ型の不思議遊星歯車減速機である。そのため、サンギヤ３１周りの慣性モーメントを小さくできるとともに、減速機３０の減速比を大きくすることができる。したがって、クラッチ装置１において高応答と高荷重を両立させることができる。
Further, in an electric clutch device, the required load is extremely large, ranging from several thousand to tens of thousands of N, and in order to achieve both high response and high load, it is necessary to increase the reduction ratio of the speed reducer. In this embodiment, the
また、３ｋ型の場合、キャリア３３は、プラネタリギヤ３２を、サンギヤ３１と第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５とに対して適正な位置に保持する機能のみを有するため、プラネタリギヤ３２の回転支持軸（すなわちピン３３１）とキャリア本体３３０との間に働く曲げモーメントは小さい。
In addition, in the case of the 3K type, the
そのため、本実施形態では、減速機３０を高応答、高荷重の３ｋ型の不思議遊星歯車減速機とすることにより、クラッチ装置１の応答性および耐久性を損なうことなく、キャリア本体３３０およびピン３３１によって、プラネタリギヤ３２を軸方向の一方側から支持する構成、すなわち片持ち支持とすることができる。
Therefore, in this embodiment, by using the
また本実施形態では、状態変更部８０が弾性変形部としての皿ばね８１を有している。皿ばね８１にてクラッチ７０を押す構成とすることで、剛体でクラッチ７０を押す構成とするよりも、合成ばね定数を低減できるため、アクチュエータ起因の従動カム５０のストロークのばらつきに対する荷重のばらつきを低減することができる。これにより、従動カム５０のストロークのばらつきに対する荷重のばらつきを低減でき、クラッチ７０に狙い荷重を容易に作用させることができる。
Further, in this embodiment, the
クラッチ装置１は、オイル供給部５を備えている。オイル供給部５は、一端がクラッチ空間６２０に露出するよう、出力軸６２において通路状に形成されている。オイル供給部５の他端は、図示しないオイル供給源に接続される。これにより、オイル供給部５の一端からクラッチ空間６２０にオイルが供給される。
The
ＥＣＵ９０は、オイル供給部５からクラッチ７０に供給するオイルの量を制御する。クラッチ７０に供給されたオイルは、クラッチ７０を潤滑および冷却可能である。すなわち、本実施形態のクラッチ７０は、湿式クラッチであり、オイルにより冷却され得る。
本実施形態では、駆動カム４０および第２リングギヤ３５とハウジング１２との間に収容空間１２０を形成している。ここで、収容空間１２０は、駆動カム４０および第２リングギヤ３５に対しクラッチ７０とは反対側においてハウジング１２の内側に形成されている。モータ２０および減速機３０は、収容空間１２０に設けられている。クラッチ７０は、駆動カム４０に対し収容空間１２０とは反対側の空間であるクラッチ空間６２０に設けられている。
In this embodiment, an
クラッチ装置１は、スラストベアリング１６１、スラストベアリングワッシャ１６２を備えている。スラストベアリングワッシャ１６２は、例えば金属により略円環の板状に形成され、一方の面がハウジング段差面１２５に当接するよう設けられている。スラストベアリング１６１は、スラストベアリングワッシャ１６２の他方の面と駆動カム本体４１の従動カム５０とは反対側の面との間に設けられている。スラストベアリング１６１は、駆動カム４０からスラスト方向の荷重を受けつつ駆動カム４０を軸受けする。本実施形態では、クラッチ７０側から従動カム５０を経由して駆動カム４０に作用するスラスト方向の荷重は、スラストベアリング１６１およびスラストベアリングワッシャ１６２を経由してハウジング段差面１２５に作用する。そのため、ハウジング段差面１２５により駆動カム４０を安定して軸受けできる。
The
クラッチ装置１は、内側シール部材４０１、外側シール部材４０２を備えている。内側シール部材４０１、外側シール部材４０２は、例えばゴム等の弾性材料および金属環により環状に形成されたオイルシールである。内側シール部材４０１の内径および外径は、外側シール部材４０２の内径および外径より小さい。また、外側シール部材４０２は、内側シール部材４０１の軸方向から見たとき、内側シール部材４０１の径方向外側に位置するよう設けられている。
The
内側シール部材４０１は、径方向においてはハウジング内筒部１２１とスラストベアリング１６１との間に位置し、軸方向においてはスラストベアリングワッシャ１６２と駆動カム本体４１との間に位置するよう設けられている。内側シール部材４０１は、ハウジング内筒部１２１に固定され、駆動カム４０に対し相対回転可能である。
The
外側シール部材４０２は、第２リングギヤ３５のギヤ内筒部３５５とハウジング外筒部１２３のクラッチ７０側の端部との間に設けられている。外側シール部材４０２は、ハウジング外筒部１２３に固定され、第２リングギヤ３５に対し相対回転可能である。
The
駆動カム本体４１のスラストベアリングワッシャ１６２側の面は、内側シール部材４０１のシールリップ部と摺動可能である。すなわち、内側シール部材４０１は、駆動カム４０に接触するよう設けられている。内側シール部材４０１は、駆動カム本体４１とスラストベアリングワッシャ１６２との間を気密または液密にシールしている。
The surface of the drive cam
第２リングギヤ３５のギヤ内筒部３５５の外周壁は、外側シール部材４０２の内縁部であるシールリップ部と摺動可能である。すなわち、外側シール部材４０２は、駆動カム４０の径方向外側において、駆動カム４０と一体回転する第２リングギヤ３５に接触するよう設けられている。外側シール部材４０２は、ギヤ内筒部３５５の外周壁とハウジング外筒部１２３の内周壁との間を気密または液密にシールしている。
The outer peripheral wall of the gear inner
上述のように設けられた内側シール部材４０１、および、外側シール部材４０２により、モータ２０および減速機３０を収容する収容空間１２０と、クラッチ７０が設けられたクラッチ空間６２０との間を気密または液密に保持可能である。これにより、例えばクラッチ７０において摩耗粉等の異物が発生したとしても、当該異物がクラッチ空間６２０から収容空間１２０へ侵入するのを抑制できる。そのため、異物によるモータ２０または減速機３０の作動不良を抑制できる。
The
本実施形態では、内側シール部材４０１、外側シール部材４０２により、収容空間１２０とクラッチ空間６２０との間が気密または液密に保持されているため、クラッチ７０に供給されたオイル中に摩耗粉等の異物が含まれていても、当該異物を含むオイルがクラッチ空間６２０から収容空間１２０へ流れ込むのを抑制できる。
In this embodiment, since the space between the
本実施形態では、ハウジング１２は、外側シール部材４０２の径方向外側に対応する部位から内側シール部材４０１の径方向内側に対応する部位まで閉じた形状となるよう形成されている。
In this embodiment, the
本実施形態では、ハウジング１２との間で収容空間１２０を形成する駆動カム４０および第２リングギヤ３５は、ハウジング１２に対し相対回転するものの、ハウジング１２に対し軸方向には相対移動しない。そのため、クラッチ装置１の作動時、収容空間１２０の容積の変化を抑制でき、収容空間１２０に負圧が発生するのを抑制できる。これにより、異物を含むオイル等がクラッチ空間６２０側から収容空間１２０へ吸い込まれるのを抑制できる。
In this embodiment, the
また、駆動カム４０の内縁部に接触する内側シール部材４０１は、駆動カム４０と周方向において摺動するものの、軸方向においては摺動しない。また、第２リングギヤ３５のギヤ内筒部３５５の外周壁に接触する外側シール部材４０２は、第２リングギヤ３５と周方向において摺動するものの、軸方向においては摺動しない。
Furthermore, the
図１に示すように、駆動カム本体４１は、駆動カム外筒部４４よりもクラッチ７０とは反対側に位置している。すなわち、駆動カム４０は、軸方向に屈曲することで、駆動カム４０の内縁部である駆動カム本体４１と、駆動カム４０の外縁部である駆動カム外筒部４４とが軸方向において異なる位置となるよう形成されている。
As shown in FIG. 1, the drive cam
従動カム本体５１は、駆動カム本体４１のクラッチ７０側において駆動カム内筒部４２の径方向内側に位置するよう設けられている。すなわち、駆動カム４０と従動カム５０とは、軸方向において、入れ子状に設けられている。
The driven
より詳細には、従動カム本体５１は、第２リングギヤ３５のギヤ板部３５６、ギヤ外筒部３５７、駆動カム板部４３および駆動カム内筒部４２の径方向内側に位置している。さらに、サンギヤ３１のサンギヤ歯部３１１、キャリア３３およびプラネタリギヤ３２は、駆動カム本体４１および従動カム本体５１の径方向外側に位置している。これにより、減速機３０およびボールカム２を含むクラッチ装置１の軸方向の体格を大幅に小さくできる。
More specifically, the driven cam
また、本実施形態では、図１に示すように、駆動カム本体４１の軸方向において、駆動カム本体４１とサンギヤ３１とキャリア３３とコイル２２とは、一部が重複するよう配置されている。言い換えると、コイル２２は、一部が、駆動カム本体４１、サンギヤ３１およびキャリア３３の軸方向の一部の径方向外側に位置するよう設けられている。これにより、クラッチ装置１の軸方向の体格をさらに小さくできる。
In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the
本実施形態では、電動クラッチアクチュエータにおいて、トルクカムを用いており、電源失陥時にクラッチ７０を開放すべく、リターンスプリング５５を設けている。ここで、クラッチ装置１は、トランスミッション等の搭載性から、体格の小型化が望まれ、ハウジング１２の外径を小さくしつつ、内径を大きくすることで空間を確保する場合、ハウジング１２が比較的肉薄となる。また、クラッチ７０の駆動に係る従動カム５０は、軸方向へ推力を発生させつつ、ハウジング１２へ大きなトルクを与える。そのため、ハウジング１２には、クラッチ７０の係合状態と非係合状態との切替時に発生するトルクに耐えうる強度が要求される。
In this embodiment, a torque cam is used in the electric clutch actuator, and a
例えば、リターンスプリングリテーナ５６のハウジング１２への固定にＣリングを用いる場合、Ｃリングを固定するためのリセスをハウジング１２に形成する必要があり、リセスを形成する箇所の肉厚が減少することで、ハウジング１２の強度が低下する。また、強度を確保すべく、ハウジング１２の板厚を大きくすると、体格が大型化する。
For example, when using a C-ring to fix the
そこで本実施形態では、リターンスプリングリテーナ５６を、ハウジング１２の内筒部１２１に圧入にて固定する。これにより、内筒部１２１にＣリング保持のためのリセスを形成する必要がないため、クラッチ装置１の径方向への大型化を回避しつつ、ハウジング１２の強度を確保可能である。したがって、クラッチ装置１の小型化に寄与する。
Therefore, in this embodiment, the
以上説明したように、本実施形態のクラッチ装置１は、ハウジング１２と、モータ２０と、減速機３０と、ボールカム２と、クラッチ７０と、状態変更部８０と、リターンスプリング５５と、リターンスプリングリテーナ５６と、を備える。
As described above, the
モータ２０は、ハウジング１２に固定されているステータ２１、および、ステータ２１に対して相対回転可能に設けられているロータ２３を有し、トルクを出力可能である。減速機３０は、モータ２０のトルクを減速して出力可能である。ボールカム２は、減速機３０からトルクが入力されるとハウジング１２に対し相対回転する駆動カム４０、および、駆動カム４０がハウジング１２に対し相対回転するとハウジング１２に対し軸方向に相対移動する従動カム５０を有する。
The
クラッチ７０は、ハウジング１２に対し相対回転可能である入力軸６１と出力軸６２との間に設けられ、係合状態のとき、入力軸６１と出力軸６２との間のトルク伝達を許容し、非係合状態のとき、入力軸６１と出力軸６２との間のトルク伝達を遮断する。状態変更部８０は、従動カム５０から軸方向の力を受け、ハウジング１２に対する従動カム５０の軸方向の相対位置に応じ、クラッチ７０の状態を係合状態または非係合状態に変更可能である。
The clutch 70 is provided between an
リターンスプリング５５は、クラッチ７０を係合状態から非係合状態へ切り替える方向へ従動カム５０を付勢する。リターンスプリングリテーナ５６は、ハウジング１２に直接的に固定されており、リターンスプリング５５の軸方向位置を規制する。ここで、「直接的に固定されている」とは、例えばＣリング等の固定部材を用いることなく固定されていることを意味する。これにより、Ｃリング固定のためのリセス等がハウジング１２に形成される場合と比較し、ハウジング１２の強度低下を抑制することができる。
The
ハウジング１２は、従動カム５０と嵌合するスプライン溝が形成されるスプライン溝部１２７、および、スプライン溝部１２７のクラッチ７０側において、スプライン溝が形成されていないリテーナ保持部１２８を有する内筒部１２１を有する。リターンスプリングリテーナ５６は、リテーナ保持部１２８に固定されている。リターンスプリングリテーナ５６を固定する箇所にスプライン溝を形成しないようにすることで、ハウジング内筒部１２１とリターンスプリングリテーナ５６との接触面積を確保可能であるので、リターンスプリングリテーナ５６を適切に保持することができる。
The
本実施形態では、リターンスプリングリテーナ５６は、ハウジング内筒部１２１に圧入固定されている。これにより、ハウジング１２の強度を低下させることなく、リターンスプリングリテーナ５６をハウジング１２に適切に固定可能である。
In this embodiment, the
また、リターンスプリングリテーナ５６を、ハウジング１２に溶接固定してもよい。圧入した上で溶接固定してもよいし、圧入せずに溶接固定してもよい。これにより、リターンスプリングリテーナ５６の保持力を高めることができるため、リターンスプリングリテーナ５６の保持力が、リターンスプリング５５の荷重よりも小さくなるのを回避することができる。
Further, the
（第２実施形態）
第２実施形態を図３に示す。本実施形態では、ハウジング内筒部１２１の先端側には、ピール１２９が設けられており、ピールかしめにより、リターンスプリングリテーナ５６がハウジング内筒部１２１に固定されている。ピール１２９は、円周上に３箇所以上設けられている。このように構成しても、ハウジング内筒部１２１にリセスを形成することなく、リターンスプリングリテーナ５６を適切に固定することができる。
(Second embodiment)
A second embodiment is shown in FIG. In this embodiment, a
本実施形態では、リターンスプリングリテーナ５６は、ハウジング１２に設けられた複数のピール１２９を用いたピールかしめによりハウジング１２に固定されている。これにより、圧入や溶接によるハウジング１２の変形が許容されない場合、ハウジング１２の変形を回避しつつ、体格を大型化することなくリターンスプリングリテーナ５６をハウジング１２に適切に固定することができる。なお、圧入および溶接の少なくとも一方と、ピールかしめとを組み合わせて固定してもよい。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
In this embodiment, the
実施形態において、ボールカム２が「回転並進部」、モータ２０が「原動機」、駆動カム４０が「回転部」、従動カム５０が「並進部」、リターンスプリング５５が「付勢部材」、リターンスプリングリテーナ５６が「リテーナ部材」、入力軸６１が「第１伝達部」、出力軸６２が「第２伝達部」、ハウジング内筒部１２１が「筒部」、ハウジング側スプライン溝部１２７が「スプライン溝部」に対応する。
In this embodiment, the
（他の実施形態）
上記実施形態では、キャリアの少なくとも一部が、ステータの径方向内側に位置するよう設けられている。他の実施形態では、キャリアの少なくとも一部が、ステータの径方向外側に位置するように設けられていてもよい。また、他の実施形態では、キャリアがステータに対してクラッチ側に位置するように設けられていてもよい。
(Other embodiments)
In the embodiment described above, at least a portion of the carrier is provided so as to be located inside the stator in the radial direction. In other embodiments, at least a portion of the carrier may be provided radially outward of the stator. Moreover, in other embodiments, the carrier may be provided so as to be located on the clutch side with respect to the stator.
上記実施形態では、キャリアは、回転並進部の少なくとも一部が、サンギヤの径方向内側に位置するように設けられている。他の実施形態では、回転並進部がサンギヤの径方向内側に位置していなくてもよい。すなわち、回転並進部は、例えばサンギヤに対してクラッチ側に位置するように設けられていてもよい。 In the embodiment described above, the carrier is provided such that at least a portion of the rotational translation portion is located inside the sun gear in the radial direction. In other embodiments, the rotational translator may not be located radially inward of the sun gear. That is, the rotation translation section may be provided, for example, so as to be located on the clutch side with respect to the sun gear.
上記実施形態では、キャリアを構成するピンについて、プラネタリギヤを支持する支持部は、キャリア本体と接続される接続部よりも径方向外側に設けられている。他の実施形態では、支持部が、接続部よりも径方向内側となるように設けられていてもよい。また、ピンの接続部と支持部とが同軸となるように設けられていてもよい。すなわち、ピンを、断面視クランク形状に替えて、ストレート形状としてもよく、これによりピンを単純な形状することができる。 In the above embodiment, the support portion of the pin that constitutes the carrier, which supports the planetary gear, is provided radially outward from the connection portion that is connected to the carrier body. In other embodiments, the support portion may be provided radially inward from the connection portion. The connection portion and the support portion of the pin may also be provided coaxially. In other words, the pin may be straight instead of crank-shaped in cross section, allowing the pin to have a simple shape.
他の実施形態では、モータは、永久磁石を有していなくてもよい。また他の実施形態では、回転部としての駆動カムは、減速機の第２リングギヤを一体に形成されていてもよい。さらにまた、他の実施形態では、収容空間とクラッチ空間との間を気密または液密に保持するシール部材を備えていなくてもよい。 In other embodiments, the motor may not have a permanent magnet. In still other embodiments, the drive cam as the rotating part may be integrally formed with the second ring gear of the reducer. In still further embodiments, the motor may not have a sealing member that keeps the space between the housing space and the clutch space airtight or liquidtight.
上記実施形態では、回転並進部が、駆動カム、従動カムおよび転動体を有する転動体カムである例を示した。これに対し、他の実施形態では、回転並進部は、ハウジングに対し相対回転する回転部、および、回転部がハウジングに対し相対回転するとハウジングに対し軸方向に相対移動する並進部を有するのであれば、例えば、「すべりねじ」または「ボールねじ」等により構成されていてもよい。 In the embodiment described above, an example is shown in which the rotation translation unit is a rolling element cam having a driving cam, a driven cam, and a rolling element. On the other hand, in other embodiments, the rotation-translation part has a rotation part that rotates relative to the housing, and a translation part that moves relative to the housing in the axial direction when the rotation part rotates relative to the housing. For example, it may be constructed of a "slide screw" or a "ball screw".
上記実施形態では、弾性変形部は、皿ばねで構成されている。他の実施形態では、弾性変形部は、軸方向に弾性変形可能であれば、例えばコイルスプリングまたはゴム等であってもよい。また、他の実施形態では、状態変更部は、弾性変形部を有さず、剛体のみで構成されていてもよい。 In the embodiments described above, the elastic deformation portion is composed of a disc spring. In other embodiments, the elastically deformable portion may be, for example, a coil spring or rubber, as long as it is elastically deformable in the axial direction. Moreover, in other embodiments, the state changing section may not have an elastic deformation section and may be composed only of a rigid body.
上記実施形態では、駆動カム溝、従動カム溝およびボールは、それぞれ５つずつ設けられる。他の実施形態では、駆動カム溝、従動カム溝およびボール３つ以上であれば、５つに限らず、いくつ設けられていてもよい。 In the above embodiment, five drive cam grooves, five driven cam grooves, and five balls are provided. In other embodiments, the number is not limited to five, and any number may be provided as long as there are three or more drive cam grooves, driven cam grooves, and balls.
また、他の実施形態では、第２伝達部からトルクを入力し、クラッチを経由して第１伝達部からトルクを出力することとしてもよい。また、例えば、第１伝達部または第２伝達部の一方を回転不能に固定した場合、クラッチを係合状態にすることにより、第１伝達部または第２伝達部の他方の回転を止めることができる。この場合、クラッチ装置をブレーキ装置として用いることができる。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 In other embodiments, torque may be input from the second transmission section and torque may be output from the first transmission section via a clutch. Further, for example, when one of the first transmission section or the second transmission section is fixed so as not to rotate, it is possible to stop the rotation of the other of the first transmission section or the second transmission section by engaging the clutch. can. In this case, the clutch device can be used as a brake device. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
１・・・クラッチ装置 ２・・・ボールカム（回転並進部）
１２・・・ハウジング ２０・・・モータ（原動機）
３０・・・減速機
４０・・・駆動カム（回転部） ５０・・・従動カム（並進部）
５５・・・リターンスプリング（付勢部材）
５６・・・リターンスプリングリテーナ（リテーナ部材）
６１・・・入力軸（第１伝達部） ６２・・・出力軸（第２伝達部）
７０・・・クラッチ ８０・・・状態変更部
1 ...
12: Housing 20: Motor (prime mover)
30: reducer 40: drive cam (rotating portion) 50: driven cam (translating portion)
55...Return spring (urging member)
56...Return spring retainer (retainer member)
61: Input shaft (first transmission part) 62: Output shaft (second transmission part)
70: Clutch 80: State change unit
Claims (4)
前記ハウジングに固定されているステータ（２１）、および、前記ステータに対し相対回転可能に設けられているロータ（２３）を有し、トルクを出力可能な原動機（２０）と、
前記原動機のトルクを減速して出力可能な減速機（３０）と、
前記減速機からトルクが入力されると前記ハウジングに対し相対回転する回転部（４０）、および、前記回転部が前記ハウジングに対し相対回転すると前記ハウジングに対し軸方向に相対移動する並進部（５０）を有する回転並進部（２）と、
前記ハウジングに対し相対回転可能である第１伝達部（６１）と第２伝達部（６２）との間に設けられ、係合状態のとき、前記第１伝達部と前記第２伝達部との間のトルク伝達を許容し、非係合状態のとき、前記第１伝達部と前記第２伝達部との間のトルク伝達を遮断するクラッチ（７０）と、
前記並進部から軸方向の力を受け、前記ハウジングに対する前記並進部の軸方向の相対位置に応じて前記クラッチの状態を係合状態または非係合状態に変更可能な状態変更部（８０）と、
前記クラッチを係合状態から非係合状態へ切り替える方向へ前記並進部を付勢する付勢部材（５５）と、
前記ハウジングに直接的に固定されており、前記付勢部材の軸方向位置を規制するリテーナ部材（５６）と、
を備え、
前記ハウジングは、前記並進部と嵌合するスプライン溝が形成されるスプライン溝部（１２７）、および、前記スプライン溝部の前記クラッチ側において、スプライン溝が形成されていないリテーナ保持部（１２８）を有する筒部（１２１）を有し、
前記リテーナ部材は、前記リテーナ保持部に固定されているクラッチ装置。 a housing (12);
A prime mover (20) that has a stator (21) fixed to the housing, and a rotor (23) that is rotatably provided relative to the stator, and is capable of outputting torque;
a reducer (30) capable of reducing and outputting the torque of the prime mover;
a rotating part (40) that rotates relative to the housing when torque is input from the reducer; and a translation part (50) that moves relative to the housing in the axial direction when the rotating part rotates relative to the housing. ) a rotation translation part (2) having
It is provided between a first transmission part (61) and a second transmission part (62) that are rotatable relative to the housing, and when in an engaged state, the first transmission part and the second transmission part a clutch (70) that allows torque transmission between the first transmission section and the second transmission section and interrupts torque transmission between the first transmission section and the second transmission section when in a disengaged state;
a state changing part (80) that receives an axial force from the translation part and can change the state of the clutch to an engaged state or a disengaged state depending on the relative position of the translation part in the axial direction with respect to the housing; ,
a biasing member (55) that biases the translation portion in a direction to switch the clutch from an engaged state to a disengaged state;
a retainer member (56) that is directly fixed to the housing and regulates the axial position of the biasing member;
Equipped with
The housing has a spline groove portion (127) in which a spline groove that fits with the translation portion is formed, and a retainer holding portion (128) in which a spline groove is not formed on the clutch side of the spline groove portion. having a part (121),
The retainer member is a clutch device fixed to the retainer holding portion .
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020212992A JP7456370B2 (en) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | clutch device |
| PCT/JP2021/043579 WO2022118784A1 (en) | 2020-12-03 | 2021-11-29 | Clutch device |
| DE112021006281.6T DE112021006281T5 (en) | 2020-12-03 | 2021-11-29 | Coupling device |
| CN202180079603.3A CN116507820A (en) | 2020-12-03 | 2021-11-29 | Clutch device |
| US18/327,806 US20230313848A1 (en) | 2020-12-03 | 2023-06-01 | Clutch device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020212992A JP7456370B2 (en) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | clutch device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022099173A JP2022099173A (en) | 2022-07-04 |
| JP2022099173A5 JP2022099173A5 (en) | 2023-01-24 |
| JP7456370B2 true JP7456370B2 (en) | 2024-03-27 |
Family
ID=82261949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020212992A Active JP7456370B2 (en) | 2020-12-03 | 2020-12-22 | clutch device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7456370B2 (en) |
| CN (1) | CN116507820A (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018096381A (en) | 2016-12-07 | 2018-06-21 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Drive transmission device and drive transmission device for vehicle |
| JP2018150984A (en) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 本田技研工業株式会社 | Hydraulic clutch device |
| JP2018151064A (en) | 2017-01-31 | 2018-09-27 | ゲーカーエヌ ドライブライン ブルネック アクチエンゲゼルシャフトＧＫＮ Ｄｒｉｖｅｌｉｎｅ Ｂｒｕｎｅｃｋ ＡＧ | Clutch unit for driving system, and transmission unit including such clutch unit |
| JP2020012554A (en) | 2018-07-06 | 2020-01-23 | 株式会社デンソー | Clutch device |
-
2020
- 2020-12-22 JP JP2020212992A patent/JP7456370B2/en active Active
-
2021
- 2021-11-29 CN CN202180079603.3A patent/CN116507820A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018096381A (en) | 2016-12-07 | 2018-06-21 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Drive transmission device and drive transmission device for vehicle |
| JP2018151064A (en) | 2017-01-31 | 2018-09-27 | ゲーカーエヌ ドライブライン ブルネック アクチエンゲゼルシャフトＧＫＮ Ｄｒｉｖｅｌｉｎｅ Ｂｒｕｎｅｃｋ ＡＧ | Clutch unit for driving system, and transmission unit including such clutch unit |
| JP2018150984A (en) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 本田技研工業株式会社 | Hydraulic clutch device |
| JP2020012554A (en) | 2018-07-06 | 2020-01-23 | 株式会社デンソー | Clutch device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116507820A (en) | 2023-07-28 |
| JP2022099173A (en) | 2022-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7435335B2 (en) | clutch device | |
| WO2021020321A1 (en) | Clutch device | |
| WO2021020319A1 (en) | Clutch device | |
| WO2021020320A1 (en) | Clutch device | |
| JP7456370B2 (en) | clutch device | |
| CN116568944A (en) | Rotary actuator | |
| JP7456362B2 (en) | clutch device | |
| WO2022118784A1 (en) | Clutch device | |
| WO2022118778A1 (en) | Rotary actuator | |
| WO2022118833A1 (en) | Clutch device | |
| WO2023276720A1 (en) | Clutch actuator | |
| JP7512871B2 (en) | Clutch device | |
| WO2023276714A1 (en) | Clutch actuator | |
| WO2022118846A1 (en) | Clutch device | |
| WO2023276715A1 (en) | Clutch actuator | |
| WO2022118850A1 (en) | Clutch actuator | |
| WO2023276719A1 (en) | Clutch actuator | |
| WO2022118852A1 (en) | Clutch actuator | |
| JP2023125688A (en) | Rotation translation part and method for manufacturing the same | |
| WO2023276727A1 (en) | Clutch actuator | |
| JP2022170458A (en) | clutch actuator | |
| JP2023007822A (en) | clutch actuator | |
| JP2023111414A (en) | clutch actuator | |
| JP2023125715A (en) | rotation translation part | |
| JP2022119644A (en) | clutch device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230116 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231109 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240213 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240226 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7456370 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |