JP2003042191A

JP2003042191A - 電磁クラッチ装置

Info

Publication number: JP2003042191A
Application number: JP2001229635A
Authority: JP
Inventors: Shiyougo Miyamoto; 正悟宮本
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の電磁クラッチを内外に配置した電磁ク
ラッチ装置において、コンパクト化を図ることを目的と
し、さらに、作動応答性の向上図ること。【解決手段】同軸に内外二重に配置された電磁クラッ
チＡ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを有し、各電磁クラッチＡ−
Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌは、コイル６５３ａ，６５３ｃに通
電することによりコイル６５３ａ，６５３ｃの外側に設
けられたヨークを巡る磁束が形成され、この磁束により
アマチュア６５１ａ，６５１ｃが作動してサブクラッチ
６４Ａ，６４Ｃが締結される構成であり、各コイル６５
３ａ，６５３ｃが径方向に重なって配置されている電磁
クラッチ装置であって、内側のコイル６５３ａと外側の
コイル６５３ｃとの間に、それぞれの磁束が共に形成さ
れる共通ヨーク部６７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁クラッチ装置
に関し、特に、内外二重にコイルが配置された装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、一般的に、自動変速機を備えた自動車では、動力源
としてのエンジンと自動変速機との間の動力伝達ユニッ
トとしてトルクコンバータを用いている。このような技
術は、例えば、自動車工学全書第９巻（昭和５５年１１
月２０日（株）山海堂発行）の第１４９頁に記載されて
いる。また、他の動力伝達手段としては、クラッチが知
られており、操作の簡易性要求から必要に応じて自動的
にクラッチを断接させる自動クラッチシステムも提案さ
れており、このような構成としては、乾式の単板クラッ
チを用いたものが公知である。

【０００３】しかしながら、トルクコンバータは、流体
を介して動力伝達を行うために、滑りによるパワーロス
が生じ、燃費が悪いという問題がある。一方、クラッチ
を用いた手段は、パワーロスは生じにくいが、トルクコ
ンバータの利点である低速・高トルク伝達が難しい。す
なわち、低速・高トルク伝達を行うためには、摩擦面を
滑らせてトルク伝達をおこなうことになるが、このよう
にすると発熱するため、エンジンのアイドリング回転に
よりじわじわ進むいわゆるクリーピング走行や、上り坂
で止まるいわゆるヒルホールドを実行することが難し
い。そこで、ヒルホールドを達成するために、ブレーキ
装置において自動的に制動力を発生させることが提案さ
れている。しかしながら、この場合、能動的に制動力を
発生できる装置を搭載する必要があり、車両のコストア
ップを招く。

【０００４】さらに、従来の原動機の始動装置および車
両における発電装置は、上述の動力伝達装置と別個に設
けられており、それぞれに設置スペースを要するため、
車載性の改善が求められていた。

【０００５】そこで、本願出願人は、上述の問題点に着
目して、トルク伝達効率に優れ、しかも低速・高トルク
出力を可能として、発進・クリープ走行やヒルホールド
を行うことが可能であり、さらに、スタータモータと発
電機の機能を有しながらコンパクトに形成して車載性に
優れた新規な動力伝達ユニットを提供することを目的と
して、先に、特願２０００−４００８５４号などによ
り、１つあるいは複数の遊星歯車と、この遊星歯車の回
転要素を入力部材や出力部材などと接続および切断させ
る複数の多板の電磁クラッチとを有した動力伝達装置を
提案した。

【０００６】さらに、本願発明者は、この電力伝達装置
をコンパクトに構成することを研究した結果、電磁クラ
ッチを同軸、かつ、内外に重ねて配置すると、多板の電
磁クラッチの軸方向寸法を短くすることができ、コンパ
クト化に有効であることを見いだした。この従来構成を
示すのが図１６であって、図において０１が内側の電磁
クラッチであり、０１ａがアマチュア、０１ｃがコイ
ル、０１ｙがヨークｂである。また、図において０２が
外側の電磁クラッチであり、０２ａがアマチュア、０２
ｃがコイル、０２ｙがヨークである。このように、同軸
で内外に電磁クラッチを０１，０２配置させた場合、従
来、相互に磁界の影響を受けないようにするために、内
外のコイル０１ｃ，０２ｃの間に、所定厚の非磁性体０
３を設ける必要があると考えられていた。すなわち、非
磁性体０３を設けない場合、磁束の一部に外部への漏れ
が生じ十分な吸引力が得られないもので、この磁束の漏
れを防ぐために非磁性体０３を設けていた。しかしなが
ら上述のようにコイル０１ｃ，０２ｃの間に非磁性体０
３を設けた構成では、この非磁性体０３の厚さの分だけ
装置の外形寸法が大きくなるという問題があった。

【０００７】さらに、コイルには、一般的に、ＯＮから
ＯＦＦに切り替えた場合、コイルに流れる電流は、イン
ダクタンスの影響によって瞬時に０Ａ（アンペア）とな
ることはなく、減少しながらある時間流れ続ける。その
ため、ＯＮからＯＦＦに切り替えた後も、ある時間だけ
コイルに残留磁気が存在してクラッチに対して吸引力が
作用し、クラッチが締結から解放、あるいはその逆に切
り替わるのに時間がかかり作動応答性に悪影響を与え
る。

【０００８】本発明は、上述の問題点に着目して成され
たもので、複数の電磁クラッチを内外に配置した電磁ク
ラッチ装置において、コンパクト化を図ることを目的と
し、さらに、作動応答性の向上図ることを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的達成のために
本発明の電磁クラッチ装置は、同軸に内外二重に配置さ
れた電磁クラッチを有し、各電磁クラッチは、コイルに
通電することによりコイルの外側に設けられたヨークを
巡る磁束が形成され、この磁束によりアマチュアが作動
してクラッチが締結される構成であり、各コイルが径方
向に重なって配置されている電磁クラッチ装置であっ
て、内側のコイルと外側のコイルとの間に、それぞれの
磁束が共に形成される共通ヨーク部（６７）を設けたこ
とを特徴とする手段とした。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の電磁クラッチ装置において、前記共通ヨーク部の厚さ
寸法（Ｌ）は、内側のコイルにおいて本来必要なヨーク
部の厚さ寸法（ａ）および外側のコイルにおいて本来必
要なヨーク部の厚さ寸法（ｃ）よりも大きく、両者を足
し合わせた寸法（ａ＋ｃ）よりも小さく設定されている
ことを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の電磁クラッチ装置において、内外のコイルの一方をＯ
ＦＦとして、他方をＯＮとするときに、他方のコイルに
対して、共通ヨーク部において形成される磁束の向き
が、一方のコイルにより形成されていた磁束を打ち消す
方向となるように通電させる通電手段が設けられている
ことを特徴とする。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項２または
３に記載の電磁クラッチ装置において、内外のコイルの
一方がＯＮであるとき、あるいはＯＮからＯＦＦに切り
替わったときに、他方をＯＦＦからＯＮにする際には、
他方のコイルに対して共通ヨーク部において形成される
磁束の向きが一方のコイルにより形成される磁束の向き
と同じになるように通電させる通電手段が設けられてい
ることを特徴とする。

【００１３】請求項５に記載の発明は、前記請求項１〜
４のいずれかに記載の電磁クラッチが、エンジンと変速
機とのトルク伝達系路に設けられ、エンジンからトルク
伝達される入力軸、および、この入力軸と同軸に設けら
れて変速機にトルク出力する出力軸と、これら入力軸と
出力軸と同軸に設けられて入力軸と出力軸との間で回転
を伝達する遊星歯車と、この遊星歯車のキャリアと前記
駆動軸との間に設けられた第１クラッチと、前記キャリ
アと出力軸との間に設けられた第２クラッチと、前記遊
星歯車のサンギヤと駆動軸との間に設けられた第３クラ
ッチと、前記遊星歯車のリングギヤをハウジングに固定
するブレーキと、前記サンギヤと一体的に回転する回転
体とハウジングとの間に設けられて、モータとして回転
体を回転させることが可能であるとともに、回転体の回
転により発電可能な発電電動機と、を備えた動力伝達ユ
ニットにおける前記第１〜第３クラッチの少なくとも２
つに適用されていることを特徴とする。

【００１４】

【発明の作用および効果】本発明では、電磁クラッチを
内外二重に配置するにあたり、コイルを径方向に重ねて
配置し、さらに、これら内外に配置されたコイルに、そ
れぞれ独立したヨーク部を形成するとともに、その間に
非磁性体を介在させるのではなく、内外に配置されたコ
イルの間に、共通ヨーク部を形成するようにしたため、
両コイルの間の寸法を小さくすることができ、電磁クラ
ッチ装置のコンパクト化を図ることができる。

【００１５】さらに、請求項２に記載の発明では、この
共通ヨーク部の厚さ寸法（Ｌ）を、それぞれのコイルに
必要なヨークの厚さ（ａ，ｃ）を足し合わせた寸法（ａ
＋ｃ）よりも小さな値としているため、両者の間に非磁
性体を介在させないだけの構成よりもさらに径方向寸法
を小さくすることができ、かつ、前記寸法（Ｌ）をそれ
ぞれのコイルに必要なヨークの厚さ（ａ，ｃ）よりも大
きくしているため、少なくとも単独で作動させた場合の
性能は確保できる。

【００１６】請求項３に記載の発明では、内外のコイル
の一方をＯＮからＯＦＦに切り替え、他方のコイルをＯ
ＦＦからＯＮに切り替える際には、共通ヨーク部におけ
る磁束の向きが逆向きとなるようにする。したがって、
一方のコイルをＯＮからＯＦＦに切り替えた際には、そ
の直後において共通ヨーク部では残留磁束が流れるが、
本発明では、この時に、他方のコイルへ通電するのに伴
って、共通ヨーク部において、残留磁束とは逆向きの磁
束が形成される。よって、この他方のコイルによる磁束
により、一方のコイルにより形成された残留磁束が瞬時
に消される。これにより、一方の電磁クラッチでは、Ｏ
ＮからＯＦＦに切り替えた際に、瞬時に残留磁束が形成
されて、アマチュアの作動応答性が向上する。

【００１７】請求項４に記載の発明にあっては、内外の
コイルの他方に通電する際には、共通ヨーク部において
一方のコイルの磁束と同じ方向の磁束が形成されるよう
に通電する。このとき、一方のコイルにも通電している
場合には、共通ヨーク部には２つの磁束が形成され、そ
れぞれの磁束の漏れ分が相互に他方の磁束に加わること
になることで、磁束の漏れによる低下を抑えることがで
き、両コイルの間に非磁性体を設けなくても、高い吸引
性能を確保することができる。したがって、請求項２に
記載の発明のように、共通ヨーク部の厚さ寸法（Ｌ）を
各コイルの必要なヨーク厚さを足し合わせた寸法よりも
小さな寸法に形成していても、十分な吸引力を得ること
ができる。また、一方のコイルをＯＮからＯＦＦに切り
替えた場合には、ＯＦＦに切替直後に残っている残留磁
束が、他方のコイルをＯＮとしたときの磁束に加わり、
他方のコイルの立ち上がり特性を改善して、クラッチ締
結時間を短縮させることができる。

【００１８】請求項５に記載の発明の電磁クラッチ装置
を適用した動力伝達ユニットでは、エンジンを始動させ
るときには、第１クラッチを締結させ、第２クラッチお
よび第３クラッチを解放させ、かつ、ブレーキを締結作
動させた状態で、発電電動機をモータとして駆動させ
る。したがって、発電電動機の回転がサンギヤから遊星
歯車に入力され、遊星歯車において減速された後、キャ
リアから第１クラッチを介して入力軸に伝達され、エン
ジンが始動される。このように、発電電動機の回転が減
速によりトルクを増大されてエンジンに入力されるた
め、発電電動機の出力トルクが小さくても、始動が可能
である。

【００１９】また、この動力伝達ユニットでは、エンジ
ンが駆動している状態において、例えば、発進やクリー
プやヒルホールドなどのように、トルクが必要な場合に
は、第１クラッチを解放させ、第２クラッチおよび第３
クラッチを締結させ、ブレーキを締結させる。この場
合、エンジンの回転が入力軸から第３クラッチを介し
て、遊星歯車のサンギヤに入力されて、減速されてキャ
リアから出力軸に出力されるもので、変速機に向けて、
低速・高トルクとして出力される。さらに、このとき、
発電電動機を発電機として作動させると、エンジントル
クの一部が電気エネルギとして回収されて変速機に伝達
されるトルクが小さくなり、一方、発電電動機をモータ
として作動させると、この出力によりエンジン出力がア
シストされて、変速機に伝達されるトルクが増大され
る。よって、同時に発電電動機の作動を制御することに
より、変速機に伝達されるトルクを微妙に制御すること
も可能となる。

【００２０】一方、通常の走行時などでは、動力伝達ユ
ニットにおいて第１〜第３クラッチを締結させ、ブレー
キを解放させる。この場合、エンジンの回転は、入力軸
から第１クラッチを介して遊星歯車のキャリアに伝達さ
れ、このキャリアから第２クラッチを介して出力軸に伝
達される。したがって、入力軸トルクは１：１で出力軸
に伝達される。

【００２１】また、走行中において駆動輪トルクにより
発電を行う回生を行うには、遊星歯車と入力軸すなわち
エンジン側との接続を絶って、エンジンブレーキが作用
しない状態で行う方法と、遊星歯車と入力軸とを接続さ
せて、エンジンブレーキが作用する状態で行う方法とが
あり、前者は低速時に行うのが好ましく、後者は高速時
に行うのが好ましい。

【００２２】前者のエンジンブレーキが作用しない回生
を行う場合、第１クラッチおよび第３クラッチを解放さ
せ、第２クラッチを締結させる。この場合、出力軸に入
力される駆動輪トルクが、遊星歯車においてキャリアか
ら入力されてサンギヤから増速されて発電電動機に向け
て出力されるもので、発電機が増速回転されて、１：１
のトルク伝達で回生を行うものよりも、効率よく回生す
ることができる。

【００２３】後者のエンジンブレーキを作用させる回生
を行う場合、第１〜第３クラッチを締結させ、かつ、ブ
レーキは解放させる。この場合、出力軸に入力される駆
動輪トルクは、第２クラッチを介してキャリアに入力さ
れ、そのまま、キャリアから第１クラッチを介して入力
軸に伝達され、エンジンブレーキを作用させることがで
きる。また、この入力軸の回転は、第３クラッチを介し
て発電電動機に入力され、１：１のトルク伝達で発電さ
せることができる。このとき、発電電動機における回生
量を調整することでエンジンブレーキによる制動力を調
節することができる。

【００２４】以上のように、請求項５に記載の発明で
は、トルクコンバータのように滑りによるパワーロスを
防止でき、かつクラッチを滑らせるような発熱と制御に
不利な手段を用いること無しに、エンジン出力を、低速
・高トルクに変換して出力させること、ならびに伝達ト
ルクを微妙に制御するや、効率の良いエネルギ回生を行
うことができる動力伝達ユニットにおいて、少なくとも
２つの電磁クラッチを同軸に径方向に重ねて配置させる
ことで、これらの外形寸法を小さくすることができ、こ
れにより動力伝達ユニット全体の径方向寸法を短縮でき
るという効果が得られる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。（実施の形態１）実施の形態１は、本発明の電磁クラッ
チ装置を、図３の概略図に示すように、エンジンＥＧと
トランスミッションＴＭの動力伝達経路の途中に設けた
動力伝達ユニットＭＧＵに適用した例である。

【００２６】まず、動力伝達ユニットＭＧＵの構成につ
いて説明する。実施の形態１の動力伝達ユニットＭＧＵ
は、請求項１ないし５に記載の発明に対応したものであ
り、前述のようにエンジンＥＧとトランスミッションＴ
Ｍの間であって、一般的な自動変速機においてトルクコ
ンバータが配置される位置に設けられている。なお、こ
のトランスミッションＴＭとしては、手動変速機やＣＶ
Ｔなどを用いることができる。

【００２７】この動力伝達ユニットＭＧＵは、エンジン
ＥＧのクランク軸６（図４参照）に連結された入力軸１
と、トランスミッションＴＭの入力軸（図示省略）に連
結された出力軸２と、この出力軸２と入力軸１とに同軸
に設けられた遊星歯車ＰＧＳと、この遊星歯車ＰＧＳの
キャリア１２を入力軸１と接続および切断させる第１ク
ラッチＡ−Ｃ／Ｌと、前記キャリア１２を出力軸２と接
続および切断させる第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌと、前記遊
星歯車ＰＧＳのサンギヤ１１を入力軸１と接続および切
断させる第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌと、前記サンギヤ１１
と一体的な回転体であるサンギヤ接続円管３６との間で
電力の授受を行う発電電動機ＭＧと、前記遊星歯車ＰＧ
Ｓの固定要素であるリングギヤ１３を固定および固定解
除させるブレーキＢＲＫとを備えている。なお、各クラ
ッチＡ−Ｃ／Ｌ、Ｂ−Ｃ／Ｌ、Ｃ−Ｃ／Ｌは、湿式電磁
多板クラッチが用いられ、これら各クラッチＡ−Ｃ／
Ｌ、Ｂ−Ｃ／Ｌ、Ｃ−Ｃ／Ｌの作動やブレーキＢＲＫの
作動および発電電動機ＭＧの作動は、コントローラ１０
０により行われる。また、発電電動機ＭＧは、インバー
タ１０１を介してバッテリ１０２と双方向に電力供給可
能に構成されている。

【００２８】次に、図４の断面図に基づいて、実施の形
態１の動力伝達ユニットＭＧＵについて詳細に説明す
る。前記入力軸１は、一端がエンジンＥＧのクランク軸
６に振動吸収手段５を介して連結されている。

【００２９】図においてＨは実施の形態１の動力伝達ユ
ニットＭＧＵを収容するハウジングで、このハウジング
Ｈは、中央に穴が開いた円盤４１，４２，４３と、円管
４５，４６により円筒状に形成され、前記円盤４１，４
３の内周に、軸受４９，４９を介して入力軸１および出
力軸２を回転自在に支持している。なお、両軸受４９，
４９の隣にはシール部材５０，５０が設けられ、ハウジ
ングＨに形成された油室ＯＲをシールしている。また、
両軸受４９，４９により軸方向の寸法が管理されてい
る。また、ハウジングＨの最も大径部分の円管４５の外
周には、空冷フィン４８が放射状に形成されている。

【００３０】前記入力軸１の外周には、非磁性体により
中央に穴の開いた円盤状に形成された磁路形成リング３
１が結合されている。なお、この磁路形成リング３１を
非磁性体により構成することで、後述するコイル６５３
ａ，６５３ｃの磁路短絡を防止している。

【００３１】この磁路形成リング３１の外周近傍には、
入力円管３２の一端が結合され、さらに、入力円管３２
の他端（図中右側）には、磁路形成リング３１の外周部
と対向して円盤３２ｂが設けられている。なお、前記遊
星歯車ＰＧＳは、ハウジングＨの図中右隅部において前
記円盤３２ｂとハウジングＨの円盤４３との間に配置さ
れている。また、前記磁路形成リング３１は、スラスト
ローラ５１によりハウジングＨに軸方向を支持されてい
る。

【００３２】前記入力円管３２と出力軸２との間に、前
記遊星歯車ＰＧＳのキャリア１２に結合されたキャリア
接続円管３４が設けられ、また、入力円管３２の外径方
向に間隔を空けて前記遊星歯車ＰＧＳのサンギヤ１１に
結合されたサンギヤ接続円管３６が設けられている。な
お、サンギヤ接続円管３６の外周は、ハウジングＨに支
持されている軸受５３，５３により軸方向両端部を支持
されている。また、軸受５３の隣には、発電電動機ＭＧ
が設置された気室ＡＲと前述した油室ＯＲとを分離する
シール部材５５，５５が設けられている。

【００３３】そして、出力軸２と、これら内外３重の各
円管３４，３２，３６との間に、内側から順に、第２ク
ラッチＢ−Ｃ／Ｌ、第１クラッチ、Ａ−Ｃ／Ｌ、第３ク
ラッチＣ−Ｃ／Ｌが設けられている。すなわち、前記第
２クラッチＢ−Ｃ／Ｌは、前記出力軸２とキャリア接続
円管３４との間に設けられ、前記第１クラッチＡ−Ｃ／
Ｌが、前記キャリア接続円管３４と入力円管３２との間
に設けられ、前記第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌが、前記入力
円管３２とサンギヤ接続円管３６との間に設けられてい
る。また、遊星歯車ＰＧＳとハウジングＨの円管４６と
の間には、ブレーキＢＲＫが設けられている。さらに、
前記サンギヤ接続円管３の外周には、前記発電電動機Ｍ
Ｇのロータ１６が装着され、さらに、このサンギヤ接続
円管３６の外周が、軸受５３，５３により支持され、そ
の隣には、発電電動機ＭＧを収容する気室ＡＲと前記油
室ＯＲとを液密に区画するシール部材５５，５５が設け
られている。なお、ロータ１６に対向して設けられたス
テータ１７は、ハウジングＨに取り付けられている。

【００３４】次に、各クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／
Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌについて説明する。まず、第２クラッチ
Ｂ−Ｃ／Ｌは、前述したように、出力軸２とキャリア接
続円管３４との間に設けられているもので、メインクラ
ッチ６０Ｂ、第１回転体６１Ｂ、第２回転体６２Ｂ、カ
ム機構６３Ｂ、サブクラッチ６４Ｂ、締結機構６５Ｂを
備えている。

【００３５】前記メインクラッチ６０Ｂは、出力軸２の
外周とキャリア接続円管３４の内周とにそれぞれスプラ
イン結合により軸方向に相対移動可能で回転方向には相
対移動不可能に装着されたものが交互に配置されてい
る。また、メインクラッチ６０Ｂは、その一端側（図中
左側）がキャリア接続円管３４と一体に設けられた円盤
２０１によって軸方向の移動が規制され、その他端側に
は、前記第１回転体６１Ｂが隣設されている。

【００３６】この第１回転体６１Ｂは、前記出力軸２に
対してスプライン結合により軸方向に相対移動可能であ
るが回転方向に相対移動不可能に装着されている。ま
た、第１回転体６１Ｂに対向して第２回転体６２Ｂが設
けられている。この第２回転体６２Ｂは、図示のように
円盤６２１とこの円盤６２１の内周に固定された円管６
２２とにより断面Ｌ字環形状に形成され、前記出力軸２
とキャリア接続円管３４との間にフローティングされて
いる。すなわち、図５に示すように、第２回転体６２Ｂ
の内周と出力軸２との間には、オイルｏｉｌが充填され
ており、これにより第２回転体６２Ｂは出力軸２にフロ
ーティング状態で支持される。

【００３７】前記第１回転体６１Ｂと第２回転体６２Ｂ
との間には、カム機構６３Ｂが設けられている。このカ
ム機構６３Ｂは、第１回転体６１Ｂに放射状に配置され
ている（図５参照）とともに図６に示すように、保持板
６３１により軸心を中心に回転自在に装着されたスラス
トローラ６３２と、第２回転体６２Ｂにおいてスラスト
ローラ６３２に対向する位置に図５に示すように放射状
に形成されたカム溝６３３とを備えている。

【００３８】また、前記第２回転体６２Ｂは、図示は省
略するが、出力軸２との間に設けられた例えば板ばね状
のリターンスプリングにより、図６（ａ）に示すよう
に、第１回転体６１Ｂに当接する方向に付勢されてい
る。したがって、カム機構６３Ｂは、第２回転体６２Ｂ
が第１回転体６１Ｂと共に回転している状態では、図６
（ａ）に示す初期状態となって、カム溝６３３の略中央
に配置され、軸方向に力が発生していない。それに対し
て、同図（ｂ）に示すように両回転体６１Ｂ，６２Ｂに
相対回転が生じると、第２回転体６２Ｂのカム溝６３３
がスラストローラ６３２に乗り上げ、これにより図示の
ように第２回転体６２Ｂに軸方向の相対変位ｓｈが生
じ、押圧力ＦＰが発生する。

【００３９】前記第２回転体６２Ｂの円管６２２と、前
記キャリア接続円管３４において円管６２２の外周に対
向する部位には、多板のサブクラッチ６４Ｂがそれぞれ
に対して軸方向に相対移動可能かつ回転方向に相対移動
不可能に装着され、締結状態で第２回転体６２Ｂとキャ
リア接続円管３４との相対回転を規制し、締結解除状態
でこれらの相対回転を許すよう設けられている。

【００４０】このサブクラッチ６４Ｂの締結および締結
解除を行う締結機構６５Ｂは、アマチュア６５１ｂと、
コイル６５３ｂとを備えている。前記アマチュア６５１
ｂは、第２回転体６２Ｂとサブクラッチ６４Ｂとの間に
配置されてキャリア接続円管３４にスプライン結合によ
り軸方向に相対移動可能かつ回転方向に相対移動不可能
に結合されてサブクラッチ６４Ｂを押圧可能に装着され
ている。

【００４１】前記コイル６５３ｂは、ハウジングＨに設
けられ、通電時には、図において点線で示す磁路を形成
して、前記アマチュア６５１ｂをサブクラッチ６４Ｂの
方向に吸引させてサブクラッチ６４Ｂを締結させる。し
たがって、締結機構６５Ｂは、コイル６５３ｂへの通電
すると、アマチュア６５１ｂが吸引されてサブクラッチ
６４Ｂを押圧して締結させる。よって、キャリア接続円
管３４と出力軸２とが相対回転している状態では、第２
回転体６２Ｂと第１回転体６１Ｂとの間に相対回転が生
じ、カム機構６３Ｂがカム作動を行って倍力出力するこ
とでメインクラッチ６０Ｂが結合され、第２クラッチＢ
−Ｃ／Ｌが締結状態となり、この場合、カム機構６３Ｂ
の倍力出力によりメインクラッチ６０Ｂを強く締結して
大きなトルクを伝達可能とする。一方、コイル６５３ｂ
への非通電時には、サブクラッチ６４Ｂが解放され、第
２回転体６２Ｂは、第１回転体６１Ｂに連れ回り、カム
機構６３Ｂにおいてカム作動が成されず、メインクラッ
チ６０Ｂが解放され、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌは締結解
除状態となる。なお、この第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌのメ
インクラッチ６０Ｂは、最も内径側に配置されており、
面積当たりのトルク伝達容量が大きいため、後述する他
のメインクラッチ６０Ａ，６０Ｃに比べて、板厚が厚く
形成されている。

【００４２】次に、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌおよび第３
クラッチＣ−Ｃ／Ｌついて説明するが、これらの基本的
な構成は第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌと共通しているので、
簡単に説明する。この第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌは、前述
したように、キャリア接続円管３４と入力円管３２との
間に設けられ、メインクラッチ６０Ａ、第１回転体６１
Ａ、第２回転体６２Ａ、カム機構６３Ａ、サブクラッチ
６４Ａ、締結機構６５Ａを備えている。

【００４３】前記メインクラッチ６０Ａは、入力円管３
２とキャリア接続円管３４とのそれぞれに軸方向に相対
移動可能かつ相対回転不可能に設けられたものが交互に
配置されている。

【００４４】前記第１回転体６１Ａは、キャリア接続円
管３４に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不可能に装
着されている。前記第２回転体６２Ａは、入力円管３２
とキャリア接続円管３４との間にフローティング支持さ
れている。前記カム機構６３Ａは、第２クラッチＢ−Ｃ
／Ｌと同様に第１回転体６１Ａに保持されたスラストロ
ーラと第２回転体６２Ａに形成されたカム溝（図示省
略）を備えている。

【００４５】前記サブクラッチ６４Ａは、第２回転体６
２Ａの円管６２２と入力円管３２のそれぞれに軸方向に
相対移動可能かつ相対回転不可能に設けられたものが交
互に配置されている。前記締結機構６５Ａは、サブクラ
ッチ６４Ａを押圧可能に入力円管３２に装着されたアマ
チュア６５１ａと、ハウジングＨに設けられて通電時に
アマチュア６５１ａを吸引するコイル６５３ａとを備え
ている。

【００４６】したがって、締結機構６５Ａのコイル６５
３ａに通電した際には、サブクラッチ６４Ａが締結さ
れ、これにより第１回転体６１Ａと第２回転体６２Ａと
の間で相対回転が発生してカム機構６３Ａが倍力出力を
行ってメインクラッチ６０Ａが締結され、これにより入
力円管３２とキャリア接続円管３４とが結合される。ま
た、締結機構６５Ａのコイル６５３ａへの非通電時に
は、サブクラッチ６４Ａの締結が解除されるとともにメ
インクラッチ６０Ａの締結が解除され、入力円管３２と
キャリア接続円管３４との結合が解除される。

【００４７】前記第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌは、前述した
ように、入力円管３２とサンギヤ接続円管３６との間に
設けられ、メインクラッチ６０Ｃ、第１回転体６１Ｃ、
第２回転体６２Ｃ、カム機構６３Ｃ、サブクラッチ６４
Ｃ、締結機構６５Ｃを備えている。

【００４８】前記メインクラッチ６０Ｃは、入力円管３
２とサンギヤ接続円管３６とのそれぞれに軸方向に相対
移動可能かつ相対回転不可能に設けられたものが交互に
配置されている。

【００４９】前記第１回転体６１Ｃは、入力円管３２に
軸方向に相対移動可能かつ相対回転不可能に装着されて
いる。前記第２回転体６２Ｃは、入力円管３２とサンギ
ヤ接続円管３６との間にフローティング支持されてい
る。前記カム機構６３Ｃは、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌと
同様に第１回転体６１Ｃに保持されたスラストローラと
第２回転体６２Ｃに形成されたカム溝（図示省略）を備
えている。

【００５０】前記サブクラッチ６４Ｃは、第２回転体６
２Ｃの円管６２２とサンギヤ接続円管３６のそれぞれに
軸方向に相対移動可能かつ相対回転不可能に設けられた
ものが交互に配置されている。前記締結機構６５Ｃは、
サブクラッチ６４Ｃを押圧可能にサンギヤ接続円管３６
に装着されたアマチュア６５１ｃと、ハウジングＨに設
けられて通電時にアマチュア６５１ｃを吸引するコイル
６５３ｃとを備えている。

【００５１】したがって、締結機構６５Ｃのコイル６５
３ｃに通電した際には、サブクラッチ６４Ｃが締結さ
れ、これにより第１回転体６１Ｃと第２回転体６２Ｃと
の間で相対回転が発生してカム機構６３Ｃが倍力出力を
行ってメインクラッチ６０Ｃが締結され、これにより入
力円管３２とサンギヤ接続円管３６とが結合される。ま
た、締結機構６５Ｃのコイル６５３ｃへの非通電時に
は、サブクラッチ６４Ｃの締結が解除されるとともにメ
インクラッチ６０Ｃの締結が解除され、入力円管３２と
サンギヤ接続円管３６との結合が解除される。

【００５２】次に、ブレーキＢＲＫについて説明する。
前記ブレーキＢＲＫは、いわゆるバンドブレーキであっ
て、遊星歯車ＰＧＳのリングギヤ１３の外周に結合され
たリングギヤ接続円管３３８を固定および固定解除可能
に構成されている。すなわち、このブレーキＢＲＫは、
図７に示すようにリングギヤ接続円管３３８の外周に設
けられたブレーキシュー２４と、このブレーキシュー２
４に対向して装着されたブレーキ用バンド２５とを備
え、さらに、このブレーキ用バンド２５は、両端をスプ
リング２６，２７により締結方向に付勢されている一
方、ブレーキ用バンド２５の一端が油圧アクチュエータ
２８によりスプリング２６の付勢力とは反対方向に移動
可能な構成となっている。したがって、このブレーキＢ
ＲＫは、油圧アクチュエータ２８の非作動時にはスプリ
ング２６，２７の付勢力により締結されてリングギヤ接
続円管３３８を固定し、油圧アクチュエータ２８を作動
させると、締結が解除されてリングギヤ接続円管３３８
の固定が解除されて回転可能となる。

【００５３】なお、図４において１８は発電電動機ＭＧ
に電力を供給し、また、発電電動機ＭＧで発電した電力
をインバータ１０１に向けて出力する電力配線である。
また、図において１９は、各クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−
Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／ＬおよびブレーキＢＲＫのコイル６５
３に電力を供給する電力配線である。

【００５４】次に、動力伝達ユニットＭＧＵの作動を図
８の作動説明図に基づき説明する。（エンジン始動時）
エンジンを始動させる際には、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌ
を締結（ＯＮ）させ、かつ、第２・第３クラッチＢ−Ｃ
／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを解放（ＯＦＦ）させ、ブレーキＢＲ
Ｋを締結作動（ＯＮ）させた状態とし、発電電動機ＭＧ
をモータとして駆動させる。したがって、発電電動機Ｍ
Ｇの回転が、遊星歯車ＰＧＳにおいて、サンギヤ１１に
入力され、リングギヤ１３が固定されていることから、
キャリア１２から減速して出力される。さらに、キャリ
ア１２の回転は、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌから入力円管
３２に伝達されて、入力軸１およびクランク軸６が回転
して、エンジンＥＧが始動される。この場合、発電電動
機ＭＧのトルクが遊星歯車ＰＧＳにおいて増大されてエ
ンジンＥＧに出力される。ちなみに、遊星歯車ＰＧＳの
減速比Ｎｓ／Ｎｃは、Ｎｓ／Ｎｃ＝（ｎｓ＋ｎｒ）／ｎ
ｓで表すことができ（ただし、ｎｓ；サンギヤの歯数、
ｎｒ；リングギヤの歯数である）、本実施の形態にあっ
ては、Ｎｓ／Ｎｃ＝１／２．４となる設定としている。
よって、発電電動機ＭＧにおいてエンジンＥＧを始動さ
せるのに必要な駆動トルクを、減速比が得られない場合
に比べて低くすることができ、発電電動機ＭＧを小型に
することができる。すなわち、本実施の形態にあって
は、従来、自動変速機においてトルクコンバータが設置
されている限られたスペースに動力伝達ユニットＭＧＵ
を設置しようとしており、このため、発電電動機ＭＧを
外側に配置させた構造でありながら、全体としてできる
限りコンパクトな構成とすることを目指しており、この
ような構造において、発電電動機ＭＧの必要駆動トルク
を低減させることは、コンパクト化の上で非常に有効な
ものとなる。

【００５５】（発進時・クリープ・ヒルホールド時）エ
ンジンＥＧを始動させた後の発進時、アクセルを踏まな
い状態でじわじわと前進あるいは後進させるクリープ走
行時、車両を上り坂で車速０ｋｍ／ｈに保たせるヒルホ
ールド時には、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌならびに第３ク
ラッチＣ−Ｃ／Ｌを締結させて、第１クラッチＡ−Ｃ／
Ｌを解放させ、さらに、ブレーキＢＲＫを締結させる。

【００５６】したがって、エンジンＥＧの回転が入力軸
１から第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを介してサンギヤ１１に
入力され、キャリア１２から減速して第２クラッチＢ−
Ｃ／Ｌを介して出力軸２に出力される。このように、エ
ンジンＥＧの駆動力が入力軸１から出力軸２に伝達され
る途中で遊星歯車ＰＧＳにおいてトルクが増大される。
よって、発進をスムーズに行うことができるとともに、
クリープ走行およびヒルホールドも行うことができる。
この時、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌならびに第３クラッチ
Ｃ−Ｃ／Ｌは、締結させるだけで滑らせることがないた
め、発熱を招くことがないものであり、トルクコンバー
タを有しないクラッチを用いた構造でありながら、クラ
ッチにおいて大きな発熱を招くことなく、高トルクによ
る発進や、クリープや、ヒルホールドが可能である。

【００５７】さらに、上述の状態において、発電電動機
ＭＧをモータとして駆動させると、発電電動機ＭＧで発
生した駆動トルクがエンジントルクと共に遊星歯車ＰＧ
Ｓで減速されてトランスミッションＴＭに伝達されるた
め、エンジンＥＧのトルクをアシストすることができ
る。一方、上述の状態において、発電電動機ＭＧを発電
機として作動させると、エンジンＥＧの駆動トルクの一
部が発電電動機ＭＧにおいて消費され、トランスミッシ
ョンＴＭへ入力されるトルクが減少する。このように、
発電電動機ＭＧをモータとして作動させたり、発電機と
して作動させたりすることで、トランスミッションＴＭ
に入力されるトルクを増減させることができ、より細か
な制御が可能となる。この制御は、特に、ヒルホールド
において有効である。

【００５８】加えて、上述したように、遊星歯車ＰＧＳ
において、減速比を得ることができるため、第２クラッ
チＢ−Ｃ／Ｌのみを締結させて発電電動機ＭＧを電動機
として駆動させた場合、発電電動機ＭＧの回転が遊星歯
車ＰＧＳで減速されて出力軸２およびトランスミッショ
ンＴＭに出力されるものであり、発電電動機ＭＧのみの
駆動力で発進やクリープ走行を行うことも可能となるも
のであり、図外のバッテリに十分な蓄電が成されている
場合、発電電動機ＭＧにより発進やクリープ走行を行っ
て燃費の向上を図ることも可能となる。

【００５９】（定常走行時・加速時）定常走行時および
加速時には、エンジンＥＧを駆動させている状態で、全
クラッチＡ−Ｃ／Ｌ、Ｂ−Ｃ／Ｌ、Ｃ−Ｃ／Ｌを締結さ
せ、かつ、ブレーキＢＲＫを解放作動させる。したがっ
て、エンジンＥＧの回転は、入力軸１から第１クラッチ
Ａ−Ｃ／Ｌ、キャリア接続円管３４，第２クラッチＢ−
Ｃ／Ｌを経て、出力軸２に出力される。この場合、エン
ジントルクはそのまま出力軸２に出力されるため、１：
１の減速比となる。

【００６０】また、この時、入力軸１の回転は、遊星歯
車ＰＧＳにおいて、第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを介してサ
ンギヤ接続円管３６に入力され、発電電動機ＭＧのロー
タ１６が回転するため、発電することができる。あるい
は、発電電動機ＭＧをモータとして駆動させれば、その
駆動トルクは、入力軸１に入力されるため、加速時など
において、トルクが必要なときには、このようにモータ
として駆動させてもよい。なお、上述した定常走行・加
速時は、遊星歯車ＰＧＳにおいて、入力軸１の回転が第
３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを介してサンギヤ１１に入力され
るのと同時に、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを介してキャリ
ア１２に入力されるが、ブレーキＢＲＫの解放によりリ
ングギヤ１３がフリー状態となっているため、連れ回り
状態となっている。

【００６１】（減速回生）減速時に回生を行う場合、エ
ンジンＥＧの駆動を停止あるいはアイドル回転させて発
電電動機ＭＧの充電に伴う回生制動力を得る場合（減速
回生Ｉ）と、エンジンＥＧを連れ回りさせてエンジンブ
レーキを得るのと同時に回生制動力を得る場合（減速回
生II）とがあり、本実施の形態では、基本的には、前者
は低速走行時、後者は中・高速走行時に行うものとす
る。

【００６２】エンジンＥＧを停止あるいはアイドル回転
させて回生を行う場合は、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌを締
結させ、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌおよび第３クラッチＣ
−Ｃ／Ｌを解放させ、かつ、ブレーキＢＲＫを締結させ
る。したがって、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌおよび第３ク
ラッチＣ−Ｃ／Ｌの解放により遊星歯車ＰＧＳと入力軸
１との接続が完全に絶たれ、この状態で、駆動輪から出
力軸２に入力されたトルクは、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌ
を介してキャリア１２に入力されてサンギヤ１１から増
速して出力される。したがって、サンギヤ接続円管３６
に連結された円管３６ｃに装着されたロータ１６が増速
（２．４倍）回転されて、発電電動機ＭＧにおいて発電
される。このように発電電動機ＭＧは、３倍に増速され
て回転して発電されるため、高い発電効率を得ることが
できる。また、この場合、発電電動機ＭＧの回生発電に
よる制動力のみの小さな制動力が得られる。

【００６３】一方、エンジンＥＧを連れ回りさせて回生
を行う場合には、全てのクラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／
Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを締結させるとともに、ブレーキＢＲＫ
は解放させる。この場合、出力軸２に入力された駆動輪
側のトルクは、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌを介してキャリ
ア１２に入力され、さらに、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを
介してエンジンＥＧに伝達され、エンジンＥＧを連れ回
りさせることによりいわゆるエンジンブレーキを得るこ
とができ、かつ、入力軸１の回転が第３クラッチＣ−Ｃ
／Ｌを介してサンギヤ接続円管３６に入力されて発電電
動機ＭＧにおいて発電が成される。なお、この時、ブレ
ーキＢＲＫを解放させていることにより、遊星歯車ＰＧ
Ｓでは変速作動が成されない。

【００６４】次に、実施の形態１の要部の構成および作
用効果について説明する。すなわち、本発明は、内外二
重に配置されている第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌと第３クラ
ッチＣ−Ｃ／Ｌとに適用されている。図１および図２
は、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌと第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌ
のコイル６５３ａ，６５３ｃが設けられている部位を示
す拡大断面図である。この図に示すように、コイル６５
３ａと６５３ｃとの間には、従来設定されていた非磁性
体が設けられておらず、この間には、磁性体による共通
ヨーク部６７が設けられている。この共通ヨーク部６７
は、各コイル６５３ａ，６５３ｃに通電したときに、図
において矢印で示す磁路Ａおよび磁路Ｃが形成される。
この共通ヨーク部６７は、その幅寸法Ｌが、内側のコイ
ル６５３ａを単独で設置したときに、その外側に必要な
ヨークの厚さ寸法をａとし、また、外側のコイル６５３
ｃを単独で設置したときに、その内側に必要なヨーク厚
さ寸法をｃとしたときに、ａ＜Ｌ＜ａ＋ｃとなる関係に
設定されている。

【００６５】さらに、本実施の形態１では、外側の第３
クラッチＣ−Ｃ／Ｌのコイル６５３ｃは、駆動回路２０
に接続されている。この駆動回路２０は、コントローラ
１００に設けられ、通電方向を正逆２方向に切替可能に
構成されている。この駆動回路２０を示すのが、図９の
回路図であって、４つの常開のスイッチ素子ＳｗＡ，Ｓ
ｗＢ，ＳｗＣ，ＳｗＤが設けられており、スイッチ素子
ＳｗＡ，ＳｗＤを駆動（閉成）させた場合には、図にお
いて矢印Ａ−Ｄで示す方向に電流が流れるもので、これ
が図１に示す通電方向であるとする。それに対して、ス
イッチ素子ＳｗＢ，ＳｗＣを駆動（閉成）させた場合に
は、図において矢印Ｂ−Ｃで示す方向に電流が流れるも
ので、これが図２に示す通電方向であるとする。このよ
うに、本実施の形態１にあっては、第３クラッチＣ−Ｃ
／Ｌのコイル６５３ｃに対して、状況に応じて通電方向
が正逆切り替えられる。

【００６６】ここで図８に戻り説明すると、本実施の形
態１にあっては、加速・定常時および減速回生IIの時に
は、内外に設けられた第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌと第３ク
ラッチＣ−Ｃ／Ｌとを同時に駆動させる。このように、
両クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを同時に駆動させる
ときには、図２に示すように、両コイル６５３ａ，６５
３ｃにより形成される磁束Ａｔ，Ｃｔが、共通ヨーク部
６７においてその向きが同じとなるようにスイッチ素子
ＳｗＢ，ＳｗＣに通電させる。なお、これは請求項４に
記載の発明に対応している。この場合、共通ヨーク部６
７において形成される磁束Ａｔ，Ｃｔの向きが同じであ
ることから、各磁束Ａｔ，Ｃｔに漏れが生じたとして
も、その漏れ分は他方の磁束に加わることになり、実質
的には漏れによる吸引力の低下はない。このように、コ
イル６５３ａ，６５３ｃの間に、非磁性体を設けていな
い構成にも関わらず、磁束の漏れによる吸引力低下が生
じることが無く、作動頻度の高い加速・定常時および減
速回生IIの場合には、上述のように高い吸引力を得るこ
とができる。

【００６７】ここで、共通ヨーク部６７の厚さ寸法Ｌに
ついて説明を加えると、本実施の形態１を構成するのに
先立ち、本願発明者は、共通ヨーク部６７の厚さ寸法Ｌ
を色々替えて吸引力を調べる実験を行った。図１０およ
び図１１はその結果を示すものであり、寸法Ｌを、６ｍ
ｍ（これは、コイル６５３ａとして必要な厚さ）、１
３．５ｍｍ（これは、両コイル６５３ａ，６５３ｃとし
て必要な寸法を足し合わせた値）、およびその間の値
９．５ｍｍ、１１．５ｍｍの４つの値によりそれぞれ実
験を行った。図１０はそのときの磁束密度の状態を示す
ものであり、図１１はその吸引力を示すものである。こ
れらの図に示すように、厚さ寸法Ｌが小さ過ぎると、磁
束密度が高くなりすぎて十分な吸引力が得られない。一
方、厚さ寸法Ｌが大きくても、磁束密度が低くなり漏れ
が生じて吸引力が低下する。すなわち、寸法Ｌは、前述
の一方のコイル６５３ａにおいて必要な厚さよりは大き
な値であり、かつ、両コイル６５３ａ，６５３ｃのそれ
ぞれで必要な寸法を足し合わせた寸法よりも小さな値に
おいて、最大の吸引力が得られる。本実施の形態１にあ
っては、寸法Ｌを、図１１において最大の吸引力が得ら
れた寸法に設定している。

【００６８】さらに、本実施の形態１にあっては、始動
から発進・クリープに移行するにあたって、図８に示す
ように、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌと第３クラッチＣ−Ｃ
／Ｌとが、ＯＮ−ＯＦＦの状態から、ＯＦＦ−ＯＮの状
態に切り替えるが、このときに、第３クラッチＣ−Ｃ／
ＬをＯＮとすべく通電させる際には、図１に示すよう
に、共通ヨーク部６７において第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌ
のコイル６５３ｃにより形成される磁束Ｃｓの向きが、
その直前の始動時に第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌのコイル６
５３ａにより形成されていた磁束Ａｔの向きと、逆にな
るように通電させる。なお、これは請求項３に記載の発
明に対応している。このように通電させた場合、その直
前において第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＮからＯＦＦに
切り替えたときに発生していた残留磁束（Ａｔ）が、こ
の新たに形成された第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌにより形成
された磁束Ｃｓによりうち消され、この残留磁束による
第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌのコイル６５３ａの吸引力が即
座に消滅し、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌは、従来よりも短
時間に解放される。したがって、制御応答性が向上す
る。

【００６９】加えて、本実施の形態１にあっては、上述
の第１クラッチをＯＦＦ、第３クラッチをＯＮとした発
進・クリープ・ヒルホールド状態から、おなじく上述の
第１クラッチをＯＮ、第３クラッチをＯＮとした加速・
定常状態に移行する際に、第３クラッチの通電方向を発
進・クリープ・ヒルホールド時に逆転させた状態から元
の状態に戻す、通電方向切替制御を実行する。

【００７０】図１２は、上述の通電方向切替制御を実行
するときの駆動回路２０に対する出力切替状態を示すタ
イムチャートであり、図においてｔ１〜ｔ２は、発進・
クリープ・ヒルホールドを行うにあたり、図１に示すよ
うに磁束の向きを逆転させるべくスイッチ素子ＳｗＡ，
ＳｗＤを駆動させたときの出力を示している。この状態
から、通電方向を通常の方向にすべく、図においてｔ４
以降に示すように、スイッチ素子ＳｗＢ，ＳｗＣを駆動
させるが、この場合、図示のように、駆動状態を瞬時に
切り替えるのではなく、ｔ２〜ｔ４に示すように、ま
ず、スイッチ素子ＳｗＡの駆動を停止させて、コイル６
５３ｃを電源側と切り離し、それから僅かの時間が経過
してからスイッチ素子ＳｗＤの駆動を停止させ、さらに
僅かな時間が経過してから、両スイッチＳｗＢ，ＳｗＣ
を駆動させるようにしている。これにより、ショートを
確実に防止している。

【００７１】以上説明してきたように、本実施の形態１
にあっては、トルクコンバータを使用せずに遊星歯車Ｐ
ＧＳおよび各クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ
／Ｌを用いてトルク伝達を行うため、トルク伝達効率に
優れる。しかも、このように遊星歯車ＰＧＳおよび各ク
ラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを用いた手
段でありながら、遊星歯車ＰＧＳにおいて減速してトル
ク伝達を行うようにしたため、クラッチを滑らせるよう
な発熱を伴う手段を用いることなく、低速・高トルク出
力を可能とすることができる。したがって、車両に適用
した本実施の形態１にあっては、発進・クリープ走行や
ヒルホールドを行うことが可能となる。

【００７２】さらに、本実施の形態１にあっては、全ク
ラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌとブレーキ
ＢＲＫおよび発電電動機ＭＧを、入力軸１および出力軸
２を中心として、その外周に重ねて配置した構成とした
ため、ユニットの軸方向寸法を抑えることができ、エン
ジンＥＧとトランスミッションＴＭとの間に設置するの
に有利であり、車両搭載性に優れる。加えて、本実施の
形態１にあっては、内外二重に配置された第１クラッチ
Ａ−Ｃ／Ｌと第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌの各コイル６５３
ａ，６５３ｃの間に、従来設けていた非磁性体を廃止す
るとともに、さらに、両コイル６５３ａ，６５３ｃの間
に形成した共通ヨーク部６７の厚さ寸法を、各コイル６
５３ａ，６５３ｃにヨーク部を設けた場合にそれぞれ必
要なヨーク部の厚さ（すなわちクラッチ単体での最適寸
法）を合計した寸法よりも小さく形成したため、この部
分の外径寸法を小さく抑えることができ、これによりユ
ニット全体の外径寸法も低く抑えてコンパクトに形成す
ることができるという効果を得ることができる。

【００７３】（他の実施の形態）以下に、他の実施の形
態について説明するが、既に説明した構成と同じ構成に
は同じ符号を付けることで説明を省略し、既述の実施の
形態との相違点について説明する。

【００７４】（実施の形態２）図１３は、実施の形態２
の電磁クラッチ装置を適用した動力伝達ユニットＭＧＵ
を示すもので、この実施の形態２は、第２クラッチＢ−
Ｃ／Ｌのコイル６５３ｂを、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌお
よび第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌのコイル６５３ａ，６５３
ｃと径方向に重ねて内外三重に配置した例である。

【００７５】この実施の形態２において、基本的構成
は、実施の形態１と同じであるので、実施の形態１と同
じ符号を付けて、詳細な説明は省略するが、その相違点
について説明すると、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌのメイン
クラッチ６０Ｂは、締結時に第１回転体６１Ｂから押さ
れたときに出力軸２に形成されたストッパ面２ｓに押し
当てられる。

【００７６】また、ブレーキＢＲＫとして、電磁多板ク
ラッチが用いられている。このブレーキＢＲＫは、他の
クラッチと同様に、メインクラッチ６０Ｋ、第１回転体
６１Ｋ、第２回転体６２Ｋ、カム機構６３Ｋ、サブクラ
ッチ６４Ｋ、締結機構６５Ｋを備えている。

【００７７】さらに、サンギヤ接続円管３６は、ブレー
キＢＲＫの外周に配置された円管３６ｃに円盤３６ｂを
介して結合されており、この円管３６ｃに発電電動機Ｍ
Ｇのロータ１６が取り付けられている。

【００７８】図１４は、コイル６５３ａ，６５３ｂ，６
５３ｃの部分の拡大図であって、この図に示すように、
コイル６５３ａの内外に共通ヨーク部６７ａ，６７ｂが
形成されている。なお、これらの厚さ寸法Ｌは、実施の
形態１と同様に、各コイル６５３ａ，６５３ｂ，６５３
ｃが、ヨークとして単独で必要な厚さよりは厚く、ま
た、単独で必要な厚さを足し合わせた寸法よりは薄くな
るように形成している。

【００７９】また、本実施の形態２では、真ん中に位置
する第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌのコイル６５３ａに駆動回
路２０を接続して通電方向を切り替えるように構成して
いる。そして、全てのコイル６５３ａ，６５３ｂ，６５
３ｃをＯＮさせる加速・定常時には、図１４に示すよう
に、各共通ヨーク部６７ａ，６７ｂにおいて、磁束の向
きが同じになるようにコイル６５３ａに通電する。これ
は、請求項４に記載の発明に対応している。

【００８０】また、この実施の形態２にあっては、始動
時に第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌに対する通電方向を、加速
・定常時とは逆方向にしている。したがって、発進・ク
リープ・ヒルホールド時に、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを
ＯＦＦとして、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌおよび第３クラ
ッチＣ−Ｃ／ＬをＯＮとする際に、図１５に示すよう
に、第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＦＦとして流れる残留
磁束が、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌおよび第３クラッチＣ
−Ｃ／Ｌの磁束で生じされる。よって、第１クラッチＡ
−Ｃ／Ｌの解放応答性が高くなる。なお、これは請求項
３に記載の発明に対応している。

【００８１】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更などがあっても本発明に含まれる。実施の
形態１において、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌのコイル６５
３ａにも通電方向を切り替える駆動回路２０を接続さ
せ、例えば、発進・クリープから、加速・定常に移行す
るにあたり、第１クラッチＡ−Ｃ／ＬをＯＦＦからＯＮ
に切り替えて、第１および第３クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｃ
−Ｃ／ＬをＯＮ，ＯＮとする際に、図１に示すように、
共通ヨーク部６７における磁束の方向を逆向きに形成す
るようにしてもよい。この場合、第１クラッチＡ−Ｃ／
Ｌの磁束が立ち上がる際に、第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌの
磁束が第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌの磁束に加わり、クラッ
チが締結に要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の電磁クラッチ装置における作動
を示す説明図である。

【図２】実施の形態１の電磁クラッチ装置における作動
を示す説明図である。

【図３】実施の形態１を適用した動力伝達ユニットＭＧ
Ｕを示す概略図である。

【図４】実施の形態１を適用した動力伝達ユニットＭＧ
Ｕを示す断面図である。

【図５】動力伝達ユニットＭＧＵの要部を示す断面図で
ある。

【図６】動力伝達ユニットＭＧＵの要部の作動説明図で
ある。

【図７】動力伝達ユニットＭＧＵのブレーキを示す断面
図である。

【図８】動力伝達ユニットＭＧＵの作動特性図である。

【図９】駆動回路の回路図である。

【図１０】実施の形態１の性能特性図である。

【図１１】実施の形態１の吸引力特性図である。

【図１２】実施の形態１の通電切替制御時のタイムチャ
ートである。

【図１３】実施の形態２を適用した動力伝達ユニットＭ
ＧＵを示す断面図である。

【図１４】実施の形態２の電磁クラッチ装置における作
動を示す説明図である。

【図１５】実施の形態２の電磁クラッチ装置における作
動を示す説明図である。

【図１６】従来技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１入力軸２ｓストッパ面２出力軸５振動吸収手段６クランク軸１１サンギヤ１２キャリア１３リングギヤ１６ロータ１７ステータ１８，１９電力配線２０駆動回路２４ブレーキシュー２５ブレーキ用バンド２６，２７スプリング２８油圧アクチュエータ３１磁路形成リング３２入力円管３２ｂ円盤３４キャリア接続円管３６サンギヤ接続円管３６ｂ円盤３６ｃ円管４１，４２，４３円盤４５，４６円管４８空冷フィン４９軸受５０シール部材５１スラストローラ５３軸受５５シール部材６０Ａメインクラッチ６０Ｂメインクラッチ６０Ｃメインクラッチ６０Ｋメインクラッチ６１Ａ回転体６１Ｂ回転体６１Ｃ回転体６１Ｋ回転体６２Ａ回転体６２Ｂ回転体６２Ｃ回転体６２Ｋ回転体６３Ａカム機構６３Ｂカム機構６３Ｃカム機構６３Ｋカム機構６４Ａサブクラッチ６４Ｂサブクラッチ６４Ｃサブクラッチ６４Ｋサブクラッチ６５Ａ締結機構６５Ｂ締結機構６５Ｃ締結機構６５Ｋ締結機構６７共通ヨーク部６７ａ，６７ｂ共通ヨーク部１００コントローラ１０１インバータ１０２バッテリ２０１円盤３３８リングギヤ接続円管６２１円盤６２２円管６３１保持板６３２スラストローラ６３３カム溝６５１ａ，６５１ｂ，６５１ｃアマチュア６５３ａ，６５３ｂ，６５３ｃコイルＡＲ気室ＢＲＫブレーキＥＧエンジンＨハウジングＭＧ発電電動機ＯＲ油室Ａ−Ｃ／Ｌ第１クラッチＢ−Ｃ／Ｌ第２クラッチＣ−Ｃ／Ｌ第３クラッチＰＧＳ遊星歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA03 AB01 AB27 AC03 AC06 AC07 AC15 AC21 AC32 AD06 AD11 5H607 AA02 BB01 BB05 BB14 BB26 CC03 DD07 EE03 EE07 EE10 EE33 FF22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同軸に内外二重に配置された電磁クラッ
チを有し、各電磁クラッチは、コイルに通電することによりコイル
の外側に設けられたヨークを巡る磁束が形成され、この
磁束によりアマチュアが作動してクラッチが締結される
構成であり、各コイルが径方向に重なって配置されている電磁クラッ
チ装置であって、内側のコイルと外側のコイルとの間に、それぞれの磁束
が共に形成される共通ヨーク部（６７）を設けたことを
特徴とする電磁クラッチ装置。
【請求項２】前記共通ヨーク部の厚さ寸法（Ｌ）は、
内側のコイルにおいて本来必要なヨーク部の厚さ寸法
（ａ）および外側のコイルにおいて本来必要なヨーク部
の厚さ寸法（ｃ）よりも大きく、両者を足し合わせた寸
法（ａ＋ｃ）よりも小さく設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の電磁クラッチ装置。
【請求項３】内外のコイルの一方をＯＦＦとして、他
方をＯＮとするときに、他方のコイルに対して、共通ヨ
ーク部において形成される磁束の向きが、一方のコイル
により形成されていた磁束を打ち消す方向となるように
通電させる通電手段が設けられていることを特徴とする
請求項２に記載の電磁クラッチ装置。
【請求項４】内外のコイルの一方がＯＮであるとき、
あるいはＯＮからＯＦＦに切り替わったときに、他方を
ＯＦＦからＯＮにする際には、他方のコイルに対して共
通ヨーク部において形成される磁束の向きが一方のコイ
ルにより形成される磁束の向きと同じになるように通電
させる通電手段が設けられていることを特徴とする請求
項２または３に記載の電磁クラッチ装置。
【請求項５】前記請求項１〜４のいずれかに記載の電
磁クラッチが、エンジンと変速機とのトルク伝達系路に設けられ、エン
ジンからトルク伝達される入力軸、および、この入力軸
と同軸に設けられて変速機にトルク出力する出力軸と、これら入力軸と出力軸と同軸に設けられて入力軸と出力
軸との間で回転を伝達する遊星歯車と、この遊星歯車のキャリアと前記駆動軸との間に設けられ
た第１クラッチと、前記キャリアと出力軸との間に設けられた第２クラッチ
と、前記遊星歯車のサンギヤと駆動軸との間に設けられた第
３クラッチと、前記遊星歯車のリングギヤをハウジングに固定するブレ
ーキと、前記サンギヤと一体的に回転する回転体とハウジングと
の間に設けられて、モータとして回転体を回転させるこ
とが可能であるとともに、回転体の回転により発電可能
な発電電動機と、を備えた動力伝達ユニットにおける前
記第１〜第３クラッチの少なくとも２つに適用されてい
ることを特徴とする電磁クラッチ装置。