JP2008261434A - 電磁クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半径方向への張り出しを抑制することができる電磁クラッチ装置を提供する。
【解決手段】軸部材３（一対の回転部材の一方）に連結されるクラッチハブ５と、中空軸７（一対の回転部材の他方）に連結されるクラッチハウジング９と、クラッチハウジング９に連結されるロータ１１と、クラッチハブ５とクラッチハウジング９との間に配置されるメインクラッチ１３（クラッチ部材）と、メインクラッチ１３を作動する電磁石１５とを有した電磁クラッチ装置１において、クラッチハウジング９の端面１７と電磁石１５のコア１９の端面２１とが軸方向にロータ１１を挟んで対向配置され、ロータ１１は、クラッチハウジング９側の端部が軸方向クラッチハウジング９側に延設された延設部２３が形成され、延設部２３とクラッチハウジング９の外周とが連結部２５を介して連結され、連結部２５をメインクラッチ１３の半径方向外側に位置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に用いられる電磁クラッチ装置に関する。

特許文献１に電磁石によって作動され、ハウジングとハブとを断続するメインクラッチを備えた連結装置が記載されている。この連結装置では、ハウジングがリヤハウジングとフロントハウジングとを有しており、リヤハウジングとフロントハウジングとがねじ結合されている。そして、電磁石への通電により磁力線がフロントハウジングを透過して電磁式パイロットクラッチを締結し、メインクラッチが締結され、ハウジングとハブとが接続される。
特開２０００−２４０６８４号公報

ところで、上記の連結装置では、リヤハウジングの内周側に電磁石が配置されている。また、リヤハウジングとフロントハウジングとがねじ結合されている連結部が電磁石のコアの外周側に位置している。このため、電磁石が位置する部分において各部材が半径方向外側に張り出してしまい、連結装置が半径方向に大型化してしまっていた。

そこで、この発明は、半径方向への張り出しを抑制することができる電磁クラッチ装置の提供を目的としている。

請求項１の発明は、一対の回転部材の一方に連結されるクラッチハブと、前記一対の回転部材の他方に連結されるクラッチハウジングと、該クラッチハウジングに連結されるロータと、前記クラッチハブと前記クラッチハウジングとの間に配置されるクラッチ部材と、該クラッチ部材を作動する電磁石とを有する電磁クラッチ装置であって、前記クラッチハウジングの端面と前記電磁石のコアの端面とが軸方向に前記ロータを挟んで対向配置され、前記ロータは、前記クラッチハウジング側の端部が軸方向前記クラッチハウジング側に延設された延設部が形成され、該延設部と前記クラッチハウジングの外周とが連結部を介して連結され、前記連結部は、前記クラッチ部材の半径方向外側に位置していることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の電磁クラッチ装置であって、前記電磁石のコアの端面又は内周と前記ロータとの間には、前記電磁石の磁力線を透過するエアギャップが設けられていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の電磁クラッチ装置であって、前記連結部は、前記延設部に形成されたねじ部と前記クラッチハウジングの外周に形成されたねじ部とを螺合することによってなされると共に、前記延設部の先端にねじ部材を有することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁クラッチ装置であって、前記クラッチハウジングの端面側の外周部と前記ロータとの間には、シール部材が配置されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４記載の電磁クラッチ装置であって、前記クラッチハウジング内の前記シール部材が位置する部分には、前記電磁石によって作動されるパイロットクラッチが配置されていることを特徴とする。

請求項１の電磁クラッチ装置は、クラッチハウジングの端面と電磁石のコアの端面とが軸方向にロータを挟んで対向配置されているので、半径方向に部材が張り出すことがない。また、ロータに延設部が形成され、クラッチハウジングとロータとの連結部がクラッチ部材の半径方向外側に位置しているので、クラッチハウジングの軸方向長さを変更することがない。

従って、クラッチハウジングの軸方向長さを変更することなく、電磁クラッチ装置の半径方向への張り出しを抑制することができる。

請求項２の電磁クラッチ装置は、電磁石のコアの端面又は内周とロータとの間に電磁石の磁力線を透過するエアギャップが設けられているので、電磁石のコアの外周側にエアギャップを設ける必要がなく、さらに半径方向への張り出しを抑制することができる。

請求項３の電磁クラッチ装置は、連結部が延設部に形成されたねじ部とクラッチハウジングの外周に形成されたねじ部とを螺合することによってなされると共に、延設部の先端にねじ部材を有するので、連結部をダブルナット機能によって確実に固定することができる。

請求項４の電磁クラッチ装置は、クラッチハウジングの端面側の外周部とロータとの間にシール部材が配置されているので、連結部からクラッチハウジングの内部へ異物が混入することを防止することができる。

請求項５の電磁クラッチ装置は、クラッチハウジング内のシール部材が位置する部分に電磁石によって作動されるパイロットクラッチが配置されているので、パイロットクラッチに粉塵などが混入することを防止することができ、パイロットクラッチの断続特性を維持することができる。

図１を用いて一実施例について説明する。

本実施例の電磁クラッチ装置１は、軸部材３（一対の回転部材の一方）に連結されるクラッチハブ５と、中空軸７（一対の回転部材の他方）に連結されるクラッチハウジング９と、クラッチハウジング９に連結されるロータ１１と、クラッチハブ５とクラッチハウジング９との間に配置されるメインクラッチ１３（クラッチ部材）と、メインクラッチ１３を作動する電磁石１５とを有している。そして、クラッチハウジング９の端面１７と電磁石１５のコア１９の端面２１とが軸方向にロータ１１を挟んで対向配置され、ロータ１１は、クラッチハウジング９側の端部が軸方向クラッチハウジング９側に延設された延設部２３が形成され、延設部２３とクラッチハウジング９の外周とが連結部２５を介して連結され、連結部２５は、メインクラッチ１３の半径方向外側に位置している。

なお、軸部材３は、例えば差動部材と一対の出力部材とデフケースとを有する差動機構の一対の出力部材のうち一方の出力部材に連結されており、中空軸７は、デフケースに連結されている。また、軸部材３は、中空軸７に挿通され中空軸７の内周側でベアリング２７を介して支持されており、中空軸７は、ケース２９に収容されケース２９にベアリング３１を介して支持されている。そして、軸部材３と中空軸７に連結した差動機構は、電磁クラッチ装置１によって断続される。

図１に示すように、電磁クラッチ装置１は、クラッチハブ５と、クラッチハウジング９と、ロータ１１と、メインクラッチ１３と、カム機構３３と、パイロットクラッチ３５から構成され、電磁石１５によって作動される。

クラッチハブ５は、内周側に形成されたスプライン部３７で軸部材３にスプライン連結され、軸部材３と一体回転される。クラッチハブ５の一端部は、ベアリング２７を介して軸部材３の凸部３９で軸方向の位置決めがなされている。また、他端部は、軸部材３に固定された止め輪としてのスナップリング４１によって軸方向の位置決めがなされると共に、クラッチハブ５の他端側からの抜け止めがなされている。また、クラッチハブ５と軸部材３との間には、Ｏリング４３が配置されている。このクラッチハブ５の外周には、クラッチハウジング９とロータ１１が支持されている。

クラッチハウジング９は、クラッチハブ５の一端側外周に支持部４５を介して支持されている。このクラッチハウジング９は、軸方向一端の外周側に形成されたスプライン部４７で中空軸７の端部に位置する円筒部の内周にスプライン連結され、中空軸７と一体回転される。また、スプライン部４７は、ベアリング３１の内周側に位置すると共に、スプライン部４７の軸方向一端側には、ベアリング２７が対向して近接配置され、省スペース化が図られている。クラッチハウジング９とケース２９との間には、リップ部４９を有するシール５１が配置されている。リップ部４９は、クラッチハウジング９に形成された凹部の外周側の面に当接している。なお、リップ部４９を凹部の内周側の面に当接させても良い。また、クラッチハウジング９とクラッチハブ５との間には、Ｘリング５３が配置され、クラッチハウジング９とクラッチハブ５とで囲まれた容室内にメインクラッチ１３に適合する潤滑オイルが所定量封入されている。また、クラッチハブ５とクラッチハウジング９及びロータ１１との間には、一対のベアリング５５，５７が配置され、クラッチハブ５とクラッチハウジング９及びロータ１１との間で支持関係がなされている。

ロータ１１は、クラッチハブ５の他端側外周にベアリング５７を介して支持され、シールベアリング５９を介して電磁石１５を支持している。ロータ１１は、クラッチハウジング９側の端部が軸方向クラッチハウジング９側に延設された延設部２３が形成されている。延設部２３の内周側にはねじ部６１が形成され、ねじ部６１はクラッチハウジング９の外周側に形成されたねじ部６３に螺合されてている。また、クラッチハウジング９のねじ部６３の端部にはねじ部材６５が螺合されている。これらのねじ部６１，６３とねじ部材６５とによって連結部２５が形成されている。

連結部２５は、クラッチハウジング９に収容されたメインクラッチ１３の半径方向外側に位置している。この連結部２５は、ダブルナット機能によってロータ１１をクラッチハウジング９に固定している。また、連結部２５がクラッチハウジング９の端部の電磁石１５側ではなく、メインクラッチ１３の外周側に配置されているので、電磁石１５への張り出しが抑えられ、軸方向のコンパクト化がなされている。また、クラッチハウジング９の端面１７側の外周部とロータ１１との間にはＯリング６７（シール部材）が配置されていると共に、ロータ１１とクラッチハブ５との間にはとＸリング６９が配置されている。Ｏリング６７は、クラッチハウジング９に収容されたパイロットクラッチ３５の半径方向外側に位置している。クラッチハウジング９の端面１７側の外周部にＯリング６７が配置されているので、Ｏリング６７の配置凹部によってクラッチハウジング９の端部７１の肉厚を減少させて磁力線の漏洩が抑制されている。

これらのクラッチハブ５とクラッチハウジング９及びロータ１１との間には、メインクラッチ１３とカム機構３３とパイロットクラッチ３５が配置されている。

メインクラッチ１３は、クラッチハブ５の外周とスチール製のクラッチハウジング９の内周に連結された複数のクラッチ板から構成されている。メインクラッチ１３が締結されると、クラッチハブ５とクラッチハウジング９とが接続、すなわち、軸部材３と中空軸７とが接続される。このメインクラッチ１３は、カム機構３３でカムスラスト力が発生することにより締結される。

カム機構３３は、プレッシャプレート７３とカムリング７５とカムボール７７から構成されている。プレッシャプレート７３は、クラッチハブ５の外周に軸方向移動自在に連結されている。カムリング７５は、クラッチハブ５の外周に軸方向移動自在に支持され、背面側にはカムリング７５のスラスト力を受けるニードルベアリングが配置されている。また、カムリング７５の外周側には、パイロットクラッチ３５のクラッチ板が連結されている。カムボール７７は、プレッシャプレート７３とカムリング７５との間に配置され、プレッシャプレート７３とカムリング７５との間に差回転が生じるとプレッシャプレート７３とカムリング７５を軸方向に移動させる。このプレッシャプレート７３の移動により、メインクラッチ１３が締結される。このカム機構３３のカムスラスト力は、パイロットクラッチ３５によって発生される。

パイロットクラッチ３５は、カムリング７５の外周とクラッチハウジング９の内周に連結された複数のクラッチ板とクラッチハウジング９の内周に連結されたアーマチャ７９から構成されている。このパイロットクラッチ３５は、電磁石１５への通電により、コア１９、ロータ１１、パイロットクラッチ３５、アーマチャ７９を介した磁力線が循環されて磁束ループが形成され、アーマチャ７９がパイロットクラッチ３５の締結方向に移動することによって締結され、プレッシャプレート７３とカムリング７５との間に差回転を生じさせる。パイロットクラッチ３５からクラッチハウジング９に微少に漏洩する磁力線は、Ｏリング６７が配置されている凹部の内周側の薄肉厚の端部７１によって絞られ、磁力線の漏洩を抑制されている。また、パイロットクラッチ３５の径方向外側にＯリング６７を設けることによって、磁力線を透過するパイロットクラッチ３５への粉塵などの混入を防止している。

電磁石１５は、電磁コイル８１とコア１９とで構成され、軸部材３の他端側に配置されている。コア１９には、電磁石１５への通電を制御するコントローラ（不図示）側に接続されるコネクタ８３が接続されている。この電磁石１５への通電により、パイロットクラッチ３５が締結される。また、コア１９の端面２１とロータ１１との軸方向の間及びコア１９の内周とロータ１１との径方向の間には、軸方向のエアギャップ８５，８７及び径方向のエアギャップ８９，９１が設けられている。これらのエアギャップ８５，８７，８９，９１によって、電磁石１５への通電により磁束線による磁束ループが形成され、メインクラッチ１３を作動させることができる。また、コア１９には、連結部材９３が固定されており、電磁石１５よりも軸部材３の他端側に配置された支持部材９５に回転方向の支持がなされている。

支持部材９５は、車体、車体フレーム、駆動源としてのエンジンや電動モータなどの静止系に固定されている。この支持部材９５と電磁石１５に固定された連結部材９３との間には、弾性部材９７が配置されている。弾性部材９７は、ゴムなどの弾性体から環状に形成され、支持部材９５に形成された凹部に配置されている。この弾性部材９７は、静止系の回転方向及び半径方向の振動を吸収し、静止系から電磁石１５への振動の伝播を抑制している。また、連結部材９３は、電磁石１５の回り止めを行うと共に、軸方向の振動を吸収し、電磁石１５と弾性部材９７の軸方向の相対移動を許容している。なお、静止系と支持部材９５との固定部に弾性部材を設けても良い。この場合、さらに静止系からの振動を吸収することができる。

また、ケース２９と電磁石１５との間には、クラッチハウジング９及びロータ１１を覆うカバー９９が設けられている。カバー９９は、薄肉の筒状に形成され、両端側とケース２９及びコア１９との間には、シール部材１０１，１０３が設けられている。このシール部材１０１，１０３は、カバー９９とクラッチハウジング９及びロータ１１との間に形成されるエア空間に粉塵などが侵入することを防止している。このエア空間を防塵することにより、カム機構３３、パイロットクラッチ３５及びエアギャップ８５，８７，８９，９１などの作動部を保護することができる。特に、エアギャップ８５，８７，８９，９１に粉塵などが侵入して磁束ループの形成が阻害されることを防止することができる。また、コア１９の一部は、カバー９９から外部に露出している。これにより、電磁石１５の放熱・冷却性を向上させている。

このような電磁クラッチ装置１では、クラッチハウジング９の端面１７と電磁石１５のコア１９の端面２１とが軸方向にロータ１１を挟んで対向配置されているので、半径方向に部材が張り出すことがない。また、ロータ１１に延設部２３が形成され、クラッチハウジング９とロータ１１との連結部２５がメインクラッチ１３の半径方向外側に位置しているので、クラッチハウジング９の軸方向長さを変更することがない。

従って、クラッチハウジング９の軸方向長さを変更することなく、電磁クラッチ装置１の半径方向への張り出しを抑制することができる。

また、電磁石１５のコア１９の端面２１及び内周とロータ１１との間に電磁石１５の磁力線を透過するエアギャップ８５，８７，８９，９１が設けられているので、電磁石１５のコア１９の外周側にエアギャップを設ける必要がなく、さらに半径方向への張り出しを抑制することができる。

さらに、連結部２５が延設部２３に形成されたねじ部６１とクラッチハウジング９の外周に形成されたねじ部６３とを螺合することによってなされると共に、延設部２３の先端にねじ部材６５を有するので、連結部２５をダブルナット機能によって確実に固定することができる。

また、クラッチハウジング９の端面１７側の外周部とロータ１１との間にＯリング６７が配置されているので、連結部２５からクラッチハウジング９の内部へ異物が混入することを防止することができる。

さらに、クラッチハウジング９内のＯリング６７が位置する部分に電磁石１５によって作動されるパイロットクラッチ３５が配置されているので、パイロットクラッチ３５に粉塵などが混入することを防止することができ、パイロットクラッチ３５の断続特性を維持することができる。

なお、本実施例の電磁クラッチ装置では、差動機構の差動制限を行っているが、電磁クラッチ装置を一対の回転部材間の回転駆動力を断続する断続装置として適用しても良い。

一実施例の電磁クラッチ装置の断面図である。

符号の説明

１…電磁クラッチ装置
３…軸部材（一対の回転部材の一方）
５…クラッチハブ
７…中空軸（一対の回転部材の他方）
９…クラッチハウジング
１１…ロータ
１３…メインクラッチ（クラッチ部材）
１５…電磁石
１７…クラッチハウジングの端面
１９…コア
２１…コアの端面
２３…延設部
２５…連結部
３３…カム機構
３５…パイロットクラッチ
６１…延設部のねじ部
６３…クラッチハウジングのねじ部
６５…ねじ部材
６７…Ｏリング（シール部材）
８５，８７，８９，９１…エアギャップ

Claims (5)

1. 一対の回転部材の一方に連結されるクラッチハブと、前記一対の回転部材の他方に連結されるクラッチハウジングと、該クラッチハウジングに連結されるロータと、前記クラッチハブと前記クラッチハウジングとの間に配置されるクラッチ部材と、該クラッチ部材を作動する電磁石とを有する電磁クラッチ装置であって、
   前記クラッチハウジングの端面と前記電磁石のコアの端面とが軸方向に前記ロータを挟んで対向配置され、前記ロータは、前記クラッチハウジング側の端部が軸方向前記クラッチハウジング側に延設された延設部が形成され、該延設部と前記クラッチハウジングの外周とが連結部を介して連結され、前記連結部は、前記クラッチ部材の半径方向外側に位置していることを特徴とする電磁クラッチ装置。
2. 請求項１記載の電磁クラッチ装置であって、
   前記電磁石のコアの端面又は内周と前記ロータとの間には、前記電磁石の磁力線を透過するエアギャップが設けられていることを特徴とする電磁クラッチ装置。
3. 請求項１又は２記載の電磁クラッチ装置であって、
   前記連結部は、前記延設部に形成されたねじ部と前記クラッチハウジングの外周に形成されたねじ部とを螺合することによってなされると共に、前記延設部の先端にねじ部材を有することを特徴とする電磁クラッチ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁クラッチ装置であって、
   前記クラッチハウジングの端面側の外周部と前記ロータとの間には、シール部材が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４記載の電磁クラッチ装置であって、
   前記クラッチハウジング内の前記シール部材が位置する部分には、前記電磁石によって作動されるパイロットクラッチが配置されていることを特徴とする電磁クラッチ装置。

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