JP2011089541A - クラッチ装置及び車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力の伝達効率を一定とすることが可能なクラッチ装置を提供する。
【解決手段】駆動機構２１と係合機構２２とが共通の軸線Ａｘの回りに相対回転可能に配置され、駆動機構２１は、軸線Ａｘから径方向に所定距離離れた位置に設けられた第１係合部２５を有し、係合機構２２は、第１係合部２５と軸線Ａｘ方向に並ぶように設けられた第２係合部３５を有し、第１及び第２係合部２５、３５が接触する係合位置と離間する解放位置との間で軸線Ａｘ方向に移動可能であり、第２係合部３５が第１係合部２５に押し付けられるように第２係合部３５よりも径方向内側の部分を押す付勢手段を備えたクラッチ装置２０において、当該係合位置にて接触する第１係合部２５の第１接触面２５ａと第２係合部３５の第２接触面３５ａとのうち、それらの中央部が外周端及び内周端よりも、一方は後退するように形成された凹曲面であり、他方は突出するように形成された凸曲面である。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、係合部材同士を係合させ摩擦力により動力を伝達するクラッチ装置、及び車両用駆動装置に関する。

多板状のドリブンプレートと多板状のクラッチディスクとよりなるクラッチ接続部と、そのクラッチ接続部を押圧するピストンと、クラッチ接続部の背面にはクラッチ接続時の接続圧力を受けるためのプレッシャープレートとを設けている。上記ピストンはその押圧面に上記プレッシャープレートの解放端側に向けて突出した傾斜面、又は上記プレッシャープレートの受圧面における解放端側にクラッチ接続部に向けて突出した傾斜面のいずれか一方の傾斜面が曲面状である。曲線状の場合、クラッチ接続時においてその傾斜面がドリブンプレートに対して徐々に接触していくので、クラッチ接続が円滑となる。また、クラッチ接続時におけるドリブンプレートとクラッチディスクとの間の面圧を均一にすることができ、小型で、偏摩耗を生ぜず伝達効率に優れた湿式多板クラッチが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。

特開平７−７７２２２号公報 特開２００３−１０６３４３号公報

特許文献１の湿式多板クラッチにおいては、押圧初期はピストンの突出部での接触となり、押圧終期にて面あたりになるため、接触半径がずれてしまい動力の伝達効率が変化するという問題がある。

そこで、本発明は、動力の伝達効率を一定とすることが可能なクラッチ装置及び車両用駆動装置を提供することを目的とする。

本発明のクラッチ装置は、第１係合部材と第２係合部材とが共通の軸線の回りに相対回転可能に配置され、前記第１係合部材は、前記軸線から径方向に所定距離離れた位置に設けられた第１係合部を有し、前記第２係合部材は、前記第１係合部と前記軸線方向に並ぶように設けられた第２係合部を有するとともに、前記第１係合部と前記第２係合部とが接触する係合位置と前記第１係合部と前記第２係合部とが離間する解放位置との間で前記軸線方向に移動可能に設けられ、前記第２係合部が前記第１係合部に押し付けられるように前記第２係合部材の前記第２係合部よりも径方向内側の部分を押す付勢手段を備えたクラッチ装置において、前記第２係合部が接触する前記第１係合部の第１接触面及び前記第１係合部が接触する第２係合部の第２接触面のうち、一方の接触面はその中央部が外周端及び内周端よりも後退するように形成された凹曲面であり、他方の接触面はその中央部が外周端及び内周端よりも突出するように形成された凸曲面である（請求項１）。

本発明のクラッチ装置においては、第１接触面と第２接触面とは、一方が凸曲面で形成され、他方が凹曲面で形成されているため、接触初期から面あたりでの接触になる。また、付勢手段によって第２係合部が、第１係合部に押し付けられると、第１及び第２接触面はそれぞれ曲面であるため、第２係合部は第１係合部の曲面上で摺動する。第２係合部が摺動しても、それらの接触面はそれぞれ曲面で形成されているので、接触半径は変動せず、動力の伝達効率を一定とすることができる。

本発明のクラッチ装置は、第１係合部材と第２係合部材とが共通の軸線の回りに相対回転可能に配置され、前記第１係合部材は、前記軸線から径方向に所定距離離れた位置に設けられた第１係合部を有し、前記第２係合部材は、前記第１係合部と前記軸線方向に並ぶように設けられた第２係合部を有するとともに、前記第１係合部と前記第２係合部とが接触する係合位置と前記第１係合部と前記第２係合部とが離間する解放位置との間で前記軸線方向に移動可能に設けられ、前記第２係合部が前記第１係合部に押し付けられるように前記第２係合部材の前記第２係合部よりも径方向内側の部分を押す付勢手段を備えたクラッチ装置において、前記第２係合部が接触する前記第１係合部の第１接触面及び前記第１係合部が接触する第２係合部の第２接触面のうち、一方の接触面の径方向外側の端部には径方向外側に向かうに従って前記軸線方向に漸次突出して凹曲面を形成する凹曲部が設けられ、他方の接触面は径方向外側の端部及び径方向内側の端部が前記軸線方向にそれぞれ後退してそれら端部の間の部分が突出する凸曲面に形成されているものである（請求項２）。

本発明のクラッチ装置においては、第１接触面と第２接触面との径方向外側の端部は、一方には凹曲面を形成する凹曲部が設けられ、他方が凸曲面で形成されているため、接触初期から面あたりでの接触になる。また、第２接触面の面圧を下げることができる。さらに、付勢手段によって第２係合部が、第１係合部に押し付けられると、第１及び第２接触面の径方向外側の端部はそれぞれ曲面で形成されているため、第２係合部は第１係合部の曲部上で摺動する。第２係合部が摺動しても、それらの接触面の径方向外側の端部はそれぞれ曲面で形成されているので、接触半径は変動せず、動力の伝達効率を一定とすることができる。

本発明のクラッチ装置の一態様においては、前記一方の接触面の径方向内側の端部には、径方向内側に向かうに従って前記軸線方向に前記突出して凹曲面を形成する内周側凹曲部が設けらてもよい（請求項３）。この形態によれば、曲面の曲率半径を小さくすることができる。そのため、第１接触面と第２接触面とが接触するとき、その接触した部分の接線角度を大きくとることができる。

本発明のこれらのクラッチ装置の一態様においては、前記一方の接触面が前記第１接触面であり、前記他方の接触面が前記第２接触面であっててもよい（請求項４）。この形態によれば、第１接触面と第２接触面とが接触するとき、第２接触面が凸曲面で形成されているため、偏摩耗を抑制することできる。

本発明のこれらのクラッチ装置の一態様においては、前記一方の接触面が前記第２接触面であり、前記他方の接触面が前記第１接触面であってもよい（請求項５）。この形態によれば、第２係合部材の質量を低減することができるので、回転慣性を低減することができる。そのため、回転慣性による摩耗を抑制することができる。

これらの態様において、前記第２係合部は、磁性体製であり、前記第１係合部には、電磁コイルが設けられてもよい（請求項６）。

本発明の車両用駆動装置は、上述したクラッチ装置を備え、動力伝達経路中に設けられた電動機を回転不能にロックすることにより前記動力伝達経路から出力される出力回転数を前記動力伝達経路に入力される入力回転数より大きくするオーバードライブ状態に変更可能な車両用駆動装置において、前記第１係合部材は、所定の固定部材に回転不能に固定され、前記第２係合部材は、前記電動機と一体回転可能に接続されていることにより、上述した課題を解決する（請求項７）。

本発明の車両用駆動装置は、上述したクラッチ装置と、内燃機関と、電動機と、相互に差動可能な第１〜第４回転要素を有する差動機構と、前記差動機構から動力が出力される出力部材と、を備え、前記電動機は、前記差動機構の第１回転要素と一体に回転するように接続され、前記クラッチ装置の前記第１係合部材が所定の固定部材に回転不能に固定されるとともに、前記第２係合部材が前記差動機構の第２回転要素と一体に回転するように接続され、前記内燃機関は、前記差動機構の第３回転要素と一体に回転するように接続され、出力部材は、前記差動機構の第４回転要素と一体に回転するように接続され、前記差動機構は、各回転要素を共線図上に配列したときに前記第１回転要素、前記第２回転要素、前記第３回転要素、前記第４回転要素の順番で並ぶようにしてこれら各回転要素が相互に差動回転可能な状態で組み合わされていることにより、上述した課題を解決する（請求項８）。

以上説明したように、本発明のクラッチ装置においては、第１接触面と第２接触面とは、一方が凸曲面で形成され、他方が凹曲面で形成されているため、接触初期から面あたりでの接触になる。また、付勢手段によって第２係合部が、第１係合部に押し付けられると、第１及び第２接触面はそれぞれ曲面であるため、第２係合部は第１係合部の曲面上で摺動する。第２係合部が摺動しても、それらの接触面はそれぞれ曲面であるので、接触半径は変動せず、動力の伝達効率を一定とすることができる。

本発明の一形態に係る駆動装置が搭載された車両の全体構成を概略的に示す図。 図１に示された駆動装置の要部を詳細に示す図。 図２のロック装置の詳細を示した図であって、解放状態におけるロック装置を示す図。 図２のロック装置の詳細を示した図であって、係合状態におけるロック装置を示す図。 図２のロック装置の詳細を示した図であって、第２クラッチ板が駆動機構に押し付けられた状態におけるロック装置を示す図。 軸線方向から見た第１クラッチ板を示す図。 各クラッチ板を半径方向から見た状態を示した図であって、各クラッチ板の位相が一致している状態を示した図。 各クラッチ板を半径方向から見た状態を示した図であって、各クラッチ板の位相がずれている状態を示した図。 第２の形態に係る図２のロック装置の詳細を示した図であって、解放状態におけるロック装置を示す図。 第３の形態に係る図２のロック装置の詳細を示した図であって、解放状態におけるロック装置を示す図。 第４の形態に係る図２のロック装置の詳細を示した図であって、解放状態におけるロック装置を示す図。 差動機構を備えた車両用駆動装置の共線図。

（第１の形態）

図１は、本発明の一形態に係る駆動装置が搭載された車両の全体構成を概略的に示している。車両１はいわゆるハイブリッド車両として構成されている。周知のようにハイブリッド車両は、内燃機関を走行用の駆動力源として備えるとともに、電動機を他の走行用の駆動力源として備えた車両である。車両１に搭載されている駆動装置２は、内燃機関３と、電動機としての第１モータ・ジェネレータ４と、内燃機関３及び第１モータ・ジェネレータ４がそれぞれ連結された動力分配機構５と、車両１の駆動輪１０に動力を出力するための出力ギア６とを備えている。また、駆動装置２には変速機構７を介して出力ギア６に連結された第２モータ・ジェネレータ８が設けられている。出力ギア６の動力は差動装置９を介して左右の駆動輪１０に伝達される。

内燃機関３は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成されており、その動力は入力軸１１を介して動力分配機構５に伝達される。入力軸１１と内燃機関３との間にはダンパ１２が介在しており、内燃機関３のトルク変動はダンパ１２にて吸収される。第１モータ・ジェネレータ４と第２モータ・ジェネレータ８とは同様の構成を持っていて、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えている。第１モータ・ジェネレータ４は、固定部材であるケース１３に固定されたステータ４ａと、そのステータ４ａの内周側に同軸に配置されたロータ４ｂとを備えている。第２モータ・ジェネレータ８も同様に、ケース１３に固定されたステータ８ａと、そのステータ８ａの内周側に同軸に配置されたロータ８ｂとを備えている。

動力分配機構５は、相互に差動回転可能な３つの要素を持つシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車であるサンギアＳ１と、そのサンギアＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアＲ１と、これらのギアＳ１、Ｒ１に噛み合うＰ１を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣ１とを備えている。この形態では、入力軸１１がキャリアＣ１に、第１モータ・ジェネレータ４が連結部材１４を介してサンギアＳ１に、出力ギア６がリングギアＲ１にそれぞれ連結されている。図２には、図１に示された駆動装置の要部を詳細に示している。連結部材１４は中空状に構成されて、かつ入力軸１１が挿入された状態で軸受１５、１６を介してケース１３に支持されている。連結部材１４の外周には第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂ（図２には不図示）が固定されている。

図１に示すように、減速機構７は、第２モータ・ジェネレータ８の回転を減速して出力ギア６に伝達するための機構であり、相互に差動回転可能な３つの要素を持つシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。減速機構７は外歯歯車であるサンギアＳ２と、そのサンギアＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアＲ２と、これらのギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンＰ２を自転かつ公転自在に保持するキャリアＣ２とを備えている。この形態では、サンギアＳ２が第２モータ・ジェネレータ８に、リングギアＲ２が出力ギア６にそれぞれ連結されており、キャリアＣ２はケース１３に固定されている。これにより、第２モータ・ジェネレータ８の回転が減速されて出力ギア６に伝達されるとともに、第２モータ・ジェネレータ８の動力が増幅されて出力ギア６に伝達される。

駆動装置２には、第１モータ・ジェネレータ４がロックされる係合状態と、そのロックが解除される解放状態とに状態を切り替え可能なクラッチ装置としてのロック装置２０が設けられている。図３Ａ〜Ｃはロック装置２０の詳細を示した図であり、図３Ａは解放状態を、図３Ｂは係合状態を、図３Ｃは第２クラッチ板が駆動機構に押し付けられた状態をそれぞれ示している。ロック装置２０は、第１係合部材としての駆動機構２１と、第２係合部材としての係合機構２２とを備えている。駆動機構２１と係合機構２２とは共通の軸線Ａｘの回りを相対回転可能に配置されている。また、駆動機構２１と係合機構２２とはその軸線Ａｘ方向において並ぶように設けられている。駆動機構２１は係合機構２２とケース１３との間に介在しており、ケース１３に対して固定されている。係合機構２２には連結部材１４が接続されており、連結部材１４を介して第１モータ・ジェネレータ４のトルクが入力される。

駆動機構２１には、ケース１３に固定されたコイルハウジング２３と、コイルハウジング２３内に組み込まれた駆動手段としての電磁コイル２４と、が設けられている。図３Ａに示すように、コイルハウジング２３は、軸線Ａｘから径方向に所定の距離だけ離れた位置に設けられた第１係合部２５を有している。第１係合部２５は、係合機構２２と接触する第１係合部２５の第１接触面２５ａを有している。この第１接触面２５ａは曲面で形成されている。例えば、図３Ａに示すように、その曲面はその中央部が外周端及び内周端よりも後退するように凹曲面で形成されている。

係合機構２２は、回転部材としての第１クラッチ板３０と、クラッチ部材としての第２クラッチ板３１と、これらのクラッチ板３０、３１の間に介在する介在部材としての球状のカムボール３２とを備えている。第１クラッチ板３０と第２クラッチ板３１とは、同軸上に互いに対向するように配置されている。また、各クラッチ板３０、３１は、円板状に構成されていて、各クラッチ板３０、３１の対向面にはカムボール３２を保持するＶ字溝３３、３４が形成されている。第１クラッチ板３０は、連結部材１４に固定されている。第２クラッチ板３１は、第１係合部２５と軸線Ａｘ方向に並ぶように設けられた第２係合部３５を有している。また、第２係合部３５は、前述した第１接触面２５ａと接触する係合機構２２に相当する。さらに、第２係合部３５は、その第１接触面２５ａと接触する第２係合部３５の第２接触面３５ａを有している。この第２接触面３５ａは曲面で形成されている。例えば、図３Ａに示すように、その曲面はその中央部が外周端及び内周端よりも突出するように凸曲面で形成されている。第２係合部３５又は第２接触面３５ａは、磁性体で構成されている。

第２クラッチ板３１は、図３Ａに示すように第１接触面２５ａを有する第１係合部２５と第２接触面３５ａを有する第２係合部３５とが離間する解放位置と、図３Ｂに示すように第１接触面２５ａを有する第１係合部２５と第２接触面３５ａを有する第２係合部３５とが接触する係合位置との間で軸線Ａｘ方向に移動可能に設けられている。また、その接触位置は、図３Ａで説明すると、第１クラッチ板３０及びカムボール３２よりも径方向外側の位置に設けられている。

図４は第１クラッチ板３０を軸線Ａｘ方向から見た状態を示しており、図５及び図６は各クラッチ板３０、３１を半径方向から見た状態を示している。図５は各クラッチ板３０、３１の位相が一致している状態を、図６は各クラッチ板３０、３１の位相がずれている状態をそれぞれ示している。図４から明らかなように、第１クラッチ板３０に設けられたＶ字溝３３は、周方向に等間隔に６個並べられている。第２クラッチ板３１に形成された他方のＶ字溝３４も同様に周方向に等間隔に６個並べられている。各Ｖ字溝３３、３４は、第１クラッチ板３０の中心線を含む断面で切断した場合には断面半円形をなしている（図３Ａ〜Ｃ参照）。また、図４に示すように、第１クラッチ板３０の軸線Ａｘ方向から見ると、各Ｖ字溝３３、３４は、第１クラッチ板３０の中心寄りの内側縁部と中心から離れた外側縁部とが同心の円弧をなすように湾曲している。さらに、図５及び図６に示すように、第１クラッチ板３０の半径方向から見ると、各Ｖ字溝３３、３４はＶ字状に形成されていて、回転方向（図の上又は下方向）に関して深さが徐々に浅くなっている。

第２クラッチ板３１の駆動機構２１側には、駆動機構２１から離れる方向に第２クラッチ板３１を付勢する弾性部材としてのリターンスプリング３６が設けられている。図３Ａに示すように、第２クラッチ板３１が解放位置にある場合、第２クラッチ板３１と駆動機構２１との間には所定の隙間Ｇが形成されている。そのため、ロック装置２０が解放状態の場合は、第２クラッチ板３１が第１クラッチ板３０に接近する方向に押し付けられた状態で、第１クラッチ板３０と第２クラッチ板３１とが供回りする。また、支持用スナップリング３７は、第１クラッチ板３０、カムボール３２、第２クラッチ板３１及びリターンスプリング３６を挟み込むように配置されている。

上述したように、第２係合部３５又は第２接触面３５ａは磁性体製であるため、図３Ａの状態で電磁コイル２４に通電して励磁すると、電磁コイル２４の磁力により第２クラッチ板３１はリターンスプリング３６の弾性力に抗して係合位置側に移動する。そして、第２クラッチ板３１が係合位置に移動して第２接触面３５ａが第１接触面２５ａと接触すると、第２接触面３５ａと第１接触面２５ａとの間に摩擦力が生じるため、第２クラッチ板３１が駆動機構２１に対して停止する。つまり、図３Ｂに示すように、第１モータ・ジェネレータ４をロックする係合状態へ移行する。また、第１接触面２５ａは凹曲面で形成され、第２接触面３５ａは凸曲面で形成されているため、第１接触面２５ａ及び第２接触面３５ａが接触初期から面あたりでの接触になる。

第１クラッチ板３０にトルクが生じている場合、図６に示すように各クラッチ板３０、３１の位相がずれることにより、カムボール３２がＶ字溝３３、３４内の浅い位置に移動して、第２クラッチ板３１を駆動機構２１に押し付ける力が発生する（図３Ｃの矢印Ａ）。つまり、第２係合部３５が第１係合部２５に押し付けられるように係合機構２２の第２係合部３５よりも径方向内側の部分が押される（図３Ｃの矢印Ａ）。これが、本発明の付勢手段として機能する。そのため、係合状態に移行した後に第１クラッチ板３０に同じ方向のトルクが作用している限りにおいてその押し付け力は維持される。このように押し付け力を発生させることにより、係合機構２２が本発明の付勢手段として機能する。この構成によれば、第２接触面３５ａと第１接触面２５ａとの接触点３５ｂと、カムボール３２が第２クラッチ板３１を押す点３２ａとの位置がずれている。そのため、その押し付け力により、接触点３５ｂが図３Ｃの矢印Ｂから矢印Ｃにずれる、即ち、第２接触面３５ａ第１接触面２５ａの曲面に沿って摺動する。なお、Ｖ字溝３３、３４の傾斜角により押し付ける力が増加される。

この摺動には、以下の要件が必要となる。接触点３５ｂにおいて、カムボール３２の押し付け力の第１接触面２５ａの曲面に対する垂直分力から生じる摩擦抗力に対し、第２クラッチ板３１を第１接触面２５ａの曲面に沿って摺動させるモーメントが大きくなるように、曲率半径を定めることが必要となる。また、第２接触面３５ａ及び第１接触面２５ａの摩擦係数は小さい方が摺動し易いため、その摩擦係数は極力低く設定することが望ましい。

図１に示したように、ロック装置２０に設けられた電磁コイル２４の動作はコンピュータユニットとして構成された制御手段としてのロック制御装置４０にて制御される。ロック制御装置４０は、駆動装置２を制御するトランスミッションコントロールユニットなどの他のコンピュータユニットと兼用されてもよいし、ロック装置２０の制御のために専用に設けられてもよい。ロック制御装置４０には、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ４１と、駆動装置２の負荷（駆動力）に相関するアクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ４２とがそれぞれ接続されている。

以上の形態によれば、押し付け力によって、第２クラッチ板３１が駆動機構２１に押し付けられても、第２クラッチ板３１が第１接触面２５ａの曲面に沿って摺動するので、第２接触面３５ａの外周側が開くのを抑制できる。そのため、電磁コイル２４の磁力により第２クラッチ板３１を係合位置側に移動する力の低下を抑制することができる。また、摺動することにより、接触点３５ｂが図３Ｃの矢印Ｃにずれるので、局部の偏摩耗を抑制することができる。そのため、解放位置における第２クラッチ板３１とコイルハウジング２３との間の所定の隙間Ｇの拡大を防止することができる。さらに、摺動しても第２接触面３５ａ及び第１接触面２５ａはそれぞれ曲面で形成されているので、接触半径は変動せず、動力の伝達効率を一定とすることができる。

（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図７を参照して説明する。図７は第２の形態に係る図２のロック装置の詳細を示した図であって、解放状態におけるロック装置を示している。第１の形態と共通する構成については図７に同一の参照符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、この形態は、第１接触面２５ａの径方向外側の端部には径方向外側に向かうに従って軸線Ａｘ方向に漸次突出して凹曲面を形成する凹曲部が設けられ、第２接触面３５ａは径方向外側の端部及び径方向内側の端部が軸線Ａｘ方向にそれぞれ後退してそれら端部の間の部分が突出する凸曲面に形成されている。

第１接触面２５ａと第２接触面３５ａとが係合位置に移動すると、第１の形態と同様に、第１モータ・ジェネレータ４をロックする係合状態へ移行する。また、第１接触面２５ａは凹曲面を形成する凹曲部が設けられ、第２接触面３５ａは凸曲部で形成されているため、第１接触面２５ａ及び第２接触面３５ａが接触初期から面あたりでの接触になる。

第２の形態によれば、押し付け力によって、第２クラッチ板３１が駆動機構２１に押し付けられても、第２クラッチ板３１が第１接触面２５ａの曲面に沿って摺動するので、第２接触面３５ａの外周側が開くのを抑制できる。そのため、電磁コイル２４の磁力により第２クラッチ板３１を係合位置側に移動する力の低下を抑制することができる。また、第１接触面２５ａは凹曲面を形成する凹曲部が設けられ、第２接触面３５ａは凸曲部で形成され、第１接触面２５ａ及び第２接触面３５ａとが接触した場合の接触点３５ｂが径方向外側に設定されている。そのため、面圧を下げることができる。これにより、摺動し易くなるので、局部での偏摩耗を抑制することができ、解放位置における第２クラッチ板３１とコイルハウジング２３との間の所定の隙間Ｇの拡大を防止することができる。さらに、摺動しても第２接触面３５ａ及び第１接触面２５ａはそれぞれ曲面で形成されているので、接触半径は変動せず、動力の伝達効率を一定とすることができる。

（第３の形態）
次に、本発明の第３の形態を図８を参照して説明する。図８は第３の形態に係る図２のロック装置の詳細を示した図であって、解放状態におけるロック装置を示している。第１の形態と共通する構成については図８に同一の参照符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、この形態は、第１接触面２５ａの径方向外側の端部には径方向外側に向かうに従って軸線Ａｘ方向に漸次突出して凹曲面を形成する外周側凹曲部が設けられ、第１接触面２５ａの径方向内側の端部には径方向内側に向かうに従って軸線Ａｘ方向に漸次突出して凹曲面を形成する内周側凹曲部が設けられている。また、第２接触面３５ａは径方向外側の端部及び径方向内側の端部が軸線Ａｘ方向にそれぞれ後退してそれら端部の間の部分が突出する凸曲面に形成されている。

第１接触面２５ａと第２接触面３５ａとが係合位置に移動すると、第１の形態と同様に、第１モータ・ジェネレータ４をロックする係合状態へ移行する。また、第１接触面２５ａは凹曲面を形成する外周側凹曲部及び凹曲面を形成する内周側凹曲部が設けられ、第２接触面３５ａは凸曲部で形成されているため、第１接触面２５ａ及び第２接触面３５ａが接触初期から面あたりでの接触になる。

第３の形態によれば、押し付け力によって、第２クラッチ板３１が駆動機構２１に押し付けられても、第２クラッチ板３１が第１接触面２５ａの曲面に沿って摺動するので、第２接触面３５ａの外周側が開くのを抑制できる。そのため、電磁コイル２４の磁力により第２クラッチ板３１を係合位置側に移動する力の低下を抑制することができる。また、接触面２５ａ、３５ａの一部を曲面とすることにより、曲面の曲率半径を小さくすることができる。そのため、第１接触面２５ａ及び第２接触面３５ａとが接触した場合の接触点３５ｂでの接線角度を大きくとることができるので、第２クラッチ板３１が第１接触面２５ａの曲面に沿って摺動し易くなる。これにより、局部での偏摩耗を抑制することができ、解放位置における第２クラッチ板３１とコイルハウジング２３との間の所定の隙間Ｇの拡大を防止することができる。

（第４の形態）
次に、本発明の第４の形態を図９を参照して説明する。図９は第４の形態に係る図２のロック装置の詳細を示した図であって、解放状態におけるロック装置を示している。第１の形態と共通する構成については図９に同一の参照符号を付して説明を省略する。

図９に示すように、この形態は、第１接触面２５ａは、その中央部が外周端及び内周端よりも突出するように凸曲面で形成されている。第２接触面３５ａは、その中央部が外周端及び内周端よりも後退するように凹曲面で形成されている。すなわち、第１の形態の第１接触面２５ａと第２接触面３５ａとが、逆の場合の形態である。

第１接触面２５ａと第２接触面３５ａとが係合位置に移動すると、第１の形態と同様に、第１モータ・ジェネレータ４をロックする係合状態へ移行する。また、第１接触面２５ａは凸曲面で形成され、第２接触面３５ａは凹曲面で形成されているため、第１接触面２５ａ及び第２接触面３５ａが接触初期から面あたりでの接触になる。

押し付け力によって、第２クラッチ板３１が駆動機構２１に押し付けられても、第２クラッチ板３１が第１接触面２５ａの曲面に沿って摺動するので、第２接触面３５ａの外周側が開くのを抑制できる。そのため、電磁コイル２４の磁力により第２クラッチ板３１を係合位置側に移動する力の低下を抑制することができる。また、摺動することにより、局部の偏摩耗を抑制することができる。さらに、第２クラッチ板３１の質量を低減することができるので、回転慣性を低減することができる。これにより、回転慣性による摩耗をも抑制することができる。そのため、解放位置における第２クラッチ板３１とコイルハウジング２３との間の所定の隙間Ｇの拡大を防止することができる。さらに、摺動しても第２接触面３５ａ及び第１接触面２５ａはそれぞれ曲面で形成されているので、接触半径は変動せず、動力の伝達効率を一定とすることができる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。上述した第２〜第３の形態では、第１接触面２５ａを凹曲面を形成する凹曲部と、第２接触面３５ａを凸曲面としたが、逆にしてもよい。これにより、第２クラッチ板３１の質量を低減することができるので、回転慣性を低減することができる。これにより、回転慣性による摩耗を抑制することができる。

上述した形態では、駆動機構をケースに固定してクラッチ装置を第１モータ・ジェネレータをロックするためのロック装置として機能させたが、このクラッチ装置は回転運動が伝達される種々の動力伝達経路中に設けられてもよい。この場合、係合機構及び駆動機構の両方がそれぞれ異なる回転体に設けられてもよい。

本発明のクラッチ装置が組み込まれる車両用駆動装置は、上述したものに限定されない。例えば、内燃機関から出力ギアまでの動力伝達経路中に配置されたモータ・ジェネレータを回転不能にロックすることによって出力ギアの回転数を内燃機関の回転数よりも高くする、いわゆるオーバードライブ状態にすることが可能な駆動装置に組み込んでもよい。この場合も上述した形態と同様に、クラッチ装置の係合機構をモータ・ジェネレータのロータと一体回転するように設け、駆動機構をケースに固定すればよい。このようにクラッチ装置を設け、クラッチ装置の状態を切り替えることにより、駆動装置をオーバードライブ状態にしたり、その状態を解除したりすることができる。

また、本発明は、相互に差動可能な４つの回転要素を備え、各回転要素が共線図上において図１０に示した順番で並ぶように組み合わされる差動機構を備えた車両用駆動装置に適用してもよい。図１０に示したようにこの駆動装置では、第１回転要素がモータ・ジェネレータと、第２回転要素がクラッチ装置の係合機構と、第３回転要素が内燃機関と、第４回転要素が出力ギアとそれぞれ一体に回転するように接続される。このような差動機構は、例えば２つの遊星歯車機構を組み合わせることによって構成すればよい。この駆動装置においてもクラッチ装置を係合状態に切り替えることによって出力ギアの回転数を内燃機関の回転数より高くすることができる。そのため、クラッチ装置の状態を切り替えることにより、駆動装置をオーバードライブ状態にしたり、その状態を解除したりすることができる。

係合部材を駆動する駆動手段は電磁コイルに限定されない。モータ等の種々のアクチュエータを使用してよい。

２ 駆動装置
４ 第１モータ・ジェネレータ（電動機、第１ＭＧ）
１３ ケース（固定部材）
２０ ロック装置（クラッチ装置）
２１ 駆動機構（第１係合部材）
２２ 係合機構（第２係合部材、付勢手段）
２３ リターンスプリング（弾性部材）
２４ 電磁コイル（駆動手段）
２５ 第１係合部
２５ａ 第１接触面
３０ 第１クラッチ板（回転部材）
３１ 第２クラッチ板（クラッチ部材）
３２ カムボール（介在部材）
３３ Ｖ字溝
３４ Ｖ字溝
３５ 第２係合部
３５ａ 第２接触面
３５ｂ 接触点
４０ ロック制御装置（制御手段）

Claims (8)

1. 第１係合部材と第２係合部材とが共通の軸線の回りに相対回転可能に配置され、
   前記第１係合部材は、前記軸線から径方向に所定距離離れた位置に設けられた第１係合部を有し、
   前記第２係合部材は、前記第１係合部と前記軸線方向に並ぶように設けられた第２係合部を有するとともに、前記第１係合部と前記第２係合部とが接触する係合位置と前記第１係合部と前記第２係合部とが離間する解放位置との間で前記軸線方向に移動可能に設けられ、
   前記第２係合部が前記第１係合部に押し付けられるように前記第２係合部材の前記第２係合部よりも径方向内側の部分を押す付勢手段を備えたクラッチ装置において、
   前記第２係合部が接触する前記第１係合部の第１接触面及び前記第１係合部が接触する第２係合部の第２接触面のうち、一方の接触面はその中央部が外周端及び内周端よりも後退するように形成された凹曲面であり、他方の接触面はその中央部が外周端及び内周端よりも突出するように形成された凸曲面であるクラッチ装置。
2. 第１係合部材と第２係合部材とが共通の軸線の回りに相対回転可能に配置され、
   前記第１係合部材は、前記軸線から径方向に所定距離離れた位置に設けられた第１係合部を有し、
   前記第２係合部材は、前記第１係合部と前記軸線方向に並ぶように設けられた第２係合部を有するとともに、前記第１係合部と前記第２係合部とが接触する係合位置と前記第１係合部と前記第２係合部とが離間する解放位置との間で前記軸線方向に移動可能に設けられ、
   前記第２係合部が前記第１係合部に押し付けられるように前記第２係合部材の前記第２係合部よりも径方向内側の部分を押す付勢手段を備えたクラッチ装置において、
   前記第２係合部が接触する前記第１係合部の第１接触面及び前記第１係合部が接触する第２係合部の第２接触面のうち、一方の接触面の径方向外側の端部には径方向外側に向かうに従って前記軸線方向に漸次突出して凹曲面を形成する凹曲部が設けられ、他方の接触面は径方向外側の端部及び径方向内側の端部が前記軸線方向にそれぞれ後退してそれら端部の間の部分が突出する凸曲面に形成されているクラッチ装置。
3. 前記一方の接触面の径方向内側の端部には、径方向内側に向かうに従って前記軸線方向に前記突出して凹曲面を形成する内周側凹曲部が設けられている請求項２に記載のクラッチ装置。
4. 前記一方の接触面が前記第１接触面であり、前記他方の接触面が前記第２接触面である請求項１〜３のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
5. 前記一方の接触面が前記第２接触面であり、前記他方の接触面が前記第１接触面である請求項１〜３のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
6. 前記第２係合部は、磁性体製であり、
   前記第１係合部には、電磁コイルが設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のクラッチ装置を備え、
   動力伝達経路中に設けられた電動機を回転不能にロックすることにより前記動力伝達経路から出力される出力回転数を前記動力伝達経路に入力される入力回転数より大きくするオーバードライブ状態に変更可能な車両用駆動装置において、
   前記第１係合部材は、所定の固定部材に回転不能に固定され、
   前記第２係合部材は、前記電動機と一体回転可能に接続されている車両用駆動装置。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のクラッチ装置と、内燃機関と、電動機と、相互に差動可能な第１〜第４回転要素を有する差動機構と、前記差動機構から動力が出力される出力部材と、を備え、
   前記電動機は、前記差動機構の第１回転要素と一体に回転するように接続され、
   前記クラッチ装置の前記第１係合部材が所定の固定部材に回転不能に固定されるとともに、前記第２係合部材が前記差動機構の第２回転要素と一体に回転するように接続され、
   前記内燃機関は、前記差動機構の第３回転要素と一体に回転するように接続され、
   出力部材は、前記差動機構の第４回転要素と一体に回転するように接続され、
   前記差動機構は、各回転要素を共線図上に配列したときに前記第１回転要素、前記第２回転要素、前記第３回転要素、前記第４回転要素の順番で並ぶようにしてこれら各回転要素が相互に差動回転可能な状態で組み合わされている車両用駆動装置。

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