JP2015075213A - 電磁クラッチ、駆動力伝達装置、及び外れ防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】互いにねじ止めされる一対の部材間の熱膨張率差に基づく部材の外れを防止することが可能な電磁クラッチ、駆動力伝達装置、及び外れ防止機構を提供する。【解決手段】電磁クラッチ５は、ハウジング２０に係合する第２のアウタクラッチプレート５１と、第２のインナクラッチプレート５２とを備え、ハウジング２０は、雌ねじ２１ｃが形成されたフロントハウジング２１と、雌ねじ２１ｃに螺合する雄ねじ２２１ａが形成されたリヤハウジング２２と、雄ねじ２２１ａに螺合する雌ねじ２３０ａが形成されたねじ部２３０、及びフロントハウジング２１の開口端部２１ｇを覆う覆い部２３１を有する外れ防止部材２３とを備え、外れ防止部材２３のねじ部２３０が雄ねじ２２１ａに螺合することによる外れ防止部材２３の軸方向移動がフロントハウジング２１のテーパ状の外側傾斜面２１ｄと覆い部２３１のテーパ状の内側傾斜面２３１ａとの当接により規制される。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば自動車における入力軸から出力軸に駆動力を伝達する電磁クラッチ、駆動力伝達装置、及び外れ防止構造に関する。

従来の駆動力伝達装置として、例えば四輪駆動車に搭載され、一対の回転部材をトルク伝達可能に連結するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

この種の駆動力伝達装置は、アウタケース（外側回転部材）と、このアウタケースと同軸上で相対回転可能に支持されたインナシャフト（内側回転部材）と、アウタケースとインナシャフトとをトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、このメインクラッチに回転軸線に沿って並列する電磁クラッチ機構と、この電磁クラッチ機構の作動によってアウタケースからの回転力をメインクラッチ側への押圧力に変換するカム機構とを有して構成されている。

カム機構は、一対のカム部材を備え、一方のカム部材が電磁クラッチ機構から回転力を受けて他方のカム部材に対して回転し、この回転に伴って他方のカム部材がメインクラッチを押圧するように構成されている。

電磁クラッチ機構は、電磁コイルと、この電磁コイルの電磁力を受けるアーマチャと、アーマチャによって押圧されるアウタクラッチプレート及びインナクラッチプレートとを有して構成されている。アウタクラッチプレートはアウタケースにスプライン係合し、インナクラッチプレートはカム機構の一方のカム部材にスプライン係合している。

アウタケースは、有底筒状を有し、開口側の内周面に雌ねじが形成されたフロントハウジングと、フロントハウジングの雌ねじに螺合する雄ねじを有し、フロントハウジングの開口の一部を覆蓋する環状のリヤハウジングと、リヤハウジングの雄ねじに螺合してフロントハウジングの雌ねじとリヤハウジングの雄ねじとの間のガタを解消するためのナット部材とを備える。また、フロントハウジングは、アウタケースからの磁束の漏洩を防止するために非磁性材料であるアルミニウム合金から形成され、リヤハウジングは、磁気コイルの周囲に磁路を形成するための鉄等の磁性材料からなる磁路形成部材に磁束の短絡を抑制するステンレス製の非磁性材料からなる筒体を埋設して形成されている。

そして、電磁コイルに通電されると、アーマチャがアウタクラッチプレート及びインナクラッチプレートを押圧し、これによりアウタケースの回転力が一方のカム部材に伝達され、この回転力が軸方向の押圧力に変換されて他方のカム部材がメインクラッチを押圧する。これにより、アウタケースとインナシャフトとがトルク伝達可能に連結される。

特開平１１−１５３１５６号公報

しかし、特許文献１に記載の駆動力伝達装置では、アルミニウム合金からなるフロントハウジングと、鉄等からなるリヤハウジングとの間に熱膨張率差（熱膨張率の差）があるため、メインクラッチの発熱等により温度が上昇すると、フロントハウジングの雌ねじの内径とリヤハウジングの雄ねじの外径との差、すなわち、ねじの掛かり代が小さくなり、フロントハウジングの強度が十分でない場合には、リヤハウジングがフロントハウジングから外れるおそれがある。そのため、例えばアウタケースの温度に応じてトルク伝達量を抑制する等の対策を行う必要があった。

そこで、本発明は、互いにねじ止めされる一対の部材間の熱膨張率差に基づく部材の外れを防止することが可能な電磁クラッチ、駆動力伝達装置、及び外れ防止機構を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、内周スプライン部を内周面に有する外側回転部材と、前記外側回転部材の内側に配置され、前記外側回転部材と同一の回転軸線上で相対回転可能に支持された内側回転部材と、前記内周スプライン部に係合する磁性材料からなる外側クラッチプレートと、前記外側クラッチプレートに対向する磁性材料からなる内側クラッチプレートと、前記外側クラッチプレートと前記内側クラッチプレートとを互いに押し付ける電磁力を発生する電磁コイルとを備え、前記外側回転部材は、前記内周スプライン部が形成された非磁性材料からなる円筒部を有し、前記円筒部の開口端部の内周面に雌ねじが形成された第１部材と、前記第１部材の前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成された磁性材料からなる第１環状部材、前記第１環状部材の内側に配置された非磁性材料からなる第２環状部材、及び前記第２環状部材の内側に配置された磁性材料からなる第３環状部材を含み、前記第１部材の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する第２部材と、前記第２部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたねじ部、及び前記第１部材の前記開口端部を外周側から覆う覆い部を有する第３部材とを備え、前記第１部材は、前記開口端部の外周面が開口端面に向かって徐々に外径が小さくなる外側傾斜面として形成され、前記第３部材は、前記覆い部の内周面が前記外側傾斜面と同方向に傾斜した内側傾斜面として形成され、前記第３部材の前記ねじ部が前記第２部材の前記雄ねじに螺合することによる前記第３部材の前記第１部材側への軸方向移動が前記外側傾斜面と前記内側傾斜面との当接により規制される電磁クラッチを提供する。

また、本発明は、上記目的を達成するため、上記電磁クラッチと、前記内周スプライン部に軸方向移動可能に係合する外側摩擦部材と、前記内側回転部材の外周面に形成された外周スプライン部に軸方向移動可能に係合する内側摩擦部材と、第１カム部材及び第２カム部材を有し、前記電磁クラッチによって伝達されるトルクによって前記第１カム部材を前記第２カム部材に対して相対回転させることにより、前記第２カム部材から前記外側摩擦部材と前記内側摩擦部材とを摩擦係合させる押圧力を出力するカム機構と、を備えた駆動力伝達装置を提供する。

また、本発明は、上記目的を達成するため、非磁性材料からなる円筒部を有し、前記円筒部の開口端部の内周面に雌ねじが形成されると共に前記開口端部の外周面が開口端面に向かって徐々に外径が小さくなる外側傾斜面として形成された第１部材と、前記第１部材の前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成され、前記第１部材の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する第２部材との間の熱膨張差に基づく前記第２部材の前記第１部材からの外れを防止する外れ防止構造であって、前記第２部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたねじ部、及び前記第１部材の前記開口端部を外周側から覆う覆い部を有し、前記覆い部の内周面が前記外側傾斜面と同方向に傾斜した内側傾斜面として形成された第３部材を用い、前記第３部材の前記ねじ部が前記第２部材の前記雄ねじに螺合することによる前記第３部材の前記第１部材側への軸方向移動が前記外側傾斜面と前記内側傾斜面との当接により規制される外れ防止構造を提供する。

本発明によれば、互いにねじ止めされる一対の部材間の熱膨張率差に基づくねじの緩みを抑制することが可能になる。

本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略構成図である。 駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。 （ａ）は、駆動力伝達装置におけるフロントハウジングとリヤハウジングの外れ防止構造を示す図１の部分拡大図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ部拡大図である。 （ａ）は、フロントハウジング単体での開口端部付近における熱膨張前後の形状の例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図、（ｃ）は（ａ）のＣ部拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動力伝達装置が搭載された四輪駆動車の構成例を示す概略構成図である。

この四輪駆動車１は、駆動源であるエンジン１０２と、トランスミッション及びフロントデファレンシャルを有するトランスアクスル１０３と、一対の前輪１０４と、一対の後輪１０５と、リヤディファレンシャルキャリア１０６と、プロペラシャフト１０７と、駆動力伝達装置２とを備えている。

駆動力伝達装置２は、四輪駆動車１における前輪側から後輪側に至る駆動力伝達経路に配置され、かつ車体１０１にリヤディファレンシャルキャリア１０６を介して支持されている。そして、駆動力伝達装置２は、プロペラシャフト（入力軸）１０７とドライブピニオンシャフト（出力軸）１０８とをトルク伝達可能に連結し、この連結状態においてエンジン１０２の駆動力を一対の後輪１０５に伝達し得るように構成されている。

また、駆動力伝達装置２は、制御装置１０から電流の供給を受け、この電流に応じた駆動力をプロペラシャフト１０７からドライブピニオンシャフト１０８に伝達する。制御装置１０は、例えば一対の前輪１０４と一対の後輪１０５との回転速差や、運転者による加速操作量（アクセルペダルの踏込量）等に基づいて、駆動力伝達装置２に供給する電流を増減制御する。

上記構成により、エンジン１０２は、その駆動力をフロントアクスルシャフト１０９にトランスアクスル１０３を介して出力することにより、一対の前輪１０４を駆動する。また、エンジン１０２は、その駆動力をリヤアクスルシャフト１１１に、トランスアクスル１０３，プロペラシャフト１０７，駆動力伝達装置２，ドライブピニオンシャフト１０８，及びリヤディファレンシャル１１０を介して出力することにより、一対の後輪１０５を駆動する。

（駆動力伝達装置２の構成）
図２は、駆動力伝達装置２の構成例を回転軸線Ｏを含む断面で示す断面図である。図２において、回転軸線Ｏよりも上側は駆動力伝達装置２の作動状態（トルク伝達状態）を、下側は駆動力伝達装置２の非作動状態（トルク非伝達状態）を、それぞれ示す。

駆動力伝達装置２は、外側回転部材としてのハウジング２０と、ハウジング２０と同軸上で回転軸線Ｏを中心として相対回転可能に支持された内側回転部材としての筒状のインナシャフト２４と、ハウジング２０とインナシャフト２４とをトルク伝達可能に連結するメインクラッチ３と、メインクラッチ３を押圧する押圧力を発生させるカム機構４と、メインクラッチ３との間にカム機構４を挟むように配置された電磁クラッチ５とを有して構成されている。

ハウジング２０は、有底円筒状の第１部材としてのフロントハウジング２１と、フロントハウジング２１の開口側の一部を覆蓋する環状の第２部材としてのリヤハウジング２２と、第３部材としての外れ防止部材２３とを備える。ハウジング２０の内部空間には、図略の潤滑油が封入されている。

フロントハウジング２１は、円筒部２１ａと底部２１ｂとを一体に有する。円筒部２１ａの開口端部２１ｇの内周面には、雌ねじ２１ｃが形成されている。底部２１ｂには、プロペラシャフト１０７（図１参照）が例えば十字継手を介して相対回転不能に連結される。また、フロントハウジング２１は、所定の熱膨張率を有するアルミニウム、あるいはアルミニウム合金等からなる非磁性材料から形成されている。

円筒部２１ａの内周面には、回転軸方向に延びる複数の内周スプライン突起２１１からなる内周スプライン部２１０が形成されている。内周スプライン部２１０は、後述する第１アウタクラッチプレート３１がスプライン係合する第１領域２１０ａと、後述するアーマチャ５０及び第２アウタクラッチプレート５１がスプライン係合する第２領域２１０ｂとを有している。

リヤハウジング２２は、軟鋼等の磁性材料からなる第１環状部材２２１、第１環状部材２２１の内周側に溶接等により一体に結合されたオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる第２環状部材２２２、及び第２環状部材２２２の内周側に溶接等により一体に結合された軟鋼等の磁性材料からなる第３環状部材２２３からなる。第１環状部材２２１、第２環状部材２２２、及び第３環状部材２２３は、フロントハウジング２１の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有し、リヤハウジング２２は、その熱膨張率が全体としてフロントハウジング２１の熱膨張率よりも小さい。

リヤハウジング２２は、電磁コイル５３が発生する電磁力の磁路の一部を構成する。第１環状部材２２１と第３環状部材２２３との間には、後述する電磁コイル５３を収容する環状の収容空間２２ａが形成されている。また、第１環状部材２２１の外周面には、フロントハウジング２１の雌ねじ２１ｃに螺合する雄ねじ２２１ａが形成されている。

インナシャフト２４は、玉軸受６１及び針状ころ軸受６２によってハウジング２０の内周側に支持されている。インナシャフト２４の外周面には、回転軸方向に延びる複数の外周スプライン突起２４１からなる外周スプライン部２４０が形成されている。また、インナシャフト２４の一端部における内面には、ドライブピニオンシャフト１０８（図１参照）の一端部が相対回転不能に嵌合されるスプライン嵌合部２４２が形成されている。

メインクラッチ３は、ハウジング２０の回転軸線Ｏに沿って交互に配置された複数の外側摩擦部材としての第１アウタクラッチプレート３１及び複数の内側摩擦部材としての第１インナクラッチプレート３２を有する湿式の多板クラッチからなる。第１アウタクラッチプレート３１の外周部には、内周スプライン部２１０にスプライン係合する複数の突起３１１が設けられている。また、第１インナクラッチプレート３２の内周部には、インナシャフト２４の外周スプライン部２４０にスプライン係合する複数の突起３２１が設けられている。

第１アウタクラッチプレート３１は、フロントハウジング２１に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。第１インナクラッチプレート３２は、インナシャフト２４に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。また、第１インナクラッチプレート３２には、潤滑油を流通させるための複数の油孔３２２が形成されている。

カム機構４は、第１カム部材としてのパイロットカム４１と、メインクラッチ３を軸方向に押圧する第２カム部材としてのメインカム４２と、パイロットカム４１とメインカム４２との間に配置された複数の球状のカムボール４３とを有して構成されている。

メインカム４２は、メインクラッチ３の一端における第１インナクラッチプレート３２に接触し、メインクラッチ３を押圧する環板状の押圧部４２１と、押圧部４２１よりもメインカム４２の内周側に設けられたカム部４２２とを一体に有している。

また、メインカム４２には、押圧部４２１の内側に、インナシャフト２４の外周スプライン部２４０とスプライン係合するスプライン歯４２１ｂが形成されている。これにより、メインカム４２は、インナシャフト２４に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。メインカム４２とインナシャフト２４に形成された段差面２４ａとの間には、メインカム４２をパイロットカム４１側に付勢する皿バネ４４が配置されている。

パイロットカム４１の外周部には、スプライン係合部４１１が形成されている。また、パイロットカム４１とリヤハウジング２２の第３環状部材２２３との間には、スラスト針状ころ軸受４５が配置され、パイロットカム４１のリヤハウジング２２側への移動が規制されている。

パイロットカム４１とメインカム４２のカム部４２２との対向面には、周方向に沿って軸方向の深さが変化する複数のカム溝４１ａ，４２２ａが形成されている。パイロットカム４１のカム溝４１ａとメインカム４２のカム溝４２２ａとの間には、球状のカムボール４３が配置されている。そして、カム機構４は、パイロットカム４１をメインカム４２に対して相対回転させることにより、メインカム４２にメインクラッチ３を押し付ける軸方向の押圧力を発生させる。

電磁クラッチ５は、アーマチャ５０と、複数の第２アウタクラッチプレート５１と、複数の第２インナクラッチプレート５２と、電磁コイル５３とを有して構成されている。

アーマチャ５０は、鉄等の磁性材料からなる環状の部材であり、その外周部にはフロントハウジング２１の内周スプライン部２１０にスプライン係合する複数の突起５０１が設けられている。アーマチャ５０は、フロントハウジング２１に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。

複数の第２アウタクラッチプレート５１及び複数の第２インナクラッチプレート５２は、アーマチャ５０とリヤハウジング２２との間に、回転軸線Ｏに沿って交互に配置されている。第２アウタクラッチプレート５１の外周部には、フロントハウジング２１の内周スプライン部２１０にスプライン係合する複数の突起５１１が設けられている。第２インナクラッチプレート５２の内周部には、パイロットカム４１のスプライン係合部４１１にスプライン係合する複数の突起５２１が設けられている。

第２アウタクラッチプレート５１は、フロントハウジング２１に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。第２インナクラッチプレート５２は、パイロットカム４１に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能である。

電磁コイル５３は、磁性材料からなる環状のヨーク５３０に保持され、リヤハウジング２２の収容空間２２ａに収容されている。ヨーク５３０は、玉軸受６３によってリヤハウジング２２の第３環状部材２２３に支持され、その外周面が第１環状部材２２１の内周面に対向している。また、ヨーク５３０の内周面は、第３環状部材２２３の外周面に対向している。電磁コイル５３には、電線５３１を介して制御装置１０から励磁電流が供給される。

（駆動力伝達装置の動作）
上記のように構成された駆動力伝達装置２は、制御装置１０から電磁コイル５３に励磁電流が供給されると、ヨーク５３０、リヤハウジング２２の第１環状部材２２１及び第３環状部材２２３、複数の第２アウタクラッチプレート５１、複数の第２インナクラッチプレート５２、及びアーマチャ５０を通過する磁路Ｇに磁束が発生する。そして、この磁束の電磁力によってアーマチャ５０がリヤハウジング２２側に吸引されて軸方向に移動し、第２アウタクラッチプレート５１と第２インナクラッチプレート５２とを押圧する。

これにより第２アウタクラッチプレート５１と第２インナクラッチプレート５２とが摩擦摺動し、ハウジング２０の回転力がカム機構４のパイロットカム４１に伝達され、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転する。つまり、電磁クラッチ５は、電磁コイル５３の通電時に、カム機構４にパイロットカム４１とメインカム４２とを相対回転させる回転力を付与する。

パイロットカム４１とメインカム４２との相対回転によって、カムボール４３がカム溝４１ａ，４２２ａを転動し、パイロットカム４１とメインカム４２とが離間する方向の軸方向の推力が発生する。そして、この推力によってメインカム４２がメインクラッチ３を押圧し、ハウジング２０とインナシャフト２４とがトルク伝達可能に連結される。

一方、電磁コイル５３への励磁電流が遮断されると、皿バネ４４の付勢力によりメインカム４２がパイロットカム４１側に押し戻され、カムボール４３がカム溝４１ａ，４２２ａの最も深い位置に移動する。これによりメインクラッチ３の第１アウタクラッチプレート３１と第１インナクラッチプレート３２の間に隙間が形成され、この隙間に潤滑油が流れ込み、ハウジング２０とインナシャフト２４との連結状態が解除される。すなわち、駆動力伝達装置２が非作動状態となる。

（フロントハウジング２１とリヤハウジング２２との外れ防止構造）
図３（ａ）は、フロントハウジング２１とリヤハウジング２２との熱膨張率の差に基づくリヤハウジング２２のフロントハウジング２１からの外れを防止する外れ防止構造を示す図２の部分拡大図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ部拡大図である。

フロントハウジング２１は、図３（ａ）に示すように、開口端部２１ｇの外周面が開口端面２１ｅに向かって徐々に外径が小さくなる外側傾斜面２１ｄとして形成されている。つまり、フロントハウジング２１は、円筒部２１ａにおける底部２１ｂとは反対側の開口端部２１ｇにおける外周面が開口端面２１ｅに向かって先細りとなるテーパ状に形成されている。

外れ防止部材２３は、リヤハウジング２２に螺合されるねじ部２３０と、フロントハウジング２１の開口端部２１ｇを外周側から覆う覆い部２３１とを一体に有する。外れ防止部材２３は、例えば軟鋼等から形成され、フロントハウジング２１の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有している。ねじ部２３０には、リヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａに螺合する雌ねじ２３０ａが内周面に形成されると共に、フロントハウジング２１の開口端面２１ｅに対向する対向面２３０ｂが軸方向の一方の端面に形成されている。また、外れ防止部材２３は、覆い部２３１の内周面が外側傾斜面２１ｄと同方向に傾斜した内側傾斜面２３１ａとして形成されている。

フロントハウジング２１にリヤハウジング２２及び外れ防止部材２３を組み付ける際には、まずフロントハウジング２１を固定した状態で、開口端面２１ｅ側からフロントハウジング２１の内部にリヤハウジング２２を挿入し、リヤハウジング２２を回転させてフロントハウジング２１の雌ねじ２１ｃにリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａを螺合させる。この際、リヤハウジング２２は、駆動力伝達装置２の非作動状態において、第１アウタクラッチプレート３１と第１インナクラッチプレート３２との間、及び第２アウタクラッチプレート５１と第２インナクラッチプレート５２との間に適切な隙間が形成される位置に位置決めされる。

次に、リヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａに外れ防止部材２３のねじ部２３０における雌ねじ２３０ａを螺合させ、外れ防止部材２３をリヤハウジング２２に対して回転させることで外れ防止部材２３を回転軸線Ｏに沿って軸方向に移動させる。そして、外れ防止部材２３を覆い部２３１の内側傾斜面２３１ａがフロントハウジング２１の外側傾斜面２１ｄに当接するまで軸方向に移動させて締め付ける。これにより、所謂ダブルナット構造的にフロントハウジング２１及び外れ防止部材２３がリヤハウジング２２に対して回り止めされる。

つまり、外れ防止部材２３のねじ部２３０がリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａに螺合することによる外れ防止部材２３のフロントハウジング２１側への軸方向移動が外側傾斜面２１ｄと内側傾斜面２３１ａとの当接により規制され、外れ防止部材２３の対向面２３０ｂは、フロントハウジング２１の開口端面２１ｅに接触しない。すなわち、外れ防止部材２３の対向面２３０ｂとフロントハウジング２１の開口端面２１ｅとの間に隙間が形成された状態でフロントハウジング２１にリヤハウジング２２及び外れ防止部材２３が組み付けられ、フロントハウジング２１と外れ防止部材２３とは、外側傾斜面２１ｄ及び内側傾斜面２３１ａのみで互いに接触する。

ここで、図３（ｂ）に示すように、リヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａにおけるねじ山の角度αは、外側傾斜面２１ｄ又は内側傾斜面２３１ａが回転軸線Ｏに直交する面（仮想面Ｓ）となす角度βの２倍の角度よりも小さい（α＜β×２）。換言すれば、雄ねじ２２１ａにおけるねじ山のフランク角α´（α´＝α／２）は、角度βよりも小さい（α´＜β）。

本実施の形態では、外側傾斜面２１ｄと内側傾斜面２３１ａとが互いに平行であり、図３（ａ）に示す断面において外側傾斜面２１ｄ及び内側傾斜面２３１ａが直線状であるので、外側傾斜面２１ｄが仮想面Ｓとなす角度と内側傾斜面２３１ａが仮想面Ｓとなす角度とは同じである。ただし、外側傾斜面２１ｄ及び内側傾斜面２３１ａのうち一方の傾斜面が例えば凸状に湾曲している場合には、外側傾斜面２１ｄ及び内側傾斜面２３１ａのうち他方の傾斜面が仮想面Ｓとなす角度βの２倍の角度よりも、雄ねじ２３０ａにおけるねじ山の角度αが小さければよい。

このようにしてフロントハウジング２１にリヤハウジング２２及び外れ防止部材２３が組み付けられた駆動力伝達装置２は、フロントハウジング２１が熱により膨張し、外側傾斜面２１ｄの外径が拡大すると、外側傾斜面２１ｄと内側傾斜面２３１ａとの摺動により、フロントハウジング２１が外れ防止部材２３の対向面２３０ｂから軸方向に離間する方向の力を受ける。

つまり、フロントハウジング２１は、リヤハウジング２２及び外れ防止部材２３よりも熱膨張率が高いので、例えばメインクラッチ３や電磁クラッチ５の熱がフロントハウジング２１に伝導した場合、その膨張によって外側傾斜面２１ｄが内側傾斜面２３１ａに押し付けられる。この際、外側傾斜面２１ｄ及び内側傾斜面２３１ａは、回転軸線Ｏに対して傾斜しているので、外側傾斜面２１ｄが内側傾斜面２３１ａから受ける反力Ｆの軸方向分力Ｆ_１及び径方向分力Ｆ_２のうち、軸方向分力Ｆ_１によってフロントハウジング２１が外れ防止部材２３から軸方向に離間する方向の力を受ける。

すなわち、フロントハウジング２１が熱膨張したとき、外側傾斜面２１ｄが内側傾斜面２３１ａに押し付けられる反力Ｆによってフロントハウジング２１がリヤハウジング２２に対して軸方向移動し、フロントハウジング２１の雌ねじ２１ｃのねじ山２１２がリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａのねじ山２２０に押し付けられる。なお、フロントハウジング２１のねじ山２１２におけるねじ山の角度は、リヤハウジング２２のねじ山２２０におけるねじ山の角度αと同じである。

これにより、フロントハウジング２１の雌ねじ２１ｃのねじ山２１２がリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａのねじ山により強く押し付けられ、この摩擦力によってフロントハウジング２１とリヤハウジング２２との間の緩みが抑制される。

図４（ａ）は、フロントハウジング２１単体での開口端部２１ｇ付近における熱膨張前後の形状の例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図、（ｃ）は（ａ）のＣ部拡大図である。図４（ａ）〜（ｃ）では、フロントハウジング２１の断面における常温時（例えば２５℃）の輪郭を実線で、高温時（例えば１００℃）の輪郭を二点鎖線で、それぞれ示している。

フロントハウジング２１は、図４（ａ）に示すように、熱膨張によって回転軸線Ｏに対して径方向外方に膨らむように変形する。図４（ｂ）に示すように、外側傾斜面２１ｄにおける熱膨張量をδ_１とし、外側傾斜面２１ｄの回転軸線Ｏに平行な方向に対する傾斜角をβ´（β´＝９０°−β）とすると、外側傾斜面２１ｄが内側傾斜面２３１ａに沿って矢印Ｄ方向に摺動することによりフロントハウジング２１が軸方向に移動する移動距離γ_１は、γ_１＝δ_１／ｔａｎβ´の演算式によって表される。

また、図４（ｃ）に示すように、フロントハウジング２１の雌ねじ２１ｃにおける熱膨張量をδ_２とすると、フロントハウジング２１の熱膨張によってリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａとの間に発生し得る隙間の軸方向距離γ_２は、γ_２＝δ_２×ｔａｎ（α／２）の演算式によって表される。

したがって、α及びβ（β´）が、γ_２＜γ_１の不等式を満たす角度に設定されていれば、フロントハウジング２１のリヤハウジング２２に対する熱膨張によって、雌ねじ２１ｃのねじ山２１２が雄ねじ２２１ａのねじ山２２０により強く押し付けられ、フロントハウジング２１とリヤハウジング２２との間の緩みが抑制される。

（実施の形態の効果）
以上説明した本実施の形態によれば、フロントハウジング２１とリヤハウジング２２との熱膨張率の差によって、高温時においてフロントハウジング２１がリヤハウジング２２に対して膨張しても、フロントハウジング２１の雌ねじ２１ｃとリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａとの締結が緩むことが抑制される。

より具体的には、外れ防止部材２３のねじ部２３０がリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａに螺合することによる外れ防止部材２３のフロントハウジング２１側への軸方向移動が外側傾斜面２１ｄと内側傾斜面２３１ａとの当接により規制されるので、外側傾斜面２１ｄと内側傾斜面２３１ａとが確実に接触した状態でフロントハウジング２１がリヤハウジング２２に回り止めされる。これにより、フロントハウジング２１がリヤハウジング２２に対して熱膨張した際、外側傾斜面２１ｄが内側傾斜面２３１ａから受ける反力Ｆによってフロントハウジング２１がリヤハウジング２２に対して軸方向移動し、フロントハウジング２１の雌ねじ２１ｃのねじ山２１２がリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａのねじ山により強く押し付けられ、フロントハウジング２１の緩みが抑制される。また、リヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａにおけるねじ山の角度αは、外側傾斜面２１ｄ又は内側傾斜面２３１ａが回転軸線Ｏに直交する面（仮想面Ｓ）となす角度βの２倍の角度よりも小さいので、フロントハウジング２１の熱膨張によってフロントハウジング２１の雌ねじ２１ｃのねじ山２１２がリヤハウジング２２の雄ねじ２２１ａのねじ山に確実に押し付けられる。

以上、本発明の電磁クラッチ、駆動力伝達装置、及び外れ防止構造を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

例えば、上記第１乃至第３の実施の形態では、外れ防止部材２３を駆動力伝達装置２におけるフロントハウジング２１とリヤハウジング２２との間の部材の外れ防止に適用した場合について説明したが、駆動力伝達装置２に限らず、熱膨張率の比較的大きい非磁性材料からなる第１部材と熱膨張率の比較的小さい磁性材料からなる第２部材との間の部材の外れを防止する場合にも適用することができる。

１…四輪駆動車、２…駆動力伝達装置、３…メインクラッチ、４…カム機構、５…電磁クラッチ、１０…制御装置、２０…ハウジング、２１…フロントハウジング、２１ａ…円筒部、２１ｂ…底部、２１ｃ…雌ねじ、２１ｄ…外側傾斜面、２１ｅ…開口端面、２１ｇ…開口端部、２２…リヤハウジング、２２ａ…収容空間、２３…外れ防止部材、２４…インナシャフト、２４ａ…段差面、３１…第１アウタクラッチプレート、３２…第１インナクラッチプレート、４１…パイロットカム、４１ａ…カム溝、４２…メインカム、４３…カムボール、４４…皿バネ、４５…針状ころ軸受、５０…アーマチャ、５１…第２アウタクラッチプレート、５２…第２インナクラッチプレート、５３…電磁コイル、６１…玉軸受、６２…針状ころ軸受、６３…玉軸受、１０１…車体、１０２…エンジン、１０３…トランスアクスル、１０４…前輪、１０５…後輪、１０６…リヤディファレンシャルキャリア、１０７…プロペラシャフト、１０８…ドライブピニオンシャフト、１０９…フロントアクスルシャフト、１１０…リヤディファレンシャル、１１１…リヤアクスルシャフト、２１０…内周スプライン部、２１０ａ…第１領域、２１０ｂ…第２領域、２１１…内周スプライン突起、２１２，２２０…ねじ山、２２１…第１環状部材、２２１ａ…雄ねじ、２２２…第２環状部材、２２３…第３環状部材、２３０…ねじ部、２３０ａ…雌ねじ、２３０ｂ…対向面、２３１…覆い部、２３１ａ…内側傾斜面、２４０…外周スプライン部、２４１…外周スプライン突起、２４２…スプライン嵌合部、３１１，３２１…突起、３２２…油孔、４１１…スプライン係合部、４２１…押圧部、４２１ｂ…スプライン歯、４２２…カム部、４２２ａ…カム溝、５０１，５１１，５２１…突起、５３０…ヨーク、５３１…電線、Ｄ…矢印、Ｆ…反力、Ｆ_１…軸方向分力、Ｆ_２…径方向分力、Ｇ…磁路、Ｏ…回転軸線、Ｓ…仮想面、α…ねじ山の角度、α´…フランク角、β…角度、β´…傾斜角、γ_１…移動距離、γ_２…軸方向距離

Claims (5)

1. 内周スプライン部を内周面に有する外側回転部材と、
   前記外側回転部材の内側に配置され、前記外側回転部材と同一の回転軸線上で相対回転可能に支持された内側回転部材と、
   前記内周スプライン部に係合する磁性材料からなる外側クラッチプレートと、
   前記外側クラッチプレートに対向する磁性材料からなる内側クラッチプレートと、
   前記外側クラッチプレートと前記内側クラッチプレートとを互いに押し付ける電磁力を発生する電磁コイルとを備え、
   前記外側回転部材は、
   前記内周スプライン部が形成された非磁性材料からなる円筒部を有し、前記円筒部の開口端部の内周面に雌ねじが形成された第１部材と、
   前記第１部材の前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成された磁性材料からなる第１環状部材、前記第１環状部材の内側に配置された非磁性材料からなる第２環状部材、及び前記第２環状部材の内側に配置された磁性材料からなる第３環状部材を含み、前記第１部材の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する第２部材と、
   前記第２部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたねじ部、及び前記第１部材の前記開口端部を外周側から覆う覆い部を有する第３部材とを備え、
   前記第１部材は、前記開口端部の外周面が開口端面に向かって徐々に外径が小さくなる外側傾斜面として形成され、
   前記第３部材は、前記覆い部の内周面が前記外側傾斜面と同方向に傾斜した内側傾斜面として形成され、
   前記第３部材の前記ねじ部が前記第２部材の前記雄ねじに螺合することによる前記第３部材の前記第１部材側への軸方向移動が前記外側傾斜面と前記内側傾斜面との当接により規制される
   電磁クラッチ。
2. 前記第１部材が熱膨張したとき、前記外側傾斜面が前記内側傾斜面に押し付けられる反力によって前記第１部材が前記第２部材に対して軸方向移動し、前記第１部材の前記雌ねじのねじ山が前記第２部材の前記雄ねじのねじ山に押し付けられる、
   請求項１に記載の電磁クラッチ。
3. 前記第２部材の前記雄ねじのねじ山の角度は、前記外側傾斜面又は前記内側傾斜面が前記回転軸線に直交する面となす角度の２倍の角度よりも小さい、
   請求項２に記載の電磁クラッチ。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の電磁クラッチと、
   前記内周スプライン部に軸方向移動可能に係合する外側摩擦部材と、
   前記内側回転部材の外周面に形成された外周スプライン部に軸方向移動可能に係合する内側摩擦部材と、
   第１カム部材及び第２カム部材を有し、前記電磁クラッチによって伝達されるトルクによって前記第１カム部材を前記第２カム部材に対して相対回転させることにより、前記第２カム部材から前記外側摩擦部材と前記内側摩擦部材とを摩擦係合させる押圧力を出力するカム機構と、
   を備えた駆動力伝達装置。
5. 非磁性材料からなる円筒部を有し、前記円筒部の開口端部の内周面に雌ねじが形成されると共に前記開口端部の外周面が開口端面に向かって徐々に外径が小さくなる外側傾斜面として形成された第１部材と、前記第１部材の前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成され、前記第１部材の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する第２部材との間の熱膨張率差に基づく前記第２部材の前記第１部材からの外れを防止する外れ防止構造であって、
   前記第２部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたねじ部、及び前記第１部材の前記開口端部を外周側から覆う覆い部を有し、前記覆い部の内周面が前記外側傾斜面と同方向に傾斜した内側傾斜面として形成された第３部材を用い、
   前記第３部材の前記ねじ部が前記第２部材の前記雄ねじに螺合することによる前記第３部材の前記第１部材側への軸方向移動が前記外側傾斜面と前記内側傾斜面との当接により規制される
   外れ防止構造。
   

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