JP2021023091A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成のクラッチ装置を提供する。【解決手段】モータ２０は、ハウジング１２に固定されたステータ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。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。軸受部１５１は、ロータ２３を回転可能に支持する。ここで、ロータ２３を回転可能に支持する軸受部１５１は、１つのみである。減速機３０は、ロータ２３と一体に回転可能かつ同軸に設けられロータ２３からのトルクが入力されるサンギア３１を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、クラッチ装置に関する。

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に記載されたクラッチ装置は、原動機、減速機、回転並進部、クラッチ、および、状態変更部を備えている。原動機は、電力の供給によりロータからトルクを出力する。減速機は、原動機のトルクを減速して出力する。回転並進部には、減速機から出力されたトルクが入力される。状態変更部は、回転並進部から軸方向の力を受け、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。

国際公開第２０１５／０６８８２２号

ところで、特許文献１のクラッチ装置では、減速機は、所謂偏心式サイクロイド減速機である。ここで、減速機の入力部は、原動機のロータの回転軸に対し偏心するようにしてロータと一体に形成されている。ロータの入力部とは反対側の端部は、第１玉軸受により回転可能に支持され、ロータの入力部側の端部は、第２玉軸受により回転可能に支持されている。

このクラッチ装置では、減速機の入力部がロータに対し偏心しているため、原動機から入力部へトルクが入力されると、入力部はロータに対し偏心運動し、入力部の径方向外側に設けられたギア等は揺動運動する。これにより、ギア等から入力部に対し比較的大きなラジアル荷重がかかる。ここで、仮に第２玉軸受が設けられていないとすると、第１玉軸受に対し大きな曲げモーメントが作用する。特許文献１のクラッチ装置では、この曲げモーメントを緩和するため、第１玉軸受から軸方向に離間した位置にもう１つの軸受として第２玉軸受を設け、さらに第２玉軸受を固定端に接続するための部材を設けている。

そのため、特許文献１のクラッチ装置では、原動機の軸長が大きくなり、クラッチ装置が大型化するおそれがある。また、ロータを回転可能に支持する軸受を２つ必要とし、ロータを１つの軸受で支持する場合と比較し、部材点数の増大、構成の複雑化、高コスト化を招くおそれがある。

特許文献１のクラッチ装置のように、筒状のロータの内側にシャフトを通す構成のクラッチ装置では、ロータを軸受けする玉軸受の径は、必然的に大きくなる。そのため、この玉軸受は、一般的な中実モータ用の小型の玉軸受と比較し、単価が高くなる。したがって、ロータの軸受として２つの玉軸受を必要とする特許文献１のクラッチ装置では、コストが大幅に増大するおそれがある。

本発明の目的は、簡単な構成のクラッチ装置を提供することにある。

本発明に係るクラッチ装置は、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、９０）と軸受部（１５１、１５２、１５３、１５４）とを備える。原動機は、ハウジングに固定されたステータ（２１）、および、ステータに対し相対回転可能に設けられたロータ（２３）を有し、電力の供給によりロータから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。

回転並進部は、減速機から出力された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（５０）を有する。クラッチは、ハウジングに対し相対回転可能に設けられた第１伝達部（６１）と第２伝達部（６２）との間に設けられ、係合している係合状態のとき、第１伝達部と第２伝達部との間のトルクの伝達を許容し、係合していない非係合状態のとき、第１伝達部と第２伝達部との間のトルクの伝達を遮断する。

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。軸受部は、ロータを回転可能に支持する。ここで、ロータを回転可能に支持する軸受部は、１つのみである。減速機は、ロータと一体に回転可能かつ同軸に設けられロータからのトルクが入力される入力部（３１）を有する。

本発明では、原動機から入力部へトルクが入力されると、入力部は、ロータと同軸に回転する。そのため、入力部の径方向外側に設けられたギア等から入力部に作用するラジアル荷重を小さくすることができる。したがって、ロータを回転可能に支持する軸受部の数を１つにすることができる。よって、部材点数を低減し、クラッチ装置の構成を簡単にでき、低コスト化を図ることができる。

第１実施形態によるクラッチ装置を示す断面図。 第１実施形態によるクラッチ装置の一部を示す断面図。 ２ｋｈ型の不思議遊星歯車減速機の模式図、および、入出力パターンと慣性モーメントおよび減速比との関係を示す表。 ３ｋ型の不思議遊星歯車減速機の模式図、および、入出力パターンと慣性モーメントおよび減速比との関係を示す表。 並進部のストロークとクラッチに作用する荷重との関係を示す図。 第１実施形態によるクラッチ装置の一部を示す模式的断面図。 減速機の入力部に作用する合力について説明するための図。 減速機の各プラネタリギアのトルク分担率、および、減速機の入力部に作用する合力について説明するための図。 第２実施形態によるクラッチ装置を示す断面図。 第３実施形態によるクラッチ装置の一部を示す模式的断面図。 第４実施形態によるクラッチ装置の一部を示す模式的断面図。 第５実施形態によるクラッチ装置の一部を示す模式的断面図。 第６実施形態によるクラッチ装置の一部を示す模式的断面図。 第７実施形態によるクラッチ装置の一部を示す断面図。 第８実施形態によるクラッチ装置の一部を示す断面図。

以下、複数の実施形態によるクラッチ装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態によるクラッチ装置を図１、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。

クラッチ装置１は、ハウジング１２と、「原動機」としてのモータ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、軸受部１５１と、を備えている。

また、クラッチ装置１は、「制御部」としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１０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、固定部１３０と、を備えている。

ＥＣＵ１０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。ＥＣＵ１０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、ＥＣＵ１０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。

ＥＣＵ１０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、ＥＣＵ１０は、後述するモータ２０の作動を制御可能である。

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。

内燃機関を搭載する車両には、固定フランジ１１が設けられる（図２参照）。固定フランジ１１は、筒状に形成され、例えば車両のエンジンルームに固定される。固定フランジ１１の内周壁と入力軸６１の外周壁との間には、ボールベアリング１４１が設けられる。これにより、入力軸６１は、ボールベアリング１４１を介して固定フランジ１１により軸受けされる。

固定フランジ１１の端部の内周壁と入力軸６１の外周壁との間には、ハウジング１２が設けられる。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、ハウジングフランジ部１２４、ハウジング段差面１２５、ハウジング側スプライン溝部１２７等を有している。

ハウジング内筒部１２１は、略円筒状に形成されている。ハウジング板部１２２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。ハウジング外筒部１２３は、ハウジング板部１２２の外縁部からハウジング内筒部１２１と同じ側へ延びるよう略円筒状に形成されている。ハウジングフランジ部１２４は、ハウジング外筒部１２３のハウジング板部１２２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。ここで、ハウジング内筒部１２１とハウジング板部１２２とハウジング外筒部１２３とハウジングフランジ部１２４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、ハウジング内筒部１２１の径方向外側においてハウジング板部１２２とは反対側を向くよう円環の平面状に形成されている。ハウジング側スプライン溝部１２７は、ハウジング段差面１２５に対しハウジング板部１２２とは反対側において軸方向に延びるようハウジング内筒部１２１の外周壁に形成されている。ハウジング側スプライン溝部１２７は、ハウジング内筒部１２１の周方向に複数形成されている。

ハウジング１２は、ハウジング板部１２２およびハウジング外筒部１２３の一部の外壁が固定フランジ１１の壁面に当接するよう固定フランジ１１に固定される（図２参照）。ハウジング１２は、図示しないボルト等により固定フランジ１１に固定される。ここで、ハウジング１２は、固定フランジ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。

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とハウジング板部１２２とハウジング外筒部１２３との間に形成されている。

固定部１３０は、固定筒部１３１、固定環状部１３２、固定フランジ部１３３を有している。固定筒部１３１は、略円筒状に形成されている。固定環状部１３２は、固定筒部１３１の内周壁から径方向内側へ延びるよう略円環状に形成されている。固定フランジ部１３３は、固定筒部１３１の端部から径方向外側へ延びるよう略円環状に形成されている。ここで、固定筒部１３１と固定環状部１３２と固定フランジ部１３３とは、例えば金属により一体に形成されている。固定部１３０は、固定フランジ部１３３がボルト１３によりハウジングフランジ部１２４に固定されるようにしてハウジング１２に固定されている。

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、コイル２２、ロータ２３等を有している。ステータ２１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、ボビン２２１、巻線２２２を有している。ボビン２２１は、例えば樹脂により筒状に形成され、ステータ２１の複数の突極のそれぞれに嵌め込まれている。巻線２２２は、ボビン２２１に巻き回されている。

ロータ２３は、ロータ筒部２３１、ロータ板部２３２、ロータ筒部２３３を有している。モータ２０は、「永久磁石」としてのマグネット２３０を有している。ロータ筒部２３１は、略円筒状に形成されている。ロータ板部２３２は、ロータ筒部２３１の端部から径方向内側へ延びるよう環状の板状に形成されている。ロータ筒部２３３は、ロータ板部２３２の内縁部からロータ筒部２３１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、ロータ筒部２３１とロータ板部２３２とロータ筒部２３３とは、例えば鉄系の金属により一体に形成されている。

マグネット２３０は、ロータ筒部２３１の外周壁に設けられている。マグネット２３０は、磁極が交互になるようロータ筒部２３１の周方向に等間隔で複数設けられている。

軸受部１５１は、ハウジング内筒部１２１のハウジング段差面１２５に対しハウジング板部１２２側の外周壁に設けられている。軸受部１５１は、内周壁がハウジング内筒部１２１の外周壁に嵌合している。ロータ２３は、ロータ筒部２３１の内周壁が軸受部１５１の外周壁に嵌合するよう設けられている。これにより、ロータ２３は、軸受部１５１を介してハウジング内筒部１２１により回転可能に支持されている。このように、軸受部１５１は、収容空間１２０に設けられ、ロータ２３を回転可能に支持する。

ここで、ロータ２３は、ステータ２１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。

ＥＣＵ１０は、コイル２２の巻線２２２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２１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。

本実施形態では、クラッチ装置１は、基板１０１、プレート１０２、センサマグネット１０３、回転角センサ１０４を備えている。基板１０１、プレート１０２、センサマグネット１０３、回転角センサ１０４は、収容空間１２０に設けられている。基板１０１は、ハウジング内筒部１２１の外周壁のハウジング板部１２２近傍に設けられている。プレート１０２は、例えば略円筒状に形成され、一端の内周壁がロータ筒部２３１のロータ板部２３２とは反対側の端部の外周壁に嵌合し、ロータ２３と一体に回転可能なよう設けられている。センサマグネット１０３は、略円環状に形成され、内周壁がプレート１０２の他端の外周壁に嵌合し、プレート１０２およびロータ２３と一体に回転可能なよう設けられている。センサマグネット１０３は、磁束を発生させる。

回転角センサ１０４は、センサマグネット１０３のロータ２３とは反対側の面に対向するよう基板１０１に実装されている。回転角センサ１０４は、センサマグネット１０３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ＥＣＵ１０に出力する。これにより、ＥＣＵ１０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、ＥＣＵ１０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。

減速機３０は、収容空間１２０に収容されている。減速機３０は、サンギア３１、プラネタリギア３２、キャリア３３、第１リングギア３４、第２リングギア３５等を有している。

サンギア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。より詳細には、サンギア３１は、例えば金属により略円筒状に形成され、一方の端部の外周壁がロータ筒部２３３の内周壁に嵌合するようロータ２３に固定されている。サンギア３１は、「歯部」および「外歯」としてのサンギア歯部３１１を有している。サンギア歯部３１１は、サンギア３１の他方の端部の外周壁に形成されている。サンギア３１には、モータ２０のトルクが入力される。ここで、サンギア３１は、減速機３０の「入力部」に対応する。

プラネタリギア３２は、サンギア３１の周方向に沿って複数設けられ、サンギア３１に噛み合いつつ自転しながらサンギア３１の周方向に公転可能である。より詳細には、プラネタリギア３２は、例えば金属により略円筒状に形成され、サンギア３１の径方向外側においてサンギア３１の周方向に等間隔で４つ設けられている。プラネタリギア３２は、「歯部」および「外歯」としてのプラネタリギア歯部３２１を有している。プラネタリギア歯部３２１は、サンギア歯部３１１に噛み合い可能なようプラネタリギア３２の外周壁に形成されている。

キャリア３３は、プラネタリギア３２を回転可能に支持し、サンギア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、例えば金属により略円環状に形成され、サンギア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およびサンギア３１に対し相対回転可能である。

キャリア３３には、ピン３３１、ニードルベアリング３３２、キャリアワッシャ３３３が設けられている。ピン３３１は、例えば金属により略円柱状に形成され、プラネタリギア３２の内側を通るようキャリア３３に設けられている。ニードルベアリング３３２は、ピン３３１の外周壁とプラネタリギア３２の内周壁との間に設けられている。これにより、プラネタリギア３２は、ニードルベアリング３３２を介してピン３３１により回転可能に支持されている。キャリアワッシャ３３３は、例えば金属により環状の板状に形成され、ピン３３１の径方向外側において、プラネタリギア３２の端部とキャリア３３との間に設けられている。これにより、プラネタリギア３２は、キャリア３３に対し円滑に相対回転可能である。

第１リングギア３４は、プラネタリギア３２に噛み合い可能な歯部である第１リングギア歯部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リングギア３４は、例えば金属により略円環状に形成されている。第１リングギア３４は、固定部１３０の固定環状部１３２の内縁部と一体に形成されている。すなわち、第１リングギア３４は、固定部１３０を介してハウジング１２に固定されている。ここで、第１リングギア３４は、ハウジング１２、ロータ２３、サンギア３１に対し同軸に設けられている。「歯部」および「内歯」としての第１リングギア歯部３４１は、プラネタリギア３２のプラネタリギア歯部３２１の軸方向の一方の端部側に噛み合い可能なよう第１リングギア３４の内縁部に形成されている。

第２リングギア３５は、プラネタリギア３２に噛み合い可能な歯部であり第１リングギア歯部３４１とは歯数の異なる第２リングギア歯部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リングギア３５は、例えば金属により略円環状に形成されている。ここで、第２リングギア３５は、ハウジング１２、ロータ２３、サンギア３１に対し同軸に設けられている。「歯部」および「内歯」としての第２リングギア歯部３５１は、プラネタリギア３２のプラネタリギア歯部３２１の軸方向の他方の端部側に噛み合い可能なよう第２リングギア３５の内縁部に形成されている。本実施形態では、第２リングギア歯部３５１の歯数は、第１リングギア歯部３４１の歯数よりも多い。より詳細には、第２リングギア歯部３５１の歯数は、第１リングギア歯部３４１の歯数よりも、プラネタリギア３２の個数である４に整数を乗じた数分だけ多い。

また、プラネタリギア３２は、同一部位において２つの異なる諸元をもつ第１リングギア３４および第２リングギア３５と干渉なく正常に噛み合う必要があるため、第１リングギア３４および第２リングギア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。

上記構成により、モータ２０のロータ２３が回転すると、サンギア３１が回転し、プラネタリギア３２のプラネタリギア歯部３２１がサンギア歯部３１１と第１リングギア歯部３４１および第２リングギア歯部３５１とに噛み合いつつ自転しながらサンギア３１の周方向に公転する。ここで、第２リングギア歯部３５１の歯数が第１リングギア歯部３４１の歯数より多いため、第２リングギア３５は、第１リングギア３４に対し相対回転する。そのため、第１リングギア３４と第２リングギア３５との間で第１リングギア歯部３４１と第２リングギア歯部３５１との歯数差に応じた微小差回転が第２リングギア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リングギア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。

第２リングギア３５は、後述する駆動カム４０と一体に形成されている。第２リングギア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リングギア３５は、減速機３０の「出力部」に対応する。

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」としてのボール３を有している。

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と同じ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。

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、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。

駆動カム４０は、駆動カム本体４１がハウジング内筒部１２１の外周壁とサンギア３１の内周壁との間に位置し、駆動カム板部４３がキャリア３３に対しロータ２３とは反対側に位置し、駆動カム外筒部４４が固定環状部１３２に対しステータ２１とは反対側かつ固定筒部１３１の内側に位置するよう、固定部１３０の内側に設けられている。駆動カム４０は、ハウジング１２および固定部１３０に対し相対回転可能である。

第２リングギア３５は、駆動カム外筒部４４の内縁部と一体に形成されている。すなわち、第２リングギア３５は、「回転部」としての駆動カム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リングギア３５から出力されると、駆動カム４０は、ハウジング１２および固定部１３０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。

従動カム５０は、従動カム本体５１、従動カム筒部５２、従動カム段差面５３、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。

従動カム段差面５３は、従動カム筒部５２の径方向外側において従動カム本体５１とは反対側を向くよう円環の平面状に形成されている。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。

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の内側に位置し、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。

従動カム溝５００は、従動カム本体５１の従動カム筒部５２とは反対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、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の従動カム筒部５２とは反対側の面に対し溝底が傾斜して形成されている。

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。

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。

本実施形態では、クラッチ装置１は、保持器４を備えている。保持器４は、例えば金属により略円環の板状に形成され、駆動カム本体４１と従動カム本体５１との間に設けられている。保持器４は、ボール３の外径よりやや大きな内径の穴部を有している。当該穴部は、保持器４の周方向に等間隔で５つ形成されている。ボール３は、５つの穴部のそれぞれに設けられている。そのため、ボール３は、保持器４により保持され、駆動カム溝４００および従動カム溝５００における位置が安定する。

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。

図１に示すように、ボール３は、第１リングギア３４および第２リングギア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、第１リングギア３４および第２リングギア３５の軸方向の範囲内に設けられている。

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。

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。

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ワッシャ５６、Ｃリング５７を備えている。リターンスプリング５５は、例えばウェーブスプリングであり、ハウジング内筒部１２１のハウジング板部１２２とは反対側の端部の外周壁と従動カム筒部５２の内周壁との間に設けられている。リターンスプリング５５は、一端が従動カム本体５１の従動カム筒部５２側の面の内縁部に当接している。

リターンスプリングワッシャ５６は、例えば金属により略円環状に形成され、ハウジング内筒部１２１の径方向外側においてリターンスプリング５５の他端に当接している。Ｃリング５７は、リターンスプリングワッシャ５６のリターンスプリング５５とは反対側の面を係止するようハウジング内筒部１２１の外周壁に固定されている。

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。

出力軸６２は、軸部６２１、板部６２２、筒部６２３、摩擦板６２４を有している（図２参照）。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。

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、ハウジング１２に対し固定フランジ１１とは反対側、すなわち、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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

状態変更部８０は、「弾性変形部」としての皿ばね８１、Ｃリング８２、スラストベアリング８３を有している。状態変更部８０は、２つの皿ばね８１を有している。２つの皿ばね８１は、従動カム筒部５２の径方向外側において、軸方向に重なった状態で従動カム段差面５３に対し従動カム本体５１とは反対側に設けられている。

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。スラストベアリング８３は、ローラ８３１、内輪部８４、外輪部８５を有している。内輪部８４は、内輪板部８４１、内輪筒部８４２を有している。内輪板部８４１は、略円環の板状に形成されている。内輪筒部８４２は、内輪板部８４１の内縁部から軸方向の一方に延びるよう略円筒状に形成されている。内輪板部８４１と内輪筒部８４２とは、例えば金属により一体に形成されている。内輪部８４は、内輪板部８４１が従動カム段差面５３に当接し、内輪筒部８４２の内周壁が従動カム筒部５２の外周壁に当接するよう設けられている。

外輪部８５は、外輪板部８５１、外輪筒部８５２、外輪筒部８５３を有している。外輪板部８５１は、略円環の板状に形成されている。外輪筒部８５２は、外輪板部８５１の内縁部から軸方向の一方に延びるよう略円筒状に形成されている。外輪筒部８５３は、外輪板部８５１の外縁部から軸方向の他方に延びるよう略円筒状に形成されている。外輪板部８５１と外輪筒部８５２と外輪筒部８５３とは、例えば金属により一体に形成されている。外輪部８５は、内輪部８４に対し従動カム段差面５３とは反対側において、従動カム筒部５２の径方向外側に設けられている。ここで、２つの皿ばね８１は、外輪筒部８５２の径方向外側に位置している。外輪筒部８５２の内周壁は、従動カム筒部５２の外周壁と摺動可能である。

ローラ８３１は、内輪部８４と外輪部８５との間に設けられている。ローラ８３１は、内輪板部８４１と外輪板部８５１との間で転動可能である。これにより、内輪部８４と外輪部８５とは、相対回転可能である。

＜１３＞２つの皿ばね８１のうち一方の皿ばね８１は、軸方向の一端すなわち内縁部が外輪板部８５１に当接している。Ｃリング８２は、２つの皿ばね８１のうち他方の皿ばね８１の軸方向の一端および外輪筒部８５２の端部を係止可能なよう従動カム筒部５２の外周壁に固定されている。そのため、２つの皿ばね８１およびスラストベアリング８３は、Ｃリング８２により従動カム筒部５２からの脱落が抑制されている。皿ばね８１は、軸方向に弾性変形可能である。

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、２つの皿ばね８１のうち他方の皿ばね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。

ここで、ＥＣＵ１０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を圧縮しながら駆動カム４０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。

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、２つの皿ばね８１のうち他方の皿ばね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。

このとき、２つの皿ばね８１は、スラストベアリング８３の外輪部８５とともに従動カム筒部５２に対し相対回転する。また、このとき、ローラ８３１は、皿ばね８１からスラスト方向の荷重を受けつつ、内輪板部８４１と外輪板部８５１との間で転動する。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。

ＥＣＵ１０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。

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。

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。

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」に対応するサンギア３１は中空円筒部材であるが、この傾向は変わらない。

図３の上段に、２ｋｈ型の不思議遊星歯車減速機の模式図を示す。また、図４の上段に、３ｋ型の不思議遊星歯車減速機の模式図を示す。ここで、サンギアをＡ、プラネタリギアをＢ、第１リングギアをＣ、第２リングギアをＤ、キャリアをＳとする。２ｋｈ型と３ｋ型とを比較すると、３ｋ型は、２ｋｈ型にサンギアＡを加えた構成である。

２ｋｈ型の場合、入力軸周りの慣性モーメントが最も小さくなるのは、構成要素の中で最も径方向内側に位置するキャリアＳを入力要素とする場合である（図３の下段の表参照）。

一方、３ｋｈ型の場合、入力軸周りの慣性モーメントが最も小さくなるのは、構成要素の中で最も径方向内側に位置するサンギアＡを入力要素とする場合である（図４の下段の表参照）。

慣性モーメントの大きさは、２ｋｈ型においてキャリアＳを入力要素とした場合の方が、３ｋ型においてサンギアＡを入力要素とした場合よりも大きい。したがって、初期応答の速さが要求される電動のクラッチ装置において、その減速機に不思議遊星歯車減速機を採用する場合、３ｋ型で、かつ、サンギアＡを入力要素とすることが望ましい。

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。２ｋｈ型と３ｋ型において、同一歯車諸元でそれぞれの最大減速比を比較すると、３ｋ型の最大減速比が２ｋｈ型の最大減速比に対し約２倍となり、大きい。また、３ｋ型において大減速比が取り出せるのは、慣性モーメントが最も小さくなる、サンギアＡを入力要素としたときである（図４の下段の表参照）。したがって、高応答と高荷重を両立させる上で最適な構成は、３ｋ型で、かつ、サンギアＡを入力要素とする構成であるといえる。

本実施形態では、減速機３０は、サンギア３１（Ａ）を入力要素、第２リングギア３５（Ｄ）を出力要素、第１リングギア３４（Ｃ）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、サンギア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。

次に、状態変更部８０が弾性変形部としての皿ばね８１を有することによる効果について説明する。

図５に示すように、従動カム５０の軸方向の移動、すなわち、ストロークとクラッチ７０に作用する荷重との関係について、軸方向に弾性変形し難い剛体でクラッチ７０を押す構成（図５の一点鎖線参照）と、本実施形態のように軸方向に弾性変形可能な皿ばね８１でクラッチ７０を押す構成（図５の実線参照）とを比較すると、ストロークのばらつきが同じとき、皿ばね８１でクラッチ７０を押す構成の方が、剛体でクラッチ７０を押す構成よりも、クラッチ７０に作用する荷重のばらつきが小さいことがわかる。これは、剛体でクラッチ７０を押す構成と比較し、皿ばね８１を介することにより、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からである。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を有するため、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。

以下、本実施形態の各部の構成について、より詳細に説明する。

＜１＞図６に示すように、軸受部１５１は、内輪１７１、外輪１７２、ボール１７３を有している。

内輪１７１は、例えば金属により略円筒状に形成されている。外輪１７２は、例えば金属により略円筒状に形成されている。外輪１７２の内径は、内輪１７１の外径より大きい。

内輪１７１の外周壁には、径方向内側へ凹む環状の内輪溝部１７５が形成されている。外輪１７２の内周壁には、径方向外側へ凹む環状の外輪溝部１７６が形成されている。

ボール１７３は、内輪１７１の内輪溝部１７５と外輪１７２の外輪溝部１７６との間において転動可能に複数設けられている。これにより、内輪１７１と外輪１７２とは、円滑に相対回転可能である。

軸受部１５１は、内周壁、すなわち、内輪１７１の内周壁がハウジング内筒部１２１の外周壁に嵌合している。ロータ２３は、ロータ筒部２３１の内周壁が軸受部１５１の外周壁、すなわち、外輪１７２の外周壁に嵌合するよう設けられている。これにより、ロータ２３は、軸受部１５１を介してハウジング内筒部１２１により回転可能に支持されている。つまり、軸受部１５１は、ロータ２３を回転可能に支持している。

このように、本実施形態では、ロータ２３を回転可能に支持する軸受部１５１は、１つのみである。

減速機３０は、ロータ２３と一体に回転可能かつ同軸に設けられロータ２３からのトルクが入力される「入力部」としてのサンギア３１を有する。このように、本実施形態では、減速機３０は、ロータ２３に対し偏心する偏心部をもたない非偏心式遊星減速機である。

＜２＞軸受部１５１は、ボールベアリングすなわち「玉軸受」である。より詳細には、軸受部１５１は、内輪１７１および外輪１７２の軸方向においてボール１７３が１列配置された「単列玉軸受」である（図６参照）。

＜３＞軸受部１５１の軸方向において、軸受部１５１は、サンギア３１から離間して設けられている（図６参照）。

より詳細には、軸受部１５１の軸方向において、軸受部１５１の中心の位置と、サンギア３１のサンギア歯部３１１の中心の位置であってサンギア３１への荷重が作用するサンギア荷重作用位置とは、距離ｄ１離れている（図６参照）。

次に、上記構成の減速機３０および軸受部１５１による作用等について説明する。

図７に示すように、プラネタリギア３２は、サンギア３１の径方向外側においてサンギア３１の周方向に等間隔で４つ設けられている。ここで、説明のため、４つのプラネタリギア３２をそれぞれ、反時計回りにプラネタリギアＧｐ１、Ｇｐ２、Ｇｐ３、Ｇｐ４と称する。

理想的な歯車形状においては、各プラネタリギア３２（Ｇｐ１〜Ｇｐ４）のトルク分担率は一定である。そのため、各プラネタリギア３２（Ｇｐ１〜Ｇｐ４）からサンギア３１に作用する歯面作用力は打ち消し合い、合力は０になる（図７参照）。

各プラネタリギア３２（Ｇｐ１〜Ｇｐ４）のトルク分担率が不均一になる場合の例を図８に示す。なお、本実施形態のようにプラネタリギア３２が４つの場合、平均トルク分担率は２５％である。図８に示すように、プラネタリギアＧｐ１のみトルク分担率が２５％より高く、プラネタリギアＧｐ２〜Ｇｐ４のトルク分担率が２５％より低い一定の値の場合、サンギア３１に作用する歯面作用力の合力は０にならない。

そこで、本実施形態では、キャリア３３を、内周壁がロータ筒部２３３の外周壁と接触しない構成、すなわち、浮動タイプとしている。これにより、理論的には、各プラネタリギア３２（Ｇｐ１〜Ｇｐ４）のトルク配分率を一定に近付けることができる。

そのため、サンギア３１に作用する歯面作用力の合力、すなわち、サンギア合力は小さくなる。これにより、軸受部１５１の軸方向において、軸受部１５１の中心の位置とサンギア荷重作用位置とが距離ｄ１離れていても（図６参照）、腕長さ（ｄ１）とサンギア合力との積である曲げモーメントは極小となる。つまり、偏心部をもたない非偏心式遊星減速機である減速機３０では、トルク伝達部で発生する歯面荷重がラジアル方向においてゼロもしくは極めて小さい。

＜５＞モータ２０は、ロータ２３に設けられた「永久磁石」としてのマグネット２３０を有する（図６参照）。ここで、マグネット２３０は、ロータ２３の外周壁に設けられている。つまり、モータ２０は、表面磁石型（ＳＰＭ）モータである。

＜１１＞本実施形態では、クラッチ装置１は、図示しないオイル供給部を備えている。オイル供給部は、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、オイル供給部の一端からクラッチ空間６２０のクラッチ７０にオイルが供給される。

ＥＣＵ１０は、オイル供給部からクラッチ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。このように、本実施形態では、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、「回転並進部」としてのボールカム２は、「回転部」としての駆動カム４０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。

本実施形態では、クラッチ装置１は、「シール部材」としての内側シール部材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により環状に形成されている。

＜１２＞内側シール部材４０１、外側シール部材４０２は、所謂Ｏリングである。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。

内側シール部材４０１は、ハウジング側スプライン溝部１２７とハウジング段差面１２５との間のハウジング内筒部１２１の外周壁に形成された環状のシール溝部１２８に設けられている。外側シール部材４０２は、駆動カム外筒部４４の外周壁に形成された環状のシール溝部４４１に設けられている。すなわち、外側シール部材４０２は、「回転部」としての駆動カム４０の径方向外側において、駆動カム４０に接触するよう設けられている。

駆動カム本体４１の内周壁は、内側シール部材４０１の外縁部と摺動可能である。すなわち、内側シール部材４０１は、「回転部」としての駆動カム４０の径方向内側において、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、径方向に弾性変形しつつ、ハウジング内筒部１２１と駆動カム本体４１の内周壁との間を気密または液密にシールしている。

ここで、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（図１、２参照）。

固定筒部１３１の内周壁は、外側シール部材４０２の外縁部と摺動可能である。すなわち、外側シール部材４０２は、固定部１３０の固定筒部１３１に接触するよう設けられている。外側シール部材４０２は、径方向に弾性変形しつつ、駆動カム外筒部４４と固定筒部１３１の内周壁との間を気密または液密にシールしている。

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。

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。

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（図１、２参照）。

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の容積の変化に伴い収容空間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。

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、固定部１３０の固定筒部１３１の内周壁に接触する外側シール部材４０２は、固定部１３０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。

＜１０＞図１に示すように、駆動カム本体４１は、駆動カム外筒部４４のクラッチ７０とは反対側の面よりもクラッチ７０とは反対側に位置している。すなわち、「回転部」としての駆動カム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。

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。

より詳細には、従動カム本体５１は、駆動カム外筒部４４、第２リングギア３５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、サンギア３１のサンギア歯部３１１、キャリア３３およびプラネタリギア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。

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とサンギア３１とキャリア３３とコイル２２のボビン２２１および巻線２２２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、サンギア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。

また、本実施形態では、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。

以上説明したように、＜１＞本実施形態では、軸受部１５１は、ロータ２３を回転可能に支持する。ここで、ロータ２３を回転可能に支持する軸受部１５１は、１つのみである。減速機３０は、ロータ２３と一体に回転可能かつ同軸に設けられロータ２３からのトルクが入力されるサンギア３１を有する。

本実施形態では、モータ２０からサンギア３１へトルクが入力されると、サンギア３１は、ロータ２３と同軸に回転する。そのため、サンギア３１の径方向外側に設けられたギア等からサンギア３１に作用するラジアル荷重を小さくすることができる。したがって、ロータ２３を回転可能に支持する軸受部１５１の数を１つにすることができる。よって、部材点数を低減し、クラッチ装置１の構成を簡単にでき、低コスト化を図ることができる。

特に本実施形態のクラッチ装置のように、筒状のロータの内側に入力軸等のシャフトを通す構成のクラッチ装置では、ロータを軸受けする玉軸受の径は、必然的に大きくなる。そのため、この玉軸受は、一般的な中実モータ用の小型の玉軸受と比較し、単価が高くなる。したがって、本実施形態のように玉軸受としての軸受部１５１の数を１つにすることによるコスト低減の効果は大きい。

また、＜２＞本実施形態では、軸受部１５１は、玉軸受である。そのため、軸受部１５１の耐久性および軸受け精度を向上できる。また、軸受部１５１は、単列玉軸受である。そのため、軸受部１５１の軸方向の大きさを小さくできる。

また、＜３＞本実施形態では、軸受部１５１の軸方向において、軸受部１５１は、サンギア３１から離間して設けられている。そのため、減速機３０の一部とボールカム２の一部とを入れ子状に配置し大スペースを確保することが可能になる等、減速機３０およびボールカム２の設計自由度を確保できる。

なお、偏心部をもたない非偏心式遊星減速機である減速機３０では、トルク伝達部で発生する歯面荷重がラジアル方向においてゼロもしくは極めて小さい。そのため、軸受部１５１の軸方向において、軸受部１５１とサンギア３１とを離間して設けても、サンギア３１にラジアル方向の大きな荷重が作用することなく、軸受部１５１によりロータ２３を適切に回転可能に支持できる。

また、＜５＞本実施形態では、モータ２０は、ロータ２３に設けられたマグネット２３０を有する。つまり、モータ２０は、「永久磁石」としてのマグネット２３０を用いたブラシレス直流モータである。

なお、本実施形態では、内側シール部材４０１および外側シール部材４０２は、収容空間１２０とクラッチ空間６２０との間を液密に保持可能である。これにより、クラッチ７０を冷却するためクラッチ７０に供給されたオイル中に鉄粉等の磁性粒子が含まれていても、当該磁性粒子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。そのため、磁性粒子がモータ２０のマグネット２３０に吸着されるのを抑制し、モータ２０の回転性能の低下、および、作動不良を抑制できる。

また、＜６＞本実施形態では、減速機３０は、サンギア３１、プラネタリギア３２、キャリア３３、第１リングギア３４、第２リングギア３５を有する。「入力部」としてのサンギア３１には、モータ２０のトルクが入力される。プラネタリギア３２は、サンギア３１に噛み合いつつ自転しながらサンギア３１の周方向に公転可能である。

キャリア３３は、プラネタリギア３２を回転可能に支持し、サンギア３１に対し相対回転可能である。第１リングギア３４は、プラネタリギア３２に噛み合い可能である。第２リングギア３５は、プラネタリギア３２に噛み合い可能、かつ、第１リングギア３４とは歯部の歯数が異なるよう形成され、ボールカム２の駆動カム４０にトルクを出力する。

本実施形態では、減速機３０は、数ある不思議遊星歯車減速機の構成および入出力パターンの中で最も高応答かつ高荷重の構成に対応している。そのため、減速機３０の高応答と高荷重とを両立することができる。

また、本実施形態では、上述のように、内側シール部材４０１および外側シール部材４０２は、収容空間１２０とクラッチ空間６２０との間を液密に保持可能である。これにより、多数の噛み合い部を有する「不思議遊星歯車減速機」としての減速機３０に対する、微細鉄粉を含んだオイルの影響、例えば損傷、摩耗、原則効率低下等を抑制できる。

また、＜７＞本実施形態では、第１リングギア３４は、ハウジング１２に固定されている。第２リングギア３５は、駆動カム４０と一体に回転可能に設けられている。

本実施形態では、「不思議遊星歯車減速機」としての減速機３０の高速回転部分の慣性モーメントが小さくなるよう、上記のように各部を連結することで、クラッチ装置１の応答性を向上できる。

また、＜８＞本実施形態では、駆動カム４０は、第２リングギア３５と一体に形成されている。そのため、部材点数および組付け工数を低減でき、より一層低コスト化を図ることができる。

また、＜９＞本実施形態では、「回転並進部」の「回転部」は、軸方向の一方の面に形成された複数の駆動カム溝４００を有する駆動カム４０である。「並進部」は、軸方向の一方の面に形成された複数の従動カム溝５００を有する従動カム５０である。「回転並進部」は、駆動カム４０、従動カム５０、および、駆動カム溝４００と従動カム溝５００との間で転動可能に設けられたボール３を有するボールカム２である。

そのため、「回転並進部」が例えば「すべりねじ」により構成される場合と比べ、「回転並進部」の効率を向上できる。また、「回転並進部」が例えば「ボールねじ」により構成される場合と比べ、コストを低減できるとともに、「回転並進部」の軸方向の体格を小さくでき、クラッチ装置をより小型にできる。

また、＜１０＞本実施形態では、「回転部」としての駆動カム４０は、内縁部である駆動カム本体４１と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。

そのため、駆動カム４０と、「並進部」としての従動カム５０および減速機３０とを、軸方向において入れ子状に配置でき、クラッチ装置１の軸方向の体格を小さくできる。

また、＜１１＞本実施形態では、モータ２０および減速機３０は、駆動カム４０に対しクラッチ７０とは反対側においてハウジング１２の内側に形成された収容空間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。

「シール部材」としての内側シール部材４０１、外側シール部材４０２は、環状に形成され、「回転部」としての駆動カム４０に接触するよう設けられ、収容空間１２０とクラッチ空間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。したがって、異物によるクラッチ装置１の作動不良を抑制できる。

本実施形態では、「シール部材」としての内側シール部材４０１、外側シール部材４０２を「回転部」としての駆動カム４０に接触するよう配置し、収容空間１２０とクラッチ空間６２０との間を気密または液密に保持している。そのため、モータ２０および減速機３０を収容する収容空間１２０に微細鉄粉等を含むオイル等が侵入するのを抑制でき、長期間にわたりクラッチ装置１の良好な性能を維持できる。

また、本実施形態では、内側シール部材４０１および外側シール部材４０２は、減速機３０で減速され大きな駆動トルクに増幅された後の部品である駆動カム４０に接触するよう設けられている。そのため、「シール部材」によるシールに伴う損失トルクの全体に占める割合が小さくなり、効率上、有利である。なお、「シール部材」を減速機３０の入力側の部品であるロータ２３に接触するよう設けた場合、小さな駆動トルクに対して、「シール部材」による損失トルクが奪われるため、効率が大幅に低下するおそれがる。

また、本実施形態では、動力の流れ経路において、駆動カム４０よりも上流側を収容空間１２０とし、内側シール部材４０１および外側シール部材４０２によりシールしている。また、内側シール部材４０１および外側シール部材４０２は、駆動カム４０とともにハウジング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、駆動カム４０が回転しても、収容空間１２０の容積が変化することはない。これにより、「並進部」としての従動カム５０の並進運動による空間容積の変化の影響を受けず、例えば米国特許出願公開２０１５／０１４４４５３号明細書に記載された蛇腹状のシール部材等の特別な容積変化吸収手段は不要である。

また、＜１２＞本実施形態では、「シール部材」としての内側シール部材４０１、外側シール部材４０２は、Ｏリングである。

そのため、クラッチ装置１の構成を簡単かつ低コストにできる。

また、＜１３＞本実施形態では、状態変更部８０は、「並進部」としての従動カム５０の軸方向に弾性変形可能な「弾性変形部」としての皿ばね８１を有している。

モータ２０の回転角度位置を制御することにより、皿ばね８１の変位および荷重特性に基づいて、クラッチ７０の推力制御を高精度に行うことができる。そのため、従動カム５０のストロークのばらつきに対する、クラッチ７０に作用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、高精度な荷重制御が可能となり、クラッチ装置１を高精度に制御することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態によるクラッチ装置を図９に示す。第２実施形態は、クラッチや状態変更部の構成等が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、固定フランジ１１の内周壁と入力軸６１の外周壁との間には、ボールベアリング１４１、１４３が設けられる。これにより、入力軸６１は、ボールベアリング１４１、１４３を介して固定フランジ１１により軸受けされる。

ハウジング１２は、ハウジング板部１２２の一部の外壁が固定フランジ１１の壁面に当接し、ハウジング内筒部１２１の内周壁が固定フランジ１１の外周壁に当接するよう固定フランジ１１に固定される。ハウジング１２は、図示しないボルト等により固定フランジ１１に固定される。ここで、ハウジング１２は、固定フランジ１１および入力軸６１に対し同軸に設けられる。

ハウジング１２に対するモータ２０、減速機３０、ボールカム２等の配置は、第１実施形態と同様である。

本実施形態では、出力軸６２は、軸部６２１、板部６２２、筒部６２３、カバー６２５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。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。筒部６２３の内側には、クラッチ空間６２０が形成されている。

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、支持部７３、摩擦板７４、摩擦板７５、プレッシャプレート７６を有している。支持部７３は、出力軸６２の板部６２２に対し従動カム５０側において、入力軸６１の端部の外周壁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。

摩擦板７４は、略円環の板状に形成され、支持部７３の外縁部において出力軸６２の板部６２２側に設けられている。摩擦板７４は、支持部７３に固定されている。摩擦板７４は、支持部７３の外縁部が板部６２２側に変形することにより、板部６２２に接触可能である。

摩擦板７５は、略円環の板状に形成され、支持部７３の外縁部において出力軸６２の板部６２２とは反対側に設けられている。摩擦板７５は、支持部７３に固定されている。

プレッシャプレート７６は、略円環の板状に形成され、摩擦板７５に対し従動カム５０側に設けられている。

摩擦板７４と板部６２２とが互いに接触、つまり係合した状態である係合状態では、摩擦板７４と板部６２２との間に摩擦力が生じ、当該摩擦力の大きさに応じて摩擦板７４と板部６２２との相対回転が規制される。一方、摩擦板７４と板部６２２とが互いに離間、つまり係合していない状態である非係合状態では、摩擦板７４と板部６２２との間に摩擦力は生じず、摩擦板７４と板部６２２との相対回転は規制されない。

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。

カバー６２５は、略円環状に形成され、プレッシャプレート７６の摩擦板７５とは反対側を覆うよう出力軸６２の筒部６２３に設けられている。

本実施形態では、クラッチ装置１は、第１実施形態で示した状態変更部８０に代えて状態変更部９０を備えている。状態変更部９０は、「弾性変形部」としてのダイアフラムスプリング９１、リターンスプリング９２、レリーズベアリング９３等を有している。

ダイアフラムスプリング９１は、略円環の皿ばね状に形成され、軸方向の一端すなわち外縁部がプレッシャプレート７６に当接するようカバー６２５に設けられている。ここで、ダイアフラムスプリング９１は、外縁部が内縁部に対しクラッチ７０側に位置するよう形成され、内縁部と外縁部との間の部位がカバー６２５により支持されている。また、ダイアフラムスプリング９１は、軸方向に弾性変形可能である。これにより、ダイアフラムスプリング９１は、軸方向の一端すなわち外縁部によりプレッシャプレート７６を摩擦板７５側へ付勢している。これにより、プレッシャプレート７６は、摩擦板７５に押し付けられ、摩擦板７４は、板部６２２に押し付けられている。すなわち、クラッチ７０は、通常、係合状態となっている。

本実施形態では、クラッチ装置１は、通常、係合状態となる、所謂常閉式（ノーマリークローズタイプ）のクラッチ装置である。

リターンスプリング９２は、例えばコイルスプリングであり、一端が従動カム段差面５３に当接するよう従動カム段差面５３に対し従動カム本体５１とは反対側に設けられている。

レリーズベアリング９３は、リターンスプリング９２の他端とダイアフラムスプリング９１の内縁部との間に設けられている。リターンスプリング９２は、レリーズベアリング９３をダイアフラムスプリング９１側へ付勢している。レリーズベアリング９３は、ダイアフラムスプリング９１からスラスト方向の荷重を受けつつダイアフラムスプリング９１を軸受けする。なお、リターンスプリング９２の付勢力は、ダイアフラムスプリング９１の付勢力より小さい。

図９に示すように、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、レリーズベアリング９３と従動カム５０の従動カム段差面５３との間には、隙間Ｓｐ２が形成されている。そのため、ダイアフラムスプリング９１の付勢力により摩擦板７４が板部６２２に押し付けられ、クラッチ７０は係合状態であり、入力軸６１と出力軸６２との間のトルクの伝達は許容されている。

ここで、ＥＣＵ１０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、ハウジング１２および駆動カム４０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、レリーズベアリング９３と従動カム５０の従動カム段差面５３との間の隙間Ｓｐ２が小さくなり、リターンスプリング９２は、従動カム５０とレリーズベアリング９３との間で軸方向に圧縮される。

従動カム５０がクラッチ７０側にさらに移動すると、リターンスプリング９２が最大限圧縮され、レリーズベアリング９３が従動カム５０によりクラッチ７０側へ押圧される。これにより、レリーズベアリング９３は、ダイアフラムスプリング９１の内縁部を押圧しつつ、ダイアフラムスプリング９１からの反力に抗してクラッチ７０側へ移動する。

レリーズベアリング９３がダイアフラムスプリング９１の内縁部を押圧しつつクラッチ７０側へ移動すると、ダイアフラムスプリング９１は、内縁部がクラッチ７０側へ移動するとともに、外縁部がクラッチ７０とは反対側へ移動する。これにより、摩擦板７４が板部６２２から離間し、クラッチ７０の状態が係合状態から非係合状態に変更される。その結果、入力軸６１と出力軸６２との間のトルクの伝達が遮断される。

ＥＣＵ１０は、クラッチ伝達トルクが０になると、モータ２０の回転を停止させる。これにより、クラッチ７０の状態が非係合状態に維持される。このように、状態変更部９０のダイアフラムスプリング９１は、従動カム５０から軸方向の力を受け、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。

本実施形態においても、「シール部材」としての内側シール部材４０１、外側シール部材４０２は、収容空間１２０とクラッチ空間６２０との間を気密または液密に保持可能である。

本実施形態では、クラッチ装置１は、第１実施形態で示したオイル供給部を備えていない。すなわち、本実施形態では、クラッチ７０は、乾式クラッチである。

このように、本発明は、乾式クラッチを備えた常閉式のクラッチ装置にも適用可能である。

以上説明したように、＜１３＞本実施形態では、状態変更部９０は、「並進部」としての従動カム５０の軸方向に弾性変形可能な「弾性変形部」としてのダイアフラムスプリング９１を有している。

モータ２０の回転角度位置を制御することにより、ダイアフラムスプリング９１の変位および荷重特性に基づいて、クラッチ７０の推力制御を高精度に行うことができる。そのため、従動カム５０のストロークのばらつきに対する、クラッチ７０に作用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、第１実施形態と同様、高精度な荷重制御が可能となり、クラッチ装置１を高精度に制御することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態によるクラッチ装置の一部を図１０に示す。第３実施形態は、軸受部の構成等が第１実施形態と異なる。

＜１＞本実施形態は、ロータ２３を回転可能に支持する１つの軸受部１５２を備えている。軸受部１５２は、支持体１８１、支持凹部１８２、ころ１８３を有している。

支持体１８１は、例えば金属により略円筒状に形成されている。支持凹部１８２は、支持体１８１の内周壁から径方向外側へ凹むよう形成されている。ころ１８３は、例えば金属により略円柱状に形成され、軸が支持体１８１の軸に対し略平行となるよう、支持凹部１８２に設けられている。ころ１８３は、支持凹部１８２内で軸周りに回転可能である。

軸受部１５２は、支持体１８１の外周壁がロータ２３のロータ筒部２３１の内周壁に嵌合し、ころ１８３がハウジング内筒部１２１の外周壁に接触するよう設けられている。これにより、ロータ２３は、軸受部１５２を介してハウジング内筒部１２１により回転可能に支持されている。つまり、軸受部１５２は、ロータ２３を回転可能に支持している。

ここで、ハウジング内筒部１２１に対しロータ２３が相対回転するとき、ころ１８３は、支持凹部１８２内で回転する。

このように、本実施形態では、ロータ２３を回転可能に支持する軸受部１５２は、１つのみである。

軸受部１５２は、外径すなわち支持体１８１の外径が、第１実施形態で示した軸受部１５１の外径すなわち外輪１７２の外径より小さい。

＜２＞上述のように、軸受部１５２は、「ころ軸受」である。より詳細には、軸受部１５２は、支持体１８１の軸方向において、ころ１８３が１列配置された「単列ころ軸受」である（図１０参照）。

そのため、第１実施形態で示した「玉軸受」としての軸受部１５１と比べ、軸受部１５２の体格およびコストを低減できる。

（第４実施形態）
第４実施形態によるクラッチ装置の一部を図１１に示す。第４実施形態は、軸受部の構成等が第１実施形態と異なる。

＜１＞本実施形態は、ロータ２３を回転可能に支持する１つの軸受部１５３を備えている。

軸受部１５３は、例えば樹脂により略円筒状に形成されている。軸受部１５３は、ロータ２３のロータ筒部２３１の内周壁とハウジング内筒部１２１の外周壁との間に設けられている。軸受部１５３は、外周壁がロータ筒部２３１の内周壁と摺動し、内周壁がハウジング内筒部１２１の外周壁と摺動しつつ、ロータ２３およびハウジング内筒部１２１に対し相対回転可能である。これにより、軸受部１５３は、ロータ２３とハウジング１２との間で「すべり軸受」として機能する。

このように、本実施形態では、ロータ２３を回転可能に支持する軸受部１５３は、１つのみである。

軸受部１５３は、外径が、第１実施形態で示した軸受部１５１の外径すなわち外輪１７２の外径、および、第３実施形態で示した軸受部１５２の外径すなわち支持体１８１の外径より小さい。

＜２＞上述のように、軸受部１５３は、「すべり軸受」である。より詳細には、軸受部１５３は、グリス等の潤滑剤を用いない「無潤滑すべり軸受」である。

そのため、低温時に粘度が高くなるグリス等の潤滑剤を用いた「潤滑すべり軸受」と比べ、低温時の応答性を向上できる。

また、第１実施形態で示した「玉軸受」としての軸受部１５１、および、第３実施形態で示した「ころ軸受」としての軸受部１５２と比べ、軸受部１５３の体格およびコストを低減できる。

（第５実施形態）
第５実施形態によるクラッチ装置の一部を図１２に示す。第５実施形態は、軸受部の構成等が第１実施形態と異なる。

＜１＞本実施形態は、ロータ２３を回転可能に支持する１つの軸受部１５４を備えている。

軸受部１５４は、例えば樹脂により略円筒状に形成されている。軸受部１５４は、サンギア３１の内周壁と駆動カム本体４１の外周壁との間に設けられている。軸受部１５４は、外周壁がサンギア３１の内周壁と摺動し、内周壁が駆動カム本体４１の外周壁と摺動しつつ、サンギア３１および駆動カム４０に対し相対回転可能である。これにより、軸受部１５４は、サンギア３１と駆動カム４０との間で「すべり軸受」として機能する。

このように、本実施形態では、ロータ２３を回転可能に支持する軸受部１５４は、１つのみである。

軸受部１５４は、外径が、第１実施形態で示した軸受部１５１の内径すなわち内輪１７１の内径より小さい。

＜４＞上述のように、軸受部１５４は、サンギア３１の径方向内側に設けられ、ロータ２３を回転可能に支持する。より詳細には、軸受部１５４は、ロータ２３と一体に設けられたサンギア３１を経由して、ロータ２３を回転可能に支持する。

本実施形態では、軸受部１５４をサンギア３１の径方向内側に設けることにより、ロータ筒部２３１の径方向内側に軸受部１５１を設けた第１実施形態と比べ、モータ２０の径方向のスペースＳ１を確保できる。これにより、モータ２０の設計自由度を向上させることができる。

（第６実施形態）
第６実施形態によるクラッチ装置の一部を図１３に示す。第６実施形態は、モータ２０の構成等が第５実施形態と異なる。

本実施形態では、ロータ筒部２３１の外径は、第５実施形態のロータ筒部２３１の外径より小さい。また、マグネット２３０は、ロータ筒部２３１の外周壁ではなく、ロータ筒部２３１の外周壁の内側に設けられている。つまり、モータ２０は、埋込磁石型（ＩＰＭ）モータである。

ステータ２１の外径は、第５実施形態のステータ２１の外径と同じである。また、ステータ２１の径方向の長さは、第５実施形態のステータ２１の径方向の長さより大きい。そのため、第５実施形態と比べ、コイル２２の巻線２２２の設計自由度が向上する。例えば低電流化を図るためにトルク定数を向上する場合、径方向のスペースが小さい場合は軸方向に厚みを増やすようにターン数を増加する必要があるが、径方向のスペースが大きい場合は軸長を大きくすることなくターン数を増加させることができる。また、軸長を大きくすることなくアンペアターンを増加させることができ、高トルク化が可能である。

本実施形態では、軸受部１５４をサンギア３１の径方向内側に設けることにより、モータ２０の径方向のスペースを確保し、第５実施形態と比べ、ロータ２３の外径を小さくするとともにステータ２１の径方向の長さを大きくし、軸長を大きくすることなく、巻線２２２のターン数を増加させている。これにより、トルク定数を向上させ、低電流化を図ることができる。また、軸長を大きくすることなくアンペアターンを増加させることができ、高出力、高トルクなモータを実現できる。

また、モータ２０を埋込磁石型（ＩＰＭ）のモータとすることで、マグネット（永久磁石）の加工費を低減し、クラッチ装置１全体の低コスト化を図ることができる。

（第７実施形態）
第７実施形態によるクラッチ装置の一部を図１４に示す。第７実施形態は、シール部材の構成等が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、「シール部材」は、内側シール部材４０１（図１４では図示せず）、および、外側シール部材４０４を含む。外側シール部材４０４は、内側シール部材４０１と同様、例えばゴム等の弾性材料により環状に形成されている。より詳細には、外側シール部材４０４は、シール環状部９４０、第１外リップ部９４１、第２外リップ部９４２、第１内リップ部９４３、第２内リップ部９４４を有している。シール環状部９４０、第１外リップ部９４１、第２外リップ部９４２、第１内リップ部９４３、第２内リップ部９４４は、一体に形成されている。

シール環状部９４０は、略円環状に形成されている。第１外リップ部９４１は、シール環状部９４０から径方向外側かつ軸方向の一方側へ傾斜して延びるようシール環状部９４０の周方向の全範囲において環状に形成されている。第２外リップ部９４２は、シール環状部９４０から径方向外側かつ軸方向の他方側へ傾斜して延びるようシール環状部９４０の周方向の全範囲において環状に形成されている。第１内リップ部９４３は、シール環状部９４０から径方向内側かつ軸方向の一方側へ傾斜して延びるようシール環状部９４０の周方向の全範囲において環状に形成されている。第２内リップ部９４４は、シール環状部９４０から径方向内側かつ軸方向の他方側へ傾斜して延びるようシール環状部９４０の周方向の全範囲において環状に形成されている。これにより、外側シール部材４０４は、軸を全て含む仮想平面による断面において、Ｘ字状となるよう形成されている（図１４参照）。

図１４に示すように、外側シール部材４０４は、駆動カム外筒部４４の外周壁に形成された環状のシール溝部４４１に設けられている。ここで、第１内リップ部９４３、第２内リップ部９４４は、先端部がシール溝部４４１に接触している。すなわち、外側シール部材４０４は、「回転部」としての駆動カム４０の径方向外側において、駆動カム４０に接触するよう設けられている。

第１外リップ部９４１、第２外リップ部９４２は、先端部が固定部１３０の固定筒部１３１の内周壁に接触している。そのため、外側シール部材４０４と固定部１３０との接触面積は、第１実施形態における外側シール部材４０２と固定部１３０との接触面積と比べ、小さい。これにより、駆動カム４０の回転時の外側シール部材４０４に作用する摺動抵抗を小さくできる。

外側シール部材４０４の第１外リップ部９４１および第２外リップ部９４２は、径方向に弾性変形しつつ、駆動カム外筒部４４と固定筒部１３１の内周壁との間を気密または液密にシールしている。外側シール部材４０４は、所謂リップシールである。

本実施形態は、上述した点以外の構成は、第１実施形態と同様である。

以上説明したように、＜１２＞本実施形態では、「シール部材」としての外側シール部材４０４は、リップシールである。

そのため、外側シール部材４０４と固定部１３０との接触面積を小さくできる。これにより、駆動カム４０の回転時、外側シール部材４０４に作用する摺動抵抗を小さくできる。したがって、クラッチ装置１の作動時の効率の低下を抑制できる。

（第８実施形態）
第８実施形態によるクラッチ装置の一部を図１５に示す。第８実施形態は、シール部材の構成等が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、「シール部材」は、内側シール部材４０１（図１５では図示せず）、および、外側シール部材４０５を含む。外側シール部材４０５は、シール本体９５、金属環９６を有している。シール本体９５は、例えばゴム等の弾性材料により環状に形成されている。金属環９６は、金属により環状に形成されている。

より詳細には、シール本体９５は、シール内筒部９５１、シール板部９５２、シール外筒部９５３、シールリップ部９５４を有している。シール内筒部９５１、シール板部９５２、シール外筒部９５３、シールリップ部９５４は、一体に形成されている。

シール内筒部９５１は、略円筒状に形成されている。シール板部９５２は、シール内筒部９５１の一方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。シール外筒部９５３は、シール板部９５２の外縁部からシール内筒部９５１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、シール外筒部９５３のシール板部９５２とは反対側の端部は、シール内筒部９５１のシール板部９５２とは反対側の端部よりシール板部９５２側に位置している。シールリップ部９５４は、シール外筒部９５３のシール板部９５２とは反対側の端部から径方向外側へ突出するよう環状に形成されている。ここで、シールリップ部９５４は、軸を全て含む仮想平面による断面において、外縁部である先端部の形状が略直角となるよう形成されている（図１５参照）。

金属環９６は、金属筒部９６１、金属板部９６２を有している。金属筒部９６１、金属板部９６２は、一体に形成されている。

金属筒部９６１は、略円筒状に形成されている。金属板部９６２は、金属筒部９６１の一方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。これにより、金属環９６は、軸を全て含む仮想平面による断面において、Ｌ字状となるよう形成されている（図１５参照）。

金属環９６は、金属筒部９６１の内周壁がシール内筒部９５１の外周壁に接し、金属板部９６２の金属筒部９６１とは反対側の面がシール板部９５２のシール内筒部９５１側の面に接するようシール本体９５と一体的に形成されている。ここで、「一体的に形成」とは、例えば複数の部材をインサート成型等により一体的に形成することを意味する（以下、同じ）。

図１５に示すように、外側シール部材４０５は、駆動カム板部４３の外周壁に形成された環状のシール溝部４３１に設けられている。ここで、シール溝部４３１は、駆動カム板部４３の駆動カム外筒部４４とは反対側の端面から駆動カム外筒部４４側へ延びるよう形成されている。

外側シール部材４０５は、シール内筒部９５１の内周壁がシール溝部４３１に接触している。すなわち、外側シール部材４０５は、「回転部」としての駆動カム４０の径方向外側において、駆動カム４０に接触するよう設けられている。

シールリップ部９５４は、外縁部である先端部が固定部１３０の固定筒部１３１の内周壁に接触している。そのため、外側シール部材４０５と固定部１３０との接触面積は、第１実施形態における外側シール部材４０２と固定部１３０との接触面積と比べ、大幅に小さい。これにより、駆動カム４０の回転時の外側シール部材４０５に作用する摺動抵抗を大幅に小さくできる。

外側シール部材４０５のシールリップ部９５４は、径方向に弾性変形しつつ、駆動カム板部４３と固定筒部１３１の内周壁との間を気密または液密にシールしている。外側シール部材４０５は、所謂オイルシールである。

なお、金属環９６により、外側シール部材４０５の特にシール内筒部９５１およびシール板部９５２の形状が安定する。また、シールリップ部９５４がシール外筒部９５３のシール板部９５２とは反対側の端部に形成されているため、シール外筒部９５３の端部が径方向に弾性変形することにより、シールリップ部９５４の先端部を固定筒部１３１の内周壁に柔軟に追従させることができる。

本実施形態は、上述した点以外の構成は、第１実施形態と同様である。

以上説明したように、＜１２＞本実施形態では、「シール部材」としての外側シール部材４０５は、オイルシールである。

そのため、外側シール部材４０５と固定部１３０との接触面積を小さくできる。これにより、駆動カム４０の回転時、外側シール部材４０５に作用する摺動抵抗を小さくできる。したがって、クラッチ装置１の作動時の効率の低下を抑制できる。

（他の実施形態）
上述の第１実施形態では、軸受部が「単列玉軸受」である例を示した。これに対し、他の実施形態では、軸受部は、内輪および外輪の軸方向においてボールが複数列配置された「複数列玉軸受」であってもよい。

また、上述の第３実施形態では、軸受部が「単列ころ軸受」である例を示した。これに対し、他の実施形態では、軸受部は、支持体の軸方向において、ころが複数列配置された「複数列ころ軸受」であってもよい。

また、上述の第４実施形態では、軸受部が「無潤滑すべり軸受」である例を示した。これに対し、他の実施形態では、軸受部は、グリス等の潤滑剤を用いた「潤滑すべり軸受」であってもよい。

また、上述の第５、６実施形態では、軸受部が、減速機の入力部の径方向内側に設けられる例を示した。これに対し、他の実施形態では、軸受部は、入力部の径方向外側に設けられ、ロータを回転可能に支持してもよい。

また、他の実施形態では、モータ２０は、「永久磁石」としてのマグネット２３０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４０は、減速機３０の第２リングギア３５と別体に形成されていてもよい。

また、他の実施形態では、「回転部」としての駆動カム４０は、内縁部と外縁部とが軸方向において同じ位置となるよう形成されていてもよい。

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。

また、上述の実施形態では、ステータ２１の径方向内側にロータ２３を設けるインナロータタイプのモータ２０を示した。これに対し、他の実施形態では、モータ２０は、ステータ２１の径方向外側にロータ２３を設けるアウタロータタイプのモータであってもよい。

また、上述の実施形態では、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。

また、他の実施形態では、状態変更部の弾性変形部は、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。

また、他の実施形態では、駆動カム溝４００および従動カム溝５００は、それぞれ、３つ以上であれば、５つに限らず、いくつ形成されていてもよい。また、ボール３も、駆動カム溝４００および従動カム溝５００の数に合わせ、いくつ設けられていてもよい。

また、本発明は、内燃機関からの駆動トルクによって走行する車両に限らず、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に適用することもできる。

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。

このように、本開示は、上記実施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形態で実施可能である。

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）、２１ ステータ、２３ ロータ、３０ 減速機、３１ サンギア（入力部）、４０ 駆動カム（回転部）、５０ 従動カム（並進部）、６１ 入力軸（第１伝達部）、６２ 出力軸（第２伝達部）、７０ クラッチ、８０、９０ 状態変更部、１５１、１５２、１５３、１５４ 軸受部

Claims (13)

1. ハウジング（１２）と、
   前記ハウジングに固定されたステータ（２１）、および、前記ステータに対し相対回転可能に設けられたロータ（２３）を有し、電力の供給により前記ロータから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、
   前記減速機から出力された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に設けられた第１伝達部（６１）と第２伝達部（６２）との間に設けられ、係合している係合状態のとき、前記第１伝達部と前記第２伝達部との間のトルクの伝達を許容し、係合していない非係合状態のとき、前記第１伝達部と前記第２伝達部との間のトルクの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、９０）と、
   前記ロータを回転可能に支持する１つの軸受部（１５１、１５２、１５３、１５４）と、を備え、
   前記減速機は、前記ロータと一体に回転可能かつ同軸に設けられ前記ロータからのトルクが入力される入力部（３１）を有するクラッチ装置。
2. 前記軸受部は、玉軸受、ころ軸受、または、すべり軸受である請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記軸受部の軸方向において、前記軸受部は、前記入力部から離間して設けられている請求項１または２に記載のクラッチ装置。
4. 前記軸受部は、前記入力部の径方向内側または径方向外側に設けられ、前記ロータを回転可能に支持する請求項１または２に記載のクラッチ装置。
5. 前記原動機は、前記ロータに設けられた永久磁石（２３０）を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
6. 前記減速機は、
   前記入力部に噛み合いつつ自転しながら前記入力部の周方向に公転可能なプラネタリギア（３２）、
   前記プラネタリギアを回転可能に支持し、前記入力部に対し相対回転可能な環状のキャリア（３３）、
   前記プラネタリギアに噛み合い可能な第１リングギア（３４）、および、
   前記プラネタリギアに噛み合い可能、かつ、前記第１リングギアとは歯部の歯数が異なるよう形成され、前記回転並進部にトルクを出力する第２リングギア（３５）を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
7. 前記第１リングギアは、前記ハウジングに固定され、
   前記第２リングギアは、前記回転部と一体に回転可能に設けられている請求項６に記載のクラッチ装置。
8. 前記回転部は、前記第２リングギアと一体に形成されている請求項６または７に記載のクラッチ装置。
9. 前記回転部は、一方の面に形成された複数の駆動カム溝（４００）を有する駆動カム（４０）であり、
   前記並進部は、一方の面に形成された複数の従動カム溝（５００）を有する従動カム（５０）であり、
   前記回転並進部は、前記駆動カム、前記従動カム、および、前記駆動カム溝と前記従動カム溝との間で転動可能に設けられた転動体（３）を有する転動体カム（２）である請求項１〜８のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
10. 前記回転部は、内縁部（４１）と外縁部（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請求項１〜９のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
11. 前記原動機および前記減速機は、前記回転部に対し前記クラッチとは反対側において前記ハウジングの内側に形成された収容空間（１２０）に設けられ、
    前記クラッチは、前記回転部に対し前記収容空間とは反対側の空間であるクラッチ空間（６２０）に設けられ、
    前記回転部に接触するよう設けられ、前記収容空間と前記クラッチ空間との間を気密または液密に保持可能な環状のシール部材（４０１、４０２、４０４、４０５）をさらに備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
12. 前記シール部材は、Ｏリング、リップシール、または、オイルシールのいずれかである請求項１１に記載のクラッチ装置。
13. 前記状態変更部は、前記並進部の軸方向に弾性変形可能な弾性変形部（８１、９１）を有している請求項１〜１２のいずれか一項に記載のクラッチ装置。

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