JP2023006289A - clutch actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クラッチアクチュエータに関する。 The present invention relates to clutch actuators.
従来、相対回転可能な第1伝達部と第2伝達部との間において、第1伝達部と第2伝達部との間のトルクの伝達を許容する係合状態と、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非係合状態とに状態が変化するクラッチの状態を変更可能なクラッチアクチュエータが知られている。 Conventionally, between the first transmission portion and the second transmission portion that are capable of relative rotation, an engagement state that allows transmission of torque between the first transmission portion and the second transmission portion; A clutch actuator is known that can change the state of a clutch that changes between a non-engaged state that cuts off torque transmission between two transmission parts.
例えば、特許文献1のクラッチアクチュエータは、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トルクカムを備えている。トルクカムは、電動モータに対し軸方向の一方側に設けられ、電動モータからのトルクによる回転運動を、ハウジングに対する軸方向の相対移動である並進運動に変換する。 For example, the clutch actuator of Patent Document 1 has a torque cam that can change the state of the clutch between the engaged state and the disengaged state. The torque cam is provided on one side of the electric motor in the axial direction, and converts rotary motion due to torque from the electric motor into translational motion, which is axial relative movement with respect to the housing.
特許文献1のクラッチアクチュエータは、トルクカムからの軸方向の荷重を受けるスラストベアリングをさらに備えている。スラストベアリングは、電動モータを収容するハウジングの内壁に形成された段差面に設けられている。つまり、スラストベアリングは、軸方向においてハウジングにより支持されている。 The clutch actuator of Patent Document 1 further includes a thrust bearing that receives an axial load from the torque cam. The thrust bearing is provided on a stepped surface formed on the inner wall of the housing that accommodates the electric motor. That is, the thrust bearing is axially supported by the housing.
そのため、電動モータのロータを回転可能に支持するロータベアリング、ロータ、および、ステータは、スラストベアリングの軸方向から見て、スラストベアリングの径方向外側に位置するよう設けられている。よって、ロータベアリング、ロータ、および、ステータの外径が大きくなり、電動モータが大型化し、ひいては、クラッチアクチュエータ全体の大型化を招くおそれがある。その結果、クラッチアクチュエータの収容性が低下するとともに、コストが増大するおそれがある。 Therefore, a rotor bearing that rotatably supports the rotor of the electric motor, a rotor, and a stator are provided so as to be positioned radially outside the thrust bearing when viewed from the axial direction of the thrust bearing. As a result, the outer diameters of the rotor bearing, rotor, and stator increase, the size of the electric motor increases, and the size of the clutch actuator as a whole may increase. As a result, the accommodation capacity of the clutch actuator may decrease and the cost may increase.
本発明の目的は、小型のクラッチアクチュエータを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a compact clutch actuator.
本発明は、相対回転可能な第1伝達部(61)と第2伝達部(62)との間において、第1伝達部と第2伝達部との間のトルクの伝達を許容する係合状態と、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非係合状態とに状態が変化するクラッチ(70)を備えるクラッチ装置(1)に用いられるクラッチアクチュエータであって、ハウジング(12)と電動モータ(20)とロータベアリング(15)とトルクカム(2)とスラストベアリング(16)とを備える。 The present invention provides an engagement state that allows transmission of torque between a first transmission section (61) and a second transmission section (62) that are relatively rotatable. A clutch actuator (1) for use in a clutch device (1) comprising a clutch (70) whose state changes between a first transmission portion and a non-engagement state for interrupting torque transmission between a first transmission portion and a second transmission portion, wherein , a housing (12), an electric motor (20), a rotor bearing (15), a torque cam (2) and a thrust bearing (16).
電動モータは、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、通電によりロータからトルクを出力可能である。ロータベアリングは、ロータをハウジングに対し相対回転可能に支持する。トルクカムは、電動モータに対し軸方向の一方側に設けられ、電動モータからのトルクによる回転運動を、ハウジングに対する軸方向の相対移動である並進運動に変換し、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。スラストベアリングは、トルクカムからの軸方向の荷重を受ける。 The electric motor has a stator (21) fixed to a housing and a rotor (23) rotatable relative to the stator, and can output torque from the rotor when energized. A rotor bearing supports the rotor so as to be rotatable relative to the housing. The torque cam is provided on one side of the electric motor in the axial direction, and converts rotary motion due to torque from the electric motor into translational motion, which is relative movement in the axial direction with respect to the housing, and changes the state of the clutch to engaged or disengaged. It can be changed to an engaged state. A thrust bearing receives an axial load from the torque cam.
スラストベアリングは、軸方向においてロータベアリングにより支持されている。そのため、ロータベアリングの内側のハウジングでスラストベアリングを支持する従来の構成と比べ、ロータベアリングを小径化できる。これにより、電動モータを小径化でき、クラッチアクチュエータを小型化できる。 The thrust bearing is axially supported by the rotor bearing. Therefore, the diameter of the rotor bearing can be reduced compared to the conventional configuration in which the thrust bearing is supported by the housing inside the rotor bearing. As a result, the diameter of the electric motor can be reduced, and the size of the clutch actuator can be reduced.
以下、複数の実施形態によるクラッチアクチュエータ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。 Clutch actuators according to a plurality of embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the substantially same structural part in several embodiment, and description is abbreviate|omitted.
(第1実施形態)
第1実施形態によるクラッチアクチュエータを適用したクラッチ装置を図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。
(First embodiment)
A clutch device to which the clutch actuator according to the first embodiment is applied is shown in FIGS. A clutch device 1 is provided, for example, between an internal combustion engine and a transmission of a vehicle, and is used to allow or block transmission of torque between the internal combustion engine and the transmission.
クラッチ装置1は、クラッチアクチュエータ10、クラッチ70、「制御部」としての電子制御ユニット(以下、「ECU」という)100、「第1伝達部」としての入力軸61、「第2伝達部」としての出力軸62等を備えている。
The clutch device 1 includes a
クラッチアクチュエータ10は、ハウジング12、「原動機」としての電動モータ20、ロータベアリング15、減速機30、「回転並進部」または「転動体カム」としてのトルクカム2、スラストベアリング16、状態変更部80等を備えている。
The
ECU100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。ECU100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、ECU100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。
The
ECU100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、ECU100は、後述する電動モータ20の作動を制御可能である。
The ECU 100 can control the operation of the internal combustion engine and the like based on information such as signals from various sensors. The ECU 100 can also control the operation of an
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。
The
内燃機関を搭載する車両には、固定体11が設けられる(図2参照)。固定体11は、例えば筒状に形成され、車両のエンジンルームに固定される。固定体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を介して固定体11により軸受けされる。
A vehicle equipped with an internal combustion engine is provided with a fixed body 11 (see FIG. 2). The
ハウジング12は、固定体11の内周壁と入力軸61の外周壁との間に設けられる。ハウジング12は、「ハウジング筒部」としてのハウジング内筒部121、ハウジング板部122、ハウジング外筒部123、シール溝部124、ハウジング段差面125、ハウジング段差面126、ハウジング側スプライン溝部127、ハウジング穴部128等を有している。
The
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。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とは、例えば金属により一体に形成されている。
The housing inner
上述のように、ハウジング12は、全体としては、中空、かつ、扁平形状に形成されている。
As described above, the
シール溝部124は、ハウジング内筒部121の外周壁から径方向内側へ凹むよう環状に形成されている。ハウジング段差面125は、シール溝部124とハウジング板部122との間において、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。ハウジング段差面126は、ハウジング段差面125とハウジング板部122との間において、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。ハウジング段差面126は、ハウジング内筒部121の軸方向から見て、ハウジング段差面125に対し径方向外側に形成されている。ハウジング板部122のハウジング内筒部121側の端面とハウジング段差面126とは、ハウジング内筒部121の軸方向に所定距離離れている。
The
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。ハウジング穴部128は、ハウジング板部122を板厚方向に貫くよう形成されている。
The housing-side
ハウジング12は、外壁の一部が固定体11の壁面の一部に当接するよう固定体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体11に固定される。ここで、ハウジング12は、固定体11および入力軸61に対し同軸に設けられる。ここで、「同軸」とは、2つの軸が厳密に一致する同軸の状態に限らず、僅かに偏心している状態または傾いている状態を含むものとする(以下、同じ)。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。
The
ハウジング12は、「空間」としての収容空間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。
The
電動モータ20は、収容空間120に収容されている。電動モータ20は、ステータ21、コイル22、ロータ23、「永久磁石」としてのマグネット230、マグネットカバー24等を有している。
The
ステータ21は、ステータヨーク211、ステータティース212を有している。ステータ21は、例えば積層鋼板により形成されている。ステータヨーク211は、略円筒状に形成されている。ステータティース212は、ステータヨーク211の内周壁から径方向内側へ突出するようステータヨーク211と一体に形成されている。ステータティース212は、ステータヨーク211の周方向に等間隔で複数形成されている。コイル22は、複数のステータティース212のそれぞれに設けられている。ステータ21は、ステータヨーク211の外周壁がハウジング外筒部123の内周壁に嵌合するようハウジング12に固定されている。
The
ロータ23は、例えば鉄系の金属により形成されている。ロータ23は、ロータ本体231、ロータ筒部232を有している。ロータ本体231は、略円環状に形成されている。ロータ筒部232は、ロータ本体231の外縁部から筒状に延びるよう形成されている。
The
マグネット230は、ロータ23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23の周方向に等間隔で複数設けられている。
マグネットカバー24は、マグネット230のロータ23の径方向外側の面を覆うようロータ23に設けられている。より詳細には、マグネットカバー24は、例えば非磁性の金属により形成されている。
The
クラッチアクチュエータ10は、ロータベアリング15を備えている。ロータベアリング15は、ハウジング段差面126に対しハウジング板部122とは反対側において、ハウジング内筒部121の径方向外側に設けられている。ロータベアリング15は、内輪151、外輪152、「軸受転動体」としての軸受ボール153等を有している。
The
内輪151、外輪152は、例えば金属により筒状に形成されている。外輪152は、内輪151の径方向外側に設けられている。軸受ボール153は、例えば金属により球状に形成されている。軸受ボール153は、内輪151の外周壁に環状に形成された溝部、および、外輪152の内周壁に環状に形成された溝部において、内輪151と外輪152との間で転動可能に設けられている。軸受ボール153は、内輪151および外輪152の周方向に複数設けられている。内輪151と外輪152との間で軸受ボール153が転動することにより、内輪151と外輪152とは相対回転可能である。軸受ボール153により、内輪151と外輪152との軸方向への相対移動が規制されている。
The
ロータベアリング15は、内輪151の内周壁がハウジング内筒部121の外周壁に当接し、内輪151の軸方向の一方の端面がハウジング段差面126に当接するようハウジング内筒部121に設けられている。ロータ23は、ロータ本体231の内周壁がロータベアリング15の外周壁に嵌合するよう設けられている。これにより、ロータベアリング15は、ロータ23をハウジング12に対し相対回転可能に支持している。
The
ECU100は、コイル22に供給する電力を制御することにより、電動モータ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、電動モータ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。
The
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。電動モータ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。
Here, the
本実施形態では、クラッチアクチュエータ10は、回転角センサ104を備えている。回転角センサ104は、コイル22に対しハウジング板部122側に位置するよう電動モータ20に設けられている。
In this embodiment, the
回転角センサ104は、ロータ23と一体に回転するセンサマグネット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ECU100に出力する。これにより、ECU100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、ECU100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。
図3に示すように、減速機30は、サンギヤ31、プラネタリギヤ32、キャリア33、第1リングギヤ34、第2リングギヤ35等を有している。
As shown in FIG. 3, the
サンギヤ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。つまり、ロータ23とサンギヤ31とは、異なる材料により別体に形成され、一体に回転可能なよう同軸に配置されている。
The
より詳細には、サンギヤ31は、サンギヤ基部310、「歯部」および「外歯」としてのサンギヤ歯部311、サンギヤ筒部312を有している。サンギヤ基部310は、例えば金属により略円環状に形成されている。サンギヤ筒部312は、サンギヤ基部310の外縁部から筒状に延びるようサンギヤ基部310と一体に形成されている。サンギヤ歯部311は、サンギヤ筒部312のサンギヤ基部310とは反対側の端部の外周壁に形成されている。
More specifically, the
サンギヤ31は、サンギヤ基部310の外周壁がロータ筒部232の内周壁に嵌合するよう設けられている。これにより、サンギヤ31は、ロータベアリング15により、ロータ23とともに、ハウジング12に対し相対回転可能に支持されている。
The
ロータ23と一体回転するサンギヤ31には、電動モータ20のトルクが入力される。ここで、サンギヤ31は、減速機30の「入力部」に対応する。
The torque of the
プラネタリギヤ32は、サンギヤ31の周方向に沿って複数設けられ、サンギヤ31に噛み合いつつ自転しながらサンギヤ31の周方向に公転可能である。より詳細には、プラネタリギヤ32は、例えば金属により略円筒状に形成され、サンギヤ31の径方向外側においてサンギヤ31の周方向に等間隔で複数設けられている。プラネタリギヤ32は、「歯部」および「外歯」としてのプラネタリギヤ歯部321を有している。プラネタリギヤ歯部321は、サンギヤ歯部311に噛み合い可能なようプラネタリギヤ32の外周壁に形成されている。
A plurality of
キャリア33は、プラネタリギヤ32を回転可能に支持し、サンギヤ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、キャリア本体331、ピン335を有している。キャリア本体331は、例えば金属により略円環の板状に形成されている。キャリア本体331は、軸方向においてはコイル22とプラネタリギヤ32との間に位置している。
More specifically, the
ピン335は、例えば金属により略円柱状に形成されている。ピン335は、軸方向の端部がキャリア本体331に固定されるようにして設けられている。
The
減速機30は、プラネタリギヤベアリング36を有している。プラネタリギヤベアリング36は、ピン335の外周壁とプラネタリギヤ32の内周壁との間に設けられている。これにより、プラネタリギヤ32は、プラネタリギヤベアリング36を介してピン335により回転可能に支持されている。すなわち、ピン335は、プラネタリギヤ32の回転中心に設けられ、プラネタリギヤ32を回転可能に支持している。また、プラネタリギヤ32とピン335とは、プラネタリギヤベアリング36を介して所定の範囲で軸方向に相対移動可能である。言い換えると、プラネタリギヤ32とピン335とは、プラネタリギヤベアリング36により、軸方向の相対移動可能範囲が所定の範囲に規制されている。
The
第1リングギヤ34は、プラネタリギヤ32に噛み合い可能な歯部である第1リングギヤ歯部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リングギヤ34は、例えば金属により略円筒状に形成されている。第1リングギヤ34は、ステータ21に対しハウジング板部122とは反対側において、外縁部がハウジング外筒部123の内周壁に嵌合するようハウジング12に固定されている。そのため、第1リングギヤ34は、ハウジング12に対し相対回転不能である。
The
ここで、第1リングギヤ34は、ハウジング12、ロータ23、サンギヤ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リングギヤ歯部341は、プラネタリギヤ32のプラネタリギヤ歯部321の軸方向の一方の端部側に噛み合い可能なよう第1リングギヤ34の内周壁に形成されている。
Here, the
第2リングギヤ35は、プラネタリギヤ32に噛み合い可能な歯部であり第1リングギヤ歯部341とは歯数の異なる第2リングギヤ歯部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リングギヤ35は、例えば金属により筒状に形成されている。
The
ここで、第2リングギヤ35は、ハウジング12、ロータ23、サンギヤ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リングギヤ歯部351は、プラネタリギヤ32のプラネタリギヤ歯部321の軸方向の他方の端部側に噛み合い可能なよう第2リングギヤ35の軸方向の第1リングギヤ34側の端部の内周壁に形成されている。本実施形態では、第2リングギヤ歯部351の歯数は、第1リングギヤ歯部341の歯数よりも多い。より詳細には、第2リングギヤ歯部351の歯数は、第1リングギヤ歯部341の歯数よりも、プラネタリギヤ32の個数に整数を乗じた数分だけ多い。
Here, the
また、プラネタリギヤ32は、同一部位において2つの異なる諸元をもつ第1リングギヤ34および第2リングギヤ35と干渉なく正常に噛み合う必要があるため、第1リングギヤ34および第2リングギヤ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。
In addition, the
上記構成により、電動モータ20のロータ23が回転すると、サンギヤ31が回転し、プラネタリギヤ32のプラネタリギヤ歯部321がサンギヤ歯部311と第1リングギヤ歯部341および第2リングギヤ歯部351とに噛み合いつつ自転しながらサンギヤ31の周方向に公転する。ここで、第2リングギヤ歯部351の歯数が第1リングギヤ歯部341の歯数より多いため、第2リングギヤ35は、第1リングギヤ34に対し相対回転する。そのため、第1リングギヤ34と第2リングギヤ35との間で第1リングギヤ歯部341と第2リングギヤ歯部351との歯数差に応じた微小差回転が第2リングギヤ35の回転として出力される。これにより、電動モータ20からのトルクは、減速機30により減速されて、第2リングギヤ35から出力される。このように、減速機30は、電動モータ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。
With the above configuration, when the
第2リングギヤ35は、後述する駆動カム40とは別体に形成され、駆動カム40と一体回転可能に設けられている。第2リングギヤ35は、電動モータ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リングギヤ35は、減速機30の「出力部」に対応する。
The
トルクカム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、「カム転動体」としてのカムボール3を有している。
The
駆動カム40は、駆動カム本体41、駆動カム特定形状部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。駆動カム特定形状部42は、駆動カム本体41の外縁部から、駆動カム本体41の軸に対し傾斜して延びるよう形成されている。駆動カム板部43は、駆動カム特定形状部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特定形状部42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、駆動カム本体41と駆動カム特定形状部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。
The
駆動カム溝400は、駆動カム本体41の駆動カム特定形状部42側の面である一方の端面から他方の端面側へ凹みつつ、駆動カム本体41の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の周方向において一方の端面からの深さが変化するよう形成されている。駆動カム溝400は、例えば駆動カム本体41の周方向に等間隔で3つ形成されている。
The
駆動カム40は、駆動カム本体41がハウジング内筒部121の外周壁とサンギヤ31のサンギヤ筒部312の内周壁との間に位置し、駆動カム板部43がプラネタリギヤ32に対しキャリア本体331とは反対側に位置するようハウジング内筒部121とハウジング外筒部123との間に設けられている。駆動カム40は、ハウジング12に対し相対回転可能である。
The
第2リングギヤ35は、第2リングギヤ歯部351が形成された端部とは反対側の端部の内周壁が駆動カム板部43の外縁部に嵌合するよう駆動カム40と一体に設けられている。第2リングギヤ35は、駆動カム40に対し相対回転不能である。すなわち、第2リングギヤ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、電動モータ20からのトルクが、減速機30により減速され、第2リングギヤ35から出力されると、駆動カム40は、ハウジング12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。
The
従動カム50は、従動カム本体51、従動カム特定形状部52、従動カム板部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。従動カム特定形状部52は、従動カム本体51の外縁部から、従動カム本体51の軸に対し傾斜して延びるよう形成されている。従動カム板部53は、従動カム特定形状部52の従動カム本体51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。ここで、従動カム本体51と従動カム特定形状部52と従動カム板部53とは、例えば金属により一体に形成されている。
The driven
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。
The cam-side
従動カム50は、従動カム本体51が駆動カム本体41に対しロータベアリング15とは反対側、かつ、駆動カム特定形状部42および駆動カム板部43の径方向内側に位置し、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。
The driven
従動カム溝500は、従動カム本体51の駆動カム本体41側の面である一方の端面から他方の端面側へ凹みつつ、従動カム本体51の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の周方向において一方の端面からの深さが変化するよう形成されている。従動カム溝500は、例えば従動カム本体51の周方向に等間隔で3つ形成されている。
The driven
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。
When the
カムボール3は、例えば金属により球状に形成されている。カムボール3は、3つの駆動カム溝400と3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、カムボール3は、合計3つ設けられている。
The
このように、駆動カム40と従動カム50とカムボール3とは、「転動体カム」としてのトルクカム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、カムボール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。
Thus, the driving
上述のように、駆動カム溝400および従動カム溝500は、駆動カム40または従動カム50の周方向において深さが変化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、カムボール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。
As described above, the
このように、従動カム50は、駆動カム溝400との間にカムボール3を挟むようにして一方の端面に形成された複数の従動カム溝500を有し、駆動カム40およびカムボール3とともにトルクカム2を構成している。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。
As described above, the driven
トルクカム2は、電動モータ20に対し軸方向の一方側に設けられ、電動モータ20からのトルクによる回転運動を、ハウジング12に対する軸方向の相対移動である並進運動に変換する。
The
本実施形態では、クラッチアクチュエータ10は、「付勢部材」としてのリターンスプリング55、リターンスプリングリテーナ56を備えている。リターンスプリング55は、例えばコイルスプリングであり、従動カム本体51の駆動カム本体41とは反対側において、ハウジング内筒部121の径方向外側に設けられている。リターンスプリング55は、一端が従動カム本体51の駆動カム本体41とは反対側の面に当接している。
In this embodiment, the
リターンスプリングリテーナ56は、リテーナ内筒部561、リテーナ板部562、リテーナ外筒部563を有している。リテーナ内筒部561は、略円筒状に形成されている。リテーナ板部562は、リテーナ内筒部561の一方の端部から径方向外側に延びるよう環状の板状に形成されている。リテーナ外筒部563は、リテーナ板部562の外縁部からリテーナ内筒部561側へ延びるよう略円筒状に形成されている。リテーナ内筒部561とリテーナ板部562とリテーナ外筒部563とは、例えば金属により一体に形成されている。
The
リターンスプリングリテーナ56は、リテーナ内筒部561の内周壁がハウジング内筒部121の外周壁に嵌合するようハウジング内筒部121に固定されている。リターンスプリング55の他端は、リテーナ内筒部561とリテーナ外筒部563との間においてリテーナ板部562に当接している。
The
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との間にカムボール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。
The
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。
The
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、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。
The end of the
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。
The
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。
The engaging
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。
In the engaged state in which the plurality of
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。
When the clutch 70 is engaged, torque input to the
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。
Thus, clutch 70 transmits torque between
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。 In this embodiment, the clutch device 1 is a so-called normally open type clutch device that is normally in a non-engaged state.
状態変更部80は、「弾性変形部」としての皿ばね81、皿ばねリテーナ82、皿ばねスラストベアリング83を有している。皿ばねリテーナ82は、リテーナ筒部821、リテーナフランジ部822を有している。リテーナ筒部821は、略円筒状に形成されている。リテーナフランジ部822は、リテーナ筒部821の一端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。リテーナ筒部821とリテーナフランジ部822とは、例えば金属により一体に形成されている。皿ばねリテーナ82は、例えばリテーナ筒部821の他端が従動カム板部53の駆動カム40とは反対側の端面に接続するよう従動カム50に設けられている。ここで、リテーナ筒部821と従動カム板部53とは、例えば溶接により接続されている。
The
皿ばね81は、内縁部がリテーナ筒部821の径方向外側において、従動カム板部53とリテーナフランジ部822との間に位置するよう設けられている。皿ばねスラストベアリング83は、環状に形成され、リテーナ筒部821の径方向外側において、従動カム板部53と皿ばね81の内縁部との間に設けられている。
The
皿ばねリテーナ82は、リテーナフランジ部822が皿ばね81の軸方向の一端すなわち内縁部を係止可能なよう従動カム50に固定されている。そのため、皿ばね81および皿ばねスラストベアリング83は、リテーナフランジ部822により、皿ばねリテーナ82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。
The
図3は、状態変更部80を取り付けていない状態のクラッチアクチュエータ10を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
図1、2に示すように、カムボール3が、駆動カム本体41の一方の端面から駆動カム溝400の駆動カム本体41の軸方向すなわち深さ方向に最も離れた部位である最深部に対応する位置(原点)、および、従動カム本体51の一方の端面から従動カム溝500の従動カム本体51の軸方向すなわち深さ方向に最も離れた部位である最深部に対応する位置(原点)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、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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ここで、クラッチ70の状態を変更する通常作動時、ECU100の制御により電動モータ20のコイル22に電力が供給されると、電動モータ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、カムボール3が最深部に対応する位置から駆動カム溝400および従動カム溝500の周方向の一方側へ転動する。これにより、従動カム50は、リターンスプリング55を圧縮しながらハウジング12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。
Here, when electric power is supplied to the
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、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。
When the
このとき、皿ばね81は、皿ばねスラストベアリング83に軸受けされながら従動カム50および皿ばねリテーナ82に対し相対回転する。このように、皿ばね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。
At this time, the
ECU100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、電動モータ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。
The
また、トルクカム2は、電動モータ20からのトルクによる回転運動を、ハウジング12に対する軸方向の相対移動である並進運動に変換し、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。
In addition, the
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。
The end of the
本実施形態では、クラッチ装置1は、オイル供給部5を備えている(図1、2参照)。オイル供給部5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5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5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。
In this embodiment, the clutch device 1 includes an oil supply portion 5 (see FIGS. 1 and 2). The
ECU100は、オイル供給部5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」としてのトルクカム2は、「回転部」としての駆動カム40および第2リングギヤ35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および第2リングギヤ35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。電動モータ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。
In this embodiment, the
図3に示すように、スラストベアリング16は、「スラスト軸受転動体」としてのころ161、レース162、バックアッププレート163を有している。レース162は、例えば金属により環状の板状に形成されている。ころ161は、例えば金属により略円柱状に形成され、レース162の一方の端面に接触しながらレース162の周方向に転動可能に設けられている。ころ161は、レース162の周方向に複数設けられている。
As shown in FIG. 3, the
バックアッププレート163は、プレート本体164、プレート凸部165を有している。プレート本体164は、略円環状に形成されている。プレート凸部165は、プレート本体164の内縁部から軸方向に突出するよう略円環状に形成されている。プレート本体164とプレート凸部165とは、例えば金属により一体に形成されている。
The
バックアッププレート163は、プレート凸部165がロータベアリング15の内輪151のハウジング段差面126とは反対側の端面に当接するようハウジング内筒部121の径方向外側に設けられている。レース162は、他方の端面がプレート本体164のプレート凸部165とは反対側の端面に当接するようハウジング内筒部121の径方向外側に設けられている。ころ161は、レース162と駆動カム本体41との間に設けられ、レース162の駆動カム本体41側の端面と駆動カム本体41のレース162側の面とに接触しつつ、レース162の周方向に転動可能である。
The
スラストベアリング16は、駆動カム40からスラスト方向すなわち軸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側からの軸方向の荷重は、皿ばね81、皿ばねスラストベアリング83、従動カム50、カムボール3、駆動カム40を経由してスラストベアリング16に作用する。
The
本実施形態では、クラッチアクチュエータ10は、「シール部材」としての内側シール部材191、外側シール部材192を備えている。内側シール部材191は、例えばゴム等の弾性材料により環状に形成されたオイルシールである。外側シール部材192は、例えばゴム等の弾性材料および金属環等により環状に形成されたオイルシールである。
In this embodiment, the
内側シール部材191は、ハウジング内筒部121に形成されたシール溝部124に設けられている。内側シール部材191は、外縁部が駆動カム本体41の内周壁と摺動可能なようシール溝部124に設けられている。
The
外側シール部材192は、第2リングギヤ35に対し第1リングギヤ34とは反対側において、ハウジング外筒部123と駆動カム外筒部44との間に設けられている。外側シール部材192は、内縁部のシールリップ部が駆動カム外筒部44の外周壁と摺動可能なようハウジング外筒部123に設けられている。
The
ここで、外側シール部材192は、内側シール部材191の軸方向から見たとき、内側シール部材191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)。
Here, the
上述のように、駆動カム本体41の内周壁は、内側シール部材191と摺動可能である。すなわち、内側シール部材191は、「回転部」としての駆動カム40に接触するよう設けられている。内側シール部材191は、駆動カム本体41とハウジング内筒部121との間を気密または液密にシールしている。
As described above, the inner peripheral wall of the
駆動カム外筒部44の外周壁は、外側シール部材192の内縁部であるシールリップ部と摺動可能である。すなわち、外側シール部材192は、「回転部」としての駆動カム40に接触するよう設けられている。外側シール部材192は、駆動カム外筒部44の外周壁とハウジング外筒部123の内周壁との間を気密または液密にシールしている。
The outer peripheral wall of the drive cam outer
上述のように設けられた内側シール部材191、および、外側シール部材192により、電動モータ20および減速機30を収容する収容空間120を気密または液密に保持可能であり、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、異物による電動モータ20または減速機30の作動不良を抑制できる。
With the
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。 The configuration of each part of the present embodiment will be described in more detail below.
図3に示すように、<1>スラストベアリング16は、軸方向においてロータベアリング15により支持されている。より具体的には、スラストベアリング16のバックアッププレート163のプレート凸部165がロータベアリング15の内輪151のハウジング段差面126とは反対側の端面に当接している。これにより、クラッチ70側からの軸方向の荷重は、皿ばね81、皿ばねスラストベアリング83、従動カム50、カムボール3、駆動カム40、スラストベアリング16、ロータベアリング15の内輪151を経由してハウジング段差面126に作用する。
As shown in FIG. 3, the <1> thrust bearing 16 is axially supported by the
<2>ロータベアリング15とスラストベアリング16とは、軸方向において対向するよう配置されている。より具体的には、ロータベアリング15とスラストベアリング16とは、スラストベアリング16の軸方向において、内輪151のハウジング段差面126とは反対側の端面と、バックアッププレート163の駆動カム40とは反対側の面とが対向するよう配置されている。
<2> The
<3>スラストベアリング16は、環状に形成されている。より具体的には、スラストベアリング16は、環状のバックアッププレート163、環状のレース162、および、レース162の周方向に転動可能なころ161を有し、バックアッププレート163の軸方向から見たとき、全体として環状となるよう形成されている。ここで、「スラストベアリング16の軸方向」とは、「バックアッププレート163またはレース162の軸方向」を意味する(以下、同じ)。
<3> The
本実施形態では、バックアッププレート163のプレート本体164の外径および内径とレース162の外径および内径とは、概ね同じである。略円柱状のころ161は、軸方向の中心がレース162の径方向すなわち幅方向の中心と概ね一致する位置に設けられている(図3参照)。
In this embodiment, the outer diameter and inner diameter of the
<4>スラストベアリング16の軸方向から見て、スラストベアリング16の径方向の中心の位置である中央位置P1は、内輪151の径方向の中心の位置である中央位置P2と一致する(図3参照)。ここで、「一致する」とは、スラストベアリング16の径方向において、両者が厳密に一致する場合に限らず、公差等により僅かにずれる場合も含むことを意味する(以下、同じ)。また、「スラストベアリング16の径方向の中心の位置」とは、ころ161、レース162およびバックアッププレート163を一体に含む、全体として環状のスラストベアリング16の径方向の中心の位置を意味する。
<4> When viewed from the axial direction of the
<5>スラストベアリング16の軸方向から見て、スラストベアリング16の径方向の中心の位置である中央位置P1および内輪151の径方向の中心の位置である中央位置P2は、駆動カム溝400の駆動カム40の径方向における中心の位置である中央位置P3に対し径方向内側、かつ、駆動カム40の内縁端に対し径方向外側に位置している(図3参照)。
<5> When viewed from the axial direction of the
図3~5に示すように、駆動カム本体41の中心O1を中心とし駆動カム溝400の駆動カム40の径方向における中央位置P3を通る円をピッチ円Cp1、スラストベアリング16の中心を中心としスラストベアリング16の径方向の中央位置P1を通る円を円C1、および、内輪151の中心を中心とし内輪151の径方向の中央位置P2を通る円を円C2とすると、駆動カム40、スラストベアリング16およびロータベアリング15は、ピッチ円Cp1の径方向内側に円C1、円C2が位置するよう設けられている。
As shown in FIGS. 3 to 5, a pitch circle Cp1 is a circle that is centered at the center O1 of the
図6に示すように、従動カム本体51の中心O2を中心とし従動カム溝500の従動カム50の径方向における中心の位置である中央位置P4を通る円をピッチ円Cp2とすると、スラストベアリング16の軸方向から見て、ピッチ円Cp2は、ピッチ円Cp1と一致する(図3、4参照)。
As shown in FIG. 6, if a pitch circle Cp2 is a circle that is centered on the center O2 of the driven cam
以上説明したように、<1>本実施形態では、スラストベアリング16は、トルクカム2からの軸方向の荷重を受ける。スラストベアリング16は、軸方向においてロータベアリング15により支持されている。
As described above, <1> in the present embodiment, the
そのため、ロータベアリングの内側のハウジングでスラストベアリングを支持する従来の構成と比べ、ロータベアリング15を小径化できる。これにより、電動モータ20を小径化でき、クラッチアクチュエータ10を小型化できる。その結果、クラッチアクチュエータ10の収容性を向上でき、低コスト化を図ることができる。
Therefore, the diameter of the rotor bearing 15 can be reduced compared to the conventional configuration in which the thrust bearing is supported by the housing inside the rotor bearing. As a result, the diameter of the
また、<2>本実施形態では、ロータベアリング15とスラストベアリング16とは、軸方向において対向するよう配置されている。
Further, <2> in the present embodiment, the
そのため、スラストベアリング16を経由したトルクカム2からの軸方向の荷重をロータベアリング15で確実に受けることができる。
Therefore, the rotor bearing 15 can reliably receive the axial load from the
また、<3>本実施形態では、ロータベアリング15は、ハウジング12に固定された内輪151、ロータ23に固定された外輪152、および、内輪151と外輪152との間で転動可能な「軸受転動体」としての軸受ボール153を有している。スラストベアリング16は、環状に形成されている。
<3> In the present embodiment, the rotor bearing 15 includes an
そのため、スラストベアリング16の軸方向において、環状のスラストベアリング16を例えばロータベアリング15の内輪151で支持することが可能である。
Therefore, the annular thrust bearing 16 can be supported, for example, by the
また、<4>本実施形態では、スラストベアリング16の軸方向から見て、スラストベアリング16の径方向の中央位置P1は、内輪151の径方向の中央位置P2と一致する。
Further, <4> in the present embodiment, the radial center position P1 of the
そのため、スラストベアリング16を経由したトルクカム2からの軸方向の荷重をロータベアリング15の内輪151で確実に受けることができる。
Therefore, the axial load from the
また、<5>本実施形態では、スラストベアリング16の軸方向から見て、スラストベアリング16の径方向の中央位置P1および内輪151の径方向の中央位置P2は、駆動カム溝400の駆動カム40の径方向における中央位置P3に対し径方向内側、かつ、駆動カム40の内縁端に対し径方向外側に位置している。
<5> In the present embodiment, when viewed from the axial direction of the
そのため、スラストベアリング16を経由したトルクカム2からの軸方向の荷重をロータベアリング15の内輪151で確実に受けることができるようにしつつ、スラストベアリング16およびロータベアリング15をできる限り径方向内側に配置することができクラッチアクチュエータ10を小型にできる。
Therefore, the
また、<7>本実施形態では、ロータ23は、ステータ21の径方向内側に設けられている。つまり、電動モータ20は、インナロータタイプのモータである。
<7> In the present embodiment, the
ロータ23がステータ21の径方向内側に配置される構成のため、慣性モーメントが小さくなり、クラッチアクチュエータ10の応答性を向上できる。
Since the
また、<8>本実施形態は、電動モータ20からのトルクを減速しトルクカム2に出力する減速機30を備える。減速機30は、不思議遊星歯車減速機である。
<8> This embodiment includes a
そのため、短い軸長でありながら、大きな減速比で高効率な動力伝達を実現できるため、クラッチアクチュエータ10をより一層小型にできる。
Therefore, although the shaft length is short, high-efficiency power transmission can be realized with a large reduction ratio, so the
(第2実施形態)
第2実施形態によるクラッチアクチュエータを適用したクラッチ装置の一部を図7に示す。第2実施形態は、駆動カム40とスラストベアリング16とロータベアリング15との位置関係等が第1実施形態と異なる。
(Second embodiment)
FIG. 7 shows part of a clutch device to which the clutch actuator according to the second embodiment is applied. The second embodiment differs from the first embodiment in the positional relationship among the
<6>本実施形態では、スラストベアリング16の軸方向から見て、駆動カム溝400の駆動カム40の径方向における中心の位置である中央位置P3と、スラストベアリング16の径方向の中心の位置である中央位置P1と、内輪151の径方向の中心の位置である中央位置P2とは、一致する。
<6> In the present embodiment, when viewed from the axial direction of the
ここで、スラストベアリング16の軸方向から見て、中央位置P1、中央位置P2、中央位置P3は、中央位置P3を通るピッチ円Cp1上に位置する。
Here, when viewed from the axial direction of the
以上説明したように、<6>本実施形態では、スラストベアリング16の軸方向から見て、駆動カム溝400の駆動カム40の径方向における中央位置P3と、スラストベアリング16の径方向の中央位置P1と、内輪151の径方向の中央位置P2とは、一致する。
As described above, <6> in the present embodiment, when viewed from the axial direction of the
そのため、スラストベアリング16を経由したトルクカム2からの軸方向の荷重をロータベアリング15の内輪151で確実に受けることができる。
Therefore, the axial load from the
(他の実施形態)
上述の実施形態では、スラストベアリング16が、軸方向においてロータベアリング15の内輪151の端面により支持される例を示した。これに対し、他の実施形態では、スラストベアリング16は、軸方向においてロータベアリング15の内輪151の端面により支持されるとともに、ハウジング段差面125により支持されていてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the
また、他の実施形態では、スラストベアリング16の軸方向から見て、スラストベアリング16の径方向の中央位置P1は、内輪151の径方向の中央位置P2と一致していなくてもよい。
In another embodiment, the radial center position P1 of the
また、他の実施形態では、スラストベアリング16の軸方向から見て、駆動カム溝400の駆動カム40の径方向における中央位置P3と、スラストベアリング16の径方向の中央位置P1と、内輪151の径方向の中央位置P2とは、一致していなくてもよい。
In another embodiment, when viewed from the axial direction of the
また、他の実施形態では、ロータは、ステータの径方向外側に設けられていてもよい。 Also, in other embodiments, the rotor may be provided radially outside the stator.
また、他の実施形態では、減速機は、不思議遊星歯車以外の遊星歯車を用いた減速機、または、その他の減速機であってもよい。また、他の実施形態では、減速機を備えていなくてもよい。 In other embodiments, the speed reducer may be a speed reducer using planetary gears other than paradox planetary gears or other speed reducers. Also, in other embodiments, the speed reducer may not be provided.
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、いくつ形成されていてもよい。また、カムボール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。
In other embodiments, any number of
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。 In addition, the present invention is not limited to vehicles that run on drive torque from an internal combustion engine, but can also be applied to electric vehicles, hybrid vehicles, and the like that run on drive torque from a motor.
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。 In another embodiment, torque may be input from the "second transmission section" and output from the "first transmission section" via the "clutch". Further, for example, when one of the “first transmission portion” or the “second transmission portion” is fixed so as not to rotate, by engaging the “clutch”, the “first transmission portion” or the “second transmission portion” is fixed. The rotation of the other of the "parts" can be stopped. In this case, the clutch device can be used as a braking device.
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。 Thus, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and can be embodied in various forms without departing from the scope of the present disclosure.
本開示に記載のクラッチ装置の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載のクラッチ装置の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載のクラッチ装置の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The clutch system control and techniques described in this disclosure are provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized by Alternatively, the clutch system controls and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the clutch device controller and techniques described in this disclosure may be a processor configured with one or more hardware logic circuits and a processor and memory programmed to perform one or more functions. may be implemented by one or more dedicated computers configured by a combination of The computer program may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible storage medium.
1 クラッチ装置、2 トルクカム、10 クラッチアクチュエータ、12 ハウジング、20 電動モータ、21 ステータ、23 ロータ、15 ロータベアリング、16 スラストベアリング、61 入力軸(第1伝達部)、62 出力軸(第2伝達部)、70 クラッチ 1 clutch device, 2 torque cam, 10 clutch actuator, 12 housing, 20 electric motor, 21 stator, 23 rotor, 15 rotor bearing, 16 thrust bearing, 61 input shaft (first transmission part), 62 output shaft (second transmission part ), 70 clutch
Claims (8)
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、通電により前記ロータからトルクを出力可能な電動モータ(20)と、
前記ロータを前記ハウジングに対し相対回転可能に支持するロータベアリング(15)と、
前記電動モータに対し軸方向の一方側に設けられ、前記電動モータからのトルクによる回転運動を、前記ハウジングに対する軸方向の相対移動である並進運動に変換し、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トルクカム(2)と、
前記トルクカムからの軸方向の荷重を受けるスラストベアリング(16)と、を備え、
前記スラストベアリングは、軸方向において前記ロータベアリングにより支持されているクラッチアクチュエータ。 an engagement state between the first transmission portion (61) and the second transmission portion (62) that are capable of relative rotation, allowing transmission of torque between the first transmission portion and the second transmission portion; A clutch actuator (1) for use in a clutch device (1) comprising a clutch (70) that changes between a disengaged state and a disengaged state that interrupts transmission of torque between a first transmission section and a second transmission section. ,
a housing (12);
an electric motor (20) having a stator (21) fixed to the housing and a rotor (23) rotatable relative to the stator, and capable of outputting torque from the rotor when energized;
a rotor bearing (15) supporting the rotor so as to be rotatable relative to the housing;
It is provided on one side in the axial direction with respect to the electric motor, and converts rotary motion due to torque from the electric motor into translational motion, which is relative movement in the axial direction with respect to the housing, and changes the state of the clutch to an engaged state or an engaged state. a torque cam (2) that can be changed to a disengaged state;
a thrust bearing (16) that receives the axial load from the torque cam;
A clutch actuator in which the thrust bearing is axially supported by the rotor bearing.
前記スラストベアリングは、環状に形成されている請求項1または2に記載のクラッチアクチュエータ。 The rotor bearing has an inner ring (151) fixed to the housing, an outer ring (152) fixed to the rotor, and bearing rolling elements (153) rollable between the inner ring and the outer ring. death,
3. A clutch actuator according to claim 1, wherein said thrust bearing is annular.
前記駆動カムは、前記カム転動体が転動可能なよう前記駆動カムの周方向に延びるよう形成された駆動カム溝(500)を有し、
前記スラストベアリングの軸方向から見て、前記スラストベアリングの径方向の中央位置(P1)および前記内輪の径方向の中央位置(P2)は、前記駆動カム溝の前記駆動カムの径方向における中央位置(P3)に対し径方向内側、かつ、前記駆動カムの内縁端に対し径方向外側に位置している請求項3または4に記載のクラッチアクチュエータ。 The torque cam includes a drive cam (40) that rotates relative to the housing when torque is input from the electric motor, and a driven cam that moves axially relative to the housing when the drive cam rotates relative to the housing. a cam (50) and a cam rolling element (3) rolling between the driving cam and the driven cam;
The drive cam has a drive cam groove (500) formed to extend in the circumferential direction of the drive cam so that the cam rolling element can roll,
When viewed from the axial direction of the thrust bearing, the radial center position (P1) of the thrust bearing and the radial center position (P2) of the inner ring are the center positions of the drive cam grooves in the radial direction of the drive cam. 5. A clutch actuator according to claim 3 or 4, located radially inward to (P3) and radially outward to the inner edge edge of said drive cam.
前記駆動カムは、前記カム転動体が転動可能なよう前記駆動カムの周方向に延びるよう形成された駆動カム溝(500)を有し、
前記スラストベアリングの軸方向から見て、前記駆動カム溝の前記駆動カムの径方向における中央位置(P3)と、前記スラストベアリングの径方向の中央位置(P1)と、前記内輪の径方向の中央位置(P2)とは、一致する請求項3または4に記載のクラッチアクチュエータ。 The torque cam includes a drive cam (40) that rotates relative to the housing when torque is input from the electric motor, and a driven cam that moves axially relative to the housing when the drive cam rotates relative to the housing. a cam (50) and a cam rolling element (3) rolling between the driving cam and the driven cam;
The drive cam has a drive cam groove (500) formed to extend in the circumferential direction of the drive cam so that the cam rolling element can roll,
Seen from the axial direction of the thrust bearing, a center position (P3) of the drive cam groove in the radial direction of the drive cam, a center position (P1) of the thrust bearing in the radial direction, and a center position of the inner ring in the radial direction Clutch actuator according to claim 3 or 4, wherein the position (P2) coincides.
前記減速機は、不思議遊星歯車減速機である請求項1~7のいずれか一項に記載のクラッチアクチュエータ。 further comprising a reducer (30) for reducing torque from the electric motor and outputting it to the torque cam;
A clutch actuator according to any one of claims 1 to 7, wherein the speed reducer is a paradox planetary gear speed reducer.
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