JP2023094071A - クラッチアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】減速機のギヤの信頼性の低下を抑制可能なクラッチアクチュエータを提供する。【解決手段】減速機３０は、プラネタリギヤ３２、第１リングギヤ３４、第２リングギヤ３５を有する。プラネタリギヤ３２は、軸に対し傾斜するよう形成されたプラネタリギヤ歯部３２１を有する斜歯歯車である。第１リングギヤ３４は、軸に対し平行となるよう形成されプラネタリギヤ歯部３２１に噛み合う第１リングギヤ歯部３４１を有する平歯車である。第２リングギヤ３５は、軸に対し平行となるよう形成されプラネタリギヤ歯部３２１に噛み合う第２リングギヤ歯部３５１を有する平歯車である。【選択図】図１

Description

本発明は、クラッチアクチュエータに関する。

従来、相対回転可能な第１伝達部と第２伝達部との間に設けられ、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。

例えば、特許文献１のクラッチアクチュエータでは、減速機は、プラネタリギヤ、プラネタリギヤを回転可能に支持するキャリア、プラネタリギヤに噛み合い可能な第１リングギヤ、プラネタリギヤに噛み合い可能で第１リングギヤとは歯数が異なる第２リングギヤ等を有している。

特開２０２１－２３０９２号公報

特許文献１のクラッチアクチュエータでは、プラネタリギヤは、第１リングギヤと第２リングギヤとに、それぞれ反対方向へトルクを与えながら回転する。そのため、プラネタリギヤは、噛み合い部の形状に応じて傾く。これにより、プラネタリギヤを軸受けするベアリングの隙間がゼロになるまで、すなわち、最大傾き角まで傾いた場合、ベアリングに剪断応力が発生し、信頼性が低下するおそれがある。

また、プラネタリギヤが傾いた状態で第１リングギヤと第２リングギヤとに噛み合うことにより、噛み合い部が点接触となり、応力が集中し、ギヤの強度信頼性が低下するおそれがある。

さらに、プラネタリギヤが傾いた状態で第１リングギヤと第２リングギヤとに噛み合うことにより、軸方向成分の荷重が発生し、プラネタリギヤおよびキャリアを含むキャリアサブアッセンブリが軸方向に移動し他部材に押し付けられ、他部材との摺動面が摩耗するおそれがある。

本発明の目的は、減速機のギヤの信頼性の低下を抑制可能なクラッチアクチュエータを提供することにある。

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）と減速機（３０）とトルクカム（２）とを備える。

電動モータは、ハウジングに設けられ、通電によりトルクを出力可能である。減速機は、電動モータからのトルクを減速し出力可能である。トルクカムは、減速機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。

減速機は、入力部（３１）、プラネタリギヤ（３２）、キャリア（３３）、第１リングギヤ（３４）および第２リングギヤ（３５）を有する。入力部には、電動モータからのトルクが入力される。プラネタリギヤは、自転しながら入力部の周方向に公転可能である。キャリアは、プラネタリギヤを回転可能に支持し、入力部の周方向に回転可能である。

環状の第１リングギヤは、プラネタリギヤに噛み合い可能である。環状の第２リングギヤは、プラネタリギヤに噛み合い可能、かつ、第１リングギヤとは歯数が異なるよう形成され、トルクカムにトルクを出力する。

プラネタリギヤは、軸に対し傾斜するよう形成されたプラネタリギヤ歯部（３２１）を有する斜歯歯車である。第１リングギヤは、軸に対し平行となるよう形成されプラネタリギヤ歯部に噛み合う第１リングギヤ歯部（３４１）を有する平歯車である。第２リングギヤは、軸に対し平行となるよう形成されプラネタリギヤ歯部に噛み合う第２リングギヤ歯部（３５１）を有する平歯車である。

本発明では、第１リングギヤおよび第２リングギヤが平歯車であるのに対し、プラネタリギヤが斜歯歯車であるため、クラッチアクチュエータの作動時にプラネタリギヤが傾いたとしても、第１リングギヤおよび第２リングギヤとプラネタリギヤとの噛み合い部を線接触とすることができる。そのため、応力の集中、および、ギヤの強度信頼性の低下を抑制できる。

一実施形態によるクラッチアクチュエータおよびそれを適用したクラッチ装置を示す断面図。 一実施形態によるクラッチアクチュエータおよびクラッチ装置の一部を示す断面図。 一実施形態によるクラッチアクチュエータの一部を示す断面図。 一実施形態によるクラッチアクチュエータのプラネタリギヤを示す図であって、上段は正面図、中段はプラネタリギヤが傾いていない状態を示す図、下段はプラネタリギヤが最大傾き角まで傾いた状態を示す図。 一実施形態によるクラッチアクチュエータの一部を示す斜視図。 図５のＶＩ－ＶＩ線断面図であって、プラネタリギヤが傾いていない状態で電動モータが正回転するときに各ギヤが噛み合う状態を示す図。 一実施形態によるクラッチアクチュエータのプラネタリギヤが傾いている状態で電動モータが正回転するときに各ギヤが噛み合う状態を示す図。 一実施形態によるクラッチアクチュエータのプラネタリギヤが傾いている状態で電動モータが逆回転するときに各ギヤが噛み合う状態を示す図。 一実施形態によるクラッチアクチュエータにおけるクラッチ負荷特性を示す図。 比較形態によるクラッチアクチュエータのプラネタリギヤを示す図であって、上段は正面図、中段はプラネタリギヤが傾いていない状態を示す図、下段はプラネタリギヤが最大傾き角まで傾いた状態を示す図。 比較形態によるクラッチアクチュエータのプラネタリギヤが傾いていない状態で電動モータが正回転するときに各ギヤが噛み合う状態を示す図。 比較形態によるクラッチアクチュエータのプラネタリギヤが傾いている状態で電動モータが正回転するときに各ギヤが噛み合う状態を示す図。

以下、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。

（一実施形態）
一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。

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。

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、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等を備えている。

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。

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。

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。

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、ハウジング側スプライン溝部１２７、ハウジング穴部１２８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。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。

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。

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。

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）。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）。

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。

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。

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の内周壁から径内方向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。

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。

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。

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１２５に対しハウジング板部１２２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。

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。

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板部１２２から所定距離離間した状態でハウジング内筒部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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３１は、例えば金属により形成されている。サンギヤ基部３１０は、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。

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。

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。

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。

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。

減速機３０は、ピン３３５、プラネタリギヤベアリング３６を有している。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。

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。

キャリア３３、ピン３３５、プラネタリギヤベアリング３６、プラネタリギヤ３２は、キャリアサブアッセンブリ３３０を構成している。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

駆動カム溝４００は、駆動カム本体４１の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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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と同じ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。

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。

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。

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、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。

クラッチアクチュエータ１０は、状態変更部８０を備えている。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

クラッチアクチュエータ１０は、スラストベアリング１６を備えている。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。

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。

バックアッププレート１６３は、プレート凸部１６５がハウジング段差面１２５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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

図４の上段に示すように、＜１＞プラネタリギヤ歯部３２１は、プラネタリギヤ３２の軸Ａｘ１に対し傾斜するよう形成されている。すなわち、プラネタリギヤ３２は、斜歯歯車である。第１リングギヤ歯部３４１は、第１リングギヤ３４の軸に対し平行となるよう形成されている。すなわち、第１リングギヤ３４は、平歯車である。第２リングギヤ歯部３５１は、第２リングギヤの軸に対し平行となるよう形成されている。すなわち、第２リングギヤ３５は、平歯車である。

＜２＞図４の上段に示すように、プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ方向は、歯筋を正面から見て左上がりとなる「左ねじれ」である。

図４の中段および下段に示すように、＜３＞プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ角θｈは、プラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘ以下に設定されている。

より詳細には、プラネタリギヤベアリング３６は、ベアリング内輪３６１、ベアリング外輪３６２、ベアリングボール３６０を有している。

図４の中段に示すように、ベアリング内輪３６１、ベアリング外輪３６２は、例えば金属により筒状に形成されている。ベアリング外輪３６２は、ベアリング内輪３６１の径方向外側に設けられている。ベアリングボール３６０は、例えば金属により球状に形成されている。ベアリングボール３６０は、ベアリング内輪３６１の外周壁に環状に形成された溝部、および、ベアリング外輪３６２の内周壁に環状に形成された溝部において、ベアリング内輪３６１とベアリング外輪３６２との間で転動可能に設けられている。ベアリングボール３６０は、ベアリング内輪３６１およびベアリング外輪３６２の周方向に複数設けられている。ベアリング内輪３６１とベアリング外輪３６２との間でベアリングボール３６０が転動することにより、ベアリング内輪３６１とベアリング外輪３６２とは相対回転可能である。ベアリングボール３６０により、ベアリング内輪３６１とベアリング外輪３６２との軸方向への相対移動が規制されている。

プラネタリギヤベアリング３６は、ベアリング内輪３６１の内周壁がピン３３５の外周壁に嵌合し、ベアリング外輪３６２の外周壁がプラネタリギヤ３２の内周壁に嵌合するよう設けられている。プラネタリギヤ３２は、ピン３３５に対しプラネタリギヤベアリング３６のガタの範囲で傾き得る。図４の下段に示すように、プラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘは、プラネタリギヤ３２がプラネタリギヤベアリング３６のガタの範囲でピン３３５に対し最も傾いたときの角度である。

本実施形態では、プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ角θｈは、プラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘと同じに設定されている。

なお、ラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘは、キャリア３３、ピン３３５、第１リングギヤ３４、第２リングギヤ３５に対するプラネタリギヤ３２の許容傾き角と同じである。そのため、プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ角θｈは、プラネタリギヤ３２の許容傾き角以下に設定されているということもできる。

図５は、電動モータ２０が正回転し、従動カム５０がクラッチ７０側に移動することで、クラッチ７０の状態を変更する通常作動時のプラネタリギヤ３２、および、その周囲の状態を示している。図６に示すように、プラネタリギヤ３２が傾いていない状態において電動モータ２０が正回転し、サンギヤ３１が回転し、プラネタリギヤ３２が回転すると、プラネタリギヤ歯部３２１の角部が第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面に点接触する。

電動モータ２０がさらに正回転すると、プラネタリギヤ歯部３２１の角部が第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面に力Ｆ１で押され、プラネタリギヤ３２が傾く。プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ角θｈは、プラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘと同じため、プラネタリギヤ３２が最大傾き角θｍａｘまで傾くと、プラネタリギヤ歯部３２１の歯面と第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面とが線接触する（図７参照）。このとき、電動モータ２０はクラッチ７０の負荷荷重に抗してトルクを出力するため、各ギヤの歯面に作用する噛み合い荷重Ｆｅ１は、比較的大きい。

クラッチ７０の係合状態を解除する作動のとき、すなわち、電動モータ２０の逆回転時もクラッチ７０からの反力を受けながら第２リングギヤ３５等が逆回転するため、噛み合い箇所は変わらないものの、各部の摺動部の抵抗によりヒステリシスが発生し、各ギヤの歯面に作用する噛み合い荷重Ｆｅ１は、正回転時より小さくなる（図８、９参照）。

＜２＞プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ方向は、電動モータ２０が正回転するとき、すなわち、プラネタリギヤ３２が回転方向の一方側に回転するときにプラネタリギヤ歯部３２１の角部が第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面に接触した後、プラネタリギヤ歯部３２１の歯面と第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面とが線接触するような方向に設定されている。

図１０に、比較形態のプラネタリギヤ３２を示す。比較形態では、プラネタリギヤ歯部３２１は、プラネタリギヤ３２の軸Ａｘ１に対し平行となるよう形成されている。すなわち、比較形態のプラネタリギヤ３２は、平歯車である。図１０の下段に示すように、プラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘは、プラネタリギヤ３２がプラネタリギヤベアリング３６のガタの範囲でピン３３５に対し最も傾いたときの角度である。

比較形態では、図１１に示すように、プラネタリギヤ３２が傾いていない状態において電動モータ２０が正回転し、サンギヤ３１が回転し、プラネタリギヤ３２が回転すると、プラネタリギヤ歯部３２１の歯面が第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面に線接触する。電動モータ２０がさらに正回転すると、プラネタリギヤ歯部３２１の歯面が第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面に力Ｆ１で押され、プラネタリギヤ３２が傾く。プラネタリギヤ３２が最大傾き角θｍａｘまで傾くと、プラネタリギヤ歯部３２１の角部と第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面とが点接触する（図１２参照）。このとき、電動モータ２０はクラッチ７０の負荷荷重に抗してトルクを出力するため、各ギヤの歯面に作用する噛み合い荷重Ｆｅ１は、比較的大きい。

このとき、プラネタリギヤベアリング３６に剪断応力が発生し、信頼性が低下するおそれがある。また、噛み合い部が点接触となり、応力が集中し、ギヤの強度信頼性が低下するおそれがある。また、プラネタリギヤ歯部３２１の歯面に軸方向成分荷重Ｆａ１が発生し、キャリアサブアッセンブリ３３０が軸方向に移動し、他部材に押し付けられ、摩耗するおそれがある。

一方、本実施形態では、電動モータ２０が正回転するとき、逆回転するときのいずれにおいても、プラネタリギヤ歯部３２１の歯面と第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面とが線接触する。そのため、応力の集中、および、ギヤの強度信頼性の低下を抑制できる。

以上説明したように、＜１＞本実施形態では、プラネタリギヤ３２は、軸Ａｘ１に対し傾斜するよう形成されたプラネタリギヤ歯部３２１を有する斜歯歯車である。第１リングギヤ３４は、軸に対し平行となるよう形成されプラネタリギヤ歯部３２１に噛み合う第１リングギヤ歯部３４１を有する平歯車である。第２リングギヤ３５は、軸に対し平行となるよう形成されプラネタリギヤ歯部３２１に噛み合う第２リングギヤ歯部３５１を有する平歯車である。

本実施形態では、第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５が平歯車であるのに対し、プラネタリギヤ３２が斜歯歯車であるため、クラッチアクチュエータ１０の作動時にプラネタリギヤ３２が傾いたとしても、第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５とプラネタリギヤ３２との噛み合い部を線接触とすることができる。そのため、応力の集中、および、ギヤの強度信頼性の低下を抑制できる。

また、本実施形態では、噛み合い荷重に軸方向成分荷重が発生しないため、キャリアサブアッセンブリ３３０が軸方向に移動し他部材に押し付けられ摩耗するのを抑制できる。また、噛み合い率の向上により、減速機効率および静粛性を向上できる。

また、＜２＞プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ方向は、プラネタリギヤ３２が回転方向の一方側に回転するときにプラネタリギヤ歯部３２１の角部が第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面に接触した後、プラネタリギヤ歯部３２１の歯面と第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面とが線接触するような方向に設定されている。

本実施形態では、プラネタリギヤ３２と第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５とが最初に噛み合う部分がプラネタリギヤ歯部３２１の角部と第１リングギヤ歯部３４１の歯面の中央および第２リングギヤ３５の歯面の中央となるため、この部分の硬度を高めることが可能な工法を選択する場合、強度信頼性をより向上できる。

また、電動モータ２０が正回転しクラッチ７０が係合状態になるよう作動するとき、電動モータ２０はクラッチ７０の負荷荷重に抗してトルクを出力するため、各ギヤの歯面に作用する噛み合い荷重Ｆｅ１は、比較的大きい。本実施形態では、このとき、プラネタリギヤ歯部３２１の歯面と第１リングギヤ歯部３４１の歯面および第２リングギヤ歯部３５１の歯面とが線接触する。そのため、特に噛み合い荷重Ｆｅ１が大きくなる正回転時において、応力の集中、および、ギヤの強度信頼性の低下を抑制できる。

また、＜３＞プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ角θｈは、プラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘ以下に設定されている。

仮に、プラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘ以上にプラネタリギヤ３２が傾くと、プラネタリギヤベアリング３６に過大な負荷がかかり、信頼性の低下等が懸念される。本実施形態では、プラネタリギヤ歯部３２１のねじれ角θｈをプラネタリギヤ３２の最大傾き角θｍａｘ以下に設定することで、プラネタリギヤ３２がねじれ角θｈ（最大傾き角θｍａｘ）以上傾くことを抑制でき、プラネタリギヤベアリング３６に過大な負荷がかかり信頼性が低下するのを抑制できる。

（他の実施形態）
＜３＞上述の実施形態では、プラネタリギヤ歯部のねじれ角が、プラネタリギヤの最大傾き角と同じに設定されている例を示した。これに対し、他の実施形態では、プラネタリギヤ歯部のねじれ角は、プラネタリギヤの最大傾き角より小さく設定されていてもよい。

また、＜２＞上述の実施形態では、プラネタリギヤ歯部のねじれ方向が「左ねじれ」である例を示した。これに対し、他の実施形態では、プラネタリギヤ歯部のねじれ方向は、電動モータが正回転するときであって、プラネタリギヤが回転方向の一方側に回転するときにプラネタリギヤ歯部の角部が第１リングギヤ歯部の歯面および第２リングギヤ歯部の歯面に接触した後、プラネタリギヤ歯部の歯面と第１リングギヤ歯部の歯面および第２リングギヤ歯部の歯面とが線接触するのであれば、「右ねじれ」に設定されていてもよい。

また、上述の実施形態では、減速機として３ｋ型の不思議遊星歯車減速機を採用する例を示した。これに対し、他の実施形態では、２ｋｈ型の不思議遊星歯車減速機を採用してもよい。この場合、減速機はサンギヤを有しないため、電動モータのロータと一体に回転する部位または部材が「入力部」に対応する。

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 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、３０ 減速機、３１ サンギヤ（入力部）、３２ プラネタリギヤ、３３ キャリア、３４ 第１リングギヤ、３５ 第２リングギヤ、６１ 入力軸（第１伝達部）、６２ 出力軸（第２伝達部）、３２１ プラネタリギヤ歯部、３４１ 第１リングギヤ歯部、３５１ 第２リングギヤ歯部

Claims (3)

1. 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、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する係合状態と、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、
   前記ハウジングに設けられ、通電によりトルクを出力可能な電動モータ（２０）と、
   前記電動モータからのトルクを減速し出力可能な減速機（３０）と、
   前記減速機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、を備え、
   前記減速機は、
   前記電動モータからのトルクが入力される入力部（３１）、
   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ヤ（３２）、
   前記プラネタリギヤを回転可能に支持し、前記入力部の周方向に回転可能なキャリア（３３）、
   前記プラネタリギヤに噛み合い可能な環状の第１リングギヤ（３４）、および、
   前記プラネタリギヤに噛み合い可能、かつ、前記第１リングギヤとは歯数が異なるよう形成され、前記トルクカムにトルクを出力する環状の第２リングギヤ（３５）を有し、
   前記プラネタリギヤは、軸に対し傾斜するよう形成されたプラネタリギヤ歯部（３２１）を有する斜歯歯車であり、
   前記第１リングギヤは、軸に対し平行となるよう形成され前記プラネタリギヤ歯部に噛み合う第１リングギヤ歯部（３４１）を有する平歯車であり、
   前記第２リングギヤは、軸に対し平行となるよう形成され前記プラネタリギヤ歯部に噛み合う第２リングギヤ歯部（３５１）を有する平歯車であるクラッチアクチュエータ。
2. 前記プラネタリギヤ歯部のねじれ方向は、前記プラネタリギヤが回転方向の一方側に回転するときに前記プラネタリギヤ歯部の角部が前記第１リングギヤ歯部の歯面および前記第２リングギヤ歯部の歯面に接触した後、前記プラネタリギヤ歯部の歯面と前記第１リングギヤ歯部の歯面および前記第２リングギヤ歯部の歯面とが線接触するような方向に設定されている請求項１に記載のクラッチアクチュエータ。
3. 前記プラネタリギヤ歯部のねじれ角（θｈ）は、前記プラネタリギヤの最大傾き角（θｍａｘ）以下に設定されている請求項１または２に記載のクラッチアクチュエータ。

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