特開 2024-157952 電磁クラッチ及びトルクカム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157952

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】電磁クラッチ及びトルクカム

(51)【国際特許分類】

   F16D 27/115 20060101AFI20241031BHJP

   F16D 27/01 20060101ALI20241031BHJP

   F16D 27/112 20060101ALI20241031BHJP

   F16D 13/24 20060101ALI20241031BHJP

   F16D 27/11 20060101ALI20241031BHJP

   F16D 13/52 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

F16D27/115

F16D27/01

F16D27/112 D

F16D13/24

F16D27/11

F16D13/52 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023072651

(22)【出願日】2023-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000236665

【氏名又は名称】不二ラテックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100166615

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】宮園 好之

(72)【発明者】

【氏名】高橋 美咲

(72)【発明者】

【氏名】寺岡 正夫

【テーマコード（参考）】

3J056

【Ｆターム（参考）】

3J056AA38

3J056AA53

3J056AA60

3J056BA04

3J056BA05

3J056BB12

3J056CC37

(57)【要約】

【課題】引きずりトルクの発生を抑制することを可能にする電磁クラッチを提供する。
【解決手段】一方の部材１５に摩擦係合する一方のカム部材７７と他方の部材１３に回転係合する他方のカム部材７９とが相対回転して発揮するカム作用により一対のカム部材７７、７９間を軸方向に離間移動させるスラスト力を発生すると共に一対の部材１５、１３間のトルク伝達を行なうトルクカム７と、一方の部材１５に支持され摩擦係合を行わせるための電磁力を通電により発生させる電磁機構３と、一方の部材１５及び他方のカム部材７９間に配置されてスラスト力により締結される摩擦クラッチ１１と、電磁機構３への通電停止により一方及び他方のカム部材７７、７９間の相対回転を戻すように付勢する付勢機構１２とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の部材に摩擦係合する一方のカム部材と他方の部材に回転係合する他方のカム部材とが相対回転して発揮するカム作用により前記一対のカム部材間を軸方向に離間移動させるスラスト力を発生すると共に前記一対の部材間のトルク伝達を行なうトルクカムと、
前記一方の部材に支持され前記摩擦係合を行わせるための電磁力を通電により発生させる電磁機構と、
前記一方の部材及び前記他方のカム部材間に配置されて前記スラスト力により締結される摩擦クラッチと、
前記電磁機構への通電停止により前記一方及び他方のカム部材間の相対回転を戻すように付勢する付勢機構と、
を備えた電磁クラッチ。

【請求項2】

請求項１記載の電磁クラッチであって、
前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸着移動可能に配置され前記吸着により前記摩擦係合を行うアーマチャと、
前記一方のカム部材と前記アーマチャとが共に回転方向に係合すると共に軸方向に相対移動可能な結合部材と、
を備えた電磁クラッチ。

【請求項3】

請求項１又は２記載の電磁クラッチであって、
前記付勢機構は、前記一方及び他方のカム部材の回転方向間に介設された弾性体を備えた、
電磁クラッチ。

【請求項4】

請求項１又は２記載の電磁クラッチであって、
前記付勢機構は、前記一方のカム部材側の内周に備えたチェック凹部と、前記他方の部材に配置され前記チェック凹部に嵌合するチェック体と、前記チェック体を前記チェック凹部に弾接させるチェックスプリングと、
を備えた電磁クラッチ。

【請求項5】

請求項１又は２記載の電磁クラッチであって、
前記付勢機構は、前記一方及び他方のカム部材の対向側にそれぞれ配置された永久磁石を備えた、
電磁クラッチ。

【請求項6】

請求項１又は２記載の電磁クラッチであって、
前記付勢機構は、前記一方及び他方のカム部材の対向間に配置され一端部が一方のカム部材に取り付けられ他端部が他方のカム部材に取り付けられた引張スプリングを備えた、
電磁クラッチ。

【請求項7】

請求項１又は２記載の電磁クラッチであって、
前記付勢機構は、前記他方のカム部材と前記電磁機構側の部材との間に配置され前記他方のカム部材を前記一方のカム部材側へ付勢する弾性体を備えた、
電磁クラッチ。

【請求項8】

請求項１又は２記載の電磁クラッチであって、
前記摩擦クラッチは、コーンクラッチであり、
前記他方のカム部材と前記他方の部材間に、前記他方のカム部材をハブとし、前記他方の部材に固定されたハブの外周に配置されたスペーサーからなるオルダム継手を介設した、
電磁クラッチ。

【請求項9】

一対のカム部材が相対回転して発揮するカム作用により前記一対のカム部材間を軸方向に離間移動させるスラスト力を発生すると共にトルク伝達を行なうトルクカムであって、
前記相対回転を戻すように一対のカム部材間を付勢する付勢機構を備えた、
トルクカム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁クラッチ及びトルクカムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電磁クラッチとして特許文献１、２に記載の電磁クラッチがある。

【0003】

この電磁クラッチは、電磁機構により働くトルクカムと摩擦クラッチとを備えている。

【0004】

従って、電磁機構への通電によりトルクカムの一対のカム部材を回転方向にずれるように相対回転させることでカム作用を発揮させ、摩擦クラッチを締結してトルクカム及び摩擦クラッチによりトルク伝達を行わせることができる。

【0005】

しかし、電磁機構への通電を遮断した時、トルクカムの一対のカム部材の相対回転の戻りが遅れて引きずりトルクが発生しやすいという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－８１００４号公報

【特許文献2】特開２０２０－１２８７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

解決しようとする問題点は、引きずりトルクが発生し易かった点である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願発明の電磁クラッチは、引きずりトルクの発生を抑制するために、一方の部材に摩擦係合する一方のカム部材と他方の部材に回転係合する他方のカム部材とが相対回転して発揮するカム作用により前記一対のカム部材間を軸方向に離間移動させるスラスト力を発生すると共に前記一方及び他方の部材間のトルク伝達を行なうトルクカムと、前記一方の部材に支持され前記摩擦係合を行わせるための電磁力を通電により発生させる電磁機構と、前記一方の部材及び前記他方のカム部材間に配置されて前記スラスト力により締結される摩擦クラッチと、前記電磁機構への通電停止により前記一方及び他方のカム部材間の相対回転を戻すように付勢する付勢機構とを備えたことを特徴とする。

【0009】

本願発明のトルクカムは、一対のカム部材が相対回転して発揮するカム作用により前記一対のカム部材間を軸方向に離間移動させるスラスト力を発生すると共にトルク伝達を行なうトルクカムであって、前記相対回転を戻すように前記一対のカム部材間を付勢する付勢機構を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本願発明の電磁クラッチは、上記構成であるから、電磁機構への通電停止により付勢機構が一対のカム部材の相対回転を戻すように付勢するからカム作用が解除され、引きずりトルクの発生を抑制できる。

【0011】

本願発明のトルクカムは、上記構成であるから、付勢機構が一対のカム部材の相対回転を戻すように付勢するからカム作用が解除され、引きずりトルクの発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施例１に係り、電磁クラッチの断面図である。

【図2】図２は、図１の電磁クラッチにおけるII-II線矢視における要部断面図である。

【図3】図３（Ａ）は、位相が一方へずれたトルクカムの概略断面図、（Ｂ）は、位相が一方へずれたトルクカム及び付勢機構の概略断面図、（Ｃ）は、位相が戻ったトルクカムの概略断面図、（Ｄ）は、位相が戻ったトルクカム及び付勢機構の概略断面図、（Ｅ）は、位相が他方へずれたトルクカムの概略断面図、（Ｆ）は、位相が他方へずれたトルクカム及び付勢機構の概略断面図である。

【図4】図４は、比較例に係るヒステリシスを示すグラフである。

【図5】図５は、実施例に係るヒステリシスを示すグラフである。

【図6】図６は、実施例２に係り、電磁クラッチの断面図である。

【図7】図７は、実施例３に係り、電磁クラッチの断面図である。

【図8】図８は、実施例４に係り、電磁クラッチの断面図である。

【図9】図９は、図８の電磁クラッチにおける付勢機構に係り、図８のＩＸ－ＩＸ線矢視における要部断面図である。

【図10】図１０は、図８の電磁クラッチの一方のカム部材の概略斜視図である。

【図11】図１１は、実施例５に係り、電磁クラッチの断面図である。

【図12】図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視における要部断面図である。

【図13】図１３は、図１１のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線矢視における要部断面図である。

【図14】図１４は、図１１のトルクカムのオルダム継手を示す透視斜視図である。

【図15】図１５は、図１１のトルクカムのオルダム継手を示す透視分解斜視図である。

【図16】図１６は、実施例６に係り、電磁クラッチの断面図である。

【図17】図１７は、実施例７に係り、電磁クラッチの断面図である。

【図18】図１８は、実施例８に係り、電磁クラッチの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明は、引きずりトルクの発生を抑制することを可能にするという目的を、以下のように実現した。

【0014】

本発明の電磁クラッチは、一方の部材に摩擦係合する一方のカム部材と他方の部材に回転係合する他方のカム部材とが相対回転して発揮するカム作用により前記一対のカム部材間を軸方向に離間移動させるスラスト力を発生すると共に前記一方及び他方の部材間のトルク伝達を行なうトルクカムと、前記一方の部材に支持され前記摩擦係合を行わせるための電磁力を通電により発生させる電磁機構と、前記一方の部材及び前記他方のカム部材間に配置されて前記スラスト力により締結される摩擦クラッチと、前記電磁機構への通電停止により前記一方及び他方のカム部材間の相対回転を戻すように付勢する付勢機構とを備えた形態で実現した。

【0015】

前記電磁機構に対して相対回転可能且つ吸着移動可能に配置され前記吸着により前記摩擦係合を行うアーマチャと、前記一方のカム部材と前記アーマチャとが共に回転方向に係合すると共に軸方向に相対移動可能な結合部材とを備えた形態で実現した。

【0016】

前記付勢機構は、前記一方及び他方のカム部材の回転方向間に介設された弾性体を備えた形態で実現した。

【0017】

前記付勢機構は、前記一方のカム部材の内周側に備えたチェック凹部と、前記他方の部材に配置され前記チェック凹部に嵌合するチェック体と、前記チェック体を前記チェック凹部に弾接させるチェックスプリングとを備えた形態で実現した。

【0018】

前記付勢機構は、前記一方及び他方のカム部材の対向側にそれぞれ配置された永久磁石を備えた形態で実現した。

【0019】

前記付勢機構は、前記一方及び他方のカム部材の対向間に配置され一端部が一方のカム部材に取り付けられ他端部が他方のカム部材に取り付けられた引張スプリングを備えた形態で実現した。

【0020】

前記付勢機構は、前記他方のカム部材と前記電磁機構側の部材との間に配置され前記他方のカム部材を前記一方のカム部材側へ付勢する皿ばねを備えた形態で実現した。

【0021】

前記摩擦クラッチは、コーンクラッチであり、前記他方のカム部材と前記他方の部材間に、前記他方のカム部材をハブとし、前記他方の部材に固定されたハブの外周に配置されたスペーサーからなるオルダム継手を介設した形態で実現した。

【0022】

本発明のトルクカムは、一対のカム部材が相対回転して発揮するカム作用により前記一対のカム部材間を軸方向に離間移動させるスラスト力を発生すると共にトルク伝達を行なうトルクカムであって、前記相対回転を戻すように前記一対のカム部材間を付勢する付勢機構を備えた形態で実現した。

【実施例0023】

図１は、電磁クラッチの断面図である。

【0024】

電磁クラッチ１は、電磁機構３と、アーマチャ５と、トルクカム７と、摩擦クラッチ１１と、付勢機構１２とを備えている。

【0025】

［電磁機構］
電磁機構３は、相対回転可能な一対の部材の一方に支持され、摩擦係合を行わせるための電磁力を通電により発生させるものである。一対の部材は、特に限定はされないが、実施例ではシャフト１３とハウジング１５とで構成している。ハウジング１５が一対の部材の一方を構成し、シャフト１３が一対の部材の他方を構成する。但し、一対の部材の一方、他方は、一対の部材間の相対的な関係であり、ハウジング１５が一対の部材の他方を構成し、シャフト１３が一対の部材の一方を構成してもよい。ハウジング１５及びシャフト１３の相対回転は、例えば固定配置されたハウジング１５側に対するシャフト１３の回転である。但し、一対の部材の双方が回転することにより相対回転させることもできる。

【0026】

シャフト１３は、磁石支持部１９と基部２１と出力部２３とで段付き状に形成されている。基部２１の端部外周には、噛合歯２５が形成されている。出力部２３には、スプライン２３ａが形成されている。

【0027】

ハウジング１５は、アルミ合金等により一端が開口された有底円筒状に形成されている。ハウジング１５は、周壁部２７と端壁部２９とを備えている。周壁部２７の開口部内周に雌ねじ部３１を備えている。

【0028】

電磁機構３は、電磁コイル３３と磁性体製のコア３５とを備えている。電磁コイル３３は、コア３５の凹部に樹脂３９を介して位置決められている。電磁コイル３３のリード線４０は外部に引き出され、コントローラを介してバッテリ等に接続されている。コントローラは、電磁コイル３３の励磁、ＰＷＭ制御による励磁電流の通電、通電停止などを行う。

【0029】

コア３５の端部外周には雄ねじ部４１が形成されている。コア３５の内端部にクラッチ支持筒部４３が軸方向に延長形成されている。コア３５はハウジング１５内に嵌合配置されている。コア３５の雄ねじ部４１は、ハウジング１５の雌ねじ部３５に螺合結合されている。コア３５の外周には、オーリング４５が支持され、ハウジング１５の周壁部２７に密接している。コア３５の雄ねじ部４１には、ハウジング１５外で止めナット４７が螺合され、ハウジング１５の外端に対して締結されている。コア３５は、ハウジング１５と一体的に結合され、ハウジング１５側の部材としても機能している。

【0030】

ナット４７を使用するメリットとして、「ゆるみ止め」と「縦方向のガタ調整」とが挙げられる。「縦方向のガタ調整」をすることによりバックラッシを小さくすることができ、トルク伝達の応答性を向上することができる。

【0031】

クラッチ支持筒部４３は、ハウジング１５の周壁部２７内に渡って嵌合し、ハウジング１５を一体的に補強している。クラッチ支持筒部４３は、ハウジング１５の端壁部２９の外周側内に突き当てられている。

【0032】

コア３５の内周には、シール用の支持凹部４９の軸方向両側にラジアル軸受用の嵌合凹部５１、５３が形成されている。コア３５の軸方向内端部内周には、スラスト軸受用の嵌合凹部５５がラジアル軸受用の嵌合凹部５３に隣接して段付き状に形成されている。コア３５の軸方向外端面には、ラジアル軸受の嵌合凹部５１の外周側に凸部５７が周回状に形成されている。凸部５７の外周側でコア３５の外端面には、外部取り付け用の雌ねじ穴５９が形成されている。

【0033】

コア３５の内周は、シャフト１３の磁石支持部１９外周に嵌合されている。コア３５のシール用の支持凹部４９にシール部材６１が支持され、シャフト１３の磁石支持部１９外周面に密接している。コア３５のラジアル軸受用の嵌合凹部５１、５３には、ラジアル軸受６３、６５がそれぞれ支持され、シャフト１３の磁石支持部１９外周を嵌合支持している。ラジアル軸受６３のインナーレースは、シャフト１３の磁石支持部１９外周に嵌合支持されたストッパーリング６７により位置決められている。ラジアル軸受６５のインナーレースは、シャフト１３の磁石支持部１９と基部２１との間の段付き部端面に突き当てられている。

【0034】

クラッチ支持筒部４３は、スプライン状のスリット６９を備えている。スリット６９は、スプライン係合用として機能する。

【0035】

［アーマチャ］
アーマチャ５は、電磁機構３に対して相対回転可能且つ吸着移動可能に配置され吸着により摩擦係合を行うに配置されている。アーマチャ５は、リング状に形成され、クラッチ支持筒部４３の内周に配置されている。アーマチャ５は、電磁機構３のコア３５に吸着移動可能に対向している。アーマチャ５の内周には、インナースプラインが形成されている。アーマチャ５の背面は、テーパー状に形成されている。アーマチャ５は、内周側に配置された筒状の結合部材７１の外周にスプライン係合している。

【0036】

電磁クラッチ１は、電磁機構３及びアーマチャ５間に摩擦係合用のパイロットクラッチ７３を備えている。パイロットクラッチ７３は、インナープレート及びアウタープレートからなっている。パイロットクラッチ７３のインナープレート及びアウタープレートは、磁路を迂回させる窓を備えている。パイロットクラッチ７３のインナープレートは、内周の結合部材７１にスプライン係合している。パイロットクラッチ７３のアウタープレートは、クラッチ支持筒部４３のスリット６９にスプライン状に係合している。

【0037】

結合部材７１は、スラスト軸受用の嵌合凹部５５に支持されたスラスト軸受７５に一端が突き当てられている。

【0038】

［トルクカム］
図２は、図１の電磁クラッチにおけるＩＩ―ＩＩ線矢視における要部断面図である。図３（Ａ）は、位相が一方へずれたトルクカムの概略断面図、（Ｂ）は、位相が一方へずれたトルクカム及び付勢機構の概略断面図、（Ｃ）は、位相が戻ったトルクカムの概略断面図、（Ｄ）は、位相が戻ったトルクカム及び付勢機構の概略断面図、（Ｅ）は、位相が他方へずれたトルクカムの概略断面図、（Ｆ）は、位相が他方へずれたトルクカム及び付勢機構の概略断面図である。

【0039】

図１～図３で示すトルクカム７は、一対のカム部材７７、７９の相対回転により発揮するカム作用で両カム部材７７、７９間を軸方向に離間移動させるスラスト力を発生すると共にトルク伝達を行う。カム部材７７、７９には、対向面にそれぞれカム溝７７ａ、７９ａが形成されている。カム溝７７ａ、７９ａは、回転方向に対しカム角θを有している。カム角θの設定は電磁クラッチ１の仕様により種々設定することができる。カム溝７７ａ、７９ａ間には、カムボール８１が嵌合配置されている。カムボール８１は、回転方向に１２０°配置で３個備えられ、リテーナー８３で保持されている。リテーナー８３は、リング状板材であり、カム部材７７、７９間に配置されている。

【0040】

カム部材７７、７９の一方であるカム部材７７は、同他方であるカム部材７９よりも小径に形成されている。カム部材７７のアーマチャ５側の面は、アーマチャ５の背面に対向する凹状のテーパー面となっている。

【0041】

ここで、図１０の類似の構造をも参照しながら説明すると、カム部材７７には、カム部材７９に対向する面に周方向に傾斜したカム溝７７ａを１２０°等間隔配置で備えている。カム溝７７ａの周方向間には、後述するコイルスプリング用の凹部７７ｂが１２０°等間隔配置で備えられている。但し、参照する図１０での凹部７７ｂは、カム部材７７の径方向中間部に備えられて径方向で閉じ形状となっているが、実施例１の凹部７７ｂは、カム部材７７の外周に開放形状となっている。このカム部材７７は、内周一側が結合部材７１の端部側にスプライン係合し、ストッパーリング８４により位置決められている。

【0042】

カム部材７９は、外周面が一方のカム部材７７の外周よりも径が大きく、突出するように形成されている。カム部材７９には、カム部材７７に対向する面に後述のようにカム溝及びコイルスプリング用の凹部が対向して備えられている。カム部材７９の外周面は、コーン面として形成されている。カム部材７９は、内周の噛合歯８７がシャフト１３の端部外周の噛合歯２５に噛合っている。

【0043】

［摩擦クラッチ］
摩擦クラッチ１１は、ハウジング１５側のクラッチ支持筒部４３及びカム部材７９間に配置されてトルクカム７のスラスト力により締結されるようになっている。

【0044】

摩擦クラッチ１１は、カム部材７９の外周面とクラッチリング８９の内周面とにより構成されるコーンクラッチである。クラッチリング８９は、クラッチ支持筒部４３のスリット６９にスプライン状に係合している。クラッチリング８９とハウジング１５の端壁部２９との間にブッシュ９１が介設されている。ブッシュ９１は、クラッチリング８９から入力されるスラスト力をハウジング１５の端壁部２９で受けるためのものである。

【0045】

カム部材７７、７９間にカムスラスト力が働くと、カム部材７９が軸方向移動してカム部材７９の外周面とクラッチリング８９の内周面とがコーンクラッチ１１として摩擦係合する。

【0046】

［付勢機構］
図１～図３の付勢機構１２は、電磁機構３への通電停止により一対のカム部材７７、７９間の相対回転を戻すように付勢するものである。付勢機構１２は、一対のカム部材７７、７９の回転方向間に介設された弾性体として３個のコイルスプリング９３を備えている。

【0047】

コイルスプリング９３は、カム部材７７、７９間の凹部７７ｂ、７９ｂで構成される収容部９５に収容配置されている。収容部９５は、カム部材７７側の当接壁７７ｃ、７７ｄとカム部材７９側の当接壁７９ｃ、７９ｄとを備えている。

【0048】

収容部９５内でコイルスプリング９３の一端は、当接壁７７ｃ、７９ｃで受けられ、同他端は、当接壁７７ｄ、７９ｄで受けられる。

【0049】

つまり、コイルスプリング９３は、回転方向に１２０°配置で回転方向等間隔に３個備えられている。このコイルスプリング９３は、カムボール８１間に等間隔に配置され、前記リテーナー８３に支持されている。リテーナー８３には、コイルスプリング９３用の支持孔９７に支持凸部９７ａが備えられている。支持凸部９７ａは、支持孔９７内で回転方向両側に突出配置されている。コイルスプリング９３は。支持孔９７内に収容され、両端部が支持凸部９７ａに嵌合支持されている。

【0050】

［制動］
かかる構成の電磁クラッチ１は、例えばハウジング１５側のコア３５が固定側に取り付けられ、シャフト１３が、制動対象に結合される。但し、電磁クラッチ１は、車両のトルク伝達装置などとしても用いることができる。

【0051】

電磁コイル３３への通電がオフのとき、トルクカム７は、図３（Ｃ）、（Ｄ）のようにニュートラル状態であり、パイロットクラッチ７３及びコーンクラッチ１１の締結はない。

【0052】

このため、制動対象からシャフト１３に回転入力が有っても、シャフト１３と共にトルクカム７、結合部材７１、及びアーマチャ５がハウジング１５及びコア３５に対して相対回転するから、シャフト１３の自由な回転が許容される。

【0053】

電磁コイル３３が通電制御されるとアーマチャ５が電磁力に応じてコア３５に引き付けられる。この引き付けによりパイロットクラッチ７３が締結され、結合部材７１がコア３５に対して磁力に応じた回転抵抗を受ける。他方、シャフト１３の回転によりトルクカム７のカム部材７９が回転力を受ける。

【0054】

カム部材７７に働く結合部材７１を介した電磁機構３側による回転抵抗とカム部材７９に働くシャフト１３側の回転力とによりカム部材７９がカム部材７７に対して相対回転し図３（Ａ）、（Ｂ）のようにカムボール８１の両側でカム溝７７ａ、７９ａが位置ずれし、カムボール８１及びカム溝７７ａ、７９ａ間で図３（Ａ）矢印のようにカムスラスト力が発生する。

【0055】

このカムスラスト力によりコーンクラッチ１１がカムスラスト力に応じて摩擦係合しカム部材７９を介してハウジング１５側に対する制動力がシャフト１３に働く。

【0056】

また、電磁機構３によるアーマチャ５の回転抵抗は、トルクカム７を介してシャフト１３に働く。

【0057】

従って、シャフト１３は、電磁コイル３３への通電のオンによりカムスラスト力に応じたコーンクラッチ１１の締結による制動力と電磁力に応じたパイロットクラッチ７３による回転抵抗とにより制動力を受け、対象を制動することができる。

【0058】

コントローラにより電磁コイル３３の励磁電流を制御すると、アーマチャ５の引き付け力が変化してアーマチャ５によるシャフト１３に対する回転抵抗及びトルクカム７のカムスラスト力が変わり、シャフト１３に対する制動力の大きさを調整することができる。

【0059】

このとき、トルクカム７のスラスト力は、カム部材７７の突当部８５から結合部材７１、スラスト軸受７５を介してコア３５に入力されるからカム部材７７からアーマチャ５にカムスラスト力が入力されることは無い。

【0060】

図３（Ａ）のようにトルクカム７が働いているときは、図３（Ｂ）のように収容部９５内のコイルスプリング９３は、当接壁７９ｃ、７７ｄ間で圧縮され、回転方向（矢印）の弾発力を蓄積する。

【0061】

このため、電磁コイル３３の通電がオフになりトルクカム７がフリーになるとコイルスプリング９３の弾発力によりカム部材７７、７９が相対回転を戻すように付勢される。この付勢によりトルクカム７は、図３（Ｃ）、（Ｄ）のようにニュートラル状態に戻り、トルクカム７の増幅作用が無くなり、コーンクラッチ１１の引きずりトルクを無くすか、抑制することができる。

【0062】

図３（Ａ）とは逆方向の相対回転によりトルクカム７が図３（Ｅ）のように働いているときは、図３（Ｆ）のように収容部９５内のコイルスプリング９３は、当接壁７９ｄ、７７ｃ間で圧縮され、回転方向（矢印）の弾発力を蓄積する。

【0063】

このため、電磁コイル３３の通電がオフになりトルクカム７がフリーになるとコイルスプリング９３の弾発力によりカム部材７７、７９が相対回転を戻すように付勢される。この付勢によりトルクカム７は、図３（Ｃ）、（Ｄ）のようにニュートラル状態に戻り、コーンクラッチ１１での引きずりトルクを無くすか、抑制することができる。

【0064】

［作用効果］
本発明実施例の電磁クラッチ１は、電磁コイル３３の通電制御により働かせたトルクカム７、コーンクラッチ１１を、電磁コイル３３の通電オフにより直ちに復帰させることができる。つまり通電オフによりトルクカム７がフリーになるとコイルスプリング９３の弾発力によりカム部材７７、７９が前記図４のように相対回転を戻すように付勢され、トルクカム７をニュートラル状態に戻すことができる。

【0065】

このため、コーンクラッチ１１での引きずりトルクを無くすか、抑制することができ、オン、オフのレスポンスの良い制動を実現できる。

【0066】

図４は、比較例に係るヒステリシスを示すグラフである。図５は、実施例に係るヒステリシスを示すグラフである。図４、図５は、横軸が制御電流、縦軸が発生トルクを示す。電流オンにより発生トルクが上昇傾向を示し、電流オフにより発生トルクが下降傾向となる。

【0067】

図４のように、図１の電磁クラッチ１において付勢機構１２を備えない場合に電磁コイル３３へ与える電流変化とシャフト１３での発生トルクの変化に関し大きなヒステリシスＨ１を招いている。このヒステリシスＨ１に起因して電流オフ時においてもコーンクラッチ１１の締結状態がある程度維持され大きな引きずりトルクＴ１が発生した。

【0068】

これに対し図５のように、付勢機構１２を備えた電磁クラッチ１のヒステリシスＨ２は、図４の比較例に対して抑制され、Ｈ１＞Ｈ２の関係を得ることができた。

【0069】

このため、発生する引きずりトルクＴ２もＴ２＜Ｔ１の関係となり、大幅に抑制することができた。

【0070】

前記制動力付与により、アーマチャ５とトルクカム７とが軸力に関して切り離されているから、パイロットクラッチ７３側の押し付けによる反力がコーンクラッチ１１に入力されるということが無く、いわゆるセルフロックを抑制することができる。

【0071】

しかも、電磁機構３が働くとき、電磁力に応じて働くトルクカム７のカムスラスト力によるコーンクラッチ１１の摩擦係合力と電磁力に応じたアーマチャ５の回転抵抗とがシャフト１３に入力されるため、かかる点においても小型で大きなトルクを得ることができる。なお、実施例１では、アーマチャ５を、パイロットクラッチ７３を介して電磁クラッチ１に吸着させる構造としたが、アーマチャ５及びパイロットクラッチ７３を省略し、クラッチ部材７７を電磁クラッチ１に直接吸着させ、或いは摩擦板を介して吸着させる構造にすることもできる。かかる構造では、付勢機構１２を用いるとコーンクラッチ１１での引きずりトルクとクラッチ部材７７及び電磁クラッチ１間での引きずりトルクとを規制できる。

【実施例0072】

図６は、実施例２に係り、電磁クラッチの断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号を付し、重複した説明は省略する。

【0073】

図６のように、実施例２の電磁クラッチ１は、実施例１のように固定側のハウジング１５に対しシャフト１３を制動する構造ではなく、第１、第２シャフト１３Ａ、１３Ｂ間の制動を行う構造である。なお、カム部材７７、７９の付勢機構１２用の凹部は、図１０と同様に径方向で閉じ形状となっている。

【0074】

第１シャフト１３Ａは、固定側のケース９８にラジアル軸受９９により回転自在に支持されている。シャフト１３Ａの軸方向の内端部には、軸支持孔１００が備えられ、内端部の外周にコア連携部１０１を備えている。コア連携部１０１は、第１シャフト１３Ａの軸方向内端部を構成する内周部、径方向部、及び外周部からなる。第１シャフト１３Ａの内周部は、前記軸支持孔１００を形成しており筒状になっている。第１シャフト１３Ａの径方向部は、内周部の軸方向端部から径方向にフランジ状に延びている。第１シャフト１３Ａの外周部は、内周部の径方向外側で径方向部の外周縁から電磁コイル３３側へ筒状に延びている。径方向部及び外周部間に絶縁部１０３が介設されている。コア連携部１０１の端部にクラッチ支持筒部４３が軸方向に延長形成されている。

【0075】

コア連携部１０１の内周部及び外周部間には、コア３５が相対回転可能に嵌合配置されている。コア３５は、樹脂を介して電磁コイル３３を支持している。このコア３５は、第１シャフト１３Ａの外周面にラジアル軸受１０４により支持されている。コア３５とコア連携部１０１の内周部及び径方向部の間には、隙間が形成されている。

【0076】

実施例１で示した結合部材７１を、本実施例ではカム部材７７が兼用する。カム部材７７を第１シャフト１３Ａの径方向部に対して軸方向に支持するのは実施例１のスラスト軸受７５に代えてスラストニードル軸受７５とした。カム部材７９には、スプライン状のスリット１０５が形成されている。

【0077】

カム部材７９とクラッチ支持筒部４３との間には、実施例１のコーンクラッチ１１に代えて多板クラッチの摩擦クラッチ１１とした。摩擦多板クラッチ１１は、インナープレートが内周のカム部材７９のスリット１０５にスプライン状に係合している。摩擦多板クラッチ１１のアウタープレートは、クラッチ支持筒部４３のスリット６９にスプライン状に係合している。摩擦多板クラッチ１１は、一側がハウジング１５の周回突状部１５ａに対向し、他側に押圧リング１１ａが対向する。押圧リング１１ａは、ストッパーリング１１ｂにより位置決められている。

【0078】

第２シャフト１３Ｂは、内端部が第１シャフト１３Ａの軸支持孔１００に挿入されラジアルニードル軸受１０６介して相対回転自在に支持されている。第２シャフト１３Ｂは、ハウジング１５に対しラジアル軸受１０７により相対回転自在に支持され、ラジアル軸受１０７よりも外側で第２シャフト１３Ｂとハウジング１５との間にシール部材１０９が介設されている。

【0079】

第２シャフト１３Ｂには、ハウジング１５内においてフランジ部１１１が形成され、フランジ部１１１に噛合歯１１１ａが備えられている。噛合歯１１１ａは、カム部材７９のスリット１０５にスプライン状に係合している。

【0080】

電磁コイル３３への通電がオフのとき、トルクカム７は、実施例１同様にニュートラル状態であり、パイロットクラッチ７３、摩擦多板クラッチ１１の締結はない。

【0081】

このため、第１、第２シャフト１３Ａ、１３Ｂ間に相対回転の入力が有っても、第１シャフト１３Ａ及びハウジング１５と第２シャフト１３Ｂ、トルクカム７、及びアーマチャ５とが相対回転するから、第１、第２シャフト１３Ａ、１３Ｂ間の自由な相対回転が許容される。

【0082】

電磁コイル３３が通電制御されるとアーマチャ５が電磁力に応じてコア３５に引き付けられる。この引き付けによりパイロットクラッチ７３が締結され、カム部材７７が第１シャフト１３Ａに対して磁力に応じた回転力を受ける。他方、第２シャフト１３Ｂの回転によりトルクカム７のカム部材７９が回転力を受ける。

【0083】

カム部材７７の第１シャフト１３Ａ側による回転とカム部材７９の第２シャフト１３Ｂ側による回転とによりカム部材７９がカム部材７７に対して相対回転し図３（Ａ）、（Ｂ）と同様にカムボール８１の両側でカム溝７７ａ、７９ａが位置ずれし、カムスラスト力が発生する。

【0084】

このカムスラスト力がカム部材７９からストッパーリング１１ｂで位置決められた押圧リング１１ａを介して摩擦多板クラッチ１１に伝達される。こうして摩擦多板クラッチ１１がカムスラスト力に応じて摩擦係合し第１、第２シャフト１３Ａ、１３Ｂ間に制動力が働く。

【0085】

したがって、本実施例２においても付勢部材１２を有効に機能させつつ実施例１同様の作用効果を得ることができる。

【0086】

また、本実施例２では、第１、第２シャフト１３Ａ、１３Ｂ間の相対回転を制限することができる。結合部材７１を、カム部材７７で兼用することができる。この実施例では、第１シャフト１３Ａが回転するとき、カムボール８１に遠心力が働く。この遠心力はカム溝７７ａ、７９ａに働き、トルクカム７にスラスト力を発生させようとする。これに対し、付勢機構１２が遠心力に対抗するようにカム部材７７、７９間に働くため、遠心力による不用意に摩擦多板クラッチ１１が締結されることを抑制できる。