特許 7504541 摩擦係合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-14

(45)【発行日】2024-06-24

(54)【発明の名称】摩擦係合装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 13/64 20060101AFI20240617BHJP

   G01L 3/10 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

F16D13/64 A

G01L3/10 303A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020178837

(22)【出願日】2020-10-26

(65)【公開番号】P2022069897

(43)【公開日】2022-05-12

【審査請求日】2023-06-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000102784

【氏名又は名称】ＮＳＫワーナー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002435

【氏名又は名称】弁理士法人井上国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100077919

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100172638

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 隆治

(74)【代理人】

【識別番号】100153899

【弁理士】

【氏名又は名称】相原 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100159363

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 淳子

(72)【発明者】

【氏名】栗田 崇志

(72)【発明者】

【氏名】岡田 伸治

(72)【発明者】

【氏名】山田 隆哉

【審査官】西藤 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５９－１５３１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０５６２５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ １３／６４

Ｇ０１Ｌ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の軸部材と、
前記第１の軸部材の径方向外方に前記第１の軸部材と同軸に設けられた筒状部材と、
前記第１の軸部材と前記筒状部材との間に設けられ、摩擦係合することにより前記第１の軸部材と前記筒状部材との間でのトルクの伝達を可能とするクラッチ機構と、
前記クラッチ機構を介して前記第１の軸部材との間で前記トルクが伝達される第２の軸部材と、
前記クラッチ機構と前記第２の軸部材との間に設けられ、前記クラッチ機構が伝達する前記トルクを検出するためのトルクセンサ部と、を備え、
前記トルクセンサ部は、前記筒状部材の軸方向一方側端面に前記筒状部材と同軸に固定され、磁性材料からなる第１の円筒部材と、
前記第１の円筒部材と一体に前記筒状部材の軸方向一方側端面に設けられた第１の環状部材と、
前記第２の軸部材と一体に設けられ、前記第１の環状部材と軸方向に向かい合う第２の環状部材と、
前記第１の環状部材と前記第２の環状部材との回転中心周りの所定角度位置に設けられたトルク伝達用のばねと、
前記第２の環状部材と一体に設けられ、前記第１の円筒部材の径方向外方に配置され、導電性且つ非磁性の材料からなり、前記第１の円筒部材と相対回転可能な第２の円筒部材と、
前記第２の円筒部材の径方向外方で前記第２の円筒部材を包囲し、所定の電流が供給されるコイルと、を有し、
前記ばねは、前記第１の環状部材に周方向所定間隔に配置された複数の圧縮コイルばねであり、
前記第２の環状部材には、周方向所定間隔に配置され軸方向に突出する爪部が複数形成され、
複数の前記爪部は、それぞれ、周方向に隣り合う前記圧縮コイルばね間に配置され、
前記第１の環状部材と前記第２の環状部材との間でトルクが伝達される際、複数の前記圧縮コイルばねは、複数の前記爪部によって圧縮されることを特徴とする摩擦係合装置。

【請求項2】

前記トルクセンサ部は、前記第１の円筒部材と前記第２の円筒部材との相対回転によって変化する前記コイルの誘導起電力の変化に基づいて前記トルクを検出することを特徴とする請求項１に記載の摩擦係合装置。

【請求項3】

前記第１の円筒部材の外周部には、径方向外方に向けて突出する凸部が周方向所定間隔に複数形成され、
前記第２の円筒部材には、径方向に貫通する窓部が周方向所定間隔に複数形成され、
前記コイルの誘導起電力の変化は、前記第１の円筒部材と前記第２の円筒部材とが相対回転した際の、前記凸部と前記窓部とが径方向に重なり合う面積の変化に基づくことを特徴とする請求項２に記載の摩擦係合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等の自動変速機における湿式クラッチ或いは湿式ブレーキとして用いられる摩擦係合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の駆動装置の一つである自動変速機の構成部品に湿式クラッチあるいは湿式ブレーキ等として用いられる摩擦係合装置がある。これらの摩擦係合装置は、車速に応じた変速域の中で、駆動トルクに合わせて該トルクの伝達または非伝達を行うように制御されている。

【0003】

特許文献１には、入力軸および出力軸の回転を検出し、検出した入力軸および出力軸の回転からトルクを算出するトルク検出装置と、該トルク検出装置を用いて制御することにより変速ショックが少なく制御された自動変速機とが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平９－５４００２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のトルク検出装置は、摩擦係合装置の近傍に配置された当該トルク検出装置の構成部品から入力軸および出力軸の回転を検出している。しかし、近年の電動化による複雑な制御を検討する上で、入力軸および出力軸の回転を検出してトルクを算出する制御ではトルク変化の検出が複雑な制御に追従できず、変速性能が低下してしまう懸念がある。

【0006】

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、トルク検出の簡易化を図ると共に、複雑な制御を可能とする摩擦係合装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る摩擦係合装置は、
第１の軸部材と、
前記第１の軸部材の径方向外方に前記第１の軸部材と同軸に設けられた筒状部材と、
前記第１の軸部材と前記筒状部材との間に設けられ、摩擦係合することにより前記第１の軸部材と前記筒状部材との間でのトルクの伝達を可能とするクラッチ機構と、
前記クラッチ機構を介して前記第１の軸部材との間で前記トルクが伝達される第２の軸部材と、
前記クラッチ機構と前記第２の軸部材との間に設けられ、前記クラッチ機構が伝達する前記トルクを検出するためのトルクセンサ部と、を備え、
前記トルクセンサ部は、前記筒状部材の軸方向一方側端面に前記筒状部材と同軸に固定され、磁性材料からなる第１の円筒部材と、
前記第１の円筒部材と一体に前記筒状部材の軸方向一方側端面に設けられた第１の環状部材と、
前記第２の軸部材と一体に設けられ、前記第１の環状部材と軸方向に向かい合う第２の環状部材と、
前記第１の環状部材と前記第２の環状部材との回転中心周りの所定角度位置に設けられたトルク伝達用のばねと、
前記第２の環状部材と一体に設けられ、前記第１の円筒部材の径方向外方に配置され、導電性且つ非磁性の材料からなり、前記第１の円筒部材と相対回転可能な第２の円筒部材と、
前記第２の円筒部材の径方向外方で前記第２の円筒部材を包囲し、所定の電流が供給されるコイルと、を有し、
前記ばねは、前記第１の環状部材に周方向所定間隔に配置された複数の圧縮コイルばねであり、
前記第２の環状部材には、周方向所定間隔に配置され軸方向に突出する爪部が複数形成され、
複数の前記爪部は、それぞれ、周方向に隣り合う前記圧縮コイルばね間に配置され、
前記第１の環状部材と前記第２の環状部材との間でトルクが伝達される際、複数の前記圧縮コイルばねは、複数の前記爪部によって圧縮されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、トルク検出の簡易化を図ると共に、複雑な制御を可能とする摩擦係合装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る摩擦係合装置の外観図であり、軸方向一方側から見た状態を示している。

【図2】図２は、摩擦係合装置の外観図であり、径方向外方から見た状態を示している。

【図3】図３は、摩擦係合装置の外観図であり、軸方向他方側から見た状態を示している。

【図4】図４は、図１の４－４矢視断面図である。

【図5】図５は、トルクセンサ部の斜視図であり、一部を切り欠いて示している。

【図6】図６は、トルクセンサ部の分解図である。

【図7】図７は、トルクセンサ部の部分拡大断面図であり、コイル部、センサスリーブ、およびロータの各部分を軸方向一方側から見た状態を模式的に示している。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態に係る摩擦係合装置について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態における摩擦係合装置に係る方向について定義する。本実施形態において、「中心軸線Ｃ」とは、摩擦係合装置の中心軸線のことをいい、軸方向、径方向、周方向とは、中心軸線Ｃに関する軸方向、径方向、周方向のことをいう。軸方向について、図２においては紙面左方側を軸方向一方側とし、紙面右方側を軸方向他方側とする。周方向について、図１、図７において、紙面に向かって時計方向に回転する方向を周方向一方とし、紙面に向かって反時計方向に回転する方向を周方向他方とする。

【0011】

図１、図２、および図３は実施形態に係る摩擦係合装置１の外観図であり、それぞれ軸方向一方側、径方向外方側、および軸方向他方側から見た状態を示している。
図４は、図１の４－４矢視断面図である。

【0012】

図１～図４に示すように、本実施形態に係る摩擦係合装置１は、湿式クラッチ部３と、湿式クラッチ部３の軸方向一方側に湿式クラッチ部３と軸方向に隣接し、且つ湿式クラッチ部３と一体に設けられたトルクセンサ部５とを備えている。

【0013】

湿式クラッチ部３は円筒状のクラッチケース７を有している。クラッチケース７の中心部、すなわち中心軸線Ｃ上には、入力軸８が配置されている。クラッチケース７の軸方向一方側端部には内向きフランジ９が設けられ、内向きフランジ９の中心の孔部には、入力軸８が挿通されている。また、内向きフランジ９には、軸方向に貫通する貫通孔１１が周方向所定間隔に複数（本実施形態においては６つ）形成されている。

【0014】

図４に示すように、クラッチケース７の内周部には、軸方向に移動可能に且つクラッチケース７と相対回転不能に、複数の環状のクラッチプレート１３が嵌合している。クラッチケース７の内周部にはさらに、複数の環状のクラッチディスク１５が配置されている。複数の環状のクラッチディスク１５は、内径部に設けられた複数の歯部１７によって、入力軸８の外周面に、軸方向移動可能に且つ入力軸と相対回転不能に嵌合している。複数のクラッチプレート１３と複数のクラッチディスク１５とは、軸方向に交互に配置されている。

【0015】

クラッチケース７の内周部の軸方向他方側端部には、クラッチプレート１３およびクラッチディスク１５を軸方向他方側端部で固定状態に保持するためのエンドプレート１９と、エンドプレート１９をクラッチケース７の内部に保持するための止輪２１とが設けられている。クラッチプレート１３とクラッチディスク１５とは、図示しない押圧装置等によって押圧されることにより互いに摩擦係合し、これにより湿式クラッチ部３が締結状態となる。湿式クラッチ部３が締結状態において、入力軸８からクラッチケース７にトルクが伝達される。

【0016】

クラッチケース７の外周面には外方に突出する歯部２３が全周に亘って複数設けられている。また、クラッチケース７には、径方向に貫通する油穴２５が複数設けられている。油穴２５は、クラッチケース７内部に供給された潤滑油をクラッチケース７の外部に排出するためのものである。

【0017】

次にトルクセンサ部５の構成について説明する。
図５は、トルクセンサ部５の斜視図であり、一部を切り欠いて示している。
図６は、トルクセンサ部５の分解図である。
図４～図６に示すように、トルクセンサ部５は、環状のコイル部２７と、円筒状のロータ２９と、環状のリテーナプレート３１と、環状のドリブンプレート３３と、円筒状のセンサスリーブ３５と、を備えている。

【0018】

ロータ２９は、例えば鉄等の磁性材料で形成されている。ロータ２９は、中心軸線Ｃを中心とする円筒部３７と、円筒部３７の軸方向他方側端部に形成された内向きフランジ３９とを有している。円筒部３７の外周部には、軸方向に延在し径方向外方に向けて突出する凸部４１が周方向所定間隔で全周に亘って複数設けられている。また、円筒部３７の外周部には、周方向に隣り合う凸部４１によって、軸方向に延在する凹部４３が全周に亘って形成されている。凸部４１の周方向幅と凹部４３の周方向幅とは、同じ大きさに形成されている。したがって凸部４１と凹部４３とは、交互に全周に亘って設けられている。

【0019】

ロータ２９の内向きフランジ３９の中心の孔部には、入力軸８が挿通されている。内向きフランジ３９には軸方向に貫通する貫通孔４５が周方向所定間隔に複数（本実施形態においては６つ）形成されている。ロータ２９の貫通孔４５はそれぞれ、クラッチケース７の内向きフランジ９に形成された貫通孔１１に対応する位置に形成されている。

【0020】

リテーナプレート３１は、中心軸線Ｃを中心とする環状板部４７を有している。環状板部４７の中心の孔部はシャフトホール４９として入力軸８が挿通されている。環状板部４７には軸方向に貫通する貫通孔５１が周方向所定間隔に複数（本実施形態においては６つ）形成されている。環状板部４７の貫通孔５１はそれぞれ、ロータ２９の内向きフランジ３９に形成された貫通孔４５に対応する位置に形成されている。

【0021】

リテーナプレート３１の環状板部４７の径方向外方の縁部には、軸方向一方側に向けて突出する円筒部５３が形成され、円筒部５３の軸方向一方側端部には、径方向外方且つ軸方向一方側に向けて突出する外向きフランジ５５が形成されている。環状板部４７と円筒部５３と外向きフランジ５５とは一体に形成されている。外向きフランジ５５の外周部には、周方向所定間隔にばね保持部５７が一体に複数（本実施形態においては６つ）形成されている。ばね保持部５７にはそれぞれ、圧縮コイルばね５９（以後単に「ばね５９」という。）が保持されている。

【0022】

ばね保持部５７は、外向きフランジ５５の外径側縁部を仮想円とすると、仮想円の所定中心角に対応する弦の長さに亘って直線状に設けられている。本実施形態においては、各ばね保持部５７は、約３０度の中心角に対応する弦の長さに亘って設けられている。ばね５９は、ばね保持部５７に、環状板部４７の弦方向に延在する向きで配置されている。ばね保持部５７の周方向一方側端部および周方向他方側端部にはそれぞれ、ばね保持部５７から垂直に突出するばね押さえ部６１が設けられている。各ばね押さえ部６１は薄い板状で、例えば、ばね５９のコイル径よりも少し大きな径を有する円形に形成されている。２つのばね押さえ部６１は対を成し、周方向に対向している。ばね５９は、各端部が一対のばね押さえ部６１にそれぞれ接触した状態で、一対のばね押さえ部６１間に自然状態で配置されている。このように、ばね５９は一対のばね押さえ部６１によって伸縮方向に保持されている。各ばね押さえ部６１は、内径部がばね保持部５７に固定されているが、ばね保持部５７から垂直に突出している部分がばね５９を圧縮する方向に僅かに撓むことが可能となっている。

【0023】

周方向に隣り合うばね保持部５７間には、円弧状の爪部６３が設けられている。詳細には、周方向に隣り合う任意の２つのばね保持部５７のうち周方向一方側のばね保持部５７の周方向他方側のばね押さえ部６１と、当該任意の２つのばね保持部５７のうち周方向他方側のばね保持部５７の周方向一方側のばね押さえ部６１とは、爪部６３で連結されている。爪部６３は、これら各ばね押さえ部６１の径方向外方側部分同士を連結する円弧部６５と、円弧部６５の軸方向他方側端から径方向内方に向けて突出する内向きフランジ部６７とから構成されている。円弧部６５は、中心軸線Ｃを中心とする部分円筒状に形成されている。内向きフランジ部６７の周方向の両端部は、前記各ばね押さえ部６１の軸方向他方側部分同士を連結している。本実施形態においては、６つの爪部６３が設けられている。

【0024】

リテーナプレート３１とロータ２９とクラッチケース７とは、中心軸線Ｃ上において軸方向一方側から軸方向他方側に向けてこの順に、リベット６９によって一体に固定されている。詳細には、互いに対応する位置に形成されたリテーナプレート３１の６つの貫通孔５１と、ロータ２９の６つの貫通孔４５と、クラッチケース７の６つの貫通孔１１とにそれぞれリベット６９が差し込まれ、これらのリベット６９をかしめることにより、リテーナプレート３１とロータ２９とクラッチケース７とは一体に接合されている。この状態において、ロータ２９はクラッチケース７の内向きフランジ９の軸方向一方側面に固定され、リテーナプレート３１は、ロータ２９の内向きフランジ３９の軸方向一方側面に固定されると共に、ロータ２９の円筒部３７の内径側に配置されている。また、リテーナプレート３１とロータ２９とクラッチケース７の中心部には、円筒部材７０および玉軸受８２を介して入力軸８が回転可能に支持されている。

【0025】

センサスリーブ３５は、例えばアルミニウム等の、導電性で且つ非磁性の材料から形成されている。センサスリーブ３５は、中心軸線Ｃを中心とする円筒部７１と、円筒部７１の軸方向一方側に形成された内向きフランジ７３とを有している。内向きフランジ７３の中心部には、入力軸８が挿通されている。内向きフランジ７３には軸方向に貫通する貫通孔７５が周方向所定間隔に複数（本実施形態においては６つ）形成されている。

【0026】

円筒部７１の軸方向一方側部分には、円筒部７１を径方向に貫通する窓部Ａが周方向所定間隔に複数形成されている。円筒部７１の軸方向他方側部分には、円筒部７１を径方向に貫通する窓部Ｂが周方向所定間隔に複数形成されている。窓部Ａと窓部Ｂとはそれぞれ軸方向に延在する長方形に形成され、同じ大きさを有し、同数が形成されている。窓部Ａと窓部Ｂとは周方向に所定量位相をずらして形成されている。

【0027】

ドリブンプレート３３は、中心部にシャフトホール７７が形成された環状板部７９を有している。シャフトホール７７には、図４に示すように、玉軸受け８１を介して入力軸８が回転可能に支持されている。シャフトホール７７の縁部には、軸方向一方側に向けて突出し、外周面に複数の歯部が形成された円筒状のギヤ部８３が形成されている。ギヤ部８３の歯部は、入力軸８と同軸に配置された出力側部材である、例えば出力軸８４の内周側ギヤ部（図示省略）と噛み合っている。したがってドリブンプレート３３と出力軸８４とは一体回転する。

【0028】

環状板部７９には軸方向に貫通する貫通孔８５が周方向所定間隔に複数（本実施形態においては６つ）形成されている。環状板部７９の貫通孔８５はそれぞれ、センサスリーブ３５の内向きフランジ７３に形成された貫通孔７５に対応する位置に形成されている。

【0029】

ドリブンプレート３３の環状板部７９の径方向外方の縁部には、軸方向他方側に向けて突出する爪部８７が、周方向所定間隔に複数（本実施形態においては６つ）形成されている。爪部８７は、軸方向他方側への突出部分である円弧部８９と、円弧部８９と環状板部７９とを連結する連結部９１とから一体に構成されている。円弧部８９は、中心軸線Ｃを中心とする部分円筒状に形成されている。

【0030】

爪部８７の円弧部８９の周方向の長さは、リテーナプレート３１の爪部６３よりも僅かに小さく形成されている。また、円弧部８９の軸方向の長さは、リテーナプレート３１の爪部６３よりも大きく形成されている。周方向に隣り合う爪部８７間の、環状板部７９の径方向外方の縁部の部分は、直線部９３となっている。この直線部９３の長さは、リテーナプレート３１のばね保持部５７の弦方向長さに対応している。

【0031】

センサスリーブ３５とドリブンプレート３３とは、中心軸線Ｃ上において軸方向一方側から軸方向他方側へ向けてこの順に、リベット９５によって一体に固定されている。詳細には、互いに対応する位置に形成されたセンサスリーブ３５の６つの貫通孔７５と、ドリブンプレート３３の６つの貫通孔８５とにそれぞれリベット９５が差し込まれ、これらのリベット９５をかしめることにより、センサスリーブ３５とドリブンプレート３３とが一体に接合されている。この状態において、ドリブンプレート３３は、センサスリーブ３５の内向きフランジ７３の軸方向他方側面に固定されると共に、センサスリーブ３５の円筒部７１の内径側に配置されている。また、ドリブンプレート３３のギヤ部８３は、センサスリーブ３５の内向きフランジ７３から軸方向一方側に突出している。

【0032】

ドリブンプレート３３の各爪部８７は、リテーナプレート３１の各爪部６３が連結している２つのばね押さえ部６１間であって当該爪部６３の円弧部６５の内径側に、それぞれ軸向一方側から嵌め込まれている。この状態においてドリブンプレート３３の爪部８７は、円弧部８９の周方向両端部が、リテーナプレート３１の爪部６３が連結している２つのばね押さえ部６１にそれぞれ接触している。また、ドリブンプレート３３の爪部８７の円弧部８９と、リテーナプレート３１の爪部６３の円弧部６５とは、僅かな隙間を介して径方向に対向している。

【0033】

ドリブンプレート３３の爪部８７とリテーナプレート３１のばね押さえ部６１とのこのような嵌合により、入力軸８側のクラッチケース７と出力軸８４とが連結される。また、ドリブンプレート３３の爪部８７とリテーナプレート３１のばね押さえ部６１との嵌合により、一体に固定されたセンサスリーブ３５およびドリブンプレート３３と、一体に固定されたロータ２９およびリテーナプレート３１とは、中心軸線Ｃ上において軸方向一方側から軸方向他方側に向けてこの順に組み合わされている。この状態において、ロータ２９の円筒部３７は、センサスリーブ３５の円筒部７１の内径側に配置されている。詳細には、ロータ２９の円筒部３７の外周面とセンサスリーブ３５の円筒部７１の内周面とは、僅かな径方向隙間を介して径方向に対向している。

【0034】

図４に示すように、コイル部２７は、同一規格のコイルＡおよびコイルＢを有している。これらのコイルＡおよびコイルＢは環状のヨーク９７に巻き付けられ、軸方向に所定の間隔を空けて配置されている。ヨーク９７は例えば図示しない変速機ケースに固定されている。コイル部２７は、センサスリーブ３５の円筒部７１の径方向外方に、所定の径方向隙間を介してセンサスリーブ３５と同心に配置されている。言い換えると、コイル部２７はセンサスリーブ３５の円筒部７１を所定の径方向隙間を介して周方向に包囲している。詳細には、コイル部２７の内径側には、トルクセンサ部５のセンサスリーブ３５が所定の隙間を介して配置され、コイルＡおよびコイルＢは、それぞれセンサスリーブ３５の窓部Ａおよび窓部Ｂに対応する軸方向位置に配置されている。

【0035】

コイル部２７のコイルＡおよびコイルＢには、接点９８を介して所定の周波数の電流が供給されている。また、接点９８には演算回路９９が接続されている。演算回路９９は、接点９８を介して入力されるコイルＡおよびコイルＢの自己誘導起電力の大きさを計測すると共に、コイルＡおよびコイルＢの自己誘導起電力の大きさを入力軸（図示省略）から伝達されるトルクの大きさに置き換える演算を行っている。

【0036】

ここで、センサスリーブ３５の窓部Ａおよび窓部Ｂとロータ２９の外周部の凸部４１および凹部４３との位置関係と、窓部Ａおよび窓部Ｂの大きさについて説明する。
図７は、トルクセンサ部５の部分断面図であり、コイル部２７、センサスリーブ３５、およびロータ２９の各部分を軸方向一方側から見た状態を模式的に示している。図７には、センサスリーブ３５の窓部Ａの断面が現れている。また、図７は、湿式クラッチ部３が非締結状態、すなわち入力軸８からクラッチケース７へトルクが非伝達の状態を示している。

【0037】

図７に示すように、窓部Ａの周方向長さと窓部Ｂの周方向長さとは同じ大きさであり、これをａとすると、ロータ２９の凸部４１は、周方向長さが２ａとなるように形成されている。また、入力軸８からクラッチケース７へトルクが非伝達の状態において、ロータ２９の凸部４１の周方向一方端は、窓部Ｂの周方向他方端と径方向に重なり、ロータ２９の凸部４１の周方向他方端は、窓部Ａの周方向一方端と径方向に重なっている。すなわちこの状態においては、ロータ２９の凸部４１は、窓部Ａおよび窓部Ｂの何れとも径方向に重なっていない。言い換えると、窓部Ａおよび窓部Ｂは、何れもロータ２９の凹部４３と径方向に重なっている。

【0038】

次に、本実施形態に係る摩擦係合装置１の作動について説明する。
湿式クラッチ部３のクラッチプレート１３とクラッチディスク１５とが非係合状態、すなわち湿式クラッチ部３が非締結状態においては、クラッチディスク１５は空転し、入力軸８からクラッチケース７へトルクの伝達はなされない。この時、センサスリーブ３５の窓部Ａおよび窓部Ｂとロータ２９の凸部４１とは、図７に示す状態である。

【0039】

この状態から、湿式クラッチ部３のクラッチプレート１３とクラッチディスク１５とが図示しない押圧装置等によって押圧されて互いに摩擦係合し、湿式クラッチ部３が締結状態となると、入力軸８からクラッチケース７へとトルクが伝達される。ここで例えば図１および図７において周方向一方へクラッチケース７が回転すると、ロータ２９およびリテーナプレート３１がクラッチケース７と一体に周方向一方へ回転する。ロータ２９およびリテーナプレート３１が周方向一方へ回転すると、リテーナプレート３１と組み合わされたドリブンプレート３３およびセンサスリーブ３５へ回転が伝達される。ドリブンプレート３３が回転すると、ギヤ部８３に嵌合している出力軸８４にトルクが伝達される。

【0040】

このとき、ロータ２９およびリテーナプレート３１の周方向一方への回転開始時において、リテーナプレート３１の各ばね保持部５７の周方向一方側のばね押さえ部６１が、当該ばね押さえ部６１に接触しているドリブンプレート３３の爪部８７を周方向一方側へ押圧する。すると、ドリブンプレート３３は出力軸８４に嵌合しているため、出力軸８４からの抵抗が生じ、該ばね押さえ部６１はドリブンプレート３３の爪部８７からの反力によって周方向他方へ僅かに撓む。これによりばね保持部５７のばね５９が僅かに圧縮される。

【0041】

ばね５９が僅かに圧縮すると、リテーナプレート３１とドリブンプレート３３との間に僅かな位相のずれ、すなわちねじれが生じる。言い換えると、リテーナプレート３１はドリブンプレート３３に対して、周方向一方に僅かに相対回転する。これと同時に、リテーナプレート３１と一体に固定されたロータ２９と、ドリブンプレート３３と一体に固定されたセンサスリーブ３５との間にも僅かな位相のずれ、すなわちねじれが生じる。言い換えると、ロータ２９は、センサスリーブ３５に対して周方向一方に僅かに相対回転する。また、リテーナプレート３１と一体に固定されているクラッチプレート７は、ドリブンプレート３３に嵌合している出力軸８４に対して周方向一方に僅かに相対回転する。

【0042】

図７において、ロータ２９がセンサスリーブ３５に対して周方向一方に相対回転すると、ロータ２９の凸部４１は窓部Ｂと径方向に重なる面積が大きくなってゆく。この時入力軸８からのトルクが大きければロータ２９とセンサスリーブ３５との相対回転量が大きくなり、窓部Ｂと重なるロータ２９の凸部４１の面積は大きくなり、トルクが小さければロータ２９とセンサスリーブ３５との相対回転量が小さくなり、窓部Ｂと重なるロータ２９の凸部４１の面積は小さくなる。一方、ロータ２９がセンサスリーブ３５に対して周方向一方に相対回転しても、ロータ２９の凸部４１は窓部Ａとは径方向に重ならない。

【0043】

ここで、コイルＡおよびコイルＢには所定の電流が流れており、磁場が形成されている。また、センサスリーブ３５は導電性で且つ非磁性の材料から形成され、ロータ２９は磁性材料から形成されている。このため、窓部Ａとロータ２９の凸部４１とが重なった面積が増加すれば、コイルＡのインダクダンスは増大し、窓部Ａとロータ２９の凸部４１とが重なった面積が減少すれば、コイルＡのインダクダンスは減少する。同様に、窓部Ｂとロータ２９の凸部４１とが重なった面積が増加すれば、コイルＢのインダクダンスは増大し、窓部Ｂとロータ２９の凸部４１とが重なった面積が減少すれば、コイルＢのインダクダンスは減少する。

【0044】

そしてコイルＡおよびコイルＢのインダクダンスが変化すれば、コイルＡおよびコイルＢの自己誘導起電力もインダクダンスの変化と同様の傾向で変化する。すなわち、窓部Ａとロータ２９の凸部４１とが重なった面積が増加すれば、コイルＡの自己誘導起電力は増大し、窓部Ａとロータ２９の凸部４１とが重なった面積が減少すれば、コイルＡの自己誘導起電力は減少する。同様に、窓部Ｂとロータ２９の凸部４１とが重なった面積が増加すれば、コイルＢの自己誘導起電力は増大し、窓部Ｂとロータ２９の凸部４１とが重なった面積が減少すれば、コイルＢの自己誘導起電力は減少する。

【0045】

したがって、上記のようにロータ２９がセンサスリーブ３５に対して周方向一方に相対回転した際は、演算回路９９は、ロータ２９の凸部４１と窓部Ｂとが重なった面積の大きさからコイルＢの自己誘導起電力の大きさすなわち電圧の大きさを計測し、さらに自己誘導起電力の大きさを入力軸８からの周方向一方へのトルクの大きさに換算している。トルクセンサ部５は、このように入力軸８からクラッチケース７を介して出力軸８４へ伝達されるトルクを検出している。そして入力軸８からのトルクの大きさが変化し、ロータ２９の凸部４１と窓部Ｂとが重なった面積の大きさが変化しても、変化後の当該重なった面積の大きさに応じたコイルＢの自己誘導起電力からトルクの大きさを算出する。このように、入力軸８からのトルクの大きさが変化しても、演算回路９９は瞬時に変化後のトルクの大きさを算出する。

【0046】

なお、上記の作動は、図１および図７において周方向一方へクラッチケース７が回転した場合を説明したが、クラッチケース７が周方向他方へ回転した場合は、ロータ２９の凸部４１と窓部Ａとが径方向に重なるため、演算回路９９はロータ２９の凸部４１と窓部Ａとが重なった面積に基づいて、周方向他方へのトルクの大きさを算出する。

【0047】

このように、本実施形態の摩擦係合装置によれば、湿式クラッチ部３に一体に設けられたトルクセンサ部５によって、入力軸８から、例えば出力軸８４へ伝達されるトルクの大きさおよびその変化をダイレクトに測定することができる。その結果、本実施形態の摩擦係合装置１を例えば自動変速機に用いた場合には、変速中のトルク変化にダイレクトに追従することができ、電動化による複雑な自動変速制御が可能となる。また、本実施形態の摩擦係合装置１は、湿式クラッチ部３にトルクセンサ部５を一体に設けているため、構造を簡素化することができ、トルク検出の簡易化を図ることができる。

【0048】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態は湿式クラッチとして用いられる例を示したが、ブレーキとして用いることもできる。また、センサスリーブ３５の窓部Ａおよび窓部Ｂの数、および窓部Ａと窓部Ｂとの配置のずれは、適宜設定可能である。また、ばね保持部５７およびばね５９の数は、伝達するトルクの大きさによって適宜設定可能である。また、ばね５９の強さも伝達するトルクの大きさによって適宜設定可能である。また、上記実施形態は入力軸８から湿式クラッチ部３を介して出力軸８４へトルクが伝達される例を示したが、出力軸８４を入力側とし、入力軸８を出力側としても良い。すなわち出力軸８４から湿式クラッチ部３を介して入力軸８へトルクが伝達されるようにしても良い。この場合においても、トルクセンサ部５は湿式クラッチ部３が伝達するトルクを検出する。

【符号の説明】

【0049】

１ 摩擦係合装置
３ 湿式クラッチ部
５ トルクセンサ部
７ クラッチケース
８ 入力軸
１３ クラッチプレート
１５ クラッチディスク
２７ コイル部
２９ ロータ
３１ リテーナプレート
３３ ドリブンプレート
３５ センサスリーブ
４１ 凸部
４３ 凹部
５７ ばね保持部
５９ 圧縮コイルばね
６１ ばね押さえ部
６３ 爪部
８４ 出力軸
８７ 爪部
９７ ヨーク
９９ 演算回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】