特許 7563164 回転式アクチュエータ

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】回転式アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/28 20060101AFI20241001BHJP

   F16D 28/00 20060101ALI20241001BHJP

   H02K 7/06 20060101ALI20241001BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

F16H1/28

F16D28/00 Z

H02K7/06 B

H02K7/116

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020212989

(22)【出願日】2020-12-22

(65)【公開番号】P2022099171

(43)【公開日】2022-07-04

【審査請求日】2023-11-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 智師

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 巧美

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１２５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－３０１２８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ １／００

Ｆ１６Ｄ ２８／００

Ｈ０２Ｋ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング（１２）と、
コイル（２２）を有し前記ハウジングに固定されるステータ（２１）、および、マグネット（２３０）が設けられ前記コイルへの通電により回転するロータ（２３）を有するモータ（２０）と、
前記モータのトルクを減速して出力可能な減速機（３０）と、
前記減速機からトルクが入力されると前記ハウジングに対し相対回転する回転部（４０）、および、前記回転部が前記ハウジングに対し相対回転すると前記ハウジングに対し軸方向に相対移動する並進部（５０）を有する回転並進部（２）と、
を備え、
前記減速機は、
前記モータからのトルクが入力されるサンギヤ（３１）、
前記サンギヤに噛み合いつつ自転しながら前記サンギヤの周方向に公転可能な複数のプラネタリギヤ（３２）、および、
前記プラネタリギヤと噛み合い可能なリングギヤ（３４、３５）、
を有する遊星歯車機構であって、
前記減速機を構成する部品であって、前記マグネットを軸方向に投影したマグネット投影領域に位置している投影領域部品の少なくとも１つは、非磁性材により形成されており、
前記ロータと、前記減速機を構成する回転部材との間には、他部材が配置されずに対向して配置されている回転式アクチュエータ。

【請求項2】

前記減速機は、前記プラネタリギヤを回転可能に支持する軸受（３６）、ならびに、
前記軸受を保持するピン（３３１、３７１）、および、前記ピンを保持するキャリア本体（３３０、３７０）を有するキャリア（３３、３７）を有し、
前記プラネタリギヤ、前記軸受、前記ピンおよび前記キャリア本体のうちの少なくとも１つは、非磁性材により形成されている請求項１に記載の回転式アクチュエータ。

【請求項3】

前記キャリア本体は、軸方向において、前記マグネットと前記プラネタリギヤとの間に配置され前記マグネットと対向しており、かつ、前記ステータの径方向内側であって、軸方向にて少なくとも一部が前記ステータと重複して配置されている請求項２に記載の回転式アクチュエータ。

【請求項4】

前記プラネタリギヤおよび前記軸受は、軸方向において前記キャリア本体より前記マグネット側であって、前記マグネットと対向して配置されている請求項２に記載の回転式アクチュエータ。

【請求項5】

前記投影領域部品の少なくとも１つは、非磁性材である非磁性ステンレス鋼により形成されている請求項１～４のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。

【請求項6】

前記投影領域部品の少なくとも１つは、アルミニウム材により形成されている請求項１～４のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。

【請求項7】

前記投影領域部品の少なくとも１つは、樹脂により形成されている請求項１～４のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。

【請求項8】

前記リングギヤには、前記プラネタリギヤの軸方向の一方側に噛み合う第１リングギヤ（３４）、および、前記第１リングギヤとは歯数が異なっており、前記プラネタリギヤの軸方向の他方側に噛み合う第２リングギア（３５）が含まれており、
前記減速機は、不思議遊星歯車機構である請求項１～７のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転式アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、クラッチの状態を係合状態または非係合状態に変更することにより、第１伝達部と第２伝達部との間のトルクの伝達を許容または遮断するクラッチ装置が知られている。このようなクラッチ装置では、電動機のトルクを減速して出力する減速機を有する回転式アクチュエータを備えることが一般的である。

【0003】

電動機のトルクを減速して出力する減速機としては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】中国特許出願公開第１１００３４６３１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、減速機に用いられるギヤは、一般的に磁性体材料にて形成されている。磁性体材料で形成されたギヤと、電動機のマグネットとが軸方向にて対向していると、マグネットの磁力に起因する軸方向吸引力により、ギヤの回転摺動損失が増大し、伝達効率が低下する虞がある。

【0006】

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格を小型化可能な回転式アクチュエータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の回転式アクチュエータは、ハウジング（１２）と、モータ（２０）と、減速機（３０）と、回転並進部（２）と、を備える。モータは、コイル（２２）を有しハウジングに固定されるステータ（２１）、および、マグネット（２３０）が設けられコイルへの通電により回転するロータ（２３）を有する。減速機は、モータのトルクを減速して出力可能である。回転並進部は、減速機からトルクが入力されるとハウジングに対し相対回転する回転部（４０）、および、回転部がハウジングに対して相対回転するとハウジングに対し軸方向に相対移動する並進部（５０）を有する。

【0008】

減速機は、サンギヤ（３１）、複数のプラネタリギヤ（３２）、および、リングギヤ（３４、３５）を有する遊星歯車機構である。サンギヤは、モータからのトルクが入力される。プラネタリギヤは、サンギヤに噛み合いつつ、自転しながらサンギヤの周方向に公転可能である。リングギヤは、プラネタリギヤと噛み合い可能である。減速機を構成する部品であって、マグネットを軸方向に投影したマグネット投影領域に位置している投影領域部品の少なくとも１つは、非磁性材により形成されている。ロータと、減速機を構成する回転部材との間には、他部材が配置されずに対向して配置されている。これにより、減速効率の低下が抑制されるため、マグネットと減速機との軸方向における間隔の短縮が可能であり、体格を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態によるクラッチ装置を示す断面図である。

【図2】第１実施形態によるクラッチ装置の一部を示す断面図である。

【図3】第２実施形態によるクラッチ装置の一部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明による回転式アクチュエータを図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

【0011】

（第１実施形態）
第１実施形態を図１および図２に示す。回転式アクチュエータとしての電動クラッチアクチュエータ１０は、クラッチ装置１に適用される。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。本実施形態のクラッチ装置１が適用される車両は、内燃機関からの駆動トルクによって走行する車両であるが、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であってもよい。

【0012】

クラッチ装置１は、電動クラッチアクチュエータ１０と、クラッチ７０と、状態変更部８０と、を備えている。電動クラッチアクチュエータ１０は、ハウジング１２と、電動機であるモータ２０と、減速機３０と、回転並進部としてのボールカム２と、を備える。

【0013】

また、クラッチ装置１は、制御部としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）９０と、第１伝達部である入力軸６１と、第２伝達部である出力軸６２と、を備えている。

【0014】

ＥＣＵ９０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。ＥＣＵ９０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、ＥＣＵ９０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。

【0015】

ＥＣＵ９０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、ＥＣＵ９０は、後述するモータ２０の作動を制御可能である。

【0016】

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。

【0017】

ハウジング１２は、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の外周壁との間に設けられる。固定体１１と入力軸６１との間にはボールベアリングが設けられており、軸受されている。ハウジング１２は、ハウジング内筒部１２１、ハウジング板部１２２、ハウジング外筒部１２３、ハウジング小板部１２４、ハウジング段差面１２５、ハウジング小内筒部１２６、ハウジング側スプライン溝部１２７等を有している。

【0018】

ハウジング内筒部１２１は、略円筒状に形成されている。ハウジング小板部１２４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。ハウジング小内筒部１２６は、ハウジング小板部１２４の外縁部からハウジング内筒部１２１とは反対側へ延びるよう略円筒状に形成されている。ハウジング板部１２２は、ハウジング小内筒部１２６のハウジング小板部１２４とは反対側の端部から径方向外側へ延びるよう環状の板状に形成されている。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小内筒部１２６およびハウジング内筒部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とハウジング小板部１２４とハウジング小内筒部１２６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。

【0019】

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。

【0020】

ハウジング段差面１２５は、ハウジング小板部１２４のハウジング小内筒部１２６とは反対側の面において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。

【0021】

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、図示しないボルト等により固定体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。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。

【0022】

ハウジング１２は、収容空間１２０を有している。収容空間１２０は、ハウジング内筒部１２１とハウジング小板部１２４とハウジング小内筒部１２６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。

【0023】

モータ２０は、収容空間１２０に収容されている。モータ２０は、ステータ２１、ロータ２３等を有している。ステータ２１は、ステータコア２１１、コイル２２を有している。ステータコア２１１は、例えば積層鋼板により略円環状に形成され、ハウジング外筒部１２３の内側に固定される。コイル２２は、ステータコア２１１の複数の突極のそれぞれに設けられている。

【0024】

モータ２０は、マグネット２３０を有している。ロータ２３は、例えば鉄系の金属により略円環状に形成されている。より詳細には、ロータ２３は、例えば磁気特性が比較的高い純鉄により形成されている。

【0025】

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、永久磁石であって、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。

【0026】

電動クラッチアクチュエータ１０は、ベアリング１５１を備えている。ベアリング１５１は、ハウジング小内筒部１２６の外周壁に設けられている。ベアリング１５１の径方向外側には、後述するサンギヤ３１が設けられている。ロータ２３は、サンギヤ３１の径方向外側においてサンギヤ３１に対し相対回転不能に設けられている。ベアリング１５１は、収容空間１２０に設けられ、サンギヤ３１、ロータ２３およびマグネット２３０を回転可能に支持している。

【0027】

ここで、ロータ２３は、ステータ２１のステータコア２１１の径方向内側において、ステータ２１に対し相対回転可能に設けられている。モータ２０は、インナロータタイプのブラシレス直流モータである。

【0028】

ＥＣＵ９０は、コイル２２に供給する電力を制御することにより、モータ２０の作動を制御可能である。コイル２２に電力が供給されると、ステータコア２１１に回転磁界が生じ、ロータ２３が回転する。これにより、ロータ２３からトルクが出力される。このように、モータ２０は、ステータ２１、および、ステータ２１に対し相対回転可能に設けられたロータ２３を有し、電力の供給によりロータ２３からトルクを出力可能である。

【0029】

本実施形態では、クラッチ装置１は、回転角センサ１０４を備えている。回転角センサ１０４は、収容空間１２０に設けられている。

【0030】

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ＥＣＵ９０に出力する。これにより、ＥＣＵ９０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、ＥＣＵ９０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。

【0031】

減速機３０は、収容空間１２０に収容されている。減速機３０は、サンギヤ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。

【0032】

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、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。

【0033】

より詳細には、サンギヤ３１は、サンギヤ本体３１０、サンギヤ歯部３１１、ギヤ側スプライン溝部３１５を有している。サンギヤ本体３１０は、例えば金属により略円筒状に形成されている。ギヤ側スプライン溝部３１５は、サンギヤ本体３１０の一方の端部側の外周壁において軸方向に延びるよう形成されている。ギヤ側スプライン溝部３１５は、サンギヤ本体３１０の周方向に複数形成されている。サンギヤ本体３１０は、一方の端部側がベアリング１５１によって軸受けされている。

【0034】

ロータ２３の内周壁には、ギヤ側スプライン溝部３１５に対応するスプライン溝部が形成されている。ロータ２３は、サンギヤ３１の径方向外側に位置し、スプライン溝部がギヤ側スプライン溝部３１５とスプライン結合するよう設けられている。これにより、ロータ２３は、サンギヤ３１に対し、相対回転不能、かつ、軸方向に相対移動可能である。

【0035】

サンギヤ歯部３１１は、サンギヤ３１の他方の端部側の外周壁に形成されている外歯である。ロータ２３と一体回転するサンギヤ３１には、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の入力部といえる。本実施形態では、サンギヤ３１は、例えば鉄鋼材により形成されている。

【0036】

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４つ設けられている。プラネタリギヤ３２は、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外歯である。

【0037】

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、サンギヤ３１に対し径方向外側に設けられている。キャリア３３は、ロータ２３およびサンギヤ３１に対し相対回転可能である。

【0038】

キャリア３３は、キャリア本体３３０、ピン３３１を有している。キャリア本体３３０は、例えば金属により略円環状に形成されている。キャリア本体３３０は、径方向においてはサンギヤ３１とコイル２２との間に位置し、軸方向においてはロータ２３およびマグネット２３０とプラネタリギヤ３２との間に位置している。本実施形態では、キャリア本体３３０は、ステータ２１の径方向内側に設けられている。なお、プラネタリギヤ３２は、キャリア本体３３０およびコイル２２に対しハウジング板部１２２とは反対側に位置している。

【0039】

ピン３３１は、接続部３３５、支持部３３６を有している。接続部３３５および支持部３３６は、それぞれ、例えば金属により円柱状に形成されている。接続部３３５と支持部３３６とは、それぞれの軸がずれて平行な状態となるよう一体に形成されている。そのため、接続部３３５および支持部３３６は、それぞれの軸を含む仮想平面による断面形状がクランク形状となる（図１参照）。

【0040】

ピン３３１は、一方の端部側の部位である接続部３３５がキャリア本体３３０に接続するようにしてキャリア本体３３０に固定されている。ここで、支持部３３６は、キャリア本体３３０のロータ２３およびマグネット２３０とは反対側において、接続部３３５の軸に対し軸がキャリア本体３３０の径方向外側に位置するよう設けられている（図１参照）。ピン３３１は、プラネタリギヤ３２の数に対応し、合計４つ設けられている。

【0041】

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、例えばニードルベアリングであり、ピン３３１の支持部３３６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３３１の支持部３３６により回転可能に支持されている。

【0042】

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環状に形成されている。第１リングギヤ３４は、コイル２２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。

【0043】

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。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の内縁部に形成されている内歯である。

【0044】

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、例えば金属により略円環状に形成されている。第２リングギヤ３５は、ギヤ内筒部３５５、ギヤ板部３５６、ギヤ外筒部３５７を有している。ギヤ内筒部３５５は、略円筒状に形成されている。ギヤ板部３５６は、ギヤ内筒部３５５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。ギヤ外筒部３５７は、ギヤ板部３５６の外縁部からギヤ内筒部３５５とは反対側へ延びるよう略円筒状に形成されている。

【0045】

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。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ギヤ外筒部３５７の内周壁に形成されている内歯である。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の個数である４に整数を乗じた数分だけ多い。

【0046】

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。

【0047】

上記構成により、モータ２０のロータ２３が回転すると、サンギヤ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、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、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。

【0048】

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、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の出力部といえる。

【0049】

ボールカム２は、回転部としての駆動カム４０、並進部としての従動カム５０、転動体であるボール３を有している。

【0050】

駆動カム４０は、駆動カム本体４１、駆動カム内筒部４２、駆動カム板部４３、駆動カム外筒部４４、駆動カム溝４００等を有している。駆動カム本体４１は、略円環の板状に形成されている。駆動カム内筒部４２は、駆動カム本体４１の外縁部から軸方向に延びるよう略円筒状に形成されている。駆動カム板部４３は、駆動カム内筒部４２の駆動カム本体４１とは反対側の端部から径方向外側へ延びるよう略円環の板状に形成されている。駆動カム板部４３は、回転軸に略直交して設けられている。駆動カム外筒部４４は、駆動カム板部４３の外縁部から駆動カム内筒部４２と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と駆動カム内筒部４２と駆動カム板部４３と駆動カム外筒部４４とは、例えば金属により一体に形成されている。

【0051】

駆動カム溝４００は、駆動カム本体４１の駆動カム内筒部４２側の面から凹みつつ周方向に延びるよう形成されている。駆動カム溝４００は、例えば駆動カム本体４１の周方向に等間隔で５つ形成されている。駆動カム溝４００は、駆動カム本体４１の周方向における一端から他端に向かうに従い深さが浅くなるよう駆動カム本体４１の駆動カム内筒部４２側の面に対し溝底が傾斜して形成されている。

【0052】

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３３０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。

【0053】

第２リングギヤ３５は、ギヤ内筒部３５５の内周壁が駆動カム外筒部４４の外周壁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、駆動カム４０と一体回転可能に設けられている。そのため、モータ２０からのトルクが、減速機３０により減速されて、第２リングギヤ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。

【0054】

従動カム５０は、従動カム本体５１、従動カム筒部５２、カム側スプライン溝部５４、従動カム溝５００等を有している。従動カム本体５１は、略円環の板状に形成されている。従動カム筒部５２は、従動カム本体５１の外縁部から軸方向に延びるよう略円筒状に形成されている。ここで、従動カム本体５１と従動カム筒部５２とは、例えば金属により一体に形成されている。

【0055】

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。

【0056】

従動カム５０は、従動カム本体５１が駆動カム本体４１に対しハウジング段差面１２５とは反対側かつ駆動カム内筒部４２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。

【0057】

従動カム溝５００は、従動カム本体５１の駆動カム本体４１側の面から凹みつつ周方向に延びるよう形成されている。従動カム溝５００は、例えば従動カム本体５１の周方向に等間隔で５つ形成されている。従動カム溝５００は、従動カム本体５１の周方向における一端から他端に向かうに従い深さが浅くなるよう従動カム本体５１の駆動カム本体４１側の面に対し溝底が傾斜して形成されている。

【0058】

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。

【0059】

ボール３は、例えば金属により球状に形成されている。ボール３は、５つの駆動カム溝４００と５つの従動カム溝５００との間のそれぞれにおいて転動可能に設けられている。すなわち、ボール３は、合計５つ設けられている。

【0060】

このように、駆動カム４０と従動カム５０とボール３とは、転動体カムとしてのボールカム２を構成している。駆動カム４０がハウジング１２および従動カム５０に対し相対回転すると、ボール３は、駆動カム溝４００および従動カム溝５００においてそれぞれの溝底に沿って転動する。

【0061】

ボール３は、第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５の径方向内側に設けられている。より詳細には、ボール３は、大部分が、第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５の軸方向の範囲内に設けられている。

【0062】

上述のように、駆動カム溝４００は、一端から他端にかけて溝底が傾斜するよう形成されている。また、従動カム溝５００は、一端から他端にかけて溝底が傾斜するよう形成されている。そのため、減速機３０から出力されるトルクにより駆動カム４０がハウジング１２および従動カム５０に対し相対回転すると、ボール３が駆動カム溝４００および従動カム溝５００において転動し、従動カム５０は、駆動カム４０およびハウジング１２に対し軸方向に相対移動、すなわち、ストロークする。

【0063】

このように、従動カム５０は、駆動カム４０がハウジング１２に対し相対回転すると駆動カム４０およびハウジング１２に対し軸方向に相対移動する。ここで、従動カム５０は、カム側スプライン溝部５４がハウジング側スプライン溝部１２７とスプライン結合しているため、ハウジング１２に対し相対回転しない。また、駆動カム４０は、ハウジング１２に対し相対回転するものの、軸方向には相対移動しない。

【0064】

本実施形態では、クラッチ装置１は、リターンスプリング５５、リターンスプリングリテーナ５６、Ｃリング５７を備えている。リターンスプリング５５は、例えば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のハウジング小板部１２４とは反対側の端部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。

【0065】

リターンスプリングリテーナ５６は、例えば金属により略円環状に形成され、ハウジング内筒部１２１の径方向外側においてリターンスプリング５５の他端に当接している。Ｃリング５７は、リターンスプリングリテーナ５６の内縁部の従動カム本体５１とは反対側の面を係止するようハウジング内筒部１２１の外周壁に固定されている。

【0066】

リターンスプリング５５は、軸方向に伸びる力を有している。そのため、従動カム５０は、駆動カム４０との間にボール３を挟んだ状態で、リターンスプリング５５により駆動カム本体４１側へ付勢されている。

【0067】

図２に示すように、出力軸６２は、軸部６２１、板部６２２、筒部６２３、摩擦板６２４を有している。軸部６２１は、略円筒状に形成されている。板部６２２は、軸部６２１の一端から径方向外側へ環状の板状に延びるよう軸部６２１と一体に形成されている。筒部６２３は、板部６２２の外縁部から軸部６２１とは反対側へ略円筒状に延びるよう板部６２２と一体に形成されている。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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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および複数の内側摩擦板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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

図１に示すように、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、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、リテーナ筒部８２１の他端の外周壁が従動カム筒部５２の内周壁に嵌合するよう従動カム５０に固定されている。

【0076】

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、従動カム筒部５２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８１は、軸方向に弾性変形可能である。スラストベアリング８３は、従動カム筒部５２と皿ばね８１との間に設けられている。

【0077】

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。

【0078】

ボール３が駆動カム溝４００および従動カム溝５００の一端に位置するとき、駆動カム４０と従動カム５０との距離は、比較的小さく、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。

【0079】

ここで、ＥＣＵ９０の制御によりモータ２０のコイル２２に電力が供給されると、モータ２０が回転し、減速機３０からトルクが出力され、駆動カム４０がハウジング１２に対し相対回転する。これにより、ボール３が駆動カム溝４００および従動カム溝５００の一端から他端側へ転動する。そのため、従動カム５０は、リターンスプリング５５を圧縮しながらハウジング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。

【0080】

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。

【0081】

このとき、皿ばね８１は、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、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。

【0082】

ＥＣＵ９０は、クラッチ伝達トルクがクラッチ要求トルク容量に達すると、モータ２０の回転を停止させる。これにより、クラッチ７０は、クラッチ伝達トルクがクラッチ要求トルク容量に維持された係合保持状態となる。このように、状態変更部８０の皿ばね８１は、従動カム５０から軸方向の力を受け、ハウジング１２および駆動カム４０に対する従動カム５０の軸方向の相対位置に応じてクラッチ７０の状態を係合状態または非係合状態に変更可能である。

【0083】

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。

【0084】

次に、本実施形態の減速機３０が採用する３ｋ型の不思議遊星歯車減速機について説明する。

【0085】

本実施形態のような電動のクラッチ装置では、クラッチとアクチュエータとの初期隙間（隙間Ｓｐ１に相当）を詰める初期応答に要する時間を短くすることが求められる。初期応答を速くするには、回転運動方程式から、入力軸周りの慣性モーメントを小さくすればよいことがわかる。入力軸が中実円筒部材の場合の慣性モーメントは、長さと密度一定で比較したとき、外径の４乗に比例して大きくなる。本実施形態のクラッチ装置１では、ここでいう「入力軸」に対応するサンギヤ３１は中空円筒部材であるが、この傾向は変わらない。

【0086】

また、電動のクラッチ装置では必要荷重が数千～１０数千Ｎと非常に大きく、高応答と高荷重を両立させるためには、減速機の減速比を大きくとる必要がある。本実施形態では、減速機３０は、サンギヤ３１を入力要素、第２リングギヤ３５を出力要素、第１リングギヤ３４を固定要素とする３ｋ型の不思議遊星歯車減速機である。そのため、サンギヤ３１周りの慣性モーメントを小さくできるとともに、減速機３０の減速比を大きくすることができる。したがって、クラッチ装置１において高応答と高荷重を両立させることができる。

【0087】

また、３ｋ型の場合、キャリア３３は、プラネタリギヤ３２を、サンギヤ３１と第１リングギヤ３４および第２リングギヤ３５とに対して適正な位置に保持する機能のみを有するため、プラネタリギヤ３２の回転支持軸（すなわちピン３３１）とキャリア本体３３０との間に働く曲げモーメントは小さい。

【0088】

そのため、本実施形態では、減速機３０を高応答、高荷重の３ｋ型の不思議遊星歯車減速機とすることにより、クラッチ装置１の応答性および耐久性を損なうことなく、キャリア本体３３０およびピン３３１によって、プラネタリギヤ３２を軸方向の一方側から支持する構成、すなわち片持ち支持とすることができる。

【0089】

また本実施形態では、状態変更部８０が弾性変形部としての皿ばね８１を有している。皿ばね８１にてクラッチ７０を押す構成とすることで、剛体でクラッチ７０を押す構成とするよりも、合成ばね定数を低減できるため、アクチュエータ起因の従動カム５０のストロークのばらつきに対する荷重のばらつきを低減することができる。これにより、従動カム５０のストロークのばらつきに対する荷重のばらつきを低減でき、クラッチ７０に狙い荷重を容易に作用させることができる。

【0090】

クラッチ装置１は、オイル供給部５を備えている。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。

【0091】

ＥＣＵ９０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。すなわち、本実施形態のクラッチ７０は、湿式クラッチであり、オイルにより冷却され得る。

【0092】

本実施形態では、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。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。

【0093】

クラッチ装置１は、スラストベアリング１６１、スラストベアリングワッシャ１６２を備えている。スラストベアリングワッシャ１６２は、例えば金属により略円環の板状に形成され、一方の面がハウジング段差面１２５に当接するよう設けられている。スラストベアリング１６１は、スラストベアリングワッシャ１６２の他方の面と駆動カム本体４１の従動カム５０とは反対側の面との間に設けられている。スラストベアリング１６１は、駆動カム４０からスラスト方向の荷重を受けつつ駆動カム４０を軸受けする。本実施形態では、クラッチ７０側から従動カム５０を経由して駆動カム４０に作用するスラスト方向の荷重は、スラストベアリング１６１およびスラストベアリングワッシャ１６２を経由してハウジング段差面１２５に作用する。そのため、ハウジング段差面１２５により駆動カム４０を安定して軸受けできる。

【0094】

クラッチ装置１は、内側シール部材４０１、外側シール部材４０２を備えている。内側シール部材４０１、外側シール部材４０２は、例えばゴム等の弾性材料および金属環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４０１の内径および外径は、外側シール部材４０２の内径および外径より小さい。また、外側シール部材４０２は、内側シール部材４０１の軸方向から見たとき、内側シール部材４０１の径方向外側に位置するよう設けられている。

【0095】

内側シール部材４０１は、径方向においてはハウジング内筒部１２１とスラストベアリング１６１との間に位置し、軸方向においてはスラストベアリングワッシャ１６２と駆動カム本体４１との間に位置するよう設けられている。内側シール部材４０１は、ハウジング内筒部１２１に固定され、駆動カム４０に対し相対回転可能である。

【0096】

外側シール部材４０２は、第２リングギヤ３５のギヤ内筒部３５５とハウジング外筒部１２３のクラッチ７０側の端部との間に設けられている。外側シール部材４０２は、ハウジング外筒部１２３に固定され、第２リングギヤ３５に対し相対回転可能である。

【0097】

駆動カム本体４１のスラストベアリングワッシャ１６２側の面は、内側シール部材４０１のシールリップ部と摺動可能である。すなわち、内側シール部材４０１は、駆動カム４０に接触するよう設けられている。内側シール部材４０１は、駆動カム本体４１とスラストベアリングワッシャ１６２との間を気密または液密にシールしている。

【0098】

第２リングギヤ３５のギヤ内筒部３５５の外周壁は、外側シール部材４０２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４０２は、駆動カム４０の径方向外側において、駆動カム４０と一体回転する第２リングギヤ３５に接触するよう設けられている。外側シール部材４０２は、ギヤ内筒部３５５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。

【0099】

上述のように設けられた内側シール部材４０１、および、外側シール部材４０２により、モータ２０および減速機３０を収容する収容空間１２０と、クラッチ７０が設けられたクラッチ空間６２０との間を気密または液密に保持可能である。これにより、例えばクラッチ７０において摩耗粉等の異物が発生したとしても、当該異物がクラッチ空間６２０から収容空間１２０へ侵入するのを抑制できる。そのため、異物によるモータ２０または減速機３０の作動不良を抑制できる。

【0100】

本実施形態では、内側シール部材４０１、外側シール部材４０２により、収容空間１２０とクラッチ空間６２０との間が気密または液密に保持されているため、クラッチ７０に供給されたオイル中に摩耗粉等の異物が含まれていても、当該異物を含むオイルがクラッチ空間６２０から収容空間１２０へ流れ込むのを抑制できる。

【0101】

本実施形態では、ハウジング１２は、外側シール部材４０２の径方向外側に対応する部位から内側シール部材４０１の径方向内側に対応する部位まで閉じた形状となるよう形成されている。

【0102】

本実施形態では、ハウジング１２との間で収容空間１２０を形成する駆動カム４０および第２リングギヤ３５は、ハウジング１２に対し相対回転するものの、ハウジング１２に対し軸方向には相対移動しない。そのため、クラッチ装置１の作動時、収容空間１２０の容積の変化を抑制でき、収容空間１２０に負圧が発生するのを抑制できる。これにより、異物を含むオイル等がクラッチ空間６２０側から収容空間１２０へ吸い込まれるのを抑制できる。

【0103】

また、駆動カム４０の内縁部に接触する内側シール部材４０１は、駆動カム４０と周方向において摺動するものの、軸方向においては摺動しない。また、第２リングギヤ３５のギヤ内筒部３５５の外周壁に接触する外側シール部材４０２は、第２リングギヤ３５と周方向において摺動するものの、軸方向においては摺動しない。

【0104】

図１に示すように、駆動カム本体４１は、駆動カム外筒部４４よりもクラッチ７０とは反対側に位置している。すなわち、駆動カム４０は、軸方向に屈曲することで、駆動カム４０の内縁部である駆動カム本体４１と、駆動カム４０の外縁部である駆動カム外筒部４４とが軸方向において異なる位置となるよう形成されている。

【0105】

従動カム本体５１は、駆動カム本体４１のクラッチ７０側において駆動カム内筒部４２の径方向内側に位置するよう設けられている。すなわち、駆動カム４０と従動カム５０とは、軸方向において、入れ子状に設けられている。

【0106】

より詳細には、従動カム本体５１は、第２リングギヤ３５のギヤ板部３５６、ギヤ外筒部３５７、駆動カム板部４３および駆動カム内筒部４２の径方向内側に位置している。さらに、サンギヤ３１のサンギヤ歯部３１１、キャリア３３およびプラネタリギヤ３２は、駆動カム本体４１および従動カム本体５１の径方向外側に位置している。これにより、減速機３０およびボールカム２を含むクラッチ装置１の軸方向の体格を大幅に小さくできる。

【0107】

また、本実施形態では、図１に示すように、駆動カム本体４１の軸方向において、駆動カム本体４１とサンギヤ３１とキャリア３３とコイル２２とは、一部が重複するよう配置されている。言い換えると、コイル２２は、一部が、駆動カム本体４１、サンギヤ３１およびキャリア３３の軸方向の一部の径方向外側に位置するよう設けられている。これにより、クラッチ装置１の軸方向の体格をさらに小さくできる。

【0108】

ところで、本実施形態では、マグネット２３０を有するロータ２３と、減速機３０とが近接配置されている。なおここでいう「近接配置」とは、マグネット２３０と減速機３０を構成する部品との間にハウジング等の他部材が配置されずに対向しており、減速機３０が、ロータマグネットの磁気的吸引力が作用する範囲内に配置されていることとする。また、マグネット２３０と不思議遊星歯車機構である減速機３０とが軸方向に直列されている、と捉えることもできる。

【0109】

ここで、マグネット２３０に対向するプラネタリギヤ３２やキャリア３３が磁性体で形成されている場合、マグネット２３０の磁力に起因した軸方向吸引力により、回転摺動損失が増大するため、伝達効率が低下する虞がある。また、減速機３０とロータ２３との間に隔壁を設けたり、マグネット２３０の磁力が作用しない程度離間させたりする場合、軸方向体格が大型化する。

【0110】

そこで本実施形態では、減速機３０を構成する部材のうち、マグネット２３０を軸方向に投影したロータマグネット投影領域内にある部材の少なくとも一部を非磁性材で形成する。本実施形態では、ロータ２３と対向しており、かつ、ロータマグネット投影領域内にあるキャリア本体３３０およびピン３３１を非磁性材とする。すなわち、例えば、サンギヤ３１、プラネタリギヤ３２およびリングギヤ３４、３５は磁性材で形成し、キャリア３３を非磁性材で形成する、といった具合に、減速機３０を構成する部品において、磁性材で形成されるものと、非磁性材で形成されるものとが混在している。

【0111】

キャリア本体３３０およびピン３３１を非磁性材とすることで、モータ２０の磁力が距離によらず作用しないため、減速効率の低下を抑制することができる。また、マグネット２３０と、減速機３０（具体的には、キャリア３３）との軸方向隙間を短縮することができる。また、ロータマグネット投影領域にて、ロータ２３と近接配置可能となるため、径方向の設計自由度が増し、クラッチ装置１を小型化することができる。

【0112】

以上説明したように、本実施形態のクラッチ装置１は、ハウジング１２と、モータ２０と、減速機３０と、ボールカム２と、を備える。モータ２０は、コイル２２を有しハウジング１２に固定されるステータ２１、および、マグネット２３０が設けられコイル２２への通電により回転するロータ２３を有する。減速機３０は、モータ２０のトルクを減速して出力可能である。ボールカム２は、減速機３０から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駆動カム４０、および、駆動カム４０がハウジング１２に対し相対回転するとハウジング１２に対して軸方向に相対移動する従動カム５０を有する。

【0113】

減速機３０は、サンギヤ３１、複数のプラネタリギヤ３２、および、リングギヤ３４、３５を有する遊星歯車機構である。サンギヤ３１は、モータ２０からのトルクが入力される。プラネタリギヤ３２は、サンギヤ３１に噛み合いつつ自転しながらサンギヤの周方向に公転可能である。リングギヤ３４、３５は、プラネタリギヤ３２と噛み合い可能である。本実施形態では、リングギヤには、プラネタリギヤ３２の軸方向の一方側に噛み合う第１リングギヤ３４、および、第１リングギヤ３４とは歯数が異なっており、プラネタリギヤ３２の軸方向の他方側に噛み合う第２リングギヤ３５を含んでおり、減速機３０は、不思議遊星歯車機構を構成している。

【0114】

本実施形態では、減速機３０を構成する部品であって、マグネット２３０を軸方向に投影したマグネット投影領域に位置している投影領域部品の少なくとも１つは、非磁性材により形成されている。投影領域部品の少なくとも１つを非磁性材とすることで、減速機３０における減速効率の低下を抑制することができる。また、マグネット２３０と投影領域部品との軸方向隙間を短縮可能であるとともに、径方向の設計自由度が高まるため、クラッチ装置１の小型化に寄与する。

【0115】

減速機３０は、プラネタリギヤ３２を回転可能に支持するプラネタリギヤベアリング３６、および、キャリア３３を有する。キャリア３３は、プラネタリギヤベアリング３６を保持するピン３３１、および、ピンを保持するキャリア本体３３０を有する。プラネタリギヤ３２、プラネタリギヤベアリング３６、ピン３３１、および、キャリア本体３３０の少なくとも１つは、非磁性材により形成されている。

【0116】

本実施形態では、キャリア本体３３０は、軸方向において、マグネット２３０とプラネタリギヤ３２との間に配置され、マグネット２３０と対向している。また、キャリア本体３３０は、ステータ２１の径方向内側であって、軸方向にて少なくとも一部がステータ２１と重複して配置されている。換言すると、キャリア本体３３０がステータ２１の径方向内側の空間に少なくとも一部が入り込んでおり、軸方向において、入れ子状に設けられている。このように配置されている場合、少なくともキャリア本体３３０およびピン３３１を非磁性材で形成することが望ましい。これにより、減速効率の低下を抑制しつつ、クラッチ装置１の体格を小型化することができる。

【0117】

本実施形態では、マグネット２３０と対向するキャリア本体３３０およびピン３３１が非磁性材である非磁性ステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成されている。これにより、部品の強度を確保しつつ、クラッチ装置１を小型化可能である。また、非磁性材として、アルミニウム材や樹脂を用いてもよい。これにより、部品の回転慣性モーメントを下げることができ、応答性向上および軽量化が可能である。

【0118】

（第２実施形態）
第２実施形態を図３に基づいて説明する。本実施形態では、おもにキャリア３７が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。図３は図１に対応する図であって、図１における紙面下半分側の記載を省略した。

【0119】

キャリア３７は、キャリア本体３７０、ピン３７１を有している。キャリア本体３７０は、軸方向において、プラネタリギヤ３２に対し、ハウジング板部１２２とは反対側に設けられている。すなわち、上記実施形態では、軸方向において、ロータ２３、キャリア本体３３０、プラネタリギヤ３２の順で配列されていたのに対し、本実施形態では、ロータ２３、プラネタリギヤ３２、キャリア本体３７０の順で配列されている。

【0120】

本実施形態では、プラネタリギヤ３２とキャリア本体３７０とが同軸に配置されており、ピン３７１はストレート形状となっている。

【0121】

駆動カム４５は、駆動カム本体４１、駆動カム内筒部４２、駆動カム板部４６、駆動カム外筒部４７、駆動カム溝４００等を有している。駆動カム板部４６は、傾斜部４６１および板状部４６２を有している。傾斜部４６１は、駆動カム内筒部４２側に設けられ、径方向外側が径方向内側よりもハウジング板部１２２から離間するように傾斜して形成されている。板状部４６２は、概ね回転軸に直交するように、傾斜部４６１から径方向外側に延びて形成される。駆動カム外筒部４７は、駆動カム板部４６の外縁部から略円筒状に形成されている。駆動カム板部４６の外縁部は、駆動カム外筒部４７の軸方向における略中央に位置している。駆動カム外筒部４７の外周壁には、第２リングギヤ３５が嵌合する。

【0122】

キャリア本体３７０は、プラネタリギヤ３２と駆動カム板部４６との間に形成される空間に配置されている。本実施形態では、ロータ２３と対向しており、かつ、ロータマグネット投影領域内にあるプラネタリギヤ３２およびプラネタリギヤベアリング３６を非磁性材で形成する。

【0123】

本実施形態では、プラネタリギヤ３２およびプラネタリギヤベアリング３６は、軸方向においてキャリア本体３３０よりマグネット２３０側であって、マグネット２３０と対向して配置されている。このように配置されている場合、少なくともプラネタリギヤ３２およびプラネタリギヤベアリング３６を非磁性材で形成することが望ましい。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0124】

実施形態において、ボールカム２が「回転並進部」、駆動カム４０が「回転部」、従動カム５０が「並進部」、プラネタリギヤベアリング３６が「軸受」に対応する。

【0125】

（他の実施形態）
上記実施形態では、キャリアの少なくとも一部が、ステータの径方向内側に位置するよう設けられている。他の実施形態では、キャリアの少なくとも一部が、ステータの径方向外側に位置するように設けられていてもよい。また、他の実施形態では、キャリアがステータに対してクラッチ側に位置するように設けられていてもよい。

【0126】

第１実施形態では、キャリア本体およびピンが非磁性材で形成されており、第２実施形態では、プラネタリギヤおよびプラネタリギヤベアリングが非磁性材で形成されている。他の実施形態では、プラネタリギヤ、プラネタリギヤベアリング、キャリア本体およびピンの１つ以上が非磁性材で形成されていればよく、例えば第１実施形態の構成において、キャリア本体およびピンに加え、プラネタリギヤおよびプラネタリギヤベアリングの少なくとも一方を非磁性材で形成してもよいし、第２実施形態の構成において、プラネタリギヤおよびプラネタリギヤベアリングに加え、キャリア本体およびピンの少なくとも一方を非磁性材で形成してもよい。

【0127】

上記実施形態では、減速機は、不思議遊星歯車機構である。他の実施形態では、減速機は、複数遊星歯車機構、または、遊星歯車機構であってもよい。

【0128】

上記実施形態では、回転並進部の少なくとも一部が、サンギヤの径方向内側に位置するように設けられている。他の実施形態では、回転並進部がサンギヤの径方向内側に位置していなくてもよい。すなわち、回転並進部は、例えばサンギヤに対してクラッチ側に位置するように設けられていてもよい。

【0129】

上記実施形態では、キャリアを構成するピンについて、プラネタリギヤを支持する支持部は、キャリア本体と接続される接続部よりも径方向外側に設けられている。他の実施形態では、支持部が、接続部よりも径方向内側となるように設けられていてもよい。また、ピンの接続部と支持部とが同軸となるように設けられていてもよい。すなわち、ピンを、断面視クランク形状に替えて、ストレート形状としてもよく、これによりピンを単純な形状することができる。

【0130】

他の実施形態では、回転部としての駆動カムは、減速機の第２リングギヤを一体に形成されていてもよい。さらにまた、他の実施形態では、収容空間とクラッチ空間との間を気密または液密に保持するシール部材を備えていなくてもよい。

【0131】

上記実施形態では、回転並進部が、駆動カム、従動カムおよび転動体を有する転動体カムである例を示した。これに対し、他の実施形態では、回転並進部は、ハウジングに対し相対回転する回転部、および、回転部がハウジングに対し相対回転するとハウジングに対し軸方向に相対移動する並進部を有するのであれば、例えば、「すべりねじ」または「ボールねじ」等により構成されていてもよい。

【0132】

上記実施形態では、弾性変形部は、皿ばねで構成されている。他の実施形態では、弾性変形部は、軸方向に弾性変形可能であれば、例えばコイルスプリングまたはゴム等であってもよい。また、他の実施形態では、状態変更部は、弾性変形部を有さず、剛体のみで構成されていてもよい。

【0133】

上記実施形態では、駆動カム溝、従動カム溝およびボールは、それぞれ５つずつ設けられる。他の実施形態では、駆動カム溝、従動カム溝およびボール３つ以上であれば、５つに限らず、いくつ設けられていてもよい。

【0134】

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。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0135】

１・・・クラッチ装置 ２・・・ボールカム（回転並進部）
１０・・・回転式アクチュエータ
１２・・・ハウジング ２０・・・モータ
３０・・・減速機 ３１・・・サンギヤ
３２・・・プラネタリギヤ ３３、３７・・・キャリア
３３０、３７０・・・キャリア本体 ３３１、３７１・・・ピン
３４・・・第１リングギヤ（リングギヤ）
３５・・・第２リングギヤ（リングギヤ）
３６・・・プラネタリギヤベアリング（軸受）
４０・・・駆動カム（回転部） ５０・・・従動カム（並進部）

【図1】

【図2】

【図3】