JP2009115303A - Pressing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、クラッチにおける摩擦板などの所定の対象物を押圧する押圧装置に関し、特にアクチュエータが動作することによって対象物を実際に押圧する押圧体の先端位置を調整する機構を備えた押圧装置に関するものである。 The present invention relates to a pressing device that presses a predetermined object such as a friction plate in a clutch, and more particularly, to a pressing device that includes a mechanism that adjusts the tip position of a pressing body that actually presses the object by operating an actuator. Is.
従来、電磁石を使ってアーマチュアを吸引することにより摩擦板を接触させるように構成された装置が知られている。その一例が特許文献1に記載されており、この特許文献1に記載された電磁摩擦クラッチは、電磁石のエアギャップを自動調整することを目的とするものであり、電磁石によってアーマチュアをリターンスプリングに抗して吸引することにより摩擦クラッチを締結させるように構成され、さらにその電磁石についてのエアギャップを広げる方向への電磁石の移動を許容し、これとは反対の方向への移動を阻止する回転駒が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an apparatus configured to contact a friction plate by attracting an armature using an electromagnet. An example of this is described in Patent Document 1. The electromagnetic friction clutch described in Patent Document 1 is intended to automatically adjust the air gap of an electromagnet. The electromagnet resists the return spring by the electromagnet. A rotating piece that allows the electromagnet to move in a direction that widens the air gap of the electromagnet and prevents movement in the opposite direction. Is provided.
また従来、電磁クラッチの締結力発生のための磁性流体を設けることも行われており、その例が特許文献2に記載されている。その電磁クラッチは、入力継手部材と出力継手部材とを対向させて配置するとともに、それらの継手部材の間に磁性反応媒体を充填し、その磁性反応媒体を磁場を掛けて粘性剪断力を増大させることにより、入力継手部材と出力継手部材との間でトルク伝達するように構成されている。
Conventionally, a magnetic fluid for generating a fastening force of an electromagnetic clutch has been provided, and an example thereof is described in
摩擦板などの対象物を押圧する場合、電磁石およびアーマチュアからなるアクチュエータ、あるいは流体圧シリンダやボールネジなどからなるアクチュエータと、対象物との距離(間隔)は設計の上では所定の値に決められているが、組み付け誤差や摩耗などが原因で、設計上の値とは異なる場合がある。上述した特許文献1に記載された装置は、そのように誤差を自動的に調整して、エアギャップを目標値に収めるように構成されている。しかしながら、特許文献1に記載された装置は、調整方向が一方向であるから、当初は前記距離が短いことによりストロークを小さくするように調整し、その後に前記距離が拡大する場合には、適切な調整を行うことができない場合がある。 When pressing an object such as a friction plate, the distance (interval) between the actuator made of an electromagnet and an armature, or an actuator made of a fluid pressure cylinder or a ball screw, and the object is set to a predetermined value in design. However, it may differ from the design value due to assembly errors and wear. The apparatus described in Patent Document 1 described above is configured to automatically adjust the error in such a manner so that the air gap falls within the target value. However, since the device described in Patent Document 1 has a single adjustment direction, it is appropriate when the distance is initially adjusted to reduce the stroke due to the short distance and then the distance increases. Adjustment may not be possible.
その例を摩擦板を例に採って説明すると、未使用の摩擦板は、圧縮変形を生じておらず、また摩耗も生じていないことにより、全体としての厚さが設計上定めた基準厚さより厚くなっている場合があり、その場合には、摩擦板を押圧する部材と摩擦板の間隔が短く、その押圧部材のストロークは短くなるように調整される。これに対して摩擦板が摩耗したり、圧縮荷重を受けて薄くなった場合には、全体として厚さが薄くなるので、押圧部材の必要ストロークが長くなる。したがって、押圧部材のストロークの調整は、長短の両方向に行う必要があるが、特許文献1の発明では、エアギャップが増大する方向に自動調整するようになっているので、摩擦板の摩耗が進行した場合などにおける調整を行うことができない。 An example of this will be explained by taking a friction plate as an example. The unused friction plate does not undergo any compression deformation and wear, so the overall thickness is less than the standard thickness determined by design. In some cases, the distance between the member that presses the friction plate and the friction plate is short, and the stroke of the pressing member is adjusted to be short. On the other hand, when the friction plate is worn or thinned by receiving a compressive load, the thickness is reduced as a whole, so that the required stroke of the pressing member is increased. Therefore, the stroke of the pressing member needs to be adjusted in both the long and short directions. However, in the invention of Patent Document 1, since the air gap is automatically adjusted in the increasing direction, wear of the friction plate proceeds. In such a case, adjustment cannot be performed.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、対象物に直接当接して押圧する部材のストロークを長短両方向に調整して適正化することができ、かつ調整したストロークを維持することのできる押圧装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and can adjust the stroke of the member that directly contacts and presses the object in both the long and short directions, and maintains the adjusted stroke. It is an object of the present invention to provide a pressing device that can do this.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、直線的に前後動作するアクチュエータに連結されている保持体に、所定の対象物に当接して該対象物を押圧する押圧体が前後動可能に保持されるとともに、前記保持体が前進して前記押圧体が前記対象物によって相対的に押し戻された場合に前記押圧体の前記保持体に対する相対的な後退移動を規制する一体化機構が設けられ、さらに前記保持体が後退移動した場合に前記押圧体を前記保持体に対して相対的に前進方向に押圧する推進機構が設けられた押圧装置において、前記押圧体を前記対象物に当接させて相対的に後退移動させた前記保持体が前記対象物から離隔する方向に後退した場合に、前記推進機構による前記押圧体の前進方向への移動を規制する規制手段を備えていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a holding body connected to an actuator that linearly moves back and forth, and a pressing body that abuts against a predetermined object and presses the object. An integrated mechanism that is held movably and restricts the backward movement of the pressing body relative to the holding body when the holding body moves forward and the pressing body is pushed back relatively by the object. And a pressing device provided with a propulsion mechanism that presses the pressing body in a forward direction relative to the holding body when the holding body moves backward, and the pressing body is used as the object. When the holding body that has been brought into contact and relatively moved backward moves backward in a direction away from the object, the holding body is provided with a regulating unit that regulates movement of the pressing body in the forward direction by the propulsion mechanism. Specially It is an.
請求項2の発明は、前記保持体と前記押圧体との間に磁場中で粘度が増大する磁性流体が流出入可能に充填され、前記規制手段は、前記磁性流体に磁界を与えてその流動を規制することにより、前記押圧体が前記保持体に対して相対的に前進移動することに伴う前記磁性流体の流出入を阻止する手段を含むことを特徴とする押圧装置である。 According to a second aspect of the present invention, a magnetic fluid whose viscosity is increased in a magnetic field is filled between the holding body and the pressing body so as to flow in and out, and the restricting means applies a magnetic field to the magnetic fluid to flow the magnetic fluid. The pressing device includes means for preventing the magnetic fluid from flowing in and out as the pressing body moves forward relative to the holding body.
請求項3の発明は、前記アクチュエータは、電磁コイルと、該電磁コイルに磁気吸引されかつ前記保持体と一体化されたアーマチュアとを有し、前記磁性流体の圧力と前記電磁コイルへの通電電流量とに基づいて前記電磁コイルと前記アーマチュアとの間隔を推定するギャップ推定手段を更に備えていることを特徴とする押圧装置である。 According to a third aspect of the present invention, the actuator includes an electromagnetic coil and an armature that is magnetically attracted to the electromagnetic coil and integrated with the holding body. It is a pressing device further comprising gap estimating means for estimating a distance between the electromagnetic coil and the armature based on a flow rate.
請求項1の発明によれば、保持体がアクチュエータによって前進させられると、これに保持されている押圧体も同様に前進する。そして、押圧体が対象物に接触すると、その前進が止められるために、押圧体が保持体に対して相対的に後退する。このようにして保持体が所定量前進すると、すなわちアクチュエータの動作量が所定量に達すると、一体化機構が動作して押圧体が保持体に対して一体化されるので、アクチュエータによる推力が保持体を介して押圧体に作用し、前記対象物が押圧される。また、保持体がリターンスプリングやアクチュエータなどの所定の手段によって後退移動させられると、保持体と共に押圧体が後退移動して、前記対象物の押圧が解除される。その後退の過程で一体化機構による保持体と押圧体との一体化を解除しておくことにより、押圧体が推進機構によって保持体に対して相対的に前進させられる。すなわち、前記対象物によって相対的に押し戻された押圧体が、その押し戻しを復元するように、保持体に対して相対的に前進する方向に押圧される。その際に、規制手段が作用して、押圧体の相対的な前進移動が規制される。すなわち、押圧体が対象物に当接して相対的に後退移動させられることによるストローク調整量が維持される。したがって、その後のアクチュエータによるストローク量は、上記の調整工程を経ずに維持されるので、アクチュエータの実質的なストローク量を少なくすることができ、またそれに伴って前記対象物の押圧応答性が良好となる。 According to the first aspect of the present invention, when the holding body is advanced by the actuator, the pressing body held by the holding body advances in the same manner. And when a press body contacts a target object, since the advance is stopped, a press body retreats relatively with respect to a holding body. In this way, when the holding body moves forward by a predetermined amount, that is, when the operation amount of the actuator reaches a predetermined amount, the pressing mechanism is integrated with the holding body by operating the integration mechanism, so that the thrust by the actuator is held. Acting on the pressing body through the body, the object is pressed. Further, when the holding body is moved backward by a predetermined means such as a return spring or an actuator, the pressing body moves backward together with the holding body, and the pressing of the object is released. By releasing the integration of the holding body and the pressing body by the integration mechanism during the retreating process, the pressing body is advanced relative to the holding body by the propulsion mechanism. That is, the pressing body relatively pushed back by the object is pushed in a direction of moving forward relative to the holding body so as to restore the pushing back. At that time, the restricting means acts to restrict the relative forward movement of the pressing body. That is, the stroke adjustment amount by maintaining the pressing body in contact with the object and relatively moving backward is maintained. Therefore, since the stroke amount by the subsequent actuator is maintained without going through the adjustment step, the substantial stroke amount of the actuator can be reduced, and accordingly, the pressing response of the object is good. It becomes.
また、請求項2の発明によれば、規制手段は磁性流体に磁界を与えてその流動を規制することにより、磁性流体の流出入を阻止する手段を含むので、制御性が向上するとともに、全体としての構成を簡素化することができる。
Further, according to the invention of
さらに、請求項3の発明によれば、磁性流体の圧力と電磁コイルへの通電電流量とに基づいて前記電磁コイルとアーマチュアとの間隔を推定するギャップ推定手段を更に備えているので、押圧体の対象物に対する応答性が向上するとともに電磁コイルへの通電電流量が少なくてすむので省電力化を図ることが可能となる。そして、エアギャップを磁性流体の圧力と電磁コイルの指令値からのギャップ推定手段で行うことができるためコストを抑制することが可能となり、また精度の良い制御を行うことができる。
Furthermore, according to the invention of
以下、この発明を実施する最良の形態について説明する。図1には、電磁クラッチ機構にこの発明を適用した第1の実施例を示してある。ここに示す第1の実施例における電磁クラッチ機構1は電磁石2とこれに吸引される保持体である磁性体(以下、仮にアーマチュアと記す)3とによって推力を発生するように構成されている。その電磁石2は、全体として環状を成しかつ周辺部分の断面が、軸線方向に開いたコ字状を成すヨーク4と、通電することにより磁界を発生する電磁コイル(以下、仮にメインコイルと記す)5とを備えている。そのメインコイル5はヨーク4の内部にはめ込まれた状態になっている。
The best mode for carrying out the invention will be described below. FIG. 1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to an electromagnetic clutch mechanism. The electromagnetic clutch mechanism 1 in the first embodiment shown here is configured to generate thrust by an
アーマチュア3は、ヨーク4に対向するリング状の平板部6と、その平板部6の外周端に一体化させられているシリンダ部7とを備えている。そのシリンダ部7は、内筒部7aとそれより大径の外筒部7bとを備え、全体として環状を成し、かつ周辺部分が中空形状を成している。
The
このシリンダ部7は、ヨーク4の外周側の少なくとも一部を被うように配置されており、その先端部に薄板状のリテーナ8が取り付けられている。このリテーナ8に対向する他のリテーナ9が、電磁石2を保持している所定の固定部10に固定されている。そして、これらのリテーナ8,9の間にリターンスプリング11が配置されている。このリターンスプリング11は、アーマチュア3が電磁石2によって吸引されて前進した場合に圧縮され、電磁石2による吸引力(アーマチュア3の推力)がなくなった場合にアーマチュア3を元の初期位置に押し戻す弾性力を発生するように構成されている。
The
前記シリンダ部7の内部で軸線方向でのほぼ中央部に電磁石12が固定されている。この電磁石12は、前記内筒部7aの外周面に固定したベースリング12aと、その外周側に嵌合させた電磁コイル(以下、仮にサブコイルと記す)12bと、そのサブコイル12bを被うフレーム部材12cとを備えている。なお、ベースリング12aとサブコイル12bおよびフレーム部材12cとの間には僅かな隙間が空いていて、この隙間が後述する磁性流体もしくは磁気粘性流体のための流路を形成している。
An
上記のシリンダ部7の内部で前記電磁石12を挟んだ一方(図1の右側)には、押圧体に相当する第1ピストン13が液密状態を維持して前後動するように嵌め込まれている。それに伴って電磁石12と第1ピストン13との間に第1ピストン室14が形成されている。また、上記のシリンダ部7の内部で前記電磁石12を挟んだ他方(図1の左側)には、第2ピストン15が液密状態を維持して前後動するように嵌め込まれている。それに伴って電磁石12と第2ピストン15との間に第2ピストン室16が形成されている。
A
第1ピストン13は、シリンダ部7の内部に嵌合する部分から軸線方向に延び出ている部分を備え、そのいわゆる延出部分が、クラッチ機構17を構成している所定の対象物である摩擦板18に接近して対向している。この摩擦板18は、ケーシング19の内周面にスプライン嵌合されたブレーキプレートと、ブレーキドラム20の外周面にスプライン嵌合されかつブレーキプレートに対して交互に配置されたブレーキディスクとを含み、第1ピストン13によって厚さ方向(軸線方向)に押圧されることにより互いに摩擦接触してトルクを伝達するように構成されている。図1に示す例では、遊星歯車機構21のサンギヤ22にブレーキドラム20が一体化され、そのサンギヤ22を選択的に制動するように構成されている。
The
また、第2ピストン15は、シリンダ部7の内部に嵌合する部分から軸線方向(図1における左方向)に延び出ている部分を備え、そのいわゆる延出部分が、ケーシング19に取り付けられているストッパー23に当接するように構成されている。このストッパー23は、この発明における推進機構に相当し、第2ピストン15をシリンダ部7の内部に押し戻すためのものであり、したがって第2ピストン15に前記延出部分を形成する替わりに、第2ピストン15に向けて突出した部分をストッパー23に設けてもよい。
The
そして、上記の各ピストン室14,16の内部に、前記サブコイル12bと共にこの発明における一体化機構を構成する磁性流体もしくは磁気粘性流体(以下、仮にこれらを磁性流体と記す)24が封入されている。この磁性流体24は、従来知られているものであり、磁気を印加することにより、あるいは磁場中でその流動性が低下し、もしくは固化する流体である。
In each of the
そして、前記各コイル5,12bに対する通電を制御するための電子制御装置ECUが設けられている。この電子制御装置ECUは、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび記憶しているデータならびにプログラムに基づいて演算を行い、その演算結果に応じて前記各コイル5,12bに対する電流を制御する指示信号を出力するように構成されている。なお、この電子制御装置ECUには、アーマチュア3のストローク量を検出するセンサ(図示せず)から検出信号や、各コイル5,12bの電流値、各ピストン室14,16の圧力を検出するセンサ(図示せず)からの検出信号などが入力されている。
An electronic control unit ECU for controlling energization of the
つぎに上述した装置の作用について説明する。図1に示す状態は、メインコイル5がオフ状態であって押圧作用を行っていない状態であり、アーマチュア3はリターンスプリング11によって、各ピストン13,15と共に後退側の初期位置に押し戻されている。この状態では、サブコイル12bもオフ状態となっており、したがって磁性流体24は磁気が印加されていないことにより流動性を保持している。また、第2ピストン15がストッパー23に当接して第2ピストン室16内に相対的に押し込まれている。そのため、第2ピストン室16の容積が小さくなっているので、磁性流体24の多くは第1ピストン室14の内部に移動している。したがって、第1ピストン室14の容積が大きく、あるいはその内部の磁性流体24の量が多いことにより、第1ピストン13がアーマチュア3から相対的に大きく突出した状態となっている。
Next, the operation of the above-described apparatus will be described. The state shown in FIG. 1 is a state in which the
この状態でクラッチ機構17の係合開始の判断が成立して係合指示が出力されると、図2のフローチャートに示すように、先ず、メインコイル5の電流が制御させられる(ステップS1)。その結果、メインコイル5による磁力によってアーマチュア3が吸引され、軸線方向の推力が発生する。そして、磁性流体24への印加を低下させて流動させるためにサブコイル12bの電流を低下させる(ステップS2)。そして、平板部6およびシリンダ部7が一体となって押圧体である第1ピストン(以下、単にピストンと記す)13と共に移動する。このとき、磁性流体24の固化が低減されて流動的になるのでピストン13が移動しやすくなっている。そして、このピストン13が摩擦板18に当接する(ステップS3)。この接触によりピストン13が停止して磁性流体24が第1ピストン室14から第2ピストン室16へ流れる。
In this state, when the determination to start the engagement of the
ここで、あらかじめストロークセンサ等によりエアギャップが所定値になったことが判定される(ステップS4)。エアギャップが目的とする所定値になった時点にサブコイル12bに通電して電流を増大させて磁性流体24を固化させる(ステップS5)。その結果、ピストン13とアーマチュア3とが一体化される(ステップS6)。ピストン13とアーマチュア3とを一体にした後、メインコイル5の電流が制御させられる(ステップS7)。そして、摩擦板押し圧が決定される(ステップS8)。
Here, it is determined in advance by the stroke sensor or the like that the air gap has become a predetermined value (step S4). When the air gap reaches the target predetermined value, the sub-coil 12b is energized to increase the current and solidify the magnetic fluid 24 (step S5). As a result, the
次に、図3のフローチャートに示すように、クラッチ機構17の解放の判断が成立して、クラッチ解放指示が出力されると(ステップS9)、先ず、メインコイル5の電流制御が開始させられる(ステップS10)。具体的には、メインコイル5の電流を低下させてサブコイル12bの電流の通電を維持する(ステップS11)。その結果、リターンスプリング11の弾性力がメインコイル5の吸引力より勝った時点に、ピストン13がアーマチュア3と一体のまま後退移動する(ステップS12)。
Next, as shown in the flowchart of FIG. 3, when the release determination of the
アーマチュア3が後退移動すると、これと一体のシリンダ部7のいわゆる後端部に保持させてある第2ピストン15が推進機構であるストッパー23に当接する。その時点では、サブコイル12bの通電量が所定値に維持されているので、磁性流体24の流動が阻止されており、したがって第2ピストン15とシリンダ部7とが一体化されていて、第2ピストン15がストッパー23に当接することにより、シリンダ部7およびこれと一体のアーマチュア3の後退移動が阻止され、その全体が停止する(ステップS13)。したがって、維持されているサブコイル12bの電流値は、リターンスプリング11の弾性力で磁性流体24が流動しない程度に磁性流体24を固化させる程度の電流値であり、設計上あるいは実験的に予め決められた電流値である。これにより、クラッチパッククリアランスを維持しつつ、クラッチ係合時のストローク量を低減できるため応答性の向上が可能となる。また、ピストン13の移動量を低減することができるためピストン13と摩擦板18との接触後の磁性流体24の移動流量も低減されるのでより少ない電力で固化することができ、これにより省電力化が可能となる。
When the
このように、アーマチュア3がメインコイル5から離隔する方向に後退移動するとしても、第1ピストン13の突出量を上記のようにして調整し、それに伴って第2ピストン15が後端側に突出し、その突出量の増大分、アーマチュア3の後退量が少なくなる。したがって、メインコイル5に再度通電してアーマチュア3を急進する場合、エアギャップが初期の寸法より短くなっているので、メインコイル5の電流量を初期の電流量より少なくしても、従前と同様の吸引力を生じさせることができる。その結果、メインコイル5でのジュール損が少なくなってエネルギ効率が向上するとともに、発熱に伴う磁性流体24の温度変化が小さくなるため第1ピストン室14内における磁性流体の熱膨張を抑制することができる。
Thus, even if the
図4(a)〜(d)は、クラッチ締結時(a)、クラッチ解放時(b)、サブコイル非制御時(c)、クラッチ係合時(d)のそれぞれの状態を示す概略断面図である。同図(a)において、クラッチ締結時は、サブコイル12bに通電されている状態であり、これによりクラッチに推力がかかっている。つまりピストン13が摩擦板18を押圧している。同図(b)において、クラッチ解放時は、サブコイル12bの電流が設定値の状態であり、これによりピストン13が図面右方向に移動しているものの、このときのエアギャップ25は小さくなっている。同図(c)において、サブコイル12bが非制御時の状態であり、これにより前記クラッチ解放時のときよりもエアギャップ25は大きくなっている。同図(d)において、クラッチ係合時は、サブコイル12bが通電されるので、ピストン13は図面左方向に移動して摩擦板18を押圧する。
4 (a) to 4 (d) are schematic cross-sectional views showing respective states when the clutch is engaged (a), when the clutch is released (b), when the subcoil is not controlled (c), and when the clutch is engaged (d). is there. In FIG. 5A, when the clutch is engaged, the
次に、第2の実施例について図5を用いて説明する。図5に示すように第2の実施例は前記第1の実施例で示したメインコイル5に相当する部分が回転駆動部である電動モータ26およびボールネジ27で構成されている。そのため、電動モータ26およびボールネジ27以外の部分については前記第1の実施例と同じであるのでその部分については説明を省略する。先ず、固定子28と回転子29とで構成される電動モータ26は、その回転子29が回転軸周りに回転するように構成されている。そして、この回転子29の回転運動をボールネジ(減速部)27によって直線運動に変換されている。このボールネジ27による直線運動によりピストン30を摩擦板31に押圧することが可能となり、このピストン30を摩擦板31に押圧する際にサブコイル32への電流を調節することによってその押圧の調整をおこなっている。ここで使用する電動モータ26は、相対的に小型のものであり、その消費電力も少なくてよい。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a portion corresponding to the
この状態でクラッチ機構の係合開始の判断が成立して係合指令が出力されると、図6のフローチャートに示すように、先ず、電動モータ26が回転する(ステップS14)。この電動モータ26の回転によりボールネジ27に推進力が加わる(ステップS15)。このボールネジ27の推進力によってピストン30が軸線方向に移動する(ステップS16)。そして、ピストン30と摩擦板31とが接触したか否かが判断される(ステップS17)。このときピストン30と摩擦板31とが接触したことを検出する検出手段を設けている。この検出手段はピストン30と摩擦板31とが接触したことを、たとえばピストン室33内の磁性流体の油圧の上昇で判断する。これはピストン室33の押し圧抵抗が増加するために判断できる。また、電動モータ26の電流値で判断できる。これは電動モータ26のモータトルクがアップするために電流値が増加するために判断することができる。
In this state, when the determination to start engagement of the clutch mechanism is made and an engagement command is output, first, as shown in the flowchart of FIG. 6, the
このようにピストン30と摩擦板31とが接触してピストン30が停止し、その後サブコイル32に通電してピストン30が摩擦板31への押圧制御することを図7に示してある。図7は、ピストン室33内の磁性流体の流体油圧とピストン30の運動との関係を示すタイムチャートである。このピストン30と摩擦板31とが接触したか否かが判断され、その判断結果が否定的であれば、電動モータ26の回転制御するステップS14に戻り、肯定的であれば、次のステップである電動モータ26停止指示へ移る(ステップS18)。そして、電動モータ26が停止した後にサブコイル32に通電される(ステップS19)。このサブコイル32の通電によりピストン室33内の磁性流体を固化させることによりボールネジ27とピストン30が一体となって移動する(ステップS20)。その後、電動モータ26のトルク制御を行う(ステップS21)。そして、摩擦板押し圧が決定される(ステップS22)。
FIG. 7 shows that the
次に、図8のフローチャートに示すように、クラッチ解放の判断が成立して、クラッチ解放指示が出力されると(ステップS23)、先ず、電動モータ26のトルクが制御させられる(ステップS24)。その後サブコイル32の電流が低下させられる(ステップS25)。そして、電動モータ26が回転する(ステップS26)。電動モータ26が回転することによりボールネジ27で推進力が発生し、具体的にはピストンを後退させる方向の推力が発生する(ステップS27)。このボールネジ27の推進によりピストン30が移動する(ステップS28)。ピストン30の移動によりストッパ34がピストン30と接触したか否かが判断される(ステップS29)。このステップS29で否定的に判断された場合には、電動モータ26の回転制御を指示するステップS26に戻り、肯定的であれば、次のステップである電動モータ26停止指示へ移る(ステップS30)。そして、電動モータ26停止指示へ移った場合にボールネジ27とピストン30が相対的に移動をする(ステップS31)。このボールネジ27とピストン30の相対的な移動により電動モータ26とボールネジ27およびピストン30がそれぞれ停止する(ステップS32)。
Next, as shown in the flowchart of FIG. 8, when the clutch release determination is established and a clutch release instruction is output (step S23), first, the torque of the
次に、第3の実施例について図9を用いて説明する。第3の実施例は前記第1の実施例とほぼ同じ構成であるため、その構成についての部分においては説明を省略し、同じ符号とする。そして、図10のフローチャートを用いて説明する。図10のフローチャートに示すように、クラッチ係合開始の判断が成立して係合指令が出力されると、先ず、サブコイル12bの電流を上昇させておく(ステップS33)。ここでサブコイル12bの電流を上昇させておくことで、磁性流体24への磁場を増大させて固化させる。次に、メインコイル5の電流が制御させられる(ステップS34)。その結果、メインコイル5による磁力によってアーマチュア3が吸引され、軸線方向の推力が発生する。この推力によりピストン13と摩擦板18が接触する(ステップS35)。ピストン13と摩擦板18が接触した時点の磁性流体24の油圧を検出し、またメインコイル5への指示電流を読み込む(ステップS36)。このピストン13と摩擦板18が接触したときの押し付け力は、次の式から求められる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. Since the third embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment, the description of the configuration is omitted and the same reference numerals are used. And it demonstrates using the flowchart of FIG. As shown in the flowchart of FIG. 10, when the clutch engagement start determination is established and the engagement command is output, first, the current of the subcoil 12b is increased (step S33). Here, by increasing the current of the subcoil 12b, the magnetic field to the
PA−kx={(NI)2・S・107・(μ0)2}/{8・π・δ(x)2} PA-kx = {(NI) 2 · S · 10 7 · (μ 0 ) 2 } / {8 · π · δ (x) 2 }
上記の式は、Pは検出する磁性流体への油圧であり、Aはピストン13の面積であり、kはスプリング11のバネ定数であり、xはピストン13が移動する距離であるストロークであり、Nはメインコイル5の巻き数であり、Iはメインコイル5に通電する電流量であり、Sはアーマチュア3の作用面積であり、μは磁性流体の透磁率であり、δ(x)は算出するエアギャップである。
In the above formula, P is the hydraulic pressure to the magnetic fluid to be detected, A is the area of the
この式からメインコイル5への電流Iと磁性流体への油圧Pからメインコイル5とアーマチュア3との間隔であるエアギャップδ(x)を予測(推定)することができる(ステップS37)。このエアギャップδ(x)の検出手段としてストロークセンサ等を使用せず磁性流体への油圧Pとメインコイルへの電流Iの指令値からの推定で行うことができ、それによってコストを抑制することが可能となった。そして、磁性流体24の油圧Pおよびメインコイル5の指示電流からエアギャップを推定することで精度のよいピストン13とアーマチュア3の吸引力を引き出すことが可能となる。これによりピストン13がアーマチュア3に対して相対移動をしたり、サブコイル12bの電流制御をする必要性がないために応答性がよく、しかも複雑な制御系を必要としない。そして、エアギャップδ(x)の推定によりメインコイル5への電流を制御することができる(ステップS38)。このメインコイル5への電流を制御することで摩擦板18への押し圧が決定される(ステップS39)。
From this equation, the air gap δ (x), which is the distance between the
そして、クラッチの係合が終了する(ステップS40)。クラッチ係合終了後はサブコイル12bへの電流を下げる(ステップS41)ことでエアギャップδ(x)を調整(減少)することができる。このエアギャップδ(x)を調整することで、メインコイル5の電流を小さくすることができる。そのため、メインコイルへの電流が少なくてすむために消費電力を低減できる。これによりピストン13とアーマチュア3が移動する(ステップS42)。ここで、サブコイル12bへの電流を下げてピストン13とアーマチュア3が移動することによりエアギャップδ(x)を小さくすることができる。そして、このピストン13とアーマチュア3の移動に伴いサブコイル12bへの電流を上昇させてピストン13とアーマチュア3を停止させる(ステップS43)。そのときエアギャップδ(x)を所定値に維持される(ステップS44)。
Then, the engagement of the clutch ends (step S40). After the clutch is engaged, the air gap δ (x) can be adjusted (decreased) by reducing the current to the
次に、サブコイルの一部に永久磁石を用いた例について図11(a)〜(c)を用いて説明する。図11(a)〜(c)は、それぞれクラッチの係合の状態を示す概略断面図である。同図(a)は、クラッチ締結時の状態を示していて、サブコイル35に永久磁石と同一磁界方向への通電量を低減している。そして、この状態でエアギャップが大きい方から小さい方へと変化して所定値となった後サブコイル35への通電を上昇させる。このとき、クラッチに推力が働く。つまり、ピストン36が摩擦板37を押圧する。
Next, an example in which a permanent magnet is used as a part of the subcoil will be described with reference to FIGS. 11 (a) to 11 (c) are schematic cross-sectional views each showing a state of engagement of the clutch. FIG. 5A shows a state when the clutch is engaged, and the energization amount of the
同図(b)は、クラッチ解放時の状態を示していて、サブコイル35への通電を止めている。このとき、サブコイル35の周りに封じ込められている磁性流体は永久磁石のみの磁界で固化されている。このため、ピストン36が図面右方向に移動されている。
FIG. 5B shows a state when the clutch is released, and energization of the
同図(c)は、クラッチ係合時の状態を示していて、サブコイル35が永久磁石と同一磁界方向となるように通電されている。このため、前記磁性流体は永久磁石とサブコイル35との磁界により固化されている。そして、ピストン36は図面左方向に移動して摩擦板37を押圧している。また、永久磁石の磁界によってクラッチが係合状態にあるとき、その永久磁石の磁界と反対の磁界をサブコイル35で掛けることによりクラッチを解放の状態にすることができる。
FIG. 6C shows a state when the clutch is engaged, and the
なお、上述したステップS13あるいはステップS30の機能的手段がこの発明の規制手段に相当する。 In addition, the functional means of step S13 or step S30 mentioned above corresponds to the control means of this invention.
1…クラッチ機構、 2…電磁石、 3…アーマチュア、 4…ヨーク、 5…メインコイル、 7…シリンダ部、 11…リターンスプリング、 12…電磁石、 12a…ベースリング、 12b…サブコイル、 13…第1ピストン、 14…第1ピストン室、 15…第2ピストン、 16…第2ピストン室、 17…クラッチ機構、 18…摩擦板、 23…ストッパー、 24…磁性流体、 EUC…電子制御装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Clutch mechanism, 2 ... Electromagnet, 3 ... Armature, 4 ... Yoke, 5 ... Main coil, 7 ... Cylinder part, 11 ... Return spring, 12 ... Electromagnet, 12a ... Base ring, 12b ... Subcoil, 13 ... 1st piston , 14 ... 1st piston chamber, 15 ... 2nd piston, 16 ... 2nd piston chamber, 17 ... Clutch mechanism, 18 ... Friction plate, 23 ... Stopper, 24 ... Magnetic fluid, EUC ... Electronic control unit.
Claims (3)
前記押圧体を前記対象物に当接させて相対的に後退移動させた前記保持体が前記対象物から離隔する方向に後退した場合に、前記推進機構による前記押圧体の前進方向への移動を規制する規制手段を備えていることを特徴とする押圧装置。 A holding body connected to an actuator that linearly moves back and forth holds a pressing body that abuts against a predetermined object and presses the object so as to be movable back and forth, and the holding body moves forward and moves forward. When the pressing body is pushed back relatively by the object, an integrated mechanism is provided that restricts the backward movement of the pressing body relative to the holding body, and when the holding body moves backward, the pressing body In a pressing device provided with a propulsion mechanism that presses the body in the forward direction relative to the holding body,
When the holding body, which has been relatively moved backward by bringing the pressing body into contact with the object, retreats in a direction away from the object, the pushing mechanism moves the pressing body in the forward direction. A pressing device comprising a regulating means for regulating.
前記規制手段は、前記磁性流体に磁界を与えてその流動を規制することにより、前記押圧体が前記保持体に対して相対的に前進移動することに伴う前記磁性流体の流出入を阻止する手段を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の押圧装置。 A magnetic fluid whose viscosity increases in a magnetic field is filled between the holding body and the pressing body so as to be able to flow in and out,
The restricting means prevents the magnetic fluid from flowing in and out as the pressing body moves forward relative to the holding body by applying a magnetic field to the magnetic fluid to restrict its flow. The pressing device according to claim 1, comprising:
前記磁性流体の圧力と前記電磁コイルへの通電電流量とに基づいて前記電磁コイルと前記アーマチュアとの間隔を推定するギャップ推定手段を更に備えていることを特徴とする請求項2に記載の押圧装置。 The actuator includes an electromagnetic coil and an armature that is magnetically attracted to the electromagnetic coil and integrated with the holding body,
The pressing device according to claim 2, further comprising gap estimating means for estimating an interval between the electromagnetic coil and the armature based on a pressure of the magnetic fluid and an amount of current flowing to the electromagnetic coil. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007292475A JP2009115303A (en) | 2007-11-09 | 2007-11-09 | Pressing device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011007123A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Nippon Soken Inc | Valve timing adjusting device |
-
2007
- 2007-11-09 JP JP2007292475A patent/JP2009115303A/en active Pending
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