JP2012107732A - Electromagnetic clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁クラッチに関する。 The present invention relates to an electromagnetic clutch.
従来、カム溝が形成されたアーマチャを電磁コイルの磁力によって吸引し、その吸引力により発生する他部材との接触部における摩擦によってカム機構を動作させ、カム機構のカム力によってカム部材をより強く他部材に押し付けて回転部材間のトルク伝達を制御する電磁クラッチが知られている。 Conventionally, an armature in which a cam groove is formed is attracted by the magnetic force of an electromagnetic coil, the cam mechanism is operated by friction at a contact portion with other members generated by the attraction force, and the cam member is strengthened by the cam force of the cam mechanism. 2. Description of the Related Art An electromagnetic clutch that is pressed against another member and controls torque transmission between rotating members is known.
特許文献1に記載された電磁クラッチは、前輪をエンジンで駆動し、後輪を電動モータで駆動するように構成された4輪駆動車両の後輪側の駆動系に適用され、電動モータの停止時に後輪のディファレンシャル装置と電動モータとの連結を遮断して走行抵抗を低減すべく、電動モータの出力を減速する減速ギヤのギヤ部と軸部との間に介在して配置されている。
The electromagnetic clutch described in
この電磁クラッチは、減速ギヤの軸部と一体回転する環状の回転部材と、この環状の回転部材の軸方向一側に配置された電磁コイルと、環状の回転部材の軸方向他側に配置され、電磁コイルの磁力によって環状の回転部材側に引き寄せられて摩擦接触するアーマチャと、アーマチャと減速ギヤのギヤ部との間に介在するカムフォロアとを備えている。アーマチャ及び減速ギヤのギヤ部の対向面のそれぞれには周方向に延びるカム溝が形成され、アーマチャ及び減速ギヤのギヤ部はカムフォロアと共にカム機構を構成している。 The electromagnetic clutch is disposed on an annular rotating member that rotates integrally with the shaft portion of the reduction gear, an electromagnetic coil disposed on one axial side of the annular rotating member, and an axial other side of the annular rotating member. And an armature that is attracted to the annular rotating member by the magnetic force of the electromagnetic coil to make frictional contact, and a cam follower that is interposed between the armature and the gear portion of the reduction gear. A cam groove extending in the circumferential direction is formed on each of the opposing surfaces of the gear portion of the armature and the reduction gear, and the gear portion of the armature and the reduction gear constitutes a cam mechanism together with the cam follower.
このアーマチャは中心部に減速ギヤの軸部を挿通させる挿通孔が形成された円板状であり、カム溝が形成された面とは反対側の面に、上記環状の回転部材に摩擦係合する摩擦面が形成されている。この摩擦面は、カム溝よりも外周側に形成されている。 This armature has a disc shape with an insertion hole through which the shaft portion of the reduction gear is inserted in the center, and is frictionally engaged with the annular rotating member on the surface opposite to the surface on which the cam groove is formed. A friction surface is formed. This friction surface is formed on the outer peripheral side of the cam groove.
車両の走行時に電磁コイルに通電されると、アーマチャは上記環状の回転部材に引き寄せられて摩擦接触し、その摩擦力によって減速ギヤのギヤ部と相対回転する。この相対回転によってカムフォロアがカム溝を転動し、カム機構のカム力によってアーマチャがより強く上記環状の回転部材に押し付けられて摩擦係合し、電動モータのトルクがディファレンシャル側に伝達されるようになる。 When the electromagnetic coil is energized during traveling of the vehicle, the armature is attracted to the annular rotating member and brought into frictional contact, and is rotated relative to the gear portion of the reduction gear by the frictional force. As a result of this relative rotation, the cam follower rolls in the cam groove, and the armature is more strongly pressed against the annular rotating member by the cam force of the cam mechanism and is frictionally engaged, so that the torque of the electric motor is transmitted to the differential side. Become.
一方、電磁コイルが非通電の状態で電動モータが停止すると、リターンスプリングの力によってカム機構が非作動状態となり、カム部材の摩擦係合が解除される。これにより電動モータとディファレンシャル装置との連結が遮断される。 On the other hand, when the electric motor stops while the electromagnetic coil is not energized, the cam mechanism is deactivated by the force of the return spring, and the frictional engagement of the cam member is released. As a result, the connection between the electric motor and the differential device is cut off.
また、特許文献2に記載された湿式の電磁クラッチは、摩擦摺動面の磨耗を抑制すべく、アーマチャの摩擦面にペーパー系の摩擦材が貼着されている。
In the wet electromagnetic clutch described in
特許文献1に記載の電磁クラッチのアーマチャは、電磁コイルへの通電が遮断されても、残留磁気の影響によって上記環状の回転部材側に引き寄せられる方向の力を受ける。従って、電磁コイルへの通電を遮断したときに確実にアーマチャの摩擦係合を解除するためには、リターンスプリングの付勢力(アーマチャを環状の回転部材から引き離す方向に押し付ける力)を残留磁気による力よりも十分に強くしなければならない。この場合、電磁コイルに通電してアーマチャを引き寄せるためには、より大きなコイル電流が必要となり、電流供給回路の容量増大によるコストの上昇及び消費電力の増大を招来する。
The armature of the electromagnetic clutch described in
また、特許文献2に記載の電磁クラッチでは、アーマチャの摩擦面にペーパー系の摩擦材が貼着され、アーマチャが磁力を受けても摩擦相手部材である有底円筒状のアウタハウジングに直接接触せず、磁路中に2箇所のエアギャップが介在するので磁気抵抗が大きくなる。従って、所望の摩擦力を得るためには、より大きなコイル電流が必要となり、特許文献1に記載の電磁クラッチと同様に、電流供給回路の容量増大によるコストの上昇及び消費電力の増大を招来する。
In addition, in the electromagnetic clutch described in
そこで、本発明は、電磁コイルの非通電時における残留磁気の影響を抑制し、電磁コイルの通電時における消費電力を低減することが可能な電磁クラッチを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an electromagnetic clutch capable of suppressing the influence of residual magnetism when the electromagnetic coil is not energized and reducing the power consumption when the electromagnetic coil is energized.
[1]通電により磁束を発生させる環状の電磁コイルと、前記電磁コイルを保持する第1の磁性部材と、前記電磁コイルの外周側で前記第1の磁性部材に軸方向に対向する第1の対向部、及び前記電磁コイルの内周側で前記第1の磁性部材に軸方向に対向する第2の対向部を有する第2の磁性部材とを備え、前記第2の磁性部材は、前記電磁コイルへの通電によって前記第1の対向部及び前記第2の対向部の少なくとも何れかが前記第1の磁性部材と接触し、前記電磁コイルへの通電によって発生する磁束の磁路中に、前記第1及び第2の磁性部材よりも透磁率が低い領域が形成されたことを特徴とする電磁クラッチ。 [1] An annular electromagnetic coil that generates magnetic flux when energized, a first magnetic member that holds the electromagnetic coil, and a first axially opposed to the first magnetic member on the outer peripheral side of the electromagnetic coil And a second magnetic member having a second facing portion that faces the first magnetic member in the axial direction on the inner peripheral side of the electromagnetic coil, and the second magnetic member is the electromagnetic At least one of the first facing portion and the second facing portion is brought into contact with the first magnetic member by energizing the coil, and the magnetic path of the magnetic flux generated by energizing the electromagnetic coil An electromagnetic clutch characterized in that a region having lower magnetic permeability than the first and second magnetic members is formed.
[2]前記第2の磁性部材の前記第1の対向部における前記第1の磁性部材との間隔が、前記第2の磁性部材の前記第2の対向部における前記第1の磁性部材との間隔と異なることを特徴とする[1]に記載の電磁クラッチ。 [2] An interval between the second magnetic member and the first magnetic member at the first facing portion is different from that of the first magnetic member at the second facing portion of the second magnetic member. The electromagnetic clutch according to [1], which is different from the interval.
[3]前記第2の磁性部材の前記第2の対向部における前記第1の磁性部材との軸方向距離が、前記第2の磁性部材の前記第1の対向部における前記第1の磁性部材との軸方向距離よりも長いことを特徴とする[2]に記載の電磁クラッチ。 [3] The first magnetic member in the first opposing portion of the second magnetic member is an axial distance between the second magnetic member and the first magnetic member in the second opposing portion. The electromagnetic clutch according to [2], wherein the electromagnetic clutch is longer than a distance in the axial direction.
[4]前記第2の磁性部材は、前記電磁コイルの通電電流の増大に応じた弾性変形により、前記第2の対向部における前記第1の磁性部材との軸方向距離が短くなることを特徴とする[3]に記載の電磁クラッチ。 [4] The axial distance of the second magnetic member from the first magnetic member at the second facing portion is shortened by elastic deformation according to an increase in the energization current of the electromagnetic coil. The electromagnetic clutch according to [3].
[5]前記第2の磁性部材の前記第2の対向部よりも内周側に設けられ、前記第2の磁性部材と前記第1の磁性部材との摩擦接触によって作動し、前記第2の磁性部材を前記第1の磁性部材側に押し付ける推力を発生させるカム機構を備えた[3]又は[4]に記載の電磁クラッチ。 [5] The second magnetic member is provided on the inner peripheral side of the second facing portion, and is operated by frictional contact between the second magnetic member and the first magnetic member, The electromagnetic clutch according to [3] or [4], further comprising a cam mechanism that generates a thrust that presses the magnetic member toward the first magnetic member.
[6]前記第1の磁性部材は、軸方向に突出して前記第2の磁性部材の前記第1の対向部と接触する突起を有し、前記突起は、その内周側端部が、前記第2の磁性部材の前記第1の対向部との軸方向の距離が内側に向かって徐々に長くなる曲面状に形成されている[3]乃至[5]の何れか1つに記載の電磁クラッチ。 [6] The first magnetic member has a protrusion that protrudes in the axial direction and comes into contact with the first facing portion of the second magnetic member, and the protrusion has an inner peripheral end portion that is The electromagnetic wave according to any one of [3] to [5], wherein the second magnetic member is formed in a curved shape in which an axial distance from the first facing portion is gradually increased inward. clutch.
[7]前記第2の磁性部材の前記第1の対向部における前記第1の磁性部材との間隔が、前記第2の磁性部材の前記第2の対向部における前記第1の磁性部材との間隔よりも長く、前記第2の磁性部材の前記第2の対向部よりも内周側に設けられ、前記第2の磁性部材と前記第1の磁性部材との摩擦接触によって作動し、前記第2の磁性部材を前記第1の磁性部材側に押し付ける推力を発生させるカム機構を備えた[2]に記載の電磁クラッチ。 [7] An interval between the second magnetic member and the first magnetic member at the first opposing portion is different from the first magnetic member at the second opposing portion of the second magnetic member. Longer than the interval, provided on the inner peripheral side of the second opposing portion of the second magnetic member, and operated by frictional contact between the second magnetic member and the first magnetic member, The electromagnetic clutch according to [2], further including a cam mechanism that generates a thrust force that presses the second magnetic member toward the first magnetic member.
[8]前記第2の磁性部材は、前記電磁コイルの通電電流の増大に応じた弾性変形により、前記第1の対向部における前記第1の磁性部材との軸方向距離が短くなることを特徴とする[6]に記載の電磁クラッチ。 [8] The axial distance of the second magnetic member from the first magnetic member at the first facing portion is shortened by elastic deformation according to an increase in the energization current of the electromagnetic coil. The electromagnetic clutch according to [6].
[9]前記第2の磁性部材の前記第1の対向部又は前記第2の対向部のうち前記第1の磁性部材との間隔が長い方の対向部と前記第1の磁性部材との間に配置され、前記第1及び第2の磁性部材よりも低い透磁率を有する磁気抵抗部材を備えた[2]乃至[8]の何れか1つに記載の電磁クラッチ。 [9] Between the first magnetic member and the first magnetic member or the first magnetic member of the second magnetic member, or the second magnetic member, which has a longer interval with the first magnetic member. The electromagnetic clutch according to any one of [2] to [8], further including a magnetoresistive member that is disposed in the magnetic resistance member and has a lower magnetic permeability than the first and second magnetic members.
[10]前記第2の磁性部材の前記第1の対向部又は前記第2の対向部のうち前記第1の磁性部材との間隔が短い方の対向部は、前記電磁コイルの通電電流が所定値以上となったときに前記第1の磁性部材又は前記磁気抵抗部材に接触することを特徴とする[2]乃至[9]に記載の電磁クラッチ。 [10] The energizing current of the electromagnetic coil is predetermined in the first facing portion of the second magnetic member or the facing portion having a shorter distance from the first magnetic member among the second facing portions. The electromagnetic clutch according to any one of [2] to [9], wherein the electromagnetic clutch contacts the first magnetic member or the magnetoresistive member when the value becomes equal to or greater than a value.
[11]前記第1の磁性部材は、前記第1の対向部を含む第1部材、及び前記第2の対向部を含む第2部材を有し、前記第1部材と第2部材との間に、前記第1部材及び第2部材よりも透磁率が低い領域が介在することを特徴とする[1]に記載の電磁クラッチ。 [11] The first magnetic member has a first member including the first facing portion and a second member including the second facing portion, and is between the first member and the second member. The electromagnetic clutch according to [1], wherein a region having a lower magnetic permeability than the first member and the second member is interposed in the electromagnetic clutch.
本発明によれば、電磁コイルの非通電時における残留磁気の影響を抑制し、電磁コイルの通電時における消費電力を低減することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the influence of the residual magnetism at the time of non-energization of an electromagnetic coil, and to reduce power consumption at the time of energization of an electromagnetic coil.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電磁クラッチが適用されたハイブリッド車両の構成例を示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration example of a hybrid vehicle to which an electromagnetic clutch according to a first embodiment of the present invention is applied.
このハイブリッド車両100は、エンジン101と、第1のモータジェネレータMG1と、エンジン101及び第1のモータジェネレータMG1がそれぞれ連結された動力分配機構102と、駆動輪103に動力を出力するための出力ギヤ104と、出力ギヤ104に減速機構105を介して連結された第2のモータジェネレータMG2とを備えている。出力ギヤ104の動力は差動機構106を介して左右の駆動輪103に伝達される。
The
エンジン101は、火花点火型の多気筒内燃機関として構成され、その動力は入力軸107を介して動力分配機構102に伝達される。入力軸107とエンジン101との間にはダンパ108が介在され、このダンパ108によりエンジン101のトルクの脈動が吸収される。
The
第1のモータジェネレータMG1は、固定部材としての車体120に固定されたステータ109aと、このステータ109aの内側に同軸に配置されたロータ109bとを備えている。同様に、第2のモータジェネレータMG2は、車体120に固定されたステータ110aと、このステータ110aの内側に同軸に配置されたロータ110bとを備えている。
The first motor generator MG1 includes a
動力分配機構102は、相互に差動回転可能な3つの要素をもつシングルピニオン型の遊星歯車機構からなり、外歯車としてのサンギヤS1と、このサンギヤS1に対して同軸に配置された内歯車としてのリングギヤR1と、これらギヤS1,R1に噛合するピニオンギヤP1を自転かつ公転可能に保持するキャリアC1とを備えている。
The
入力軸107はキャリアC1に、第1のモータジェネレータのロータ109bは中空シャフト109cを介してサンギヤS1に、また出力ギヤ104はリングギヤR1に、それぞれ連結されている。中空シャフト109cの内部には、入力軸107が挿通されている。
The
一方、減速機構105は、相互に差動回転可能な3つの要素をもち、第2のモータジェネレータMG2の回転を減速して出力ギヤ104に伝達するシングルピニオン型の遊星歯車機構からなり、外歯車としてのサンギヤS2と、このサンギヤS2に対して同軸に配置された内歯車としてのリングギヤR2と、これらギヤS2,R2に噛合するピニオンギヤP2を自転かつ公転可能に保持するキャリアC2とを備えている。
On the other hand, the
サンギヤS2は第2のモータジェネレータMG2のロータ110bに、リングギヤR2は出力ギヤ104に、それぞれ連結されている。また、キャリアC2は車体120に固定されている。これにより、第2のモータジェネレータMG2の回転が減速されるとともに、その動力が増幅されて出力ギヤ104に伝達される。
Sun gear S2 is connected to
また、ハイブリッド車両100には、車体120に固定されたケーシング121対して中空シャフト109cを制動するためのブレーキ装置として機能する電磁クラッチ1が搭載されている。電磁クラッチ1が作動した場合には、動力分配機構102のサンギヤS1が回転不能となり、エンジン101の出力は、動力分配機構102を介して出力ギヤ104に直接伝達されるルートで出力ギヤ104へ伝達される。また、電磁クラッチ1が解放された場合には、第1のモータジェネレータMG1の回転数を増減変化させることにより、エンジン101の出力の変速比を連続的に制御することが可能である。
In addition, the
(電磁クラッチ1の構成)
図2は、電磁クラッチ1の構成例を示す断面図であり、(a)は解放時の状態を、(b)は作動時の状態を、それぞれ示す。
(Configuration of electromagnetic clutch 1)
2A and 2B are cross-sectional views showing a configuration example of the
電磁クラッチ1は、環状の電磁コイル2と、電磁コイル2の磁束を通過させる第1の磁性部材としてのヨーク3と、ヨーク3に軸方向に対向する第2の磁性部材としてのアーマチュアカム4と、アーマチュアカム4のヨーク3とは反対側の面に対向するカム部材5と、アーマチュアカム4とカム部材5との間に介在するカムフォロアとしての球状のカムボール60とを有している。ヨーク3及びアーマチュアカム4は、例えば炭素鋼等の磁性材料からなる。
The
また、ヨーク3とアーマチュアカム4との間には、アーマチュアカム4をヨーク3から離間する軸方向に付勢する皿ばねからなるリターンスプリング71、及びリターンスプリング71とヨーク3との間に介在する軸受72が配置されている。リターンスプリング71と軸受72とは、ヨーク3に形成された内方突起33と、アーマチュアカム4の内周部の側面との間に配置されている。
Further, between the
ヨーク3は、環状の磁性部材からなり、その軸方向の一側に開口した環状の凹所30を有している。凹所30の外周側には、軸方向に突出した環状の第1突起31が形成されている。凹所30の内周側には、軸方向に突出した環状の第2突起32が形成されている。また、ヨーク3は、ねじ122によって固定部材としてのケーシング121に固定されている。
The
凹所30には、電磁コイル2が収容されている。電磁コイル2は、第2突起32に固定されたスナップリングにより抜け止めされて凹所30に保持され、その内周面及び外周面が凹所30の外周面及び内周面に面している。また、電磁コイル2の軸方向の一方の側面は凹所30の底面に面し、他方の側面は凹所30の開口部に面している。また、電磁コイル2は、図略の配線によりコイル電流が供給され、回転磁界を発生させる。
The
アーマチュアカム4は、円板状の磁性部材からなり、その一側面4aがヨーク3に軸方向に対向している。アーマチュアカム4の外周部にはヨーク3の第1突起31に軸方向に対向する第1対向部41が、アーマチュアカム4の径方向中央部にはヨーク3の第2突起32に軸方向に対向する第2対向部42が、それぞれ形成されている。
The
第1対向部41及び第2対向部42は、それぞれ環状に形成され、第2対向部42は、第1対向部41よりも軸方向に窪んで形成されている。すなわち、第2対向部42は、アーマチュアカム4の側面4aの側に設けられた環状の凹所として形成されている。これにより、第2対向部42とヨーク3の第2突起32との軸方向の間隔L2が、第1対向部41とヨーク3の第1突起31との軸方向の間隔L1よりも長くなっている。
The first facing
アーマチュアカム4の側面4aとは反対側の側面4bには、カム部材5との対向部に、複数のカム溝40が形成されている。カム溝40は、周方向に延びるように形成され、その軸方向の深さが周方向中央部で最も深く、周方向の端部に向かって徐々に浅くなる傾斜面で形成されている。複数のカム溝40は、第2対向部42よりも内周側に設けられている。
A plurality of
カム部材5は、アーマチュアカム4に軸方向に対向する鍔部51と、鍔部51の内周側端部から軸方向に突出する円筒部52とを一体に有している。鍔部51には、アーマチュアカム4の複数のカム溝40にそれぞれ対応する同数のカム溝50が形成されている。カム溝50の形状は、カム溝40と同様であり、カムボール60を挟んで面対称である。
The
また、カム部材5の円筒部52の内周面には、中空シャフト109c(図1参照)がスプライン嵌合するスプライン嵌合部520が形成されている。このスプライン嵌合部520には、中空シャフト109cが例えば圧入によって軸方向移動不能かつ相対回転不能に連結される。
Further, a spline
カムボール60は、アーマチュアカム4の複数のカム溝40とカム部材5の複数のカム溝50との間にそれぞれ配置されている。また、これら複数のカムボール60は、リテーナ61に形成された保持部に転動可能に保持されている。アーマチュアカム4、カム部材5、複数のカムボール60、及びリテーナ61は、カム機構6を構成する。
The
(電磁クラッチ1の動作)
電磁コイル2にコイル電流が供給されると、図2(b)に示すように、ヨーク3及びアーマチュアカム4を通る磁路Mに回転磁束が発生し、アーマチュアカム4がヨーク3に吸引される。この際、アーマチュアカム4の第1対向部41はヨーク3の第1突起31に直接接触するが、前述のように第2対向部42と第2突起32との軸方向の間隔L2は第1対向部41と第1突起31との軸方向の間隔L1よりも長いので、第2対向部42と第2突起32との間にはエアギャップGが形成され、第2対向部42と第2突起32とは直接接触しない。
(Operation of electromagnetic clutch 1)
When a coil current is supplied to the
また、アーマチュアカム4の第1対向部41とヨーク3の第1突起31との接触により摩擦力が発生するので、中空シャフト109cに回転力が付与されると、カム部材5がアーマチュアカム4に対して相対回転し、カムボール60がカム溝40及びカム溝50を転動してカム機構6が作動する。カム機構6が作動するとアーマチュアカム4にカム部材5から離間する方向の軸方向の推力が作用するので、アーマチュアカム4がより強くヨーク3に押し付けられる。これにより電磁クラッチ1が作動状態となり、中空シャフト109cの回転が規制される。
Further, since a frictional force is generated by the contact between the first facing
一方、電磁コイル2へのコイル電流の供給が遮断されると、電磁コイル2による磁束が消滅するので、リターンスプリング71の付勢力によってアーマチュアカム4がヨーク3から離間する。これにより、アーマチュアカム4がヨーク3に対して回転軸線Oを回転中心として自在に回転することが可能となるので、カムボール60がカム溝40及びカム溝50の最も深い部位に転動し、カム機構6が非作動状態となり、電磁クラッチ1が解放状態となる。
On the other hand, when the supply of the coil current to the
(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第1の実施の形態によれば、次のような作用及び効果がある。
(Operation and effect of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, there are the following operations and effects.
(1)電磁クラッチ1の作動状態において、アーマチュアカム4の第2対向部42とヨーク3の第2突起32との間にはエアギャップGが形成されるので、磁路Mにおける磁気抵抗が所定値以上に確保され、コイル電流の遮断時にアーマチュアカム4を残留磁気による吸引力に対抗してヨーク3から離間させやすくなる。つまり、エアギャップGが形成されず、アーマチュアカム4の第2対向部42とヨーク3の第2突起32とが接触する場合には、磁気抵抗が極めて低くなるため、残留磁気による磁束(=起磁力/磁気抵抗)が比較的高い値に維持され、アーマチュアカム4をヨーク3から離すためには、強いリターンスプリング71の付勢力が必要となる。この場合、リターンスプリング71の付勢力に抗して電磁クラッチ1を作動させるためには、大きなコイル電流が必要となる。しかし、上記第1の実施の形態によれば、エアギャップGが形成されない場合に比較して残留磁気による磁束が小さくなるので、電磁クラッチ1を作動させるために必要なコイル電流を抑制することができ、応答性も向上することができる。
(1) Since the air gap G is formed between the second facing
(2)電磁クラッチ1の作動状態において、アーマチュアカム4とヨーク3とは、第2対向部42及び第2突起32よりも外周側の第1対向部41及び第1突起31で接触するので、第2対向部42及び第2突起32で接触する場合に比較して、より多くの摩擦トルクを発生させることができる。つまり、電磁コイル2の磁力によってアーマチュアカム4に作用する吸引力による荷重は外周部の第1対向部41及び第1突起31に集中するので、力のモーメントによるアーマチュアカム4とヨーク3との相対回転を妨げる効果が大きくなる。
(2) In the operating state of the
なお、上記の実施の形態では、アーマチュアカム4の第2対向部42を凹所として形成することで、ヨーク3の第2突起32との間にエアギャップGが形成されるように電磁クラッチ1を構成したが、ヨーク3の第2突起32の軸方向の長さ(突出量)を第1突起31の軸方向の長さよりも短くすることにより、アーマチュアカム4の第2対向部42との間にエアギャップGが形成されるようにしてもよい。この構成によっても、上記の作用及び効果が得られる。
In the above embodiment, the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、図3を参照して説明する。本実施の形態において、第1の実施の形態について説明したものと同様の構成及び機能を有する部材又は部分については共通する符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, members or portions having the same configuration and function as those described in the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.
図3(a)及び(b)は、本実施の形態に係る電磁クラッチ1Aの構成例を示す断面図であり、(a)は作動初期の状態を、(b)は作動後にさらにコイル電流が増大した際の状態を、それぞれ示す。また、図3(c)は電磁クラッチ1Aの第1突起31Aの内周側端部(図3(b)の破線部)の部分拡大図である。
3A and 3B are cross-sectional views showing a configuration example of the electromagnetic clutch 1A according to the present embodiment, in which FIG. 3A shows an initial operation state, and FIG. The state when increased is shown respectively. FIG. 3C is a partially enlarged view of an inner peripheral side end portion (a broken line portion of FIG. 3B) of the
本実施の形態に係る電磁クラッチ1Aは、第1の実施の形態に係る電磁クラッチ1に対し、アーマチュアカム4Aが弾性変形すること、及びヨーク3Aの第1突起31A及び第2突起32Aの形状が異なっている。
In the electromagnetic clutch 1A according to the present embodiment, the armature cam 4A is elastically deformed and the shapes of the
図3(a)に示すように、電磁コイル2に通電するとアーマチュアカム4Aの第1対向部41がヨーク3Aの第1突起31Aに接触する。この状態では、アーマチュアカム4Aの第2対向部42とヨーク3Aの第2突起32Aとの間にはエアギャップGが形成されている。
As shown in FIG. 3A, when the
この状態から電磁コイル2のコイル電流が増大すると、その電磁力及びカム機構6による推力によって、アーマチュアカム4Aが図3(b)に示すように弾性変形し、その内周部がヨーク3側に近づくように変移する。なお、図3(b)では、説明のためにアーマチュアカム4Aの変形量を誇張して表現している。
When the coil current of the
このアーマチュアカム4Aの変形に伴って、ヨーク3の第2突起32Aとの間のエアギャップGの軸方向の幅が小さくなる。そして、例えばカム部材5に大きな回転力が作用してカム機構6による推力がさらに大きくなると、アーマチュアカム4Aの第2対向部42とヨーク3Aの第2突起32Aとが接触する。
Along with the deformation of the armature cam 4A, the axial width of the air gap G between the
また、図3(a)−(c)に示すように、ヨーク3Aの第1突起31A及び第2突起32Aの先端部における内周側の端部31b,32bは、アーマチュアカム4Aの第1対向部41及び第2対向部42との軸方向の距離が内側に向かって徐々に長くなる曲面状に形成されている。また、この端部31b,32bにおける曲面状の領域は、第1突起31A及び第2突起32Aの先端部における径方向に平行な平面状の領域から滑らかに連続するように形成されている。
Further, as shown in FIGS. 3A to 3C,
(第2の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果がある。
(Operation and effect of the second embodiment)
According to the second embodiment described above, the following operations and effects are provided in addition to the operations and effects of the first embodiment.
(1)アーマチュアカム4Aの弾性変形によりエアギャップGの軸方向の幅が小さくなるので、アーマチュアカム4Aの弾性変形量に応じて磁路Mの磁気抵抗が徐々に小さくなる。従って、電磁コイル2のコイル電流による磁束の磁束密度が大きくなり、より強くアーマチュアカム4Aをヨーク3Aに押し付け、摩擦力を増大させることができる。
(1) Since the axial width of the air gap G is reduced by the elastic deformation of the armature cam 4A, the magnetic resistance of the magnetic path M is gradually reduced according to the amount of elastic deformation of the armature cam 4A. Therefore, the magnetic flux density of the magnetic flux due to the coil current of the
(2)ヨーク3Aの第1突起31A及び第2突起32Aの先端部における内周側の端部31b,32bは曲面状であるので、アーマチュアカム4Aが弾性変形しても、その荷重が内周側の角部に集中することがない。これにより、アーマチュアカム4Aがヨーク3Aに摩擦摺動した場合に偏摩耗や焼き付き等が発生することを防止できる。
(2) The
(3)アーマチュアカム4Aの弾性変形によりアーマチュアカム4Aの第2対向部42とヨーク3Aの第2突起32Aとが接触し得るように電磁クラッチ1Aを構成したので、アーマチュアカム4Aがヨーク3側に強く押し付けられた場合には、その軸方向荷重の一部を第2対向部42及び第2突起32Aで分担することができる。
(3) Since the electromagnetic clutch 1A is configured so that the second opposing
なお、アーマチュアカム4Aが弾性変形しても第2対向部42がヨーク3Aの第2突起32Aに接触することがないようにしてもよい。この場合には、第2対向部42及び第2突起32Aに摩擦特性を高めるための表面処理等を施す必要がなくなる。
In addition, even if the armature cam 4A is elastically deformed, the second facing
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について、図4を参照して説明する。本実施の形態において、第1の実施の形態について説明したものと同様の構成及び機能を有する部材又は部分については共通する符号を付してその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, members or portions having the same configuration and function as those described in the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.
図4は、本実施の形態に係る電磁クラッチ1Bの構成例を示す断面図であり、(a)は解放時の状態を、(b)は作動時の状態を、それぞれ示す。 4A and 4B are cross-sectional views showing a configuration example of the electromagnetic clutch 1B according to the present embodiment, where FIG. 4A shows a state when released, and FIG. 4B shows a state when operated.
本実施の形態に係る電磁クラッチ1Bは、アーマチュアカム4Bの第2対向部42の窪み部分に、磁性材料からなるアーマチュアカム4Bよりも透磁率が低い、非磁性体からなる磁気抵抗部材80を配置した構成が第1の実施の形態に係る電磁クラッチ1とは異なっている。
In the electromagnetic clutch 1B according to the present embodiment, a magnetoresistive member 80 made of a non-magnetic material having a lower magnetic permeability than the
図4(a)に示すように、電磁クラッチ1Bのアーマチュアカム4Bの第2対向部42には、非磁性体であるオーステナイト系ステンレス等の環状の磁気抵抗部材80が嵌め込まれ、この磁気抵抗部材80の表面は第1対向部41との段差がないように形成されている。つまり、アーマチュアカム4Bのヨーク3側の側面4aは、単一の平面状に形成されている。
As shown in FIG. 4A, an annular magnetoresistive member 80 such as austenitic stainless steel, which is a nonmagnetic material, is fitted into the second facing
図4(b)に示すように、電磁コイル2に通電してアーマチュアカム4Bがヨーク3側に移動すると、アーマチュアカム4Bの第1対向部41がヨーク3の第1突起31に接触するとともに、磁気抵抗部材80がヨーク3の第2突起32に接触する。これにより、アーマチュアカム4Bの荷重がヨーク3の第1突起31及び第2突起32に分散して作用する。
As shown in FIG. 4B, when the
(第3の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第3の実施の形態によれば、次のような作用及び効果がある。
(Operation and effect of the third embodiment)
According to the third embodiment described above, there are the following operations and effects.
(1)アーマチュアカム4Bの第2対向部42とヨーク3の第2突起32との間に磁気抵抗部材80が介在するので、磁路Mの磁気抵抗が所定値以上に確保され、コイル電流の遮断時にアーマチュアカム4を残留磁気による吸引力に対抗してヨーク3から離間させやすくなる。
(1) Since the magnetoresistive member 80 is interposed between the second facing
(2)アーマチュアカム4Bの荷重がヨーク3の第1突起31及び第2突起32に分散するので、アーマチュアカム4Bとヨーク3とが摩擦摺動した際の摩耗等を抑制することができる。
(2) Since the load of the
なお、本実施の形態では、アーマチュアカム4の第2対向部42の凹所に嵌め込むようにして磁気抵抗部材80を配置したが、これに限らず、ヨーク3の第2突起32の先端部に磁気抵抗材料を配置してもよい。この構成によっても、上記の作用及び効果が得られる。
In the present embodiment, the magnetoresistive member 80 is disposed so as to be fitted into the recess of the second facing
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について、図5を参照して説明する。本実施の形態において、第1の実施の形態について説明したものと同様の構成及び機能を有する部材又は部分については共通する符号を付してその説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, members or portions having the same configuration and function as those described in the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.
図5は、本実施の形態に係る電磁クラッチ1Cの構成例を示す断面図であり、(a)は解放時の状態を、(b)は作動時の状態を、それぞれ示す。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of the
本実施の形態に係る電磁クラッチ1Cは、図5(a)に示すように、アーマチュアカム4Cの第1対向部41とヨーク3の第1突起31との軸方向の間隔L1が、第2対向部42とヨーク3の第2突起32との軸方向の間隔L2よりも長い構成が第1の実施の形態に係るアーマチュアカム4とは異なっている。つまり、アーマチュアカム4Cの第1対向部41は、第2対向部42よりも軸方向に窪んだ環状の凹所に形成されている。
Electromagnetic clutch 1C according to this embodiment, as shown in FIG. 5 (a), the axial spacing L 1 between the
この構成により、図5(b)に示すように、電磁コイル2の通電時において、アーマチュアカム4Cの第2対向部42とヨーク3の第2突起32とが接触するが、アーマチュアカム4Cの第1対向部41とヨーク3の第1突起31との間にはエアギャップGが形成され、第1対向部41は第1突起31に接触しない。
With this configuration, as shown in FIG. 5B, when the
(第4の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第4の実施の形態によれば、次のような作用及び効果がある。
(Operation and effect of the fourth embodiment)
According to the fourth embodiment described above, there are the following operations and effects.
(1)アーマチュアカム4Cの第1対向部42とヨーク3の第1突起31との間にエアギャップGが介在するので、磁路Mの磁気抵抗が所定値以上に確保され、コイル電流の遮断時にアーマチュアカム4を残留磁気による吸引力に対抗してヨーク3から離間させやすくなる。
(1) Since the air gap G is interposed between the first facing
(2)アーマチュアカム4Cは、第1対向部41とカム溝40との間に位置する第2対向部42においてヨーク3に接触する。つまり、ヨーク3に接触する第2対向部42の外周側及び内周側でヨーク3側に押し付けられるので、第2対向部42の第2突起32との接触面における荷重が径方向に均一化される。
(2) The
なお、図5に示した構成では、アーマチュアカム4Cの第1対向部41を凹所として形成することで、ヨーク3の第1突起31との間にエアギャップGが形成されるように電磁クラッチ1Cを構成したが、ヨーク3の第1突起31の軸方向の長さ(突出量)を第2突起32の軸方向の長さよりも短くすることにより、アーマチュアカム4Cの第1対向部41との間にエアギャップGが形成されるようにしてもよい。この構成によっても、上記の作用及び効果が得られる。また、第1対向部41の凹所に磁気抵抗部材を配置してもよい。
In the configuration shown in FIG. 5, the
またさらに、アーマチュアカム4Cの弾性変形により、第1対向部41とヨーク3の第1突起31との軸方向距離が電磁コイル2のコイル電流の増大に応じて短くなるようにしてもよい。この場合、アーマチュアカム4Cの弾性変形が大きくなるとアーマチュアカム4Cの第1対向部41とヨーク3の第1突起31とが接触するようにしてもよい。
Furthermore, the axial distance between the first facing
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について、図6を参照して説明する。本実施の形態において、第1の実施の形態について説明したものと同様の構成及び機能を有する部材又は部分については共通する符号を付してその説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, members or portions having the same configuration and function as those described in the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.
図5は、本実施の形態に係る電磁クラッチ1Dの構成例を示す断面図であり、(a)は解放時の状態を、(b)は作動時の状態を、それぞれ示す。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of the electromagnetic clutch 1D according to the present embodiment, where (a) shows a state at the time of disengagement and (b) shows a state at the time of operation.
本実施の形態に係る電磁クラッチ1Dは、ヨーク3Dの磁性体が外周部と内周部に二分割され、外周部と内周部との間に磁気抵抗部材が介在している構成が第1の実施の形態に係る電磁クラッチ1とは異なっている。
The electromagnetic clutch 1D according to the present embodiment has a first configuration in which the magnetic body of the
ヨーク3Dは、第1突起31を含む外周側の第1部材310と、第2突起32を含む内周側の第2部材320と、第1部材310及び第2部材320の間に介在する磁気抵抗部材81とを有している。第1部材310及び第2部材320は、炭素鋼等の磁性材料からなる。磁気抵抗部材81は、オーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる。
The
磁気抵抗部材81は、環状に形成された帯状であり、その外周面が第1部材310の内周面に、内周面が第2部材320の外周面に、それぞれ接するように構成されている。磁気抵抗部材81と第1部材310及び第2部材320とは、溶接等の固定手段により結合されている。第2部材320は、ボルト122によりケーシング121に固定されている。なお、ケーシング121は非磁性体であるものとする。
The magnetoresistive member 81 has a belt-like shape formed in an annular shape, and is configured such that an outer peripheral surface thereof is in contact with an inner peripheral surface of the
アーマチュアカム4Dは、そのヨーク3D側の側面4aが平坦な面に形成されている。また、アーマチュアカム4Dの第1対向部41と第1部材310の第1突起31との間の軸方向距離、及びアーマチュアカム4Dの第2対向部42と第2部材320の第2突起32との間の軸方向距離は、等しくなるように構成されている。
The
従って、電磁コイル2に通電して電磁クラッチ1Dが作動すると、図6(b)に示すように、アーマチュアカム4Dの第1対向部41が第1部材310の第1突起31に、アーマチュアカム4Dの第2対向部42が第2部材320の第2突起32に、それぞれ接触する。
Accordingly, when the electromagnetic clutch 1D is activated by energizing the
電磁コイル2にコイル電流を供給すると、ヨーク3Dの第1部材310、アーマチュアカム4D、ヨーク3Dの第2部材320、及び磁気抵抗部材81を通過する磁路Mに磁束が発生する。この磁束によってアーマチュアカム4Dがヨーク3Dに吸引されて摩擦接触し、カム部材5が回転した際にはカム機構6が作動して、アーマチュアカム4Dをヨーク3Dにより強く押し付ける。これによりカム部材5の回転が規制される。
When a coil current is supplied to the
(第5の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第5の実施の形態によれば、次のような作用及び効果がある。
(Operation and effect of the fifth embodiment)
According to the fifth embodiment described above, there are the following operations and effects.
(1)ヨーク3Dの第1部材310と第2部材320との間に磁気抵抗部材81が介在するので、磁路Mの磁気抵抗が所定値以上に確保され、コイル電流の遮断時にアーマチュアカム4Dを残留磁気による吸引力に対抗してヨーク3Dから離間させやすくなる。
(1) Since the magnetoresistive member 81 is interposed between the
(2)アーマチュアカム4Dの軸方向荷重がヨーク3Dの第1突起31及び第2突起32に分散するので、アーマチュアカム4Dとヨーク3Dとが摩擦摺動した際の摩耗等を抑制することができる。
(2) Since the axial load of the
なお、図6に示した実施の形態では、ヨーク3Dの第1部材310及び第2部材320の間に磁気抵抗部材81を介在させたが、ヨーク3Dの第1部材310及び第2部材320の間に空間(エアギャップ)を設けてもよい。この構成によっても、上記と同様の作用及び効果が得られる。
In the embodiment shown in FIG. 6, the magnetoresistive member 81 is interposed between the
以上、本発明の電磁クラッチを上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の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態様において実施することが可能である。 As mentioned above, although the electromagnetic clutch of this invention was demonstrated based on said each embodiment, this invention is not limited to these embodiments, It implements in a various aspect in the range which does not deviate from the summary. Is possible.
1,1A,1B,1C,1D…電磁クラッチ、2…電磁コイル、3,3A,3D…ヨーク、4,4A,4B,4C,4D…アーマチュアカム、4a,4b…側面、5…カム部材、6…カム機構、30…凹所、31,31A…第1突起、32,32A…第2突起、31b,32b …端部、33…内方突起、40…カム溝、41…第1対向部、42…第2対向部、50…カム溝、51…鍔部、52…円筒部、60…カムボール、61…リテーナ、71…リターンスプリング、72…軸受、80,81…磁気抵抗部材、100…ハイブリッド車両、101…エンジン、102…動力分配機構、103…駆動輪、104…出力ギヤ、105…減速機構、106…差動機構、107…入力軸、108…ダンパ、109a…ステータ、109b…ロータ、109c…中空シャフト、110a…ステータ、110b…ロータ、120…車体、121…ケーシング、122…ボルト、310…第1部材、320…第2部材、520…スプライン嵌合部、C1,C2…キャリア、G…エアギャップ、L1,L2…間隔、M…磁路、MG1,MG2 …モータジェネレータ、P1,P2…ピニオンギヤ、R1,R2…リングギヤ、S1,S2…サンギヤ
1, 1A, 1B, 1C, 1D ... electromagnetic clutch, 2 ... electromagnetic coil, 3, 3A, 3D ... yoke, 4, 4A, 4B, 4C, 4D ... armature cam, 4a, 4b ... side, 5 ... cam member, 6 ... cam mechanism, 30 ... recess, 31, 31A ... first projection, 32, 32A ... second projection, 31b, 32b ... end, 33 ... inward projection, 40 ... cam groove, 41 ... first opposing portion , 42 ... 2nd opposing part, 50 ... Cam groove, 51 ... Gutter part, 52 ... Cylindrical part, 60 ... Cam ball, 61 ... Retainer, 71 ... Return spring, 72 ... Bearing, 80, 81 ... Magnetoresistive member, 100 ...
Claims (11)
前記電磁コイルを保持する第1の磁性部材と、
前記電磁コイルの外周側で前記第1の磁性部材に軸方向に対向する第1の対向部、及び前記電磁コイルの内周側で前記第1の磁性部材に軸方向に対向する第2の対向部を有する第2の磁性部材とを備え、
前記第2の磁性部材は、前記電磁コイルへの通電によって前記第1の対向部及び前記第2の対向部の少なくとも何れかが前記第1の磁性部材と接触し、
前記電磁コイルへの通電によって発生する磁束の磁路中に、前記第1及び第2の磁性部材よりも透磁率が低い領域が形成されたことを特徴とする電磁クラッチ。 An annular electromagnetic coil that generates magnetic flux when energized;
A first magnetic member for holding the electromagnetic coil;
A first facing portion that faces the first magnetic member in the axial direction on the outer peripheral side of the electromagnetic coil, and a second facing portion that faces the first magnetic member in the axial direction on the inner peripheral side of the electromagnetic coil. A second magnetic member having a portion,
When the second magnetic member is energized to the electromagnetic coil, at least one of the first opposing portion and the second opposing portion is in contact with the first magnetic member,
An electromagnetic clutch characterized in that a region having a lower magnetic permeability than the first and second magnetic members is formed in a magnetic path of magnetic flux generated by energization of the electromagnetic coil.
前記突起は、その内周側端部が、前記第2の磁性部材の前記第1の対向部との軸方向の距離が内側に向かって徐々に長くなる曲面状に形成されている請求項3乃至5の何れか1項に記載の電磁クラッチ。 The first magnetic member has a protrusion that protrudes in an axial direction and comes into contact with the first facing portion of the second magnetic member;
4. The protrusion has an inner peripheral end formed in a curved shape in which an axial distance from the first facing portion of the second magnetic member gradually increases inward. The electromagnetic clutch of any one of thru | or 5.
前記第2の磁性部材の前記第2の対向部よりも内周側に設けられ、前記第2の磁性部材と前記第1の磁性部材との摩擦接触によって作動し、前記第2の磁性部材を前記第1の磁性部材側に押し付ける推力を発生させるカム機構を備えた請求項2に記載の電磁クラッチ。 The distance between the first magnetic member at the first facing portion of the second magnetic member is greater than the distance between the second magnetic member and the first magnetic member at the second facing portion of the second magnetic member. long,
The second magnetic member is provided on an inner peripheral side with respect to the second facing portion, and is operated by frictional contact between the second magnetic member and the first magnetic member, and the second magnetic member is The electromagnetic clutch according to claim 2, further comprising a cam mechanism that generates a thrust force that presses the first magnetic member.
前記第1部材と第2部材との間に、前記第1部材及び第2部材よりも透磁率が低い領域が介在することを特徴とする請求項1に記載の電磁クラッチ。 The first magnetic member has a first member including the first facing portion and a second member including the second facing portion,
The electromagnetic clutch according to claim 1, wherein a region having a lower magnetic permeability than the first member and the second member is interposed between the first member and the second member.
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