JP2015183846A - electromagnetic clutch - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a share of a magnetic field which is generated at an electromagnetic coil, and to suppress the sedimentation of ferromagnetic particles in a magnetic viscous fluid in a paused state.SOLUTION: An MR fluid clutch 5 comprises a first disc 51 connected to an input shaft 6, a second disc 52 connected to an output shaft 8, an MR fluid layer 53, a permanent magnet 59, an electromagnetic coil 54, and a clutch control circuit 60. The MR fluid layer 53 is formed between disc-opposing faces of the first disc 51 and the second disc 52, and filled with an MR fluid 4 in which ferromagnetic particles are dispersed in oil. The permanent magnet 59 generates a fixed magnetic field which generates transmission torque by a change of viscosity with respect to the MR fluid layer 53. The electromagnetic coil 54 generates a variable magnetic field which generates transmission torque by a change of viscosity corresponding to electricity-carrying to the MR fluid layer 53. The clutch control circuit 60 is connected to the electromagnetic coil 54, and controls a flow direction of a coil current and a magnitude of the coil current.

Description

本発明は、磁場に応じて粘性が変化する磁気粘性流体(=MR流体)を用いた電磁クラッチに関する。   The present invention relates to an electromagnetic clutch using a magnetorheological fluid (= MR fluid) whose viscosity changes according to a magnetic field.

従来、電磁コイルへの通電により生成した磁場に応じて粘性が変化するMR流体を用いた電磁クラッチが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, an electromagnetic clutch using an MR fluid whose viscosity changes according to a magnetic field generated by energization of an electromagnetic coil is known (see, for example, Patent Document 1).

特開昭61−112124号公報JP 61-112124 A

しかしながら、従来の電磁クラッチにあっては、伝達トルクを発生させるために生成する磁場を、全て電磁コイルへの通電により構成される電磁石で与える構成とされていた。このため、電磁コイルへの通電電流として、大きな電流が必要となり、電磁コイルが大きくなってしまう。また、電磁コイルへの通電を停止する休止状態では、磁場が発生していないため、強磁性体粒子をオイル中に分散させたMR流体内の強磁性体粒子が沈殿してしまう、という問題があった。   However, in the conventional electromagnetic clutch, the magnetic field generated to generate the transmission torque is all provided by an electromagnet configured by energizing the electromagnetic coil. For this reason, a large current is required as an energization current to the electromagnetic coil, and the electromagnetic coil becomes large. In addition, in the resting state in which the energization to the electromagnetic coil is stopped, the magnetic field is not generated, so that the ferromagnetic particles in the MR fluid in which the ferromagnetic particles are dispersed in the oil are precipitated. there were.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電磁コイルで生成する磁場分担を削減できると共に、休止状態で磁気粘性流体内の強磁性体粒子の沈殿を抑制することができる電磁クラッチを提供することを目的とする。   The present invention has been made by paying attention to the above-described problem. An electromagnetic clutch that can reduce the sharing of the magnetic field generated by the electromagnetic coil and can suppress the precipitation of ferromagnetic particles in the magnetorheological fluid in a resting state. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の電磁クラッチは、第1ディスクと、第2ディスクと、磁気粘性流体層と、永久磁石と、電磁コイルと、クラッチ制御回路と、を備える。
前記第1ディスクは、入力軸に連結される。
前記第2ディスクは、出力軸に連結される。
前記磁気粘性流体層は、前記第1ディスクと前記第2ディスクのディスク対向面間に形成され、強磁性体粒子をオイル中に分散させた磁気粘性流体が充填される。
前記永久磁石は、前記磁気粘性流体層に対して粘性変化により伝達トルクを発生する固定の磁場を生成する。
前記電磁コイルは、前記磁気粘性流体層に対する通電に応じた粘性変化により伝達トルクを発生する可変の磁場を生成する。
前記クラッチ制御回路は、前記電磁コイルに接続され、コイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御する。
In order to achieve the above object, an electromagnetic clutch of the present invention includes a first disk, a second disk, a magnetorheological fluid layer, a permanent magnet, an electromagnetic coil, and a clutch control circuit.
The first disk is connected to an input shaft.
The second disk is connected to an output shaft.
The magnetorheological fluid layer is formed between the disk-facing surfaces of the first disk and the second disk, and is filled with a magnetorheological fluid in which ferromagnetic particles are dispersed in oil.
The permanent magnet generates a fixed magnetic field that generates a transmission torque by a viscosity change with respect to the magneto-rheological fluid layer.
The electromagnetic coil generates a variable magnetic field that generates a transmission torque by a change in viscosity according to energization of the magnetorheological fluid layer.
The clutch control circuit is connected to the electromagnetic coil and controls the flow direction of the coil current and the magnitude of the coil current.

よって、電磁コイルへの通電をゼロにすると、永久磁石により固定の磁場が生成され、生成された磁場に応じた磁気粘性流体層の粘性により、所定のトルク伝達量が発生する。電磁コイルへの通電を、ゼロから永久磁石による磁力線方向と同じ方向の磁力線を形成する方向に徐々に高くしてゆくと、電磁コイルによる磁力線が永久磁石による磁力線を補うように働く。一方、電磁コイルへの通電を、ゼロから永久磁石による磁力線方向と反対方向の磁力線を形成する方向に徐々に高くしてゆくと、電磁コイルによる磁力線が永久磁石による磁力線を打ち消すように働く。
このように、電磁コイルへの通電をゼロにしても、永久磁石により固定の磁場が生成されることで、電磁コイルで生成する磁場分担が削減される。加えて、電磁コイルへの通電ゼロの休止状態であっても、永久磁石による固定の磁場によりオイル中に分散させた強磁性体粒子を保持するため、強磁性体粒子の沈殿が抑制される。
この結果、電磁コイルで生成する磁場分担を削減できると共に、休止状態で磁気粘性流体内の強磁性体粒子の沈殿を抑制することができる。
Therefore, when energization to the electromagnetic coil is made zero, a fixed magnetic field is generated by the permanent magnet, and a predetermined torque transmission amount is generated due to the viscosity of the magneto-rheological fluid layer according to the generated magnetic field. When the energization of the electromagnetic coil is gradually increased from zero in the direction of forming a magnetic force line in the same direction as the magnetic force line direction by the permanent magnet, the magnetic force line by the electromagnetic coil works to supplement the magnetic force line by the permanent magnet. On the other hand, when the energization of the electromagnetic coil is gradually increased from zero to the direction of forming a magnetic force line opposite to the direction of the magnetic force line by the permanent magnet, the magnetic force line by the electromagnetic coil works to cancel the magnetic force line by the permanent magnet.
In this way, even if the energization of the electromagnetic coil is zero, a fixed magnetic field is generated by the permanent magnet, thereby reducing the magnetic field sharing generated by the electromagnetic coil. In addition, since the ferromagnetic particles dispersed in the oil are held by a fixed magnetic field by a permanent magnet even in a resting state in which the electromagnetic coil is not energized, precipitation of the ferromagnetic particles is suppressed.
As a result, the magnetic field generated by the electromagnetic coil can be reduced, and the precipitation of the ferromagnetic particles in the magnetorheological fluid can be suppressed in a resting state.

実施例1のMR流体クラッチ(電磁クラッチ)をロックアップクラッチとして適用したロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the torque converter with a lockup clutch which applied the MR fluid clutch (electromagnetic clutch) of Example 1 as a lockup clutch. 電磁コイルのみで磁場を生成する比較例のMR流体クラッチでの磁力線を示す作用説明図である。It is action explanatory drawing which shows the magnetic force line in the MR fluid clutch of the comparative example which produces | generates a magnetic field only with an electromagnetic coil. 電磁コイルのみで磁場を生成する比較例のMR流体クラッチでの磁気回路を示す図である。It is a figure which shows the magnetic circuit in the MR fluid clutch of the comparative example which produces | generates a magnetic field only with an electromagnetic coil. 電磁コイルのみで磁場を生成する比較例のMR流体クラッチでの電流に対するトルクの関係を示す電流−トルク特性図である。It is a current-torque characteristic diagram showing the relationship between torque and current in an MR fluid clutch of a comparative example that generates a magnetic field only with an electromagnetic coil. 永久磁石と電磁コイルで磁場を生成する実施例1のMR流体クラッチでの磁力線を示す作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which shows the magnetic force line in the MR fluid clutch of Example 1 which produces | generates a magnetic field with a permanent magnet and an electromagnetic coil. 永久磁石と電磁コイルで磁場を生成する実施例1のMR流体クラッチでの磁気回路を示す図である。It is a figure which shows the magnetic circuit in the MR fluid clutch of Example 1 which produces | generates a magnetic field with a permanent magnet and an electromagnetic coil. 永久磁石と電磁コイルで磁場を生成する実施例1のMR流体クラッチでの電流に対するトルクの関係を示す電流−トルク特性図である。It is an electric current-torque characteristic view showing the relation of torque to electric current in the MR fluid clutch of Example 1 which generates a magnetic field with a permanent magnet and an electromagnetic coil.

以下、本発明の電磁クラッチを実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for realizing the electromagnetic clutch of the present invention will be described based on Example 1 shown in the drawings.

まず、構成を説明する。
実施例1におけるMR流体クラッチ(電磁クラッチの一例)の構成を、[ロックアップクラッチ付きトルクコンバータの全体構成]、[MR流体クラッチの詳細構成]に分けて説明する。
First, the configuration will be described.
The configuration of the MR fluid clutch (an example of an electromagnetic clutch) in the first embodiment will be described by dividing it into [the overall configuration of the torque converter with a lockup clutch] and [the detailed configuration of the MR fluid clutch].

[ロックアップクラッチ付きトルクコンバータの全体構成]
図1は、実施例1のMR流体クラッチ5をロックアップクラッチとして適用したロックアップクラッチ付きトルクコンバータAを示す。以下、図1に基づき、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータAの全体構成を説明する。
[Overall configuration of torque converter with lock-up clutch]
FIG. 1 shows a torque converter A with a lockup clutch in which the MR fluid clutch 5 of the first embodiment is applied as a lockup clutch. Hereinafter, based on FIG. 1, the whole structure of the torque converter A with a lockup clutch is demonstrated.

前記ロックアップクラッチ付きトルクコンバータAは、図1に示すように、ポンプインペラー1と、タービンランナー2と、ステータ3と、磁気粘性流体4(以下、「MR流体4」という。)と、MR流体クラッチ5と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the torque converter A with a lock-up clutch includes a pump impeller 1, a turbine runner 2, a stator 3, a magnetorheological fluid 4 (hereinafter referred to as “MR fluid 4”), and an MR fluid. And a clutch 5.

前記ポンプインペラー1は、入力軸6にコンバータカバー7を介して連結されたものである。このポンプインペラー1は、アルミ合金等を素材として製造され、ポンプ外殻1aと、ポンプ外殻1aの内面からタービンランナー2側に突設させた複数のポンプ翼1bと、複数のポンプ翼1bの内端部を連結するポンプ内殻1cと、を有して構成される。   The pump impeller 1 is connected to an input shaft 6 via a converter cover 7. The pump impeller 1 is manufactured from an aluminum alloy or the like, and includes a pump outer shell 1a, a plurality of pump blades 1b protruding from the inner surface of the pump outer shell 1a toward the turbine runner 2, and a plurality of pump blades 1b. A pump inner shell 1c connecting the inner ends.

前記ポンプインペラー1には、出力軸8を内包する位置に回転軸部9が連結され、この回転軸部9の外周面に、MR流体クラッチ5の電磁コイル54に電流を印加するスリップリング10,10が設けられている。このスリップリング10,10には、コイル電流印加端子11のリング接触子12,12がスプリング付勢により接触される。ここで、スリップリング10,10と電磁コイル54は、ポンプ外殻1aとコンバータカバー7を経由し、図外のリード線により接続される。なお、ポンプインペラー1の駆動源側の端面位置には、入力軸回転数を検出するための回転センサギヤ13が、図外のボルトにより固定される。   A rotary shaft 9 is connected to the pump impeller 1 at a position including the output shaft 8, and a slip ring 10 for applying a current to the electromagnetic coil 54 of the MR fluid clutch 5 is provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 9. 10 is provided. The ring contacts 12 and 12 of the coil current application terminal 11 are brought into contact with the slip rings 10 and 10 by spring bias. Here, the slip rings 10, 10 and the electromagnetic coil 54 are connected by a lead wire (not shown) via the pump outer shell 1 a and the converter cover 7. A rotation sensor gear 13 for detecting the rotational speed of the input shaft is fixed to the end surface position of the pump impeller 1 on the drive source side by a bolt (not shown).

前記タービンランナー2は、ポンプインペラー1に対向配置され、出力ハブ14を介して出力軸8に連結されたものである。このタービンランナー2は、アルミ合金等を素材として製造され、タービン外殻2aと、該タービン外殻2aの内面からポンプインペラー1側に突設させた複数のタービン翼2bと、該タービン翼2bの内端部を連結するタービン内殻2cと、を有して構成される。   The turbine runner 2 is disposed opposite to the pump impeller 1 and is connected to the output shaft 8 via the output hub 14. The turbine runner 2 is manufactured from an aluminum alloy or the like, and includes a turbine outer shell 2a, a plurality of turbine blades 2b protruding from the inner surface of the turbine outer shell 2a toward the pump impeller 1, and the turbine blade 2b. A turbine inner shell 2c connecting the inner end portions.

前記ステータ3は、ポンプインペラー1とタービンランナー2の間であって、両者1,2の対向領域のうち内側領域に配置され、静止固定部材であるケース15に対し、ワンウェイクラッチ16を介して設けられる。このステータ3は、ステータ内輪3aと、該ステータ内輪3aの外面から外径方向に突設させた複数のステータ翼3bと、該ステータ翼3bの外端部を連結するステータ外輪3cと、を有して構成される。   The stator 3 is disposed between the pump impeller 1 and the turbine runner 2 and is disposed in an inner region of the opposed regions of the two and 1, and is provided via a one-way clutch 16 to a case 15 that is a stationary fixing member. It is done. The stator 3 includes a stator inner ring 3a, a plurality of stator blades 3b protruding from the outer surface of the stator inner ring 3a in the outer diameter direction, and a stator outer ring 3c that connects the outer ends of the stator blades 3b. Configured.

前記MR流体4は、ポンプインペラー1とコンバータカバー7に覆われると共に、第1MR流体シール17と第2MR流体シール18と第3MR流体シール19により密閉されたコンバータ空間の内部に封入される。ここで、MR流体4とは、鉄ナノ粒子等の強磁性粒子をオイル中に分散させたものであり、外部磁場に応じて粘性が変化する機能性流体の一つである。このMR流体4は、トルクコンバータ作動時、ポンプインペラー1とタービンランナー2とステータ3が集合するトーラス部において循環流を形成すると共に、MR流体クラッチ5の磁気粘性流体層53に充填される。   The MR fluid 4 is covered with the pump impeller 1 and the converter cover 7 and is enclosed in a converter space sealed by a first MR fluid seal 17, a second MR fluid seal 18, and a third MR fluid seal 19. Here, the MR fluid 4 is a functional fluid in which ferromagnetic particles such as iron nanoparticles are dispersed in oil, and the viscosity changes according to an external magnetic field. The MR fluid 4 forms a circulating flow in the torus portion where the pump impeller 1, the turbine runner 2, and the stator 3 gather when the torque converter is operated, and is filled in the magnetorheological fluid layer 53 of the MR fluid clutch 5.

前記MR流体クラッチ5は、MR流体4を用いたロックアップクラッチであり、コンバータカバー7とタービンランナー2との間に介装され、ロックアップ締結とスリップロックアップ締結とロックアップ開放を行う。ロックアップ締結時には、入力軸6と出力軸8を直結する。スリップロックアップ締結時には、所定の差回転を許容しながら入力軸6と出力軸8を締結する。ロックアップ開放時には、入力軸6と出力軸8を、MR流体4を用いたトルクコンバータを介して連結する。   The MR fluid clutch 5 is a lock-up clutch using the MR fluid 4, and is interposed between the converter cover 7 and the turbine runner 2, and performs lock-up fastening, slip lock-up fastening, and lock-up release. At the time of lock-up fastening, the input shaft 6 and the output shaft 8 are directly connected. At the time of slip lockup fastening, the input shaft 6 and the output shaft 8 are fastened while allowing a predetermined differential rotation. When the lockup is released, the input shaft 6 and the output shaft 8 are connected via a torque converter using the MR fluid 4.

[MR流体クラッチの詳細構成]
以下、図1に基づき、MR流体クラッチ5の詳細構成を説明する。
前記MR流体クラッチ5は、図1に示すように、第1ディスク51と、第2ディスク52と、磁気粘性流体層53(以下、「MR流体層53」という。)と、電磁コイル54と、ヨーク部55と、永久磁石59と、クラッチ制御回路60と、を備えている。
[Detailed configuration of MR fluid clutch]
The detailed configuration of the MR fluid clutch 5 will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the MR fluid clutch 5 includes a first disk 51, a second disk 52, a magnetorheological fluid layer 53 (hereinafter referred to as "MR fluid layer 53"), an electromagnetic coil 54, A yoke portion 55, a permanent magnet 59, and a clutch control circuit 60 are provided.

前記第1ディスク51は、ドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、コンバータカバー7を介してポンプインペラー1に連結される。この第1ディスク51は、その内周端部を、コンバータカバー7からタービンランナー2に向かって軸方向に延在する第1フランジ部57の外周面に埋設している。第1ディスク51としては、第1フランジ部57の外周面に埋設した2枚と、その両側に設けたヨーク部55を兼用する2枚との合計4枚にて等間隔の3つの空間を形成した多層ディスク構造としている。なお、ヨーク部55を兼用する両側の2枚のディスク厚みは、その内側に配置された2枚のディスク厚みより厚くしている。そして、第1ディスク51及びヨーク部55を、鉄等の強磁性材を素材とし、第1フランジ部57を、アルミ合金等を素材としている。   The first disk 51 has a multi-layered disk structure having a donut shape, and is connected to the pump impeller 1 via the converter cover 7. The first disk 51 has an inner peripheral end portion embedded in an outer peripheral surface of a first flange portion 57 extending in the axial direction from the converter cover 7 toward the turbine runner 2. As the first disk 51, three spaces of equal intervals are formed by a total of four disks, two of which are embedded in the outer peripheral surface of the first flange portion 57 and two of which are also used as the yoke portions 55 provided on both sides thereof. It has a multi-layer disc structure. Note that the thickness of the two discs on both sides that also serve as the yoke portion 55 is thicker than the thickness of the two discs arranged inside. The first disk 51 and the yoke portion 55 are made of a ferromagnetic material such as iron, and the first flange portion 57 is made of an aluminum alloy or the like.

前記第2ディスク52は、ドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、タービンランナー2に連結される。この第2ディスク52は、その外周端部を、タービンランナー2の外周端部からコンバータカバー7に向かって軸方向に延在する第2フランジ部58の内周面に埋設している。第2ディスク52としては、第2フランジ部58の内周面に埋設した3枚による多層ディスク構造とし、第1ディスク51により形成された等間隔の3つの空間の中間位置に配置している。なお、3枚のディスク厚みは、第1フランジ部57の外周面に埋設した2枚の第1ディスク51の厚みと同じ厚みに設定している。そして、第2ディスク52は、鉄等の強磁性材を素材とし、第2フランジ部58は、アルミ合金等を素材としている。   The second disk 52 has a multi-layer disk structure with a donut shape, and is connected to the turbine runner 2. The second disk 52 has an outer peripheral end portion embedded in an inner peripheral surface of a second flange portion 58 extending in the axial direction from the outer peripheral end portion of the turbine runner 2 toward the converter cover 7. The second disk 52 has a three-layered disk structure embedded in the inner peripheral surface of the second flange portion 58 and is arranged at an intermediate position between three equally spaced spaces formed by the first disk 51. The thickness of the three disks is set to the same thickness as the thickness of the two first disks 51 embedded in the outer peripheral surface of the first flange portion 57. The second disk 52 is made of a ferromagnetic material such as iron, and the second flange portion 58 is made of an aluminum alloy or the like.

前記MR流体層53は、第1ディスク51と第2ディスク52のディスク対向面間に、コンバータ回転軸CLに直交する面に沿って延在するように複数層形成している。実施例1では、図1に示すように、MR流体4が充填されるMR流体層53を、等間隔により6層形成している。このMR流体層53が設定される径方向範囲は、径方向サイズの大型化を抑えるため、トーラス部にて循環流が形成されるときMR流体4が滞留するコア領域の位置から、トーラス部の外径端領域の位置までの範囲に設定されている。   The MR fluid layer 53 is formed in a plurality of layers so as to extend along the plane perpendicular to the converter rotation axis CL between the disk-facing surfaces of the first disk 51 and the second disk 52. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, six MR fluid layers 53 filled with the MR fluid 4 are formed at equal intervals. The radial direction range in which the MR fluid layer 53 is set is from the position of the core region where the MR fluid 4 stays when the circulating flow is formed in the torus portion in order to suppress an increase in the radial size. The range up to the position of the outer diameter end region is set.

前記電磁コイル54は、MR流体層53に対する通電により磁場を生成するもので、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する6層のMR流体層53の軸心側位置に配置している。この電磁コイル54は、第1フランジ部57の内周側位置であって、第1フランジ部57を除く外周部分がV字状のヨーク部55により囲まれる断面直角三角形状領域に配置している。ここで、電磁コイル54を断面直角三角形状としている理由は、周辺のレイアウト設計を変えることなく、図1の仮想線で示す油圧クラッチを用いたロックアップクラッチ付きトルクコンバータT/Cに代え、MR流体クラッチ5を用いたロックアップクラッチ付きトルクコンバータAを適用するという設計コンセプトにしたがったことによる。   The electromagnetic coil 54 generates a magnetic field by energizing the MR fluid layer 53, and is arranged at a position on the axial center side of the six MR fluid layers 53 that generate a transmission torque in accordance with a viscosity change caused by the magnetic field. The electromagnetic coil 54 is disposed at an inner peripheral side position of the first flange portion 57, and an outer peripheral portion excluding the first flange portion 57 is disposed in a cross-sectional right triangle region surrounded by the V-shaped yoke portion 55. . Here, the reason why the electromagnetic coil 54 has a right-angled triangular cross section is that the torque converter T / C with a lock-up clutch using the hydraulic clutch indicated by the phantom line in FIG. This is because the torque converter A with a lock-up clutch using the fluid clutch 5 is applied.

前記ヨーク部55は、電磁コイル54への通電時、磁力線経路による磁気回路を構成するもので、コンバータカバー7のうち磁気粘性流体層53が形成される領域に設定している。すなわち、ポンプインペラー1に連結されたコンバータカバー7の一部に、第1ディスク51を兼用しつつ、コンバータカバー7と一体に設けている。   The yoke portion 55 constitutes a magnetic circuit based on the lines of magnetic force when the electromagnetic coil 54 is energized, and is set in a region of the converter cover 7 where the magnetorheological fluid layer 53 is formed. That is, a part of the converter cover 7 connected to the pump impeller 1 is provided integrally with the converter cover 7 while also serving as the first disk 51.

前記永久磁石59は、MR流体層53に対し、N極とS極の関係により決まる方向の磁力線により固定の磁場を生成するもので、図1に示すように、MR流体層53の軸心側位置に配置される。すなわち、永久磁石59は、MR流体層53の軸心側位置であって、第1フランジ部57と電磁コイル54に挟まれた位置に配置される。そして、電磁コイル54への通電より生成される最大の磁場の強さを、永久磁石59により生成される磁場の強さ以上に設定している。   The permanent magnet 59 generates a fixed magnetic field with respect to the MR fluid layer 53 by a magnetic force line in a direction determined by the relationship between the N pole and the S pole. As shown in FIG. Placed in position. That is, the permanent magnet 59 is disposed at the axial center side position of the MR fluid layer 53 and between the first flange portion 57 and the electromagnetic coil 54. The strength of the maximum magnetic field generated by energizing the electromagnetic coil 54 is set to be equal to or higher than the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 59.

前記クラッチ制御回路60は、電磁コイル54に接続され、入力情報に基づき、電磁コイル54に対しコイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御する回路である。ここで、コイル電流の流れ方向は、永久磁石59による磁力線方向と同じ方向の磁力線を形成する側を(+)とし、永久磁石59による磁力線方向と反対方向に磁力線を形成する側を(-)とする。   The clutch control circuit 60 is connected to the electromagnetic coil 54 and controls the flow direction of the coil current and the magnitude of the coil current with respect to the electromagnetic coil 54 based on input information. Here, the direction in which the coil current flows is defined as (+) on the side where the magnetic lines of force in the same direction as the direction of the magnetic lines of force by the permanent magnet 59 is formed, And

次に、作用を説明する。
実施例1のMR流体クラッチ5における作用を、[クラッチ制御回路によるトルク伝達容量制御比較作用]、[他の特徴作用]に分けて説明する。
Next, the operation will be described.
The operation of the MR fluid clutch 5 according to the first embodiment will be described separately for [comparative operation of torque transmission capacity control by clutch control circuit] and [other characteristic operation].

[クラッチ制御回路によるトルク伝達容量制御比較作用]
まず、電磁コイル54’のみで磁場を生成するMR流体クラッチ5’を比較例とする(図2)。この比較例の場合、MR流体クラッチ5’での磁気回路は、図3に示すように、電磁コイル54’による磁場と、MR流体層(消費)が直列に接続される回路となる。そして、電磁コイル54’に対して通電したときの磁力線B’は、図2の矢印に示すように、一方向のみに発生する。
[Comparison of torque transmission capacity control by clutch control circuit]
First, an MR fluid clutch 5 ′ that generates a magnetic field only by the electromagnetic coil 54 ′ is used as a comparative example (FIG. 2). In the case of this comparative example, the magnetic circuit in the MR fluid clutch 5 ′ is a circuit in which the magnetic field by the electromagnetic coil 54 ′ and the MR fluid layer (consumption) are connected in series as shown in FIG. Then, the magnetic field lines B ′ when the electromagnetic coil 54 ′ is energized are generated only in one direction as shown by the arrows in FIG.

したがって、比較例のクラッチ制御回路で行われる電流制御は、図4に示すように、MR流体クラッチ5’のロックアップ開放時、電磁コイル54’に印加する電流がゼロとされる。MR流体クラッチ5’のロックアップ締結時には、入力トルクに対して滑りを許容しない目標伝達トルクを得る最大電流を電磁コイル54’に印加する。また、MR流体クラッチ5’のスリップロックアップ締結時には、目標スリップ量が得られるように決められた電流(0〜最大電流)を電磁コイル54’に印加する。   Therefore, in the current control performed by the clutch control circuit of the comparative example, as shown in FIG. 4, when the MR fluid clutch 5 'is unlocked, the current applied to the electromagnetic coil 54' is zero. At the time of lock-up engagement of the MR fluid clutch 5 ', a maximum current for obtaining a target transmission torque that does not allow slipping with respect to the input torque is applied to the electromagnetic coil 54'. Further, at the time of slip lock-up engagement of the MR fluid clutch 5 ', a current (0 to maximum current) determined so as to obtain a target slip amount is applied to the electromagnetic coil 54'.

このように、比較例では、伝達トルクを発生させるために生成する磁場を、全て電磁コイル54’への通電により構成される電磁石で与える構成とされている。このため、下記に述べる課題を有する。
(a’) 電磁コイルへの通電電流として、目標伝達トルクが得られる大きな最大電流(エネルギ)が必要となる。或いは、最大電流を抑えて目標伝達トルクを得るには、電磁コイルの巻き数を増加する必要があり、この場合には、電磁コイル(断面積)が大きくなってしまう。
(b’) 電磁コイルへの通電を停止する休止状態では、磁場が発生していないため、強磁性体粒子をオイル中に分散させたMR流体内の強磁性体粒子が沈殿してしまう。MR流体内の強磁性体粒子が沈殿してしまうと、次に電磁コイルへの通電を開始した場合、コイル電流に対して所望の伝達トルクが発生しないというように、電流−トルク特性が変化してしまう。
As described above, in the comparative example, the magnetic field generated to generate the transmission torque is all provided by the electromagnet configured by energizing the electromagnetic coil 54 ′. For this reason, it has the subject described below.
(a ′) A large maximum current (energy) capable of obtaining the target transmission torque is required as the energization current to the electromagnetic coil. Alternatively, in order to obtain the target transmission torque while suppressing the maximum current, it is necessary to increase the number of turns of the electromagnetic coil, and in this case, the electromagnetic coil (cross-sectional area) becomes large.
(b ′) In the resting state in which the energization of the electromagnetic coil is stopped, no magnetic field is generated, and therefore, the ferromagnetic particles in the MR fluid in which the ferromagnetic particles are dispersed in oil are precipitated. When the ferromagnetic particles in the MR fluid are precipitated, the current-torque characteristics change so that the desired transmission torque is not generated with respect to the coil current when energization to the electromagnetic coil is started next. End up.

これに対し、実施例1では、永久磁石59による固定の磁場と電磁コイル54による可変の磁場の合算によりトータル磁場を生成するMR流体クラッチ5とする構成を採用した(図5)。この実施例1の場合、MR流体クラッチでの磁気回路は、図6に示すように、永久磁石59による磁場と、電磁コイル54による磁場と、MR流体層(消費)が直列に接続される回路となる。そして、永久磁石59による磁力線は、図5の矢印Bに示すように形成される。加えて、電磁コイル54に対して(+)側に通電したときの磁力線は、図5の矢印Cに示すように形成され、電磁コイル54に対して(-)側に通電したときの磁力線は、図5の矢印Dに示すように形成される(図5は、電磁コイル54と永久磁石59がそれぞれ生成する磁力線がMR流体クラッチ5に作用する様子を説明する図であるので、電磁コイル54と永久磁石59とMR流体層53等の配置は実施例1と異なる配置となっている)。このため、クラッチ制御回路60によるMR流体クラッチ5でのトルク伝達容量制御作用は、下記のようになる。   On the other hand, in the first embodiment, a configuration is adopted in which the MR fluid clutch 5 generates a total magnetic field by adding a fixed magnetic field by the permanent magnet 59 and a variable magnetic field by the electromagnetic coil 54 (FIG. 5). In the case of the first embodiment, as shown in FIG. 6, the magnetic circuit in the MR fluid clutch is a circuit in which the magnetic field by the permanent magnet 59, the magnetic field by the electromagnetic coil 54, and the MR fluid layer (consumption) are connected in series. It becomes. And the magnetic force line by the permanent magnet 59 is formed as shown by the arrow B in FIG. In addition, the lines of magnetic force when the electromagnetic coil 54 is energized to the (+) side are formed as shown by the arrow C in FIG. 5, and the lines of magnetic force when the electromagnetic coil 54 is energized to the (−) side are 5 is formed as shown by an arrow D in FIG. 5 (FIG. 5 is a diagram for explaining how the magnetic lines of force generated by the electromagnetic coil 54 and the permanent magnet 59 act on the MR fluid clutch 5, respectively. The arrangement of the permanent magnet 59 and the MR fluid layer 53 is different from that of the first embodiment). For this reason, the torque transmission capacity control action in the MR fluid clutch 5 by the clutch control circuit 60 is as follows.

まず、電磁コイル54への通電をゼロにすると、永久磁石59のN極とS極の関係により決まる方向の磁力線により固定の磁場が生成され、この永久磁石59により生成された固定の磁場に応じたMR流体層53の粘性により、MR流体クラッチ5を介してトルクが伝達される(図7のノーマルクローズ、aの位置)。   First, when energization to the electromagnetic coil 54 is made zero, a fixed magnetic field is generated by a magnetic field line in a direction determined by the relationship between the N pole and the S pole of the permanent magnet 59, and according to the fixed magnetic field generated by the permanent magnet 59. Torque is transmitted through the MR fluid clutch 5 due to the viscosity of the MR fluid layer 53 (normally closed, position a in FIG. 7).

そして、電磁コイル54へ通電ゼロから(+)側通電を徐々に高くしてゆくと、電磁コイル54による磁力線が永久磁石59による磁力線に加わり、加算された磁力線により生成された磁場に応じてMR流体層53の粘性が高くなってゆくことにより、MR流体クラッチ5を介して伝達されるトータルトルクも上昇する。すなわち、電磁コイル54による磁力線が永久磁石59による磁力線を補うように働く(図7のトルク上乗せ区間、bの領域)。   Then, when the energization of the electromagnetic coil 54 is gradually increased from zero energization to the (+) side energization, the magnetic lines of force by the electromagnetic coil 54 are added to the magnetic lines of force of the permanent magnet 59, and MR according to the magnetic field generated by the added magnetic lines of force. As the viscosity of the fluid layer 53 increases, the total torque transmitted via the MR fluid clutch 5 also increases. That is, the magnetic lines of force by the electromagnetic coil 54 work so as to supplement the magnetic lines of force of the permanent magnet 59 (torque addition section in FIG. 7, area b).

更に、電磁コイル54へ通電ゼロから(-)側通電を徐々に高くしてゆくと、電磁コイル54による磁力線が永久磁石59による磁力線とは反対方向に発生し、減算された磁力線により生成された磁場に応じてMR流体層53の粘性が低くなってゆくことによりMR流体クラッチ5を介して伝達されるトータルトルクも低下してゆく。すなわち、電磁コイル54による磁力線が永久磁石59による磁力線を打ち消すように働く(図7のトルク減少区間、cの領域)。   Further, when the energization of the electromagnetic coil 54 is gradually increased from the zero energization to the (−) side energization, the magnetic field lines generated by the electromagnetic coil 54 are generated in the opposite direction to the magnetic field lines generated by the permanent magnet 59 and generated by the subtracted magnetic field lines. The total torque transmitted via the MR fluid clutch 5 also decreases as the viscosity of the MR fluid layer 53 decreases in accordance with the magnetic field. That is, the magnetic field lines due to the electromagnetic coil 54 work so as to cancel the magnetic field lines due to the permanent magnet 59 (torque reduction section in FIG. 7, area c).

そして、電磁コイル54による磁力線の絶対値を、永久磁石59による磁力線と一致させる(-)側通電を行うと、2つの磁力線が互いに相殺され、MR流体クラッチ5はロックアップ開放状態となる(図7のL/U開放、dの位置)。   When the (−) side energization is performed so that the absolute value of the magnetic field lines generated by the electromagnetic coil 54 coincides with the magnetic field lines generated by the permanent magnet 59, the two magnetic field lines cancel each other, and the MR fluid clutch 5 enters the lockup release state (FIG. 7 L / U open, d position).

この結果、実施例1では、電磁コイル54で生成する磁場分担を削減できると共に、休止状態でMR流体4内の強磁性体粒子の沈殿を抑制することができる。以下、磁場分担削減と粒子沈殿抑制を詳しく述べる。   As a result, in the first embodiment, the magnetic field generated by the electromagnetic coil 54 can be reduced, and the precipitation of the ferromagnetic particles in the MR fluid 4 can be suppressed in the resting state. In the following, the reduction of magnetic field sharing and the suppression of particle precipitation will be described in detail.

(a) 電磁コイル54への通電をゼロにしても、永久磁石59により固定の磁場が生成されることで、電磁コイル54で生成する磁場分担が削減される。例えば、ノーマル状態(電流ゼロ)で、永久磁石59により目標伝達トルクの50%程度のトルクが発生するようにした場合、電磁コイル54で生成する磁場分担は、目標伝達トルクの50%程度のトルクが発生する分担になる。このため、電磁コイル54への通電電流として、目標伝達トルクを得るのに必要な最大電流(エネルギ)を比較例に対し半分程度まで削減できる。或いは、最大電流を抑えて目標伝達トルクを得るときは、比較例に対し電磁コイル54の巻き数を減少でき、電磁コイル(断面積)を小さく抑えることができる。なお、磁場を形成する磁力線の大きさは、コイル巻き数と電流の積算値によりあらわされる。   (a) Even if the energization to the electromagnetic coil 54 is made zero, a fixed magnetic field is generated by the permanent magnet 59, so that the magnetic field sharing generated by the electromagnetic coil 54 is reduced. For example, in the normal state (zero current), when the permanent magnet 59 generates about 50% of the target transmission torque, the magnetic field generated by the electromagnetic coil 54 is about 50% of the target transmission torque. It becomes a share to generate. For this reason, the maximum current (energy) required to obtain the target transmission torque as the energization current to the electromagnetic coil 54 can be reduced to about half that of the comparative example. Alternatively, when the target transmission torque is obtained while suppressing the maximum current, the number of turns of the electromagnetic coil 54 can be reduced as compared with the comparative example, and the electromagnetic coil (cross-sectional area) can be suppressed small. In addition, the magnitude | size of the magnetic force line which forms a magnetic field is represented by the integrated value of the number of coil turns, and an electric current.

(b) 電磁コイル54への通電ゼロの休止状態であっても、永久磁石59による固定の磁場によりオイル中に分散させた強磁性体粒子を保持するため、強磁性体粒子の沈殿が抑制される。したがって、例えば、長期間にわたって駐車した後、電磁コイル54への通電を開始した場合でも、MR流体4のオイル中に強磁性体粒子が分散した状態であり、コイル電流に対して所望の伝達トルクを安定して発生させることができる。   (b) Since the ferromagnetic particles dispersed in the oil are held by the fixed magnetic field by the permanent magnet 59 even in a resting state in which the electromagnetic coil 54 is not energized, precipitation of the ferromagnetic particles is suppressed. The Therefore, for example, even when energization to the electromagnetic coil 54 is started after parking for a long time, the ferromagnetic particles are dispersed in the oil of the MR fluid 4, and a desired transmission torque with respect to the coil current. Can be generated stably.

更に、次に述べるような作用も得られる。永久磁石59によりMR流体4にかける磁界を発生することができるので、電磁コイル54に電流を供給しなくてもMR流体クラッチ5を締結状態にすることができる。また、電磁コイル54で発生させる磁界で、永久磁石59の磁界を弱めることができるので、MR流体クラッチ5のトルク伝達容量を小さくすることができる。このように、電磁コイル54に電流を供給しなくてもトルクを伝達できるので、走行中の電力の消費を抑制することができる。   Furthermore, the following actions can also be obtained. Since the magnetic field applied to the MR fluid 4 can be generated by the permanent magnet 59, the MR fluid clutch 5 can be brought into the engaged state without supplying current to the electromagnetic coil 54. In addition, since the magnetic field generated by the electromagnetic coil 54 can weaken the magnetic field of the permanent magnet 59, the torque transmission capacity of the MR fluid clutch 5 can be reduced. Thus, since torque can be transmitted without supplying current to the electromagnetic coil 54, consumption of electric power during traveling can be suppressed.

また、電磁コイル54に流れる電流の向きを逆向きに切り替えることができるので、永久磁石59が発生する磁界と同じ向きの磁界を電磁コイル54が発生させることができるので、永久磁石59の単体で磁界を発生させる場合に比べ、MR流体クラッチ5のトルクの伝達容量を大きくすることができる。このため、走行中、一時的に大きなMR流体クラッチ5のトルク伝達容量が必要になっても、電磁コイル54に電流を流すだけで対応することができるので、要求されるMR流体クラッチ5のトルク容量全てを永久磁石59で賄う必要がなくなり、永久磁石59を小型化することができる。   Further, since the direction of the current flowing through the electromagnetic coil 54 can be switched to the opposite direction, the magnetic coil 54 can generate a magnetic field having the same direction as the magnetic field generated by the permanent magnet 59. Compared with the case where a magnetic field is generated, the torque transmission capacity of the MR fluid clutch 5 can be increased. For this reason, even if a large torque transmission capacity of the MR fluid clutch 5 is required temporarily during traveling, it can be dealt with by simply passing a current through the electromagnetic coil 54. Therefore, the required torque of the MR fluid clutch 5 is required. It is not necessary to cover the entire capacity with the permanent magnet 59, and the permanent magnet 59 can be downsized.

[他の特徴作用]
実施例1では、電磁コイル54への通電より生成される最大の磁場の強さを、永久磁石59により生成される磁場の強さ以上に設定する構成を採用した。
すなわち、MR流体クラッチ5の開放要求に応えるには、少なくとも永久磁石59により生成される磁場を打ち消す大きさの逆方向の磁場を、電磁コイル54への通電より生成する必要がある。
これに対し、永久磁石59により生成される磁場の強さ以上を生成可能な電磁コイル54で発生する磁界で、永久磁石59が発生する磁界を相殺することができるので、MR流体クラッチ5を切断状態(開放状態)とすることができる。
[Other features]
In the first embodiment, a configuration is adopted in which the strength of the maximum magnetic field generated by energization of the electromagnetic coil 54 is set to be greater than or equal to the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 59.
That is, in order to meet the demand for opening the MR fluid clutch 5, it is necessary to generate a magnetic field in the reverse direction with a magnitude that cancels at least the magnetic field generated by the permanent magnet 59 by energizing the electromagnetic coil 54.
On the other hand, since the magnetic field generated by the permanent magnet 59 can be canceled out by the magnetic field generated by the electromagnetic coil 54 capable of generating more than the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 59, the MR fluid clutch 5 is disconnected. It can be in a state (open state).

実施例1では、電磁コイル54を、MR流体層53の軸心側位置に配置する構成を採用した。
このように、電磁コイル54をMR流体層53よりもコンバータ回転軸CLに近い軸心側位置に配置したので、電磁コイル54の占有容積を小さくすることができた。
つまり、電磁コイル54が発生する磁界は、電磁コイル54を流れる電流とその断面積によって決まるが、断面積が同じであった場合、軸心側に配置するほうが、電磁コイル54の全周長を短くして、電磁コイル54の占有容積を小さくすることができる。また、電磁コイル54の材料は、銅等の比重が重い金属である場合が多いが、そのような場合でもコンバータ回転軸CLに近い軸心側位置に配置することで、イナーシャを小さくして制御性を向上することができる。
更に、2つのディスク51,52の隙間に形成されるMR流体層53は、径方向外側に配置されるので、MR流体層53の径方向の幅が同じであっても、トルク伝達面を大きくすることができ、かつ、コンバータ回転軸CLからも遠ざかることからMR流体4のせん断力が同じであっても、伝達するトルクを大きくすることができる。
In the first embodiment, the configuration in which the electromagnetic coil 54 is disposed at the axial center side position of the MR fluid layer 53 is employed.
Thus, since the electromagnetic coil 54 is disposed at the axial center side position closer to the converter rotation axis CL than the MR fluid layer 53, the occupied volume of the electromagnetic coil 54 can be reduced.
In other words, the magnetic field generated by the electromagnetic coil 54 is determined by the current flowing through the electromagnetic coil 54 and its cross-sectional area, but if the cross-sectional area is the same, the entire circumference of the electromagnetic coil 54 is reduced by placing it on the axial center side. By shortening, the occupied volume of the electromagnetic coil 54 can be reduced. In addition, the material of the electromagnetic coil 54 is often a metal having a high specific gravity such as copper, but even in such a case, it can be controlled by reducing the inertia by disposing it at a position near the converter rotation axis CL. Can be improved.
Further, since the MR fluid layer 53 formed in the gap between the two disks 51 and 52 is arranged on the radially outer side, the torque transmission surface is increased even if the radial width of the MR fluid layer 53 is the same. Further, the torque to be transmitted can be increased even if the shear force of the MR fluid 4 is the same because it is away from the converter rotation axis CL.

実施例1では、第1ディスク51を、入力軸6に連結されたコンバータカバー7に設け、第2ディスク52を、出力軸8に連結されたタービンランナー2に設けた。そして、MR流体層53を、コンバータカバー1と、コンバータカバー1に連結されるポンプインペラー1と、に覆われた密閉空間の内部に封入されるMR流体4を、第1ディスク51と第2ディスク52の対向隙間に充填することで構成した。
すなわち、MR流体クラッチ5を、MR流体4を用いたトルクコンバータのロックアップクラッチに適用することで、MR流体4を、トルクコンバータとMR流体クラッチ5で共有できる。このため、ロックアップクラッチ用に別の流体を用意する必要がなくなり、種類の異なる流体をそれぞれ格納する液室を設ける必要がなくなり、構造を簡素化することができる。
In the first embodiment, the first disk 51 is provided on the converter cover 7 connected to the input shaft 6, and the second disk 52 is provided on the turbine runner 2 connected to the output shaft 8. The MR fluid layer 53 is sealed in the sealed space covered with the converter cover 1 and the pump impeller 1 connected to the converter cover 1, and the MR fluid 4 is sealed in the first disk 51 and the second disk. It was configured by filling 52 facing gaps.
That is, by applying the MR fluid clutch 5 to a lock-up clutch of a torque converter using the MR fluid 4, the MR fluid 4 can be shared by the torque converter and the MR fluid clutch 5. For this reason, it is not necessary to prepare another fluid for the lockup clutch, it is not necessary to provide liquid chambers for storing different types of fluids, and the structure can be simplified.

次に、効果を説明する。
実施例1のMR流体クラッチ5にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the MR fluid clutch 5 of the first embodiment, the following effects can be obtained.

(1) 入力軸6に連結される第1ディスク51と、
出力軸8に連結される第2ディスク52と、
前記第1ディスク51と前記第2ディスク52のディスク対向面間に形成され、強磁性体粒子をオイル中に分散させた磁気粘性流体(MR流体4)が充填される磁気粘性流体層(MR流体層53)と、
前記磁気粘性流体層(MR流体層53)に対して粘性変化により伝達トルクを発生する固定の磁場を生成する永久磁石59と、
前記磁気粘性流体層(MR流体層53)に対する通電に応じた粘性変化により伝達トルクを発生する可変の磁場を生成する電磁コイル54と、
前記電磁コイル54に接続され、コイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御するクラッチ制御回路60と、
を備えた。
このため、電磁コイル54で生成する磁場分担を削減できると共に、休止状態で磁気粘性流体(MR流体4)内の強磁性体粒子の沈殿を抑制することができる。
(1) a first disk 51 coupled to the input shaft 6;
A second disk 52 coupled to the output shaft 8;
A magnetorheological fluid layer (MR fluid) formed between the disc-facing surfaces of the first disc 51 and the second disc 52 and filled with a magnetorheological fluid (MR fluid 4) in which ferromagnetic particles are dispersed in oil. Layer 53);
A permanent magnet 59 for generating a fixed magnetic field that generates a transmission torque by a change in viscosity with respect to the magnetic viscous fluid layer (MR fluid layer 53);
An electromagnetic coil 54 that generates a variable magnetic field that generates a transmission torque by a change in viscosity in response to energization of the magnetorheological fluid layer (MR fluid layer 53);
A clutch control circuit 60 connected to the electromagnetic coil 54 for controlling the flow direction of the coil current and the magnitude of the coil current;
Equipped with.
For this reason, the magnetic field generated by the electromagnetic coil 54 can be reduced, and the precipitation of the ferromagnetic particles in the magnetorheological fluid (MR fluid 4) can be suppressed in a resting state.

(2) 前記電磁コイル54への通電より生成される最大の磁場の強さを、前記永久磁石59により生成される磁場の強さ以上に設定した。
このため、(1)の効果に加え、電磁コイル54で発生する磁界により永久磁石59が発生する磁界を相殺することで、MR流体クラッチ5を切断状態(開放状態)とすることができる。
(2) The strength of the maximum magnetic field generated by energizing the electromagnetic coil 54 is set to be greater than the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 59.
Therefore, in addition to the effect (1), the MR fluid clutch 5 can be in the disconnected state (opened state) by canceling out the magnetic field generated by the permanent magnet 59 by the magnetic field generated by the electromagnetic coil 54.

(3) 前記電磁コイル54を、前記磁気粘性流体層(MR流体層53)の軸心側位置に配置した。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、電磁コイル54の占有容積縮小化と、小さいイナーシャによる制御性向上と、トルク伝達面の拡大による伝達トルク増大と、を併せて達成することができる。
(3) The electromagnetic coil 54 is disposed at a position on the axial center side of the magnetorheological fluid layer (MR fluid layer 53).
For this reason, in addition to the effect of (1) or (2), the reduction of the occupied volume of the electromagnetic coil 54, the improvement of the controllability by a small inertia, and the increase of the transmission torque by the expansion of the torque transmission surface are achieved. Can do.

(4) 前記第1ディスク51を、前記入力軸6に連結されたコンバータカバー7に設け、
前記第2ディスク52を、前記出力軸8に連結されたタービンランナー2に設け、
前記磁気粘性流体層(MR流体層53)を、前記コンバータカバー7と、前記コンバータカバー7に連結されるポンプインペラー1と、に覆われた密閉空間の内部に封入される磁気粘性流体(MR流体5)を、前記第1ディスク51と前記第2ディスク52の対向隙間に充填することで構成した。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、種類の異なるトルクコンバータ用の作動流体とMR流体クラッチ5用の作動流体を用意したり、それぞれの流体を格納する液室を設けたりする必要がなくなり、構造を簡素化することができる。
(4) The first disk 51 is provided on the converter cover 7 connected to the input shaft 6;
The second disk 52 is provided on the turbine runner 2 connected to the output shaft 8,
The magnetorheological fluid layer (MR fluid layer 53) is sealed in the sealed space covered with the converter cover 7 and the pump impeller 1 connected to the converter cover 7. 5) is configured by filling the gap between the first disk 51 and the second disk 52 facing each other.
For this reason, in addition to the effects (1) to (3), different types of working fluid for the torque converter and working fluid for the MR fluid clutch 5 are prepared, and liquid chambers for storing the respective fluids are provided. There is no need, and the structure can be simplified.

以上、本発明の電磁クラッチを実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As mentioned above, although the electromagnetic clutch of this invention has been demonstrated based on Example 1, it is not restricted to this Example 1 about a concrete structure, The summary of the invention which concerns on each claim of a claim Unless it deviates, design changes and additions are allowed.

実施例1では、MR流体層53として、コンバータ回転軸CLに直交する面に沿って6層延在する例を示した。しかし、MR流体層としては、6層以外の層(1層〜5層、7層以上)延在する例であっても良い。また、MR流体層がコンバータ回転軸に平行な面に沿って単一層或いは多層延在する例であっても良い。   In the first embodiment, as the MR fluid layer 53, an example in which six layers extend along a plane orthogonal to the converter rotation axis CL is shown. However, the MR fluid layer may be an example that extends other than 6 layers (1-5 layers, 7 layers or more). Further, the MR fluid layer may be a single layer or a multilayer extending along a plane parallel to the converter rotation axis.

実施例1では、第1ディスク51を第1フランジ部57に設け、第2ディスク52を第2フランジ部58に設ける例を示した。しかし、入力軸側の第1ディスクと出力軸側の第2ディスクは、MR流体層となる隙間を形成するものであれば、例えば、クラッチハブ部材とクラッチドラム部材に設けるような例としても良い。   In the first embodiment, the example in which the first disk 51 is provided in the first flange portion 57 and the second disk 52 is provided in the second flange portion 58 has been described. However, the first disc on the input shaft side and the second disc on the output shaft side may be provided on, for example, a clutch hub member and a clutch drum member as long as they form a gap that becomes an MR fluid layer. .

実施例1では、電磁コイル54と永久磁石59の両方を、MR流体層53の軸心側位置に配置する好ましい例を示した。しかし、電磁コイルと永久磁石の両方を、MR流体層の軸心から遠い側の位置に配置する例としても良いし、電磁コイルと永久磁石のうち、MR流体層に対して軸心側位置に一方を配置し、軸心から遠い側の位置に他方を配置するような例としても良い。更に、電磁コイル54と永久磁石59の位置を径方向で入れ替えても良く、軸方向に並べて配置しても良い。   In the first embodiment, a preferable example in which both the electromagnetic coil 54 and the permanent magnet 59 are arranged at the axial center side position of the MR fluid layer 53 has been shown. However, both the electromagnetic coil and the permanent magnet may be arranged at a position far from the axial center of the MR fluid layer, or the electromagnetic coil and the permanent magnet may be positioned at the axial center side with respect to the MR fluid layer. An example in which one is arranged and the other is arranged at a position far from the axis is also possible. Further, the positions of the electromagnetic coil 54 and the permanent magnet 59 may be exchanged in the radial direction, or may be arranged side by side in the axial direction.

実施例1では、本発明の電磁クラッチをロックアップクラッチ付きトルクコンバータのロックアップクラッチとして適用する例を示した。しかし、本発明の電磁クラッチは、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータに限らず、様々な車両の発進クラッチ等としても適用することもできる。   In Example 1, the example which applies the electromagnetic clutch of this invention as a lockup clutch of a torque converter with a lockup clutch was shown. However, the electromagnetic clutch of the present invention is not limited to a torque converter with a lock-up clutch, and can also be applied as a starting clutch for various vehicles.

A ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ
1 ポンプインペラー
2 タービンランナー
3 ステータ
4 MR流体(磁気粘性流体)
5 MR流体クラッチ(電磁クラッチ)
51 第1ディスク
52 第2ディスク
53 MR流体層(磁気粘性流体層)
54 電磁コイル
55 ヨーク部
57 第1フランジ部
58 第2フランジ部
59 永久磁石
60 クラッチ制御回路
6 入力軸
7 コンバータカバー
8 出力軸
A Torque converter with lock-up clutch 1 Pump impeller 2 Turbine runner 3 Stator 4 MR fluid (magnetic viscous fluid)
5 MR fluid clutch (electromagnetic clutch)
51 First disk 52 Second disk 53 MR fluid layer (magnetic viscous fluid layer)
54 Electromagnetic coil 55 Yoke part 57 First flange part 58 Second flange part 59 Permanent magnet 60 Clutch control circuit 6 Input shaft 7 Converter cover 8 Output shaft

Claims (4)

入力軸に連結される第1ディスクと、
出力軸に連結される第2ディスクと、
前記第1ディスクと前記第2ディスクのディスク対向面間に形成され、強磁性体粒子をオイル中に分散させた磁気粘性流体が充填される磁気粘性流体層と、
前記磁気粘性流体層に対して粘性変化により伝達トルクを発生する固定の磁場を生成する永久磁石と、
前記磁気粘性流体層に対する通電に応じた粘性変化により伝達トルクを発生する可変の磁場を生成する電磁コイルと、
前記電磁コイルに接続され、コイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御するクラッチ制御回路と、
を備えたことを特徴とする電磁クラッチ。
A first disk coupled to the input shaft;
A second disk coupled to the output shaft;
A magnetorheological fluid layer formed between the disc facing surfaces of the first disc and the second disc and filled with a magnetorheological fluid in which ferromagnetic particles are dispersed in oil;
A permanent magnet that generates a fixed magnetic field that generates a transmission torque by a viscosity change with respect to the magneto-rheological fluid layer;
An electromagnetic coil that generates a variable magnetic field that generates a transmission torque by a change in viscosity in response to energization of the magnetorheological fluid layer;
A clutch control circuit connected to the electromagnetic coil for controlling the flow direction of the coil current and the magnitude of the coil current;
An electromagnetic clutch comprising:
請求項1に記載された電磁クラッチにおいて、
前記電磁コイルへの通電より生成される最大の磁場の強さを、前記永久磁石により生成される磁場の強さ以上に設定した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
The electromagnetic clutch according to claim 1,
An electromagnetic clutch characterized in that the strength of the maximum magnetic field generated by energizing the electromagnetic coil is set to be equal to or greater than the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet.
請求項1又は2に記載された電磁クラッチにおいて、
前記電磁コイルを、前記磁気粘性流体層の軸心側位置に配置した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
The electromagnetic clutch according to claim 1 or 2,
The electromagnetic clutch, wherein the electromagnetic coil is arranged at a position on the axial center side of the magneto-rheological fluid layer.
請求項1から3までの何れか一項に記載された電磁クラッチにおいて、
前記第1ディスクを、前記入力軸に連結されたコンバータカバーに設け、
前記第2ディスクを、前記出力軸に連結されたタービンランナーに設け、
前記磁気粘性流体層を、前記コンバータカバーと、前記コンバータカバーに連結されるポンプインペラーと、に覆われた密閉空間の内部に封入される磁気粘性流体を、前記第1ディスクと前記第2ディスクの対向隙間に充填することで構成した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
In the electromagnetic clutch according to any one of claims 1 to 3,
The first disk is provided on a converter cover connected to the input shaft,
The second disk is provided in a turbine runner connected to the output shaft,
The magnetorheological fluid layer is sealed in the sealed space covered with the converter cover and the pump impeller coupled to the converter cover, and the magnetorheological fluid is sealed between the first disk and the second disk. An electromagnetic clutch characterized in that it is configured by filling the opposing gap.
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