JP2585437Y2 - 電磁多板クラッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、電磁多板クラッチに
関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６４−６５２５号公報に「湿式ク
ラッチ装置」が記載されている。これはベルト伝動機構
のプーリと被動軸との断続に用いられた電磁多板クラッ
チである。この電磁多板クラッチはアマチュアを吸引す
る電磁石の磁力が摩擦板を通るように構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】摩擦板は互いの隙間や
潤滑オイルや摩擦面の表面処理などにより磁気抵抗が大
きい。又、図８のように摩擦板２０１には磁束の短路を
防止するための長孔２０３とこれらの間のブリッジ部２
０５とが設けられており、摩擦板２０１を磁気回路とす
る構成ではこのブリッジ部２０５での磁束の短路が大き
い。又、摩擦板には厚さ方向の歪がありこれが締結に対
する抵抗となる。

【０００４】これらの理由により、図３のグラフ２０７
が示すように電磁石にコイル電流（Ｉ）を与えてもトル
ク（Ｔ）の立上がり時に無反応域２０９が生じ、最低電
流値（Ｉｍｉｎ）が大きくなりトルク応答性が悪い。又
摩擦板を直接磁化するから残留磁気により開放時の応答
性も損われグラフ２０７は広いヒステリシスループを描
き、発熱量が増える。又、ブリッジ部２０５での磁束短
絡の程度は外側と内側の摩擦板の重なり具合によって変
化するから、トルク特性が不安定に変動しトルクの正確
な制御が困難である。

【０００５】又、摩擦板は磁束容量が小さいから、図４
のグラフ２１１のように低い電流値で飽和点が現れ、従
って磁力を強化してもこの飽和によるトルク限界が生じ
てトルク容量が低く制限される。

【０００６】更に、摩擦板は枚数を増すと磁気抵抗が急
激に増加するから、必要なトルク容量を得るには大径に
する他はなく、従って径方向の小型化が難しい。

【０００７】そこで、この考案は、磁気抵抗が小さく磁
束容量の大きい磁気回路を備え、応答性が良く、トルク
特性の正確な制御が可能であり、小径化の可能な電磁多
板クラッチの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この考案の電磁多板クラ
ッチは、交互配置された一側と他側の摩擦板を有する多
板クラッチと、アマチュアと共に前記多板クラッチの半
径方向の内方及び外方を越えて通るように磁気回路を形
成する前記摩擦板以外の磁性部材と、前記磁気回路を介
して前記アマチュアを移動操作し前記多板クラッチを開
閉するように前記多板クラッチに対してアマチュアと反
対側に配置された電磁石とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】例えば、磁性部材の磁気抵抗は摩擦板より非常
に小さいから、あるいは摩擦板を電磁石の磁力から絶縁
することにより、磁気回路は磁性部材に形成され磁束は
摩擦板に流れない。電磁石の磁力はこうして形成された
磁気回路を介してアマチュアを移動させ、多板クラッチ
を開閉操作する。このように、摩擦板を磁気回路にしな
いから磁気回路の磁気抵抗を小さくし磁束容量を大きく
できると共に摩擦板の短絡防止孔による磁気抵抗の変動
が小さく、残留磁気も少ない。

【００１０】これらの理由により、トルクの立上がり立
下がりともトルク応答性がよく、トルクの正確な制御が
可能であり、磁束の飽和が生じにくいからそれだけトル
ク容量が大きくできる。

【００１１】又、摩擦板は磁気回路から外されたことに
より、例えばペーパ摩擦板や表面に被膜を形成させた摩
擦板のような磁気抵抗の大きいことから従来は使いにく
かった摩擦板を充分に利用することができる。又、摩擦
板の枚数を従来より増やすことができるから、それだけ
装置を小径にできる。

【００１２】

【実施例】図１ないし図５により第１実施例の説明をす
る。図１はこの実施例を用いたデファレンシャル装置を
示し、図５はこのデファレンシャル装置を用いた車両の
動力系を示す。以下、左右の方向はこの車両及び図１で
の左右の方向である。

【００１３】図５に示すように、この動力系は、エンジ
ン１、トランスミッション３、プロペラシャフト５、リ
ヤデフ７（図１のデファレンシャル装置）、後車軸９，
１１、左右の後輪１３，１５、左右の前輪１７，１９な
どから構成されている。エンジン１の駆動力はトランス
ミッション３を介してプロペラシャフト５を回転駆動す
る。

【００１４】図１のように、リヤデフ７のデフケース２
１はベアリング２３を介してデフキャリヤ２５内に支承
されている。図５のように、デフケース２１にはリング
ギヤ２７が固定され、このリングギヤ２７はドライブピ
ニオンギヤ２９と噛合っている。ドライブピニオンギヤ
２９はプロペラシャフト５側に連結されたドライブピニ
オンシャフト３１と一体に形成されている。こうして、
デフケース２１はエンジン１からの駆動力により回転駆
動される。

【００１５】図１のように、デフケース２１の内部には
左右のハブ３３，３５が同軸配置されている。左のハブ
３３は左の後車軸９にスプライン連結され、右のハブ３
５は右の後車軸１１にスプライン連結されている。

【００１６】又、デフケース２１の内部にはプラネタリ
ーギヤ式の差動機構３７が配置されている。この差動機
構３７は、インターナルギヤ３９、外側と内側のピニオ
ンギヤ４１，４３、サンギヤ４５を備えている。インタ
ーナルギヤ３９はデフケース２１に形成され、サンギヤ
４５は左のハブ３３に形成されている。ピニオンギヤ４
１，４３はそれぞれピニオンシャフト４７，４７上に回
転自在に支承され、各ピニオンシャフト４７は左右のピ
ニオンキャリア４９，５１に両端を支持されている。こ
れらのピニオンキャリア４９，５１は溶接で一体にさ
れ、右のピニオンキャリヤ５１は右のハブ３５と一体に
形成されている。

【００１７】デフケース２１（インターナルギヤ３９）
の回転は各ピニオンギヤ４１，４３を介してサンギヤ４
５（ハブ３３）とピニオンキャリヤ４９，５１（ハブ３
５）とに分配されて左右の後輪１３，１５に伝達され、
後輪間に駆動抵抗差が生じると各ピニオンギヤ４１，４
３の自転と公転とにより左右の後輪に差動分配される。

【００１８】差動機構３７の左側には左のピニオンキャ
リヤ４９とハブ３３とを連結する多板式のメインクラッ
チ５３が配置されている。又、ハブ３５の外周には鋼製
のカムリング５５（磁性部材）が配置されている。カム
リング５５と右のピニオンキャリヤ５１との間にはボー
ルカム５７が配置されており、カムリング５５とデフケ
ース２１の右側壁５９との間にはそのカム反力を受ける
ベアリング６１とワッシャ６３とが配置されている。

【００１９】カムリング５５の外周側にはリング６５
（磁性部材）が配置され、デフケース２１の内周にスプ
ライン連結されている。各リング５５，６５の間にはこ
れらを連結する多板式のパイロットクラッチ６７（多板
クラッチ）が配置されている。このパイロットクラッチ
６７は交互に配置された外側の摩擦板６９と内側の摩擦
板７１とを備え、摩擦板６９はリング６５に係合し摩擦
板７１はカムリング５５に係合している。図２のよう
に、各摩擦板６９，７１はＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）の
摩擦面に紙７３を貼着したペーパー摩擦板であり、外側
の摩擦板６９の内縁部とリング５５のスプライン外径と
の間隔、及び内側の摩擦板７１とリング６５のスプライ
ン内径との間隔はエアギャップの間隔ｌより広く、磁束
の短絡を防止している。

【００２０】リング６５がスプライン連結されたデフケ
ース２１のリング部７５はステンレス鋼製の非磁性体で
ありケース本体７７と右側壁５９とに溶接されている。
右側壁５９の右側にはリング状の電磁石７９が配置さ
れ、ベアリング８１を介してデフケース２１に支承され
ると共に支持部材８３を介してボルト８５によりデフキ
ャリヤ２５に回り止めされている。右側壁５９は鋼製の
磁性体であり、電磁石７９の磁束の短絡を防ぐためにス
テンレス鋼のリング８７が右側壁５９を分割して配置さ
れ溶接されている。電磁石７９のリード線８９はグロメ
ット９１を通してデフキャリヤ２５の外部に引出されて
いる。

【００２１】電磁石７９にコイル電流が与えられると、
その磁束は摩擦板６９，７１よりはるかに磁気抵抗の小
さいリング６５とカムリング５５とを通る磁気回路９３
を形成し、パイロットクラッチ６７を挾んで配置された
アマチュア９５を吸引しパイロットクラッチ６７を締結
させる。デフケース２１に装着された止め輪９７はアマ
チュア９５と各リング５５，６５間のエアーギャップｌ
を決める。エアーギャップｌは狭い程良いが、実用的に
はアマチュア９５が吸引されていない状態で１ｍｍ以下
が好ましく、この実施例では０．５ｍｍにしてある。

【００２２】電磁石７９によりパイロットクラッチ６７
が締結されるとカムリング５５がデフケース２１側に連
結される。このとき、後輪１３，１５間に差動回転が生
じるとこの差動トルクはボールカム５７に作用し、その
カムスラスト力はピニオンキャリヤ４９，５１を介して
メインクラッチ５３を押圧し締結させる。こうして、各
クラッチ５３，６７の締結力により差動機構３７（後輪
１３，１５間）の差動回転が制限される。

【００２３】電磁石７９の磁力は運転席からの手動操作
か、又は路面条件や操舵条件などに応じての自動操作に
より制御され、こうしてパイロットクラッチ６７の締結
力（滑り）を調節すると、ボールカム５７のカムスラス
ト力が変ってメインクラッチ５３の締結力（滑り）が変
化し、差動制限力を調節することができる。各クラッチ
５３，６７の締結力を充分大きくすると後輪１３，１５
間の差動はロックされ、締結力を適度に緩めると差動は
許容される。パイロットクラッチ６７を開放するとカム
スラスト力が消失してメインクラッチ５３も開放され、
差動はフリーになる。

【００２４】上記のように、パイロットクラッチ６７は
従来例と異って摩擦板を磁気回路にせずカムリング５５
とリング６５とに磁束を通すように構成されているか
ら、磁気回路９３の磁気抵抗は小さく磁束容量は大き
く、トルクの変動が生じない。

【００２５】従って、図３のグラフ９９に示すようにコ
イル電流（Ｉ）の小さい範囲でもアマチュア９５の吸引
力が大きく、矢印１０１のようにトルク（Ｔ）の立上が
り時の電流（Ｉ）に対する応答性がよい。又、摩擦板６
９，７１が強く磁化されないから矢印１０３のようにト
ルク（Ｔ）の立下がり時も電流（Ｉ）に対する応答性が
よくグラフ９９は従来例のグラフ２０７より狭いヒステ
リシスを描き、それだけ発熱による損失が減る。

【００２６】又、磁束容量が大きいことから図４のグラ
フ１０５のように磁束が飽和しにくくトルク限界が生じ
にくい。又、大電流迄トルクの直線性が損われないから
トルクの正確な制御が可能である。このように、トルク
応答性とトルクの正確な制御が可能なパイロットクラッ
チ６７により差動機構３７の差動制限特性は迅速で正確
に制御できる。

【００２７】摩擦板６９，７１をペーパ摩擦板にしたこ
とにより、アマチュア９５の吸引力が小さい範囲で歪み
が修正され易くトルクの立上がりを更に改善する。又、
紙７３による磁気絶縁効果により摩擦板６９，７１での
磁束の短絡がより低減される。

【００２８】摩擦板６９，７１の枚数を増すことにより
充分なトルクを得ながらパイロットクラッチ６７が小径
になり、デフケース２１左側の開口からの組付けが容易
になる。

【００２９】こうして、リヤデフ７が構成されている。

【００３０】図５の車両において、悪路などで後輪１
３，１５の一方が空転状態になってもリヤデフ７の差動
制限力を強めると他方の後輪に駆動力が送られて走破性
が保たれる。リヤデフ７の差動制限力を強めると車両の
直進安定性が向上し、差動制限力を緩めて差動を適度に
許容すると円滑で安定な旋回が行える。

【００３１】このような差動制限特性は上記のように正
確で迅速に制御できるから、高い操縦性、安定性、安全
性が得られる。

【００３２】なお、リング５５，６５を磁束が通過する
ので摩擦板６９，７１に非磁性体の鋼板を用いてもよ
い。

【００３３】図６は第２実施例を示す。この実施例は第
１実施例の磁気回路の変形例であり、同機構の部材には
同じ符号を付してある。

【００３４】外側の摩擦板６９はデフケース２１の右側
壁５９の外側部材１０９（磁性部材）に係合し、内側の
摩擦板７１はカムリング５５（磁性部材）に係合してい
る。電磁石７９の磁束は磁気回路１１１を通ってアマチ
ュア９５を吸引しパイロットクラッチ６７を締結する。

【００３５】この実施例は第１実施例におけるリング６
５を右側壁５９と一体にしたものに相当し、エアギャッ
プが１個所減少して磁束の透明率が向上する。

【００３６】図７は第３実施例を示す。

【００３７】この実施例の電磁多板クラッチ１１３で
は、外側と内側の鋼製の回転部材１１５，１１７（磁性
部材）にステンレス鋼の中間部材１１９，１２１がスプ
ライン連結され、多板クラッチ１２３の外側と内側の摩
擦板１２５，１２７がこれらの中間部材１１９，１２１
にそれぞれ係合している。

【００３８】電磁石１２９の磁束は回転部材１１５，１
１７とアマチュア１３１を通る磁気回路１３３を介して
アマチュア１３１を吸引し多板クラッチ１２３を締結す
る。

【００３９】この構成では、摩擦板１２５，１２７が非
磁性の中間部材１１９，１２１により磁気的に絶縁され
る。従って、摩擦板１２５，１２７の強度が上がると共
に摩擦部面積が広くなり、それだけトルク容量が増加
し、径方向と、枚数を減らすことによる軸方向との小型
化が可能になる。

【００４０】

【考案の効果】この考案の電磁多板クラッチは、磁気回
路を別に設けて摩擦板を磁気回路から解放することによ
り磁気回路の磁気抵抗を小さくし磁束容量を大きくし
た。従って、トルクの応答性と制御精度とが著しく向上
し、特性が安定すると共に小型化が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を用いたデファレンシャル装置の断
面図である。

【図２】第１実施例の摩擦板の断面図である。

【図３】第１実施例と従来例の特性を比較するグラフで
ある。

【図４】第１実施例と従来例の特性を比較するグラフで
ある。

【図５】図１のデファレンシャル装置を用いた車両の動
力系を示すスケルトン機構図である。

【図６】第２実施例の断面図である。

【図７】第３実施例の断面図である。

【図８】従来例に用いられた摩擦板の平面図である。

【符号の説明】

５５ カムリング（磁性部材） ６５ リング（磁性部材） ６７ パイロットクラッチ（多板クラッチ） ６９，７１，１２５，１２７ 摩擦板 ７９，１２９ 電磁石 ９５，１３１ アマチュア １０７ リング（磁性部材） １０９ 外側部材（磁性部材） １１５，１１７ 回転部材（磁性部材） １２３ 多板クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 27/115

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交互配置された一側と他側の摩擦板を有
   する多板クラッチと、アマチュアと共に前記多板クラッ
   チの半径方向の内方及び外方を越えて通るように磁気回
   路を形成する前記摩擦板以外の磁性部材と、前記磁気回
   路を介して前記アマチュアを移動操作し前記多板クラッ
   チを開閉するように前記多板クラッチに対してアマチュ
   アと反対側に配置された電磁石とを備えたことを特徴と
   する電磁多板クラッチ。