JPH04151030A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、電磁クラッチに関する。

（従来の技術） 特公昭６２−４８６２５号公報に「電子式四輪駆動制御
装置」が記載されている。これは前輪用と後輪用の各プ
ロペラシャフトを電磁クラッチを介して連結し、クラッ
チトルクを制御して走行中の内部循環トルクを軽減する
装置である。第４図は本出願人が先に出願した、電磁ク
ラッチ２゜１と連結力の増強を行うメインクラッチ２０
３とを有する断続装置を示す。

（発明か解決しようとする課題） 電磁コイルの磁気力は巻き数（Ｎ）と電流値（１）との
積で表わされる。第２図の磁線のグラフ２０５は従来の
断続装置のトルク−電流特性を示すが、第４図（ｂ）に
示すように従来の電磁コイル２０７は単一コイルである
から、このグラフのように１００ｋｇ−ｍの大トルクを
得るためにコイルの巻き数を多くするとグラフ２０５の
立ち上がりが大きくなり、常用トルクである１０ｋｇ−
ｍ以下の範囲では電流の制御幅が■１・以下と狭くなり
電流変化に対するトルク変化が大きくなり精密なトルク
制御が難しくなる。又、電流はパルス幅制御（ＰＷＭ）
による高周波のパルスで与えられるから巻き数が大きい
とインダクタンスによる抵抗によりレスポンスが低下す
ると共に大電流が通らず巻き数の割には大きなりラッチ
トルクが得られない。又、これらの従来例のように他の
装置と共にケースに収納される場合はコイルが大型にな
ると配置スペースを設けるのか困難である。

そこで、この発明は、コイルを大型化せずに大トルクが
得られると共に常用トルク範囲で精密なトルク制御が可
能であり、レスポンスのよい電磁クラッチの提供を目的
とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の電磁クラッチは、摩擦クラッチと、複数個の
電磁コイルの磁気力でアーマチャを移動して摩擦クラッ
チを締結させる電磁石と、電源に対して前記電磁コイル
の接続を切換える切換手段とを備えたことを特徴とする
。

（作用） 切換手段により各電磁クラッチを電源と並列に接続する
と、巻き数が各電磁クラッチの合計巻き数と同一の従来
の単一コイルに較べてインダクタンスがはるかに小さい
から大電流を通すことが可能となり、大トルクが得られ
る。従って、各電磁コイルの合計巻き数は同一トルクの
従来例より小さくなり、それたけ小型軽量になる。

常用の低トルクに必要な一部の電磁コイルだけを電源に
接続すれば電流の変化に対するトルク変化が非常に小さ
くなり、それたけ精密なトルク制御か可能になる。

以上、いずれの場合も巻き数の減少分たけインダクタン
スか低減し、レスポンスが向上する。

（実施例） 第１図ないし第３図により一実施例の説明をする。第３
図はこの実施例を用いた四輪駆動（４ＷＤ）車の動力系
を示す。以下、左右の方向はこの車両の左右方向であり
、第１図の右方はこの車両の前方（第３図の上方）に相
当する。又、番号を付していない部材等は図示されてい
ない。

先ず、第３図によりこの動力系の構成を説明する。この
動力系は、エンジン１、トランスミッション３、フロン
トデフ５（前輪側のデファレンシャル装置）、前車軸７
，９、左右の前輪１１．１３、トランスファ１５、プロ
ペラシャフト１７、この実施例の断続装置１９、リヤデ
フ２１（後輪側のデファレンシャル装置）、後車軸２３
，２５、左右の後輪２７．２９なとから構成されている
。

次に、断続装置１９の説明をする。

連結軸３１はリヤデフ２１のキャリヤ３３の前端部を貫
通し、ベアリング３５によってキャリヤ３３に支承され
ると共にスプライン部３７によりプロペラシャフト１７
側に連結されている。こうして、連結軸３１はエンジン
１からの駆動力により回転駆動される。

連結軸３１の後端にはフランジ部３９を介してクラッチ
ドラム４１が一体に設けられている。クラッチドラム４
１の内側にはハブ４３がそのボス部４５と連結軸３１間
の軸支部４７及びベアリング４９により回転自在に支承
されている。

ハブ４３のボス部４５にドライブピニオンシャフト５１
がスプライン連結されている。シャフト５１はベアリン
グ５３．５３によりキャリヤ３３に支承され、その後端
にはリヤデフ２１のリングギヤ５５と噛合ったドライブ
ピニオンギヤ５７が一体形成されている。

クラッチドラム４１とハブ４３との間にはこれらを連結
する多板式のメインクラッチ５９が配置され、その前側
にはメインクラッチの押圧リング６１が配置され、押圧
リング６１はハブ４３に前後移動自在にスプライン連結
されている。ハブ４３及びその前方に回転自在に配置さ
れたカムリング６３の間には、第１図（ｂ）に示すよう
に、ボール６５を介したカム６７が形成されている。

カムリング６３とクラッチドラム４１との間にはこれら
を連結する多板式のパイロットクラッチ６９（摩擦クラ
ッチ）が配置されている。クラッチ６９の後側にはアー
マチャ７１が配置されている。

クラッチドラム４１のフランジ部３９の前方にはリング
状の電磁石７３が配置されている。電磁石７３はヨーク
７５及び第１と第２の電磁コイル７７．７９からなり、
ヨーク７５はボルト８１によりキャリヤ３３に固定され
ている。

フランジ部３９の凸部８３．８５とヨーク７５との間に
は電磁石７３の磁力線８７が通るエアギャップが設けら
れ、フランジ部３９には磁力線８７の短絡を防ぎアーマ
チャ７１へ導くための非磁性体のリング８９が埋め込ま
れている。

アーマチャ７１が電磁石７３に吸引されると、その吸引
力に応じた強さてパイロットクラッチ６９が押圧されて
締結し、連結軸３１側（前輪側）とドライブピニオンシ
ャフト５１側（後輪側）とはクラッチ６９、カム６７、
押圧リング６１、ハブ４３を介して連結される。又、エ
ンジン１の駆動力がカム６７に作用してスラスト力９１
が生じ、このスラスト力９１により押圧リング６１を介
してメインクラッチ５９が押圧されて締結し連結力が増
幅される。スラスト力９１の反力はベアリング９３とス
ラストリング９５とを介してフランジ部３９に入力し、
クラッチドラム４１内でスラスト力９１により相殺され
る。

電磁石７３の吸引力によりパイロットクラッチ６９を強
く締結するこの締結力にメインクラッチ５９の締結力が
加わって断続装置１つの伝達可能トルクは１００ｋｇｍ
程度となり前後輪間の差動はロックされ、電磁石７３の
吸引力を弱めクラッチ６９の締結力を弱めた状態では断
続装置１９の伝達トルクは１００ｋｇｍの程度となりそ
の滑りにより前後輪間の差動は許容され、クラッチ６９
を開放すると後輪側はエンジン１から切離される。

第１図（Ｃ）に等価的に描いたように、コイル７７の巻
き数Ｎ１はコイル７９の巻き数Ｎ２より小さくしである
。なお、Ｎ、とＮ２の合計Ｎは第４図でグラフ２０５を
示す従来例の巻き数Ｎと同数にしである。各コイル７７
．７９の引出し線はリレーボックス９７の端子Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄに接続され、リレーボックス９７は電源９９とコ
ントローラ１０１とに接続されている。リレーボックス
９７とコントローラ１０１とで切換手段が構成されてい
る。

コントローラ１０１は車体に配置された各種センサから
の信号に基づき路面条件や車両の操舵条件に応じてリレ
ーボックス９７に操作信号を送る。

この信号によりリレーボックス９７は、コイル７９を切
離してコイル７７だけを電源９９に接続する第１モード
、端子Ｂ、Ｃを接続しコイル７７゜７９を直列にして電
源に接続する第２モード、各コイル７７．７９を並列に
電源９９に接続する第３モードの切換を行う。

第１モードでは、巻き数（Ｎ１）が小さく磁気力とイン
ダクタンスが小さいコイル７７だけに通電されるから、
第２図のグラフ１０Ｂに示すように１０ｋｇ−ｍでの電
流値がコイル巻き数（Ｎ）の大きな従来例のグラフ２０
５の電流値１．がら■２に上昇して電流変化に対するト
ルク変化が小さくなり、それだけ精密なトルク制御が可
能になる。又、インダクタンスの低下によりトルク制御
のレスポンスが速くなり、パイロットクラッチ６９の開
放による後輪側の切離しが迅速になる。

モード３では、コイル７７．７９にそれぞれ並列に通電
され、これらの巻き数はいずれも従来例より小さくイン
ダクタンスが小さいから従来例の電流値工、より大きい
電流値■４を流すことができ、断続装置１９において△
Ｔだけ大きなトルクが速いレスポンスで得られる。又、
１０ｋｇ−ｍ以上の範囲でのトルク制御もモード３によ
れば速いレスポンスで伝える。

又、グラフ１０７に示すように、並列接続で電流■４を
流したときに１００ｋｇ−ｍのトルクが得られるように
各コイルの合計巻き数を減らせば、それたけコイル全体
が小型軽量になり、配置スペースの面で有利になる。

こうして、断続装置１９が構成されている。

次に、断続装置１９の機能を第３図の車両の動力性能に
即して説明する。

エンジンｌの駆動力はトランスミッション３からフロン
トデフ５を介して前輪１１．１３に分配されると共にト
ランスファ１５を介してプロペラシャフト１７を回転さ
せる。

パイロットクラッチ６９を開放し断続装置１９を開放状
態にすると、後輪２７．２９側への駆動力伝達が遮断さ
れ車両は前輪駆動状態になり、前輪駆動車の特性が得ら
ると共に燃費が向上する。

パイロットクラッチ６つを締結して断続装［１９を連結
状態にするとその連結力に応じた差動制限力により駆動
力が後輪に伝達され車両は４ＷＤ状態になる。

この状態で例えば悪路で前輪か空転すると断続装置１つ
を介して後輪に送られる駆動力により走破性が保たれる
。後輪側に送られる駆動力は断続装置１９の差動制限力
が大きい程大きくロック状態で最大になる。上記のよう
に電磁石７３をモード３にすればパイロットクラッチ６
９をロックさせて断続装置１９のロックを迅速に行うこ
とができる。

電磁石７３の吸引力を調節しパイロットクラッチ６９の
滑りを調節すれば断続装置１９を介して前後輪間の差動
が許容される。この差動許容能力を大きくすれば車両は
円滑な旋回が行えると共に車庫入れなどでのタイトコー
ナーブレーキ現象が防止できる。このような低トルク域
では電磁石７３をモード１にすれば、上記のようにクラ
ッチ６つの滑りによるトルク制御を迅速なレスポンスで
精密に行うことができる。

断続装置１つにより前後輪間の差動を制限すると車両の
直進性は向上し、ロック状態で最大となる。

急制動時に前輪がロックしても断続装置１９を開放すれ
ばロンフカの伝達が遮断され後輪ロックの誘発が回避で
きる。このとき、電磁石７３のモードが１でも３でもレ
スポンスか速いからロック力の遮断は迅速に行え、アン
チロックブレーキシステムに対応できる。

なお、電磁石７３のモード２の使用は任意である。

各コイル７７．７９の巻き数は同数でもよい。

又、電磁コイルの数は３箇以上でもよい。

［発明の効果］ この発明の電磁クラッチは、電磁コイルを複数個に分割
して各コイルの巻き数を小さくすると共にこれらと電源
との接続を任意に切換えるように構成したから、常用の
トルク域では精密なトルク制御が行えると共に大きなト
ルク容量が得られる。

これに加えて、レスポンスが速く、小型軽量である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例に係り、同図（ａ）は断面図、同図（
ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（Ｃ）は電磁コ
イルを等価的に描いた図面、第２図は実施例と従来例の
電磁クラッチの特性を比較するグラフ、第３図は第１図
の実施例を用いた車両の動力系を示すスケルトン機構図
、第４図は従来例を示す断面図である。 ６９・・・パイロットクラッチ（摩擦クラッチ）７１・
・・アーマチャ　７５・・・電磁石７７．７９・・・電
磁コイル ９７・・・リレーボックス（切換手段）９９・・・電源 １０１・・・コントローラ（切換手段）代理人　弁理士
　　三　好　秀　和 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 摩擦クラッチと、複数個の電磁コイルの磁気力でアーマ
   チャを移動して摩擦クラッチを締結させる電磁石と、電
   源に対して前記電磁コイルの接続を切換える切換手段と
   を備えたことを特徴とする電磁クラッチ。