JPH06307506A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部配置のセンサ類を用いずに電磁クラッチ
単体で相対回転数の情報を取出すことを可能とする。 【構成】 この発明の電磁クラッチは、摩擦クラッチ
と、磁器回路を介してアーマチャを吸引しこの摩擦クラ
ッチを締結させる電磁石と、前記磁気回路の１部を構成
する相対回転部材にそれぞれ設けられた磁気抵抗の増大
部と、磁気センサを介して磁気回路の磁束密度を検知し
前記電磁石の励磁電流を制御するコントロールユニット
とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電磁クラッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６３−１９５４４９号公報に「す
べり制限差動歯車アセンブリ」が記載されている。これ
は、電磁クラッチにより差動制限を行うデファレンシャ
ル装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、このような電
磁クラッチデフの差動制限力は差動回転数に基づいて制
御が行われている。

【０００４】ところが、従来電磁クラッチ単体では差動
回転数を検知することができなかった。従って、各車輪
に車輪速センサを取付け、これらからの信号に基づいて
コントロールユニットで差動回転数の計算を行わなけれ
ばならない。車輪速センサはロータとの組合わせが必要
であって大型でありそれだけの取付けスペースが必要で
ある。又、差動回転数を検知するには車輪速センサは２
箇必要であってコスト高であり、これらのセンサの配置
により車両の構造が複雑になり、異った車種への適用が
それだけ面倒になる。又、コントロールユニットには信
号処理分の負担がかかる。

【０００５】そこで、この発明は、ユニット単体で差動
回転数の情報を取出せる電磁クラッチの提供を目的とす
る。

【０００６】

【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、磁気回路を介してアーマチャを吸
引しこの摩擦クラッチを締結させる電磁石と、前記磁気
回路の一部を構成する相対回転部材にそれぞれ設けられ
た磁気抵抗の増大部と、磁気センサを介して磁気回路の
磁束密度を検知し前記電磁石の励磁電流を制御するコン
トロールユニットとを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】磁気回路の一部を構成する相対回転部材のそれ
ぞれに磁気抵抗の増大部を設けて相対回転に伴って各増
大部同志が対向位置に来ると他の相対位置に較べて磁気
回路の磁気抵抗が低下する。こうして、磁気回路の磁束
密度（磁気抵抗）は摩擦クラッチの相対回転数に応じて
変化し、磁気センサにより磁束密度の変化として相対回
転数を現わす信号を取出すことができる。

【０００８】従って、相対回転数を求めるための車輪速
センサが不要であり、コントロールユニットも相対回転
数の複雑な計算から解放される。

【０００９】

【実施例】図１ないし図６により一実施例の説明をす
る。

【００１０】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６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、図６での左右の方向であり、図１の上方はこの
車両の前方（図６の上方）に相当する。なお、附号を附
していない部材等は図示されていない。

【００１１】先ず、図６によりこの動力系の構成を説明
する。

【００１２】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（後輪側に
用いた図１のデファレンシャル装置）、後車軸９，１
１、左右後輪１３，１５、左右の前輪１７，１９などか
ら構成されている。

【００１３】次に、リヤデフ７の説明をする。

【００１４】図１に示すように、リヤデフ７のデフケー
ス２１はベアリング２３，２３を介してデフキャリヤ２
５内に支承されている。デフケース２１にはリングギヤ
２７がボルト２９で固定されており、リングギヤ２７は
ドライブピニオンシャフト３１の後端に形成されたドラ
イブピニオンギヤ３３と噛み合っている。ドライブピニ
オンシャフト３１は後側のベアリング３５と前側のベア
リングとによりデフキャリヤ２５に支承され、その前端
は継手３７を介してプロペラシャフト５に連結されてい
る。

【００１５】従って、エンジン１の駆動力はトランスミ
ッション３からプロペラシャフト５を介してデフケース
２１を回転駆動する。

【００１６】デフケース２１の内部には左右のハブ３
９，４１が同軸配置されている。左のハブ３９は左の後
車軸９に、又右のハブ４１は右の後車軸１１に、それぞ
れスプライン連結されており、各車軸９，１１とデフケ
ース２１及びデフキャリヤ２５の間にはそれぞれ止め輪
４３，４３とシール４５，４５とが配置されている。

【００１７】デフケース２１内にはプラネタリーギヤ式
の差動機構４７が配置されている。差動機構４７は、こ
の順に噛合ったインターナルギヤ４９、外側のピニオン
ギヤ５１、内側のピニオンギヤ５３、サンギヤ５５を備
えている。

【００１８】インターナルギヤ４９はデフケース２１に
形成され、サンギヤ５５は左のハブ３９に形成されてい
る。外側と内側のピニオンギヤ５１，５３はそれぞれの
ピニオンシャフト５７，５９上に回転自在に支承されて
いる。各ピニオンシャフト５７，５９は左右のピニオン
キャリヤ６１，６３に両端を加締めて支持されている。
各キャリヤ６１，６３は一体に溶接されており、右のキ
ャリヤ６３は右のハブ４１と一体に形成されている。各
ピニオンギヤ５１，５３とピニオンキャリヤ６１，６３
との間にはワッシャ６５，６５が配置されている。

【００１９】こうして、差動機構４７が構成されてお
り、デフケース２１（インターナルギヤ４９）の回転は
ピニオンギヤ５１，５３を介してサンギヤ５５（ハブ３
９）とピニオンキャリヤ６１，６３（ハブ４１）とに分
割され、ハブ３９，４１を介して左右の後輪１３，１５
に伝達されると共に、後輪間の駆動抵抗差により生じる
ピニオンギヤ５１，５３の自転と公転とにより左右各側
に差動分配される。

【００２０】差動機構４７の左側には左のピニオンキャ
リヤ６１の円筒部６７と左のハブ３９とを連結する多板
式のメインクラッチ６９が配置されている。デフケース
２１の左側壁７１とクラッチ６９との間にはワッシャ７
３が配置され、キャリヤ６１とクラッチ６９との間には
シム７５が配置されている。

【００２１】デフケース２１には開口７７，７９が設け
られており、デフキャリヤ２５内に封入されているオイ
ルはこれらの開口７７，７９から流出入してデフケース
２１内の潤滑をする。なお、ワッシャ７３の爪８１は左
側壁７１の開口７７に折り込まれている。

【００２２】ピニオンキャリヤ６３の右側にはカムリン
グ８３が配置されている。図２に示すように、ピニオン
キャリヤ６３とカムリング８３との間にはボール８５を
介してカム８７が形成されている。カムリング８３とデ
フケース２１の右側壁８９との間には左からニードルベ
アリング９１とワッシャ９３とが配置されている。

【００２３】カムリング８３とデフケース２１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９５
（摩擦クラッチ）が配置されている。クラッチ９５の左
側にはアーマチャ９７が配置され、その内周でカムリン
グ８３にスプライン連結されている。アーマチャ９７と
右のピニオンキャリヤ６３との間にはクラッチ９５の予
圧バネ９９が配置され、アーマチャ９７の振動をなくす
と共にクラッチ９５を常時軽い締結状態にしている。

【００２４】右側壁８９の右方にはリング状の電磁石１
０１が配置されている。電磁石１０１は電磁コイル１０
３とヨーク１０５とを備え、ベアリング１０７，１０７
を介してデフケース２１に支承されていると共に、支持
部材１０９を介してデフキャリヤ２５に固定されてい
る。右側壁８９には電磁石１０１の磁力の短絡を防ぐた
めに非磁性のリング１１１が埋め込まれている。

【００２５】電磁石１０１の磁力はヨーク１０５と右側
壁８９との間に形成されたエアギャップ１１３，１１５
からクラッチ９５のクラッチ板１１７を介してアーマチ
ャ９７に至る磁気回路１１９によりアーマチャ９７を吸
引し、パイロットクラッチ９５を締結させる。

【００２６】クラッチ９５が締結されると、カムリング
８３はクラッチ９５を介してデフケース２１に連結され
る。カムリング８３はカム８７を介してピニオンキャリ
ヤ６３に連結されているから、クラッチ９５の締結力
（滑り）に応じてインターナルギヤ４９とピニオンギヤ
５１，５３との差動回転が制動され、差動機構４７の差
動制限が行われる。

【００２７】又、クラッチ９５が締結されると、差動機
構４７の差動トルクがカム８７に作用し、図２に示すよ
うに、左右のカムスラスト力１２１，１２３が生じる。
左のスラスト力１２１によりピニオンキャリヤ６１，６
３は左に移動し、メインクラッチ６９をキャリヤ６１
（シム７５）とデフケース２１（ワッシャ７３）との間
で押圧し締結させる。

【００２８】こうして、パイロットクラッチ９５の締結
力にメインクラッチ６９の締結力が加わって差動機構４
７の差動制限力が強化される。なお、右のスラスト力１
２３はベアリング９１とワッシャ９３とを介してデフケ
ース２１に入力し、左のスラスト力１２１によって相殺
される。

【００２９】電磁石１０１によりパイロットクラッチ９
５の締結力（滑り）を調節すると、スラスト力１２１が
変化しそれに伴ってメインクラッチ６９の締結力が変化
し、差動制限力を制御できる。各クラッチ６９，９５の
締結力が充分に大きいと差動はロックされ、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９
５を開放するとメインクラッチ６９も開放され、差動は
フリーになる。

【００３０】図１に示すように、電磁コイル１０３のリ
ード線１２５はグロメット１２７を介してデフキャリヤ
２５の外部に引き出され、励磁電流制御回路を介して直
流電源とコントロールユニット１２９とに接続されてい
る。

【００３１】又、ヨーク１０５には磁気センサ１３１が
取付けられている。この磁気センサ１３１はホール素子
であり、磁気回路１１９に生じた磁界の強さと方向とに
応じた起電力を発生し、その信号をグロメット１２７を
介して引き出したリード線１３３によりコントロールユ
ニット１２９に出力する。こうして、コントロールユニ
ット１２９は磁気回路１１９に実際に生じた磁力の強さ
と方向とをモニターできる。

【００３２】図３と図４に示すように、パイロットクラ
ッチ９５のアウタープレート１３５（相対回転部材）と
インナープレート１３７（相対回転部材）には互いの対
向部に切欠き１３９，１４１（磁気抵抗の増大部）が設
けられている。

【００３３】図３の相対位置モードでは各切欠き部１３
９，１４１が互いに対向し、図５のグラフにおいて矢印
１４３が示すように磁気回路１１９の磁気抵抗は最小に
なり、従って磁束密度は最大になる。又、図４の相対位
置モードでは各切欠き部１３９，１４１がずれて図５の
矢印１４５が示すように磁気抵抗は最大に、磁束密度は
最小になる。

【００３４】このように、磁気センサの出力周波数ｆは
差動回転数（△Ｎ）の関数として現われ、切欠き部１３
９，１４１が各プレート１３５，１３７に１箇所だけ設
けられていれば、図５のグラフのようにｆ＝△Ｎとな
り、切欠き１３９，１４１が例えば５箇設けられていれ
ばｆ＝５・△Ｎとなる。従って、コントロールユニット
１２９は磁気センサ１３１の信号中のｆをカウントし、
これを切欠きの数で割るだけで差動回転数△Ｎを検知で
きる。

【００３５】こうして、コントロールユニット１２９は
差動回転数△Ｎの値をモニターしながら電磁石１０１の
励磁電流を制御しパイロットクラッチ９５の締結力を制
御できるから、差動機構４７の差動制限力を正確に調節
することができる。

【００３６】又、コントロールユニット１２９は磁気セ
ンサ１３１で磁気回路１１９の着磁（残留磁束密度）の
強さと方向とをモニターしながら消磁を行うことができ
る。

【００３７】このように、クラッチ部だけで差動（相
対）回転数の信号を取出せるから、従来例と異って車輪
速センサを車体各部に取付けないですみ、車体側にスペ
ース面での負担をかけない。又、２箇の車輪速センサに
較べて磁気センサは極めて安価であり、コントロールユ
ニット１２９の情報処理量も軽減される。

【００３８】こうして、リヤデフ７が構成されている。

【００３９】図６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
制限を行えば、その差動制限力によりリヤデフ７を介し
て他方の後輪に送られる駆動力によって、走破性が保た
れる。この差動制限力を強めれば後輪間の差動が制限さ
れて車両の直進安定性が向上し、差動制限力を緩めれば
円滑な旋回が行える。

【００４０】上記のように、リヤデフ７の差動制限機能
は差動回転数をフィードバックして直接正確に制御され
るから車両の操縦性と安定性が大巾に向上する。

【００４１】なお、磁気抵抗の増大部はクラッチプレー
ト以外の部材に設けてもよく、あるいはそのための部材
を設けてもよい。

【００４２】

【発明の効果】この発明の電磁クラッチは、摩擦クラッ
チの相対回転部材のそれぞれに磁気抵抗の増大部を設け
これらが対向したときとそれ以外のときに磁気回路に生
じる磁気抵抗の変動を磁気センサで取出し電磁クラッチ
単体で相対回転数の情報が得られるように構成した。従
って、例えば差動制限装置として用いた場合車輪速セン
サ取付けなどの車体側への負担をなくし、低コストに
し、コントロールユニットへの負担も軽減させた。

【図面の簡単な説明】

【図１】一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】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】相対位置モードでの要部の側面図である。

【図４】図３とは異なった相対位置モードでの要部の側
面図である。

【図５】実施例の特性を示すグラフである。

【図６】図１の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。

【符号の説明】

９５ パイロットクラッチ（摩擦クラッチ） ９７ アーマチャ １０１ 電磁石 １１９ 磁気回路 １２９ コントロールユニット １３１ 磁気センサ １３５ アウタープレート（相対回転部材） １３７ インナープレート（相対回転部材） １３９ 切欠き部（磁気抵抗の増大部） １４１ 切欠き部（磁気抵抗の増大部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摩擦クラッチと、磁気回路を介してアー
   マチャを吸引しこの摩擦クラッチを締結させる電磁石
   と、前記磁気回路の一部を構成する相対回転部材にそれ
   ぞれ設けられた磁気抵抗の増大部と、磁気センサを介し
   て磁気回路の磁束密度を検知し前記電磁石の励磁電流を
   制御するコントロールユニットとを備えたことを特徴と
   する電磁クラッチ。