JPWO2007026434A1 - Electromagnetic clutch mechanism and control method thereof - Google Patents

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    • F16D27/11—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members with conical friction surfaces, e.g. cone clutches

Abstract

本発明の目的は、電磁アクチュエーターの配置自由度及び形状の自由度を向上させることによりクラッチ機構のサイズを縮小すること、また、複数の電磁アクチュエーターを用いることで信頼性を向上させたクラッチ機構を提供することにある。少なくとも１つの電磁アクチュエータを、クラッチの中心軸からずらした位置に配置する。偶数個の電磁アクチュエータを配置する場合には、クラッチの中心軸に関して対称に配置する。対称に配置されている電磁アクチュエータ同士の励磁用導線は共有化して構成するとよい。An object of the present invention is to reduce the size of the clutch mechanism by improving the degree of freedom of arrangement and shape of the electromagnetic actuator, and to improve the reliability by using a plurality of electromagnetic actuators. It is to provide. At least one electromagnetic actuator is arranged at a position shifted from the central axis of the clutch. When an even number of electromagnetic actuators are arranged, they are arranged symmetrically with respect to the central axis of the clutch. The excitation conducting wires of the electromagnetic actuators arranged symmetrically may be configured to be shared.

Description

本発明は、自動車のクラッチ装置に係わり，特にパワートレインに配置され，電磁アクチュエータで操作される電磁クラッチに関する。  The present invention relates to an automobile clutch device, and more particularly to an electromagnetic clutch disposed in a power train and operated by an electromagnetic actuator.

クラッチ用の電磁アクチュエーターでは、電磁コイルに通電して発生する磁界中に強磁性体で形成したヨークおよびアーマチャを配置して、ヨークとアーマチャーが引き合う力を外部に取り出してクラッチの操作力とする構成としたものが知られている。この電磁アクチュエータでは、ヨークに中空部を設け、この中空部にアーマチャーと接続されたスライダー及びシャフトを設置している。このような電磁クラッチは例えば特開２００３−３９９６０号公報に記載されている。  In an electromagnetic actuator for a clutch, a yoke and an armature formed of a ferromagnetic material are arranged in a magnetic field generated by energizing an electromagnetic coil, and the force that the yoke and the armature pull out is taken out as the operating force of the clutch. Is known. In this electromagnetic actuator, a hollow portion is provided in a yoke, and a slider and a shaft connected to an armature are installed in the hollow portion. Such an electromagnetic clutch is described in, for example, JP-A-2003-39960.

上記のクラッチ用電磁アクチュエーターでは、クラッチのシャフトに同軸配置されているクラッチパックの中心軸に対して、電磁アクチュエーターの中心軸を同軸に配置し、電磁アクチュエーターに中空部を設け、そこにシャフトを配置している。
このため、電磁アクチュエーターの配置位置の自由度は小さく、システムのサイズ拡大につながる問題がある。
また、磁気力は、励磁電流値、電磁コイルの導線巻き数、ヨークとアーマチャーの対向する面積に比例する。しかし、上記の構造では、スライダーとシャフトを通す為に、ヨークに大口径の中空部が設けられるため、アーマチャーとヨークの対向する面積が少なくなる。従って、大きな磁気力を確保することが難しい。磁気力の不足を回避するには、励磁電流値を高くしたり、巻き線数を増やす方法がある。しかし、励磁用電流値を高くすると、エネルギーの損失、及び発熱量の増加に伴う温度上昇に対する配慮が必要になる。一方、巻き線数を増やすことは、電磁コイルの設置部体積の増加が必要になり、電磁アクチュエーターのサイズの大型化につながり、システム全体の大型化につながる。
本発明の目的は、電磁アクチュエーターの配置自由度及び形状の自由度を向上させることによりクラッチ機構のサイズを縮小すること、また、複数の電磁アクチュエーターを用いることで信頼性を向上させたクラッチ機構を提供することにある。また、本発明の目的は、ヨークとアーマチャー間のギャップの計測を可能として制御性を向上させた制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、電磁コイルと、電磁コイルに通電して発生させる磁束を通すヨークと、ヨークと所定のギャップを持って設置され電磁コイルへの通電によってヨークから放出される磁束を通しヨークに向かって吸引されるアーマチャとを備えた電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータの操作力により作動するクラッチとを有する電磁クラッチ機構であって、前記電磁アクチュエータは、クラッチの回転中心軸とは異なる位置を軸中心とする場所に１個ないし複数個を配置されている。
本発明の構造では、電磁アクチュエータをクラッチの中心軸からずらして複数個配置することによって、電磁アクチュエータのヨーク内にクラッチのシャフトとスライダーとを通す必要が無いため、ヨークの電磁コイルに囲まれる領域を強磁性体で充填することができる。または、要求磁気力が発生するならば、シャフトやスライダーの径よりも小さな中空部を設ける構造であってもよい。
また電磁アクチュエータを偶数個有し、電磁アクチュエータをクラッチの回転中心軸に対して対称に配置するとよい。このとき複数個の電磁アクチュエータは分散配置されることになる。この際、各電磁アクチュエーターの発生する磁気力の和が、クラッチの押し付け力の要求値を満たすような個数にするとよい。
また、電磁クラッチ機構の制御方法として、電磁アクチュエータの少なくとも一つに、ステップ形もしくはそれに準じた形状の励磁電圧を加え、検出されるインピーダンスからヨークとアーマチャーとの間のギャップを算出し、算出したギャップをもとに励磁電流を補正するようにするとよい。
本発明による自動車のパワートレインに適用される電磁アクチュエーターは、最適な形状を選択でき、また、電磁コイルに通電する電力の磁気力への変換効率を向上できるため、クラッチシステムを省エネルギーな装置にし、サイズを縮小することができる。更に、電磁アクチュエーターの複数分散配置によるクラッチ機能の信頼性を向上が実現できる。また、ヨークとアーマチャー間のギャップの測定ができ、測定値に基づき励磁電流を補正できるのでクラッチ制御性能の向上を実現できる。In the electromagnetic actuator for clutch described above, the central axis of the electromagnetic actuator is arranged coaxially with respect to the central axis of the clutch pack arranged coaxially with the shaft of the clutch, a hollow portion is provided in the electromagnetic actuator, and the shaft is arranged there is doing.
For this reason, there is a problem that the degree of freedom of the arrangement position of the electromagnetic actuator is small, leading to an increase in the size of the system.
The magnetic force is proportional to the exciting current value, the number of windings of the electromagnetic coil, and the area where the yoke and the armature face each other. However, in the above structure, since the large-diameter hollow portion is provided in the yoke in order to pass the slider and the shaft, the facing area between the armature and the yoke is reduced. Therefore, it is difficult to ensure a large magnetic force. To avoid a shortage of magnetic force, there are methods of increasing the excitation current value or increasing the number of windings. However, when the current value for excitation is increased, consideration must be given to energy loss and temperature rise accompanying an increase in the amount of heat generation. On the other hand, increasing the number of windings requires an increase in the volume of the electromagnetic coil installation part, leading to an increase in the size of the electromagnetic actuator, leading to an increase in the size of the entire system.
An object of the present invention is to reduce the size of the clutch mechanism by improving the degree of freedom of arrangement and shape of the electromagnetic actuator, and to improve the reliability by using a plurality of electromagnetic actuators. It is to provide. Another object of the present invention is to provide a control method capable of measuring a gap between a yoke and an armature and improving controllability.
In order to achieve the above object, according to the present invention, an electromagnetic coil, a yoke through which a magnetic flux generated by energizing the electromagnetic coil is passed, and a yoke and a predetermined gap are installed, and the electromagnetic coil is released from the yoke by energizing the electromagnetic coil. An electromagnetic actuator having an armature that is attracted toward the yoke through a magnetic flux, and a clutch that is actuated by an operating force of the electromagnetic actuator, wherein the electromagnetic actuator is a central axis of rotation of the clutch. One or more are arranged at a location centered on a different position from the axis.
In the structure of the present invention, by arranging a plurality of electromagnetic actuators shifted from the central axis of the clutch, it is not necessary to pass the clutch shaft and slider through the yoke of the electromagnetic actuator, so the region surrounded by the electromagnetic coil of the yoke Can be filled with a ferromagnetic material. Alternatively, if the required magnetic force is generated, a structure in which a hollow portion smaller than the diameter of the shaft or slider is provided.
Moreover, it is good to have an even number of electromagnetic actuators and arrange the electromagnetic actuators symmetrically with respect to the rotation center axis of the clutch. At this time, a plurality of electromagnetic actuators are distributed. At this time, the number of the magnetic forces generated by the electromagnetic actuators may be set to a number that satisfies the required value of the clutch pressing force.
In addition, as a method for controlling the electromagnetic clutch mechanism, a stepped or equivalent excitation voltage was applied to at least one of the electromagnetic actuators, and the gap between the yoke and the armature was calculated from the detected impedance. It is preferable to correct the excitation current based on the gap.
The electromagnetic actuator applied to the power train of the automobile according to the present invention can select an optimum shape, and can improve the conversion efficiency of the electric power supplied to the electromagnetic coil into the magnetic force, so that the clutch system is an energy saving device, The size can be reduced. Furthermore, it is possible to improve the reliability of the clutch function by a plurality of dispersed arrangements of electromagnetic actuators. Further, the gap between the yoke and the armature can be measured, and the excitation current can be corrected based on the measured value, so that the clutch control performance can be improved.

第１図は、本発明の電磁コイルの一実施例の断面を示した図である。
第２図は、本発明の電磁クラッチの一実施例の断面を示した図である。
第３図は、本発明の電磁コイルの一実施例の断面を示した図である。
第４図は、本発明の電磁アクチュエータの制御方法の一実施例を示した制御ブロック図である。
第５図は、本発明の電磁アクチュエータの励磁用導線の配線方法についての一実施例を示した配線図である。FIG. 1 is a view showing a cross section of one embodiment of an electromagnetic coil of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross section of one embodiment of the electromagnetic clutch of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a cross section of an embodiment of the electromagnetic coil of the present invention.
FIG. 4 is a control block diagram showing an embodiment of the electromagnetic actuator control method of the present invention.
FIG. 5 is a wiring diagram showing an embodiment of a method of wiring the exciting conductor of the electromagnetic actuator of the present invention.

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図及び第３図を用いて説明する。
第１図と第３図は、本発明による電磁アクチュエータに用いる電磁コイルの実施例の断面を示したものである。以下断りのない限り、ヨークは第１図に示したものとする。
ヨーク２は強磁性体から成り、第１図のような断面を有する円筒形状である。ヨーク２の開口部分を塞ぐようにアーマチャ３を所定のギャップをもって設置する。ヨーク２の、第１図に示した溝内部に銅線を円環状に巻いて樹脂でモールドした電磁コイル１を配置する。
電磁コイル１は、外側Ｃリング４と内側Ｃリング５によって固定されている。電磁コイル１に通電すると電磁コイル１の周りに磁界が発生し、電磁コイル１による磁束はヨーク２とアーマチャ３からなる部分を還流するように通る。
アーマチャ３は、特に図示していないが、ガイドによって支えられ、ヨーク２とのギャップを詰める方向には移動自由に、その他の方向（中心軸に関して半径方向）には拘束される。
電磁コイル１に通電して磁界が発生すると，ギャップがあるためアーマチャ３はヨーク２に引き付けられるため、磁気吸引力を操作対象へと伝えて所定の働きをおこなうことができる。
次に、第２図を用いて、電磁アクチュエータを用いたクラッチ機構の主要構成について説明する。クラッチ機構は、電磁アクチュエータ（電磁コイル１、ヨーク２、及びアーマチャ３から成る）、入力軸２１、出力軸２２、入力軸の支持をするボールベアリング３１、出力軸の支持をするボールベアリング３２、クラッチパック７、スライダ６、スライダ６を支持するボールベアリング９、スライダ６とアーマチャ３を連結するリンク機構８で構成される。この構成により、電磁アクチュエーターにより発生する操作力を、リンク機構８とスライダ６による伝達手段とし、クラッチ機構の操作対象であるクラッチパック７を押し付ける力に変換する。
また、上記説明では電磁コイル１を円環状で構成されるソレノイドとしたが、同様の効果が出せれば矩形コイルでも良いし、別の形状であっても良いことは言うまでもない。ヨーク形状についても、第１図のような中空部を有しない形状であってもよいし、目的とする磁気力が得られれば、第３図のように中空部を有する形状であってもよい。
上記説明では、第２図において電磁コイル１が２個の場合を示したが、１個であってもよいし、３個以上であってもよい。また、その配置方法は、クラッチ機構の構成要素のレイアウト要求に応じ、自由に配置してよい。また、第２図に示すクラッチ機構では、同一形状の電磁コイルを２個使用する場合を与えたが、複数の電磁コイル１を使用する場合は、全ての電磁コイル１の大きさが同じである必要は無い（第４図）。
また、電磁コイル１の銅線の巻き数及および線径を変えて、応答性や、消費電力を異なるものとしても良い。この際、太い巻き線を持つ電磁アクチュエータと細い巻き線を持つ電磁アクチュエータとし、太い巻き線の電磁アクチュエータを大電力を消費する高速動作用、細い巻き線の電磁アクチュエータを消費電量の少ない保持用としても良い。電磁コイルの使用個数は、各電磁アクチュエータが発生させる磁気力の和が、要求されるクラッチパックの押し付け力の値以上になるように決定する。
アーマチャ３に作用する磁気力をクラッチパック７の押し付け力として伝達するリンク構造８は、他点に支点を有するアーム形状であってもよいし、板状であってもよく、クラッチ機構内の電磁アクチュエータ周囲のレイアウトに応じてその形状を決めてよい。
本実施例の、ヨーク２とアーマチャ３の材料としては、強磁性体でかつ残留磁化の小さな、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４２０、電磁純鉄、電磁軟鉄等の軟磁性体を使用する。残留磁化が高い場合、電流を印加しない場合であってもアーマチャ３とヨーク２の間に磁気力が発生し、制御が複雑になるためである。
次に、操作対象であるクラッチパック７への力の伝達を、第２図を用いながら具体的に説明する。まず、電磁コイル１に通電すると、磁束がアーマチャ３とヨーク２を循環する。この場合、電流値に応じた磁界がヨーク２とアーマチャ３間のギャップに発生し、ヨーク２とアーマチャ３の間に吸引力が発生し、電磁コイル１に流す電流を減少させると吸引力も減少する。
アーマチャ３は、吸引力により、ヨーク２に向かう力を受ける。この力は、アーマチャ３に連結されているリンク構造８を介し、スライダ６に伝えられる。このスライダ６の運動により、クラッチパック７への押し付け力が与えられる。
ここで、電磁コイル１への電力供給は、図示しない制御器によって行われる。また、アーマチャ３は操作対象へと接続されていて、アーマチャ３の受ける磁気力は、操作対象であるスライダ６並びにクラッチパック７へと伝えられる。
次に、第４図を用いて、制御方法について説明する。ここでは、複数の電磁コイル１のうちの一つにおいて、励磁電源制御器４０による励磁電流が定常状態に到達し、アーマチャ３に作用する磁気力が一定になっている定常状態を考える。他の電磁アクチュエータには励磁電流が通電されていないとする。
複数の電磁コイル１並びにそれらによる電磁アクチュエータを複数使用する場合において、電磁コイル１の一つに、指令電流制御器４１により、パルス状の電圧指令を加える。この際の電磁コイル１の電流の応答と電圧の応答を計測器４２で測定する。この値から、演算器４３においてインピーダンスを算出し、このインピーダンスから透磁率を算出する。これらの一連の演算から、ヨーク２とアーマチャ３との間の磁気力が推算され、必要な磁気力が発生していない場合は、励磁用電源の制御器４４により、電流調整により発生磁気力の制御・調整を行う。
本実施例において、特に第１図のようにヨーク２が中空部を有しない場合は、アーマチャ３とヨーク２の対向する面積が極大にし、電磁コイル１が発生しうる磁気力を極大化する。すなわち、与えられた電磁コイル１に関して、励磁電流の磁気力への変換が極大化され、電磁アクチュエータの大きさを極小化することができる。或いは、ヨーク２に中空部を設ける場合であっても、本実施例の電磁アクチュエータは、スライダとシャフトを貫通させるためのヨーク２の中空部を設ける必要はない。よって、必要な磁気力を得るために、ヨーク２の中空部の径を狭くしても構わない。
以上のように、本実施例によれば、電磁アクチュエータの磁気力の極大化と大きさの極小化により、配置自由度及び形状の自由度を向上させ、クラッチ機構のサイズを縮小することが可能になる。また、複数の電磁アクチュエーターを用いることで機能信頼性を向上させること、及び、ヨーク２とアーマチャ３との間のギャップの計測を可能とし制御性を向上させることが可能になる。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2 and FIG.
FIG. 1 and FIG. 3 show the cross section of the Example of the electromagnetic coil used for the electromagnetic actuator by this invention. Unless otherwise noted, the yoke is assumed to be as shown in FIG.
The yoke 2 is made of a ferromagnetic material and has a cylindrical shape having a cross section as shown in FIG. The armature 3 is installed with a predetermined gap so as to close the opening of the yoke 2. An electromagnetic coil 1 in which a copper wire is wound in an annular shape and molded with a resin is disposed inside the groove of the yoke 2 shown in FIG.
The electromagnetic coil 1 is fixed by an outer C ring 4 and an inner C ring 5. When the electromagnetic coil 1 is energized, a magnetic field is generated around the electromagnetic coil 1, and the magnetic flux generated by the electromagnetic coil 1 passes through the portion composed of the yoke 2 and the armature 3.
Although not specifically shown, the armature 3 is supported by a guide, and is freely movable in a direction to close the gap with the yoke 2 and is restrained in the other direction (radial direction with respect to the central axis).
When a magnetic field is generated by energizing the electromagnetic coil 1, the armature 3 is attracted to the yoke 2 due to a gap, so that a magnetic attraction force can be transmitted to the operation target to perform a predetermined function.
Next, the main configuration of the clutch mechanism using the electromagnetic actuator will be described with reference to FIG. The clutch mechanism includes an electromagnetic actuator (consisting of an electromagnetic coil 1, a yoke 2, and an armature 3), an input shaft 21, an output shaft 22, a ball bearing 31 that supports the input shaft, a ball bearing 32 that supports the output shaft, and a clutch. A pack 7, a slider 6, a ball bearing 9 that supports the slider 6, and a link mechanism 8 that connects the slider 6 and the armature 3. With this configuration, the operation force generated by the electromagnetic actuator is converted into a force for pressing the clutch pack 7 which is the operation target of the clutch mechanism, using the transmission mechanism by the link mechanism 8 and the slider 6.
In the above description, the electromagnetic coil 1 is an annular solenoid, but it goes without saying that it may be a rectangular coil or another shape as long as the same effect can be obtained. The yoke shape may be a shape having no hollow portion as shown in FIG. 1 or a shape having a hollow portion as shown in FIG. 3 as long as a desired magnetic force is obtained. .
In the above description, the case where there are two electromagnetic coils 1 in FIG. 2 is shown, but it may be one or three or more. Moreover, the arrangement method may be freely arranged according to the layout requirements of the components of the clutch mechanism. In the clutch mechanism shown in FIG. 2, the case where two electromagnetic coils having the same shape are used is given. However, when a plurality of electromagnetic coils 1 are used, all the electromagnetic coils 1 have the same size. There is no need (FIG. 4).
Further, the responsiveness and power consumption may be different by changing the number of windings and the wire diameter of the copper wire of the electromagnetic coil 1. At this time, an electromagnetic actuator with a thick winding and an electromagnetic actuator with a thin winding are used. A thick winding electromagnetic actuator is used for high-speed operation that consumes a large amount of power, and a thin winding electromagnetic actuator is used for holding with low power consumption. Also good. The number of electromagnetic coils used is determined so that the sum of the magnetic forces generated by each electromagnetic actuator is equal to or greater than the required clutch pack pressing force.
The link structure 8 that transmits the magnetic force acting on the armature 3 as the pressing force of the clutch pack 7 may be an arm shape having a fulcrum at another point, a plate shape, or an electromagnetic wave in the clutch mechanism. The shape may be determined according to the layout around the actuator.
As the material of the yoke 2 and the armature 3 in this embodiment, a soft magnetic material such as SUS430, SUS420, electromagnetic pure iron, or electromagnetic soft iron, which is a ferromagnetic material and has a small residual magnetization, is used. This is because when the residual magnetization is high, a magnetic force is generated between the armature 3 and the yoke 2 even when no current is applied, and the control becomes complicated.
Next, the transmission of force to the clutch pack 7 as the operation target will be specifically described with reference to FIG. First, when the electromagnetic coil 1 is energized, the magnetic flux circulates through the armature 3 and the yoke 2. In this case, a magnetic field corresponding to the current value is generated in the gap between the yoke 2 and the armature 3, an attractive force is generated between the yoke 2 and the armature 3, and when the current flowing through the electromagnetic coil 1 is reduced, the attractive force is also reduced. .
The armature 3 receives a force toward the yoke 2 by a suction force. This force is transmitted to the slider 6 via the link structure 8 connected to the armature 3. The movement of the slider 6 gives a pressing force to the clutch pack 7.
Here, power supply to the electromagnetic coil 1 is performed by a controller (not shown). The armature 3 is connected to the operation target, and the magnetic force received by the armature 3 is transmitted to the slider 6 and the clutch pack 7 that are the operation targets.
Next, the control method will be described with reference to FIG. Here, let us consider a steady state in which one of the plurality of electromagnetic coils 1 has a constant excitation current from the excitation power supply controller 40 and a constant magnetic force acting on the armature 3. It is assumed that no excitation current is applied to other electromagnetic actuators.
When a plurality of electromagnetic coils 1 and a plurality of electromagnetic actuators are used, a pulsed voltage command is applied to one of the electromagnetic coils 1 by the command current controller 41. At this time, the current response and voltage response of the electromagnetic coil 1 are measured by the measuring instrument 42. From this value, the calculator 43 calculates the impedance, and calculates the magnetic permeability from this impedance. From these series of calculations, the magnetic force between the yoke 2 and the armature 3 is estimated, and when the necessary magnetic force is not generated, the controller 44 of the excitation power supply controls the generated magnetic force by adjusting the current. Control and adjust.
In the present embodiment, particularly when the yoke 2 does not have a hollow portion as shown in FIG. 1, the area where the armature 3 and the yoke 2 face each other is maximized, and the magnetic force that can be generated by the electromagnetic coil 1 is maximized. That is, with respect to a given electromagnetic coil 1, the conversion of the excitation current into the magnetic force is maximized, and the size of the electromagnetic actuator can be minimized. Or even if it is a case where a hollow part is provided in the yoke 2, the electromagnetic actuator of a present Example does not need to provide the hollow part of the yoke 2 for penetrating a slider and a shaft. Therefore, in order to obtain a necessary magnetic force, the diameter of the hollow portion of the yoke 2 may be reduced.
As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the degree of freedom of arrangement and the shape and reduce the size of the clutch mechanism by maximizing the magnetic force and minimizing the size of the electromagnetic actuator. become. Further, by using a plurality of electromagnetic actuators, it is possible to improve functional reliability and to measure the gap between the yoke 2 and the armature 3 and improve controllability.

本発明の他の実施例を第５図を用いて説明する。
第５図は本発明による電磁アクチュエータの複数個ある電磁コイル（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）と複数個ある励磁電流制御器（４１Ａ，４１Ｂ）の配線を示した図である。それぞれの電磁アクチュエータの電磁コイル、ヨーク、及びアーマチャの構成は実施例１と同様である。
第５図に示す実施例は、例えば第２図に示した実施例において、Ａ−Ａ’方向から眺めた際に、クラッチパック７の中心軸に関して、同一形状の電磁アクチュエーターが、偶数個で対称に配置されている場合である。この構成の利点は、力を対称的に発生させることができるため、リンク構造からスライダー６を介してクラッチパック７に伝達させる力を対称化させることができ、材料の構造設計が容易になることである。
本実施例の構造と動作の特徴を、第５図を用いて説明する。本実施例では、上述の通り、同一形状の電磁コイル１並びにそれを用いる電磁アクチュエーター１０が偶数個、かつ対称に配置されている。ここでは、電磁アクチュエーター１０が４個の場合について扱う。
本実施例での構造では、電磁アクチュエーター１０Ａと対面する位置の電磁アクチュエーター１０Ｂが励磁用の導線１１Ａを共有しており、電磁アクチュエーター１０Ｃと対面する位置の電磁アクチュエーター１０Ｄが励磁用の導線１１Ｂを共有している。
電磁アクチュエーター１０Ａと電磁アクチュエーター１０Ｂの組は制御器を備えた励磁用電源１２Ａにより動作し、電磁アクチュエーター１０Ｃと電磁アクチュエーター１０Ｄの組は制御器を備えた励磁用電源１２Ｂにより動作する。
本実施例の動作の特徴は、仮に電磁コイルの一つにおいて、何らかの理由で導線が断線するなどの不具合が生じた場合でも、機能の信頼性を確保出来る点である。例えば、電磁アクチュエーター１０Ａ中の導線が熱焼損した場合、導線１１Ａに電流が通電しなくなるため、電磁アクチュエーター１０Ｂも機能を停止する。よって、軸対称配置されている電磁アクチュエーター１０Ｃと電磁アクチュエーター１０Ｄによる均等な磁気力がクラッチパックに与えられる。
これにより、クラッチの入出力軸に不均等な力が作用しない。また、電磁アクチュエーター１０Ｃと電磁アクチュエーター１０Ｄの組が機能しているため、急激なクラッチ機能の停止は生じない。よって、本機構により、クラッチ機能の信頼性が与えられる。
上記の具体例で示したように、本実施例のように偶数個の電磁アクチュエーターがクラッチパック中心軸に関して対称配置されている場合は、一つの電磁アクチュエーターが動作しなくなった場合でも、他の機能している電磁アクチュエーターの作動により急激な力の低下が生じず、加えて、他の電磁アクチュエーターが発生させる力の対称性も維持される。それにより、安全に運転を継続でき、かつ、クラッチ入出力軸に作用する力の均一性の維持もはかることが可能になる。以上のように、本実施例によれば、クラッチ機構の機能信頼性を向上させることが可能になる。Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram showing wiring of a plurality of electromagnetic coils (10A, 10B, 10C, 10D) and a plurality of excitation current controllers (41A, 41B) of the electromagnetic actuator according to the present invention. The configurations of the electromagnetic coil, yoke, and armature of each electromagnetic actuator are the same as those in the first embodiment.
In the embodiment shown in FIG. 5, for example, in the embodiment shown in FIG. 2, when viewed from the AA ′ direction, even numbers of electromagnetic actuators having the same shape are symmetrical with respect to the central axis of the clutch pack 7. It is a case where it is arranged. The advantage of this configuration is that the force can be generated symmetrically, the force transmitted from the link structure to the clutch pack 7 via the slider 6 can be symmetrized, and the structural design of the material becomes easy. It is.
The characteristics of the structure and operation of this embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as described above, the even number of electromagnetic coils 1 and the electromagnetic actuators 10 using the same are arranged symmetrically. Here, the case where the number of the electromagnetic actuators 10 is four is handled.
In the structure of this embodiment, the electromagnetic actuator 10B facing the electromagnetic actuator 10A shares the exciting conducting wire 11A, and the electromagnetic actuator 10D facing the electromagnetic actuator 10C shares the exciting conducting wire 11B. is doing.
The set of the electromagnetic actuator 10A and the electromagnetic actuator 10B is operated by an excitation power source 12A provided with a controller, and the set of the electromagnetic actuator 10C and the electromagnetic actuator 10D is operated by an excitation power source 12B provided with a controller.
A feature of the operation of the present embodiment is that, even if one of the electromagnetic coils has a problem such as a broken wire for some reason, the reliability of the function can be ensured. For example, when the conducting wire in the electromagnetic actuator 10A is thermally burned, no current is passed through the conducting wire 11A, so the electromagnetic actuator 10B also stops functioning. Therefore, an equal magnetic force is applied to the clutch pack by the electromagnetic actuator 10C and the electromagnetic actuator 10D that are arranged in an axial symmetry.
Thereby, an unequal force does not act on the input / output shaft of the clutch. Further, since the set of the electromagnetic actuator 10C and the electromagnetic actuator 10D is functioning, the sudden clutch function does not stop. Therefore, the reliability of the clutch function is given by this mechanism.
As shown in the above specific example, when an even number of electromagnetic actuators are arranged symmetrically with respect to the center axis of the clutch pack as in this embodiment, even if one electromagnetic actuator stops operating, other functions A sudden drop in force does not occur due to the operation of the electromagnetic actuator, and in addition, the symmetry of the force generated by the other electromagnetic actuators is maintained. As a result, the operation can be continued safely and the uniformity of the force acting on the clutch input / output shaft can be maintained. As described above, according to this embodiment, the functional reliability of the clutch mechanism can be improved.

Claims (4)

電磁コイルと、電磁コイルに通電して発生させる磁束を通すヨークと、ヨークと所定のギャップを持って設置され電磁コイルへの通電によってヨークから放出される磁束を通しヨークに向かって吸引されるアーマチャとを備えた電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータの操作力により作動するクラッチとを有する電磁クラッチ機構であって、
前記電磁アクチュエータは、クラッチの回転中心軸とは異なる位置を軸中心とする場所に１個ないし複数個を配置されたことを特徴とする電磁クラッチ機構。An electromagnetic coil, a yoke through which a magnetic flux generated by energizing the electromagnetic coil passes, and an armature that is installed with a predetermined gap from the yoke and is attracted toward the yoke through the magnetic flux emitted from the yoke by energizing the electromagnetic coil And an electromagnetic clutch mechanism having a clutch operated by an operating force of the electromagnetic actuator,
One or a plurality of the electromagnetic actuators are arranged at a location centered on a position different from the rotation center axis of the clutch. 電磁コイルと、電磁コイルに通電して発生させる磁束を通すヨークと、ヨークと所定のギャップを持って設置され電磁コイルへの通電によってヨークから放出される磁束を通しヨークに向かって吸引されるアーマチャとを備えた電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータの操作力により作動するクラッチとを有する電磁クラッチ機構であって、
前記電磁アクチュエータを偶数個有し、前記電磁アクチュエータをクラッチの回転中心軸に対して対称に配置したことを特徴とする電磁クラッチ機構。An electromagnetic coil, a yoke through which a magnetic flux generated by energizing the electromagnetic coil passes, and an armature that is installed with a predetermined gap from the yoke and is attracted toward the yoke through the magnetic flux emitted from the yoke by energizing the electromagnetic coil And an electromagnetic clutch mechanism having a clutch operated by an operating force of the electromagnetic actuator,
An electromagnetic clutch mechanism comprising an even number of the electromagnetic actuators, wherein the electromagnetic actuators are arranged symmetrically with respect to a rotation center axis of the clutch. 請求項２に記載の電磁クラッチ機構において、クラッチの回転中心軸に対して対称に配置されて組となる電磁アクチュエータは電磁コイルへの電力供給線を共有し、各コイルが直列に配線されたことを特徴とする電磁クラッチ機構。3. The electromagnetic clutch mechanism according to claim 2, wherein the pair of electromagnetic actuators arranged symmetrically with respect to the center axis of rotation of the clutch shares a power supply line to the electromagnetic coil, and the coils are wired in series. An electromagnetic clutch mechanism. 電磁コイルと、電磁コイルに通電して発生させる磁束を通すヨークと、ヨークと所定のギャップを持って設置され電磁コイルへの通電によってヨークから放出される磁束を通しヨークに向かって吸引されるアーマチャとを備えた電磁アクチュエータと、電磁アクチュエータの操作力により作動するクラッチとを有する電磁クラッチ機構であって、クラッチの回転中心軸とは異なる位置を軸中心とする場所に１個ないし複数個の電磁アクチュエータを配置した電磁クラッチ機構の制御方法において、電磁アクチュエータの少なくとも一つに、ステップ形もしくはそれに準じた形状の励磁電圧を加え、検出されるインピーダンスからヨークとアーマチャーとの間のギャップを算出し、算出したギャップをもとに励磁電流を補正することを特徴とする電磁クラッチ機構の制御方法。An electromagnetic coil, a yoke through which a magnetic flux generated by energizing the electromagnetic coil passes, and an armature that is installed with a predetermined gap from the yoke and that is attracted toward the yoke through the magnetic flux emitted from the yoke by energizing the electromagnetic coil And an electromagnetic clutch mechanism having a clutch that is operated by an operating force of the electromagnetic actuator, wherein one or a plurality of electromagnetics are provided at a location centered on a position different from the rotation center axis of the clutch. In the control method of the electromagnetic clutch mechanism in which the actuator is arranged, an excitation voltage having a step shape or a shape equivalent thereto is applied to at least one of the electromagnetic actuators, and a gap between the yoke and the armature is calculated from the detected impedance. It is characterized by correcting the excitation current based on the calculated gap. Method of controlling the electromagnetic clutch mechanism.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102748406B (en) * 2012-07-16 2015-04-22 无锡市凯旋电机有限公司 Integrated manual and electric clutch
JP5895775B2 (en) * 2012-09-04 2016-03-30 住友電装株式会社 Coil device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5531006U (en) * 1978-08-21 1980-02-28
JPH02138231U (en) * 1989-04-24 1990-11-19
JP2002303659A (en) * 2001-04-03 2002-10-18 Honda Motor Co Ltd Magnetic flux detection apparatus
JP2003049874A (en) * 2001-08-06 2003-02-21 Honda Motor Co Ltd Control method for electromagnetic clutch
JP2005188560A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Aisin Seiki Co Ltd Electromagnetic coil device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5531006A (en) * 1978-08-25 1980-03-05 Ube Ind Ltd Preparation of methacrylic acid
JP2830129B2 (en) * 1988-08-12 1998-12-02 住友化学工業株式会社 Preparation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons
JP2003028208A (en) * 2001-07-13 2003-01-29 Tochigi Fuji Ind Co Ltd Electromagnetic coupling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5531006U (en) * 1978-08-21 1980-02-28
JPH02138231U (en) * 1989-04-24 1990-11-19
JP2002303659A (en) * 2001-04-03 2002-10-18 Honda Motor Co Ltd Magnetic flux detection apparatus
JP2003049874A (en) * 2001-08-06 2003-02-21 Honda Motor Co Ltd Control method for electromagnetic clutch
JP2005188560A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Aisin Seiki Co Ltd Electromagnetic coil device

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