(57)【要約】【課題】磁性流体クラッチの回転により磁性流体内の磁性粉体が外周部に偏って、締結容量を安定的に確保することができなくなるのを回避可能なクラッチ構造を提案する。【解決手段】クラッチの回転時に、クラッチ面23上の径方向突条25が磁性流体を攪拌するため、磁性流体内の磁性粉体がクラッチの回転による遠心力を受けてもクラッチの外周に偏ることなく、一様に分布する。この効果は、径方向突条25を複数個一組としてクラッチ面回転方向に一様に分布させたことで一層顕著になり、クラッチ締結時に締結容量を安定的に確保することができると共に、クラッチ面の全体に亘って締結力を一様なものとなし得る。よって、クラッチの締結容量を安定的に確保し得て、その微妙な制御が実行可能となる。【選択図】図２
2014095433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動クラッチ面と被動クラッチ面とを、これらクラッチ面の回転軸線方向に相互に対向させると共に、これら駆動クラッチ面および被動クラッチ面間に磁性流体を介在させ、磁場を印加させることにより該磁性流体を介し駆動クラッチ面および被動クラッチ面間を駆動結合するようにした磁性流体クラッチにおいて、
前記相互に対向する駆動クラッチ面および被動クラッチ面の少なくとも一方に、前記クラッチ面回転軸線方向へ張り出して径方向に延在する径方向突条を設けたことを特徴とする磁性流体クラッチ。
【請求項２】
請求項1に記載の磁性流体クラッチにおいて、
前記径方向突条を複数個一組とし、これら複数個の径方向突条をクラッチ面回転方向に一様に分布するよう配置させて設けたことを特徴とする磁性流体クラッチ。
【請求項３】
請求項1または2に記載の磁性流体クラッチにおいて、
前記径方向突条は、径方向内端および径方向外端間における径方向中程箇所を、これら径方向内端および径方向外端よりもクラッチ面回転方向遅れ側に位置するよう曲げたものであることを特徴とする磁性流体クラッチ。
【請求項４】
請求項3に記載の磁性流体クラッチにおいて、
前記径方向突条の径方向内端および径方向外端間における曲げた径方向中程箇所が、これら径方向内端および径方向外端間の中間位置よりも径方向内端寄りの箇所であることを特徴とする磁性流体クラッチ。
【請求項５】
請求項1または2に記載の磁性流体クラッチにおいて、
前記径方向突条は、径方向内端よりも径方向外端がクラッチ面回転方向進み側に位置するよう傾斜させたものであることを特徴とする磁性流体クラッチ。
【請求項６】
請求項2〜5のいずれか1項に記載の磁性流体クラッチにおいて、
前記複数個一組として設けた径方向突条のうち、相互に隣り合う径方向突条間におけるクラッチ面が、クラッチ面回転方向遅れ側ほど低くなる傾斜面であることを特徴とする磁性流体クラッチ。
【請求項７】
請求項1に記載の磁性流体クラッチにおいて、
前記径方向突条は、径方向内端からクラッチ面回転方向へ螺旋を描きながら径方向外方に延在するものであることを特徴とする磁性流体クラッチ。
【請求項８】
請求項1〜7のいずれか1項に記載の磁性流体クラッチにおいて、
前記径方向突条を、前記駆動クラッチ面に設けたことを特徴とする磁性流体クラッチ。
【請求項９】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の磁性流体クラッチにおいて、
該磁性流体クラッチは、前記駆動クラッチ面を、トルクコンバータの入力要素と共に回転する入力側回転メンバに設定し、前記被動クラッチ面を、トルクコンバータの出力要素と共に回転する出力側回転メンバに設定することにより、トルクコンバータのロックアップクラッチとして用いるよう構成したものであることを特徴とする磁性流体クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に対向するクラッチ面間に磁性流体を介在させ、磁場を印加させることにより該磁性流体を介しこれらクラッチ面間を駆動結合するようにした磁性流体クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような磁性流体クラッチとしては従来、例えば特許文献1に記載のようなものが知られている。
この磁性流体クラッチは、トルクコンバータのロックアップクラッチとして用いるよう構成したものであるが、駆動クラッチ面と被動クラッチ面とを、これらクラッチ面の回転軸線方向に相互に対向させると共に、これら駆動クラッチ面および被動クラッチ面間に磁性流体を介在させ、磁場を印加させることにより該磁性流体を介し駆動クラッチ面および被動クラッチ面間を駆動結合するようにしたものである。
【０００３】
この磁性流体クラッチは、トルクコンバータの入出力要素間を直結するロックアップ制御の電子化が容易であり、その制御性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１３１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし磁性流体クラッチは、それ自身が全体として回転するため、特許文献1所載のものに代表される従来の磁性流体クラッチでは、以下のような問題を生ずる。
つまり、クラッチ内に封入された磁性流体は上記の回転により遠心力を受け、この遠心力で磁性流体内の磁性粉体が、回転軸線から遠い側に集まる傾向となる。
このため、クラッチ内（特許文献1ではトルクコンバータ内）における磁性粉体の分布がクラッチ内（トルクコンバータ内）の外周に偏るのを避けられない。
【０００６】
よって、磁場の印加による磁性流体クラッチの締結時（トルクコンバータのロックアップ時）におけるクラッチ締結容量を安定的に確保することができないばかりか、クラッチ外周部の締結力が過大でここにおいてクラッチの解放が遅れることがある。
クラッチ締結容量を安定的に確保できないという前者の問題は、トルクコンバータの微妙なロックアップ制御を不可能にし、クラッチの解放が遅れるという後者の問題は、トルクコンバータのロックアップ解除遅れにより、エンジンストールを発生させる。
【０００７】
本発明は、磁性流体クラッチの回転で、その内部に封入された磁性流体が攪拌されるようにすれば、クラッチの回転による遠心力を受けても磁性流体内の磁性粉体がクラッチの外周に偏ることがなく、上記の問題を解消可能であるとの事実認識に基づき、この着想を具体化した改良型の磁性流体クラッチを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のため、本発明の磁性流体クラッチは、これを以下のごとくに構成する。
先ず当該磁性流体クラッチの前提構成を説明するに、これは、
駆動クラッチ面と被動クラッチ面とを、これらクラッチ面の回転軸線方向に相互に対向させると共に、これら駆動クラッチ面および被動クラッチ面間に磁性流体を介在させ、磁場を印加させることにより該磁性流体を介し駆動クラッチ面および被動クラッチ面間を駆動結合するようにしたものである。
【０００９】
本発明は、かかる磁性流体クラッチにおいて、
上記相互に対向する駆動クラッチ面および被動クラッチ面の少なくとも一方に、上記クラッチ面回転軸線方向へ張り出して径方向に延在する径方向突条を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記した本発明の磁性流体クラッチによれば、その回転時に径方向突条が磁性流体を攪拌するため、磁性流体内の磁性粉体がクラッチの回転による遠心力を受けてもクラッチの外周に偏ることなく、一様に分布する。
【００１１】
従って、磁場の印加による磁性流体クラッチの締結時に、クラッチ締結容量を安定的に確保することができると共に、クラッチ面の全体に亘って締結力を一様なものとなし得て、クラッチの解放が部分的に遅れることもない。
このため磁性流体クラッチを例えばトルクコンバータのロックアップクラッチとして用いた場合につき説明すると、トルクコンバータのロックアップ時におけるクラッチ締結容量を安定的に確保し得て、トルクコンバータの微妙なロックアップ制御を可能ならしめると共に、ロックアップクラッチの部分的な解放遅れを無くて、トルクコンバータのロックアップ解除遅れによるエンジンストールを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第1実施例になる磁性流体クラッチをロックアップクラッチとして具えたトルクコンバータを示す概略縦断側面図である。
【図２】図1における磁性流体クラッチ（ロックアップクラッチ）に設けた径方向突条を示すクラッチ面の正面図である。
【図３】本発明の第2実施例になる磁性流体クラッチ（ロックアップクラッチ）に設けた径方向突条を示すクラッチ面の正面図である。
【図４】本発明の第3実施例になる磁性流体クラッチ（ロックアップクラッチ）の要部を示し、  (a)は、該磁性流体クラッチ（ロックアップクラッチ）に設けた径方向突条を示すクラッチ面の正面図、  (b)は、該磁性流体クラッチ（ロックアップクラッチ）の実体構成を示す縦断側面図、  (c)は、該磁性流体クラッチ（ロックアップクラッチ）に設けた径方向突条を示すクラッチ面の正面図である。
【図５】本発明の第4実施例になる磁性流体クラッチ（ロックアップクラッチ）に設けた径方向突条を示すクラッチ面の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜第1実施例の構成＞
図1は、本発明の第1実施例になる磁性流体クラッチ1をロックアップクラッチとして具えたトルクコンバータ2の概略縦断側面図である。
【００１４】
トルクコンバータ2は、入力要素であるポンプインペラ3と、出力要素であるタービンランナ4とを同軸に配して向かい合わせに対向配置し、ポンプインペラ3の内周部とタービンランナ4の内周部との間に、反力要素としてのステータ5を介在させて構成する。
【００１５】
これらタービンランナ4およびステータ5はそれぞれ、ポンプインペラ3の右側開口端を塞ぐコンバータカバー6とポンプインペラ3との間に画成されたコンバータ室7内に位置させ、このコンバータ室7内に、点々を付して示したように磁性粉体が混入された磁性流体を封入する。
【００１６】
ポンプインペラ3は、その右側開口端を塞ぐコンバータカバー6の中心ボス部6aによりエンジン（図示せず）のクランクシャフトに心出しした状態で、該エンジンクランクシャフトに駆動結合する。
タービンランナ4は、その中心ハブ8を介し変速機入力軸9の先端に心出し下に駆動結合する。
【００１７】
ステータ5は、ポンプインペラ3の左端中心部から延在する中空のポンプ駆動軸11と、該ポンプ駆動軸11内を貫通する変速機入力軸9との間に挿置した中空固定軸12上にワンウェイクラッチ13を介して載置する。
なおワンウェイクラッチ13は、ステータ5が反力要素として機能し得るよう、エンジンとの逆方向へ回転するのを阻止する向きに配置する。
【００１８】
＜トルクコンバータの作用＞
上記のトルクコンバータ2は、ポンプインペラ3をエンジン駆動され、このときポンプインペラ3がコンバータ室7内の磁性流体をタービンランナ4に衝突させた後、ステータ5による反力下でタービンランナ4をトルク増大下に流体駆動する。
かくしてトルクコンバータ2は、エンジン回転をトルク増大してポンプインペラ3からタービンランナ4へ伝達し、このようにトルク増大させたエンジン動力を最終的にタービンランナ4から変速機入力軸9に向かわせることができる。
【００１９】
＜磁性流体クラッチの構造＞
【００２０】
トルクコンバータ2の上記流体伝動は、ポンプインペラ3（入力要素）およびタービンランナ4（出力要素）間の相対回転（トルクコンバータのスリップ）によりトルク変動を吸収し得る反面、当該スリップ分だけ伝動効率の低下を招く。
そこで本実施例においては、トルク変動を吸収する必要のない運転状態のもとで、ポンプインペラ3およびタービンランナ4間（入出力要素間）を直結するロックアップが可能なようにトルクコンバータ2を構成する。
【００２１】
この目的のためトルクコンバータ2にロックアップクラッチ1を設け、これを本実施例では以下のような磁性流体クラッチで構成する。
ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1は、タービンランナ4の外周部およびコンバータカバー6の外周部間にあってタービンランナ4と共に回転するようこれに結合したクラッチ板21と、該クラッチ板21の回転軸線方向両側における被動クラッチ面22にそれぞれ対向するようポンプインペラ3およびコンバータカバー6に設けた駆動クラッチ面23とを具える。
【００２２】
これにより、軸線方向方向に相互に対向する2対の被動クラッチ面22および駆動クラッチ面23間にそれぞれ軸線方向ギャップが設定され、これら2個の軸線方向ギャップに、コンバータ室7内の磁性流体が侵入する。
ポンプインペラ3には、クラッチ板21の外周面を包囲するよう配して電磁コイル24を埋設する。
【００２３】
ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）21は、電磁コイル24を附勢して磁場を印加させると、被動クラッチ面22および駆動クラッチ面23間の磁性流体（詳しくは、これに混入されている磁性粉体）を介してクラッチ面22,23を相互に駆動結合し、トルクコンバータ2を、ポンプインペラ3およびタービンランナ4間（入出力要素間）が直結されたロックアップ状態にすることができる。
【００２４】
ところでロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1がトルクコンバータ2と共に回転するため、コンバータ室7内に封入された磁性流体は上記の回転により遠心力を受け、この遠心力で磁性流体内の磁性粉体が、トルクコンバータ回転軸線から遠い側に集まり、ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1内の外周に偏って分布されるのを避けられない。
【００２５】
この場合、ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1の締結容量を安定的に確保することができず、トルクコンバータ2の微妙なロックアップ制御が不可能になるばかりでなく、ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1の締結力が過大でその解放（ロックアップ解除）が遅れ気味となり、エンジンストールが発生するという問題をも生ずる。
【００２６】
本実施例はロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1の回転で、その内部における磁性流体が攪拌されるようになし、これにより、ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1の回転による遠心力を受けても磁性流体内の磁性粉体がロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1の外周に偏ることのないようにする。
このため本実施例では図2に示すごとく、ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1の相互に対向する駆動クラッチ面23および被動クラッチ面22の少なくとも一方（好ましくは駆動クラッチ面23）に、クラッチ回転軸線方向（図2の手前方向）へ張り出して径方向に延在する径方向突条25を設ける。
【００２７】
径方向突条25の個数は任意であるが、好ましくは複数個（図2では4個）一組とし、これら複数個の径方向突条25をクラッチ面回転方向に一様に分布するよう配置させて設るのがよい。
【００２８】
＜磁性流体クラッチの作用・効果＞
上記した第1実施例のロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1によれば、その回転時に径方向突条25が磁性流体を攪拌するため、磁性流体内の磁性粉体がクラッチの回転による遠心力を受けてもクラッチの外周に偏ることなく、一様に分布する。
この効果は、径方向突条25を複数個一組としてクラッチ面回転方向に一様に分布させたことで一層顕著になり、また径方向突条25を駆動クラッチ面23に設けることで一層顕著になる。
【００２９】
従って、電磁コイル24を附勢して印加させた磁場によるロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1の締結時に（トルクコンバータ2のロックアップ時に）、ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1のクラッチ締結容量を安定的に確保することができると共に、クラッチ面22,23の全体に亘って締結力を一様なものとなし得て、ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）1の解放が部分的に遅れることもない。
このため、トルクコンバータ2のロックアップ時におけるロックアップクラッチ締結容量を安定的に確保し得て、トルクコンバータ2の微妙なロックアップ制御を可能ならしめると共に、ロックアップクラッチ1の部分的な解放遅れを無くて、トルクコンバータ2のロックアップ解除遅れによるエンジンストールを回避することができる。
【００３０】
＜第2実施例の磁性流体クラッチ＞
図3は、本発明の第2実施例になる磁性流体クラッチを示し、本実施例でもこの磁性流体クラッチを、図1におけるトルクコンバータ2のロックアップクラッチ1として用いるよう構成する。
【００３１】
また本実施例でも駆動クラッチ面23および被動クラッチ面22の少なくとも一方（好ましくは駆動クラッチ面23）に、クラッチ回転軸線方向（図3の手前方向）へ張り出して径方向に延在する径方向突条25を設ける。
径方向突条25は4個一組とし、これら径方向突条25をクラッチ面回転方向に一様に分散させて配置する。
【００３２】
しかして、各径方向突条25は、径方向内端25aおよび径方向外端25b間における径方向中程箇所25cを、これら径方向内端25aおよび径方向外端25bよりもクラッチ面回転方向遅れ側に位置するよう曲げた屈曲形状とする。
そして、各径方向突条25の径方向内端25aおよび径方向外端25b間における屈曲部25cは、これら径方向内端25aおよび径方向外端25b間の中間位置よりも径方向内端寄りの箇所とする。
つまり、径方向突条25の全長が2aであるとき、屈曲部25cを径方向内端25aからa−Δaの位置、従って径方向外端25bからa＋Δaの位置に設定する。
【００３３】
＜第2実施例の効果＞
第2実施例では径方向突条25を、径方向内端25aおよび径方向外端25b間における径方向中程箇所25cで屈曲させ、当該屈曲の方向を、屈曲箇所25cが径方向内端25aおよび径方向外端25bよりもクラッチ面回転方向遅れ側に位置する屈曲方向としたことで、
径方向突条25を設定したクラッチ面23(22)の回転中、径方向突条25が磁性流体（磁性粉体）を径方向内方へ引き込むよう機能し、前記した第1実施例よりも更に磁性粉体の均一分布を確実にして、第1実施例における効果を更に顕著なものにすることができる。
【００３４】
また本実施例では、径方向突条25の屈曲部25cを径方向内端25aおよび径方向外端25b間の中間位置よりも径方向内端寄りに設定したため、
クラッチ面23(22)の回転中、径方向突条25が磁性流体（磁性粉体）を径方向内方へ引き込む機能を助長し、上記の効果を更に顕著なものにすることができる。
【００３５】
＜第3実施例の磁性流体クラッチ＞
図4(a),(b),(c)は、本発明の第3実施例になる磁性流体クラッチを示し、本実施例でもこの磁性流体クラッチを、図1におけるトルクコンバータ2のロックアップクラッチ1として用いるよう構成する。
【００３６】
本実施例では駆動クラッチ面22に、クラッチ回転軸線方向へ張り出して径方向に延在する径方向突条25を設ける。
径方向突条25は4個一組とし、これら径方向突条25をクラッチ面回転方向に一様に分散させて配置する。
【００３７】
しかして各径方向突条25は、径方向内端25aよりも径方向外端25bがクラッチ面回転方向進み側に位置するよう傾斜させる。
また、相互に隣り合う径方向突条25間におけるクラッチ面22を、クラッチ面回転方向遅れ側領域22aが低く、クラッチ面回転方向進み側領域22bが高くなるよう傾斜させる。
【００３８】
＜第3実施例の効果＞
上記した第3実施例の磁性流体クラッチでは、径方向突条25を、径方向内端25aよりも径方向外端25bがクラッチ面回転方向進み側に位置するよう傾斜させたことで、
径方向突条25を設定したクラッチ面22の回転中、径方向突条25が磁性流体（磁性粉体）を、図4(a)に矢αで示すように径方向内方へ引き込むよう機能し、前記した第1実施例よりも更に磁性粉体の均一分布を確実にして、第1実施例における効果を更に顕著なものにすることができる。
【００３９】
また本実施例では、相互に隣り合う径方向突条25間におけるクラッチ面22を、クラッチ面回転方向遅れ側領域22aが低く、クラッチ面回転方向進み側領域22bが高くなるよう傾斜させたため、
クラッチ面22の回転中、径方向突条25が磁性流体（磁性粉体）を径方向内方へ引き込む機能を助長し、上記の効果を更に顕著なものにすることができる。
【００４０】
＜第4実施例の磁性流体クラッチ＞
図5は、本発明の第4実施例になる磁性流体クラッチを示し、本実施例でもこの磁性流体クラッチを、図1におけるトルクコンバータ2のロックアップクラッチ1として用いるよう構成する。
【００４１】
また本実施例でも駆動クラッチ面23および被動クラッチ面22の少なくとも一方（好ましくは駆動クラッチ面23）に、クラッチ回転軸線方向（図5の手前方向）へ張り出して径方向に延在する径方向突条25を設ける。
【００４２】
しかし径方向突条25を径方向へ延在させるに際しては、径方向突条25が径方向内端25aからクラッチ面回転方向へ螺旋を描きながら径方向外方に延在するようにし、これにより径方向突条25を径方向内端25aから径方向外端25bまでクラッチ面回転方向へ螺旋状に延在する1本の連続した径方向突条となす。
【００４３】
＜第4実施例の効果＞
上記した第4実施例の磁性流体クラッチにあっては、径方向突条25を径方向内端25aから径方向外端25bまでクラッチ面回転方向へ螺旋状に延在するよう設定したため、
径方向突条25を設定したクラッチ面23(22)の回転中、径方向突条25が磁性流体（磁性粉体）を矢αで示すごとく径方向内方へ引き込むよう機能し、前記した第1実施例よりも更に磁性粉体の均一分布を確実にして、第1実施例における効果を更に顕著なものにすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
1  ロックアップクラッチ（磁性流体クラッチ）
2  トルクコンバータ
3  ポンプインペラ（入力要素）
4  タービンランナ（出力要素）4
5  ステータ（反力要素）
6  コンバータカバー
7  コンバータ室
9  変速機入力軸
11  ポンプ駆動軸
12  中空固定軸
13  ワンウェイクラッチ
21  クラッチ板
22  被動クラッチ面
23  駆動クラッチ面
24  電磁コイル
25  径方向突条
25a  径方向内端
25b  径方向外端
25c  屈曲部
【図１】
2014095433.tif 000003
【図２】
2014095433.tif 000004
【図３】
2014095433.tif 000005
【図４】
2014095433.tif 000006
【図５】
2014095433.tif 000007