(57)【要約】  【課題】  応答性能の維持と電力消費低減の両立が得られるようにした電磁クラッチ機構を提供すること。  【解決手段】  クラッチパック７の押し付け力を発生するアーマチャ４を備えた電磁アクチュエータ部Ａのヨーク３に、太い銅線を少数巻回した主電磁コイル１と、細い銅線を多数巻回した補助電磁コイル２の２個のコイルを設け、クラッチパック７の押し付けを開始させるときは主電磁コイル１に通電して大きな電磁吸引力を発揮させ、クラッチパック７の締結が得られた後は、補助電磁コイル２の通電に切換えて、クラッチパック７の押し付け状態を維持させるように制御したもの。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークとアマチャを備えた可動鉄片形の電磁アクチュエータにより締結操作される電磁クラッチ機構において、
前記ヨークに少なくとも２個の電磁コイルを設け、
これら少なくとも２個の電磁コイルに対する通電を、クラッチの締結動作開始時と、クラッチ締結後の締結維持期間で、一方の電磁コイルから他方の電磁コイルに切換えるように構成したことを特徴とする電磁クラッチ機構。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁クラッチ機構において、
前記電磁コイルの少なくとも１個の電磁コイルは、他の電磁コイルよりも断面積の小さい銅線を他の電磁コイルよりも多い回数巻回した補助電磁コイルであり、
前記クラッチの締結動作開始時には前記他の電磁コイルに通電され、
前記クラッチ締結後の締結維持期間には前記補助電磁コイルが通電されるように構成されていることを特徴とする電磁クラッチ機構。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁クラッチ機構において、
前記少なくとも２個の電磁コイルが、同一仕様のコイルであり、
前記クラッチの締結動作開始時には前記同一仕様のコイルに並列に通電され、
前記クラッチ締結後の締結維持期間には、前記同一仕様のコイルに直列に通電されるように構成されていることを特徴とする電磁クラッチ機構。
【請求項４】
請求項１に記載の電磁クラッチ機構において、
前記少なくとも２個の電磁コイルの中の少なくとも１個の電磁コイルに通電され、クラッチが締結されているとき、他の通電されていない電磁コイルにステップ状、又はステップ状に準じた波形の電圧を印加する手段を設け、
この電圧の印加に際して得られる電流応答より検出されるインピーダンスから、ヨークとアーマチャ間のギャップを算出し、
このキャップの算出結果に応じてクラッチを作動させるときの通電電流を補正するように構成したことを特徴とする電磁クラッチ機構。
【請求項５】
請求項１に記載の電磁クラッチ機構において、
前記少なくとも２個の電磁コイルの中の少なくとも１個の電磁コイルに通電が開始されたとき、他の通電されていない電磁コイルを磁束検出用コイルとして使用し、前記通電が開始された電磁コイルから発生される磁束により前記磁束検出用コイルに誘導される電圧値或いは電流値もしくはその両方を計測して、当該磁束を算出し、前記通電が開始された電磁コイルに通電される電流を、算出した磁束の大きさに応じて補正するように構成されていることを特徴とする電磁クラッチ機構。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５に記載の電磁クラッチ機構の何れかにおいて、
当該電磁クラッチ機構が自動車の動力伝達機構に備えられているクラッチを構成していることを特徴とする電磁クラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁操作形のクラッチ装置に係り、特に、自動車の変速機に組合わせて使用するのに好適な電磁クラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のパワートレインには、クラッチがほとんど不可避の装備であるが、近年は、クラッチ操作を不要にした、いわゆるオートマ車(オートマチック車)と呼ばれている自動車が主流を占めるようになっている。そして、このオートマ車の場合、流体式のトルクコンバータ、いわゆるトルコンを併用するのが一般的であるが、更に近年は、トルコンを用いないで歯車変速機構だけを用いた自動変速装置の実用化が進み、燃費の改善による省エネ化に寄与している。
【０００３】
ところで、この歯車変速機構だけを用いた自動変速装置の場合、クラッチの操作も自動化する必要があり、このため、通常は電磁クラッチが用いられるが、このとき、電磁石のコイルに通電することによりクラッチが締結されトルク伝達が得られるようにした、いわゆる通電締結動作形の電磁クラッチ装置が従来技術として提案されている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
この従来技術による電磁クラッチ装置は、電磁アクチュエータとして、いわゆる可動鉄心形の電磁石を用いたもので、電磁コイルを備えたヨークと呼ばれる鉄心にアーマチャと呼ばれる可動鉄片を配置し、電磁コイルに通電されていないときは、バネの力でクラッチが開放されているが、電磁コイルに通電されるとヨークに磁界が発生し、アーマチャが吸引されるので、これを利用してクラッチの締結が得られるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００４−２７８７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術は、クラッチの動作応答性が電磁石の力に依存している点に充分な配慮がされておらず、クラッチの応答性能の維持と電力消費低減の両立に問題があった。
【０００６】
通電締結動作形の電磁クラッチ装置の場合、クラッチの締結動作を早く行うためには電磁石から強い力が得られるようにしなければならないので、電磁石の電磁コイルに大電流を流す必要があり、このため電力消費が多くなる。一方、電力消費を抑えるため、電磁石の電磁コイルに流す電流を少なくしたのでは、強い力が発生させられないので、クラッチの締結動作が遅くなって、完全に締結されるまでに遅れが生じてしまう。
【０００７】
従って、従来技術では、クラッチの締結動作中、電磁石の電磁コイルに大電流を流し続ける必要があり、このためクラッチの応答性能の維持と電力消費低減の両立に問題が生じてしまうのである。
【０００８】
本発明の目的は、応答性能の維持と電力消費低減の両立が得られるようにした電磁クラッチ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、ヨークとアマチャを備えた可動鉄片形の電磁アクチュエータにより締結操作される電磁クラッチ機構において、前記ヨークに少なくとも２個の電磁コイルを設け、これら少なくとも２個の電磁コイルに対する通電を、クラッチの締結動作開始時と、クラッチ締結後の締結維持期間で、一方の電磁コイルから他方の電磁コイルに切換えるようにして達成される。
【００１０】
このとき、前記電磁コイルの少なくとも１個の電磁コイルは、他の電磁コイルよりも断面積の小さい銅線を他の電磁コイルよりも多い回数巻回した補助電磁コイルであり、前記クラッチの締結動作開始時には前記他の電磁コイルに通電され、前記クラッチ締結後の締結維持期間には前記補助電磁コイルが通電されるようにしても、上記目的が達成される。
【００１１】
次に、このとき、前記少なくとも２個の電磁コイルが、同一仕様のコイルであり、前記クラッチの締結動作開始時には前記同一仕様のコイルに並列に通電され、前記クラッチ締結後の締結維持期間には、前記同一仕様のコイルに直列に通電されるようにしても、上記目的が達成される。
【００１２】
また、このとき、前記少なくとも２個の電磁コイルの中の少なくとも１個の電磁コイルに通電され、クラッチが締結されているとき、他の通電されていない電磁コイルにステップ状、又はステップ状に準じた波形の電圧を印加する手段を設け、この電圧の印加に際して得られる電流応答より検出されるインピーダンスから、ヨークとアーマチャ間のギャップを算出し、このキャップの算出結果に応じてクラッチを作動させるときの通電電流を補正するようにしても、上記目的が達成される。
【００１３】
更に、このとき、前記少なくとも２個の電磁コイルの中の少なくとも１個の電磁コイルに通電が開始されたとき、他の通電されていない電磁コイルを磁束検出用コイルとして使用し、前記通電が開始された電磁コイルから発生される磁束により前記磁束検出用コイルに誘導される電圧値或いは電流値もしくはその両方を計測して、当該磁束を算出し、前記通電が開始された電磁コイルに通電される電流を、算出した磁束の大きさに応じて補正するようにしても、上記目的が達成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電磁アクチュエータの電磁コイルを複数個にして、電磁コイルの使用方法を最適化することで、応答性を確保しつつ、クラッチを締結維持する場合に必要な電力を低減できる。
【００１５】
また、このとき吸引力の発生に寄与していない電磁コイルを用いて発生磁界を計測し、磁界を制御することにより、当該電磁アクチュエータの操作力の精度を向上させ、クラッチの伝達トルクを精度よく調整できる。
【００１６】
同じく、このとき吸引力の発生に寄与していない電磁コイルを用いて、ヨークとアーマチャ間のギャップ測定し、ギャップ応じて制御電流を補正することで当該電磁アクチュエータの操作力の精度を向上させ、クラッチの伝達トルクを精度よく調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による電磁クラッチ装置について、図示の実施の形態により詳細に説明すると、ここで図１は、本発明を自動車の動力伝達機構であるパワートレインに適用した場合の一実施形態で、この電磁クラッチ機構は、図示のように、電磁アクチュエータ部Ａと、クラッチ部Ｃに大別して構成されている。
【００１８】
そして、まず、電磁アクチュエータ部Ａは、主電磁コイル１と補助電磁コイル２、継鉄として機能するヨーク３、それに可動鉄片として機能するアーマチャ４を備え、可動鉄片型の電磁アクチュエータとして構成され、次に、クラッチ部Ｃは、外ハウジング５とスライダ６、多板式のクラッチパック７、リブ８、それに内ハウジング９を備え、多板式のクラッチとして構成されている。
【００１９】
ここで、スライダ６はボールベアリング１０を介してリブ８に回転可能に保持され、このスライダ６の他端にはアーマチャ４が固定されているが、このとき、外ハウジング５とリブ８の間に戻しバネとして働くリングスプリング１１を介在させ、これにより、通常はリブ８が外ハウジング５から離されていて、アーマチャ４はヨーク３から離れ、クラッチパック７は緩められている状態を保持するようになっている。
【００２０】
このとき外ハウジング５は、図示のように、入力軸２１にスプライン結合され、内ハウジング９は、同じく出力軸２２にスプライン結合されている。そして入力軸２１は入力軸ボールベアリング３１により保持され、出力軸２２はハブボールベアリング３２により保持されている。
【００２１】
クラッチバック７は、複数枚の摩擦板を重ね合わせた、いわゆる多板式のクラッチからなるパックで、このとき一方の組の摩擦板は外ハウジング５に固定され、他方の組の摩擦板は内ハウジング９に固定されている。そして、これら一方の組の摩擦板と他方の組の摩擦板が交互に重ね合わされてクラッチバック７を構成し、これにより、このクラッチバック７が緩められているときはトルクが伝達されないが、押し付けられるとトルクが伝達されることになり、クラッチとしての働きが得られることになる。
【００２２】
次に、この電磁アクチュエータ部Ａの詳細について、図２により説明すると、このアクチュエータ部Ａは、上記したように、主電磁コイル１と補助電磁コイル２、ヨーク３、及びアーマチャ４で構成されている。
【００２３】
まず、ヨーク３は、その正面方向、つまり図１で入力軸２１と出力軸２２の中心に沿った方向からみた形状が円形のリング部材として作られ、その周辺部に環状の縁部３ａを有し、この縁部３ａの中に同じく環状の溝３ｂを備えている。そして、アーマチャ４も、ヨーク３の正面形状と同じく、円形に作られているが、このときアーマチャ４は、ヨーク３の縁部３ａに対して所定のギャップＧを保った状態で、当該縁部３ａの開口部分を塞ぐようにして配置されている。
【００２４】
このとき、ヨーク３とアーマチャ４は、ＳＵＳ４３０材やＳＵＳ４２０材、電磁純鉄、電磁軟鉄などの残留磁化の少ない軟磁性体を使用して作られている。残留磁化が高いと、電流を印加しないときにもヨーク３とアーマチャ４の間に磁気吸引力が残ってしまい、この結果、制御が複雑になってしまうからである。
【００２５】
次に、主電磁コイル１と補助電磁コイル２は、銅線を円環状に巻回し、合成樹脂などによりモールドしたもので、溝３ｂの中に配置した後、外側のＣリング３ｃ及び内側のＣリング３ｄを嵌合させることにより、溝３ｂの中に固定されている。
【００２６】
従って、いま、主電磁コイル１、又は補助電磁コイル２に通電(電流を流すこと)したとすると、当該電磁コイルに起磁力が現われ、これによりヨーク３とアーマチャ４からなる磁気回路に磁束が流れ、ギャップＧに磁界が発生し、アーマチャ４に電磁吸引力が働くようになる。
【００２７】
このときアーマチャ４は、ヨーク３に対してギャップＧを狭める方向にだけ移動でき、その他の方向には拘束された状態で保持されている。従って、主電磁コイル１又は補助電磁コイル２に通電すると、アーマチャ４はギャップＧを狭めながらヨーク３に向かって移動し、この結果、スライダ６とリブ８を、図１において左方向に、リングスプリング１１の反発力に抗して動かす。
【００２８】
そして、これによりリブ８がクラッチパック７を押すので、クラッチが締結され、入力軸２１から出力軸２２にトルクが伝達されるようになるので、通電締結動作形の電磁クラッチ装置としての働きが得られることになる。
【００２９】
ところで、以上の動作は、一般的な通電締結動作形の電磁クラッチ装置の場合と同じであるが、この実施形態では、電磁アクチュエータ部Ａを構成している電磁コイルが主電磁コイル１と補助電磁コイル２の２種、設けてする。そして、このことを前提として、クラッチ締結時とクラッチ開放時に、これら２種の電磁コイルに対する通電状態を所定の態様で制御する点が特徴であり、以下、この動作について説明する。
【００３０】
まず、この実施形態では、主電磁コイル１として、比較的線径か大きい太い銅線を、これも比較的少ないターン数で巻回したものを用い、他方、補助電磁コイル２には、比較的線径が小さい細い銅線を、やはり比較的多いターン数、巻回したものを用いている。
【００３１】
なお、この実施形態では、主電磁コイル１が大きく、補助電磁コイル２は小さく示しているが、これは電磁コイルの大きさを制限するものでなく、電磁コイルの線径と励磁電流の条件によっては、大きさが逆の場合もあれば、同じ大きさになることもある。また、配置も、図示した主電磁コイル１と補助電磁コイル２の位置とは逆になる場合もある。
【００３２】
また、この実施形態では、主電磁コイル１と補助電磁コイル２の正面形状が円環状にしてあるが、同様の効果が出せれば矩形にしても良いし、別の形状であっても良いことは言うまでもない。ヨークとアーマチャの形状についても同様である。
【００３３】
動作の説明に戻り、いま、ここで主電磁コイル１に通電したとすると、既に説明したように、磁束がアーマチャ４とヨーク３を循環し、ヨーク３とアーマチャ４の間のギャップＧによりヨーク３とアーマチャ４の間に電磁吸引力が発生する。この力は、アーマチャ４に連結されているスライダー６に伝えられ、次にリブ８に伝達される。このリブ８の運動により、クラッチパック７への押付け力が与えられる。このときの主電磁コイル１に対する電流供給は、図示しない電磁クラッチ制御装置によって行われる。
【００３４】
このとき、主電磁コイル１は、太い線径の銅線を少なく巻回したコイルなので、大きな電流を供給して強い電磁吸引力を発生されることができ、この結果、クラッチの伝達トルクに早い応答性が要求される状況のもとにおいても充分に対応することができる。また、この結果、クラッチ機構に要求される伝達トルクの変化に応じて、主電磁コイル１の電流値を調整することができ、要求通りのトルク伝達を与えることができる。
【００３５】
ここで、このようなヨークとアーマチャを用いた電磁アクチュエータの場合、ひとたびアーマチャがヨークに吸引された後は、その状態を保つために必要な電磁コイルによる起磁力は、通電を開始してアーマチャがヨークに吸引され始めた当初に必要な起磁力に比較して、かなり小さくて済むという特性がある。これは、ギャップＧによる磁気吸引力が、おおよそギャップＧの大きさの自乗に反比例(∝１／Ｇ2)するからである。
【００３６】
そこで、この実施形態では、クラッチが締結されたら、この時点で補助電磁コイル２の通電を開始し、これと同時に主電磁コイル１の通電を停止させるように制御する。このとき補助電磁コイル２は、上記したように、細い銅線を多く巻回したコイルなので、かなり少ない電流で必要な磁気吸引力が充分に得られ、従って、このときもアーマチャ４がヨーク１に吸引された状態を維持することができ、クラッチ締結を保ったままにすることができる。
【００３７】
上記したように、主電磁コイル１は巻回数を少なくして大電流が通電されるので、消費電力が大きく、主電磁コイル１を使い続けると多大なエネルギー損失を招いてしまう。しかし、この実施形態の場合、クラッチが締結維持状態となったタイミングで主電磁コイル１から巻き数の多い補助電磁コイル２に切換えているので、クラッチの伝達トルクを維持しつつ消費電力の低減が得られるので、エネルギー損失を抑えることができる。
【００３８】
次に、この実施形態による制御ロジックについて、図３により説明する。ここで、この図３では、主電磁コイル１の電流と補助電磁コイル２の電流の切換えを主眼としているので、電流値を簡略的に、変化の無い台形状の形で示したが、実際にはクラッチの動作状況等により電流値が変化するものである。
【００３９】
まず、図３において、横軸の時刻ｔ０から時刻ｔ１までが、クラッチの伝達トルクに早い応答が要求される時間帯であり、主電磁コイル１に通電してクラッチパック７に与えられる押し付け力を制御する。このとき、主電磁コイル１による磁束の変化を補助電磁コイル２により検出し、意図した磁束変化が得られているか否かを計測し、計測値に基づいて主電磁コイル１の電流を補正してもよく、この点について詳しくは後述する。
【００４０】
次に、図３において、時刻ｔ１からクラッチは締結状態となり、これを維持する状況になる。そこで、この時刻ｔ１で補助電磁コイル２の通電を開始し、補助電磁コイル２による吸引力が充分に得られるようになった時点から主電磁コイル１の電流値を下げ始め、磁束を発生する電磁コイルを主電磁コイル１から補助電磁コイル２に切換える。
【００４１】
従って、時刻ｔ２以降は、補助電磁コイル２により発生される磁気力のみによりクラッチの押し付けを行い、伝達トルクを維持する。すなわち、時刻ｔ２以降は、補助電磁コイル２によるクラッチ締結維持(ロック状態)が与えられるようにするのである。
【００４２】
従って、この実施形態によれば、電磁クラッチの連続的な磁気力制御の機能確保と低消費電力での締結維持が可能になり、クラッチ機構の応答性を確保しつつ、クラッチを締結維持する場合に必要な電力を低減でき、さらに伝達トルクを制御精度を向上できる。
【００４３】
ところで、この実施形態のように、複数の電磁コイルが設けられていて、一方には通電され、他方には通電されない期間がある場合、電磁コイルの一方にステップ状、又はステップ状に準じた波形の電圧を印加することにより、インピーダンスを計測することができる。そして、このことについて、図３には、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間について、「補助コイルによる磁束検出」と説明さていることにより表わされている。そこで、以下、このときの動作について、図４のブロック図により説明する。
【００４４】
図４に示すように、まず、電磁クラッチ制御装置４０は、電磁コイルのうちの少なくとも一つの電磁コイル(この実施形態の場合は主電磁コイル１)に通電する。このとき他の電磁コイル(この実施形態の場合は補助電磁コイル２)には励磁電流が通電されていないものとする。
【００４５】
そして、電磁クラッチ制御装置４０から主電磁コイル１に供給されている電流が定常状態に達し、アーマチャ４に作用している磁気吸引力が一定になっている定常状態になったら、次に指令電流制御器４１は、通電されていない電磁コイル、つまり、この場合は補助電磁コイル２にステップ状、又はステップ状に準じた波形の電圧を印加する。
【００４６】
そして、このとき計測器４２は、補助電磁コイル２の電流応答を測定し、演算器４３は、この電流応答の測定結果から補助電磁コイル２のインピーダンスを算出し、このインピーダンスからヨーク３とアーマチャ４からなる磁気回路の透磁率を算出する。
【００４７】
そうすると、この透磁率により、ヨーク３とアーマチャ４の間に現われる磁気吸引力が推算されるので、次に、電流制御器４４は、この磁気吸引力の推算結果から、必要な磁気吸引力が発生しているか否かを調べ、このとき以降、主電磁コイル１に供給されている電流値を、この磁気吸引力の推算結果に応じて制御する。
【００４８】
つまり、この電磁コイルに対する電圧の印加に際して得られる電流応答よりインピーダンスが検出されるので、このインピーダンスの検出結果から、ヨーク３とアーマチャ４の間のギャップＧの大きさが算出され、このキャップＧの算出結果に応じてクラッチを作動させるときの通電電流を補正することができ、従って、この実施形態によれば、クラッチパック７に常に最適なクラッチ締結力を与えることができる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施形態について説明すると、以上に説明した実施形態では、図３で説明したように、主電磁コイル１の通電を開始したとき、同時には補助電磁コイル２の通電を開始しないようにした運転モードの例であるが、条件に応じて両方に励磁電流を流すモードもあってよい。
【００５０】
そこで、次に、条件に応じて両方に励磁電流を流すようにした実施形態について、図５により説明すると、この場合、時刻ｔ０で主電磁コイル１と補助電磁コイル２に同時に通電する。そして、途中の時刻ｔ１において補助電磁コイル２に対する通電を停止し、最終段階の時刻ｔ２において主電磁コイル１に対する通電を停止し、これと同時に補助電磁コイル２に対する通電を開始させるようにしたものである。
【００５１】
従って、この実施形態は、クラッチ締結動作の開始時点で主電磁コイル１と補助電磁コイル２の双方に通電するようにしたもので、具体的に説明すると、この場合、図４に示すように、時刻ｔ０で主電磁コイル１と補助電磁コイル２の双方に通電した後、アーマチャ４とヨーク３の間のギャップＧが十分に小さくなる時間ｔ１まで、主電磁コイル１と補助電磁コイル２に通電し続ける。
【００５２】
そして、時刻ｔ１に達した時点で、一旦、補助電磁コイル２に対する通電を停止させ、主電磁コイル１の通電だけでアーマチャ４の吸引を継続し、時刻ｔ２でアーマチャ４が所定の位置に到達したら、補助電磁コイル２に対する通電を再開し、主電磁コイル１に対する通電を停止するのである。
【００５３】
そして、この時刻ｔ２以降は、補助電磁コイル２の磁気吸引力だけでアーマチャ４の吸引を保持させ、クラッチパック７の押付けを維持する。すなわち、時刻ｔ２以降は、補助電磁コイル２によるクラッチ締結維持(ロック状態)を実施するのである。
【００５４】
この場合、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは補助電磁コイル２の通電が停止されるが、しかし、このときは、主電磁コイル１が発生する磁束が補助電磁コイル２と鎖交する。しかもこの期間は、主電磁コイル１の働きによりアーマチャ４が吸引され続けているので、発生されている磁束は変化し続けている。
【００５５】
そこで、この磁束の変化を補助電磁コイル２により検出してやれば、必要とする所望の磁束、従って所望の磁気吸引力が発生しているか否かが計測でき、これにより電磁コイルに通電される電流量を制御することができる。
【００５６】
つまり、この場合、少なくとも２個の電磁コイルの中の少なくとも１個の電磁コイルに通電が開始されたとき、他の通電されていない電磁コイルを磁束検出用コイルとして使用し、前記通電が開始された電磁コイルから発生される磁束により磁束検出用コイルに誘導される電圧値或いは電流値もしくはその両方を計測して、当該磁束を算出し、前記通電が開始された電磁コイルに通電される電流を、算出した磁束の大きさに応じて補正することになる。
【００５７】
従って、この実施形態によれば、電磁アクチュエータの連続的な磁気力の制御によるクラッチ締結維持制御の安定化及び電磁アクチュエータの動作制御の安定化が可能になり、これをパワートレインに用いた自動車の燃費を改善することができる。
【００５８】
ところで、以上に説明した実施形態では、仕様の異なるコイルを用いて主電磁コイル１と補助電磁コイル２を構成しているが、同じ仕様の電磁コイルを２個配置し、２個の電磁コイルの接続を切り換えることで、主電磁コイルと補助電磁コイルに使い分けするようにしても良く、以下、このようにした実施形態について説明する。
【００５９】
まず、電磁コイルを模式的に表わすと、図６(a)に示すように、コイルＡとなる。そこで、このコイルＡを複数個、例えば２個用いて直列に接続すると、図６(b)に示すようになり、並列に接続すれば、図６(c)に示すようになる。
【００６０】
このときコイルＡの抵抗をＲ、電源の電圧をＶとし、図６(b)の直列の場合にコイルに流れる電流をＩS、図６(c)の並列の場合の電流をＩP とすると、電流ＩS ＝Ｖ／２Ｒとなり、他方、電流ＩP ＝Ｖ／Ｒ×２となるので、電圧Ｖが同じなら、電流ＩS は電流ＩP の１／４、つまりＩS ×４＝ＩP になる。
【００６１】
また、このときのコイルによる磁界の強さ、つまり起磁力は当該コイルの巻回数と当該コイルに流れる電流の積となるから、コイルＡの電流に比例し、従って、図６(b)の直列の場合の起磁力は２×Ｔ×ＩS となり、図６(c)の並列の場合は２×Ｔ×ＩP となる。ここで、ＩS ×４＝ＩP 、つまり電流ＩS は電流ＩP の１／４であるから、図６(b)の直列の場合、コイル電流は、図６(c)の並列の場合の１／４になり、起磁力も同じく１／４になる。
【００６２】
そこで、ここに説明する実施形態では、図１と図２における主電磁コイル１と補助電磁コイル２に代えて、同じ線径の銅線を同じ巻回数施した同一仕様の２個の電磁コイルを同じ巻き方向にして装着し、上記した電磁クラッチ制御装置により、主電磁コイルとして動作させるときには、図６(c)に示すように、並列に接続して使用し、補助電磁コイルとして動作させるときには、図６(b)に示すように、直列に接続して使用するのである。
【００６３】
この実施形態によれば、図１と図２で説明した実施形態と同等の機能を備え、同等の効果を得ることができる上、同一仕様のコイルで構成できるため、構成が簡単になるという効果を得ることができる。
【００６４】
なお、ここでは、コイルＡを２個使用した場合について説明したしたが、同様に直列接続と並列接続を切り換えて用いる方式であれば、３個以上のコイルを用いいて実施するようにしても良い。
【００６５】
ところで、以上は、シングルクラッチ構造に本発明を適用した場合の実施形態について説明したが、本発明はデュアルクラッチ構造にも適用できることはいうまでもなく、その一例が図７であり、これは、本発明による電磁クラッチ装置を、第１と第２の２基の電磁クラッチを同心円状に配置し、デュアルクラッチトランスミッションの入力を制御するように構成した場合の一実施形態である。
【００６６】
この図７において、まず、第１の電磁クラッチは同心円の内側に配置され、主電磁コイルと補助電磁コイルの２個の電磁コイルからなる電磁コイル部６０とアーマチャ６１、ヨーク６２、それに操作力を伝達する手段であるスライダ６３で構成され、デュアルトランスミッション内の内側に設置してある第１クラッチパック８０の押付けに用いられる。
【００６７】
次に、第２の第２電磁クラッチは同心円の外側に配置され、これも同じく主電磁コイルと補助電磁コイルの２個の電磁コイルからなる電磁コイル部７０とアーマチャ７１、ヨーク７２、それにクラッチパックに操作力を伝達する手段であるスライダ７３で構成され、デュアルトランスミッション内の外側に設置してある第２クラッチパックの押付けに用いられる。
【００６８】
従って、この実施形態によれば、電磁アクチュエータの連続的な磁気力の制御によるクラッチ締結維持、及び電磁アクチュエータの動作制御の安定化が可能になり、デュアルトランスミッションをパワートレインに用いた自動車の燃費を改善することができる。
【００６９】
なお、この図７は、電磁クラッチを２基、使用した場合の実施形態を示したが、他の機械的伝達機構を用いることにより１基にしたものであってもよいし、３個以上あってもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による電磁クラッチ機構の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における電磁アクチュエータ部分を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における電磁クラッチ機構の制御方法を説明するための特性図である。
【図４】本発明の一実施形態における電磁クラッチ機構の制御方法の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の一実施形態における電磁クラッチ機構の制御方法を説明するための特性図である。
【図６】本発明の更に別の一実施形態における電磁コイルの説明図である。
【図７】本発明をデュアルクラッチトランスミッションに適用した場合の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ：電磁アクチュエータ部
Ｃ：クラッチ部
１：主電磁コイル
２：補助電磁コイル
３：ヨーク
３ａ：環状の縁部
３ｂ：環状の溝
３ｃ：外側Ｃリング
３ｄ：内側Ｃリング
４：アーマチャ
５：外ハウジング
６：スライダ
７：クラッチパック
８：リブ
９：内ハウジング
１０：ボールベアリング
１１：リングスプリング
２１：入力軸
２２：出力軸
３１：入力軸ボールベアリング
３２：ハブボールベアリング
４０：電磁クラッチ制御装置
４１：指令電流制御器
４２：計測器
４３：演算器
４４：電流制御器
６０：第１電磁クラッチの電磁コイル
６１：第１電磁クラッチのアーマチャ
６２：第１電磁クラッチのヨーク
６３：第１電磁クラッチのスライダ
７０：第２電磁クラッチの電磁コイル
７１：第２電磁クラッチのアーマチャ
７２：第２電磁クラッチのヨーク
７３：第２電磁クラッチのスライダ
８０：第１クラッチパック
８１：第２クラッチパック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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