(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
永久磁石と、
非通電時に前記ヨーク側で短絡される磁路を通る前記永久磁石からの磁束が、通電することによって前記アーマチャを経由する磁路を通るように制御可能な切換用電磁コイルとを備えた電磁アクチュエータにおいて、
前記永久磁石の発生する磁束が前記ヨークの一部あるいは全部を通ったあと前記アーマチャを通らずに前記永久磁石に戻るように設置した短絡磁気回路を有し、
前記切換用電磁コイルに通電しない場合は前記永久磁石の発生する磁束は前記短絡磁気回路を通って前記永久磁石へ戻ることにより前記アーマチャを吸引する力を生じず、前記切換用電磁コイルに通電した場合は前記磁束は前記短絡磁気回路を通らずに前記アーマチャを通って前記永久磁石へ戻ることにより前記アーマチャを吸引する力を生じるように構成したことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁アクチュエータにおいて、
前記永久磁石として軸方向に着磁した中空円筒形の永久磁石を前記ヨーク内に配置し、
前記永久磁石の一方の極が前記ヨークに接触し、前記永久磁石の他の極が前記短絡磁気回路に接触し、前記短絡磁気回路の他の部分が前記ヨークに接触し、前記永久磁石と前記ヨークと前記短絡磁気回路とに囲まれた領域に前記切換用電磁コイルを配置したことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁アクチュエータにおいて、
前記永久磁石として半径方向に着磁した円盤状の永久磁石をヨーク内に配置し、前記永久磁石の両極が前記ヨークに接するようにし、前記永久磁石と前記ヨークとに囲まれた領域に、前記切換用電磁コイルを配置したことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の電磁アクチュエータに係わり、特にパワートレインに配置されるクラッチ装置に使用される電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
クラッチ用の電磁アクチュエータでは、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、ヨークとアーマチャ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。ここで、電磁コイルの消費エネルギを低減させたい要求から、永久磁石を磁気回路内に配置させ、永久磁石の発生させる磁束を利用しようとするものがある。例えば、ヨークの中に永久磁石を設置し、クラッチ締結状態の維持に必要な操作力を永久磁石によってまかない、かつ、永久磁石による吸引力と戻しばねのばね力の大きさを工夫し、電磁コイルはクラッチの状態（締結・解放）を切り換える場合にだけ通電すれば良い構造としたクラッチが考案され、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９２９９６号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記クラッチでは、永久磁石による吸引力は「入」か「切」の制御しかできず、（締結・解放）のＯＮ−ＯＦＦ的な作動をするクラッチには適するものの、解放から締結まで連続的に伝達トルクを調整しながら使用するクラッチには適さないものであった。
【０００５】
本発明の目的は、解放から締結まで連続的に伝達トルクを調整が必要な自動車のパワートレインに配置されるクラッチに適用できるように、永久磁石を用いた持続的な操作力発生が可能で、かつ、解放から締結まで連続的に伝達トルクの調整ができる電磁アクチュエータ、また、それを用いたクラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、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、永久磁石と、非通電時に前記ヨーク側で短絡される磁路を通る前記永久磁石からの磁束が、通電することによって前記アーマチャを経由する磁路を通るように制御可能な切換用電磁コイルとを備えた電磁アクチュエータにおいて、前記永久磁石の発生する磁束が前記ヨークの一部あるいは全部を通ったあと前記アーマチャを通らずに前記永久磁石に戻るように設置した短絡磁気回路を有し、前記切換用電磁コイルに通電しない場合は前記永久磁石の発生する磁束は前記短絡磁気回路を通って前記永久磁石へ戻ることにより前記アーマチャを吸引する力を生じず、前記切換用電磁コイルに通電した場合は前記磁束は前記短絡磁気回路を通らずに前記アーマチャを通って前記永久磁石へ戻ることにより前記アーマチャを吸引する力を生じるように構成したことにより達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自動車のパワートレインに用いられる電磁アクチュエータは、常時操作力を発生する必要のある状況においても、主に内蔵した永久磁石による吸引力により操作力を維持することができ、コイルに通電する電力をおさえることが可能となり、省エネルギな装置とすることができる。また、これを用いたパワートレインや自動車の省エネルギ化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図５を用いて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明による電磁アクチュエータの実施例の断面を示したものである。ヨーク２は強磁性体から成り、コの字型の断面をした円環状の形状である。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のコの字型の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。
【００１１】
電磁コイル１に通電すると電磁コイル１の周りに電流に対して右巻きに磁界を発生するので、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は図示しない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、その他の方向には拘束される。またアーマチャ３の運動は図示しない操作対象へと伝えられている。
【００１２】
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。その吸引力を操作対象へと伝えて所定のはたらきをおこなうものである。
【００１３】
ヨーク２内にはさらに円環状で軸方向に着磁した永久磁石４を電磁コイル１の内側に配置し、永久磁石４のＳ極はヨーク２に接触させ、Ｎ極は強磁性体から成る短絡磁気回路５に接触するように配置する。短絡磁気回路５は、永久磁石４に接触しない他方をヨーク２に接触するように配置する。
【００１４】
すなわち、短絡磁気回路５は永久磁石４の一方の磁極であるＮ極とヨーク２とを磁気的に短絡するように設けられている。
【００１５】
ヨーク２と永久磁石４と短絡磁気回路５で囲まれる領域に切換用電磁コイル６を配置する。切換用電磁コイル６も銅線を円環に巻き樹脂でモールドしたものである。ヨーク２内側に配置される永久磁石４と短絡磁気回路５と電磁コイル１と切換用電磁コイル６は、内側Ｃリング７と外側Ｃリング８によって固定されている。
【００１６】
ここで、電磁コイル１、切換用電磁コイル６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の受ける力は、操作対象へと伝えられるとする。
【００１７】
また、本実施例では短絡磁気回路５と円環状の形状で軸方向に着磁した永久磁石４を用いたが、同様の効果が出せれば短絡磁気回路５を省いても良いし、永久磁石４は円盤状や棒状等の形状であっても良い。また、同様の効果が出せれば、永久磁石４と短絡磁気回路５と電磁コイル１と切換用電磁コイル６の配置は別の形態であっても良い。
【００１８】
上記構成のクラッチの動作について以下に説明する。
【００１９】
まず、電磁コイル１、切換用電磁コイル６に通電をしていない場合では、永久磁石４からの磁束は、図２に示すように短絡磁気回路５を通じてヨーク２を通り永久磁石４に戻る経路となる。すなわち、磁束のほとんどはアーマチャ３に関与しない経路を通る。このため、永久磁石４によるアーマチャ３の吸引力はほとんど発生しない状態となる。
【００２０】
ここで、電磁コイル１に電流を流した場合、電流値に応じた磁界が発生し、ヨーク２とアーマチャ３の間に吸引力が発生し、操作対象に力を与えることができる。電磁コイル１に流す電流を減少させると吸引力も減少し、電流の制御によって吸引力の連続的な制御が行える。
【００２１】
一方、切換用電磁コイル６に電流を流した場合を以下に説明する。
【００２２】
切換用電磁コイル６は図２に示した非通電時の永久磁石４による磁界の向きとは逆方向な磁界を発生する方向に電流を印加する。すなわち図３に示すように永久磁石４による右回りの磁界に対して切換用電磁コイル６による磁界は左回りとなるようにする。
【００２３】
切換用電磁コイル６に通電をすると永久磁石４の磁界と干渉し、電流値に応じて干渉結果が変化する。電流の小さい間は図３に示すように永久磁石と切換用電磁コイル６の磁界は打ち消し合うようにはたらく、打消しあった後の差分の磁束がアーマチャ３を吸引する小さな力を生じる。
【００２４】
電流が大きくなると図４に示すように，永久磁石４の磁界と切換用電磁コイル６の磁界がともに左回りとなり増強しあうようになる。このため増強しあった磁束がアーマチャ３を吸引し、大きな力を生じることができるようになる。
【００２５】
図５に横軸に切換用電磁コイル６の電流値、縦軸にアーマチャ３の吸引力をとり、グラフ化したものを示す。図では永久磁石４の有り・無しの両方の結果をプロットしてある。
【００２６】
まず、永久磁石４無しの場合、電流の上昇と共に吸引力は単調に増加する傾向を示す。これに対し永久磁石４の有る場合は、永久磁石４と切換用電磁コイル６が打ち消す合う状態と増強し合う状態が、ある電流値で切り換わり図に示すように途中で吸引力がジャンプアップする傾向を示す。
【００２７】
図５の吸引力の特性からわかるように本実施例では、永久磁石４を配置しているが、切換用電磁コイル６に通電しない状態では永久磁石４による吸引力は発生せずアーマチャ３を非作動とすることができる。または永久磁石４からのほとんどの磁束はアーマチャ３を経由することなく、ヨーク２部で短絡されて永久磁石４に戻るので、ごく一部の磁束がアーマチャ３を経由して永久磁石４に戻る磁路を通ったとしても、アーマチャ３を移動させるほどの吸引力を発生することは無い。
【００２８】
また、切換用電磁コイル６に通電している状態では、永久磁石４による吸引力が切換用電磁コイル６による吸引力にプラスされ、切換用電磁コイル６だけの場合に比べてより大きな力で吸引力を発生することができる。すなわち同じ吸引力に対しては切換用電磁コイル６に必要な電流が小さくて済む。
【００２９】
電磁アクチュエータの作動形態としては、力を発生しない状態から力を発生している状態まで制御する場合、まず、電磁コイル１に通電して電流を調整し、必要な力を発生させる。次に、そのまま力を発生したまま保持する場合は、切換用電磁コイル６に通電し、切換用電磁コイル６に流れる電流が十分に立ち上がってから電磁コイル１の通電を切る。
【００３０】
切換用電磁コイル６は永久磁石４の起磁力を利用してアーマチャを吸引するので、電磁コイル１に比べて小さい電流で力の保持ができる。このようにして、電磁アクチュエータの力の保持は切換用電磁コイル６に流す小さい電流で実行できる。また、切換用電磁コイル６には高い応答性は必要ないので、細い銅線とし巻き数を増やして、さらに消費する電流を低減させても良い。
【００３１】
以上のように、本実施例によれば、電磁アクチュエータの連続的な発生力制御の機能は確保しつつ、電磁アクチュエータを作動状態で保持する際の電磁コイル１の消費電力を低減させることができ、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。
【実施例２】
【００３２】
本発明の他の実施例を図６を用いて説明する。
【００３３】
図６は本発明による電磁アクチュエータの他の実施例の断面を示したものである。ヨーク２や電磁コイル１、アーマチャ３の構成は図１に示す実施例１と同様である。図６に示す本実施例での相違点は、半径方向に着磁した円盤状の永久磁石４をヨーク２の内側および外側の部分に接するように配置したことと、ヨーク２と永久磁石４により囲まれた領域に切換用電磁コイル６を配置したことと、短絡磁気回路５を持たないことである。
【００３４】
上記構成の電磁アクチュエータの動作について以下に説明する。
【００３５】
電磁コイル１による吸引力の発生は実施例１と同様であり、電流の制御によって吸引力の連続的な制御が行える。
【００３６】
また、切換用電磁コイル６に電流を流した場合も実施例１と同様であり、切換用電磁コイル６に通電しない状態では永久磁石４による吸引力は発生せずアーマチャ３を非作動とすることができる。また、切換用電磁コイル６に通電している状態では、永久磁石４による吸引力が切換用電磁コイル６による吸引力にプラスされ、切換用電磁コイル６だけの場合に比べてより大きな力で吸引力を発生することができる。すなわち同じ吸引力に対しては切換用電磁コイル６に必要な電流が小さくて済む。
【００３７】
電磁アクチュエータの作動形態としては、力を発生しない状態から力を発生している状態まで制御する場合、まず、電磁コイル１に通電して電流を調整し、必要な力を発生させる。次に、そのまま力を発生したまま保持する場合は、切換用電磁コイル６に通電し、切換用電磁コイル６に流れる電流が十分に立ち上がってから電磁コイル１の通電を切る。切換用電磁コイル６は永久磁石４の起磁力を利用してアーマチャ３を吸引するので、電磁コイル１に比べて小さい電流で力の保持ができる。このようにして、電磁アクチュエータの力の保持は切換用電磁コイル６に流す小さい電流で実行できる。
【００３８】
以上のように、本実施例によれば、電磁アクチュエータの連続的な発生力制御の機能は確保しつつ、電磁アクチュエータを作動状態で保持する際の電磁コイルの消費電力を低減させることができ、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。また、構成部品数を削減でき、より安価で信頼性の高い電磁アクチュエータを提供することができる。
【実施例３】
【００３９】
本発明に係るクラッチの実施例を図７を用いて説明する。
【００４０】
図７は本発明による電磁アクチュエータ１０を用いたクラッチ機構の実施例の断面を示したものである。電磁アクチュエータ１０の構成は図１に示す実施例１と同様である。
【００４１】
電磁アクチュエータ１０のヨーク２はクラッチケース４１にボルト４２で固定され、アーマチャ３はガイド１１で保持され、プレッシャープレート１２を介してクラッチパック１３を押し付ける力を作用するように配置する。クラッチパック１３は入力軸２１に接続しているクラッチガイド１４と出力軸２２に接続しているクラッチハブ１６の間に配置され、クラッチパック１３によりクラッチガイド１４とクラッチハブ１６、すなわち入力軸２１と出力軸２２の回転方向の締結・解放を制御している。
【００４２】
入力軸２１は入力軸ボールベアリング３１でクラッチケース４１に保持され、オイルシール３３を通して外部へと出ている。クラッチハブ１６はクラッチハブ押さえ１５とクラッチハブボールベアリング３２により保持され、出力軸２２は図示しない他の機構によって保持されている。電磁コイル１、切換用電磁コイル６への電力供給は、図示しないクラッチ制御器によって行われる。
【００４３】
上記構成のクラッチの動作について以下に説明する。
【００４４】
電磁コイル１および切換用電磁コイル６に通電せず、電磁アクチュエータを作動させていない場合は、クラッチパック１３には何も力が作用せず、伝達トルクはゼロの解放状態であり、入力軸２１と出力軸２２はお互いに自由に回転できる状態となっている。
【００４５】
ここで、電磁コイル１に電流を流した場合、電流値に応じた磁界が発生し、ヨーク２とアーマチャ３の間に吸引力が発生し、クラッチパック１３に力を与えることができる。クラッチパック１３は押し付け力に比例した伝達トルクを発生するので電磁コイル１に流す電流の制御で入力軸２１から出力軸２２への伝達トルクを制御できる。例えば、スムーズな伝達トルクの調整により、差回転のある入力軸２１と出力軸２２の回転数合わせを急激な回転数の変動無しに緩やかに行うことができる。
【００４６】
クラッチの締結状態を維持する場合、上記のように電磁コイル１で締結状態にした後、切換用電磁コイル６に通電する。切換用電磁コイル６に流れる電流が十分に立ち上がってから電磁コイル１の通電を切る。この際、切換用電磁コイル６は永久磁石４の起磁力を利用し、少ない消費電力でクラッチ締結に必要な力を保持することができる。
【００４７】
以上のように、本実施例によれば、クラッチ機構の連続的な伝達トルクの調整機能は確保しつつ、クラッチを締結状態で保持する際の消費電力を低減させることができ、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。
【実施例４】
【００４８】
本発明に係る変速機の実施例を図８を用いて説明する。
【００４９】
図８は本発明による電磁アクチュエータ１０を用いたクラッチを持つ自動車の変速機の実施例の断面を示したものである。電磁アクチュエータ１０およびクラッチ機構の構成は図７に示す実施例３と同様である。
【００５０】
変速機は自動車のエンジンの回転を変速してタイヤに伝え、エンジンの動力を走行状態に適した回転数に変換するものであり、入力軸２１はエンジンに接続され、変速機の出力軸５３はタイヤへと接続されている。変速機はエンジンルーム内に設置され、図示しない電子制御機器や操作アクチュエータにより操作される。変速機の変速動作は運転者の意図あるいは、走行状態によって自動的に電子制御機器の指令によって実行される。
【００５１】
変速機には第一軸５１と第二軸５２と出力軸５３を有し、第一軸５１と第二軸５２の間に大きさの異なるギヤ（G1，G2，G3，G4およびM1，M2，M3，M4）が配置されている。それぞれのギヤが各変速段に相当し、本実施例はギヤを４組持つ４速変速機である。ただし、本実施例では自動車を後退させるためのバックギヤを図示していない。また、変速数は４速以上であっても良い。
【００５２】
各ギヤは第二軸５２上では軸に固定されておらず、回転自由に支持されている。各ギヤと第二軸５２を結合させる同期噛み合い機構が２ヶ第二軸５３上に備わっており、第一同期噛み合い機構S1は第一速の第二軸ギヤM1、もしくは、第二速の第二軸ギヤM２を第二軸５２と同期させて結合させる役割をもつ。同様に、第二同期噛み合い機構S２は第三速の第二軸ギヤM３、もしくは、第四速の第二軸ギヤM４を第二軸５３と同期させて結合させる役割をもつ。すなわち、２ヶある同期噛み合い機構を操作することで、第二軸５２上で空転状態にあるギヤの中から使用するギヤを選択して第二軸５２と結合させて所望のギヤで動力を伝える状態を得る。
【００５３】
第二軸５２の回転はさらにファイナルギヤMFとリングギヤAFによって、第三軸に伝えられる。リングギヤに伝えられた回転は、車の左右のタイヤの回転差を調整するデファレンシャルギヤD1を介して図示しない左右のタイヤへと伝えられる。
【００５４】
ここで、電磁アクチュエータ１０はクラッチアッセンブリ４０の操作力を発生し、これを操作する。クラッチアッセンブリには入力軸２１と第一軸５１が接続されており、クラッチが解放状態の場合は、入力軸２１と第一軸５１は切り離されているが、クラッチが締結状態である場合には、入力軸２１と第一軸５１を結合し、同一回転となるように構成してある。
【００５５】
上記構成の変速機の動作について以下に説明する。
【００５６】
停止状態から自動車を走行させようとする場合であり、エンジンを始動し適度な回転に保っているとする。同期噛み合い機構はすべて中立位置にあり、どのギヤも第二軸５２と結合されていない。電磁アクチュエータ１０には通電されておらず、クラッチは解放状態にある。
【００５７】
まず、図示しない操作アクチュエータで第一同期噛み合い機構S1を操作し第一速の第二軸ギヤM1を第二軸５２と結合させる。次に、エンジンの回転を保ちつつ、電磁アクチュエータ１０の電磁コイル１に通電し、クラッチの操作力を徐々に発生させる。電磁アクチュエータ１０の発生する操作力の増大に伴い、クラッチは入力軸２１から第一軸５１へトルクを伝える。トルクは第一速の第一軸ギヤG1から第一速の第二軸ギヤM2へと伝えられ、さらに第二軸５２からファイナルギヤMFとリングギヤAF、デファレンシャルギヤD1を通じて出力軸５３へと伝わり、図示していないタイヤへと伝えられる。タイヤへ伝えられたトルクは車を走行させる駆動力となり、徐々に車速も上昇する。車速が十分に上がった後、電磁コイル１への電流を十分に上げて操作力を増し、クラッチを完全締結させる。この状態でエンジンの発生するトルクはタイヤへと滑り無く伝わり自動車は第一速での走行状態となる。
【００５８】
ここで、このまま自動車を走行させる場合には電磁アクチュエータ１０の操作力を引き続き発生させクラッチを締結させておく必要がある。この場合、電磁アクチュエータ１０は電力を消費しつづけ、その電力はもともとエンジンの動力で発電機を回して得たものであるため、損失となってしまい自動車の燃費を悪化させてしまう。そこで、電磁アクチュエータ１０の切換用電磁コイル６に通電し、電磁アクチュエータ１０内の永久磁石４による操作力が発生するように切り換える。切り換えた後、電磁コイル１に通電していた電流を止める。
【００５９】
切換用電磁コイル６は電磁コイル１に比べて応答性が低くてもかまわないため、省電力で作動できるように細い銅線を多くの数巻いたものとする。このようにして、クラッチを締結状態で維持する場合は切換用電磁コイル６に通電して、永久磁石４の発生する吸引力で操作力を持続させることで、少ない電力とし自動車の燃費を悪化させないようにする。また、さらに省電力とするため、切換用電磁コイル６に通電した状態で発生する操作力はクラッチの操作に必要な力よりも小さいな値とし、エンジンの出力が小さい間のみ対応する形態とし、エンジンの出力が上がった場合にはさらに電磁コイル１に通電して操作力を増して対応する形態も取れる。
【００６０】
走行速度が増し第一速から第二速に変速する場合を以下に説明する。
【００６１】
まず、電磁コイル１に通電し、十分に電流が上がった後、切換用電磁コイル６に通電していた電流を止める。次にエンジンの発生するトルクを調整しつつ電磁コイル１の電流を下げ、ショックが発生しないようにクラッチを解放させる。
【００６２】
クラッチが解放した後、図示しない操作アクチュエータで第一同期噛み合い機構S1を操作し第一速の第二軸ギヤM1を第二軸５２から解放させ、続いて第二速の第二軸ギヤM２を第二軸５２と結合させる。電磁アクチュエータ１０の電磁コイル１に通電し、クラッチの押し付け力を序徐々に発生させて入力軸２１と第一軸５１を結合させる。
【００６３】
十分にクラッチの伝達トルクが上がった後、電磁アクチュエータ１０の切換用電磁コイル６に通電し、電磁アクチュエータ１０内の永久磁石４による操作力が発生するように切り換える。切り換えた後、電磁コイル１に通電していた電流を止める。
【００６４】
このようにして、第二速へと変速し、第二速での走行状態では切換用電磁コイル６に必要な少ない電力のみで走行状態を持続することができる。
【００６５】
以下、第三速、第四速への変速、また、第四速から第三速等の逆方向の変速も同様の手順で実行し、走行状態では、切換用電磁コイル６に必要な少ない電力で走行状態を持続することができる。
【００６６】
以上のように、本実施例によれば、自動車の変速機において、連続的にクラッチを締結させて走行する状態で、電磁アクチュエータ１０の消費する電力を抑えつつ、解放から締結まで連続的に伝達トルクを調整でき、自動車の燃費を改善することができる。
【００６７】
電磁コイル１及び切換用電磁コイル６の通電を制御する制御装置の一実施例を図９を用いて説明する。制御装置は上述のように電磁コイル１及び切換用電磁コイル６の通電を制御するものであれば良く、本実施例の構成に限定されるものではない。
【００６８】
本実施例の制御装置は、コントローラ９１、電磁コイル１に電流を給する電流発生回路９４ａ、電流発生回路９４ａからの通電をオンオフするスイッチ回路９２ａ、電磁コイル１に流れる電流の大きさを検出する電流検出回路９３ａ、切換用電磁コイル６に電流を給する電流発生回路９４ｂ、電流発生回路９４ｂからの通電をオンオフするスイッチ回路９２ｂ、切換用電磁コイル６に流れる電流の大きさを検出する電流検出回路９３ｂ等から構成されている。
【００６９】
例えば運転者の操作に基づく指令（駆動信号）がコントローラ９１に入力されると、コントローラ９１はスイッチ回路９２ａをオンすると共に、所望の吸引力が得られるように電流発生回路９４ａに時間と共に変化する電流値を指令する。このとき、例えば自動クラッチではクラッチをコントロールする電子制御機器からの指令によって電磁アクチュエータ１０を駆動することになり、この電子制御機器はコントローラ９１であっても良いし、コントローラ９１とは別のコントローラであっても良い。電流発生回路９４ａは指令されたパターンの電流を発生して電磁コイル１に供給する。このとき電磁コイル１に供給される電流値を電流検出回路９３ａで検出するなどして、電磁コイル１によってアーマチャ３がヨーク２に吸引移動させられたかどうかをコントローラ９１で判断するとよい。
【００７０】
アーマチャ３がヨーク２に吸引移動させられたことが検出された場合或いはそれ以前から切換用電磁コイル６への通電を開始する。この通電は、コントローラ９１からの指令でスイッチ回路９２ｂがオンされ電流発生回路９４ｂから切換用電磁コイル６に電流が供給される。本実施例では、電流発生回路９４ｂとして所定の電圧を常に発生する電源を用い、この電源からの通電をスイッチ回路９２ｂでオンオフするようにしているが、電流発生回路９４ｂから切換用電磁コイル６に供給される電流が所望のパターンで変化するように電流発生回路９４ｂを制御してもよい。アーマチャ３がヨーク２に吸引移動させられたこと（例えば図９で電流が所定の電流値Ｉに達したこと）が検出され、さらに切換用電磁コイル６に流れる電流が十分に立ち上がったことが電流検出回路９３ｂで検出される電流値に基づいてコントローラ９１で判断されると、コントローラ９１は電磁コイル１への通電を切るべく、スイッチ回路９２ａに指令を出しスイッチ回路９２ａをオフする。
【００７１】
電磁コイル１への通電がオフされた後は、切換用電磁コイル６が永久磁石４の起磁力を利用してアーマチャ３を吸引するようにして、電磁コイル１に比べて小さい電流でアーマチャ３をヨーク２側に吸引した状態を保持する。すなわち、アーマチャ３をヨーク２側に吸引した状態では、切換用電磁コイル６からの磁束と永久磁石４からの磁束とがアーマチャ３に対して同方向に発生している。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の電磁アクチュエータの一実施例の断面を示した図である。
【図２】本発明の電磁アクチュエータの非通電時の磁束の向きを示した図である。
【図３】本発明の電磁アクチュエータの切換用電磁コイルへ小電流通電時の磁束の向きを示した図である。
【図４】本発明の電磁アクチュエータの切換用電磁コイルへ大電流通電時の磁束の向きを示した図である。
【図５】本発明による電磁アクチュエータの吸引力と切換用電磁コイルの電流の関係の一例を示した図である。
【図６】本発明の電磁アクチュエータの他の実施例の断面を示した図である。
【図７】本発明の電磁アクチュエータを有するクラッチ機構の実施例の断面を示した図である。
【図８】本発明の電磁アクチュエータを有するクラッチを持つ自動車の変速機の実施例の断面を示した図である。
【図９】電磁コイル１及び切換用電磁コイル６の通電を制御する制御装置の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…電磁コイル、２…ヨーク、３…アーマチャ、４…永久磁石、５…短絡磁気回路，６…切換用電磁コイル、７…内側Ｃリング、８…外側Ｃリング、１０…電磁アクチュエータ、１１…ガイド、１２…プレッシャープレート、１３…クラッチパック、１４…クラッチガイド、１５…クラッチハブ押さえ、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、３３…オイルシール、４０…クラッチアッセンブリ、５１…第一軸、５２…第二軸、５３…出力軸、G1…第一速の第一軸ギヤ、G２…第二速の第一軸ギヤ、G３…第三速の第一軸ギヤ、G４…第四速の第一軸ギヤ、M1…第一速の第二軸ギヤ、M２…第二速の第二軸ギヤ、M３…第三速の第二軸ギヤ、M４…第４速の第二軸ギヤ、MF…ファイナルギヤ、AF…リングギヤ、D1…デファレンシャルギヤ。
【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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【図８】
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【図９】
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