(57)【要約】【課題】押圧体に対する相対位置を適正化することのできる押圧装置を提供する。【解決手段】直線的に前後動作するアクチュエータに連結されている保持体に、所定の対象物に当接して該対象物を押圧する押圧体が前後動可能に保持されるとともに、前記保持体が前進して前記押圧体が前記対象物によって相対的に押し戻された場合に前記押圧体の前記保持体に対する相対的な後退移動を規制する一体化機構が設けられ、さらに前記保持体が後退移動した場合に前記押圧体を前記保持体に対して相対的に前進方向に押圧する推進機構が設けられた押圧装置において、前記押圧体を前記対象物に当接させて相対的に後退移動させた前記保持体が前記対象物から離隔する方向に後退した場合に、前記推進機構による前記押圧体の前進方向への移動を規制する規制手段を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2009115303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線的に前後動作するアクチュエータに連結されている保持体に、所定の対象物に当接して該対象物を押圧する押圧体が前後動可能に保持されるとともに、前記保持体が前進して前記押圧体が前記対象物によって相対的に押し戻された場合に前記押圧体の前記保持体に対する相対的な後退移動を規制する一体化機構が設けられ、さらに前記保持体が後退移動した場合に前記押圧体を前記保持体に対して相対的に前進方向に押圧する推進機構が設けられた押圧装置において、
前記押圧体を前記対象物に当接させて相対的に後退移動させた前記保持体が前記対象物から離隔する方向に後退した場合に、前記推進機構による前記押圧体の前進方向への移動を規制する規制手段を備えていることを特徴とする押圧装置。
【請求項２】
前記保持体と前記押圧体との間に磁場中で粘度が増大する磁性流体が流出入可能に充填され、
前記規制手段は、前記磁性流体に磁界を与えてその流動を規制することにより、前記押圧体が前記保持体に対して相対的に前進移動することに伴う前記磁性流体の流出入を阻止する手段を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の押圧装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、電磁コイルと、該電磁コイルに磁気吸引されかつ前記保持体と一体化されたアーマチュアとを有し、
前記磁性流体の圧力と前記電磁コイルへの通電電流量とに基づいて前記電磁コイルと前記アーマチュアとの間隔を推定するギャップ推定手段を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の押圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クラッチにおける摩擦板などの所定の対象物を押圧する押圧装置に関し、特にアクチュエータが動作することによって対象物を実際に押圧する押圧体の先端位置を調整する機構を備えた押圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁石を使ってアーマチュアを吸引することにより摩擦板を接触させるように構成された装置が知られている。その一例が特許文献１に記載されており、この特許文献１に記載された電磁摩擦クラッチは、電磁石のエアギャップを自動調整することを目的とするものであり、電磁石によってアーマチュアをリターンスプリングに抗して吸引することにより摩擦クラッチを締結させるように構成され、さらにその電磁石についてのエアギャップを広げる方向への電磁石の移動を許容し、これとは反対の方向への移動を阻止する回転駒が設けられている。
【０００３】
また従来、電磁クラッチの締結力発生のための磁性流体を設けることも行われており、その例が特許文献２に記載されている。その電磁クラッチは、入力継手部材と出力継手部材とを対向させて配置するとともに、それらの継手部材の間に磁性反応媒体を充填し、その磁性反応媒体を磁場を掛けて粘性剪断力を増大させることにより、入力継手部材と出力継手部材との間でトルク伝達するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３２８３５号公報
【特許文献２】特開２００２−３６８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
摩擦板などの対象物を押圧する場合、電磁石およびアーマチュアからなるアクチュエータ、あるいは流体圧シリンダやボールネジなどからなるアクチュエータと、対象物との距離（間隔）は設計の上では所定の値に決められているが、組み付け誤差や摩耗などが原因で、設計上の値とは異なる場合がある。上述した特許文献１に記載された装置は、そのように誤差を自動的に調整して、エアギャップを目標値に収めるように構成されている。しかしながら、特許文献１に記載された装置は、調整方向が一方向であるから、当初は前記距離が短いことによりストロークを小さくするように調整し、その後に前記距離が拡大する場合には、適切な調整を行うことができない場合がある。
【０００６】
その例を摩擦板を例に採って説明すると、未使用の摩擦板は、圧縮変形を生じておらず、また摩耗も生じていないことにより、全体としての厚さが設計上定めた基準厚さより厚くなっている場合があり、その場合には、摩擦板を押圧する部材と摩擦板の間隔が短く、その押圧部材のストロークは短くなるように調整される。これに対して摩擦板が摩耗したり、圧縮荷重を受けて薄くなった場合には、全体として厚さが薄くなるので、押圧部材の必要ストロークが長くなる。したがって、押圧部材のストロークの調整は、長短の両方向に行う必要があるが、特許文献１の発明では、エアギャップが増大する方向に自動調整するようになっているので、摩擦板の摩耗が進行した場合などにおける調整を行うことができない。
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、対象物に直接当接して押圧する部材のストロークを長短両方向に調整して適正化することができ、かつ調整したストロークを維持することのできる押圧装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、直線的に前後動作するアクチュエータに連結されている保持体に、所定の対象物に当接して該対象物を押圧する押圧体が前後動可能に保持されるとともに、前記保持体が前進して前記押圧体が前記対象物によって相対的に押し戻された場合に前記押圧体の前記保持体に対する相対的な後退移動を規制する一体化機構が設けられ、さらに前記保持体が後退移動した場合に前記押圧体を前記保持体に対して相対的に前進方向に押圧する推進機構が設けられた押圧装置において、前記押圧体を前記対象物に当接させて相対的に後退移動させた前記保持体が前記対象物から離隔する方向に後退した場合に、前記推進機構による前記押圧体の前進方向への移動を規制する規制手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、前記保持体と前記押圧体との間に磁場中で粘度が増大する磁性流体が流出入可能に充填され、前記規制手段は、前記磁性流体に磁界を与えてその流動を規制することにより、前記押圧体が前記保持体に対して相対的に前進移動することに伴う前記磁性流体の流出入を阻止する手段を含むことを特徴とする押圧装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、前記アクチュエータは、電磁コイルと、該電磁コイルに磁気吸引されかつ前記保持体と一体化されたアーマチュアとを有し、前記磁性流体の圧力と前記電磁コイルへの通電電流量とに基づいて前記電磁コイルと前記アーマチュアとの間隔を推定するギャップ推定手段を更に備えていることを特徴とする押圧装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、保持体がアクチュエータによって前進させられると、これに保持されている押圧体も同様に前進する。そして、押圧体が対象物に接触すると、その前進が止められるために、押圧体が保持体に対して相対的に後退する。このようにして保持体が所定量前進すると、すなわちアクチュエータの動作量が所定量に達すると、一体化機構が動作して押圧体が保持体に対して一体化されるので、アクチュエータによる推力が保持体を介して押圧体に作用し、前記対象物が押圧される。また、保持体がリターンスプリングやアクチュエータなどの所定の手段によって後退移動させられると、保持体と共に押圧体が後退移動して、前記対象物の押圧が解除される。その後退の過程で一体化機構による保持体と押圧体との一体化を解除しておくことにより、押圧体が推進機構によって保持体に対して相対的に前進させられる。すなわち、前記対象物によって相対的に押し戻された押圧体が、その押し戻しを復元するように、保持体に対して相対的に前進する方向に押圧される。その際に、規制手段が作用して、押圧体の相対的な前進移動が規制される。すなわち、押圧体が対象物に当接して相対的に後退移動させられることによるストローク調整量が維持される。したがって、その後のアクチュエータによるストローク量は、上記の調整工程を経ずに維持されるので、アクチュエータの実質的なストローク量を少なくすることができ、またそれに伴って前記対象物の押圧応答性が良好となる。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、規制手段は磁性流体に磁界を与えてその流動を規制することにより、磁性流体の流出入を阻止する手段を含むので、制御性が向上するとともに、全体としての構成を簡素化することができる。
【００１３】
さらに、請求項３の発明によれば、磁性流体の圧力と電磁コイルへの通電電流量とに基づいて前記電磁コイルとアーマチュアとの間隔を推定するギャップ推定手段を更に備えているので、押圧体の対象物に対する応答性が向上するとともに電磁コイルへの通電電流量が少なくてすむので省電力化を図ることが可能となる。そして、エアギャップを磁性流体の圧力と電磁コイルの指令値からのギャップ推定手段で行うことができるためコストを抑制することが可能となり、また精度の良い制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明を実施する最良の形態について説明する。図１には、電磁クラッチ機構にこの発明を適用した第１の実施例を示してある。ここに示す第１の実施例における電磁クラッチ機構１は電磁石２とこれに吸引される保持体である磁性体（以下、仮にアーマチュアと記す）３とによって推力を発生するように構成されている。その電磁石２は、全体として環状を成しかつ周辺部分の断面が、軸線方向に開いたコ字状を成すヨーク４と、通電することにより磁界を発生する電磁コイル（以下、仮にメインコイルと記す）５とを備えている。そのメインコイル５はヨーク４の内部にはめ込まれた状態になっている。
【００１５】
アーマチュア３は、ヨーク４に対向するリング状の平板部６と、その平板部６の外周端に一体化させられているシリンダ部７とを備えている。そのシリンダ部７は、内筒部７ａとそれより大径の外筒部７ｂとを備え、全体として環状を成し、かつ周辺部分が中空形状を成している。
【００１６】
このシリンダ部７は、ヨーク４の外周側の少なくとも一部を被うように配置されており、その先端部に薄板状のリテーナ８が取り付けられている。このリテーナ８に対向する他のリテーナ９が、電磁石２を保持している所定の固定部１０に固定されている。そして、これらのリテーナ８，９の間にリターンスプリング１１が配置されている。このリターンスプリング１１は、アーマチュア３が電磁石２によって吸引されて前進した場合に圧縮され、電磁石２による吸引力（アーマチュア３の推力）がなくなった場合にアーマチュア３を元の初期位置に押し戻す弾性力を発生するように構成されている。
【００１７】
前記シリンダ部７の内部で軸線方向でのほぼ中央部に電磁石１２が固定されている。この電磁石１２は、前記内筒部７ａの外周面に固定したベースリング１２ａと、その外周側に嵌合させた電磁コイル（以下、仮にサブコイルと記す）１２ｂと、そのサブコイル１２ｂを被うフレーム部材１２ｃとを備えている。なお、ベースリング１２ａとサブコイル１２ｂおよびフレーム部材１２ｃとの間には僅かな隙間が空いていて、この隙間が後述する磁性流体もしくは磁気粘性流体のための流路を形成している。
【００１８】
上記のシリンダ部７の内部で前記電磁石１２を挟んだ一方（図１の右側）には、押圧体に相当する第１ピストン１３が液密状態を維持して前後動するように嵌め込まれている。それに伴って電磁石１２と第１ピストン１３との間に第１ピストン室１４が形成されている。また、上記のシリンダ部７の内部で前記電磁石１２を挟んだ他方（図１の左側）には、第２ピストン１５が液密状態を維持して前後動するように嵌め込まれている。それに伴って電磁石１２と第２ピストン１５との間に第２ピストン室１６が形成されている。
【００１９】
第１ピストン１３は、シリンダ部７の内部に嵌合する部分から軸線方向に延び出ている部分を備え、そのいわゆる延出部分が、クラッチ機構１７を構成している所定の対象物である摩擦板１８に接近して対向している。この摩擦板１８は、ケーシング１９の内周面にスプライン嵌合されたブレーキプレートと、ブレーキドラム２０の外周面にスプライン嵌合されかつブレーキプレートに対して交互に配置されたブレーキディスクとを含み、第１ピストン１３によって厚さ方向（軸線方向）に押圧されることにより互いに摩擦接触してトルクを伝達するように構成されている。図１に示す例では、遊星歯車機構２１のサンギヤ２２にブレーキドラム２０が一体化され、そのサンギヤ２２を選択的に制動するように構成されている。
【００２０】
また、第２ピストン１５は、シリンダ部７の内部に嵌合する部分から軸線方向（図１における左方向）に延び出ている部分を備え、そのいわゆる延出部分が、ケーシング１９に取り付けられているストッパー２３に当接するように構成されている。このストッパー２３は、この発明における推進機構に相当し、第２ピストン１５をシリンダ部７の内部に押し戻すためのものであり、したがって第２ピストン１５に前記延出部分を形成する替わりに、第２ピストン１５に向けて突出した部分をストッパー２３に設けてもよい。
【００２１】
そして、上記の各ピストン室１４，１６の内部に、前記サブコイル１２ｂと共にこの発明における一体化機構を構成する磁性流体もしくは磁気粘性流体（以下、仮にこれらを磁性流体と記す）２４が封入されている。この磁性流体２４は、従来知られているものであり、磁気を印加することにより、あるいは磁場中でその流動性が低下し、もしくは固化する流体である。
【００２２】
そして、前記各コイル５，１２ｂに対する通電を制御するための電子制御装置ＥＣＵが設けられている。この電子制御装置ＥＣＵは、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび記憶しているデータならびにプログラムに基づいて演算を行い、その演算結果に応じて前記各コイル５，１２ｂに対する電流を制御する指示信号を出力するように構成されている。なお、この電子制御装置ＥＣＵには、アーマチュア３のストローク量を検出するセンサ（図示せず）から検出信号や、各コイル５，１２ｂの電流値、各ピストン室１４，１６の圧力を検出するセンサ（図示せず）からの検出信号などが入力されている。
【００２３】
つぎに上述した装置の作用について説明する。図１に示す状態は、メインコイル５がオフ状態であって押圧作用を行っていない状態であり、アーマチュア３はリターンスプリング１１によって、各ピストン１３，１５と共に後退側の初期位置に押し戻されている。この状態では、サブコイル１２ｂもオフ状態となっており、したがって磁性流体２４は磁気が印加されていないことにより流動性を保持している。また、第２ピストン１５がストッパー２３に当接して第２ピストン室１６内に相対的に押し込まれている。そのため、第２ピストン室１６の容積が小さくなっているので、磁性流体２４の多くは第１ピストン室１４の内部に移動している。したがって、第１ピストン室１４の容積が大きく、あるいはその内部の磁性流体２４の量が多いことにより、第１ピストン１３がアーマチュア３から相対的に大きく突出した状態となっている。
【００２４】
この状態でクラッチ機構１７の係合開始の判断が成立して係合指示が出力されると、図２のフローチャートに示すように、先ず、メインコイル５の電流が制御させられる（ステップＳ１）。その結果、メインコイル５による磁力によってアーマチュア３が吸引され、軸線方向の推力が発生する。そして、磁性流体２４への印加を低下させて流動させるためにサブコイル１２ｂの電流を低下させる（ステップＳ２）。そして、平板部６およびシリンダ部７が一体となって押圧体である第１ピストン（以下、単にピストンと記す）１３と共に移動する。このとき、磁性流体２４の固化が低減されて流動的になるのでピストン１３が移動しやすくなっている。そして、このピストン１３が摩擦板１８に当接する（ステップＳ３）。この接触によりピストン１３が停止して磁性流体２４が第１ピストン室１４から第２ピストン室１６へ流れる。
【００２５】
ここで、あらかじめストロークセンサ等によりエアギャップが所定値になったことが判定される（ステップＳ４）。エアギャップが目的とする所定値になった時点にサブコイル１２ｂに通電して電流を増大させて磁性流体２４を固化させる（ステップＳ５）。その結果、ピストン１３とアーマチュア３とが一体化される（ステップＳ６）。ピストン１３とアーマチュア３とを一体にした後、メインコイル５の電流が制御させられる（ステップＳ７）。そして、摩擦板押し圧が決定される（ステップＳ８）。
【００２６】
次に、図３のフローチャートに示すように、クラッチ機構１７の解放の判断が成立して、クラッチ解放指示が出力されると（ステップＳ９）、先ず、メインコイル５の電流制御が開始させられる（ステップＳ１０）。具体的には、メインコイル５の電流を低下させてサブコイル１２ｂの電流の通電を維持する（ステップＳ１１）。その結果、リターンスプリング１１の弾性力がメインコイル５の吸引力より勝った時点に、ピストン１３がアーマチュア３と一体のまま後退移動する（ステップＳ１２）。
【００２７】
アーマチュア３が後退移動すると、これと一体のシリンダ部７のいわゆる後端部に保持させてある第２ピストン１５が推進機構であるストッパー２３に当接する。その時点では、サブコイル１２ｂの通電量が所定値に維持されているので、磁性流体２４の流動が阻止されており、したがって第２ピストン１５とシリンダ部７とが一体化されていて、第２ピストン１５がストッパー２３に当接することにより、シリンダ部７およびこれと一体のアーマチュア３の後退移動が阻止され、その全体が停止する（ステップＳ１３）。したがって、維持されているサブコイル１２ｂの電流値は、リターンスプリング１１の弾性力で磁性流体２４が流動しない程度に磁性流体２４を固化させる程度の電流値であり、設計上あるいは実験的に予め決められた電流値である。これにより、クラッチパッククリアランスを維持しつつ、クラッチ係合時のストローク量を低減できるため応答性の向上が可能となる。また、ピストン１３の移動量を低減することができるためピストン１３と摩擦板１８との接触後の磁性流体２４の移動流量も低減されるのでより少ない電力で固化することができ、これにより省電力化が可能となる。
【００２８】
このように、アーマチュア３がメインコイル５から離隔する方向に後退移動するとしても、第１ピストン１３の突出量を上記のようにして調整し、それに伴って第２ピストン１５が後端側に突出し、その突出量の増大分、アーマチュア３の後退量が少なくなる。したがって、メインコイル５に再度通電してアーマチュア３を急進する場合、エアギャップが初期の寸法より短くなっているので、メインコイル５の電流量を初期の電流量より少なくしても、従前と同様の吸引力を生じさせることができる。その結果、メインコイル５でのジュール損が少なくなってエネルギ効率が向上するとともに、発熱に伴う磁性流体２４の温度変化が小さくなるため第１ピストン室１４内における磁性流体の熱膨張を抑制することができる。
【００２９】
図４（ａ）〜（ｄ）は、クラッチ締結時（ａ）、クラッチ解放時（ｂ）、サブコイル非制御時（ｃ）、クラッチ係合時（ｄ）のそれぞれの状態を示す概略断面図である。同図（ａ）において、クラッチ締結時は、サブコイル１２ｂに通電されている状態であり、これによりクラッチに推力がかかっている。つまりピストン１３が摩擦板１８を押圧している。同図（ｂ）において、クラッチ解放時は、サブコイル１２ｂの電流が設定値の状態であり、これによりピストン１３が図面右方向に移動しているものの、このときのエアギャップ２５は小さくなっている。同図（ｃ）において、サブコイル１２ｂが非制御時の状態であり、これにより前記クラッチ解放時のときよりもエアギャップ２５は大きくなっている。同図（ｄ）において、クラッチ係合時は、サブコイル１２ｂが通電されるので、ピストン１３は図面左方向に移動して摩擦板１８を押圧する。
【００３０】
次に、第２の実施例について図５を用いて説明する。図５に示すように第２の実施例は前記第１の実施例で示したメインコイル５に相当する部分が回転駆動部である電動モータ２６およびボールネジ２７で構成されている。そのため、電動モータ２６およびボールネジ２７以外の部分については前記第１の実施例と同じであるのでその部分については説明を省略する。先ず、固定子２８と回転子２９とで構成される電動モータ２６は、その回転子２９が回転軸周りに回転するように構成されている。そして、この回転子２９の回転運動をボールネジ（減速部）２７によって直線運動に変換されている。このボールネジ２７による直線運動によりピストン３０を摩擦板３１に押圧することが可能となり、このピストン３０を摩擦板３１に押圧する際にサブコイル３２への電流を調節することによってその押圧の調整をおこなっている。ここで使用する電動モータ２６は、相対的に小型のものであり、その消費電力も少なくてよい。
【００３１】
この状態でクラッチ機構の係合開始の判断が成立して係合指令が出力されると、図６のフローチャートに示すように、先ず、電動モータ２６が回転する（ステップＳ１４）。この電動モータ２６の回転によりボールネジ２７に推進力が加わる（ステップＳ１５）。このボールネジ２７の推進力によってピストン３０が軸線方向に移動する（ステップＳ１６）。そして、ピストン３０と摩擦板３１とが接触したか否かが判断される（ステップＳ１７）。このときピストン３０と摩擦板３１とが接触したことを検出する検出手段を設けている。この検出手段はピストン３０と摩擦板３１とが接触したことを、たとえばピストン室３３内の磁性流体の油圧の上昇で判断する。これはピストン室３３の押し圧抵抗が増加するために判断できる。また、電動モータ２６の電流値で判断できる。これは電動モータ２６のモータトルクがアップするために電流値が増加するために判断することができる。
【００３２】
このようにピストン３０と摩擦板３１とが接触してピストン３０が停止し、その後サブコイル３２に通電してピストン３０が摩擦板３１への押圧制御することを図７に示してある。図７は、ピストン室３３内の磁性流体の流体油圧とピストン３０の運動との関係を示すタイムチャートである。このピストン３０と摩擦板３１とが接触したか否かが判断され、その判断結果が否定的であれば、電動モータ２６の回転制御するステップＳ１４に戻り、肯定的であれば、次のステップである電動モータ２６停止指示へ移る（ステップＳ１８）。そして、電動モータ２６が停止した後にサブコイル３２に通電される（ステップＳ１９）。このサブコイル３２の通電によりピストン室３３内の磁性流体を固化させることによりボールネジ２７とピストン３０が一体となって移動する（ステップＳ２０）。その後、電動モータ２６のトルク制御を行う（ステップＳ２１）。そして、摩擦板押し圧が決定される（ステップＳ２２）。
【００３３】
次に、図８のフローチャートに示すように、クラッチ解放の判断が成立して、クラッチ解放指示が出力されると（ステップＳ２３）、先ず、電動モータ２６のトルクが制御させられる（ステップＳ２４）。その後サブコイル３２の電流が低下させられる（ステップＳ２５）。そして、電動モータ２６が回転する（ステップＳ２６）。電動モータ２６が回転することによりボールネジ２７で推進力が発生し、具体的にはピストンを後退させる方向の推力が発生する（ステップＳ２７）。このボールネジ２７の推進によりピストン３０が移動する（ステップＳ２８）。ピストン３０の移動によりストッパ３４がピストン３０と接触したか否かが判断される（ステップＳ２９）。このステップＳ２９で否定的に判断された場合には、電動モータ２６の回転制御を指示するステップＳ２６に戻り、肯定的であれば、次のステップである電動モータ２６停止指示へ移る（ステップＳ３０）。そして、電動モータ２６停止指示へ移った場合にボールネジ２７とピストン３０が相対的に移動をする（ステップＳ３１）。このボールネジ２７とピストン３０の相対的な移動により電動モータ２６とボールネジ２７およびピストン３０がそれぞれ停止する（ステップＳ３２）。
【００３４】
次に、第３の実施例について図９を用いて説明する。第３の実施例は前記第１の実施例とほぼ同じ構成であるため、その構成についての部分においては説明を省略し、同じ符号とする。そして、図１０のフローチャートを用いて説明する。図１０のフローチャートに示すように、クラッチ係合開始の判断が成立して係合指令が出力されると、先ず、サブコイル１２ｂの電流を上昇させておく（ステップＳ３３）。ここでサブコイル１２ｂの電流を上昇させておくことで、磁性流体２４への磁場を増大させて固化させる。次に、メインコイル５の電流が制御させられる（ステップＳ３４）。その結果、メインコイル５による磁力によってアーマチュア３が吸引され、軸線方向の推力が発生する。この推力によりピストン１３と摩擦板１８が接触する（ステップＳ３５）。ピストン１３と摩擦板１８が接触した時点の磁性流体２４の油圧を検出し、またメインコイル５への指示電流を読み込む（ステップＳ３６）。このピストン１３と摩擦板１８が接触したときの押し付け力は、次の式から求められる。
【００３５】
ＰＡ−ｋｘ＝｛（ＮＩ）２・Ｓ・１０７・（μ０）２｝／｛８・π・δ（ｘ）２｝
【００３６】
上記の式は、Ｐは検出する磁性流体への油圧であり、Ａはピストン１３の面積であり、ｋはスプリング１１のバネ定数であり、ｘはピストン１３が移動する距離であるストロークであり、Ｎはメインコイル５の巻き数であり、Ｉはメインコイル５に通電する電流量であり、Ｓはアーマチュア３の作用面積であり、μは磁性流体の透磁率であり、δ（ｘ）は算出するエアギャップである。
【００３７】
この式からメインコイル５への電流Ｉと磁性流体への油圧Ｐからメインコイル５とアーマチュア３との間隔であるエアギャップδ（ｘ）を予測（推定）することができる（ステップＳ３７）。このエアギャップδ（ｘ）の検出手段としてストロークセンサ等を使用せず磁性流体への油圧Ｐとメインコイルへの電流Ｉの指令値からの推定で行うことができ、それによってコストを抑制することが可能となった。そして、磁性流体２４の油圧Ｐおよびメインコイル５の指示電流からエアギャップを推定することで精度のよいピストン１３とアーマチュア３の吸引力を引き出すことが可能となる。これによりピストン１３がアーマチュア３に対して相対移動をしたり、サブコイル１２ｂの電流制御をする必要性がないために応答性がよく、しかも複雑な制御系を必要としない。そして、エアギャップδ（ｘ）の推定によりメインコイル５への電流を制御することができる（ステップＳ３８）。このメインコイル５への電流を制御することで摩擦板１８への押し圧が決定される（ステップＳ３９）。
【００３８】
そして、クラッチの係合が終了する（ステップＳ４０）。クラッチ係合終了後はサブコイル１２ｂへの電流を下げる（ステップＳ４１）ことでエアギャップδ（ｘ）を調整（減少）することができる。このエアギャップδ（ｘ）を調整することで、メインコイル５の電流を小さくすることができる。そのため、メインコイルへの電流が少なくてすむために消費電力を低減できる。これによりピストン１３とアーマチュア３が移動する（ステップＳ４２）。ここで、サブコイル１２ｂへの電流を下げてピストン１３とアーマチュア３が移動することによりエアギャップδ（ｘ）を小さくすることができる。そして、このピストン１３とアーマチュア３の移動に伴いサブコイル１２ｂへの電流を上昇させてピストン１３とアーマチュア３を停止させる（ステップＳ４３）。そのときエアギャップδ（ｘ）を所定値に維持される（ステップＳ４４）。
【００３９】
次に、サブコイルの一部に永久磁石を用いた例について図１１（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図１１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれクラッチの係合の状態を示す概略断面図である。同図（ａ）は、クラッチ締結時の状態を示していて、サブコイル３５に永久磁石と同一磁界方向への通電量を低減している。そして、この状態でエアギャップが大きい方から小さい方へと変化して所定値となった後サブコイル３５への通電を上昇させる。このとき、クラッチに推力が働く。つまり、ピストン３６が摩擦板３７を押圧する。
【００４０】
同図（ｂ）は、クラッチ解放時の状態を示していて、サブコイル３５への通電を止めている。このとき、サブコイル３５の周りに封じ込められている磁性流体は永久磁石のみの磁界で固化されている。このため、ピストン３６が図面右方向に移動されている。
【００４１】
同図（ｃ）は、クラッチ係合時の状態を示していて、サブコイル３５が永久磁石と同一磁界方向となるように通電されている。このため、前記磁性流体は永久磁石とサブコイル３５との磁界により固化されている。そして、ピストン３６は図面左方向に移動して摩擦板３７を押圧している。また、永久磁石の磁界によってクラッチが係合状態にあるとき、その永久磁石の磁界と反対の磁界をサブコイル３５で掛けることによりクラッチを解放の状態にすることができる。
【００４２】
なお、上述したステップＳ１３あるいはステップＳ３０の機能的手段がこの発明の規制手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】電磁クラッチ機構にこの発明を適用した第１の実施例を示す図である。
【図２】クラッチ機構の係合開始の判断が成立して係合指示が出力された場合のフローチャートである。
【図３】クラッチ機構の解放の判断が成立した場合のフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はクラッチ係合時のそれぞれの状態を示す概略断面図である。
【図５】第２の実施例を示す概略断面図である。
【図６】クラッチ機構の係合開始の判断が成立して係合指令が出力された場合のフローチャートである。
【図７】ピストン室内の磁性流体の流体油圧とピストンの運動との関係を示す図である。
【図８】クラッチ機構の解放の判断が成立した場合のフローチャートである。
【図９】電磁クラッチ機構にこの発明を適用した第３の実施例を示した概略断面図である。
【図１０】クラッチ係合開始の判断が成立して係合指令が出力された場合のフローチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれクラッチの係合時の状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…クラッチ機構、  ２…電磁石、  ３…アーマチュア、  ４…ヨーク、  ５…メインコイル、  ７…シリンダ部、  １１…リターンスプリング、  １２…電磁石、  １２ａ…ベースリング、  １２ｂ…サブコイル、  １３…第１ピストン、  １４…第１ピストン室、  １５…第２ピストン、  １６…第２ピストン室、  １７…クラッチ機構、  １８…摩擦板、  ２３…ストッパー、  ２４…磁性流体、  ＥＵＣ…電子制御装置。
【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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【図１０】
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【図１１】
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