(57)【要約】【課題】大型化および複雑化を抑制するとともに、消費電力の増大あるいは効率の低下を抑制することのできる電磁式押圧装置を提供する。【解決手段】電磁石１０２と磁性部材１０３との相対距離が変位する際の移動力を基に押圧力を発生する推力機構と、推力機構に対する相対移動が可能で、前記押圧力を被押圧部材１２０に伝達する押圧部材１１１と、磁性流体１２６に印可する磁気を制御して前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、磁性流体１２６は、推力機構と押圧部材１１１との間の第１充填室１１２と、第１流路１１５で第１充填室１１２に連通された第２充填室１１４とに充填され、磁性部材１０３は、電磁石１０２で発生する磁束を、磁束密度および磁気抵抗が異なる磁路１２７，１２８に分岐し、第１流路１１５は、いずれかの磁路が通過する第２流路１１８を含んでいる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、
前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記推力機構とは別の所定の部材と前記推力機構との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通する第１流路とにそれぞれ充填されていて、
前記磁性部材は、前記電磁石に通電した際に発生する磁束が通過する磁路を、磁束密度および磁気抵抗が異なる複数の磁路に分岐するとともに、
前記第１流路は、前記複数の磁路のうちのいずれかが通過する第２流路を含んでいることを特徴とする電磁式押圧装置。
【請求項２】
前記第２流路を通過する磁路は、前記複数の磁路のうち相対的に磁束密度が大きくかつ磁気抵抗が大きい磁路であることを特徴とする請求項１に記載の電磁式押圧装置。
【請求項３】
電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、
前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記第１副電磁石と前記推力機構との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、
前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、
前記押圧部材が前記押圧力を前記被押圧部材に伝達している状態で、前記推力機構の前記押圧力の押圧方向と反対側への後退移動を規制する押圧力保持手段を備えている
ことを特徴とする電磁式押圧装置。
【請求項４】
前記磁性流体は、前記磁性部材と前記推力機構との間に固定された第２副電磁石と前記推力機構との間に形成された第３充填室と、前記第２副電磁石と前記磁性部材との間に形成された第４充填室と、それら第３充填室と第４充填室とを連通するとともに前記第２副電磁石の内部に形成された第２流路とにそれぞれ充填されていて、
前記押圧力保持手段は、前記第２副電磁石で前記第２流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記後退移動を規制する手段を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の電磁式押圧装置。
【請求項５】
電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、
前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記第１副電磁石と前記推力機構との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、
前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、
前記押圧部材が前記押圧力を前記被押圧部材に伝達している状態で、前記推力機構の前記押圧力の押圧方向と反対側への後退移動を規制する押圧力保持手段と、
前記第１副電磁石により前記第１流路に磁気が印加された場合に、前記第１流路を閉塞もしくは狭窄させる流路制限手段と
を備えていることを特徴とする電磁式押圧装置。
【請求項６】
前記磁性流体は、前記磁性部材と前記推力機構との間に固定された第２副電磁石と前記推力機構との間に形成された第３充填室と、前記第２副電磁石と前記磁性部材との間に形成された第４充填室と、それら第３充填室と第４充填室とを連通するとともに前記第２副電磁石の内部に形成された第２流路とにそれぞれ充填されていて、
前記押圧力保持手段は、前記第２副電磁石で前記第２流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記後退移動を規制する手段を含み、
前記流路制限手段は、前記第２副電磁石により前記第２流路に磁気が印加された場合に、前記第２流路を閉塞もしくは狭窄させる手段を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の電磁式押圧装置。
【請求項７】
前記流路制限手段は、前記第１流路または前記第２流路内に設けられた磁性を有しかつ膨張・収縮自在な磁性弾性体により構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の電磁式押圧装置。
【請求項８】
電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、
前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記推力機構とは別の所定の部材と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記所定の部材との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、
前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、
前記第１充填室内の磁性流体が前記推力機構側からの力を受ける第１受圧部の受圧面積が、前記第１充填室内の磁性流体が前記押圧部材側からの力を受ける第２受圧部の受圧面積よりも小さい
ことを特徴とする電磁式押圧装置。
【請求項９】
電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、
前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記推力機構とは別の所定の部材と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記所定の部材との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、
前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、
前記第１充填室内の磁性流体が前記推力機構側からの力を受ける第１受圧部の受圧面積が、前記第１充填室内の磁性流体が前記押圧部材側からの力を受ける第２受圧部の受圧面積よりも小さく、
前記推力機構が前記被押圧部材側へ移動する際に前記推力機構の移動を徐々に規制して前記押圧部材と被押圧部材との当接を緩衝する緩衝手段を備えている
ことを特徴とする電磁式押圧装置。
【請求項１０】
前記緩衝手段は、前記推力機構と前記第１受圧部との間に設けられた第２副電磁石と、前記第２副電磁石の内部に形成されて前記磁性流体が充填されるとともに、前記推力機構の移動と連動して容積が変化する第３充填室と、前記第１充填室と前記第３充填室とを連通させて前記磁性流体の流通を可能にする第２流路とから構成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の電磁式押圧装置。
【請求項１１】
前記第３充填室は、前記推力機構と前記押圧部材との間の距離が短くなるほど容積が少なくなるように形成され、
前記第２副電磁石は、該第２副電磁石に通電されて磁力を発生している場合に、前記推力機構と前記押圧部材との間の距離が短くなるほど前記磁力が大きくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の電磁式押圧装置。
【請求項１２】
電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、
前記推力機構と前記押圧部材との間に設けられるとともに、前記磁性流体に印加する磁気の大小に応じて前記推力機構と前記押圧部材とを選択的に固定する係合機構を備え、
前記磁性流体は、前記推力機構と前記係合機構との間に設けられた第１副電磁石の内部に形成された第１充填室に充填されていて、
前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石への通電を低下もしくは停止することにより前記係合機構で前記推力機構と前記押圧部材とを固定して前記相対移動を規制する
ことを特徴とする電磁式押圧装置。
【請求項１３】
前記押圧部材と所定の固定部材との間に固定された第２副電磁石と、
前記押圧部材と所定の固定部材との間に形成されかつ前記第２副電磁石の内部に形成された流路で互いに連通されかつ前記磁性流体が充填されるとともに、前記押圧部材の移動と連動して容積がそれぞれ変化する第２および第３充填室と、
前記第２副電磁石で前記流路内の磁性流体に印加する磁気を制御することにより前記押圧部材の前記被押圧部材に対する相対移動および押圧状態を制御する押圧制御手段と
を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の電磁式押圧装置。
【請求項１４】
電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対位置を回転変位させ、その相対位置が回転変位する際の回転力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、
前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記第１副電磁石と前記推力機構との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、
前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、
前記押圧部材が前記押圧力を前記被押圧部材に伝達している状態で、前記推力機構の前記押圧力の押圧方向と反対側への後退移動を規制する押圧力保持手段を備えている
ことを特徴とする電磁式押圧装置。
【請求項１５】
前記推力機構は、回転運動を直線運動に変換するボールねじにより該推力機構に入力される回転力を基に前記押圧力を発生する機構を含み、
前記押圧力保持手段は、前記ボールねじの回転を停止することにより前記後退移動を規制する手段を含む
ことを特徴とする請求項１４に記載の電磁式押圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁力を利用したアクチュエータで発生させた推力により、例えば多板式のクラッチやブレーキの摩擦板を押圧する装置に適用できる電磁式押圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧あるいは電磁力を利用したアクチュエータやボールねじなどの回転力を推力に変換する機構を利用したアクチュエータなどの各種のアクチュエータが知られている。例えば特許文献１には、電磁石をアクチュエータとして利用した電磁摩擦クラッチに関する発明が記載されている。この電磁摩擦クラッチは、電磁石で発生させた磁気力によってアーマチュアを吸引し、その推力を摩擦板に作用させて各摩擦板を接触させるように構成されている。したがって、その推力に応じた係合力すなわちトルク容量が設定される。しかしながら、その推力あるいはクラッチの締結力は、磁束密度によって変化し、その磁束密度がエアギャップによって変化するので、この特許文献１に記載された発明では、磁束密度を算出することにより、電磁石に通電する電流値をフィードバック制御するように構成している。その結果、エアギャップが変化しても締結力を適切に制御できる、とされている。
【０００３】
すなわち、この特許文献１の発明は、アーマチュアのストローク量が摩擦板の摩耗やアーマチュアの位置のバラツキなどに起因して異なっている場合に、電流を変化させて推力もしくは締結力を所定値に維持するものである。これに対して、特許文献２には、エアギャップを自動調整するために電磁石の位置を変化させるようにした電磁摩擦クラッチに関する発明が記載されている。この特許文献２に記載された発明は、電磁石に対するアーマチュアの相対的なストローク量を一定に維持するために、本来固定されている電磁石を移動させるように構成したものである。
【０００４】
また、特許文献３には、電磁ブレーキの応答性を向上させるために、ハウジングとアーマチュア部材との間に押圧部材の押圧方向、すなわち多板ブレーキ機構のブレーキプレートとブレーキディスクとを当接させる方向に、アーマチュア部材を付勢する弾性手段を設けた電磁ブレーキに関する発明が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２７８８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２３２８３５号公報
【特許文献３】特開２００４−５２９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載された装置は、エアギャップが大きくなっていて磁束密度が低下している場合、すなわち締結力が小さい場合には、電流値を大きくし、また反対にエアギャップが小さくなっていて磁束密度が増大している場合には、電流値を下げることになる。したがって、例えば摩擦板の摩耗が進行していないなどのために、電磁石とアーマチュアとの間隔が広い場合には、電磁石に流す電流を多くする必要があるので、電磁石が大型化する可能性があり、また消費電力が増大する可能性がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載された装置では、電磁石を移動させるためのスペースを確保する必要があるうえに、電磁石を移動させ、また選択的に固定する機能を備えた機構を設ける必要があるので、構成が複雑化し、また装置の全体としての構成が大型化する可能性がある。
【０００８】
そして、特許文献３に記載された装置は、電磁ブレーキの非作動時であっても、弾性手段によりアーマチュア部材が多板ブレーキ機構を係合する方向に付勢されているため、多板ブレーキ機構のブレーキプレートとブレーキディスクとの摩擦面同士が常に押し付けられる構成となっている。すなわち、ブレーキプレートとブレーキディスクとの摩擦面同士が、電磁ブレーキの作動・非作動にかかわらず常に弾性手段で押し付けられている。そのため、電磁ブレーキの非作動状態における引き摺り損失の増大、ひいてはブレーキプレートおよびブレーキディスクの摩擦面の発熱や焼損を誘発する可能性がある。
【０００９】
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、装置の大型化および複雑化を抑制するとともに、消費電力の増大あるいは効率の低下を抑制することのできる電磁式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】
【００１０】
上記の目標を達成するために、請求項１の発明は、電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記推力機構とは別の所定の部材と前記推力機構との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通する第１流路とにそれぞれ充填されていて、前記磁性部材は、前記電磁石に通電した際に発生する磁束が通過する磁路を、磁束密度および磁気抵抗が異なる複数の磁路に分岐するとともに、前記第１流路は、前記複数の磁路のうちのいずれかが通過する第２流路を含んでいることを特徴とする装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第２流路を通過する磁路が、前記複数の磁路のうち相対的に磁束密度が大きくかつ磁気抵抗が大きい磁路であることを特徴とする装置である。
【００１２】
また、請求項３の発明は、電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記第１副電磁石と前記推力機構との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、前記押圧部材が前記押圧力を前記被押圧部材に伝達している状態で、前記推力機構の前記押圧力の押圧方向と反対側への後退移動を規制する押圧力保持手段を備えていることを特徴とする装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記磁性流体が、前記磁性部材と前記推力機構との間に固定された第２副電磁石と前記推力機構との間に形成された第３充填室と、前記第２副電磁石と前記磁性部材との間に形成された第４充填室と、それら第３充填室と第４充填室とを連通するとともに前記第２副電磁石の内部に形成された第２流路とにそれぞれ充填されていて、前記押圧力保持手段が、前記第２副電磁石で前記第２流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記後退移動を規制する手段を含むことを特徴とする装置である。
【００１４】
また、請求項５の発明は、電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記第１副電磁石と前記推力機構との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、前記押圧部材が前記押圧力を前記被押圧部材に伝達している状態で、前記推力機構の前記押圧力の押圧方向と反対側への後退移動を規制する押圧力保持手段と、前記第１副電磁石により前記第１流路に磁気が印加された場合に、前記第１流路を閉塞もしくは狭窄させる流路制限手段とを備えていることを特徴とする装置である。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記磁性流体が、前記磁性部材と前記推力機構との間に固定された第２副電磁石と前記推力機構との間に形成された第３充填室と、前記第２副電磁石と前記磁性部材との間に形成された第４充填室と、それら第３充填室と第４充填室とを連通するとともに前記第２副電磁石の内部に形成された第２流路とにそれぞれ充填されていて、前記押圧力保持手段が、前記第２副電磁石で前記第２流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記後退移動を規制する手段を含み、前記流路制限手段は、前記第２副電磁石により前記第２流路に磁気が印加された場合に、前記第２流路を閉塞もしくは狭窄させる手段を含むことを特徴とする装置である。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項５または６の発明において、前記流路制限手段が、前記第１流路または前記第２流路内に設けられた磁性を有しかつ膨張・収縮自在な磁性弾性体により構成されていることを特徴とする装置である。
【００１７】
また、請求項８の発明は、電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記推力機構とは別の所定の部材と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記所定の部材との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、前記第１充填室内の磁性流体が前記推力機構側からの力を受ける第１受圧部の受圧面積が、前記第１充填室内の磁性流体が前記押圧部材側からの力を受ける第２受圧部の受圧面積よりも小さいことを特徴とする装置である。
【００１８】
また、請求項９の発明は、電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記推力機構とは別の所定の部材と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記所定の部材との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、前記第１充填室内の磁性流体が前記推力機構側からの力を受ける第１受圧部の受圧面積が、前記第１充填室内の磁性流体が前記押圧部材側からの力を受ける第２受圧部の受圧面積よりも小さく、前記推力機構が前記被押圧部材側へ移動する際に前記推力機構の移動を徐々に規制して前記押圧部材と被押圧部材との当接を緩衝する緩衝手段を備えていることを特徴とする装置である。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記緩衝手段が、前記推力機構と前記第１受圧部との間に設けられた第２副電磁石と、前記第２副電磁石の内部に形成されて前記磁性流体が充填されるとともに、前記推力機構の移動と連動して容積が変化する第３充填室と、前記第１充填室と前記第３充填室とを連通させて前記磁性流体の流通を可能にする第２流路とから構成されていることを特徴とする装置である。
【００２０】
請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記第３充填室が、前記推力機構と前記押圧部材との間の距離が短くなるほど容積が少なくなるように形成され、前記第２副電磁石が、該第２副電磁石に通電されて磁力を発生している場合に、前記推力機構と前記押圧部材との間の距離が短くなるほど前記磁力が大きくなるように形成されていることを特徴とする装置である。
【００２１】
また、請求項１２の発明は、電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対距離もしくは相対位置を変位させ、その相対距離もしくは相対位置が変位する際の移動力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、前記推力機構と前記押圧部材との間に設けられるとともに、前記磁性流体に印加する磁気の大小に応じて前記推力機構と前記押圧部材とを選択的に固定する係合機構を備え、前記磁性流体は、前記推力機構と前記係合機構との間に設けられた第１副電磁石の内部に形成された第１充填室に充填されていて、前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石への通電を低下もしくは停止することにより前記係合機構で前記推力機構と前記押圧部材とを固定して前記相対移動を規制することを特徴とする装置である。
【００２２】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、前記押圧部材と所定の固定部材との間に固定された第２副電磁石と、前記押圧部材と所定の固定部材との間に形成されかつ前記第２副電磁石の内部に形成された流路で互いに連通されかつ前記磁性流体が充填されるとともに、前記押圧部材の移動と連動して容積がそれぞれ変化する第２および第３充填室と、前記第２副電磁石で前記流路内の磁性流体に印加する磁気を制御することにより前記押圧部材の前記被押圧部材に対する相対移動および押圧状態を制御する押圧制御手段とを備えていることを特徴とする装置である。
【００２３】
そして、請求項１４の発明は、電磁石で発生する磁力を利用してその電磁石とそれに近設させた磁性部材との間の相対位置を回転変位させ、その相対位置が回転変位する際の回転力を基に被押圧部材に向けた押圧力を発生する推力機構と、前記推力機構に対する相対移動が可能でかつその相対移動が選択的に規制されるとともに、該相対移動が規制された状態で前記被押圧部材に当接させられることにより前記押圧力を前記被押圧部材に伝達する押圧部材と、前記推力機構と前記押圧部材との間に介在させた磁性流体に印可する磁気を調整して前記磁性流体の流動性を制御することにより前記相対移動を規制する相対移動規制手段とを備えた電磁式押圧装置において、前記磁性流体は、前記推力機構と前記押圧部材との間に固定された第１副電磁石と前記押圧部材との間に形成された第１充填室と、前記第１副電磁石と前記推力機構との間に形成された第２充填室と、それら第１充填室と第２充填室とを連通するとともに前記第１副電磁石の内部に形成された第１流路とにそれぞれ充填されていて、前記相対移動規制手段は、前記第１副電磁石で前記第１流路内の磁性流体に磁気を印加することにより前記相対移動を規制するとともに、前記押圧部材が前記押圧力を前記被押圧部材に伝達している状態で、前記推力機構の前記押圧力の押圧方向と反対側への後退移動を規制する押圧力保持手段を備えていることを特徴とする装置である。
【００２４】
請求項１５の発明は、請求項１４の発明において、前記推力機構が、回転運動を直線運動に変換するボールねじにより該推力機構に入力される回転力を基に前記押圧力を発生する機構を含み、前記押圧力保持手段が、前記ボールねじの回転を停止することにより前記後退移動を規制する手段を含むことを特徴とする装置である。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１の発明によれば、推力機構と押圧部材とが相対的に移動可能であるから、それらの間に介在させる、すなわち第１充填室内に介在させる磁性流体の量に応じて両者の相対位置、言い換えれば、推力機構に対する押圧部材の伸長量を変化させることができる。したがって、押圧部材をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を各充填室内の磁性流体の量で調整でき、それに伴って磁性部材の変位量もしくは推力機構のストローク量を一定に維持した状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００２６】
また、第１充填室内の磁性流体の量は、第１充填室と第２充填室とを連通する第１流路における磁性流体の流動を規制して、磁性流体を第１充填室内に封止することにより設定される。その第１流路における磁性流体の流動の規制は、第１流路が磁性部材内の内部を迂回する部分に形成された第２流路を、磁性部材内のいずれかの磁路を通って磁束が通過することにより第２流路内の磁性流体に磁気が印加され、その結果、第２流路内の磁性流体が固化し、もしくは流動性が低下させられることによって行われる。そのため、専用のストロークセンサや位置センサ、あるいは磁性流体に磁気を印可する専用の電磁石などを設けることなく、押圧部材をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を第１充填室内の充填材の量で調整できる。そして、それに伴って磁性部材の変位量もしくは推力機構のストローク量を一定に維持した状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００２７】
さらに、請求項２の発明によれば、上記の請求項１の発明による作用・効果に加えて、電磁石に通電され、電磁石と磁性部材とに磁界が発生する場合に、磁性部材に形成される複数の磁路のうち相対的に磁束密度が大きくかつ磁気抵抗が大きい磁路が、流路内を第１流路内の磁性流体が流通する第２流路を通過する。したがって、電磁石に通電されると、電磁石と磁性部材とに作用する磁束は、先ず、磁性部材の複数の磁路のうち相対的に磁束密度が小さくかつ磁気抵抗が小さい磁路を通って磁界を形成する。その際、磁性部材に吸引力が作用して磁性部材が変位し、それに伴って推力機構で押圧力が発生する。そして、相対的に磁束密度が小さくかつ磁気抵抗が小さい磁路が磁気飽和した後に、磁性部材の複数の磁路のうち相対的に磁束密度が大きくかつ磁気抵抗が大きい磁路、すなわち第２流路を通過している磁路を磁束が通過するようになって、第２流路内の磁性流体の流動が規制される。すなわち第１充填室内の磁性流体の移動が規制されて、推力機構と押圧部材との相対移動が規制される。そのため、電磁石の通電量や磁性部材での各磁路の磁束密度および磁気抵抗などを適宜に調整して設定することにより、専用のストロークセンサや位置センサ、あるいは磁性流体に磁気を印可する専用の電磁石などを設けることなく、電磁石と磁性部材との間のいわゆるエアギャップ、および推力機構に対する押圧部材の相対位置を容易に設定することができる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、推力機構と押圧部材とが相対的に移動可能であるから、それらの間に介在させる、すなわち第１および第２充填室内に介在させる磁性流体の量に応じて両者の相対位置、言い換えれば、推力機構に対する押圧部材の伸長量を変化させることができる。したがって、押圧部材をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を各充填室内の磁性流体の量で調整でき、それに伴って磁性部材の変位量もしくは推力機構のストローク量を一定に維持した状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００２９】
また、推力機構を移動させることに伴って押圧部材が被押圧部材に当接すると、その反力によって押圧部材が推力機構側に押される。その場合に磁性流体が流動状態に設定されていると、これが第１充填室から押し出されて押圧部材が推力機構に対して接近する。すなわち、押圧部材のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、第１副電磁石によって第１流路内の磁性流体に磁気を印可してその流動性を低下させ、磁性流体を第１充填室に封止した状態に維持することにより、推力機構による推力を被押圧部材に作用させることができる。したがって、押圧部材と被押圧部材との当接位置が変化した場合であっても、押圧部材のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００３０】
そして、押圧部材で被押圧部材を押圧している状態、すなわち推力機構の推力を押圧部材を介して被押圧部材に伝達している状態では、押圧力保持手段によって推力機構の後退方向、すなわち推力機構の推力による押圧力の押圧方向と反対方向への移動が規制される。そのため、磁性部材を吸引していた電磁石への通電を停止しても、推力機構の後退移動を規制して押圧部材による押圧状態を維持することができ、その結果、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【００３１】
さらに、請求項４の発明によれば、上記の請求項３の発明による作用・効果に加えて、磁性部材が前進すると第４充填室の磁性流体が第３充填室に移動して推力機構を押圧する。その推力機構は、電磁石に吸引される磁性部材と同様に動作し、したがって押圧部材がストローク位置を調整された状態で押圧作用を行う。その状態で、第２副電磁石によって第２流路内の磁性流体に磁気を印可し、その流動を阻止すると、推力機構と磁性部材との間の充填室、すなわち第３および第４充填室に磁性流体が封入され、推力機構を押圧した状態が維持される。そのため、磁性部材を吸引していた電磁石への通電を停止しても、推力機構の後退移動を規制して押圧部材による押圧状態を維持することができ、その結果、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【００３２】
請求項５の発明によれば、推力機構と押圧部材とが相対的に移動可能であるから、それらの間に介在させる、すなわち第１および第２充填室内に介在させる磁性流体の量に応じて両者の相対位置、言い換えれば、推力機構に対する押圧部材の伸長量を変化させることができる。したがって、押圧部材をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を各充填室内の磁性流体の量で調整でき、それに伴って磁性部材の変位量もしくは推力機構のストローク量を一定に維持した状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００３３】
また、推力機構を移動させることに伴って押圧部材が被押圧部材に当接すると、その反力によって押圧部材が推力機構側に押される。その場合に磁性流体が流動状態に設定されていると、これが第１充填室から押し出されて押圧部材が推力機構に対して接近する。すなわち、押圧部材のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、第１副電磁石によって第１流路内の磁性流体に磁気を印可してその流動性を低下させ、磁性流体を第１充填室に封止した状態に維持することにより、推力機構による推力を被押圧部材に作用させることができる。したがって、押圧部材と被押圧部材との当接位置が変化した場合であっても、押圧部材のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００３４】
さらに、押圧部材で被押圧部材を押圧している状態、すなわち推力機構の推力を押圧部材を介して被押圧部材に伝達している状態では、押圧力保持手段によって推力機構の後退方向、すなわち推力機構の推力による押圧力の押圧方向と反対方向への移動が規制される。そのため、磁性部材を吸引していた電磁石への通電を停止しても、推力機構の後退移動を規制して押圧部材による押圧状態を維持することができ、その結果、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【００３５】
そして、第１副電磁石で第１流路に磁気を印加する場合、第１流路内に設けられた流路制限手段により第１流路が閉塞もしくは狭窄される。その結果、第１充填室の磁性流体を封止した状態にするために第１流路内で磁気が印可される磁性流体が少なくなり、そのために第１副電磁石への通電量が少なくて済む。その結果、推力機構と押圧部材との相対移動を規制するための電力の消費を削減することができる。
【００３６】
さらに、請求項６の発明によれば、上記の請求項５の発明による作用・効果に加えて、磁性部材が前進すると第４充填室の磁性流体が第３充填室に移動して推力機構を押圧する。その推力機構は、電磁石に吸引される磁性部材と同様に動作し、したがって押圧部材がストローク位置を調整された状態で押圧作用を行う。その状態で第２副電磁石によって第２流路内の磁性流体に磁気を印可し、その流動を阻止すると、推力機構と磁性部材との間の充填室、すなわち第３および第４充填室に磁性流体が封入され、推力機構を押圧した状態が維持される。そのため、磁性部材を吸引していた電磁石への通電を停止しても、推力機構の後退移動を規制して押圧部材による押圧状態を維持することができ、その結果、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【００３７】
また、第２副電磁石で第２流路に磁気を印加する場合、第２流路内に設けられた流路制限手段により第２流路が閉塞もしくは狭窄される。その結果、第３充填室の磁性流体を封止した状態にするために第２流路内で磁気が印可される磁性流体が少なくなり、そのために第２副電磁石への通電量が少なくて済む。その結果、推力機構の後退移動を規制するための電力の消費を削減することができる。
【００３８】
さらに、請求項７の発明によれば、上記の請求項５または６の発明による作用・効果に加えて、例えばスポンジ状で膨張・収縮自在な弾性部材の内部に、上記のような磁性流体を含浸させた磁性と弾性とを有する磁性弾性部材によって流路制限手段が構成される。そのため、その磁性弾性部材を第１流路あるいは第２流路内に配置することにより、流路に磁気が印加された場合にその磁性弾性部材を膨張させて、容易に流路を閉塞もしくは狭窄させることができる。
【００３９】
請求項８の発明によれば、推力機構と押圧部材とが相対的に移動可能であるから、それらの間に介在させる、すなわち第１充填室内に介在させる磁性流体の量に応じて両者の相対位置、言い換えれば、推力機構に対する押圧部材の伸長量を変化させることができる。したがって、押圧部材をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を各充填室内の磁性流体の量で調整でき、それに伴って磁性部材の変位量もしくは推力機構のストローク量を一定に維持した状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００４０】
また、推力機構を移動させることに伴って押圧部材が被押圧部材に当接すると、その反力によって押圧部材が推力機構側に押される。その場合に磁性流体が流動状態に設定されていると、これが第１充填室から第２充填室に押し出されて押圧部材が推力機構に対して接近する。すなわち、押圧部材のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、第１副電磁石によって第１流路内の磁性流体に磁気を印可してその流動性を低下させ、磁性流体を第１充填室に封止した状態に維持することにより、推力機構による推力を被押圧部材に作用させることができる。したがって、押圧部材と被押圧部材との当接位置が変化した場合であっても、押圧部材のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００４１】
そして、第１充填室において、磁性流体が推力機構からの推力を受ける第１受圧部の受圧面積が、磁性流体が押圧部材を押圧する第２受圧部よりも小さくなっている。そのため、押圧部材で被押圧部材を押圧する場合、すなわち第１充填室内の磁性流体が推力機構からの推力に押され、その力が押圧部材に伝達されて被押圧部材を押圧する場合に、押圧部材で被押圧部材を押圧する押圧力に対して、推力機構で発生する押圧力が小さくて済み、その結果、電磁石を小型化して装置全体の体格の小型化を図ることができる。
【００４２】
請求項９の発明によれば、推力機構と押圧部材とが相対的に移動可能であるから、それらの間に介在させる、すなわち第１充填室内に介在させる磁性流体の量に応じて両者の相対位置、言い換えれば、推力機構に対する押圧部材の伸長量を変化させることができる。したがって、押圧部材をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を各充填室内の磁性流体の量で調整でき、それに伴って磁性部材の変位量もしくは推力機構のストローク量を一定に維持した状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００４３】
また、推力機構を移動させることに伴って押圧部材が被押圧部材に当接すると、その反力によって押圧部材が推力機構側に押される。その場合に磁性流体が流動状態に設定されていると、これが第１充填室から第２充填室に押し出されて押圧部材が推力機構に対して接近する。すなわち、押圧部材のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、第１副電磁石によって第１流路内の磁性流体に磁気を印可してその流動性を低下させ、磁性流体を第１充填室に封止した状態に維持することにより、推力機構による推力を被押圧部材に作用させることができる。したがって、押圧部材と被押圧部材との当接位置が変化した場合であっても、押圧部材のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００４４】
また、第１充填室において、磁性流体が推力機構からの推力を受ける第１受圧部の受圧面積が、磁性流体が押圧部材を押圧する第２受圧部よりも小さくなっている。そのため、押圧部材で被押圧部材を押圧する場合、すなわち第１充填室内の磁性流体が推力機構からの推力に押され、その力が押圧部材に伝達されて被押圧部材を押圧する場合に、押圧部材で被押圧部材を押圧する押圧力に対して、推力機構で発生する押圧力が小さくて済み、その結果、電磁石を小型化して装置全体の体格の小型化を図ることができる。
【００４５】
そして、押圧部材が磁性流体を介して推力機構に押されて押圧部材と被押圧部材とが当接する場合、推力機構の移動が抑制され、その移動が徐々に規制される。そのため、押圧部材と被押圧部材とが当接する際の衝撃を緩衝することができ、例えば押圧部材が急激に移動して被押圧部材に衝突し、ショックが生じてしまうような事態を防止もしくは抑制することができる。
【００４６】
さらに、請求項１０の発明によれば、上記の請求項９の発明による作用・効果に加えて、推力機構と第１充填室の受圧部との間に、内部に第３充填室が形成された第２副電磁石が設けられ、その第３充填室が、室内に磁性流体が充填されるとともに推力機構の移動と連動して容積が変化するように形成されている。そのため、推力機構が移動する際の位置に応じて第３充填室内の磁性流体への磁気の印加状態を変化させて、磁性流体の流動性を変化させることができ、複雑な制御を行うことなく、推力機構の移動を抑制し、もしくはその移動を徐々に規制することができる。
【００４７】
さらに、請求項１１の発明によれば、上記の請求項１０の発明による作用・効果に加えて、第２副電磁石に通電され、かつ推力機構が磁性流体を介して押圧部材を押圧する場合、推力機構が押圧部材に近づくにつれて、すなわち推力機構が押圧部材側に移動することにより押圧部材が第３充填室および第１充填室の磁性流体に押されて被押圧部材に近づくにつれて、第３充填室の容積が小さくなるとともに、第２副電磁石で発生する磁力が大きくなる。したがって、押圧部材が被押圧部材に近づくにつれて第３充填室の磁性流体の流動性が低下させられる。そのため、複雑な制御を行うことなく、推力機構の移動を抑制し、もしくはその移動を徐々に規制することができる。
【００４８】
請求項１２の発明によれば、推力機構と押圧部材とが相対的に移動可能であるから、両者の相対位置、言い換えれば、推力機構に対する押圧部材の伸長量を変化させることができる。したがって、押圧部材をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を推力機構と押圧部材との相対位置を変化させることにより調整でき、それに伴って推力機構のストローク量を一定に維持した状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００４９】
また、推力機構を移動させることに伴って押圧部材が被押圧部材に当接すると、その反力によって押圧部材が推力機構側に押され、押圧部材が推力機構に対して接近する。すなわち、押圧部材のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、第１副電磁石による第１充填室の磁性流体に対する磁気の印可を停止すること、すなわち第１副電磁石への通電を停止することにより、係合機構を係合させて推力機構と押圧部材との相対移動を規制した状態に維持し、推力機構による推力を被押圧部材に作用させることができる。したがって、押圧部材と被押圧部材との当接位置が変化した場合であっても、押圧部材のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で被押圧部材を押圧することができる。さらに、推力機構と押圧部材との相対移動は、第１副電磁石への通電を停止することにより規制される。そのため、第１副電磁石への通電を停止した状態で押圧部材による押圧状態を維持することができ、その結果、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【００５０】
さらに、請求項１３の発明によれば、上記の請求項１２の発明による作用・効果に加えて、押圧部材が推力機構と共に移動させられ、押圧部材と被押圧部材とが当接する場合、押圧部材の移動と連動して容積が変化する第２充填室と第３充填室との間の磁性流体の流動状態を制御することにより、すなわち、第２副電磁石による第２充填室と第３充填室との間の流路への磁気の印加状態を制御することにより、言い換えると、第２副電磁石への通電量を制御することにより、押圧部材の移動状態および押圧部材と被押圧部材との当接状態を制御することができる。そのため、例えば押圧部材と被押圧部材とが当接する際に、第２副電磁石に通電して第２充填室と第３充填室との間の磁性流体の流動を抑制しておくことにより、押圧部材と被押圧部材とが当接する際の衝撃を緩衝することができる。あるいは、推力機構と押圧部材との相対移動が規制され、押圧部材で被押圧部材を押圧する場合、すなわち推力機構からの推力が押圧部材に伝達されて被押圧部材を押圧する場合に、第２副電磁石へ所定の電流が通電されて押圧部材の移動が規制されていた状態から、第２副電磁石への通電を低下させることにより、押圧部材の移動を解除して押圧部材で被押圧部材を押圧することができる。
【００５１】
請求項１４の発明によれば、推力機構と押圧部材とが相対的に移動可能であるから、それらの間に介在させる、すなわち第１および第２充填室内に介在させる磁性流体の量に応じて両者の相対位置、言い換えれば、推力機構に対する押圧部材の伸長量を変化させることができる。したがって、押圧部材をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を各充填室内の磁性流体の量で調整でき、それに伴って磁性部材の変位量もしくは推力機構のストローク量を一定に維持した状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００５２】
また、推力機構を移動させることに伴って押圧部材が被押圧部材に当接すると、その反力によって押圧部材が推力機構側に押される。その場合に磁性流体が流動状態に設定されていると、これが第１充填室から押し出されて押圧部材が推力機構に対して接近する。すなわち、押圧部材のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、第１副電磁石によって第１流路内の磁性流体に磁気を印可してその流動性を低下させ、磁性流体を第１充填室に封止した状態に維持することにより、推力機構による推力を被押圧部材に作用させることができる。したがって、押圧部材と被押圧部材との当接位置が変化した場合であっても、押圧部材のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で被押圧部材を押圧することができる。
【００５３】
そして、押圧部材で被押圧部材を押圧している状態、すなわち推力機構の推力を押圧部材を介して被押圧部材に伝達している状態では、押圧力保持手段によって推力機構の後退方向、すなわち推力機構の推力による押圧力の押圧方向と反対方向への移動が規制される。そのため、押圧部材による押圧状態を確実に維持することができる。
【００５４】
さらに、請求項１５の発明によれば、上記の請求項１４の発明による作用・効果に加えて、推力機構が、例えば電動モータとその電動モータの回転運動を軸線方向を前後動する直線運動に変換するボールねじとから構成される。そのため、電動モータへの通電量を制御することにより、推力機構の移動を制御すること、すなわち推力機構の移動速度および推力機構の軸線方向における移動位置を制御することができる。また、推力機構と押圧部材との相対移動を規制して押圧部材で被押圧部材を押圧している状態で、電動モータへの通電を停止することにより、推力機構の後退移動を規制して押圧部材による押圧状態を維持することができる。そのため、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。この発明の電磁式押圧装置は、アクチュエータが発生する推力を押圧部材に伝達し、この押圧部材によって摩擦板などの所定の対象物すなわち被押圧部材を押圧するように構成され、そのアクチュエータのストローク量もしくは範囲を一定に維持し、また押圧部材のストローク位置を被押圧部材の状態に応じて調整して、被押圧部材を押圧するように構成されている。その調整および推力の伝達のために、アクチュエータと押圧部材との間に、磁性流体が封入されている。
【００５６】
アクチュエータは、推力を発生できる構成のものであり、この発明では、電磁力を利用した電磁アクチュエータや、電動モータの回転力をリンク機構やボールねじ等により推力に変換する機構などを使用して前後動作させる推進機構を採用することができる。このうち、電磁アクチュエータは、コイルに流す電流と発生する推力との関係が、コイルもしくはこれと一体のヨークとアーマチュアとの間のエアギャップによって変化するので、そのエアギャップを所定値もしくは所定範囲に維持するためには、この発明の電磁式押圧装置が有効である。また、電動モータとボールねじとを利用したアクチュエータは、電動モータのコイルに流す電流を制御することにより、推進機構の移動位置および動作速度を容易に制御することができる。
【００５７】
また、押圧部材は、被押圧部材に直接当接して被押圧部材に押圧力を加える部材であり、アクチュエータの可動部とは相対移動可能に配置されている。そして、アクチュエータの可動部の推力を押圧部材に伝達するため、あるいは押圧部材とアクチュエータとの相対移動を許容もしくは規制するための磁性流体は、磁気が印加されていない通常の状態では、所定の流動性を有していて、磁気が印加された状態では、その流動性が低下し、もしくは固化するものである。したがって、この発明で用いられる磁性流体は、例えば磁性流体に印可する磁気を制御するために設けられる副電磁石によってその流動性を低下させ、もしくは実質的に固化させてその流動を阻止することになる。
【００５８】
（第１の実施例）
図１には、電磁クラッチ機構もしくは電磁ブレーキ機構にこの発明を適用した第１の実施例を示してある。ここに示す例におけるアクチュエータ１０１は、電磁石１０２とこれに吸引されるアーマチュア１０３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１０２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（図１の左右方向）に開いたコ字状を成すヨーク１０４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）１０５とを備えている。そのメインコイル１０５はヨーク１０４の内部に嵌め込まれた状態になっている。
【００５９】
アーマチュア１０３は、ヨーク１０４に対向するリング状の平板部１０６と、その平板部１０６の外周端に一体化させられているシリンダ部１０７とを備えている。このアーマチュア１０３は、メインコイル１０５が通電された際に、メインコイル１０５で発生する磁力により吸引されて、軸線方向の推力を発生させるためのものである。したがってアーマチュア１０３における少なくとも平板部１０６は磁性材料によって形成されている。すなわち、このアーマチュア１０３がこの発明の磁性部材に相当している。
【００６０】
シリンダ部１０７は、第１内筒部１０７ａとそれより大径の第１外筒部１０７ｂ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。また、このシリンダ部１０７は、上記の第１内筒部１０７ａと第１外筒部１０７ｂとの中空形状部分の開口方向とは軸線方向における反対側（図１の左側）に開口する中空形状の周辺部分を形成するとともに全体として環状を成している第２内筒部１０７ｃとそれより大径の第２外筒部１０７ｄとを備えている。なお、第１外筒部１０７ｂと第２外筒部１０７ｄとはケース部１０７ｅを介して一体に形成されている。
【００６１】
そして、シリンダ部１０７は、ヨーク１０４の外周側に配置されており、その先端部、具体的には第１内筒部１０７ａの先端部にスペーサ１０８がヨーク１０４の外周側の一部を被うように取り付けられている。このスペーサ１０８と電磁石１０２を保持している所定の固定部１０９との間に、リターンスプリング１１０が配置されている。このリターンスプリング１１０は、アーマチュア１０３が電磁石１０２によって吸引されて前進された場合に圧縮され、電磁石１０２による吸引力（アーマチュア１０３の推力）がなくなった場合にアーマチュア１０３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。
【００６２】
シリンダ部１０７の内部に、この発明における押圧部材に相当する第１ピストン１１１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。それに伴って第１内筒部１０７ａと第１外筒部１０７ｂとの間に形成される中空部における第１内筒部１０７ａおよび第１外筒部１０７ｂと第１ピストン１１１との間に、この発明における第１充填室に相当する第１ピストン室１１２が形成されている。また、上記のシリンダ部１０７の内部で、第２内筒部１０７ｃと第２外筒部１０７ｄとにより形成される中空部分には、第２ピストン１１３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。それに伴って第２内筒部１０７ｃと第２外筒部１０７ｄとの間に形成される中空部における第２内筒部１０７ｃおよび第２外筒部１０７ｄと第２ピストン１１３との間に、この発明における第２充填室に相当する第２ピストン室１１４が形成されている。
【００６３】
これら第１ピストン室１１２と第２ピストン室１１４とは、シリンダ部１０７のケース部１０７ｅとアーマチュア１０３の平板部１０６とが対向する部分の隙間に形成された流路１１５により連通されている。すなわち、この流路１１５がこの発明における第１流路に相当している。また、平板部１０６のシリンダ部１０７と対向する側面（図１の左側の側面）には、平板部１０６を貫通しない深さ、すなわち平板部１０６の板厚よりも短い深さで、かつ平板部１０６と同心で環状の溝部１１６が形成されている。したがって、流路１１５はこの溝部１１６も含んでいる。なお、この実施例では、平板部１０６の溝部１１６が位置する部分の半径方向（図１の上下方向）に垂直な断面において、平板部１０６の溝部１１６が形成されていない部分の断面積よりも溝部１１６が形成されている部分の断面積の方が大きくなっている。
【００６４】
そして、図２で詳細に示すように、シリンダ部１０７のケース部１０７ｅのアーマチュア１０３と対向する側面（図１，図２の右側の側面）には、所定の磁性材料により平板部１０６と同心の環状に形成された磁性部材１１７が、シリンダ部１０７と一体に固定されている。この磁性部材１１７は、ケース部１０７ｅの溝部１１６と対応する位置に形成されていて、溝部１１６に挿入されている。また、磁性部材１１７の半径方向（図１，図２の上下方向）の厚さは溝部１１６の溝幅よりも小さくなるように、また磁性部材１１７の溝部１１６内部に挿入される部分の長さは溝部１１６の深さよりも短くなるように形成されている。すなわち、溝部１１６すなわち流路１１５の溝部１１６部分は、磁性部材１１７が挿入された状態でも流路１１５が閉塞されないようになっている。したがって、溝部１１６と磁性部材１１７との間の空間に、流路１１５の一部である迂回流路１１８が形成されている。
【００６５】
前記の第１ピストン１１１は、シリンダ部１０７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、ブレーキ機構１１９を構成している摩擦板１２０に接近して対向している。この摩擦板１２０は、ケーシング１２１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１２２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１１１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１２３のサンギヤ１２４にブレーキドラム１２２が一体化され、そのサンギヤ１２４を選択的に制動するように構成されている。
【００６６】
また、第２ピストン１１３は、シリンダ部１０７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１２１に取り付けられているストッパ１２５に当接するように構成されている。このストッパ１２５は、第２ピストン１１３をシリンダ部１０７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１１３に前記の延出部分を形成する替わりに、第２ピストン１１３に向けて突出した部分をストッパ１２５に設けてもよい。
【００６７】
そして、上記の各ピストン室１１２，１１４、および迂回流路１１８を含む流路１１５の内部に、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）１２６が封入されている。この磁性流体１２６は、従来知られているもので、例えばマグネタイトなどの磁性体を油や水溶液中に分散させた流体状の物質であって、磁気を印加することによりその流動性が低下し、もしくは固化する流体である。
【００６８】
前述したように、アーマチュア１０３の平板部１０６には、平板部１０６の板厚よりも短い深さの環状の溝部１１６が形成されていて、その溝部１１６に、磁性部材１１７が挿入された状態で配置されている。また、アーマチュア１０３は、電磁石１０２と近接して配置されている。したがって、メインコイル１０５が通電されて磁界を発生した際に、ヨーク１０４に形成される磁路（すなわち磁束通路）が、アーマチュア１０３で２方向に分岐されるようになっている。
【００６９】
すなわち、上記のように、アーマチュア１０３の平板部１０６に溝部１１６が形成されることにより、アーマチュア１０３の平板部１０６を通過する磁界の磁束は、平板部１０６の溝部１１６が形成されていない部分であって、図２の矢印Ａで示す位置の第１磁路１２７と、平板部１０６の溝部１１６すなわち迂回流路１１８が形成されている部分であって、図２の矢印Ｂで示す位置の第２磁路１２８との２本の磁路に分岐されてアーマチュア１０３部分を通過することになる。また、前述したように、平板部１０６の溝部１１６が形成されていない部分である第１磁路１２７の断面積よりも、平板部１０６の溝部１１６が形成されている部分である第２磁路１２８の断面積の方が大きくなっている。
【００７０】
したがって、溝部１１６が形成されていて磁路の途中に空隙がある第２磁路１２８と比較して、第１磁路１２７の方が、相対的に磁路の磁気抵抗が小さく、磁路の断面積すなわち磁路の磁束面積が小さくなっている。言い換えると、第１磁路１２７は、第２磁路１２８よりも磁気抵抗が小さく、かつ磁束面積が小さくなっている。すなわち、アーマチュア１０３は、電磁石１０２で形成された磁路を、磁束密度および磁気抵抗が大小に異なる第１磁路１２７と第２磁路１２８との２つの磁路に分岐するように構成されている。
【００７１】
そして、第１磁路１２７よりも磁気抵抗が大きくかつ磁束面積が大きい第２磁路１２８の途中には、磁性流体１２６が充填された溝部１１６すなわち迂回流路１１８が形成されている。言い換えると、前記の流路１１５は、相対的に磁気抵抗が大きくかつ磁束面積が大きい第２磁路１２８が通過する迂回流路１１８を含んでいる。したがって、この迂回流路１１８がこの発明における第２流路に相当している。
【００７２】
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１０５に通電された状態、すなわちメインコイル１０５がＯＮ状態であって押圧作用を行っている状態である。メインコイル１０５がＯＮになると、メインコイル１０５に通電される電流が増大させられ、その結果、メインコイル１０５で発生する磁力によってアーマチュア１０３が吸引されて軸線方向の推力が発生する。その場合の吸引力すなわち推力は、メインコイル１０５に流す電流と、ヨーク１０４とアーマチュア１０３との間のエアギャップとに応じたものとなる。
【００７３】
アーマチュア１０３に作用する吸引力が、リターンスプリング１１０による弾性力より大きくなると、アーマチュア１０３が移動し始める。このアーマチュア１０３と共に各ピストン１１１，１１３が移動すると、第１ピストン１１１が摩擦板１２０に当接し、また第２ピストン１１３がストッパ１２５から離れてストッパ１２５側に移動できる状態になる。したがって、第１ピストン１１１の前進が阻止された状態でアーマチュア１０３が前進するので、第１ピストン１１１がシリンダ部１０７の内部に向けて相対的に押し戻される。そのため、この状態では摩擦板１２０を積極的に摩擦接触させる押圧力は生じない。また、第１ピストン室１１２の磁性流体１２６は、前述した流路１１５および迂回流路１１８を通って第２ピストン室１１４に移動し、それに伴って第２ピストン１１３がストッパ１２５側に押し出される。したがって、押圧部材である第１ピストン１１１のアーマチュア１０３からの突出量もしくは両者の相対位置が変更され、第１ピストン１１１のストローク位置が相対的に後退方向に調整される。
【００７４】
上記のように、メインコイル１０５が通電されると、電磁石１０２とアーマチュア１０３とを通る磁界による磁束が発生する。すなわち、電磁石１０２のヨーク１０４で発生した磁束がアーマチュア１０３に進入し、そのアーマチュア１０３を経由して再びヨーク１０４へ戻り、磁束の閉回路が形成される。このとき、ヨーク１０４およびアーマチュア１０３を通過する磁束は、ヨーク１０４では１つの磁路を通過するのに対して、アーマチュア１０３では、前述したように、第１磁路１２７と第２磁路１２８の２つに磁路に分岐されて通過する。
【００７５】
それら第１磁路１２７および第２磁路１２８を磁束が通過する際には、当初は、第２磁路１２８と比較して磁気抵抗が小さい第１磁路１２７に磁束が集中する。そしてメインコイル１０５の電流が増大されること、およびアーマチュア１０３が電磁石１０２側に吸引されてヨーク１０４とアーマチュア１０３との間のエアギャップが減少することなどにより、第１磁路１２７を通過する磁束が次第に増大していくと、ついには、第２磁路１２８と比較して磁束面積が小さい第１磁路１２７を通過する磁束が飽和し、言い換えると、第１磁路１２７が磁気飽和した状態になり、ヨーク１０４からアーマチュア１０３へ進入した磁束は、第２磁路１２８を通過するようになる。
【００７６】
そして、第２磁路１２８を通過する磁束が次第に増大していくと、第２磁路１２８の途中に形成された迂回流路１１８内に充填されている磁性流体１２６を通過する磁束も増大し、すなわち、迂回流路１１８内の磁性流体１２６に印可される磁気が増大する。磁性流体１２６に磁気が印加されることにより、磁性流体１２６が固化し、あるいはその流動性がほとんど無い状態になり、第１ピストン室１１２の内部に充填されている磁性流体１２６がその第１ピストン室１１２の内部に封止された状態になる。その結果、アーマチュア１０３の推力が第１ピストン１１１に伝達される。
【００７７】
ここで、第１磁路１２７が磁気飽和し、第２磁路１２８の途中に形成された迂回流路１１８内の磁性流体１２６が固化もしくはその流動性が低下した状態にされるタイミングは、アーマチュア１０３が所定の設定位置まで前進した時点で、磁性流体１２６が固化もしくはその流動性が低下した状態になるように設定されている。具体的には、アーマチュア１０３が所定の設定位置まで前進した時点で磁性流体１２６が固化もしくはその流動性が低下した状態になるように、例えば前述の第１磁路１２７および第２磁路１２８の断面積、あるいは迂回流路１１８の容積、あるいは磁性流体１２６の磁気力などが、設計上、それぞれ適宜に設定されている。なお、上記の所定の設定位置は、エアギャップがゼロに近い微小になる位置であり、実験やシミュレーションなどによって予め定めた位置である。
【００７８】
磁性流体１２６に磁気が印加されて、その磁性流体１２６が固化し、もしくはその流動性が低下することにより、アーマチュア１０３の推力が第１ピストン１１１に伝達されると、押圧部材である第１ピストン１１１が摩擦板１２０を押圧してそれらを互いに摩擦接触させ、ブレーキ機構１１９がいわゆる係合状態となる。すなわち、摩擦板１２０を積極的に摩擦接触させる押圧力が発生する。その場合の摩擦接触力すなわち係合力は、メインコイル１０５でアーマチュア１０３を吸引する電磁気力（磁力）あるいは磁束密度に応じたものになるが、アーマチュア１０３と第１ピストン１１１との相対位置もしくは第１ピストン１１１のストローク位置が前述したように調整されてエアギャップが小さいことにより、その電磁気力あるいは磁束密度が大きく、メインコイル１０５の電流を特に増大させることなく、必要十分な係合力を得ることができる。
【００７９】
上記のようにして前進させたアーマチュア１０３を元の位置に戻す場合、すなわちブレーキ機構１１９を解放させる場合、メインコイル１０５の電流を止めてＯＦＦ状態とする。その結果、アーマチュア１０３を摩擦板１２０側に移動させる推力が作用しなくなるので、リターンスプリング１１０の弾性力によってアーマチュア１０３が初期位置に向けて押し戻される。その場合、第２磁路１２８を通過する磁束から磁気を受けて固化させられていた、もしくは流動性が低下させられていた磁性流体１２６は、メインコイル１０５が磁気を発生しなくなり、第２磁路１２８を通過する磁束も無くなって磁気を受けなくなることにより、磁性流体１２６は流動可能な状態になる。そのため、第２ピストン１１３がストッパ１２５に当接してこれを第２ピストン室１１４に押し込む力が作用すると、第２ピストン室１１４から第１ピストン室１１２に磁性流体１２６が流れ、その磁性流体１２６に押されて第１ピストン１１１がアーマチュア１０３のシリンダ部１０７から伸長する方向に押される。すなわち、伸長量が減少するように位置調整された第１ピストン１１１の伸長量が、元の伸長量に復帰させられる。
【００８０】
そして、ブレーキ機構１１９を再度係合させるべくメインコイル１０５に通電してアーマチュア１０３が前進すると、上述した場合と同様に、第１ピストン１１１のアーマチュア１０３からの伸長量すなわち第１ピストン１１１のストローク位置が、摩擦板１２０との関係で調整される。
【００８１】
したがって、例えば摩擦板１２０の摩耗が進行していて、摩擦板１２０を実質的に係合させる第１ピストン１１１の位置が、摩耗が進行していない場合より前方側に変化しているとしても、第１ピストン１１１のアーマチュア１０３からの伸長量が、摩擦板１２０の摩耗量に応じて増大させられる。言い換えれば、摩擦板１２０の摩耗に応じたストローク調整を、アーマチュア１０３と第１ピストン１１１との相対位置もしくは間隔の調整によって行うので、ヨーク１０４とアーマチュア１０３との間のエアギャップが変化することがなく、エアギャップは所定の間隔に維持される。そのため、摩擦板１２０の摩耗が進行していない状態でエアギャップが大きくなったり、そのためのメインコイル１０５の電流を増大させたり、あるいはメインコイル１０５を大型化するなどの不都合を未然に解消もしくは抑制することができる。
【００８２】
このように、この発明の第１の実施例で示す構成の装置によれば、電磁石１０２およびシリンダ部１０７などから構成される推力機構と第１ピストン１１１とが、具体的にはアーマチュア１０３と第１ピストン１１１とが相対移動可能であり、それらの間に、すなわち第１ピストン室１１２とよび第２ピストン室１１４に介在させる磁性流体１２６の量に応じてアーマチュア１０３と第１ピストン１１１との相対位置、言い換えれば、アーマチュア１０３に対する第１ピストン１１１の伸長量を変化させることができる。したがって、第１ピストン１１１をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を各ピストン室１１２，１１４の磁性流体１２６の量で調整でき、それに伴ってアーマチュア１０３の変位量もしくは推力機構のストローク量を一定に維持した状態で摩擦板１２０を押圧することができる。
【００８３】
また、メインコイル１０５に通電され、電磁石１０２に磁界が発生する場合に、アーマチュア１０３に形成される各磁路１２７，１２８のうち相対的に磁束密度が大きくかつ磁気抵抗が大きい第２磁路１２８が、流路内を流路１１５内の磁性流体１２６が流通する迂回流路１１８を通過する。したがって、メインコイル１０５に通電されると、メインコイル１０５とアーマチュア１０３とに作用する磁束は、先ず、アーマチュア１０３の各磁路１２７，１２８のうち相対的に磁束密度が小さくかつ磁気抵抗が小さい第１磁路１２７を通って磁界を形成する。そして、第１磁路１２７が磁気飽和した後に、各磁路１２７，１２８のうち相対的に磁束密度が大きくかつ磁気抵抗が大きい第２磁路１２８、すなわち迂回流路１１８を通過している第２磁路１２８を磁束が通過するようになり、迂回流路１１８の磁性流体１２６の流動が規制される。すなわち第１ピストン室１１２の磁性流体１２６の移動が規制されて、アーマチュア１０３と第１ピストン１１１との相対移動が規制される。そのため、メインコイル１０５の通電量や各磁路１２７，１２８の磁束密度および磁気抵抗などを適宜に調整して設定することにより、専用のストロークセンサや位置センサ、あるいは磁性流体１２６に磁気を印可する専用の電磁石などを設けることなく、メインコイル１０５とアーマチュア１０３との間のいわゆるエアギャップ、およびアーマチュア１０３に対する第１ピストン１１１の相対位置を容易に設定することができる。
【００８４】
（第２の実施例）
図３には、電磁クラッチ機構もしくは電磁ブレーキ機構にこの発明を適用した第２の実施例を示してある。ここに示す例におけるアクチュエータ２０１は、電磁石２０２とこれに吸引されるアーマチュア２０３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２０２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（図３の左右方向）に開いたコ字状を成すヨーク２０４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）２０５とを備えている。そのメインコイル２０５はヨーク２０４の内部に嵌め込まれた状態になっている。
【００８５】
アーマチュア２０３は、ヨーク２０４に対向するリング状の平板部２０６を備えている。このアーマチュア２０３は、メインコイル２０５が通電された際に、メインコイル２０５で発生する磁力により吸引されて、軸線方向の推力を発生させるためのものである。したがってアーマチュア２０３における少なくとも平板部２０６は磁性材料によって形成されている。すなわち、このアーマチュア２０３がこの発明の磁性部材に相当している。
【００８６】
電磁石２０２の外周側にシリンダ部２０７が形成されている。このシリンダ部２０７は、ケーシング２０８の内周面と、その内側に配置された円筒部材２０９の外周面とによって形成されたものであって、全体としてリング状を成しかつ軸線方向に延びた中空部である。そして、そのシリンダ部２０７における後述するブレーキ機構２２２側の開口端側（図３の右側）に、第３ピストン２１０が液密状態を維持して前後動するように配置されている。
【００８７】
この第３ピストン２１０は、その内部にこの発明における押圧部材に相当する第１ピストン２１１が液密状態を維持して前後動するように嵌合され、その第１ピストン２１１の後側（図３の左側）に、この発明の第１副電磁石に相当する電磁石２１２が嵌合されて固定されている。この電磁石２１２は、第３ピストン２１０の内筒部２１０ａの外周面に固定されたベースリング２１２ａと、第３ピストン２１０の外筒部２１０ｂの内周面に固定されたフレーム部材２１２ｂと、そのフレーム部材２１２ｂの内部に固定された電磁コイル（以下、仮に第１サブコイルと記す）２１２ｃとを備えている。なお、ベースリング２１２ａとフレーム部材２１２ｂおよび第１サブコイル２１２ｃとの間には僅かな隙間が開いていて、この隙間が、後述する磁性流体２２１のための流路２１３を形成している。
【００８８】
また、上記の第３ピストン２１０の内部の電磁石２１２と第１ピストン２１１との間に、この発明における第１充填室に相当する第１ピストン室２１４が形成されている。さらに、その電磁石２１２の後側（図３の左側）に、この発明における第２充填室に相当する第２ピストン２１５が配置され、この第２ピストン２１５と電磁石２１２との間に第２ピストン室２１６が形成されている。そして、これら第２ピストン室２１６と第１ピストン室２１４とは、この発明における第１流路に相当する流路２１３によって連通されている。
【００８９】
なお、第２ピストン２１５は、第１ピストン２１１が後退方向（図３の左方向）に移動した場合に、電磁石２１２から遠ざかる方向（図３の左側）に押され、第１ピストン２１１が後述する摩擦板２２３から反力を受けて後退側に移動する際のダンパとして機能するように構成されている。
【００９０】
また、第３ピストン２１０は、図示しないリターンスプリングの弾性力よって、図３の左方向に押し戻されるように構成されている。このリターンスプリングは、アーマチュア２０３が電磁石２０２によって吸引されて前進された場合に変形させられ、電磁石２０２による吸引力（アーマチュア２０３の推力）がなくなった場合にアーマチュア２０３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。
【００９１】
シリンダ部２０７の内部で第３ピストン２１０の後側（図３の左側）に、この発明の第２副電磁石に相当する電磁石２１７が挿入されて固定されている。この電磁石２１７は、前記の第１サブコイル２１２ｃを含む電磁石２１２と同様に、円筒部材２０９の外周面に固定したベースリング２１７ａと、その外周側に嵌合させた電磁コイル（以下、仮に第２サブコイルと記す）２１７ｃと、そのサブコイル２１７ｃを被うフレーム部材２１７ｂとを備えている。なお、ベースリング２１７ａとフレーム部材２１７ｂおよび第２サブコイル２１７ｃとの間には僅かな隙間が開いていて、この隙間が、後述する磁性流体２２１のための流路２１８を形成している。
【００９２】
上記のシリンダ部２０７の内部で電磁石２１７を挟んだ一方（図３の右側）には、この発明における第３充填室に相当する第３ピストン室２１９が形成されている。また、上記のシリンダ部２０７の内部で電磁石２１７を挟んだ他方（図３の左側）には、アーマチュア２０３の先端部２０３ａが液密状態を維持して前後動するように挿入されている。
【００９３】
この先端部２０３ａと電磁石２１７との間に、この発明における第４充填室に相当する油室２２０が形成されている。そして、これら油室２２０と第３ピストン室２１９とが、電磁石２１７に形成されたこの発明の第２流路に相当する流路２１８を介して連通されている。
【００９４】
そして、これらの第１ピストン室２１４、第２ピストン室２１６、第３ピストン室２１９、油室２２０、および流路２１３、流路２１８に、磁性流体２２１が封入されている。この磁性流体２２１は、従来知られているもので、例えばマグネタイトなどの磁性体を油や水溶液中に分散させた流体状の物質であって、磁気を印加することによりその流動性が低下し、もしくは固化する流体である。
【００９５】
したがって、第１サブコイル２１２ｃに通電して磁気を発生させると、磁性流体２２１が固化し、もしくは流動性が低下して、第１ピストン室２１４および第２ピストン室２１６の磁性流体２２１が封止状態となる。また、第２サブコイル２１７ｃに通電して磁気を発生させると、磁性流体２２１が固化し、もしくは流動性が低下して、第３ピストン室２１９および油室２２０の磁性流体２２１が封止状態となる。
【００９６】
上記の第１ピストン２１１は、第３ピストン２１０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、ブレーキ機構２２２を構成している摩擦板２２３に接近して対向している。この摩擦板２２３は、ケーシング２０８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２２４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２１１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３に示す例では、遊星歯車機構２２５のサンギヤ２２６にブレーキドラム２２４が一体化され、そのサンギヤ２２６を選択的に制動するように構成されている。
【００９７】
つぎに上述した装置の作用について説明する。図３に示す状態は、メインコイル２０５に通電された状態、すなわちメインコイル２０５がＯＮ状態であって押圧作用を行っている状態である。このようにしてブレーキ機構２２２を係合させる場合の制御例を、図４のフローチャートに示してある。
【００９８】
先ず、係合開始の判断が成立して係合指令が出力されると、メインコイル２０５の電流が増大させられる（ステップＳ１）。その結果、メインコイル２０５による磁力によってアーマチュア２０３が吸引され、軸線方向の推力が発生する。したがってアーマチュア２０３における少なくとも平板部２０６は磁性体によって形成されている。また、その場合の吸引力すなわち推力は、メインコイル２０５に流す電流と、ヨーク２０４とアーマチュア２０３との間のエアギャップとに応じたものとなる。
【００９９】
続いて、アーマチュア２０３に作用する吸引力が、前記のリターンスプリングによる弾性力より大きいか否かが判断される（ステップＳ２）。アーマチュア２０３に作用する吸引力がリターンスプリングの弾性力よりも未だ小さいことにより、このステップＳ２で否定的に判断された場合は、上記のステップＳ１へ戻り、メインコイル２０５の電流を増大させる制御が継続される。そして、アーマチュア２０３に作用する吸引力がリターンスプリングの弾性力よりも大きくなったことにより、ステップＳ２で肯定的に判断された場合には、アーマチュア２０３が移動し始める（ステップＳ３）。
【０１００】
アーマチュア２０３が電磁石２０２に吸引されて移動すると、油室２２０の磁性流体２２１は、流路２１８を通って第３ピストン室２１９に移動し、それに伴って第３ピストン２１０がブレーキ機構２２２側に押し出される。すなわち、アーマチュア２０３の推力が磁性流体２２１を介して第３ピストン２１０に伝達され、これが前進する。
【０１０１】
第３ピストン２１０と共に第１ピストン２１１がブレーキ機構２２２側へ移動すると、第１ピストン２１１が摩擦板２２３に当接する。したがって、第１ピストン２１１の前進が阻止された状態でアーマチュア２０３が前進するので、第１ピストン２１１が第３ピストン２１０の内部に向けて相対的に押し戻される。そのため、この状態では摩擦板２２３を積極的に摩擦接触させる押圧力は生じない。そして、押圧部材である第１ピストン２１１のアーマチュア２０３からの突出量もしくは両者の相対位置が変更され、第１ピストン２１１のストローク位置が相対的に後退方向に調整される。
【０１０２】
なお、このとき、第２ピストン２１５は、第１ピストン２１１が摩擦板２２３から反力を受け、それに伴って第２ピストン２１５が第１ピストン室２１４から流路２１３を通って第２ピストン室２１６へ移動する磁性流体２２１に押圧されて後退側に移動することにより、第１ピストン２１１が摩擦板２２３から反力を受けて後退側に移動する際のダンパとして機能する。
【０１０３】
そして、ステップＳ４へ進み、第２サブコイル２１７ｃの電流が増大させられる。第２サブコイル２１７ｃの電流が増大させられ、流路２１８の磁性流体２２１に第２サブコイル２１７ｃからの磁気が印加されることにより、磁性流体２２１が固化し、もしくはその流動性が低下する。そのために、油室２２０および第３ピストン室２１９の内部に充填されている磁性流体２２１が、それら油室２２０および第３ピストン室２１９の内部に封止された状態になり、その結果、アーマチュア２０３の推力が第３ピストン２１０に伝達される。
【０１０４】
なお、上記のステップＳ１，Ｓ４におけるメインコイル２０５および第２サブコイル２１７ｃの電流を増大させる制御は、例えば磁性流体２２１あるいはブレーキ機構２２２内のオイルの温度に応じて、それらの電流の増大量が適宜に設定されて実行される。磁性流体２２１やオイルは、温度によりその粘性が変化する。したがって、磁性流体２２１あるいはオイルの温度を考慮してメインコイル２０５および第２サブコイル２１７ｃの電流の制御を行うことにより、温度変化に左右されず常に適切な制御を実行することができる。
【０１０５】
この間、メインコイル２０５の電流を増大させる制御もしくは電流を維持する制御は継続されていて、アーマチュア２０３に作用する吸引力が、リターンスプリングの弾性力と磁性流体２２１の流体抵抗力との和に等しくなり（ステップＳ５）、アーマチュア２０３の移動が停止する（ステップＳ６）と、第１サブコイル２１２ｃの電流が増大させられて、第３ピストン２１０と第１ピストン２１１との相対移動が規制される（ステップＳ７）。
【０１０６】
第１サブコイル２１２ｃの電流が増大させられ、流路２１３の磁性流体２２１に第１サブコイル２１２ｃからの磁気が印加されることにより、磁性流体２２１が固化し、もしくはその流動性が低下する。そのために、第１ピストン室２１４の内部に充填されている磁性流体２２１が、その第１ピストン室２１４の内部に封止された状態になり、その結果、第３ピストン２１０と第１ピストン２１１との相対移動が規制された状態になる。
【０１０７】
続いて、メインコイル２０５および第２サブコイル２１７ｃの電流が一時的に低下させられる（ステップＳ８）。すなわち、メインコイル５による推力が一時的に低下させられる。また、メインコイル２０５の電流が再び制御されて、アーマチュア２０３の推力が第３ピストン２１０に伝達されることによる摩擦板２２３に対する押圧力、すなわちブレーキ機構２２２の係合力が制御される（ステップＳ９）。そして、その摩擦板２２３に対する押圧力が設定圧力よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ１０）。
【０１０８】
摩擦板２２３に対する押圧力が設定圧力以下であることにより、このステップＳ９で否定的に判断された場合は、上記のステップＳ９へ戻り、メインコイル２０５の電流制御によるを摩擦板２２３に対する押圧力の制御が継続される。これに対して、摩擦板２２３に対する押圧力が設定圧力よりも大きくなったことにより、ステップＳ９で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１１へ進み、第２サブコイル２１７ｃの電流が増大させられる。
【０１０９】
すなわち、ブレーキ機構２２２の摩擦板２２３が第１ピストン２１１によって押圧されて係合し、その押圧力が必要とする押圧力より大きくなると、第２サブコイル２１７ｃの電流が増大させられる。その結果、第３ピストン室２１９および油室２２０に充填されている磁性流体２２１が固化し、もしくはその流動性が低下するので、第３ピストン室２１９内の磁性流体２２１を封止した状態となる。そして、第３ピストン室２１９を形成している電磁石２１７が固定されているから、結局、第３ピストン２１０は前進位置で固定されることになる。
【０１１０】
したがって、この状態ではアーマチュア２０３による推力は特には必要がないので、メインコイル２０５の電流が低下させられる（ステップＳ１２）。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ブレーキ機構２２２の係合制御が終了する。
【０１１１】
なお、上記のステップＳ１０で設定される設定圧力は、例えば摩擦板２２３の枚数、摩擦係数、半径、第１ピストン２１１による押圧力、あるいはブレーキ機構２２２を含む動力伝達装置に入力されるトルク（例えばエンジントルク）や変速比などに基づいて算出することができる。
【０１１２】
上記のようにしてメインコイル２０５の電流を制御して摩擦板２２３に対する押圧力を制御し、所定の設定圧力、すなわち所望するブレーキ機構２２２の係合力が得られた場合に、上記のステップＳ１１で第２サブコイル２１７ｃの電流を増大することにより、磁性流体２２１が固化し、もしくはその流動性が低下する。その結果、第１ピストン２１１および第３ピストン２１０が摩擦板２２３を押圧している状態が維持される。そのため、上記のステップＳ１２での制御のように、相対的に消費電力が大きいメインコイル２０５の通電を止め、あるいは電流を低下させることができ、ブレーキ機構２２２の係合状態を維持するために消費する電力もしくはエネルギを削減することができる。
【０１１３】
ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図４に示すステップＳ７の制御を行う機能的手段がこの発明における相対移動規制手段に相当する。また、ステップＳ１１，Ｓ１２の制御を行う機能的手段がこの発明における押圧力保持手段に相当する。
【０１１４】
このように、この発明の第２の実施例で示す構成の装置によれば、電磁石２０２および第３ピストン２１０などから構成される推力機構と第１ピストン２１１とが、具体的には第３ピストン２１０と第１ピストン２１１とが相対移動可能であり、それらの間に、すなわち第１ピストン室２１４に介在させる磁性流体２２１の量に応じて第３ピストン２１０と第１ピストン２１１との相対位置、言い換えれば、第３ピストン２１０に対する第１ピストン２１１の伸長量を変化させることができる。したがって、第１ピストン２１１をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を第１ピストン室２１４の磁性流体２２１の量で調整でき、それに伴ってアーマチュア２０３の変位量もしくは第３ピストン２１０のストローク量を一定に維持した状態で摩擦板２２３を押圧することができる。
【０１１５】
また、第３ピストン２１０を移動させることに伴って第１ピストン２１１が摩擦板２２３に当接すると、その反力によって第１ピストン２１１が第３ピストン２１０側に押される。その場合に磁性流体２２１が流動状態に設定されていると、これが第１ピストン室２１４から第２ピストン室２１６に押し出されて第１ピストン２１１が第３ピストン２１０に対して接近する。すなわち、第１ピストン２１１のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、第１サブコイル２１２ｃによって流路２１３内の磁性流体２２１に磁気を印可してその流動性を低下させ、磁性流体２２１を第１ピストン室２１４に封止した状態に維持することにより、推力機構による推力を摩擦板２２３に作用させることができる。したがって、第１ピストン２１１と摩擦板２２３との当接位置が変化した場合であっても、第１ピストン２１１のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で摩擦板２２３を押圧することができる。
【０１１６】
そして、アーマチュア２０３が前進すると油室２２０の磁性流体２２１が第３ピストン室２１９に移動して第３ピストン２１０を押圧する。その第３ピストン２１０は、メインコイル２０５に吸引されるアーマチュア２０３と同様に動作し、したがって第１ピストン２１１がストローク位置を調整された状態で押圧作用を行う。その状態で、第２サブコイル２１７ｃによって流路２１８内の磁性流体２２１に磁気を印可し、その流動を阻止すると、第３ピストン２１０とアーマチュア２０３との間の充填室、すなわち第３ピストン室２１９および油室２２０に磁性流体２２１が封入され、第３ピストン２１０を押圧した状態が維持される。そのため、アーマチュア２０３を吸引していたメインコイル２０５への通電を停止しても、第１ピストン２１１の後退移動を規制して第１ピストン２１１による押圧状態を維持することができ、その結果、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【０１１７】
（第３の実施例）
図５，図６には、電磁クラッチ機構もしくは電磁ブレーキ機構にこの発明を適用した第３の実施例を示してある。この第３の実施例は、前述の第２の実施例における各流路２１３，２１８に、磁性と弾性とを有する磁性弾性部材を設けることにより、各流路２１３，２１８で磁性流体２２１に磁気を印可して磁性流体２２１を固化させる際の消費電力を抑制するようにした例である。したがって、各流路２１３，２１８に磁性弾性部材が設けられた部分以外の構成は、前述の図３に示す第２の実施例における構成と同様であるので、図５，図６に図３と同じ参照符号を付けて詳細な説明は省略する。
【０１１８】
図５において、各電磁石２１２，２１７の内部に形成された各流路２１３，２１８には、磁性弾性部材３０１，３０２がそれぞれ配置されている。具体的には、図６に示すように、各電磁石２１２，２１７のベースリング２１２ａ，２１７ａとフレーム部材２１２ｂ，２１７ｂおよびサブコイル２１２ｃ，２１７ｃとの間に形成された各流路２１３，２１８内のベースリング２１２ａ，２１７ａの外周面に、それぞれベースリング２１２ａ，２１７ａと同心で環状の磁性弾性部材３０１，３０２が固定されている。
【０１１９】
これら各磁性弾性部材３０１，３０２は、例えば内部に多数の空隙が形成されたスポンジ状の、言い換えると、内部に流体を吸収もしくは保持することが可能な、膨張・収縮自在なゴム製あるいは樹脂製の弾性部材に、前述の磁性流体２２１を含浸させたものである。そして、各磁性弾性部材３０１，３０２の半径方向（図５，図６の上下方向）の厚さが、各サブコイル２１２ｃ，２１７ｃに通電されていない状態では、それぞれベースリング２１２ａ，２１７ａとフレーム部材２１２ｂ，２１７ｂおよびサブコイル２１２ｃ，２１７ｃとの間の距離よりも小さくなるように設定されている。したがって、各サブコイル２１２ｃ，２１７ｃに通電されていない状態では、流路２１３，２１８が閉塞もしくは狭窄されないようになっている（図６の（ａ）に示す状態）。
【０１２０】
これに対して、各サブコイル２１２ｃ，２１７ｃに通電して磁気を発生させると、磁性弾性部材３０１，３０２の内部の磁性流体２２１が、固化もしくは流動性が低下さされるとともに、フレーム部材２１２ｂ，２１７ｂ側へ吸引される。それに伴って、磁性弾性部材３０１，３０２がそれぞれフレーム部材２１２ｂ，２１７ｂ側へ膨張させられ、その結果、流路２１３，２１８が閉塞もしくは狭窄された状態になる（図６の（ｂ）に示す状態）。したがって、各サブコイル２１２ｃ，２１７ｃの通電状態をそれぞれ制御することにより、内部に磁性弾性部材３０１，３０２が配置された各流路２１３，２１８の閉塞・開通状態をそれぞれ制御することができる。
【０１２１】
このように、この第３の実施例で示す構成の装置によれば、前述した第２の実施例で示す構成の装置によって得られる作用・効果に加えて、第１サブコイル２１２ｃで流路２１３に磁気を印加する場合、および第２サブコイル２１７ｃで流路２１８に磁気を印加する場合に、各流路２１３，２１８内にそれぞれ設けられた、この発明の流路制限手段として機能する各磁性弾性部材３０１，３０２により、各流路２１３，２１８がそれぞれ閉塞もしくは狭窄される。その結果、第１ピストン室２１４あるいは第３ピストン室２１９の磁性流体２２１を封止した状態にするために流路２１３あるいは流路２１８で磁気が印可される磁性流体２２１が少なくなり、そのために第１サブコイル２１２ｃあるいは第２サブコイル２１７ｃへの通電量が少なくて済む。そのため、第３ピストン２１０と第１ピストン２１１との相対移動を規制するため、あるいは３ピストン２１０の後退移動を規制するための電力の消費を削減することができる。
【０１２２】
（第４の実施例）
図７には、電磁クラッチ機構もしくは電磁ブレーキ機構にこの発明を適用した第４の実施例を示してある。ここに示す例におけるアクチュエータ４０１は、電磁石４０２とこれに吸引されるアーマチュア４０３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４０２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（図７の左右方向）に開いたコ字状を成すヨーク４０４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）４０５とを備えている。そのメインコイル４０５はヨーク４０４の内部に嵌め込まれた状態になっている。
【０１２３】
アーマチュア４０３は、ヨーク４０４に対向するリング状の平板部４０６を備えている。このアーマチュア４０３は、メインコイル４０５が通電された際に、メインコイル４０５で発生する磁力により吸引されて、軸線方向の推力を発生させるためのものである。したがってアーマチュア４０３における少なくとも平板部４０６は磁性材料によって形成されている。すなわち、このアーマチュア４０３がこの発明の磁性部材に相当している。
【０１２４】
また、電磁石４０２の外周側にシリンダ部４０７が形成されている。このシリンダ部４０７は、ケーシング４０８の内周面と、その内側に配置された円筒部材４０９の外周面とによって形成されたものであって、全体としてリング状を成しかつ軸線方向に延びた中空部である。そして、そのシリンダ部４０７における後述するブレーキ機構４１９側の開口端側（図７の右側）に、この発明における押圧部材に相当する第１ピストン４１０が液密状態を維持して前後動するように配置されている。そして第１ピストン４１０の後側（図７の左側）には、第２ピストン４１１が液密状態を維持して前後動するように配置されているとともに、この発明の第１副電磁石に相当する電磁石４１２が嵌合されて固定されている。
【０１２５】
具体的には、第１ピストン４１０の後側でケーシング４０８と円筒部材４０９との間に、他の円筒部材４１３が配置されていて、シリンダ部４０７の第１ピストン４１０の後側の部分は、この円筒部材４１３によって仕切られている。すなわち、シリンダ部４０７の第１ピストン４１０の後側の部分は、ケーシング４０８の内周面と円筒部材４１３の外周面とによって形成された外シリンダ部４０７ａと、円筒部材４０９の外周面と円筒部材４１３の内周面とによって形成された内シリンダ部４０７ｂとの２箇所に区画されている。
【０１２６】
そして、外シリンダ部４０７ａにおける第１ピストン４１０側（図７の右側）に、電磁石４１２が嵌合されて固定されている。そして電磁石４１２の後側（図７の左側）には、調整用ピストン４１４が液密状態を維持して前後動するように配置されている。一方、内シリンダ部４０７ｂには、前記のアーマチュア４０３と一体化されている第２ピストン４１１が液密状態を維持して前後動するように配置されている。
【０１２７】
電磁石４１２は、円筒部材４１３の外周面に固定されたベースリング４１２ａと、ケーシング４０８の内周面に固定されたフレーム部材４１２ｂと、そのフレーム部材４１２ｂの内部に固定された電磁コイル（以下、仮にサブコイルと記す）４１２ｃとを備えている。なお、ベースリング４１２ａとフレーム部材４１２ｂおよびサブコイル４１２ｃとの間には僅かな隙間が開いていて、この隙間が、後述する磁性流体４１８のための流路４１５を形成している。
【０１２８】
上記のシリンダ部４０７の内部であって、第２ピストン４１１の先端面（図７の右側端面）４１１ａと、第１ピストン４１０の後端面（図７の左側端面）４１０ａと、電磁石４１２の第１ピストン４１０側の側面（図７の右側面）とによって囲まれた空間に、この発明における第１充填室に相当する第１ピストン室４１６が形成されている。
【０１２９】
この第１ピストン室４１６においては、アーマチュア４０３からの推力が第２ピストン４１１を介して伝達される場合、上記の第２ピストン４１１の先端面４１１ａが加圧面となり、第１ピストン４１０の後退面４１０ａが受圧面となる。そして、先端面４１１ａの面積すなわち第１ピストン室４１６の加圧面積に対して、後退面４１０ａの面積すなわち第１ピストン室４１６の受圧面積が相対的に大きくなっている。したがって、第２ピストン４１１の先端面４１１ａがこの発明における第１受圧部に相当していて、第１ピストン４１０の後退面４１０ａがこの発明における第２受圧部に相当している。
【０１３０】
また、外シリンダ部４０７ａの内部の電磁石４１２と調整用ピストン４１４との間に、この発明における第２充填室に相当する油室４１７が形成されている。そして、これら第１ピストン室４１６と油室４１７とは、この発明の第１流路に相当する前述の流路４１５によって連通されている。
【０１３１】
そして、これらの第１ピストン室４１６と油室４１７とに、磁性流体４１８が封入されている。この磁性流体４１８は、従来知られているもので、例えばマグネタイトなどの磁性体を油や水溶液中に分散させた流体状の物質であって、磁気を印加することによりその流動性が低下し、もしくは固化する流体である。
【０１３２】
したがって、サブコイル４１２ｃに通電して磁気を発生させると、流路４１５内の磁性流体４１８が固化し、もしくは流動性が低下して、その結果、第１ピストン室４１６および油室４１７の磁性流体４１８が封止状態となる。この状態でアーマチュア４０３からの推力による押圧力を第２ピストン４１１から第１ピストン室４１６に作用させると、第１ピストン室４１６内の磁性流体４１８が第２ピストン４１１の先端面４１１ａに押圧され、その押圧力が磁性流体４１８を介して第１ピストン４１０の後退面４１０ａに伝達され、第１ピストン４１０が前進方向（図７の右方向）に移動する。すなわち、アーマチュア４０３の推力が第１ピストン４１０に伝達される。
【０１３３】
その場合、前述したように、第２ピストン４１１の先端面４１１ａの面積よりも第１ピストン４１０の後退面４１０ａの面積の方が大きいので、言い換えると、第１ピストン室４１６では加圧面積に対して受圧面積が大きくなっているので、第２ピストン４１１から第１ピストン室４１６内の磁性流体４１８に加えられる力に対して、その磁性流体４１８から第１ピストン４１０に加えられる力が相対的に大きくなる。したがって、第２ピストン４１１に相対的に小さな押圧力を加えることにより、第１ピストン４１０に相対的に大きな押圧力を作用させることができる。すなわち、電磁石４０２の体格が小さく発生する推力が小さい場合であっても、大きな押圧力を第１ピストン４１０に作用させることができる。そのため、電磁石４０２として体格の小さなものを使用することにより、装置全体としての体格を小型化することができる。
【０１３４】
なお、調整用ピストン４１４は、第１ピストン４１０が後退方向（図７の左方向）に移動した場合に、電磁石４１２から遠ざかる方向（図７の左側）に押され、第１ピストン４１０が後述する摩擦板４２０から反力を受けて後退側に移動する際のダンパとして機能するように構成されている。
【０１３５】
また、第１ピストン４１０は、図示しないリターンスプリングの弾性力よって、図７の左方向に押し戻されるように構成されている。このリターンスプリングは、アーマチュア４０３が電磁石４０２によって吸引されて前進された場合に変形させられ、電磁石４０２による吸引力（アーマチュア４０３の推力）がなくなった場合にアーマチュア４０３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。
【０１３６】
上記の第１ピストン４１０は、シリンダ部４０７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、ブレーキ機構４１９を構成している摩擦板４２０に接近して対向している。この摩擦板４２０は、ケーシング４０８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４２１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４１０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７に示す例では、遊星歯車機構４２２のサンギヤ４２３にブレーキドラム４２１が一体化され、そのサンギヤ４２３を選択的に制動するように構成されている。
【０１３７】
つぎに上述した装置の作用について説明する。図７に示す状態は、メインコイル４０５に通電された状態、すなわちメインコイル４０５がＯＮ状態であって押圧作用を行っている状態である。メインコイル４０５がＯＮになると、メインコイル４０５に通電される電流が増大させられ、その結果、メインコイル４０５で発生する磁力によってアーマチュア４０３が吸引されて軸線方向の推力が発生する。その場合の吸引力すなわち推力は、メインコイル４０５に流す電流と、ヨーク４０４とアーマチュア４０３との間のエアギャップとに応じたものとなる。
【０１３８】
アーマチュア４０３に作用する吸引力が、前述のリターンスプリングによる弾性力より大きくなると、アーマチュア４０３が移動し始める。このアーマチュア４０３と共に第２ピストン４１１が移動すると、アーマチュア４０３の推力が磁性流体４１８を介して第１ピストン４１０に伝達され、それに伴って第１ピストン４１０がブレーキ機構４１９側（図７の右側）に移動して、第１ピストン４１０が摩擦板４２０に当接する。
【０１３９】
この状態でサブコイル４１２ｃは未だ通電されていないので、磁性流体４１８は流動性を有しており、第２ピストン４１１および第１ピストン４１０が移動する際には、第１ピストン室４１６の磁性流体４１８は流路４１５を通って油室４１７に移動しようとする。このとき、第１ピストン室４１６の磁性流体４１８が第２ピストン４１１から押圧力を受ける内シリンダ部４０７ｂの部分の受圧面積に対して、流路４１５の流路面積が相当に小さいこと、また第１ピストン４１０が摩擦板４２０に当接するまでの間は大きな負荷はかからないことなどから、第１ピストン室４１６の磁性流体４１８は、ほとんど油室４１７へは移動しない、もしくは僅かの量だけしか移動しない。そのため、上記の状態で第１ピストン４１０を移動させて摩擦板４２０に当接させることが可能である。
【０１４０】
第１ピストン４１０が摩擦板４２０に当接すると、第１ピストン４１０の前進が阻止された状態でアーマチュア４０３が前進するので、第１ピストン４１０がシリンダ部４０７の内部に向けて相対的に押し戻される。そのため、この状態では摩擦板４２０を積極的に摩擦接触させる押圧力は生じない。
【０１４１】
また、第１ピストン４１０の前進が阻止されて第１ピストン４１０がシリンダ部４０７の内部に相対的に押し戻されると、その第１ピストン４１０の第１ピストン室４１６の磁性流体４１８が第１ピストン４１０の後退方向（図７の左方向）に押され、磁性流体４１８が流路４１５を通って油室４１７に移動する。それに伴って、油室４１７に移動してきた磁性流体４１８に調整用ピストン４１４が押され、その調整用ピストン４１４が外シリンダ部４０７ａで電磁石４１２から遠ざかる方向（図７の左方向）に移動する。したがって、調整用ピストン４１４は、第１ピストン４１０が摩擦板４２０から反力を受け、それに伴って第１ピストン室４１６から流路４１５通って油室４１７へ移動する磁性流体４１８に押圧される際のダンパとして機能している。
【０１４２】
このようにして、押圧部材である第１ピストン４１０のアーマチュア４０３からの突出量もしくは両者の相対位置が変更され、第１ピストン４１０のストローク位置が相対的に後退方向に調整される。
【０１４３】
アーマチュア４０３が設定位置まで前進すると、メインコイル４０５の電流が一時的に低下させられる。すなわち、メインコイル４０５による推力が一時的に低下させられる。そして、アーマチュア４０３の位置が設定位置になったか否かが判断され、未だ設定位置ではない場合は、メインコイル４０５の電流を増大させる制御もしくは電流を維持する制御が継続される。そして、アーマチュア４０３の位置が設定位置になった場合には、メインコイル４０５の電流が一時的に低下させられる。
【０１４４】
ここで、アーマチュア４０３の位置を判断するための基準である設定位置は、エアギャップがゼロに近い微小になる位置であり、実験やシミュレーションなどによって予め定めた位置である。そして、その判断は、アーマチュア４０３の位置やストローク量を検出するセンサによる出力値と設定値とを比較することにより行うことができる。また、アーマチュア４０３の位置が設定位置になった場合に低下させるメインコイル４０５の電流値は、アーマチュア４０３が前記のリターンスプリングによる押し戻し力で初期位置に戻らない程度の推力もしくは吸引力が発生する電流値であり、設計上、予め定めておくことができる。
【０１４５】
上記のようにしてヨーク４０４とアーマチュア４０３との間のエアギャップがゼロに近い所定間隔になった時点で、サブコイル４１２ｃの電流が増大させられて、磁性流体４１８にサブコイル４１２ｃからの磁気が印加されることにより、磁性流体４１８が固化し、もしくはその流動性が低下させられる。そのため、第１ピストン室４１６の内部に充填されている磁性流体４１８がその第１ピストン室４１６の内部に封止された状態になり、その結果、アーマチュア４０３の推力が第１ピストン４１０に伝達される。
【０１４６】
そのため、押圧部材である第１ピストン４１０が摩擦板４２０を押圧してそれらを互いに摩擦接触させ、ブレーキ機構４１９がいわゆる係合状態となる。すなわち、摩擦板４２０を積極的に摩擦接触させる押圧力が発生する。その場合の係合力は、メインコイル４０５でアーマチュア４０３を吸引する電磁気力（磁力）あるいは磁束密度に応じたものになるが、アーマチュア４０３と第１ピストン４１０との相対位置もしくは第１ピストン４１０のストローク位置が前述したように調整されてエアギャップが小さいことにより、その電磁気力あるいは磁束密度が大きく、メインコイル４０５の電流を特に増大させることなく、必要十分な係合力を得ることができる。
【０１４７】
また、サブコイル４１２ｃの電流を増大させる制御は、例えばブレーキ機構４１９の保持トルクが必要トルク以上となるように実行される。なお、保持トルクは、摩擦板４２０の枚数、摩擦係数、半径、第１ピストン４１０による係合圧などに基づいて算出することができる。また、必要トルクは、このブレーキ機構４１９を含む動力伝達装置に入力されるトルク（例えばエンジントルク）や変速比などに基づいて算出することができる。
【０１４８】
上記のようにして前進させたアーマチュア４０３を元の位置に戻す場合、すなわちブレーキ機構４１９を解放させる場合、メインコイル４０５の電流を止めてＯＦＦ状態とする。その結果、アーマチュア４０３を摩擦板４２０側に移動させる推力が作用しなくなるので、リターンスプリングの弾性力によってアーマチュア４０３が初期位置に向けて押し戻される。
【０１４９】
そして、ブレーキ機構４１９を再度係合させるべくメインコイル４０５に通電してアーマチュア４０３が前進すると、上述した場合と同様に、第１ピストン４１０のアーマチュア４０３からの伸長量すなわち第１ピストン４１０のストローク位置が、摩擦板４２０との関係で調整される。したがって、例えば摩擦板４２０の摩耗が進行していて、摩擦板４２０を実質的に係合させる第１ピストン４１０の位置が、摩耗が進行していない場合より前方側に変化しているとしても、第１ピストン４１０のアーマチュア４０３からの伸長量が、摩擦板４２０の摩耗量に応じて増大させられる。言い換えれば、摩擦板４２０の摩耗に応じたストローク調整を、アーマチュア４０３と第１ピストン４１０との相対位置もしくは間隔の調整によって行うので、ヨーク４０４とアーマチュア４０３との間のエアギャップが変化することがなく、エアギャップは所定の間隔に維持される。したがって、摩擦板４２０の摩耗が進行していない状態でエアギャップが大きくなったり、そのためのメインコイル４０５の電流を増大させたり、あるいはメインコイル４０５を大型化するなどの不都合を未然に解消もしくは抑制することができる。
【０１５０】
このように、この発明の第４の実施例で示す構成の装置によれば、電磁石４０２およびシリンダ部４０７ならびに第２ピストン４１１などから構成される推力機構と第１ピストン４１０とが、具体的には第２ピストン４１１およびアーマチュア４０３と第１ピストン４１０とが相対移動可能であり、それらの間に、すなわち第１ピストン室４１６に介在させる磁性流体４１８の量に応じて第２ピストン４１１と第１ピストン４１０との相対位置、言い換えれば、第２ピストン４１１に対する第１ピストン４１０の伸長量を変化させることができる。したがって、第１ピストン４１０をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を第１ピストン室４１６の磁性流体４１８の量で調整でき、それに伴ってアーマチュア４０３の変位量もしくは第２ピストン４１１のストローク量を一定に維持した状態で摩擦板４２０を押圧することができる。
【０１５１】
また、第２ピストン４１１を移動させることに伴って第１ピストン４１０が摩擦板４２０に当接すると、その反力によって第１ピストン４１０が第２ピストン４１１側に押される。その場合に磁性流体４１８が流動状態に設定されていると、これが第１ピストン室４１６から油室４１７に押し出されて第１ピストン４１０が第２ピストン４１１に対して接近する。すなわち、第１ピストン４１０のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、サブコイル４１２ｃによって流路４１５内の磁性流体４１８に磁気を印可してその流動性を低下させ、磁性流体４１８を第１ピストン室４１６に封止した状態に維持することにより、推力機構による推力を摩擦板４２０に作用させることができる。したがって、第１ピストン４１０と摩擦板４２０との当接位置が変化した場合であっても、第１ピストン４１０のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で摩擦板４２０を押圧することができる。
【０１５２】
そして、第１ピストン室４１６において、磁性流体４１８が第２ピストン４１１の先端面４１１ａからの推力を受ける受圧部の受圧面積が、磁性流体４１８が第１ピストン４１０の後退面４１０ａを押圧する受圧部の受圧面積よりも小さくなっている。そのため、第１ピストン４１０で摩擦板４２０を押圧する場合、すなわち第１ピストン室４１６の磁性流体４１８が第２ピストン４１１に押され、その力が第１ピストン４１０に伝達されて摩擦板４２０を押圧する場合に、第１ピストン４１０で摩擦板４２０を押圧する押圧力に対して、アーマチュア４０３とメインコイル４０５とで発生する押圧力が小さくて済み、その結果、電磁石４０２を小型化して装置全体の体格の小型化を図ることができる。
【０１５３】
（第５の実施例）
図８，図９には、電磁クラッチ機構もしくは電磁ブレーキ機構にこの発明を適用した第５の実施例を示してある。この第５の実施例は、前述の第４の実施例における第２ピストン４１１と第１ピストン４１０との間に、アーマチュア４０３が移動することにより磁界の大きさが変化するコイルを備えた電磁石および磁性流体を設けることにより、アーマチュア４０３が急激に移動することによるショックを防止もしくは抑制するようにした例である。したがって、第２ピストン４１１と第１ピストン４１０との間の電磁石および磁性流体が設けられた部分以外の構成は、前述の図７に示す第４の実施例における構成と同様であるので、図８，図９に図７と同じ参照符号を付けて詳細な説明は省略する。
【０１５４】
図８，図９において、第２ピストン４１１と第１ピストン４１０との間に、この発明の第２副電磁石に相当する電磁石５０１が設けられている。この電磁石５０１は、ベースプレート５０１ａと、フレーム部材５０１ｂと、そのフレーム部材５０１ｂの内部に固定された電磁コイル（以下、仮に第２サブコイルと記す）５０１ｃと、ベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間に形成される第２ピストン室５０１ｄとを備えている。
【０１５５】
第２サブコイル５０１ｃを含むフレーム部材５０１ｂは、第２ピストン４１１の先端（図８の右側の端）に固定されて、第２ピストン４１１と一体に軸線方向に移動可能になっている。一方、ベースプレート５０１ａは、開孔面積が第２ピストン４１１の受圧（もしくは押圧）部分の面積よりも相対的に小さく、この発明の第２流路に相当する開孔部５０１ｅが形成されているとともに、内シリンダ部４０７ｂの第１ピストン４１０側（図８の右側）の開口端部に固定されている。したがって、電磁石５０１は、第２ピストン４１１すなわちアーマチュア４０３が移動することによって、ベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間の距離が変化するように、言い換えると、第２ピストン室５０１ｄの容量が変化するように構成されている。
【０１５６】
そして、第１ピストン室４１６および油室４１７と共に、第２ピストン室５０１ｄに磁性流体４１８が封入されている。すなわち、第２ピストン室５０１ｄと第１ピストン室４１６とは、開孔部５０１ｅによって連通されており、それらの間を磁性流体４１８が流通可能になっている。
【０１５７】
したがって、第２サブコイル５０１ｃに通電して磁界を発生させた状態では、アーマチュア４０３を移動させてベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間の距離を変化させることにより、第２サブコイル５０１ｃで発生する磁力を制御することができる。すなわち、メインコイル４０５に通電する電流を増大してアーマチュア４０３を吸引し、ベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間の距離を短くすることにより、第２サブコイル５０１ｃで発生する磁力を増大させることができる。反対に、メインコイル４０５に通電する電流を低減してアーマチュア４０３を解放し、ベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間の距離を長くすることにより、第２サブコイル５０１ｃで発生する磁力を減少させることができる。
【０１５８】
つぎに上述した装置の作用について説明する。図８に示す状態は、メインコイル４０５に通電された状態、すなわちメインコイル４０５がＯＮ状態であって押圧作用を行っている状態である。メインコイル４０５がＯＮになると、メインコイル４０５に通電される電流が増大させられ、その結果、メインコイル４０５で発生する磁力によってアーマチュア４０３が吸引されて軸線方向の推力が発生する。その場合の吸引力すなわち推力は、メインコイル４０５に流す電流と、ヨーク４０４とアーマチュア４０３との間のエアギャップとに応じたものとなる。
【０１５９】
アーマチュア４０３に作用する吸引力が、前述のリターンスプリングによる弾性力より大きくなると、アーマチュア４０３が移動し始める。また、このとき第２サブコイル５０１ｃに通電される。アーマチュア４０３と共に第２ピストン４１１が移動すると、移動開始当初は、アーマチュア４０３の推力が磁性流体４１８を介して第１ピストン４１１に伝達されるが、第２ピストン４１１がベースプレート５０１ａに近づくにつれて、すなわちベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間の距離が短くなるにつれて、第２サブコイル５０１ｃで発生する磁力が増大するため、第２ピストン室５０１ｄ内の磁性流体４１８の流動性が低下する。言い換えると、第２ピストン室５０１ｄ内の磁性流体４１８の粘度が高くなる。
【０１６０】
そして、ベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間の距離が所定の距離まで近づくと、第２ピストン室５０１ｄ内の磁性流体４１８が、第２サブコイル５０１ｃで発生する磁力により固化し、もしくはアーマチュア４０３の移動を阻止する程度までその流動性が低下して、アーマチュア４０３および第２ピストン４１１の移動が規制される。したがって、アーマチュア４０３および第２ピストン４１１は、アーマチュア４０３がメインコイル４０５に吸引されて移動を開始した後は、徐々に移動速度が低下させられて、ベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間の距離が前記の所定の距離まで近づいた時点で、その移動が規制される。言い換えると、アーマチュア４０３および第２ピストン４１１は、徐々に移動が規制される。
【０１６１】
そのため、メインコイル４０５に通電され、アーマチュア４０３がメインコイル４０５に吸引されて移動する場合に、流動性が低下させられた磁性流体４１８がいわゆる緩衝部材として機能してアーマチュア４０３の移動を抑制し、その移動を徐々に規制することにより、例えばアーマチュア４０３の移動に伴って第１ピストン４１０が急激に移動して摩擦板４２０に衝突し、ショックが生じてしまうような事態を防止もしくは抑制することができる。
【０１６２】
アーマチュア４０３の移動が規制されると、サブコイル４１２ｃに通電され、アーマチュア４０３すなわち第２ピストン４１１に加えて第１ピストン４１０の移動が規制される。すなわち、サブコイル４１２ｃに通電されることにより、流路４１５内の磁性流体４１８にサブコイル４１２ｃからの磁気が印加されて、磁性流体４１８が固化し、もしくはその流動性が低下させられる。その結果、第１ピストン室４１６の内部に充填されている磁性流体４１８がその第１ピストン室４１６の内部に封止された状態になり、第１ピストン４１０の後退方向（図８の左方向）への移動が規制される。
【０１６３】
第１ピストン４１０の後退方向の移動が規制されると、第２サブコイル５０１ｃの電流が低下させられて、アーマチュア４０３の移動を規制する力が弱められる。そして、メインコイル４０５の電流が制御されて、ブレーキ機構４１９が所望する係合力で係合させられる。
【０１６４】
すなわち、ブレーキ機構４１９の摩擦板４２０が第１ピストン４１０によって押圧されて係合し、その押圧力が必要とする押圧力になるように、もしくは必要とする押圧力より大きくなるようにメインコイル４０５の電流が制御される。
【０１６５】
そして、ブレーキ機構４１９が所望する係合力で係合させられると、第２サブコイル５０１ｃの電流が増大させられる。この場合、アーマチュア４０３が解放されて所期位置に戻った状態で、すなわちベースプレート５０１ａとフレーム部材５０１ｂおよび第２サブコイル５０１ｃとの間が所期の距離に戻った状態で、第２ピストン室５０１ｄ内の磁性流体４１８を固化し、もしくは第１ピストン４１０の後退方向の移動を阻止する程度にその流動性を低下させるまで第２サブコイル５０１ｃの電流が増大させられる。
【０１６６】
すなわち、第２ピストン室５０１ｄに充填されている磁性流体４１８が、第２ピストン室５０１ｄ内に封止された状態となり、結局、第１ピストン４１０は、摩擦板４２０を必要な押圧力で押圧している状態で固定されることになる。したがって、この状態ではアーマチュア４０３による推力は特には必要がないので、メインコイル４０５の電流が低下させられる。そのため、相対的に消費電力が大きいメインコイル４０５の通電を止め、あるいは電流を低下させることができ、ブレーキ機構４１９の係合状態を維持するために消費する電力もしくはエネルギを削減することができる。
【０１６７】
このように、この発明の第５の実施例で示す構成の装置によれば、前述した第４の実施例で示す構成の装置によって得られる作用・効果に加えて、第１ピストン４１０が磁性流体４１８を介して第２ピストン４１１に押されて第１ピストン４１０と摩擦板４２０とが当接する場合、第２ピストン４１１すなわち推力機構の移動が抑制され、その移動が徐々に規制される。そのため、第１ピストン４１０と摩擦板４２０とが当接する際の衝撃を緩衝することができ、例えば第１ピストン４１０が急激に移動して摩擦板４２０に衝突し、ショックが生じてしまうような事態を防止もしくは抑制することができる。
【０１６８】
（第６の実施例）
図１０には、電磁クラッチ機構もしくは電磁ブレーキ機構にこの発明を適用した第６の実施例を示してある。ここに示す例におけるアクチュエータ６０１は、電磁石６０２とこれに吸引されるアーマチュア６０３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６０２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（図１０の左右方向）に開いたコ字状を成すヨーク６０４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）６０５とを備えている。そのメインコイル６０５はヨーク６０４の内部に嵌め込まれた状態になっている。
【０１６９】
アーマチュア６０３は、ヨーク６０４に対向するリング状の平板部６０６を備えている。このアーマチュア６０３は、メインコイル６０５が通電された際に、メインコイル６０５で発生する磁力により吸引されて、軸線方向の推力を発生させるためのものである。したがってアーマチュア６０３における少なくとも平板部６０６は磁性材料によって形成されている。すなわち、このアーマチュア６０３がこの発明の磁性部材に相当している。
【０１７０】
電磁石６０２の外周側にシリンダ部６０７が形成されている。このシリンダ部６０７は、ケーシング６０８の内側に軸線方向で前後動可能に配置された外円筒部材６０７ａの内周面と、その外円筒部材６０７ａの内側に軸線方向に前後動可能に配置された内円筒部材６０７ｂの外周面とによって形成されたものであって、全体としてリング状を成しかつ軸線方向に延びた中空部である。
【０１７１】
なお、外円筒部材６０７ａは、後述する調整用円筒部材６１０と共にアーマチュア６０３と一体に軸線方向で前後動するように構成されている。また、内円筒部材６０７ｂは、後述する調整用円筒部材６１０の平行面６１０ａと対向する平行部６０７ｃを有していて、少なくともこの平行部６０７ｃは磁性体によって形成されている。
【０１７２】
シリンダ部６０７における後述するブレーキ機構６２７側の開口端側（図１０の右側）に、この発明における押圧部材に相当するピストン６０９が液密状態を維持して前後動するように配置されている。また、内円筒部材６０７ｂとヨーク６０４との間に、調整用円筒部材６１０が配置されている。この調整用円筒部材６１０は、アーマチュア６０３と一体に固定されていて、その外周側に、前記の内円筒部材６０７ｂの内周面と所定の間隔を開けて並行に対向する平行面６１０ａと、その平行面６１０ａの先端（図１０の右側の端部）から調整用円筒部材６１０の先端（図１０の右側の端部）へ向けて薄肉化されたテーパー面６１０ｂとが形成されている。
【０１７３】
内円筒部材６０７ｂと調整用円筒部材６１０の間に、この発明の第１副電磁石に相当する電磁石６１１が嵌合されて固定されている。具体的には、この電磁石６１１は、前述の内円筒部材６０７ｂの平行部６０７ｃによって形成されるベースリング６１１ａと、調整用円筒部材６１０の平行面６１０ａの部分に埋め込まれて固定されたフレーム部材６１１ｂと、そのフレーム部材６１１ｂの内部に固定された電磁コイル（以下、仮に第１サブコイルと記す）６１１ｃとから構成されている。
【０１７４】
内円筒部材６０７ｂの平行部６０７ｃすなわちベースリング６１１ａとフレーム部材６１１ｂおよび第１サブコイル６１１ｃとの間には、後述する磁性流体６２６が充填される隙間が開いていて、この隙間の、調整用円筒部材６１０の平行面６１０ａにおけるフレーム部材６１１ｂおよび第１サブコイル６１１ｃを含む所定範囲の部分は、少なくとも２本のシールリング６１３によって液密状態が維持されている。すなわち、前記の隙間のシールリング６１３により液密状態が維持された所定範囲の部分によって、後述する磁性流体６２６が充填される油室６１４が形成されている。したがって、内円筒部材６０７ｂと調整用円筒部材６１０とは、前記の油室６１４の液密状態を維持しつつ、互いに相対移動が可能になっている。
【０１７５】
内円筒部材６０７ｂの先端（図１０の右側の端部）で、前述のピストン６０９の内周面と調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂとの間であって、円周方向における所定の複数箇所に、ボール６１５が配置されている。このボール６１５は、例えば鋼球などの所定の剛性を有する球体により構成されていて、例えば円周方向の３箇所もしくはそれ以上の箇所に互いに等間隔に配置されている。
【０１７６】
ボール６１５の内円筒部材６０７ｂの反対側（図１０の右側）に、保持リング６１６が配置されている。この保持リング６１６の先端部（図１０の右側の端部）に薄板状のリテーナ６１７が取り付けられていて、このリテーナ６１７に対向する他のリテーナ６１８が、電磁石６０２を保持している所定の固定部６１９に固定されている。そして、これらのリテーナ６１７，６１８の間にリターンスプリング６２０が配置されている。このリターンスプリング６２０は、保持リング６１６をボール６１５に付勢する弾性力を発生するように構成されている。したがって、ボール６１５は、内円筒部材６０７ｂと保持リング６１６とによって狭持されて、ピストン６０９の内周面と調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂとの間の所定の位置で保持されている。
【０１７７】
上記の外円筒部材６０７ａ、およびピストン６０９、および内円筒部材６０７ｂ、ならびに調整用円筒部材６１０の各後端部（図１０の左側の端部）がそれぞれ当接し、それら外円筒部材６０７ａ、ピストン６０９、内円筒部材６０７ｂ、調整用円筒部材６１０の後退移動をそれぞれ規制するストッパ６２１がケーシング６０８に固定されている。
【０１７８】
なお、図１０では図示しない所定の位置に、電磁石６２２が嵌合されて固定されている。この電磁石６２２は、ケーシング６０８に対するピストン６０９の相対移動を制御するためのものである。具体的には、図１１に示すように、電磁石６２２は、それぞれケーシング６０８に固定されたベースプレート６２２ａおよびフレーム部材６２２ｂと、そのフレーム部材６２２ｂの内部に固定された電磁コイル（以下、仮に第２サブコイルと記す）６２２ｃとから構成されている。そしてベースプレート６２２ａとフレーム部材６２２ｂおよび第２サブコイル６２２ｃとの間には僅かな隙間が開いていて、この隙間が、後述する磁性流体６２６のための流路６２３を形成している。
【０１７９】
また、電磁石６２２の前後方向（軸線方向、図１０，図１１の左右方向）の両側に、ピストン６０９の前後動に連動して容積が変化する第１ピストン室６２４と第２ピストン室６２５とが形成されている。すなわち、ピストン６０９が前進移動（図１０，図１１の右側への移動）することにより、この発明における第２充填室に相当する第１ピストン室６２４の容積が増加するとともに、その容積の増加分だけ、この発明における第３充填室に相当する第２ピストン室６２５の容積が減少し、反対に、ピストン６０９が後進移動（図１０，図１１の左側への移動）することにより、第１ピストン室６２４の容積が減少するとともに、その容積の減少分だけ第２ピストン室６２５の容積が増加するように構成されている。そしてそれら第１ピストン室６２４と第２ピストン室６２５とが、前記の流路６２３によって連通されている。
【０１８０】
そして、前述の油室６１４および第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５ならびに流路６２３に、磁性流体６２６が封入されている。この磁性流体６２６は、従来知られているもので、例えばマグネタイトなどの磁性体を油や水溶液中に分散させた流体状の物質であって、磁気を印加することによりその流動性が低下し、もしくは固化する流体である。
【０１８１】
したがって、第１サブコイル６１１ｃに通電することにより、油室６１４内の磁性流体６２６が固化し、もしくはその流動性が低下させられる。そして油室６１４内の磁性流体６２６と共にベースリング６１１ａすなわち内円筒部材６０７ｂの平行部６０７ｃに磁気が印可され、ベースリング６１１ａが磁性流体６２６を介して第１サブコイル６１１ｃに吸引される。その結果、内円筒部材６０７ｂを調整用円筒部材６１０に吸着させた状態にすることができ、内円筒部材６０７ｂの調整用円筒部材６１０に対する相対移動を規制することができる。言い換えると、第１サブコイル６１１ｃに通電することにより、内円筒部材６０７ｂの調整用円筒部材６１０に対する相対移動を規制し、内円筒部材６０７ｂと調整用円筒部材６１０とを一体化させることができる。
【０１８２】
また、第２サブコイル６２２ｃに通電することにより、流路６２３内の磁性流体６２６が固化し、もしくはその流動性が低下させられる。そのため、第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５に充填されている磁性流体６２６が、第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５内にそれぞれ封止された状態となる。その結果、ピストン６０９の軸線方向における前後動が規制される。すなわち、第２サブコイル６２２ｃに通電することにより、ピストン６０９のケーシング６０８に対する相対移動を規制することができる。
【０１８３】
なお、上記の第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５に作用する油圧（すなわち磁性流体６２６の流体圧）を検出する油圧センサ（図示せず）が設けられている。前述したように、第１ピストン室６２４と第２ピストン室６２５とは、ピストン６０９の前後動に連動してその容積が変化するように構成されている。すなわち、ピストン６０９の軸線方向の位置に応じて第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５内の油圧が変化するようになっている。
【０１８４】
上記のピストン６０９は、シリンダ部６０７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、ブレーキ機構６２７を構成している摩擦板６２８に接近して対向している。この摩擦板６２８は、ケーシング６０８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６２９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、ピストン６０９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１０に示す例では、遊星歯車機構６３０のサンギヤ６３１にブレーキドラム６２９が一体化され、そのサンギヤ６３１を選択的に制動するように構成されている。
【０１８５】
つぎに上述した装置の作用について説明する。図１０に示す状態は、メインコイル６０５がＯＦＦ状態であって押圧作用を行っていない状態であり、調整用円筒部材６１０および外円筒部材６０７ａおよび内円筒部材６０７ｂならびにピストン６０９はリターンスプリング６２０によって、後退側の初期位置に押し戻されている。すなわち、内円筒部材６０７ｂが保持リング６１６およびボール６１５を介してリターンスプリング６２０によって後退側に押し戻されることにより、調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂのくさび効果から調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂとピストン６０９の内周面との間にボール６１５が嵌合する。そしてボール６１５と調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂおよびピストン６０９の内周面との間の摩擦力によって、調整用円筒部材６１０およびそれと一体移動する外円筒部材６０７ａならびにピストン６０９が、内円筒部材６０７ｂと共に、後退側の所期位置に押し戻されている。
【０１８６】
この状態で係合開始の判断が成立して係合指令が出力されると、図１２のフローチャートに示すように、先ず、メインコイル６０５および第１サブコイル６１１ｃの電流が増大させられる（ステップＳ２１）。その結果、メインコイル６０５による磁力によってアーマチュア６０３が吸引され、軸線方向の推力が発生する。その場合の吸引力すなわち推力は、メインコイル６０５に流す電流と、ヨーク６０４とアーマチュア６０３との間のエアギャップとに応じたものとなる。
【０１８７】
アーマチュア６０３にメインコイル６０５の磁力による吸引力が作用すると、アーマチュア６０３に一体の調整用円筒部材６１０および外円筒部材６０７ａと、第１サブコイル６１１ｃに通電されていることにより調整用円筒部材６１０と一体移動する内円筒部材６０７ｂとにも、同様に、メインコイル６０５の磁力による吸引力が作用する。
【０１８８】
したがって、アーマチュア６０３に作用する吸引力が、保持リング６１６およびボール６１５を介して内円筒部材６０７ｂを付勢しているリターンスプリング６２０による弾性力よりも大きくなると、アーマチュア６０３が前進側に移動し始める。このアーマチュア６０３と共に上記の調整用円筒部材６１０および外円筒部材６０７ａならびに内円筒部材６０７ｂが前進側に移動すると、ピストン６０９と外円筒部材６０７ａの内周面および内円筒部材６０７ｂの外周面との間の摩擦力により、ピストン６０９もアーマチュア６０３と共に前進側に移動する。
【０１８９】
ピストン６０９が摩擦板６２８に当接するまではピストン６０９には負荷はかかっていない。そのため、ピストン６０９と外円筒部材６０７ａの内周面および内円筒部材６０７ｂの外周面との間の摩擦力程度の力によって、調整用円筒部材６１０および外円筒部材６０７ａならびに内円筒部材６０７ｂと共にピストン６０９を移動させることが可能である。
【０１９０】
なお、この状態では、第１サブコイル６１１ｃに通電されて調整用円筒部材６１０に対する内円筒部材６０７ｂの相対移動が規制されていることにより、リターンスプリング６２０による保持リング６１６およびボール６１５と内円筒部材６０７ｂとに対する後退側への付勢が規制されている。すなわち、調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂとピストン６０９の内周面との間へのボール６１５の噛み込みが規制されている。したがって、この状態では調整用円筒部材６１０と内円筒部材６０７ｂおよびピストン６０９とが互いに相対移動することにより、アーマチュア６０３に作用する吸引力はピストン６０９へ伝達されない。そのため、この状態では摩擦板６２８を積極的に摩擦接触させる押圧力は生じない。
【０１９１】
メインコイル６０５および第１サブコイル６１１ｃの電流の増大制御に続いて、第２サブコイル６２２ｃに通電されてその電流値が制御される（ステップＳ２２）。上記のようにメインコイル６０５および第１サブコイル６１１ｃの電流が増大させられて、ピストン６０９が摩擦板６２８側へ移動する際に、ピストン６０９が急激に移動して摩擦板６２８に当接することによるショックが発生する場合がある。そこで、第２サブコイル６２２ｃの通電量を制御して流路６２３内の磁性流体６２６の流動性を低下させることにより、ピストン６０９の急激な移動が規制される。そのため、メインコイル６０５に通電されてアーマチュア６０３およびピストン６０９が移動する場合に、ピストン６０９と摩擦板６２８とが当接する際の衝撃を緩和してピストン６０９と摩擦板６２８とが急激に衝突してしまうことによるショックを防止もしくは抑制することができる。
【０１９２】
続いて、第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５ならびに流路６２３内の油圧ｐすなわち磁性流体６２６の流体圧ｐが検出される（ステップＳ２３）。油圧ｐが検出されると、その油圧ｐの検出値と、メインコイル６０５に通電されている電流値とから、ヨーク６０４とアーマチュア６０３との間のエアギャップδが算出される（ステップＳ２４）。
【０１９３】
前述したように、第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５は、ピストン６０９の前後動に連動してその容積が変化するように構成されている。すなわち、ピストン６０９の軸線方向の位置に応じて油圧ｐが変化するようになっている。したがって、油圧ｐを検出することによって、ピストン６０９の軸線方向の位置をることができ、さらにメインコイル６０５に通電されている電流値を考慮してエアギャップδを推定して求めることができる。
【０１９４】
エアギャップδが算出されると、そのエアギャップδが、目標エアギャップδtと等しくなったか否かが判断される（ステップＳ２５）。ここで目標エアギャップδtとは、ヨーク６０４とアーマチュア６０３との間のエアギャップの目標値、すなわち所望するエアギャップの値として予め設定された所定の値である。
【０１９５】
エアギャップδが未だ目標エアギャップδtと等しくないことにより、このステップＳ２５で否定的に判断された場合は、ステップＳ２４へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。すなわち、エアギャップδが目標エアギャップδtと等しくなるまで、上記のステップＳ２４，Ｓ２５の制御が繰り返し実行される。
【０１９６】
これに対して、エアギャップδが目標エアギャップδtと等しくなったことにより、ステップＳ２５で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２６へ進み、第１サブコイル６１１ｃの電流が低下させられる。第１サブコイル６１１ｃの電流が低下させられることにより、油室６１４内の磁性流体６２６への磁気の印加が解除されて、調整用円筒部材６１０に対する内円筒部材６０７ｂの相対移動の規制が解除される。その結果、リターンスプリング６２０による保持リング６１６およびボール６１５と内円筒部材６０７ｂとに対する後退側への付勢の規制が解除される。すなわち、調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂとピストン６０９の内周面との間へのボール６１５の噛み込みが許容された状態になる。
【０１９７】
したがって、第１サブコイル６１１ｃの電流が低下させられ、調整用円筒部材６１０に対する内円筒部材６０７ｂの相対移動の規制が解除されると、調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂとピストン６０９の内周面との間にボール６１５が噛み込み、その部分のくさび効果によって調整用円筒部材６１０とピストン６０９とが固定される。言い換えると、第１サブコイル６１１ｃへの通電を停止して油室６１４内の磁性流体６２６へ磁気を印加しないことにより、調整用円筒部材６１０に対する内円筒部材６０７ｂの相対移動の規制を解除し、調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂとピストン６０９の内周面との間にボール６１５を噛み込ませて、調整用円筒部材６１０とピストン６０９とを固定することができる。すなわち、これら調整用円筒部材６１０のテーパー面６１０ｂとピストン６０９の内周面とボール６１５とが、この発明における係合機構に相当していて、第１サブコイル６１１ｃへの通電を停止して油室６１４内の磁性流体６２６へ磁気を印加しないことにより、上記の係合機構で調整用円筒部材６１０とピストン６０９とを固定することができる。
【０１９８】
第１サブコイル６１１ｃへの通電を停止して油室６１４内の磁性流体６２６へ磁気を印加しないことにより、上記の係合機構を係合させて調整用円筒部材６１０とピストン６０９とを固定すると、調整用円筒部材６１０を介してアーマチュア６０３に作用する吸引力がピストン６０９へ伝達されるようになる。すなわち、摩擦板６２８を積極的に摩擦接触させる押圧力を発生することが可能な状態になる。
【０１９９】
そして、第２サブコイル６２２ｃの電流が制御される（ステップＳ２７）。すなわち、第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５の油圧ｐが所望する値になるように、第２サブコイル６２２ｃに通電される電流が制御される。なお、このときメインコイル６０５に通電されている電流は所定の一定値に維持されている。したがって、第２サブコイル６２２ｃの電流が制御されること、具体的には、第２サブコイル６２２ｃに通電されている電流が徐々に低下させられることにより、ピストン６０９が次第に摩擦板６２８側へ移動させられ、摩擦板６２８を積極的に摩擦接触させる押圧力が発生する。すなわち、摩擦板６２８が次第に係合させられる。
【０２００】
第２サブコイル６２２ｃの電流が制御されるとともに、第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５の油圧ｐが、目標油圧ｐtと等しくなったか否かが判断される（ステップＳ２８）。ここで目標油圧ｐtとは、ブレーキ機構６２７で所望する係合力を得る状態における油圧の値として予め設定された所定の値である。
【０２０１】
油圧ｐが未だ目標エ油圧ｐｔと等しくないことにより、このステップＳ２８で否定的に判断された場合は、ステップＳ２７へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。すなわち、油圧ｐが目標油圧ｐｔと等しくなるまで、上記のステップＳ２７，Ｓ２８の制御が繰り返し実行される。
【０２０２】
これに対して、油圧ｐが目標油圧ｔと等しくなったことにより、ステップＳ２８で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２９へ進み、第２サブコイル６２２ｃの電流が低下させられる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ブレーキ機構６２７の係合制御が終了する。
【０２０３】
上記のようにしてメインコイル６０５の電流を一定に制御しつつ、第１ピストン室６２４および第２ピストン室６２５の油圧ｐに基づいてエアギャップδを推定し、そのエアギャップδを目標値に制御した状態でながら第１サブコイル６１１ｃをＯＦＦ状態にして、調整用円筒部材６１０すなわちアーマチュア６０３に対するピストン６０９の相対移動を規制することにより、例えば摩擦板６２８の摩耗状態にかかわらず、エアギャップδを常に所望するほぼ一定の値に制御することができる。そのため、メインコイル６０５とアーマチュア６０３との間のエアギャップδを一定の範囲に維持できるため、メインコイル６０５に流す電流を増大させるなどの必要がなく、したがってメインコイル６０５の大型化や電流もしくは消費エネルギの増大を防止もしくは抑制することができる。
【０２０４】
そして、エアギャップδが所望する値に設定された状態で第２サブコイル６２２ｃの電流を制御することにより、摩擦板６２８に対する押圧力、すなわちブレーキ機構６２７の係合力が、所望する所定の設定圧力に制御されて、ブレーキ機構６２７が係合させられる。ブレーキ機構６２７の係合が完了すると、第２サブコイル６２２ｃがＯＦＦ状態にされる。したがって、ブレーキ機構６２７の係合が完了した状態では、第１サブコイル６１１ｃおよび第２サブコイル６２２ｃは共にＯＦＦ状態にされている。そのため、ブレーキ機構６２７の係合状態を維持するために消費する電力もしくはエネルギを削減することができる。
【０２０５】
ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１２に示すステップＳ２６の制御を行う機能的手段がこの発明における相対移動規制手段に相当する。また、ステップＳ２２，Ｓ２７，Ｓ２９の制御を行う機能的手段がこの発明における押圧制御手段に相当する。
【０２０６】
このように、この発明の第６の実施例で示す構成の装置によれば、電磁石６０２およびシリンダ部６０７および調整用円筒部材６１０ならびにボール６１５などから構成される推力機構とピストン６０９とが、具体的には調整用円筒部材６１０とピストン６０９とが相対移動可能であり、言い換えれば、上記の推力機構に対するピストン６０９の伸長量を変化させることができる。したがって、ピストン６０９をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を調整用円筒部材６１０とピストン６０９との相対位置を変化させることにより調整でき、それに伴ってアーマチュア６０３の変位量もしくはピストン６０９のストローク量を一定に維持した状態で摩擦板６２８を押圧することができる。
【０２０７】
また、アーマチュア６０３および調整用円筒部材６１０を移動させることに伴ってピストン６０９が摩擦板６２８に当接すると、その反力によってピストン６０９がアーマチュア６０３側に押され、ピストン６０９がアーマチュア６０３に対して接近する。すなわち、ピストン６０９のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、第１サブコイル６１１ｃによる油室６１４の磁性流体６２６に対する磁気の印可を停止すること、すなわち第１サブコイル６１１ｃへの通電を停止することにより、上記の係合機構を係合させてアーマチュア６０３および調整用円筒部材６１０とピストン６０９との相対移動を規制した状態に維持し、推力機構による推力を摩擦板６２８に作用させることができる。したがって、ピストン６０９と摩擦板６２８との当接位置が変化した場合であっても、ピストン６０９のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で摩擦板６２８を押圧することができる。さらに、推力機構とピストン６０９との相対移動は、第１副電磁石への通電を停止することにより規制される。そのため、第１サブコイル６１１ｃへの通電を停止した状態でピストン６０９による押圧状態を維持することができ、その結果、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【０２０８】
そして、上記の係合機構が係合され、ピストン６０９が調整用円筒部材６１０と共に移動させられ、ピストン６０９と摩擦板６２８とが当接する場合、ピストン６０９の移動と連動して容積が変化する第１ピストン室６２４と第２ピストン室６２５との間の磁性流体６２６の流動状態を制御することにより、すなわち、第２サブコイル６２２ｃによる第１ピストン室６２４と第２ピストン室６２５との間の流路６２３への磁気の印加状態を制御することにより、言い換えると、第２サブコイル６２２ｃへの通電量を制御することにより、ピストン６０９の移動状態およびピストン６０９と摩擦板６２８との当接状態を制御することができる。
【０２０９】
そのため、例えばピストン６０９と摩擦板６２８とが当接する際に、第２サブコイル６２２ｃに通電して第１ピストン室６２４と第２ピストン室６２５との間の磁性流体６２６の流動を抑制しておくことにより、ピストン６０９と摩擦板６２８とが当接する際の衝撃を緩衝することができる。あるいは、推力機構とピストン６０９との相対移動が規制され、ピストン６０９で摩擦板６２８を押圧する場合、すなわち推力機構からの推力がピストン６０９に伝達されて摩擦板６２８を押圧する場合に、第２サブコイル６２２ｃへ所定の電流が通電されてピストン６０９の移動が規制されていた状態から、第２サブコイル６２２ｃへの通電を低下させることにより、ピストン６０９の移動を解除してピストン６０９で摩擦板６２８を押圧することができる。
【０２１０】
（第７の実施例）
図１３には、電磁クラッチ機構もしくは電磁ブレーキ機構にこの発明を適用した第７の実施例を示してある。ここに示す例におけるアクチュエータ７０１は、電動モータ７０２と、その電動モータ７０２の回転運動を軸線方向（図１３の左右方向）の直線運動に変換するボールねじ７０３とによって推力を発生するように構成されている。
【０２１１】
電動モータ７０２は、その電動モータ７０２を保持している所定の固定部７０４に固定されているステータ７０２ａと、そのステータ７０２ａの外周部に配置されて、ステータ７０２ａの外周で回転するロータ７０２ｂとを備えた、いわゆるアウターロータ型の電動機である。
【０２１２】
ボールねじ７０３は、電動モータ７０２のロータ７０２ｂに配置されて、そのロータ７０２ｂと一体に回転するベースリング７０５の外周面と、電動モータ７０２およびベースリング７０５の外周側に配置されたシリンダ部材７０６の内周面との間に形成されている。すなわち、ベースリング７０５の外周面にボールねじ７０３のおねじが形成され、それに対向するシリンダ部材７０６の外周面にボールねじ７０３のめねじが形成されている。
【０２１３】
シリンダ部材７０６は、ケーシング７０７の内側に配置された外円筒部７０６ａと、その内側に配置された内円筒部７０６ｂと、それら外円筒部７０６ａおよび内円筒部７０６ｂの後退側（図１３の左側）の端部を連結する底板部７０６ｃとによって形成されたものであって、全体としてリング状を成しかつ軸線方向に延びた有底の中空部である。そして、シリンダ部材７０６は軸線方向に前後動が可能なように支持されている。したがって、シリンダ部材７０６は、電動モータ７０２の電流を制御してロータ７０２ｂを回転させることにより、軸線方向を前進移動（図１３の右側への移動）もしくは後進移動（図１３の左側への移動）するように構成されている。
【０２１４】
上記のシリンダ部７０６の内部で、後述するブレーキ機構７１５側の開口端側（図１３の右側）に、この発明における押圧部材に相当する第１ピストン７０８が液密状態を維持して前後動するように嵌合され、その第１ピストン７０８の後側（図１３の左側）に、この発明の他の電磁石に相当する電磁石７０９が嵌合されて固定されている。この電磁石７０９は、シリンダ部材７０６の内円筒部７０６ｂに固定されたベースリング７０９ａと、シリンダ部材７０６の外円筒部７０６ａに固定されたフレーム部材７０９ｂと、そのフレーム部材７０９ｂの内部に固定された電磁コイル（以下、仮にサブコイルと記す）７０９ｃとを備えている。なお、ベースリング７０９ａとフレーム部材７０９ｂおよびサブコイル７０９ｃとの間には僅かな隙間が開いていて、この隙間が、後述する磁性流体７１４のための流路７１０を形成している。
【０２１５】
また、上記のシリンダ部材７０６の内部の電磁石７０９と第１ピストン７０８との間に第１ピストン室７１１が形成されている。さらに、その電磁石７０９の後側（図１３の左側）に第２ピストン７１２が配置され、この第２ピストン７１２と電磁石７０９との間に第２ピストン室７１３が形成されている。この第２ピストン室７１３と第１ピストン室７１１とは、前述の流路７１０によって連通されている。
【０２１６】
なお、第２ピストン７１２は、第１ピストン７０８が後退方向（図１３の左方向）に移動した場合に、電磁石７０９から遠ざかる方向（図１３の左側）に押され、第１ピストン７０８が後述する摩擦板７１６から反力を受けて後退側に移動する際のダンパとして機能するように構成されている。
【０２１７】
そして、上記の第１ピストン室７１１および第２ピストン室７１３ならびに流路７１０に、磁性流体７１４が封入されている。この磁性流体７１４は、従来知られているもので、例えばマグネタイトなどの磁性体を油や水溶液中に分散させた流体状の物質であって、磁気を印加することによりその流動性が低下し、もしくは固化する流体である。
【０２１８】
したがって、サブコイル７０９ｃに通電することにより、流路７１０内の磁性流体７１４が固化し、もしくはその流動性が低下させられる。そのため、第１ピストン室７１１および第２ピストン室７１３に充填されている磁性流体７１４が、第１ピストン室７１１および第２ピストン室７１３内にそれぞれ封止された状態となる。その結果、第１ピストン７０８の後退側の移動が規制される。すなわち、サブコイル７０９ｃに通電することにより、第１ピストン７０８のシリンダ部材７０６に対する相対移動を規制することができる。
【０２１９】
上記の第１ピストン７０８は、シリンダ部材７０６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、ブレーキ機構７１５を構成している摩擦板７１６に接近して対向している。この摩擦板７１６は、ケーシング７０７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７１７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７０８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１３に示す例では、遊星歯車機構７１８のサンギヤ７１９にブレーキドラム７１７が一体化され、そのサンギヤ７１９を選択的に制動するように構成されている。
【０２２０】
つぎに上述した装置の作用について説明する。図１３に示す状態は、サブコイル７０９ｃに通電されて第１ピストン７０８の後退側の移動が規制された状態で、電動モータ７０２が回転制御されてシリンダ部材７０６が前進側に移動させられ、シリンダ部材７０６および第１ピストン７０８が摩擦板７１６に対して押圧作用を行っている状態である。このようにしてブレーキ機構７１５を係合させる場合の制御例を、図１４のフローチャートに示してある。
【０２２１】
先ず、係合開始の判断が成立して係合指令が出力されると、電動モータ７０２に通電されてその回転が制御され、ボールねじ７０３のおねじが形成されたベースリング７０５が電動モータ７０２のロータ７０２ｂと共に回転させられる（ステップＳ３１）。なお、この係合制御の開始当初は、未だサブコイル７０９ｃは通電されていないＯＦＦ状態で、したがって第１ピストン７０８とシリンダ部材７０６との相対移動が許容されている状態になっている。
【０２２２】
ロータ７０２ｂすなわちベースリング７０５がいずれかの方向に回転させられると、その回転運動がボールねじ７０３によって軸線方向の直線方向に変換されて、ボールねじ７０３のめねじが形成されたシリンダ部材７０６およびその内部に嵌合されている第１ピストン７０８が軸線方向に移動する（ステップＳ３２）。ここでは、シリンダ部材７０６および第１ピストン７０８が前進側に移動するように電動モータ７０２の回転が制御される。
【０２２３】
シリンダ部材７０６と共に第１ピストン７０８が前進側に移動すると、第１ピストン７０８の延出部分が摩擦板７１６に当接し（ステップＳ３３）、第１ピストン７０８の前進移動が阻止されてその移動が停止する（ステップＳ３４）。この時点では未だ電動モータ７０２の回転は停止させられていないため、シリンダ部材７０６の前進移動は継続されている。したがって、第１ピストン７０８の前進が阻止された状態でシリンダ部材７０６が前進するので、第１ピストン７０８がシリンダ部材７０６の内部に向けて相対的に押し戻される。そのため、この状態では摩擦板７１６を積極的に摩擦接触させる押圧力は生じない。そして、押圧部材である第１ピストン７０８のシリンダ部材７０６からの突出量もしくは両者の相対位置が変更され、第１ピストン７０８のストローク位置が相対的に後退方向に調整される。
【０２２４】
なお、このとき、第２ピストン７１２は、第１ピストン７０８が摩擦板７１６から反力を受け、それに伴って第２ピストン７１２が第１ピストン室７１１から流路７１０を通って第２ピストン室７１３へ移動する磁性流体７１４に押圧されて後退側に移動することにより、第１ピストン７０８が摩擦板７１６から反力を受けて後退側に移動する際のダンパとして機能する。
【０２２５】
第１ピストン７０８が摩擦板７１６に当接してその前進移動が停止した時点から若干遅れて、電動モータ７０２の回転が停止させられ、シリンダ部材７０６の前進移動が停止する（ステップＳ３５）。そして、その状態でサブコイル７０９ｃの電流が増大させられて、第１ピストン７０８とシリンダ部材７０６との相対移動が規制される（ステップＳ３６）。
【０２２６】
サブコイル７０９ｃの電流が増大させられ、流路７１０の磁性流体７１４にサブコイル７０９ｃからの磁気が印加されることにより、磁性流体７１４が固化し、もしくはその流動性が低下する。そのために、第１ピストン室７１１および第２ピストン室７１３の内部に充填されている磁性流体７１４が、それら各ピストン室７１１，７１３の内部に封止された状態になり、その結果、軸線方向の推力に変換された電動モータ７０２のトルクが、第１ピストン７０８に伝達可能な状態になる。
【０２２７】
そして、その状態で、電動モータ７０２の電流、すなわち電動モータ７０２のトルクが制御されて、その電動モータ７０２のトルクによる推力が、第１ピストン７０８に伝達されることによる摩擦板７１６に対する押圧力、すなわちブレーキ機構７１５の係合力が制御される（ステップＳ３７）。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ブレーキ機構７１５の係合制御が終了する。
【０２２８】
なお、上記のステップＳ３７で制御されるブレーキ機構７１５の係合力は、例えば摩擦板７１６の枚数、摩擦係数、半径、第１ピストン７０８による押圧力、あるいはブレーキ機構７１５を含む動力伝達装置に入力されるトルク（例えばエンジントルク）や変速比などに基づいて算出することができる。
【０２２９】
また、上記の各ステップにおける電動モータ７０２およびサブコイル７０９ｃに対する電流制御は、例えば磁性流体７１４あるいはブレーキ機構７１５内のオイルの温度に応じて、それらの電流の制御量が適宜に設定されて実行される。磁性流体７１４やオイルは、温度によりその粘性が変化する。したがって、磁性流体７１４あるいはオイルの温度を考慮して電動モータ７０２およびサブコイル７０９ｃの電流の制御を行うことにより、温度変化に左右されず常に適切な制御を実行することができる。
【０２３０】
ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１４に示すステップＳ３６の制御を行う機能的手段がこの発明における相対移動規制手段に相当する。また、ステップＳ３５，Ｓ３７の制御を行う機能的手段がこの発明における押圧力保持手段に相当する。
【０２３１】
このように、この発明の第７の実施例で示す構成の装置によれば、電動モータ７０２およびボールねじ７０３ならびにシリンダ部材７０６などから構成される推力機構と第１ピストン７０８とが、具体的にはシリンダ部材７０６と第１ピストン７０８とが相対移動可能であり、それらの間に、すなわち第１ピストン室７１１および第２ピストン室７１３に介在させる磁性流体７１４の量に応じてシリンダ部材７０６と第１ピストン７０８との相対位置、言い換えれば、シリンダ部材７０６に対する第１ピストン７０８の伸長量を変化させることができる。したがって、第１ピストン７０８をストロークさせる位置がそのストローク方向で前後に変化しても、その変化分を第１ピストン室７１１の磁性流体７１４の量で調整でき、それに伴って第１ピストン７０８のストローク量を一定に維持した状態で摩擦板７１６を押圧することができる。
【０２３２】
また、シリンダ部材７０６を移動させることに伴って第１ピストン７０８が摩擦板７１６に当接すると、その反力によって第１ピストン７０８がシリンダ部材７０６側に押される。その場合に磁性流体７１４が流動状態に設定されていると、これが第１ピストン室７１１から第２ピストン室７１３に押し出されて第１ピストン７０８がシリンダ部材７０６に対して接近する。すなわち、第１ピストン７０８のストローク位置がいわゆる後退側に調整される。その状態で、サブコイル７０９ｃによって流路７１０内の磁性流体７１４に磁気を印可してその流動性を低下させ、磁性流体７１４を第１ピストン室７１１に封止した状態に維持することにより、上記の推力機構による推力を摩擦板７１６に作用させることができる。したがって、第１ピストン７０８と摩擦板７１６との当接位置が変化した場合であっても、第１ピストン７０８のストローク位置の調整を自動的に、かつ容易に行った状態で摩擦板７１６を押圧することができる。
【０２３３】
そして、第１ピストン７０８で摩擦板７１６を押圧している状態、すなわちシリンダ部材７０６と第１ピストン７０８との相対移動を規制して第１ピストン７０８で摩擦板７１６を押圧している状態では、電動モータ７０２への通電を停止することにより、シリンダ部材７０６の後退移動を規制して第１ピストン７０８による押圧状態を維持することができる。そのため、押圧状態を維持するための電力の消費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３４】
【図１】この発明の第１の実施例における構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す構成の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図３】この発明の第２の実施例における構成を模式的に示す断面図である。
【図４】図３に示す構成によるブレーキ機構の係合制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の第３の実施例における構成を模式的に示す断面図である。
【図６】図５に示す構成の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図７】この発明の第４の実施例における構成を模式的に示す断面図である。
【図８】この発明の第５の実施例における構成を模式的に示す断面図である。
【図９】図８に示す構成の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図１０】この発明の第６の実施例における構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】この発明の第６の実施例における構成の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図１２】図１０，図１１に示す構成によるブレーキ機構の係合制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１３】この発明の第７の実施例における構成を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１３に示す構成によるブレーキ機構の係合制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０２３５】
１０１，２０１，４０１，６０１，７０１…アクチュエータ、  １０２，２０２，４０２，６０２…電磁石、  １０３，２０３，４０３，６０３…アーマチュア（磁性部材）、  １０５，２０５，４０５，６０５…メインコイル、  １１１，２１１，４１０，６０９，７０８…ピストン（押圧部材）、  １１２，１１４，２１４，２１６，２１９，２２０，４１６，４１７，５０１ｄ，６２４，６２５，７１１…ピストン室，油室（充填室）、  １１５，１１８，２１３，２１８，４１５，５０１ｅ，６２３，７１０…流路、  １２０，２２３，４２０，６２８，７１６…摩擦板（被押圧部材）、  １２６，２２１，４１８，６２６，７１４…磁性流体、  １２７，１２８…磁路、  ２１２ｃ，２１７ｃ，４１２ｃ，５０１ｃ，６１１ｃ，６２２ｃ，７０９ｃ…サブコイル、  ７０２…電動モータ、  ７０３…ボールねじ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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