特許 7542694 単安定電磁クラッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-22

(45)【発行日】2024-08-30

(54)【発明の名称】単安定電磁クラッチ

(51)【国際特許分類】

   F16D 27/10 20060101AFI20240823BHJP

   H01F 5/02 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

F16D27/10 A

H01F5/02 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023117285

(22)【出願日】2023-07-19

(65)【公開番号】P2024013230

(43)【公開日】2024-01-31

【審査請求日】2023-07-19

(31)【優先権主張番号】202210849448.5

(32)【優先日】2022-07-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】522084131

【氏名又は名称】精▲進▼▲電▼▲動▼科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100109036

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 重幸

(72)【発明者】

【氏名】曹 ▲陽▼

(72)【発明者】

【氏名】余 平

(72)【発明者】

【氏名】李 建文

(72)【発明者】

【氏名】▲劉▼ 国山

(72)【発明者】

【氏名】周 ▲鵬▼▲遠▼

【審査官】畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１３０９０７３２（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４７０４５６２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ ２７／１０

Ｈ０１Ｆ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可動部品と、磁力組立体と、固定盤と、複数の鉄心とを含む単安定電磁クラッチであって、前記磁力組立体が前記固定盤に接続され、前記鉄心が前記磁力組立体を通り抜けて前記固定盤に接続され、前記可動部品に弾性部品が設けられており、前記磁力組立体の電磁力及び前記弾性部品の弾性力の作用下で、前記可動部品が前記磁力組立体の一側で往復運動して、前記可動部品と前記鉄心とを接合又は切断の状態に保持するようにすることができ、
前記磁力組立体が、前記鉄心の外周に被覆された電磁コイル及びコイルボビンを含み、前記コイルボビンが、前記電磁コイルを固定するためのものであり、
前記鉄心の外周に突起部がさらに設けられており、前記電磁コイル及び前記コイルボビンが、前記突起部と前記固定盤との間に設けられていることを特徴とする単安定電磁クラッチ。

【請求項2】

前記可動部品における前記磁力組立体に近い側には、複数のざぐり台が開設されており、前記鉄心の端面と前記ざぐり台とが嵌合できるように、前記ざぐり台の形状が前記鉄心の端面の形状に合わせられており、前記弾性部品が前記可動部品の他側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の単安定電磁クラッチ。

【請求項3】

前記可動部品が可動盤であり、前記ざぐり台が、前記可動盤における前記磁力組立体に近い側に開設されていることを特徴とする請求項２に記載の単安定電磁クラッチ。

【請求項4】

前記弾性部品がリターンスプリング組立体であり、前記リターンスプリング組立体は、線形スプリング、非線形スプリング、又は、線形スプリングと非線形スプリングとからなるスプリング組立体とされることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の単安定電磁クラッチ。

【請求項5】

前記鉄心が円柱状であり、前記磁力組立体が前記鉄心の外周に周回して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の単安定電磁クラッチ。

【請求項6】

前記突起部が前記鉄心の外周に周回して設けられており、前記磁力組立体が前記突起部と前記固定盤との間に係合して設けられていることを特徴とする請求項５に記載の単安定電磁クラッチ。

【請求項7】

前記鉄心が固定ピンを介して前記固定盤に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の単安定電磁クラッチ。

【請求項8】

２つの磁力組立体と、２つの鉄心と、２つの固定ピンと、１つの固定盤と、複数の弾性部品とを含むことを特徴とする請求項１に記載の単安定電磁クラッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クラッチの技術分野に属し、特に単安定電磁クラッチ（monostable electromagnetic clutch）に関する。

【背景技術】

【0002】

新エネルギー自動車の動力系には、ギアシフト、断接（splitting）、ロック、パーキングなど、切替機構を必要とする応用シーンが多く存在し、電磁クラッチは、切替機構の機能を実現するための好ましい選択肢の１つである。新エネルギー自動車産業の継続的な発展に伴い、電磁クラッチの性能に対する要求もますます高まっているが、現在、従来の電磁クラッチには、全体構造が複雑で、コンパクトではなく、占有スペースが大きく、応用シーンが限られ、配置スペースと取り付け位置が制限されているなどの欠点があり、新エネルギー自動車の動力系における各部品のスペース配置にはある程度の影響を与えている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記背景に対して、本発明は、上記課題を解消し、又は、上記課題を少なくとも部分的に解決するために、単安定電磁クラッチを開示する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記目的を達成するために、本発明には、以下の技術（課題解決手段）が用いられている。可動部品と、磁力組立体と、固定盤と、複数の鉄心とを含む単安定電磁クラッチであって、磁力組立体が固定盤に接続され、鉄心が磁力組立体を通り抜けて固定盤に接続され、可動部品に弾性部品が設けられており、磁力組立体の電磁力及び弾性部品の弾性力の作用下で、可動部品が磁力組立体の一側で往復運動して、可動部品と鉄心とを接合又は切断の状態に保つようにすることができる。

【0005】

好ましくは、可動部品における磁力組立体に近い側には、複数のざぐり台（counterbores）が開設されており、鉄心の端面とざぐり台とが嵌合できるように、ざぐり台の形状が鉄心の端面の形状に合わせられており、弾性部品が可動部品の他側に設けられている。

【0006】

好ましくは、可動部品が可動盤であり、ざぐり台が、可動盤における磁力組立体に近い側に開設されている。

【0007】

好ましくは、弾性部品がリターンスプリング組立体（assembly）であり、リターンスプリング組立体は、線形スプリング、非線形スプリング、又は、線形スプリングと非線形スプリングとからなるスプリング組立体とされることが可能である。

【0008】

好ましくは、磁力組立体（magnetic assembly）が、鉄心の外周に被覆された電磁コイル及びコイルボビンを含み、コイルボビンは、電磁コイルを固定するためのものである。

【0009】

好ましくは、鉄心の外周に突起部がさらに設けられており、電磁コイル及びコイルボビンが突起部と固定盤との間に設けられている。

【0010】

好ましくは、鉄心が円柱状であり、磁力組立体が鉄心の外周に周回して設けられている。

【0011】

好ましくは、突起部が鉄心の外周に周回して設けられており、磁力組立体が突起部と固定盤との間に係合して設けられている。

【0012】

好ましくは、鉄心が固定ピンを介して固定盤に接続されている。

【0013】

好ましくは、単安定電磁クラッチが、２つの磁力組立体と、２つの鉄心と、２つの固定ピンと、１つの固定盤と、複数の弾性部品とを含む。

【発明の効果】

【0014】

本願（本発明）の利点及び有益な効果は、下記の通りである。本願は、モジュール化設計を用いて、可動部品、固定盤、磁力組立体、弾性部品、及び鉄心などが電磁クラッチの１つの基本ユニットとして統合されており、本願の構造設計は柔軟でコンパクトであり、異なる応用及び異なる構造空間に応じて異なる組み合わせを行い、単独で適用したり、電磁クラッチの基本ユニットをいくつか自由に組み合わせて使用したりして、組み合わせた後、必要に応じて様々な取付位置及び空間に自由に配置することが可能であり、分布空間では、実際の必要に応じて平均分布、対称分布、非対称分布などして、空間の使用を十分に最適化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

以下の好ましい実施形態の詳細な説明を読むことにより、様々な他の利点及びメリットが当業者にとって明らかになる。図面は、好ましい実施形態を例示するためのものだけであり、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。また、図面全体において、同じ部品には同じ参照符号が付されている。

【0016】

【図1】図１は、本願による単安定電磁クラッチが切断状態にある断面図である。

【図2】図２は、本願による単安定電磁クラッチが接合状態にある断面図である。

【図3】図３は、本願の例１による単安定電磁クラッチの組み合わせ応用例の一つである。

【図4】図４は、本願の例２による単安定電磁クラッチの組み合わせ応用例の一つである。

【図5】図５は、本願の例２による単安定電磁クラッチの組み合わせ応用例の一つである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の目的、技術（課題解決手段）及び利点が更に明白になるように、以下、本発明の具体的な実施形態及び対応する図面と併せて、本発明の技術（課題解決手段）を明確かつ完全に説明する。明らかなことに、記載された実施形態は、本発明の一部の実施形態に過ぎず、すべての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づいて創造的な努力をせずに当業者によって得られた他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲内に含まれる。

【0018】

以下、図面を参照して、本発明の各実施形態による技術（課題解決手段）を詳しく説明する。図１及び図２に示すように、本願の単安定電磁クラッチは、可動部品６と、磁力組立体１００と、固定盤１と、複数の鉄心２とを含み、そのうち、磁力組立体１００が固定盤１に接続され、鉄心２が磁力組立体１００を通り抜けて固定盤１に接続され、可動部品６に弾性部品７が設けられており、磁力組立体１００が通電されると電磁力を発生可能であり、磁力組立体１００の電磁力及び弾性部品７の弾性力の作用下で、可動部品６が磁力組立体１００の一側で往復運動して、可動部品６と鉄心２とを接合又は切断の状態に保されるようにすることができ、磁力組立体が通電されると、電磁力の作用下で、図２に示すように、可動部品６が鉄心２に近い位置まで吸着され、電磁クラッチの結合が実現され、磁力組立体が通電されていない時、可動部品６が弾性部品７の弾性力の作用下で復帰し、図１に示すようになる。この際、可動部品６と鉄心２とが接合されず、電磁クラッチが切断状態にある。

【0019】

本願の一実施形態において、図１に示すように、可動部品６における磁力組立体１００に近い側には、複数のざぐり台（counterbores）６１が開設されており、鉄心２の端面とざぐり台６１とが嵌合できるように、ざぐり台６１の形状が鉄心２の端面の形状に合わせられており、鉄心の端面とざぐり台とが嵌合すると、電磁クラッチが接合状態になり、両者が嵌合していない時、電磁クラッチは切断状態にある。本実施形態による作動の流れは、次の通りである。磁力組立体１００が通電されていない時、図１に示すように、可動部品６と鉄心とが嵌合せず、この際、電磁クラッチが切断又は分離状態にあり、磁力組立体１００が通電されると、図２に示すように、このときに発生した電磁力によって、可動部品６が鉄心２に近接した位置まで吸着され、この際、可動部品６の他側における弾性部品７が引っ張られて、電磁力が弾性力よりも大きくなって、電磁クラッチが接合状態に保され、磁力組立体への通電が切られると、電磁力が消えて、可動部品６が再び図１に示す電磁クラッチの状態に戻り、このような動作が繰り返されていく。好ましくは、接続の安定性をさらに強化するために、本願の一実施形態において、鉄心２が固定ピン３を介して固定盤１に接続される。

【0020】

本願の一実施形態において、可動部品６は、省スペースの盤状構造、即ち可動盤として設けられており、ざぐり台６１が、可動盤における磁力組立体１００に近い側に開設されて、鉄心２の端面の位置に対応しており、弾性部品７が可動盤の他側に設けられている。

【0021】

本願の一実施形態において、弾性部品７は、リターンスプリング組立体（assembly）であることが好ましく、リターンスプリング組立体は、線形スプリング、非線形スプリング、又は、線形スプリングと非線形スプリングとからなるスプリング組立体とされることが可能である。

【0022】

本願の一実施形態において、磁力組立体１００が、鉄心の外周に被覆された電磁コイル５及びコイルボビン４を含み、コイルボビン４は、電磁コイル５を固定するためのものである。

【0023】

本願の一実施形態において、鉄心２の外周に突起部２０がさらに設けられており、電磁コイル５及びコイルボビン４が、突起部２０と固定盤１との間に設けられており、突起部２０によって磁力組立体１００が引っ掛けられて抜け止めされる。１つのより好ましい技術（課題解決手段）では、鉄心２が円柱状として設けられ、磁力組立体１００が鉄心２の外周に周回して設けられ、突起部２０が鉄心２の外周に周回して設けられており、周回して設けられた突起部２０によれば、磁力組立体１００を突起部２０と固定盤１との間により良く係合させることができる。

【0024】

本願の１つのより好ましい実施形態において、１つの単安定電磁クラッチの基本ユニットが、２つの磁力組立体１００と、２つの鉄心２と、２つの固定ピン３と、１つの固定盤１と、複数の弾性部品７とを含む。本実施形態における１つの電磁クラッチの基本ユニットは、部品が少なく、構造が簡単でスペースを取らなくて、単独で適用してもよいし、電磁クラッチの基本ユニットをいくつか自由に組み合わせて使用してもよく、以下のシーンへの応用を含むが、これらに限定されるものではない。
例１

【0025】

図３に示すように、本実施形態は、電磁クラッチの基本ユニットを２つ対称に並べて、１つの対称式電磁クラッチ構造を形成している。固定盤１及び可動部品６は、いずれも一体型の部品として統合されている。本実施形態は、円周方向のスペースに一定の制限があり、軸方向のスペースが小さい場合に適用可能である。
例２

【0026】

図４及び図５に示すように、本実施形態は、例１を具体的に断接機能（disconnect function）に適用したものである。本実施形態は、例１の電磁クラッチをデファレンシャルの一側に外装し、可動部品６とＬ字状の可動プッシュディスク（thrust disc）９とをベアリング８を介して接続して、電磁クラッチ本体の可動組立体が軸方向にのみ直線運動するようにしているとともに、電磁クラッチ本体の可動組立体の円周回動及び他の自由度の運動を制限するために、本実施形態は、更に可動部品６に回り止めピン１０及び回り止めピン１１を設けており、回り止めピン１０及び回り止めピン１１が固定されて、可動組立体を軸方向にのみ運動するように制限している。Ｌ字状の可動プッシュディスク９と端面歯プレート１２とは、ボルト、ピン、又は、Ｌ字状の可動プッシュディスク９／端面歯プレート１２における突起（flange）などにより接続され、接続部分がデフケースを貫通しており、端面歯プレートの外縁にキーが設けられ、それに合わせて、デフケースには、対応するキー溝が配置されており、デファレンシャルは、回動中にキーによって端面歯と接続し、端面歯によって回転速度及びトルクを伝達させる。

【0027】

図４に示すデファレンシャルインナーケース１４には、端面歯プレート１２における端面歯と噛合可能な端面歯が設けられている。端面歯プレート１２と押えリング１５との間に弾性組立体が設けられている。電磁クラッチが分離状態にある時、端面歯プレート１２と押えリング１５との間の弾性組立体により、端面歯プレート１２における端面歯とデファレンシャルインナーケース１４における端面歯とが分離状態に維持され、この際、デファレンシャルインナーケースが独立して作動し、デファレンシャルアウターケースは、エネルギーをサイドギヤ１６及びサイドギヤ１９に伝達することができない。

【0028】

電磁コイル５に励磁電流を流すと、電磁クラッチが接合動作を行い、可動部品６が電磁コイル５に向かって運動し、可動部品６がベアリング８を介してＬ字状の可動プッシュディスク９を押して、Ｌ字状の可動プッシュディスク９が接続部分を介して端面歯プレート１２をデファレンシャルインナーケース１４へ運動させ、最終的に、端面ギアプレート１２とデファレンシャルインナーケース１４との端面歯が接合される。可動組立体が、デファレンシャルアウターケース１３及びＬ字状の可動プッシュディスク９における位置規制装置まで運動すると停止し、このとき、デフロックが接合状態にある。接合状態では、デファレンシャルインナーケース１４とデファレンシャルアウターケース１３との相対運動がなく、このとき、デファレンシャルアウターケースに伝達されたトルク及び回転速度が、端面歯プレート１２からデファレンシャルインナーケース１４に伝達され、そして、遊星歯車１８及び遊星歯車軸１７を介して、トルク及び回転速度がサイドギヤ１６及びサイドギヤ１９に伝達される。

【0029】

上述したのは、あくまでも本発明の具体的な実施形態であり、本発明の上記教示・開示の下で、当業者は、上記実施形態に基づいて他の改良又は変形を行うことができる。当業者であれば、上記の具体的な記載は、本発明の目的をより良く解釈するためのものであり、本発明の保護範囲が特許請求の範囲の保護範囲に基づくものであることを理解べきである。

【符号の説明】

【0030】

１ 固定盤、２ 鉄心、３ 固定ピン、４ コイルボビン、５ 電磁コイル、６ 可動部品、７ 弾性部品、８ ベアリング、９ Ｌ字状の可動プッシュディスク、１０ 回り止めピン、１１ 回り止めピン、１２ 端面歯プレート、１３ デファレンシャルアウターケース、１４ デファレンシャルインナーケース、１５ 押えリング、１６ サイドギヤ、１７ 遊星歯車軸、１８ 遊星歯車、１９ サイドギヤ、２０ 突起部、６１ ざぐり台、１００ 磁力組立体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】