JP3853686B2 - 電磁ブレーキ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁ブレーキ及び該電磁ブレーキを使用した車両の駆動力分配装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
差動装置は、左右の車輪に対して互いに等しく分割したトルク配分を保ちながら、旋回時に外側車輪を内側車輪より早く回転させるように車両のパワートレーン内に配置されており、滑らかな旋回が確実に得られるようにするものである。
【０００３】
差動装置の主な役目は、カーブをスムーズに曲がれるようにするためだが、例えば、悪路走行中に片輪だけぬかるみに入ってスリップしたときはどうなるだろうか。
【０００４】
ぬかるみに取られた方の車輪にかかる抵抗は小さく、回転力の殆どがスリップする車輪に伝達され、他方の車輪には駆動力は伝わらなくなる。よって、全体として駆動力が不足してぬかるみから脱出できなくなる。これは、一般的な差動装置の欠点である。
【０００５】
この欠点を防止するようにしたのが、差動制限機構付きの差動装置であり、上述した差動装置の基本的な欠点を補う機能を有している。この差動装置はリミッティッド・スリップ・ディファレンシャル（ＬＳＤ）と言われる。
【０００６】
従来の差動装置は遊星歯車式差動装置が一般的であり、電磁クラッチと多板クラッチからなる差動制限機構を備えた遊星歯車式差動ギヤアセンブリが特開平６−３３９９７号に開示されている。
【０００７】
この差動ギヤアセンブリは、電磁クラッチのソレノイドとアーマチュア間の吸引力を多板クラッチに作用させてこれを押圧し、多板クラッチの係合力を選択的に制御する。
【０００８】
多板クラッチの圧力板とアーマチュアの間に複数の脚からなる連結部材が配置されている。これらの脚の一端は多板クラッチの圧力板に固定され、他端はソレノイド作動時にアーマチュアの内周部分に当接する。
【０００９】
上述した差動ギヤアセンブリでは、複数の脚が圧力板に固定されて圧力板に対して概略垂直方向に伸長している。従って、これらの脚の幾つかが傾いて圧力板に取り付けられた場合には、ソレノイドで吸引されたアーマチュアの押圧力が多板クラッチの圧力板に一様に伝達されない場合があるという問題がある。
【００１０】
さらに、上記公開公報に記載された差動ギヤアセンブリでは、電磁クラッチで多板クラッチの係合力を制御しているため、押圧部材としての複数の脚はアーマチュアの内周部分に対応するように配置されている。
【００１１】
しかし、多板ブレーキ構造ではブレーキプレート及びブレーキディスクは装置構成上外周側に配置されるのが一般的である。よって、内周側でアーマチュアと多板クラッチとを作動的に連結する上記公開公報に記載された構造をこのまま多板ブレーキ構造に適用することは困難である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
また、上記公開公報に記載された差動ギヤアセンブリでは、電磁コイルを有するコアとアーマチュアの対向面はフラットな対向面で構成されている。この構造は、コアとアーマチュア間のエアギャップの変化に対し電流−吸引力の関係が敏感であることから、エアギャップの管理に高い精度が要求されるという問題がある。
【００１３】
特開平１１−２６０６３２号公報には、リニアソレノイドのコアとアーマチュアの相互の対向面を周方向に傾斜させ、コアとアーマチュア間の対向面積を増大し応答性の向上を図った技術が開示されている。実開平６−２６２１３号公報にも、コアとアーマチュアの対向面の一方をＶ溝に他方をそれに合致する楔型に形成した電磁石が開示されている。
【００１４】
しかし、これらの公開公報に記載された技術は、コアとアーマチュア間の対向面積を増大し応答性の向上を図るために、コアとアーマチュア間の対向面を周方向に傾斜させるようにしたものであり、エアギャップの変化に対し電流−吸引力の関係を緩慢にすする形状を提供するという本願発明の解決すべき課題はこれらの公開公報では何ら認識されていない。
【００１５】
よって、本発明の目的は、コアとアーマチュア間のエアギャップの変化に対し、電流−吸引力の関係を緩慢にすることが可能な電磁ブレーキを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によると、固定ハウジングと、該固定ハウジング内に少なくとも部分的に収容された回転部材との間に介装された電磁ブレーキが提供される。
【００１７】
電磁ブレーキは、固定ハウジングに取り付けられた複数のブレーキプレートと、ブレーキプレートと交互に配置されるように回転部材に取り付けられた複数のブレーキディスクとを有する多板ブレーキ機構と、環状溝及び第１の外径を有し、ハウジング内に固定されたリング状コア部材と、コア部材の環状溝中に収容された環状励磁コイルと、第１の外径よりも大きな第２の外径を有し、コア部材の環状溝に対向して配設されたリング状アーマチュア部材とを含んでいる。
【００１８】
電磁ブレーキは更に、第１端及び第２端を有し、第１端がアーマチュア部材の外周部に固定され、第２端が多板ブレーキ機構に係合され、コア部材に案内されて多板ブレーキ機構の押圧方向に移動可能なようにコア部材に外嵌された円筒状押圧部材を含んでいる。
【００１９】
リング状コア部材は環状溝より外周側に形成された中心軸に対して第１の角度傾斜した第１外周側テーパ状端面と、環状溝より内周側に形成された中心軸に対して第２の角度傾斜した第１内周側テーパ状端面を有している。
【００２０】
リング状アーマチュア部材は第１外周側テーパ状端面と相補的な形状をした第２外周側テーパ状端面と、第１内周側テーパ状端面と相補的な形状をした第２内周側テーパ状端面と、環状励磁コイルに対向した中間端面とを有している。
【００２１】
多板ブレーキ機構を有する電磁ブレーキに於いて、リング状コア部材とリング状アーマチュア部材間の隙間（エアギャップ）が変化すると、リング状コア部材の吸引力、ひいては、多板ブレーキ機構に対する円筒状押圧部材の押圧力が変化するため、エアギャップの管理に高い精度が要求される。
【００２２】
このエアギャップは、製造ばらつき、多板ブレーキ機構の複数のブレーキプレート及びブレーキディスクの経年変化（磨耗）により変化する。
【００２３】
例えば、リング状コア部材とリング状アーマチュア部材の対向部が中心軸に対して直角のフラット形状である場合に於いて、環状励磁コイルに大電流を流して吸引力を最大にしたときの、エアギャップが経年変化により徐々に小さくなってきた場合、円筒状押圧部材の押圧力は当初の押圧力に比較して徐々に強くなる。
【００２４】
これは、経年変化による多板ブレーキ機構のブレーキプレート及びブレーキディスク等の磨耗量が円筒状押圧部材の移動量（ストローク）に表れ、エアギャップが中心軸に対して直角方向にフラットであるため、円筒状押圧部材のストロークとエアギャップが１対１に対応しているためである。
【００２５】
請求項１の電磁ブレーキによると、リング状コア部材とリング状アーマチュア部材の対向部を所定のテーパ角を有するテーパ面に形成したことにより、経年変化により円筒状押圧部材のストローク量が変わったとしても、エアギャップ量はテーパ角の分だけ小さくなり、円筒状押圧部材のストローク量とエアギャップは１対１以下の関係となる。
【００２６】
従って、多板ブレーキ機構が磨耗した場合、エアギャップの変化を緩慢に抑えられる。それにより、リング状コア部材の吸引力の制御、ひいては多板ブレーキ機構のブレーキ力の制御を経年変化にあまり影響を受けることなく、精度良く行うことが可能となる。
【００２７】
さらに、請求項１記載の電磁ブレーキによると、第２の角度は第１の角度より大きく設定されている。
【００２８】
円筒状押圧部材が固定されるリング状アーマチュア部材の外周に於いて、リング状コア部材からの吸引力はアーマチュア部材に作用するが、円筒状押圧部材を介していることで、外周側のエアギャップは最大吸引力時でも確保される。しかし、内周側のエアギャップは、アーマチュア部材の倒れ、撓み等により無くなってしまい、コア部材とアーマチュア部材とが接触する可能性がある。
【００２９】
よって、第２の角度を第１の角度より大きくしたことにより、内周側のエアギャップを外周側のエアギャップよりも予め大きなエアギャップに設定しておくことができるため、コア部材とアーマチュア部材の接触に対する余裕度を向上させることができる。
【００３０】
請求項２の発明によると、リング状アーマチュア部材の第２外周側及び内周側テーパ状端面は凸状端面を形成する。換言すると、リング状アーマチュア部材の第２外周側及び内周側端面はリング状アーマチュア部材の体積を減らす方向に形成されている。これにより、アーマチュア部材の倒れモメントを小さくすることができ、コア部材とアーマチュア部材の接触に対する余裕度を向上させることができる。
【００３１】
請求項３記載の発明によると、固定ハウジングと、固定ハウジング内に少なくとも部分的に収容された回転部材との間に介装された電磁ブレーキが提供される。
【００３２】
電磁ブレーキは、固定ハウジングに取り付けられた複数のブレーキプレートと、ブレーキプレートと交互に配置されるように回転部材に取り付けられた複数のブレーキディスクとを有する多板ブレーキ機構と、環状溝、第１の外径及び中心軸に対して第１の角度傾斜した第１傾斜端面を有し、ハウジング内に固定された第１リング状コア部材と、中心軸に対して第２の角度傾斜した第２傾斜端面を有し、第１リング状コア部材に固定された第２リング状コア部材とを含んでいる。
【００３３】
電磁ブレーキは更に、第１コア部材の環状溝中に収容された環状励磁コイルと、第１の外径よりも大きな第２の外径を有し、第１及び第２リング状コア部材の第１及び第２傾斜端面に対向して配設されたリング状アーマチュア部材と、第１端及び第２端を有し、第１端がアーマチュア部材の外周部に固定され、第２端が多板ブレーキ機構に係合され、第１コア部材に案内されて多板ブレーキ機構の押圧方向に移動可能なように第１コア部材に外嵌された円筒状押圧部材とを含んでいる。
【００３４】
リング状アーマチュア部材は中心軸に対して第１の角度傾斜した外周側端面と、第２の角度傾斜した内周側端面とを有している。
【００３５】
請求項３の電磁ブレーキによっても、多板ブレーキ機構の磨耗に起因して円筒状押圧部材のストローク量が変わった場合に、コア部材とアーマチュア部材との間のエアギャップの変化を緩慢に抑えることができる。それにより、コア部材の吸引力の制御、ひいては多板ブレーキ機構のブレーキ力の制御を経年変化にあまり影響を受けることなく、精度良く行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の電磁ブレーキを具備した駆動力分配装置が適用されるフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車両の概略構成図を示している。
【００３７】
エンジン２の駆動力はトランスミッション４を介して本発明の電磁ブレーキを具備した駆動力分配装置６に伝達される。駆動力分配装置６で左右に分配された駆動力は前車軸８，１０を介して左右の前輪１２，１４を駆動する。
【００３８】
図２は本発明の電磁ブレーキを具備した駆動力分配装置が適用される四輪駆動車両の概略構成図を示している。エンジン２の駆動力はトランスミッション４、前車軸８，１０を介して左右の前輪１２，１４を駆動するとともに、プロペラシャフト１８を介して後輪側に配置された本発明の電磁ブレーキを具備した駆動力分配装置２０に伝達される。
【００３９】
駆動力分配装置２０は図１の駆動力分配装置６と実質的に同一構成である。駆動力分配装置２０で所定の割合で分配された駆動力により、後ろ車軸２２，２４を介して左右の後輪２６，２８が駆動される。
【００４０】
後で詳細に説明するように、駆動力分配装置２０に内蔵された一対の電磁ブレーキの制動力を制御することにより、駆動力を左右の後輪２６，２８に任意に分配可能であるとともに、後輪２６，２８を空転させた場合等にはエンジン２の全ての駆動力を左右の前輪１２，１４に供給することが可能である。この場合には、四輪駆動車両がＦＦ車両となる。
【００４１】
図３を参照すると、本発明実施形態の駆動力分配装置２０の断面図が示されている。符号３０は固定されたハウジングを示しており、中央ハウジング３０ａ，左右のサイドハウジング３０ｂ，３０ｃ及び中間ハウジング３０ｄから構成される。
【００４２】
ネジ３２，３４によりサイドハウジング３０ｂ及び中間ハウジング３０ｄが中央ハウジング３０ａに締結され、ネジ３６によりサイドハウジング３０ｃが中央ハウジング３０ａに締結される。図４にサイドハウジング３０ｂの正面図を、図５に図４の右側面図を示す。
【００４３】
ハウジング３０内には一対のベアリング３８，４０により左側後ろ車軸２２が回転可能に支持され、同様に一対のベアリング４２，４４により右側後ろ車軸２４が回転可能に支持されている。左側後ろ車軸２２は左後輪２６に連結され、右側後ろ車軸２４は右後輪２８に連結されている。
【００４４】
符号４６はコンパニオンフランジであり、図２に示したプロペラシャフト１８に図示しないネジにより締結される。一対のニードルベアリング５２，５４により入力シャフト５０がハウジング３０内で回転可能に支持されている。入力シャフト５０はスプライン４８によりコンパニオンフランジ４６に結合されている。入力シャフト５０の先端にはベベルギヤ５６が形成されている。
【００４５】
入力シャフト５０と左側後ろ車軸２２との間にはプラネタリギヤアセンブリ５８Ａが介装されており、入力シャフト５０と右側後ろ車軸２４の間にはプラネタリネタリギヤアセンブリ５８Ｂが介装されている。
【００４６】
プラネタリギヤアセンブリ５８Ａとプラネタリギヤアセンブリ５８Ｂは実質上同一構造なので、各構成要素に同一符号を付し、主に左側プラネタリギヤアセンブリ５８Ａについて説明する。
【００４７】
符号６０はプラネタリギヤアセンブリ５８Ａの入力リングギヤであり、その先端に形成されたベベルギヤ６２が入力シャフト５０のベベルギヤ５６と噛み合っている。
【００４８】
プラネタリギヤアセンブリ５８Ｂのリングギヤ６０´はスプライン６３によりプラネタリギヤアセンブリ５８Ａのリングギヤ６０に連結されている。よって、プラネタリギヤアセンブリ５８Ｂのリングギヤ６０´はプラネタリギヤアセンブリ５８Ａのリングギヤ６０を介して入力シャフト５０により回転駆動される。
【００４９】
プラネタリギヤアセンブリ５８Ａのプラネタリキャリア６４はスプライン６６により左側後ろ車軸２２に固定されている。サンギヤ６８はベアリング７０により左側後ろ車軸２２回りに回転可能に取り付けられている。プラネタリキャリア６４に担持された複数のプラネットギヤ７２（一つのみ図示）がサンギヤ６８とリングギヤ６０に噛み合っている。
【００５０】
符号７４は湿式多板ブレーキ機構を示しており、湿式多板ブレーキ機構７４はハウジング３０に取り付けられた複数のブレーキプレート７６と、これらのブレーキプレート７６と交互に配置されるようにサンギヤ６８に取り付けられた複数のブレーキディスク７８を含んでいる。
【００５１】
各ブレーキプレート７６は軸方向移動可能且つ回転不能にハウジング３０に取り付けられており、各ブレーキディスク７８は軸方向移動可能且つ回転不能にサンギヤ６８に取り付けられている。
【００５２】
スナップリング８０がハウジング３０に取り付けられており、このスナップリング８０が多板ブレーキ機構７４の一端（右端）の位置決めを行なっている。位置決めの微調整はシム８２の厚さにより行なっている。
【００５３】
多板ブレーキ機構７４の他端（左端）には環状押圧板８４が設けられている。環状押圧板８４は図６（Ａ）に示すように、円周方向に離間した複数の突起８６を有しており、これらの突起８６がハウジング３０に形成した軸方向の溝中に挿入されることにより、環状押圧板８４は軸方向移動可能且つ回転不能にハウジング３０に取り付けられている。
【００５４】
図６（Ｂ）に最も良く示されるように、環状押圧板８４の外周部には後で説明する円筒状押圧部材が挿入される環状溝８８が形成されている。環状押圧板８４をサンギヤ６８に取り付けるようにしても良い。
【００５５】
符号９０は磁性体から形成されたリング状コア部材であり、第１の外径と断面矩形状の環状溝９６を有している。図７（Ａ）に示すように、リング状コア部材９０は中心穴９１と一対の締結部９４を有している。各締結部９４にはネジが挿入される穴９５が形成されている。
【００５６】
図７（Ｂ）に最も良く示されるように、環状溝９６中には励磁コイル９８が収容されている。コア部材９０は環状溝９６により内周部分９０ａと外周部分９０ｂに分割されており、励磁コイル９８部分での内周部分９０ａの断面積と外周部分９０ｂの断面積は実質上等しくなっている。
【００５７】
リング状コア部材９０は環状溝９６より外側に形成された中心軸に対して第１の角度傾斜した外周側テーパ状端面９７と、環状溝９６より内周側に形成された中心軸に対して第２の角度傾斜した内周側テーパ状端面９９を有している。本実施形態では、外周側テーパ状端面９７のテーパ角（第１の角度）と内周側テーパ状端面９９のテーパ角（第２の角度）は概略等しく形成されている。
【００５８】
図７（Ａ）に示すように、コア部材９０は４個の突起１０２と励磁コイル用ターミナル１０８の挿入部１０４と、サーチコイル用ターミナル挿入部１０６を有している。
【００５９】
図３に見られるように、サーチコイル１００が励磁コイル９８に隣接して溝９６内に取り付けられている。サーチコイル１００で励磁コイル９８に通電した際の磁束の強さを検出し、検出した磁束の強さで励磁コイル９８への通電電流をフィードバック制御している。
【００６０】
図５に示すように、サイドハウジング３０ｂは中心穴３９と一対の装着部１１４を有している。各装着部１１４にはタップ穴１１５が形成されている。サイドハウジング３０ｂは更に環状受け部１１６を有している。
【００６１】
コア部材９０の各突起１０２をサイドハウジング３０ｂの環状受け部１１６に当接し、各締結部９４をサイドハウジング３０ｂの装着部１１４に当接し、ネジ９２を締結部９４の穴９５を通して装着部１１４のタップ穴１１５にねじ込むことにより、リング状コア部材９０がサイドハウジング３０ｂに固定される。
【００６２】
コア部材９０の環状溝９６に対向して磁性体から形成されたリング状アーマチュア部材１１０が配置されている。アーマチュア部材１１０は、図８に示すように、コア部材９０の第１の外径より大きな第２の外径と中心穴１１１と外周部に形成された環状装着溝１１２を有している。
【００６３】
アーマチュア部材１１０の中心穴１１１はリング状コア部材９０の内周側テーパ状端面９９と相補的な形状をしている。即ち、中心穴１１１は中心軸に対して第２の角度傾斜しており、内周側テーパ状端面を形成する。
【００６４】
アーマチュア部材１１０の外周側テーパ状端面１１３はリング状コア部材９０の外周側テーパ状端面９７と相補的な形状をしている。即ち、外周側テーパ状端面１１３は中心軸に対して第１の角度傾斜している。
【００６５】
アーマチュア部材１１０の環状装着溝１１２に円筒状押圧部材１２０の第１端（左端）が圧入固定される。円筒状押圧部材１２０の第２端（右端）は環状押圧板８４の環状溝８８中に挿入されている。
【００６６】
円筒状押圧部材１２０は環状押圧板８４の環状溝８８中に外周側で位置決めされて挿入される。即ち、円筒状押圧部材１２０の右端は内周側で余裕を持って外周側でぴったりと環状押圧板８４の環状溝８８中に挿入される。
【００６７】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、円筒状押圧部材１２０はコア部材９０の締結部９４が挿入される一対の切り欠き１２２と、突起１０２が挿入される４個の切り欠き１２４を有している。
【００６８】
円筒状押圧部材１２０はその内周面に円周方向に離間した６個の突起１２６を有している。これにより、円筒状押圧部材１２０はこれらの突起１２６がリング状コア部材９０の外周面に摺動接触しながら押圧方向（軸方向）に移動可能である。
【００６９】
多板ブレーキ機構７４を含んだ電磁ブレーキ１３０Ａを組み立てるには、まずアーマチュア部材１１０の環状装着溝１１２中に円筒状押圧部材１２０の第１端（左端）を圧入し、この状態で円筒状押圧部材１２０をリング状コア部材９０に被せ、円筒状押圧部材１２０の第２端（右端）を環状押圧板８４の環状溝８８中に挿入する。この状態でリング状コア部材９０を一対の締結部９４でハウジング３０に締結する。
【００７０】
上述したように、リング状コア部材９０の内周部分９０ａと外周部分９０ｂの断面積が実質上同一となるように、内周部分９０ａが外周部分９０ｂに対して幅広に形成されている。この構成により、励磁コイル９８に通電した際内周側から外周側に渡りリング状アーマチュア部材１１０を均一な力で吸引することができる。
【００７１】
励磁コイル９８に通電した際、リング状コア部材９０とリング状アーマチュア部材１１０の間には所定のエアギャップが形成され、コア部材９０とアーマチュア部材１１０の金属接触を防止している。
【００７２】
コア部材９０とアーマチュア部材１１０間の隙間（エアギャップ）が変化すると、コア部材９０の吸引力、ひいては、多板ブレーキ機構７４に対する円筒状押圧部材１２０の押圧力が変化するため、エアギャップの管理に高い精度が要求される。
【００７３】
このエアギャップは、製造ばらつき、多板ブレーキ機構７４のブレーキプレート７６及びブレーキディスク７８の経年変化（磨耗）により変化する。
【００７４】
例えば、リング状コア部材９０とリング状アーマチュア部材１１０の対向部が中心軸に対して直角のフラット形状であると、励磁コイル９８に大電流を流して吸引力を最大にしたときの、エアギャップが経年変化により徐々に小さくなってきた場合、円筒状押圧部材１２０の押圧力は当初の押圧力に対して徐々に強くなる。
【００７５】
これは、経年変化による多板ブレーキ機構７４のブレーキプレート７６及びブレーキディスク７８等の磨耗量が円筒状押圧部材１２０の移動量（ストローク）に表れ、エアギャップと円筒状押圧部材１２０のストロークが１対１に対応しているためである。
【００７６】
これに対して本実施形態では、リング状コア部材９０とリング状アーマチュア部材１１０の対向部を、所定のテーパ角を有するテーパ面に形成したことにより、多板ブレーキ機構７４の経年変化により円筒状押圧部材１２０のストローク量が変わったとしても、エアギャップはテーパ角の分だけ小さくなり、円筒状押圧部材１２０のストローク量とエアギャップは１対１以下の関係となる。
【００７７】
従って、円筒状押圧部材１２０のストロークの変化に対してエアギャップの変化が緩慢に抑えられる。その結果、アーマチュア部材１１０の吸引力の制御、ひいては多板ブレーキ機構７４のブレーキ力の制御を経年変化にあまり影響を受けることなく、精度良く行うことが可能となる。
【００７８】
本実施形態の電磁ブレーキでは、単位面積辺りの吸引力は、コア部材９０とアーマチュア部材１１０の対向部がフラットの場合に対してテーパ角の分弱くなるが、この弱くなった吸引力の分は、テーパ角によりコア部材９０とアーマチュア部材１１０の対向面積を多く取れることにより、相殺することができる。
【００７９】
励磁コイル９８への通電によりアーマチュア部材１１０をコア部材９０側に引き寄せた状態での軸方向の位置決めは、コア部材９０をサイドハウジング３０ｂに締結するサイドハウジング３０ｂの装着部１１４と、多板ブレーキ機構７４の右端に設けられているスナップリング８０をハウジング３０に止める位置とで決定される。
【００８０】
軸方向の位置決めの調整は、スナップリング８０に隣接して設けられたシム８２の厚さにより行ない、コア部材９０とアーマチュア部材１１０の間のギャップの精度を管理している。
【００８１】
以上の説明は、左側のプラネタリギヤアセンブリ５８Ａ及び電磁ブレーキ１３０Ａについて行なったが、右側のプラネタリギヤアセンブリ５８Ｂ及び電磁ブレーキ１３０Ｂはそれぞれ左側のプラネタリギヤアセンブリ５８Ａ及び電磁ブレーキ１３０Ａと同一構造なので、その説明を省略する。
【００８２】
本実施形態の電磁ブレーキ１３０Ａによると、円筒状押圧部材１２０をリング状コア部材９０の外周側に配置したことにより、押圧部材１２０の右端は多板ブレーキ機構７４を形成する複数のブレーキプレート７６及びブレーキディスク７８の有効半径の概略中央部を押圧することができ、このため半径方向で偏りのない均一な押圧力を得ることができる。
【００８３】
円筒状押圧部材１２０により多板ブレーキ機構７４を押圧する際の力の方向がストレートになっているため、円筒状押圧部材１２０の撓み変形によるブレーキ係合の制御の精度低下を抑制することができる。
【００８４】
多板ブレーキ機構のブレーキプレートとして従来公知のフェーシング材付きブレーキプレートをそのまま使用することができ、電磁ブレーキ作動時に金属板で発生する焼きつき及びジャダーを防止することができる。
【００８５】
励磁コイルとアーマチュア部材間にエアギャップを設けたことにより、アーマチュア部材吸引時の磁路に残磁が発生することなく吸引力制御の安定性が向上し、残磁の吸引力をキャンセルするための部品が不要となる。
【００８６】
更に、電気信号オフ時の立ち下り及びオン時の立ち上がり応答性が向上する。また、電磁ブレーキとしては簡単な構造であるため、ヒステリシスが低減される。
【００８７】
以下、本実施形態の作用について説明する。
【００８８】
左右の電磁ブレーキ１３０Ａ及び１３０Ｂの励磁コイル９８に通電せずに両電磁ブレーキ１３０Ａ，１３０Ｂがオフの場合には、各多板ブレーキ機構７４が係合されないのでプラネタリギヤアセンブリ５８Ａ，５８Ｂのサンギヤ６８は左右の後ろ車軸２２，２４周りをそれぞれ空転する。
【００８９】
よって、入力シャフト５０の駆動力（トルク）は左右の後ろ車軸２２，２４に何ら伝達されることはない。この場合には、後輪２６，２８は空転し、全ての駆動力は前輪１２，１４に向けられて２輪駆動車両となる。
【００９０】
左右の電磁ブレーキ１３０Ａ，１３０Ｂの励磁コイル９８に所定量の電流を流して、円筒状押圧部材１２０を介して両方の多板ブレーキ機構７４を完全に係合した場合には、プラネタリギヤアセンブリ５８Ａ，５８Ｂのサンギヤ６８はそれぞれ左側後ろ車軸２２及び右側後ろ車軸２４に対して固定される。
【００９１】
よって、入力シャフト５０の駆動力は左右の後ろ車軸２２，２４に均等に分割されて伝達される。その結果、図２に示した四輪駆動車両は四輪駆動モードとなり直進する。フロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）車両の場合には、左右の後輪に均等に駆動力が分割されて、車両は直進する。
【００９２】
また、車両の旋回時又はぬかるみ脱出時等には、左右の電磁ブレーキ１３０Ａ，１３０Ｂの励磁コイル９８に流す電流値を制御することにより、入力シャフト５０の駆動力を左右の後ろ車軸２２，２４に任意に分配することができ、最適な旋回制御及び／又はぬかるみ脱出の容易化を実現している。
【００９３】
以上の説明では、駆動力分配装置２０を後輪側に設けた例について説明したが、図１に示したＦＦ車両の前輪側に類似した駆動力分配装置６を設けるようにしても良い。
【００９４】
更に、駆動力分配装置２０を後輪側に設ける場合には、図２に示した四輪駆動車両に限定されるものではなく、ＦＲ車両の後輪側に駆動力分配装置２０を設けるようにしても良い。
【００９５】
以上の説明では、本発明の電磁ブレーキを駆動力分配装置２０に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、固定ハウジングと回転部材との間に介装される電磁ブレーキを有する如何なる機構又は装置にも適用可能である。
【００９６】
図１０を参照すると、リング状コア部材１３２及びリング状アーマチュア部材１３４の第２実施形態が示されている。本実施形態では、コア部材１３２を凸状テーパ端面に形成し、アーマチュア部材１３４をコア部材１３２のテーパ端面に相補的な凹状テーパ端面に形成している。本実施形態に於いても、図３に示した第１実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００９７】
図１１は本発明第３実施形態のリング状コア部材１３６とリング状アーマチュア部材１３８の一部破断断面図を示している。本実施形態では、リング状コア部材１３６に環状励磁コイル９８を接着し、リング状アーマチュア部材１３８に励磁コイル９８を収容する環状溝１３９を設けている。
【００９８】
更に、コア部材１３６に凹状テーパ端面を形成し、アーマチュア部材１３８にコア部材１３６の凹状テーパ端面に相補的な凸状テーパ端面を形成している。本実施形態に於いても、図３に示した第１実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００９９】
図１２を参照すると、本発明第４実施形態のリング状コア部材１４０，１４４とリング状アーマチュア部材１４８の一部破断断面図が示されている。第１リング状コア部材１４０は環状溝１４２を有しており、この環状溝１４２中に環状励磁コイル９８が収容されている。
【０１００】
第１コア部材１４０は中心軸に対して第１の角度傾斜した傾斜端面１４０ａを有している。第１リング状コア部材１４０には第２リング状コア部材１４４がネジ１４６で固定されている。第２コア部材１４４は中心軸に対して第２の角度傾斜した傾斜端面１４４ａを有している。
【０１０１】
リング状アーマチュア部材１４８は第１コア部材１４０の外径よりも大きな外径と、中心軸に対して第１の角度傾斜した外周側端面１４８ａと、第２の角度傾斜した内周側端面１４８ｂとを有している。
【０１０２】
本実施形態では、第１及び第２の角度が実質上等しく形成されているため、アーマチュア部材１４８の外周側端面１４８ａと内周側端面１４８ｂは同一平面上にある。勿論、第１及び第２の角度異なる角度に形成しても良い。
【０１０３】
アーマチュア部材１４８は第１コア部材１４０の傾斜端面１４０ａ及び第２コア部材１４４の傾斜端面１４４ａ上に所定のエアギャップをもって配設されている。本実施形態に於いても、図３に示した第１実施形態と同様な効果を奏することができる。
【０１０４】
図１３は本発明第５実施形態のリング状コア部材１５０及びリング状アーマチュア部材１５４の一部破断断面図を示している。コア部材１５０は環状溝１５２を有しており、アーマチュア部材１５４も環状溝１５６を有している。
【０１０５】
これらの環状溝１５２，１５６中に環状励磁コイル９８が収容されるように、アーマチュア部材１５４はコア部材１５０に対向して所定のギャップをもって配設される。
【０１０６】
コア部材１５０は凸状テーパ端面１５０ａ，１５０ｂを有しており、アーマチュア部材１５４はコア部材１５０の凸状テーパ端面１５０ａ，１５０ｂと相補的な凹状テーパ端面１５４ａ，１５４ｂを有している。本実施形態も図３に示した第１実施形態と同様な効果を奏することができる。
【０１０７】
図１４（Ａ）は本発明第１実施形態のリング状コア部材９０とリング状アーマチュア部材１１０の一部破断断面図を示している。この第１実施形態では、上述したように内周側及び外周側のテーパ端面が同一テーパ角度に形成されている。
【０１０８】
励磁コイル９８に通電すると、外周側及び内周側で矢印１６０，１６２で示すような推力が発生する。１５８は拘束点である。このように、内周側及び外周側のテーパ端面が同一テーパ角度に形成されていると、推力発生時アーマチュア部材１１０の撓みにより、内周側に於いてコア部材９０とアーマチュア部材１１０が接触する可能性がある。
【０１０９】
即ち、アーマチュア部材１１０の外周側は拘束点１５８に於いて円筒状押圧部材１２０に連結されているため、外周側のエアギャップは最大吸引力時でも確保される。
【０１１０】
しかし、内周側のエアギャップは、アーマチュア部材１１０の倒れ、撓み等により無くなってしまうことがあり、内周側に於いてコア部材９０とアーマチュア部材１１０が接触する可能性がある。
【０１１１】
図１４（Ｂ）はこの問題を解決した第６実施形態のリング状コア部材１６４及びリング状アーマチュア部材１６８の一部破断断面図を示している。本実施形態では、コア部材１６４の内周側テーパ端面１６４ｂの中心軸に対する角度、即ちテーパ角を、外周側テーパ端面１６４ａのテーパ角より大きくしている。
【０１１２】
リング状アーマチュア部材１６８の外周側テーパ端面１６８ａはコア部材１６４の外周側テーパ端面１６４ａと相補的な形状をしており、内周側テーパ端面１６８ｂはコア部材１６４の内周側テーパ端面１６４ｂと相補的な形状をしている。
【０１１３】
このように、内周側テーパ端面１６４ｂ，１６８ｂのテーパ角を外周側テーパ端面１６４ａ，１６８ａより大きくすることにより、内周側に於いて実エアギャップが増加する。これにより、内周側に於いてコア部材１６４とアーマチュア部材１６８の接触に対する余裕度を向上することができる。
【０１１４】
図１５はコア部材とアーマチュア部材の対向面の形状を変化させたときの、エアギャップと吸引力の関係を示した図である。曲線１７０はコア部材とアーマチュア部材の対向部がフラットの場合を、曲線１７２は対向部のテーパ角が４５度の場合を、曲線１７４は対向部のテーパ角が３０度の場合をそれぞれ示している。
【０１１５】
コア部材とアーマチュア部材の対向部がフラットの場合には、エアギャップがＧ１以下で吸引力は急激に大きくなっている。本発明ではコア部材とアーマチュア部材との間のエアギャップがＧ２とＧ３の間で使用する。Ｇ２は例えば１．２ｍｍ，Ｇ３は１．３ｍｍである。
【０１１６】
破線１７６はエアギャップ−吸引力の要求値を示しており、エアギャップ量とテーパ角の関係から、内外周のテーパ端面のテーパ角を適宜に設定することにより、エアギャップと吸引力（推力）との関係を破線１７６で示す要求値に合わせこむことが可能となる。尚、理想線はエアギャップの変化による吸引力の変化のない傾き０の直線であるが、このような理想的状態は実現不可能である。
【０１１７】
図１６を参照すると、第１実施形態の変形例の一部破断断面図が示されている。リング状アーマチュア部材１１０´の内周側テーパ端面１１１及び外周側テーパ端面１１３ともアーマチュア部材１１０´の体積を減らす方向に設定する。即ち、アーマチュア部材１１０´が凸状テーパ端面を有するように形成する。
【０１１８】
アーマチュア部材１１０´のテーパ端面１１１，１１３をこのように設定することにより、コア部材９０の外周の長さＬを長くすることができる。これにより、アーマチュア部材１１０´に圧入した円筒状押圧部材１２０とコア部材９０との嵌合長さＬが増加するので、アーマチュア部材１１０´の倒れを規制でき、エアギャップが小さい領域まで使用可能となる。
【０１１９】
コア部材９０と円筒状押圧部材２０の嵌合長さをＬ、コア部材９０と円筒状押圧部材１２０との間の隙間をＧとすると、アーマチュア倒れ角度＝ｔａｎ^-1（Ｇ／Ｌ）となる。
【０１２０】
また、図１７に示すように、矢印Ｓ方向にアーマチュア部材１１０´が軸ずれを起こした場合、内周側及び外周側のエアギャップが図に示したような関係となり、吸引力アンバランスによるアーマチュア倒れモメントを減少することができる。その結果、アーマチュア倒れを規制でき、エアギャップを詰めた領域まで使用可能となる。
【０１２１】
再び図１６を参照すると、アーマチュア部材１１０´のテーパ状中心穴１１１を大きく形成することにより、内周側エアギャップを外周側エアギャップよりも大きく設定している。
【０１２２】
このように内周側のエアギャップを外周側のエアギャップよりも大きくすることにより、アーマチュア部材１１０´の撓みに対してコア部材９０とアーマチュア部材１１０´との接触を回避することができる。
【０１２３】
この接触回避の効果は、内周側テーパ端面と外周側テーパ端面のテーパ角を変更する場合と同様である。内外周で同一テーパ角とすることができるので、生産性が向上する。
【０１２４】
コア部材９０とアーマチュア部材１１０との接触回避をするためには、コア部材９０の内周側テーパ端面９９のテーパ角を９０度、即ち中心軸に対して直角にしても良い。
【０１２５】
上述した説明では、本発明を電磁ブレーキに適用した例について説明したが、本発明は二つの部材を選択的に係合する電磁クラッチにも同様に適用することができる。
【０１２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、コア部材とアーマチュア部材間の対向部を所定のテーパ角を有するテーパ面に形成したことにより、多板ブレーキ機構の経年変化により円筒状押圧部材のストローク量が変わったとしても、コア部材とアーマチュア部材間のエアギャップ量はテーパ角の分だけ小さくなり、円筒状押圧部材のストローク量とエアギャップ量は１対１以下の関係となる。
【０１２７】
従って、多板ブレーキ機構の経年変化（磨耗）に起因するエアギャップの変化を緩慢に抑えることができる。それにより、吸引力の制御、多板ブレーキ機構のブレーキ力の制御を経年変化にあまり影響を受けることなく、精度良く行うことが可能となる。
【０１２８】
さらに、第２の角度を第１の角度より大きくしたことにより、内周側のエアギャップを外周側のエアギャップよりも予め大きく設定しておくことができるため、コア部材とアーマチュア部材の接触に対する余裕度を向上させることができる。
【０１２９】
請求項２記載の発明によると、アーマチュア部材の倒れを規制することができ、コア部材とアーマチュア部材の間のエアギャップを詰めた領域まで使用することが可能となる。
【０１３０】
請求項３記載の発明によると、請求項１記載の発明と同様な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動力分配装置を搭載したＦＦ車両の概略図である。
【図２】本発明の駆動力分配装置を搭載した四輪駆動車両の概略図である。
【図３】本発明実施形態の駆動力分配装置の断面図である。
【図４】サイドハウジングの正面図である。
【図５】図４に示したサイドハウジングの右側面図である。
【図６】図６（Ａ）は環状押圧板の正面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。
【図７】図７（Ａ）は第１実施形態のリング状コア部材の正面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線断面図である。
【図８】第１実施形態のリング状アーマチュア部材の断面図である。
【図９】図９（Ａ）は円筒状押圧部材の正面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の９Ｂ−９Ｂ線断面図、図９（Ｃ）は図９（Ａ）の円１２５で囲まれた部分の拡大図である。
【図１０】第２実施形態のコア部材及びアーマチュア部材の一部破断断面図である。
【図１１】第３実施形態のコア部材及びアーマチュア部材の一部破断断面図である。
【図１２】第４実施形態のコア部材及びアーマチュア部材の一部破断断面図である。
【図１３】第５実施形態のコア部材及びアーマチュア部材の一部破断断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は第１実施形態のコア部材及びアーマチュア部材の一部破断断面図、図１４（Ｂ）は第６実施形態のコア部材及びアーマチュア部材の一部破断断面図である。
【図１５】コア部材とアーマチュア部材の対向部の形状を変化したときの、エアギャップと吸引力の関係を示す図である。
【図１６】第１実施形態のコア部材とアーマチュア部材の変形例の一部破断断面図である。
【図１７】アーマチュア部材が軸ずれを起こした場合の、図１６に示した変形例のエアギャップの関係を示す図である。
【符号の説明】
２ エンジン
１２，１４ 前輪
１８ プロペラシャフト
２０ 駆動力分配装置
２２，２４ 後ろ車軸
２６，２８ 後輪
３０ ハウジング
５０ 入力シャフト
５８Ａ，５８Ｂ プラネタリギヤアセンブリ
６０，６０´ リングギヤ
６４ プラネタリキャリア
６８ サンギヤ
７２ プラネットギヤ
７４ 多板ブレーキ機構
８４ 環状押圧板
９０ リング状コア部材
９７ 外周側テーパ状端面
９８ 励磁コイル
９９ 内周側テーパ状端面
１１０ リング状アーマチュア部材
１１１ 中心穴（内周側テーパ状端面）
１１３ 外周側テーパ状端面
１２０ 円筒状押圧部材
１３０Ａ，１３０Ｂ 電磁ブレーキ

Claims (4)

1. 固定ハウジングングと、該固定ハウジング内に少なくとも部分的に収容された回転部材との間に介装された電磁ブレーキであって、
   前記固定ハウジングに取り付けられた複数のブレーキプレートと、前記ブレーキプレートと交互に配置されるように前記回転部材に取り付けられた複数のブレーキディスクとを有する多板ブレーキ機構と、
   環状溝及び第1の外径を有し、前記ハウジング内に固定されたリング状コア部材と、
   前記コア部材の前記環状溝中に収容された環状励磁コイルと、
   前記第１の外径よりも大きな第２の外径を有し、前記コア部材の前記環状溝に対向して配設されたリング状アーマチュア部材と、
   第１端及び第２端を有し、該第１端が前記アーマチュア部材の外周部に固定され、該第２端が前記多板ブレーキ機構に係合され、前記コア部材に案内されて該多板ブレーキ機構の押圧方向に移動可能なように前記コア部材に外嵌された円筒状押圧部材とを具備し、
   前記リング状コア部材は前記環状溝より外周側に形成された中心軸に対して第１の角度傾斜した第１外周側テーパ状端面と、該環状溝より内周側に形成された中心軸に対して第２の角度傾斜した第１内周側テーパ状端面を有しており、
   前記リング状アーマチュア部材は前記第１外周側テーパ状端面と相補的な形状をした第２外周側テーパ状端面と、前記第１内周側テーパ状端面と相補的な形状をした第２内周側テーパ状端面と、前記環状励磁コイルに対向した中間端面とを有しており、
   前記第２の角度を前記第１の角度より大きくしたことを特徴とする電磁ブレーキ。
2. 前記リング状アーマチュア部材の前記第２外周側及び内周側テーパ状端面は凸状端面を形成することを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキ。
3. 固定ハウジングと、該固定ハウジング内に少なくとも部分的に収容された回転部材との間に介装された電磁ブレーキであって、
   前記固定ハウジングに取り付けられた複数のブレーキプレートと、前記ブレーキプレートと交互に配置されるように前記回転部材に取り付けられた複数のブレーキディスクとを有する多板ブレーキ機構と、
   環状溝、第１の外径及び中心軸に対して第１の角度傾斜した第１傾斜端面を有し、前記ハウジング内に固定された第１リング状コア部材と、
   中心軸に対して第２の角度傾斜した第２傾斜端面を有し、前記第１リング状コア部材に固定された第２リング状コア部材と、
   前記第１コア部材の前記環状溝中に収容された環状励磁コイルと、
   前記第１の外径よりも大きな第２の外径を有し、前記第１及び第２リング状コア部材の前記第１及び第２傾斜端面に対向して配設されたリング状アーマチュア部材と、
   第１端及び第２端を有し、該第１端が前記アーマチュア部材の外周部に固定され、該第２端が前記多板ブレーキ機構に係合され、前記第１コア部材に案内されて該多板ブレーキ機構の押圧方向に移動可能なように前記第１コア部材に外嵌された円筒状押圧部材とを具備し、
   前記リング状アーマチュア部材は中心軸に対して前記第１の角度傾斜した外周側端面と、前記第２の角度傾斜した内周側端面とを有しており、
   前記第２の角度を前記第１の角度より大きくしたことを特徴とする電磁ブレーキ。
4. 第１の部材に取り付けられた複数の摩擦プレートと、前記摩擦プレートと交互に配置されるように第２の部材に取り付けられた複数の摩擦ディスクとを有する電磁式摩擦係合装置であって、
   環状溝を有するリング状コア部材と、
   前記コア部材の前記環状溝中に収容された環状励磁コイルと、
   前記コア部材の前記環状溝に対向して配設されたリング状アーマチュア部材と、
   一端が前記アーマチュア部材に固定され、前記複数の摩擦プレートを前記複数の摩擦ディスクに対して押圧する方向に移動可能に配設された押圧部材とを具備し、
   前記リング状コア部材は、前記環状溝より外周側に形成された中心軸に対して第１の角度傾斜した第１外周側テーパ状端面と、
   該環状溝より内周側に形成された中心軸に対して第２の角度傾斜した第１内周側テーパ状端面を有しており、
   前記リング状アーマチュア部材は、前記第１外周側テーパ状端面と相補的な形状をした第2外周側テーパ状端面と、
   前記第１内周側テーパ状端面と相補的な形状をした第２内周側テーパ状端面と、
   前記環状励磁コイルに対向した中間端面とを有しており、
   前記第２の角度を前記第１の角度より大きくしたことを特徴とする電磁式摩擦係合装置。

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