JP2003527517A - 自動車の内燃機関のための圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、自動車の内燃機関のための圧縮機（１）であって、当該圧縮機（１）を駆動する入力軸（２）が設けられており、該入力軸（２）が、内燃機関によって駆動可能なベルトプーリ（１０）に、切換可能な電磁クラッチを介して連結可能であり、該電磁クラッチが、ベルトプーリ（１０）に端面側で配置された摩擦面（１０′）と、入力軸（２）に回動不能に配置された薄片支持体（１２）と、該薄片支持体（１２）に回動不能に配置された薄片（１５）を摩擦面（１０′）に圧着するための、ベルトプーリ（１０）の、環状スリット（１１）または環状の切欠き内に収納されたリング磁石装置もしくはリングコイル装置（６）とを有している形式のものに関する。この場合、本発明は、入力軸（２）にスリーブ（８）が回動不能に保持されており、該スリーブ（８）にベルトプーリ（１０）が回転支承されており、スリーブ（８）に端面側で薄片支持体（１２）がフランジ結合されていることによって特徴付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、自動車の内燃機関のための圧縮機であって、当該圧縮機を駆動する
入力軸が設けられており、該入力軸が、内燃機関によって駆動可能なベルトプー
リに、切換可能な電磁クラッチを介して連結可能であり、該電磁クラッチが、ベ
ルトプーリに端面側で配置された摩擦面と、入力軸に回動不能に配置された薄片
支持体と、該薄片支持体に回動不能に配置された薄片を摩擦面に圧着するための
、ベルトプーリの、環状スリットまたは環状の切欠き内に収納されたリング磁石
装置もしくはリングコイル装置とを有している形式のものに関する。

【０００２】 若干の乗用車の内燃機関には、このような形式の圧縮機が標準装備される。こ
の場合、電磁クラッチの適当な制御によって、内燃機関が、比較的高い回転数で
走行する場合および／または強い負荷に抗して作動する場合もしくは強く加速さ
れなければならない場合にだけ圧縮機が作動することが保証される。

【０００３】 こうして、一方では、低速走行時における、特に頻繁なのろのろ運転段階と停
止段階とを伴う市街地走行時における内燃機関の良好な運転特性が保証される。
さらに、他方では、内燃機関は、アクセルペダルの操作に応じて、著しく増強さ
れた遅れのない加速度をもって反応する。

【０００４】 さらに、圧縮機を内燃機関によって定常駆動させることも可能である。この場
合、原則として、圧縮機から圧送される空気をエンジン回転数の１つの閾値より
も高い範囲で始めてエンジンの吸込み側に供給するようになっている。すなわち
、エンジン回転数の前記閾値よりも低い範囲では、エンジンは、純然たる吸込み
エンジンとして働く。これに基づき、圧縮機によって発生された空気流が、低い
エンジン回転数の場合に、今日慣用されている電子式のエンジン制御装置に対し
て不都合な反作用を及ぼすことが回避される。何故不都合な反作用を及ぼすかと
云うと、吸込み側の空気流を検出するために使用されるセンサが影響を受ける一
方、低いエンジン回転数時ではほぼ閉じられている、吸気系内のスロットルバル
ブが、圧縮機の空気流によって不都合に運動させられ得るからである。

【０００５】 圧縮機によって発生された空気流を導出するために、適当な弁または空気弁ユ
ニットが使用され、該弁によって圧縮機の空気流は外部に導出されるかまたはエ
ンジンに供給される。

【０００６】 効果的に適用可能な出力を高めるために、自動車エンジンには圧縮機を後装備
することが原則として可能である。しかし、原則的に、後装備のための圧縮機は
、電磁クラッチとの組合せを目指して設計されているものではない。むしろ、そ
の出発点は、圧縮機をエンジンによって定常的に（中断なしに）駆動できるよう
にすることである。

【０００７】 しかし、その結果として、上述した電子式のエンジン制御装置を備えた最近の
内燃機関の場合、エンジン制御装置のセンサシステムに対して不都合な反作用が
及ぼされることになる。

【０００８】 したがって、本発明の課題は、中断なしの駆動のために設けられた圧縮機に電
磁クラッチを後装備するための手段もしくはこのクラッチを制御するための手段
を提供することである。

【０００９】 この課題は、本発明によれば、入力軸にスリーブが回動不能に保持されており
、該スリーブにベルトプーリが回転支承されており、スリーブに端面側で薄片支
持体がフランジ結合されていることによって解決される。

【００１０】 本発明は、圧縮機の入力軸を、一方では薄片支持体を入力軸に関連して回動不
能に保持するためおよび他方ではベルトプーリを入力軸に対して回動可能に支承
するためおよびこれに相応して電磁クラッチの入力部と出力部とを保持するため
に使用するという一般的な思想に起因している。これによって、ベルトプーリの
ための定置の軸受け部分が不要となる。同時に、構造上の手間をさほどかけるこ
となしに、薄片支持体とベルトプーリとを相対的に正確にセンタリングすること
を保証することができる。

【００１１】 本発明の有利な構成によれば、圧縮機ケーシングに形成された、入力軸が突出
するフランジ面に、リング磁石装置もしくはリングコイル装置を定置に支持する
フランジプレートが固定されており、該フランジプレートが、リング磁石装置も
しくはリングコイル装置の内側に配置された、入力軸によって貫通される開口を
備えている。

【００１２】 こうして、リング磁石装置もしくはリングコイル装置を定置に配置することが
できるので、給電のためにすり接触部（Ｓｃｈｌｅｉｆｋｏｎｔａｋｔ）または
これに類するものは全く不要となる。

【００１３】 有利には、リング磁石装置もしくはリングコイル装置の接続ケーブルが、フラ
ンジプレートに形成された切欠き内、特に溝内に防護されて収納されている。こ
の溝は、本発明の特に有利な構成では、フランジプレートの、圧縮機ケーシング
に面した側に配置することができるので、前記ケーブルは、フランジプレートの
組付け後、圧縮ケーシングならびにフランジプレートによって取り囲まれた通路
内に収納されている。

【００１４】 切換可能なクラッチは、本発明によれば、制御装置によって作動される。この
制御装置は、内燃機関の回転数の１つの閾値よりも高い範囲でのみまたは回転数
と相関関係にあるパラメータよりも高い範囲でのみクラッチを閉じることを許容
しており、このクラッチは、締結時にまず、設定されたスリップ位相を通過させ
られ得るようになっている。

【００１５】 ここでは、圧縮機と内燃機関との間に、制御可能な連結モーメントを伴った、
すなわち制御可能な伝達モーメントを伴った切換可能なクラッチを設けるという
一般的な思想が実現される。これによって、内燃機関だけでなく圧縮機もならび
にエンジンと圧縮機との間の入力結合手段もクラッチの締結時に適度にしか負荷
されない。特に、望ましくない負荷ピークが回避されるので、入力結合手段は比
較的簡単な構造を有することができ、圧縮機の可動な圧縮機エレメントの軸受け
も、圧縮機を駆動するエンジン側のエレメント、たとえばカムシャフトの軸受け
も補強する必要がなくなる。

【００１６】 本発明の特に有利な構成によれば、電磁クラッチが設けられている。この場合
、制御装置は、入力連結時、つまりクラッチを閉じる場合に電気的な連結電流を
遅らせてかつ／または多段式に変化させている。

【００１７】 これによって、クラッチの良好な制御可能性が保証される。

【００１８】 さらに、本発明の特に有利な構成は、特許請求の範囲ならびに以下の説明に記
載してある。

【００１９】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【００２０】 自動車のエンジンルーム内に収納された圧縮機もしくはコンプレッサ（詳しく
図示せず）は、図面に部分的にしか示していない圧縮機ケーシング１と、圧縮機
を駆動する入力軸２とを有している。この入力軸２は、圧縮機ケーシング１に形
成されたフランジ面３から突出している。

【００２１】 フランジ面３にはフランジプレート４が固定されていて、特に固く螺合されて
いる。このフランジプレート４は、入力軸２によって貫通された開口５を有して
いる。また、フランジプレート４には、リング磁石装置もしくはリングコイル装
置６が不動に配置されている。リング磁石装置もしくはリングコイル装置６が、
入力軸２の軸線に対して正確に同心的に位置固定可能であるようにするために、
フランジプレート４に設けられた、固定ねじ７のための取付け穴と、フランジ面
３に設けられた相応する固定孔とが相応に正確に配置されている。

【００２２】 入力軸２には、スリーブ８が回動不能にかつ軸方向で不動に配置されている。
このスリーブ８の外周面には、ベルトプーリ１０を軸方向でかつ半径方向で支承
するための単数または複数の転がり軸受け９が保持されている。これに相応して
、ベルトプーリ１０はスリーブ８に易動可能に回転支承されており、ひいては入
力軸２に対して相対的に回転可能である。このベルトプーリ１０は、圧縮機ケー
シング１に向かって開く、入力軸２の軸線に対して同心的な環状スリット１１を
有している。この環状スリット１１は、狭幅の空隙を置いてリング磁石装置もし
くはリングコイル装置６を収容している。

【００２３】 スリーブ８の、圧縮機ケーシング１とは反対の側の端部はフランジとして形成
されている。このフランジには薄片支持体１２がフランジ結合されている。スリ
ーブ８にセンタリングするために、薄片支持体１２は、スリーブ８の軸方向孔内
に半径方向で遊びなしに押込み可能な軸方向突起１３を有することができる。さ
らに、スリーブ８への薄片支持体１２の固定は、環状に配置されたねじ１４によ
って行うことができる。

【００２４】 薄片支持体１２は、ベルトプーリ１０に面した側に、薄片支持体１２に対して
相対的に回動不能ではあるが、戻し力に抗して軸方向で移動可能な円板状の薄片
１５を支持している。この薄片１５は、ベルトプーリ１０の、薄片支持体１２に
面した側の円板状の端面に設けられた摩擦面１０′と協働する。

【００２５】 リング磁石装置もしくはリングコイル装置６が通電されると、薄片１５は、こ
の薄片１５を（図面で見て右の方に）薄片支持体１２に向かって引き戻そうとす
る戻し力に抗して磁力によってベルトプーリ１０の摩擦面１０′に圧着されるの
で、この摩擦面１０′と薄片１５との間には強力な摩擦接続が生ぜしめられ、結
果的に、ベルトプーリ１０が入力軸２に摩擦接続的に連結される。

【００２６】 リング磁石装置もしくはリングコイル装置６が薄片１５を磁気的に制御できる
ようにするために、この薄片１５は磁化可能な材料から成っている。この代わり
に、薄片１５には、良好に磁化可能な圧着体が不動に配置されていてもよい。さ
らに、ベルトプーリ１０も同様に良好に磁化可能な材料、特に鉄材料から成って
いてよいので、ベルトプーリ１０は、リング磁石装置もしくはリングコイル装置
６の通電時に、この装置６の、強く磁化されたコアを形成しかつ磁化可能な薄片
１５もしくはこの薄片１５の、磁化可能な圧着体を有効に引き付ける。

【００２７】 リング磁石装置もしくはリングコイル装置６の通電はケーブル１６を介して行
われる。このケーブル１６は、有利には溝内に収納されている。この溝は、フラ
ンジプレート４の、フランジ面３に面した側に形成されていて、フランジプレー
ト４を貫通する孔においてリング磁石装置もしくはリングコイル装置６に接続さ
れている。これによって、ケーブル１６はリング磁石装置もしくはリングコイル
装置６から、フランジプレート４の、ベルトプーリ１０とは反対の側に通じてい
て、そこでフランジプレート４とフランジ面３とによって取り囲まれたケーブル
通路内に収納することができる。

【００２８】 場合によっては、ケーブル通路を形成するために設けられた溝を、全体的また
は部分的に圧縮機ケーシング１のフランジ面３に形成することもできる。

【００２９】 ベルトプーリ１０は駆動ベルト１７によって巻き掛けられる。さらに、この駆
動ベルト１７は、車両エンジンによって常に駆動される別のベルトプーリ（図示
せず）を介して走行する。これに相応して、ベルトプーリ１０は車両エンジンの
運転時に常に駆動されるのに対して、圧縮機は、リング磁石装置もしくはリング
コイル装置６が、エンジン運転時にケーブル１６を介して通電され、これによっ
て、ベルトプーリ１０が薄片１５を介して摩擦接続的にスリーブ８に連結され、
これに相応して圧縮機の入力軸２に連結される場合にしか作動しない。

【００３０】 この場合、リング磁石装置もしくはリングコイル装置６が相応に通電されると
、圧縮機の、要求に即した運転が可能となる。特に、圧縮機の作動は、このこと
が、エンジン制御に対して障害となる反作用なしに可能となるかもしくは車両エ
ンジンに課せられる高い出力に基づき所望されている場合にしか行われないとい
うことを保証することができる。

【００３１】 ケーブル１６は、リング磁石装置もしくはリングコイル装置６の通電のために
、電気的なドライバ段２０に接続されている。このドライバ段２０自体は、電子
的な制御回路２１によって操作され、この制御回路２１と一体に形成することが
できる。

【００３２】 制御回路２１は入力側でセンサ（図示せず）もしくは有利にはエンジン制御装
置（図示せず）から信号を獲得する。この信号は、エンジン回転数を再現するか
もしくはエンジン回転数と相関関係にある。

【００３３】 エンジン回転数が第１の閾値を上回るやいなや、リング磁石装置もしくはリン
グコイル装置６が通電される。この通電は、まず、設定された遅延時間のために
、制限された連結モーメントが形成され、クラッチが相応のスリップによって作
動するように２段階式に行われる。その後、通電が強められるので、高い連結モ
ーメントが形成され、次いで、クラッチがスリップなしに作動する。

【００３４】 こうして、圧縮機がクラッチの閉鎖時に「軟らかく」加速され、圧縮機の、エ
ンジン側の入力エレメント、たとえばエンジンのカムシャフトが、相応して僅か
にかつ特にショックなしに負荷されるということが保証される。

【００３５】 エンジン回転数が、エンジン回転数の前記閾値よりも小さい別の閾値を下回る
やいなや、クラッチが再び開かれる。この場合、ここでも、制御回路２１が、ド
ライバ段２０によって供給される連結電流を制御して低下させることによって、
クラッチがスリップ位相を通過し得るので、エンジンは、圧縮機の駆動から「ゆ
っくりと」負荷軽減される。

【００３６】 場合によっては、連結電流をクラッチの閉鎖時および／または開放時に多段式
にまたは連続的に増減することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 圧縮機の入力軸に設けられた電磁クラッチおよびベルトプーリの概略的な軸方
向断面図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機ケーシング、 ２ 入力軸、 ３ フランジ面、 ４ フランジプ
レート、 ５ 開口、 ６ リング磁石装置もしくはリングコイル装置、 ７
固定ねじ、 ８ スリーブ、 ９ 転がり軸受け、 １０ ベルトプーリ、 １
０′ 摩擦面、 １１ 環状スリット、 １２ 薄片支持体、 １３ 軸方向突
起、 １４ ねじ、 １５ 薄片、 １６ ケーブル、 １７ 駆動ベルト、
２０ ドライバ段、 ２１ 制御回路

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年６月１６日（２０００．６．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の内燃機関のための圧縮機（１）であって、当該圧縮
   機（１）を駆動する入力軸（２）が設けられており、該入力軸（２）が、内燃機
   関によって駆動可能なベルトプーリ（１０）に、切換可能な電磁クラッチを介し
   て連結可能であり、該電磁クラッチが、ベルトプーリ（１０）に端面側で配置さ
   れた摩擦面（１０′）と、入力軸（２）に回動不能に配置された薄片支持体（１
   ２）と、該薄片支持体（１２）に回動不能に配置された薄片（１５）を摩擦面（
   １０′）に圧着するための、ベルトプーリ（１０）の、環状スリット（１１）ま
   たは環状の切欠き内に収納されたリング磁石装置もしくはリングコイル装置（６
   ）とを有している形式のものにおいて、入力軸（２）にスリーブ（８）が回動不
   能に保持されており、該スリーブ（８）にベルトプーリ（１０）が回転支承され
   ており、スリーブ（８）に端面側で薄片支持体（１２）がフランジ結合されてい
   ることを特徴とする、自動車の内燃機関のための圧縮機。
2. 【請求項２】 圧縮機ケーシング（１）に形成された、入力軸（２）が突出
   するフランジ面（３）に、リング磁石装置もしくはリングコイル装置（６）を定
   置に支持するフランジプレート（４）が設けられており、該フランジプレート（
   ４）が、リング磁石装置もしくはリングコイル装置（６）の内側に配置された、
   入力軸（２）によって貫通される開口（５）を備えている、請求項１記載の圧縮
   機。
3. 【請求項３】 フランジプレート（４）内に、リング磁石装置もしくはリン
   グコイル装置（６）の接続ケーブル（１６）を収容するための溝もしくは通路が
   形成されている、請求項２記載の圧縮機。
4. 【請求項４】 溝もしくは通路が、フランジプレート（４）の、圧縮機ケー
   シング（１）に面した側に形成されている、請求項３記載の圧縮機。
5. 【請求項５】 内燃機関と、特に請求項１から４までのいずれか１項記載の
   圧縮機との間の入力結合手段（２，１０，１７）に切換可能なクラッチ（６，１
   ０′，１２，１５）を備えた圧縮機（１）において、 制御装置（２０，２１）が設けられており、該制御装置（２０，２１）が、内
   燃機関の回転数の１つの閾値よりも高い範囲でのみまたは回転数と相関関係にあ
   るパラメータよりも高い範囲でのみクラッチを閉じることを許容しており、該ク
   ラッチが、締結時にまず、設定されたスリップ位相を通過させていることを特徴
   とする、圧縮機。
6. 【請求項６】 制御装置（２０，２１）が、入力連結時に電気的な連結電流
   を遅らせてかつ／または多段式に変化させている、電磁クラッチを備えた請求項
   ５記載の圧縮機。
7. 【請求項７】 制御装置（２０，２１）が、回転数の別の閾値もしくは相関
   関係にあるパラメータよりも低い範囲でクラッチを開いており、この別の閾値が
   、前記閾値よりも低い範囲に位置している、請求項５または６記載の圧縮機。
8. 【請求項８】 クラッチを開く場合に、連結電流が遅れてかつ／または多段
   式に減少させられる、請求項６および７記載の圧縮機。