JP2013160239A - 動力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の動力伝達装置20は、電磁クラッチの電磁コイル1により発生させる磁界が通る磁気回路L1上のロータ3とステータ2及びハブ4とが相対回転する位置に少なくとも1つ以上の溝2c,3f;3g,41bを設け、ロータとステータ間又はロータとハブ間の相対回転による磁路の磁束変化から、駆動源であるベルトとプーリ7間の滑りと、ロータとハブ間の滑りを検出することにある。なお、電磁クラッチは、電磁コイルと永久磁石とを併用させたものでもよい。
【選択図】図4
Description
しかしながら、この従来技術では、異常温度を検出する検出手段を別途追加で設ける必要があり、そのためコストがかかるという問題がある。
また、異常が発生して温度が上昇するまでに時間遅れがあり、ロック検出の応答性が悪く、回転体摺動部の損傷・摩耗が進行するという問題がある。
請求項1に記載の動力伝達装置は、ベルトを介して駆動源につながれたプーリ(7)と、このプーリと同じ回転数で回転するロータ(3)と、回転機器の駆動軸(13)に結合されたハブ(4)と、このハブのロータ(3)と対向する位置に配置された摩擦板(17)と、回転機器のハウジング(11)に固定されたステータ(2)と、このステータに固定され、ロータとハブ間に磁力を発生させる電磁コイル(1)とを備えていて、電磁コイルにより発生させる磁界が通る磁気回路(L1)上のロータとステータ及びハブとが相対回転する位置に少なくとも1つ以上の溝(2c,3f;3g,41b)を設け、ロータとステータ間又はロータとハブ間の相対回転による磁路(L1)の磁束変化から駆動源であるベルトとプーリ間の滑りと、ロータとハブ間の滑りを検出するようにしたものである。
これによる作用効果は、請求項1の作用効果と同様の作用効果を奏する。
また、ON・OFFを切替える時のみコイルに給電する無電力クラッチを使用しているので、省エネルギー効果も期待できる。
これによる作用効果は、請求項1の場合の作用効果と同様の作用効果を奏する。
請求項8の動力伝達装置は、ロータとステータ間及びロータとハブ間の溝数は異なり、倍数かつ約数の関係にないようにしたものである。これにより、確実にロータとステータ間及びロータとハブ間の滑りを検出できる。
以下、図1〜9に従って本発明の第1実施例の動力伝達装置について説明する。図1において、7は駆動側のプーリであり、図示しないベルトを介して例えば自動車のエンジンから回転力を受けて回転するものである。このプーリ7は多重ベルトが係合される多重V溝7aを有しており、鉄系金属で製作されている。
このロータ3とステータ2間の溝の数とロータ3とハブ4(アーマチュア41)間の溝の数は異なり、倍数かつ約数の関係に無いことが必要である。この理由は、これらの間で溝が複数個所で合わさった場合が生じ、後述する正確なパルス数を検出できない恐れがあるからである。
(i)駆動源であるベルトとプーリ間の滑りの検出
正常(滑りが無い)状態では、ロータ3とステータ2間が一定の周期で相対回転し、ロータ3とハブ4(アーマチュア41a)間は同じ回転数で回転する。ロータ3とステータ2間には溝3fと2cの位置によって磁気抵抗が変化し、溝3fと2cが合わさった時(図4(a)の場合)に電磁コイル1の電流がパルス状に変化する。しかしながら、ロータ3とハブ4間では磁気抵抗の変化はない。例えば、ロータ3とステータ2間の切り欠き数が3箇所である場合、図7に示すように正常時では、1回転に3回のパルス状電流が生じる。なお、切り欠き数とは、1回転においてロータ3とステータ2間の溝の位置が合わさる数であり、例えば、ロータ3側の溝3fが3個所で、ステータ2側の溝2cが1個所である場合又は、その逆の場合を示している。
ロータ3とハブ4(アーマチュア41)間が滑っている場合は、ロータ3とステータ2間で一定周期の磁気抵抗変化があり、ロータ3とハブ4間も溝の位置が変わるため磁気抵抗が変化し、ロータ3とハブ4間が滑っていると判断できる。即ち、ロータとステータ間の切り欠き数が3箇所でロータとハブ(アーマチュア)間の切り欠き数が2箇所である場合、ロータ3とステータ2間の1回転における3回のパルス状変化とロータ3とハブ4(アーマチュア41)間の1回転における2回のパルス状変化とが加算された、図8に示すように1回転に5回のパルス状変化が検出される。なお、ロータとハブ間の切り欠き数は、上述したロータとステータ間の切り欠き数と同様の考えで、例えば、ロータ3のハブ4と向き合う側の面の溝3gが2つで、ハブ4(アーマチュア41)側に溝41bが1つである場合又はその逆の場合を示している。
図10(a)は、第2実施例における動力伝達装置をONした時の上半分の縦断面図であり、図10(b)は、動力伝達装置をOFFした時の上半分の縦断面図である。この第2実施例においては、ステータ2の内部構造が第1実施例と異なっている以外は、全て第1実施例と同様の構造である。したがって、ステータ2の内部構造のみを説明し、他の構成については説明を省略する。
このように第2実施例は、ON・OFFを切替える時のみ電磁コイル1に給電する無電力クラッチを適用したものである。
電磁コイル1を流れる電流を、制御装置(ECU)内に組み込まれたON・OFF切替回路50と並列に設けた、電流計と抵抗とよりなる検出回路60によって検出し、この電流と駆動源である自動車用エンジン40の回転数を比較することで、駆動源であるベルトとプーリ7間及びロータ3とハブ4(アーマチュア41)間の2箇所の滑り検出を行う。
この滑り検出は、第1実施例で述べたように1回転する時のパルス信号数の検出により行われる。
第3実施例においては、動力伝達装置20の構成については、図10で示される第2実施例と同様であり、無電力クラッチが用いられている。しかしながら、第3実施例においては、検出回路の構成が第2実施例とは異なっている。
電磁コイル1に交流電圧を印加するコイル給電回路90と電磁コイル1に流れる電流を検知する検知回路60とを、制御装置(ECU)内に組み込まれたON・OFF切替回路50と並列に設け、図12に示すように直列共振回路を形成する。この場合、コイル給電回路90は、電圧計、抵抗及びコンデンサーとより構成され、検知回路60は、電流計と抵抗とにより構成される。
1a 電磁コイル(ハブ側に形成)
1b 電磁コイル(ステー側に形成)
2 ステータ
2a 内周側円筒部
2b 外周側円筒部
2c 溝(外周側円筒部の外周面に形成)
3 ロータ
3a 端面部
3b,3c スリット孔
3d 外周側円筒部
3e 内周側円筒部
3f 溝(外周側円筒部の内周面に形成)
3g 溝(端面部のハブ側に形成)
4 ハブ
41 アーマチュア
41a スリット孔
42 アウターハブ
43 弾性部材
44 インナーハブ
6 永久磁石
7 プーリ
11 ハウジング
13 駆動軸
14 ステー
15 コイルスプール
17 摩擦材
20 動力伝達装置
30 圧縮機
40 自動車用エンジン
50 ON・OFF切替回路
60 検出回路
80 検出回路
90 コイル給電回路
Claims (8)
- 駆動源から回転機器に駆動力を伝達する動力伝達装置であり、ベルトを介して前記駆動源とつながれたプーリ(7)と、前記プーリと同じ回転数で回転するロータ(3)と、前記回転機器の駆動軸(13)に結合されたハブ(4)と、前記ハブの前記ロータ(3)と対向する位置に配置された摩擦板(17)と、前記回転機器のハウジング(11)に固定されたステータ(2)と、前記ステータに固定され前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間に磁力を発生させる電磁コイル(1)と、を備えた動力伝達装置において、
前記電磁コイル(1)により発生させる磁界が通る磁気回路(L1)上の前記ロータ(3)と前記ステータ(2)および前記ハブ(4)とが相対回転する位置に少なくとも1つ以上の溝(2c,3f;3g,41b)を設け、前記ロータ(3)と前記ステータ(2)間または前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の相対回転による磁路(L1)の磁束変化から駆動源であるベルトと前記プーリ(7)間の滑りと、前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の滑りを検出することを特徴とする動力伝達装置。 - 駆動源であるベルトと前記プーリ(7)間の滑りと、前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の滑りの検出は、磁束変化から発生するコイル電流の変化をON・OFF切替え回路(50)に直列に設けた検出回路(80)で行うことを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
- 駆動源から回転機器に駆動力を伝達する動力伝達装置であり、ベルトを介して前記駆動源とつながれたプーリ(7)と、前記プーリと同じ回転数で回転するロータ(3)と、前記回転機器の駆動軸(13)に結合されたハブ(4)と、前記ハブの前記ロータ(3)と対向する位置に配置された摩擦板(17)と、前記回転機器のハウジング(11)に固定されたステータ(2)と、前記ステータ(2)に固定され、前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間に磁力を発生させる永久磁石(6)と、前記永久磁石による前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の磁力のON・OFFを切替える電磁コイル(1)と、を備えた動力伝達装置において、
前記永久磁石(6)により発生させる磁界が通る磁気回路(L2)上の前記ロータ(3)と前記ステータ(2)および前記ロータ(3)と前記ハブ(4)が相対回転する位置に少なくとも1つ以上の溝(2c,3f;3g,41b)を設け、前記ロータ(3)と前記ステータ(2)間または前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の相対回転による磁路(L2)の磁束変化から駆動源であるベルトと前記プーリ(7)間の滑りと、前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の滑りを検出することを特徴とする動力伝達装置。 - 駆動源であるベルトと前記プーリ(7)間の滑りと、前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の滑りの検出は、磁束変化から発生するコイル電流の変化をON・OFF切替え回路(50)と並列に設けた検出回路(60)で行うことを特徴とする請求項3に記載の動力伝達装置。
- 駆動源から回転機器に駆動力を伝達する動力伝達装置であり、ベルトを介して前記駆動源とつながれたプーリ(7)と、前記プーリと同じ回転数で回転するロータ(3)と、前記回転機器の駆動軸(13)に結合されたハブ(4)と、前記ハブの前記ロータ(3)と対向する位置に配置された摩擦板(17)と、前記回転機器のハウジング(11)に固定されたステータ(2)と、前記ステータ(2)に固定され、前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間に磁力を発生させる永久磁石(6)と、前記永久磁石による前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の磁力のON・OFFを切替える電磁コイル(1)と、を備えた動力伝達装置において、
前記永久磁石(6)により発生させる磁界が通る磁気回路(L2)上の前記ロータ(3)と前記ステータ(2)および前記ロータ(3)と前記ハブ(4)が相対回転する位置に少なくとも1つ以上の溝(2c,3f;3g,41b)を設け、交流電圧を前記電磁コイル(1)に印加し、前記ロータ(3)と前記ステータ(2)間または前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の相対回転による磁路(L2)の磁束変化から駆動源であるベルトと前記プーリ(7)間の滑りと、前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の滑りを検出することを特徴とする動力伝達装置。 - 前記電磁コイル(1)に印加する電圧を共振周波数とし、前記ロータ(3)と前記ステータ(2)間または前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の相対回転による磁路(L2)の磁束変化から発生するコイル電流を増幅させることを特徴とする請求項5に記載の動力伝達装置。
- 磁束変化による前記電磁コイル(1)の電流変化と前記駆動源の回転数とを比較し、前記プーリ(7)が1回転する時の電流変化の回数で滑りの検出を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
- 前記ロータ(3)と前記ステータ(2)間および前記ロータ(3)と前記ハブ(4)間の溝数は異なり、倍数かつ約数の関係にないことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
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