JP4955552B2 - 電磁摩擦係合クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、電磁摩擦係合クラッチに関する。

かかる公知のクラッチは、摩擦ライニングが設けられたロータと、第１シャフトに対し回転しないよう固定された状態で、このシャフトに接続され、摩擦ライニングと反対の側に電気コイルが配置されたロータの双方と、第２シャフトに対して軸方向に移動できるが、第２シャフトに対して回転しないように固定された状態に接続されているアーマチュアプレートを有する。クラッチが係合した状態にあると、コイル電流に応じたトルクが第１シャフトから第２シャフトへ伝えられる。従って、シャフトの間の力のフラックスを維持したい場合、クラッチのコイルに、一定の電流を流さなければならない。

ドイツ国特許公開第10225580号は、ロータに永久磁石が配置された、自動車のテールゲートを自動的に作動させるための、ドライブトレインで使用するための電磁クラッチを開示している。コイルに電流が流れていないとき、自動車のテールゲートが各中間位置に固定された状態に保持されるようになっている。しかし、このクラッチでは、クラッチを切る（非係合位置にする）ために、コイルに連続的に電流を流さなければならない。従って、対応するテールゲートを、基本的には力を加えないで、緊急作動させることは不可能である。

本発明の目的は、クラッチが切られた状態（非係合状態）と、クラッチが係合した状態の双方において、コイルに電流を流さないようにできる電磁摩擦係合クラッチを提供することである。

本発明によると、上記目的は、請求項１の特徴事項に記載されているクラッチにより達成される。なお、従属項には、本発明の特に好ましい改良点が開示されている。

本発明は、基本的には、ドイツ国特許公開第10225580号に記載されているようなロータに、第１永久磁石を配置すること、および第１永久磁石の磁力と反対の軸方向の力を、アーマチュアプレートに加える手段を設けるという技術思想に基づくものである。

これに関連し、アーマチュアプレートが、非係合端部位置にある場合、コイルが附勢されると、永久磁石および上記手段によってアーマチュアプレートに加えられる合成力が、ロータの摩擦ライニングに抗してアーマチュアプレートを押圧し、アーマチュアプレートが非係合端部位置にある場合に、ロータの摩擦ライニングから軸方向に離間するストッパーに対して、アーマチュアプレートを押圧するように、永久磁石および上記手段が選択されている。

前記手段の回復力、または前記第１手段の回復力に抗して、電流の方向に応じて発生される磁力が、アーマチュアプレートを係合端部位置、または非係合端部位置に移動させるように、電気コイルに電流を加えることができる。

従って、本発明に係わるクラッチは、２つの安定した無電流状態を有するという利点があり、対応する振幅、長さ、および向きを有し、コイルに加えられる電流パルスの結果として、２つの安定した状態を切り換えできるようになっている。

第１永久磁石の磁力と反対の軸方向の力を、アーマチュアプレートに加える上記手段は、アーマチュアプレートとストッパーとの間に配置される少なくとも１つの第２永久磁石とすることができる。

本発明に係わるクラッチは、ドライブモータと自動車のドア、または自動車のフラップとを接続するドライブトレイン内に好ましく配置することができる。この場合、電気コアが附勢されていないとき、係合位置にあるアーマチュアプレートは、クラッチのスイッチが切られているときにとられるそれぞれの位置に、自動車のドアまたは自動車のフラップを安全に維持するのに十分大きい力で、永久磁石により、ロータの摩擦ライニングに押圧される。

本発明に係わるクラッチを用いる場合、対応する電圧プロフィル、または電流プロフィルをあらかじめ定めることにより、伝達トルク曲線を、容易にあらかじめ定めることもできる。すなわち、クラッチは、自動車ドアの異なる維持することによって、異なる伝達トルクを実現できる。

次に、図面を参照して説明する実施例を読めば、本発明の別の細部および利点が容易に明らかとなると思う。

図１および図２において、（ハウジングを示さない単なる略図として示されている）電磁摩擦クラッチは、符号１で示されている。このクラッチ１は、例えばドライブモータ（図示せず）と自動車のテールゲート（同様に図示せず）との間で、ドライブトレイン内に配置することができる。図１と図２に示したクラッチは、本発明の参考例である。

クラッチ１は、摩擦ライニング２が設けられたロータ４を備え、このロータ４は、第１シャフト３（例えばドライブモータに接続されたドライブシャフト）に回転しないように固定された状態で接続されており、かつ摩擦ライニング２と反対側にリセス５を有し、このリセス５に、電動コイル６が、ハウジングに固定されるように取り付けられている。コイル６は、電気ライン７を介して、電気制御デバイス８に接続されている。

クラッチ１は、アーマチュアプレート１０をも有する。このアーマチュアプレート１０は、第２シャフト９に対して、回転しないように固定されているが、軸方向には変位しうるようにして、第２シャフト９（出力シャフト）に接続されている。この目的のために、第２シャフト９は、アーマチュアプレートキャリア１１に固定された状態で接続されており、キャリア１１は、アーマチュアプレート１０内の対応する溝状リセス１３に係合する軸方向ガイド１２を備えている。

図示の実施例において、摩擦ライニング２が取り付けられた環状の第１永久磁石１４は、電気コイル６と平行に、ロータ４に配置されている。

更に、アーマチュアプレート１０とロータ４との間にスプリング１５が配置されている。このスプリング１５は、第１永久磁石１４の磁力と反対の軸方向の力をアーマチュアプレート１０に加えるようになっている。これに関連し、このスプリング１５は、２つの環状端部部品１６、１７と、複数のスプリング要素１８とから構成されており、スプリング１５は、端部部品１６と１７の間に位置している。

第１環状端部部品１６は、ロータ４に支持されており、第２環状端部部品１７は、アーマチュアプレート１０に支持されている。

第１永久磁石１４およびスプリング１５、並びにアーマチュアプレートキャリア１１のガイド１２に沿ったアーマチュアプレート１０の変位路は、コイル６が附勢されず、アーマチュアプレート１０が係合端部位置にあるとき、すなわち、摩擦ライニング２に対して押圧されているとき、第１永久磁石１４およびスプリング１５によってアーマチュアプレート１０に加えられる力が、ロータ４の摩擦ライニング２に対してアーマチュアプレート１０を押圧するように選択されている。

従って、このような状態にあるとき、スプリング要素１８によりアーマチュアプレート１０に加えられる合成力のほうが、アーマチュアプレート１０に作用する第１永久磁石１４の磁力よりも実質的に小さい。

これとは対照的に、アーマチュアプレート１０が非係合位置にある場合、すなわち、アーマチュアプレートキャリア１１の正面１９によって形成されるストッパーに当接する場合に、コイル６が附勢されていないと、スプリング１５により、ストッパー１９に対してアーマチュアプレート１０が押圧される。その理由は、この場合のスプリング力のほうが、アーマチュアプレート１０に作用する第１永久磁石１４の磁力よりも大きいからである。

アーマチュアプレート１０は、電気コイルによって発生された磁界により、係合位置または非係合位置に移動させられる。各ケースにおいて、制御装置８は、比較的短い電流パルスしか発生しない。その結果、クラッチ１が切られると、電気コイル６に第１電流パルスが加えられ、クラッチ１は係合される。

この電流パルスは、第１永久磁石１４の磁界と同じ方向の磁界を生じさせ、スプリング１５の力に抗して、非係合位置へアーマチュアプレート１０を移動させる。

クラッチ１が係合しているときには、クラッチ１を切るように、電気コイル６に第２電流パルスが加えられる。この電流パルスは、第１永久磁石１４の磁界と反対方向の磁界を発生させ、第１永久磁石１４の力に抗して、アーマチュアプレート１０を非係合端部位置へ移動させる。

クラッチ１が、自動車のテールゲートを自動的に作動させるためのドライブトレイン内の構造中で使用されるとき（例えば冒頭に述べたドイツ国特許公開第10225580号を参照）、クラッチが切られている状態で、テールゲートを基本的には力を加えることなく枢動できる。

制御装置８により、短い電流パルスを発生することにより、これらの位置に達した後に、更に電流を流すことなく、これらの異なる位置に、テールゲートを固定することが可能である。

これに関連し、第１永久磁石１４の磁力の大きさは、電気コイル６が附勢されていないとき、係合端部位置にあるアーマチュアプレート１０が、クラッチ１が切られているときにとるそれぞれの位置に、自動車のドア、または自動車のフラップを、安全な状態に維持するのに十分大きい力で、ロータ４を摩擦ライニング２に押圧するように選択しなければならない。

クラッチ１が係合位置にある場合、伝達すべきトルクを増加させるように、制御デバイス８によって、係合位置に対応する大きい電流を、連続してコイル６に流すことがある。

本発明においては、上記参考例のスプリングの代わりに、アーマチュアプレートとストッパーとの間に配置された第２永久磁石が使用され、アーマチュアプレートが非係合位置にあるときに、アーマチュアプレートに対する吸引力が、第１永久磁石の吸引力よりも大きくなっている。

図３には、かかるクラッチの対応する実施態様が示されている。図３において、図２と同じ部品には、同じ符号が付けられており、環状の第２永久磁石には、符号２０が付けられている。

スプリングが、アーマチュアプレートとロータとの間に配置されたクラッチの参考例の略側断面図である。 図１に示されたクラッチの分解斜視図である。 ロータと反対のアーマチュアプレートの側に、第２永久磁石が設けられている、本発明の実施態様に係わるクラッチの図２に対応する図である。

１ クラッチ
２ 摩擦ライニング
３ 第１シャフト
４ ロータ
５ リセス
６ 電気コイル
７ 電気ライン
８ 制御装置
９ 第２シャフト
１０ アーマチュアプレート
１１ アーマチュアプレートキャリア
１２ ガイド
１３ 溝状リセス
１４ 第１永久磁石
１５ スプリング
１６、１７ 端部部品
１８ スプリング要素
１９ ストッパー
２０ 第２永久磁石

Claims (3)

1. ａ）クラッチ（１）は、ロータ（４）を備え、このロータには、摩擦ライニング（２）が設けられており、ロータ（４）は、第１シャフト（３）に対して回転しないよう固定された状態で、第１シャフト（３）に接続されており、ロータ（４）には、電気コイル（６）だけでなく、アーマチュアプレート（１０）が配置されており、アーマチュアプレート（１０）は、第２シャフト（９）に対して回転しないように固定された状態で、係合端部位置から非係合端部位置へ軸方向に移動することができるようにして、この第２シャフト（９）に接続されており、
   ｂ）前記ロータ（４）には、第１永久磁石（１４）が配置されており、
   ｃ）クラッチ（１）は、前記第１永久磁石（１４）の磁力と反対の軸方向の力を前記アーマチュアプレート（１０）に加える手段を備え、この手段が、アーマチュアプレート（１０）とストッパー（１９）との間に配置された少なくとも１つの第２永久磁石（２０）よりなり、このストッパー（１９）が前記ロータ（４）の摩擦ライニング（２）から軸方向に離間しており、
   ｄ）前記アーマチュアプレート（１０）が係合端部位置にある場合において、前記コイル（６）が附勢されていない時、前記第１永久磁石（１４）および第２永久磁石（２０）によって前記アーマチュアプレート（１０）に加えられる力は、前記ロータ（４）の摩擦ライニング（２）に対してアーマチュアプレート（１０）を押圧し、一方前記アーマチュアプレートが非係合端部位置にある場合に、前記アーマチュアプレート（１０）が、ストッパー（１９）を押圧するように、第１永久磁石（１０）と第２永久磁石（２０）が選択されており、
   ｅ）発生する磁界が、電流の方向に応じて、前記アーマチュアプレート（１０）を係合端部位置または非係合端部位置に移動させるように、前記電気コイル（６）に電流を加えることができるようになっていることを特徴とする、電磁摩擦係合クラッチ。
2. 前記第２シャフト（９）は、回転しないように固定された状態で、アーマチュアプレートキャリア（１１）に接続されており、かつ前記キャリア（１１）は、前記アーマチュアプレート（１０）内の対応する溝状リセス（１３）に係合する軸方向ガイド（１２）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のクラッチ。
3. 前記ロータ（４）は、前記摩擦ライニング（２）と反対の側において、リセス（５）を有し、かつこのリセスに、前記コイル（６）の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする、請求項１若しくは２に記載のクラッチ。

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