JPH0668295B2 - 電磁カップリングの巻線の制御装置及び制御方法 - Google Patents

電磁カップリングの巻線の制御装置及び制御方法

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JPH0668295B2
JPH0668295B2 JP60027507A JP2750785A JPH0668295B2 JP H0668295 B2 JPH0668295 B2 JP H0668295B2 JP 60027507 A JP60027507 A JP 60027507A JP 2750785 A JP2750785 A JP 2750785A JP H0668295 B2 JPH0668295 B2 JP H0668295B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 この発明は、電磁カツプリングの励起および係合を制御
するための方法および装置に関し、特にエアギヤツプに
より離隔された相対的に回転可能な２個の部材を有し、
２個の両部材は摩耗によつてギヤツプの長さに変化が生
じるにもかかわらず過度のノイズや機械的な衝撃を発生
させることなく係合することができる型式の電磁クラッ
チまたはブレーキに関するものである。
〔発明の背景〕
静止磁気コア、ロータおよび相対的に回転可能なアーマ
チユアを有する一般に公知である電磁クラツチにおいて
は、電磁石が消勢されているときにエアギヤツプがロー
タをアーマチユアから離隔させている。アーマチユア
は、クラツチの回転軸にキー止めされているプーリ組立
体に取付けられた板ばねによつて、ロータから離間して
保持されており、多巻回巻線（即ち、クラツチコイル）
は磁気コアとロータの間に配置され、励起されるときに
磁気コア、ロータおよびエアギヤツプを介してアーマチ
ユアへの磁路を通る磁束を発生して、アーマチユアをロ
ータの方へ吸引する。この磁束カツプリングによつて、
アーマチユアはギヤツプを閉じロータに係合するように
移動して、この両部材は摩擦によつて結合され、一方が
他方を滑りを発生させることなく駆動する。ロータとア
ーマチユア間のカツプリングトルクは、ロータとアーマ
チユアの中間面を通過する磁束およびコイルにより発生
する起磁力m.m.f.に一部依存する。
典型的な例では、全電圧または定格電圧が、最初に励起
されていないクラツチコイルに印加される（即ち、ステ
ツプ電圧）ときに、電流はコイルのインダクタンスのた
めに指数的に上昇する。ギヤツプを備えた電磁クラツチ
においては、磁路内のm.m.f.は、予じめ設定されたレベ
ルの電流で、ばねの偏倚力に抗してアーマチユアをロー
タに接触するように牽引するのに充分な大きさとなる。
ギヤツプの閉じる時に（即ち、アーマチユアがロータに
接触する時刻に）コイルの電流とm.m.f.は定格値または
最大値にほとんど達しているけれども、全磁路の磁気抵
抗はギヤツプが狭くなりそして閉じる際に著しく低下す
るので、磁束はまだ増大中である。接触しているロータ
とアーマチユア間のトルク伝達は中間面を通過する磁束
に比例するので、定格電圧がもし最初の時刻にコイルに
印加されるならば、アーマチユアは、機械的な慣性とコ
イルのインダクタンスにより決定される僅かな遅延によ
つてやゝ遅れた第二の時刻にロータにやゝ衝撃的に接当
するように係合する。しかし、この第二の時刻において
ロータとアーマチユア間のトルク伝達は事実上０から定
格値まで急上昇する。
このようなトルクの急上昇は、（ｉ）クラツチへ動力を
供給する原動機の速度における不都合な突然の損失、
（ii）ベルトやチエーンを含む駆動部材または被動部材
における過度の衝撃や変形、（iii）不快な係合ノイズ
とベルトのキシミ等の原因となる。さらに、ロータとア
ーマチユアが係合するときに、両者のうちの速度の遅い
方の部材の慣性（およびその負荷）は、全トルクカツプ
リングがロータとアーマチユアを同期的に回転させるべ
く係合させる前に克服されねばならない。接触後（即
ち、ギヤツプの閉じた直後に）およびロータまたはアー
マチユアの慣性が克服されている間に、ロータとアーマ
チユアの中間面には最大または定格磁気吸引力が存在す
るために摩擦的な滑りが生じる。このような状態は滑り
と係合保持を交互に発生させる（即ち、チヤターノイズ
と過度の摩耗を発生させる）。この交互に生じる滑りと
係合保持の振動的な係合またはチヤターは、ロータとア
ーマチユアの中間面に生じる騒々しい可聴振動またはキ
シミ音によつて明白となるであろう。
或る種のクラツチやブレーキは、いわゆる「ソフト・ス
タート（緩やかな始動）」動作を生じさせる制御ユニツ
トを具備している。これらにおいては、平均コイル電流
および平均m.m.f.は０から最大値または定格値までスム
ーズに増大されている。これは、アーマチユアとロータ
がギヤツプで離隔されておらず、クラツチが係合されて
いないときに僅かに接触して相対的に擦動するクラツチ
およびブレーキにおいては満足に作用する。この種の装
置において、滑りは漸次減少しトルクは漸次増大して、
チヤターは発生しない。原動機および関連する被動部材
における機械的な衝撃は、ギヤツプをもたない型式のク
ラツチやブレーキが「ソフト・スタート」を行なわせる
べくなめらかな傾斜（ramp）で励起されるときに軽減さ
れる。
傾斜電圧を用いて「ソフト・スタート」を行なうギヤツ
プを持たないクラツチは、ステツプ電圧により最初に励
起されるクラツチに比べて改善されているけれども、傾
斜電圧による係合手法はギヤツプを備えたクラツチに関
連して使用されるときにアーマチユアのロータへの最初
の係合時にトルクカツプリングを発生させるという問題
点が残る。この最初のトルクカツプリングは、アーマチ
ユアとロータの速度の遅い方の慣性が克服されていると
きに滑りと係合保持の振動に起因するキシミノイズを生
じさせるのに充分なものである。このキシミノイズはス
テツプ電圧によるクラツチコイルの励起に起因するもの
と本質的に同じものである。また、傾斜電圧によるクラ
ツチコイルの励起によつて生じるロータとアーマチユア
間の突然のトルクカツプリング係合はさらに機関RPMに
望ましくない変動を生じさせる。それ故に公知のソフト
・スタート手法に基づき傾斜電圧のみによつて励起され
るギヤツプを備えたクラツチでは排除することができな
いノイズおよび突然の負荷変動の問題点が残る。特に、
傾斜電圧とそれに関連した電流および磁束密度がアーマ
チユアをロータの方へ吸引する力を発生させるほど充分
に大きいときには、それらは、アーマチユアとロータを
単に接触状態に保持しそして最大の滑りと最小の滑り・
係合保持のノイズ（即ち、鋭いキシミ音）を許容するた
めに必要とされるものよりも大きい。それ故にトルクカ
ツプリングがアーマチユアとロータの中間面にほとんど
同時に印加され、これはステツプ電圧による励起に関連
したものよりも小さいが、同様の問題点を有する。
本出願人に譲渡されたDwight Boothの米国特許出願第58
1,108号（1984年２月17日出願）（米国特許第4,509,091
号）における制御ユニツトは、アーマチユアをギヤツプ
を横切りロータに接触させるように吸引するのに充分な
所定の期間にわたつてクラツチコイルへ全電圧をパルス
供給する。全電圧パルスの終わりに、クラツチコイル
は、コイルの全電圧励起により生じる値から著しく肯定
的に減少された初期値から平均コイル電流まで傾斜上昇
することによつて、励起される。このようなクラツチコ
イルの励起によつて、ギヤツプ閉鎖時のトルクカツプリ
ングは減少される。特に、全電圧パルスに続いて減少さ
れた平均電流励起は、ロータとアーマチユアの中間面に
ほぼ０トルクカツプリングおよび100％の滑りを発生す
るように選定されている。
米国特許第2,705,058号および同第2,970,681号に開示さ
れた「自動ギヤツプ（auto-gap）」型式においては、係
合していないロータとアーマチユア間のエアギヤツプ
は、相対向する両摩擦面が摩耗するにもかかわらず機械
的な補償手段によつて、実質的に一定に保持されるが、
経済面の理由でこのような「自動ギヤツプ」型式が具備
されていないギヤツプを備えたクラツチまたはブレーキ
と共に前記米国特許出願の制御ユニツトを利用する試み
をなすときに別の問題点に遭遇することが判明した。こ
のような環境のもとで、自動車の付属駆動装置または同
様な装置に使用される補償手段を具備しないギヤツプを
備えた電磁クラツチまたはブレーキにおいては、カツプ
リングは、２個の主部材（例、ロータとアーマチユア）
の相対向するスチール両面が完全に係合されていないと
きに選定された第一の幅（例、0.021″）のギヤツプで
離隔するように、作成されているが、カツプリングがそ
の通常の有用寿命にわたつて何回となく繰返し使用され
るので、両表面はかなり摩耗し、ギヤツプは両表面が完
全に解放されているときにより大きな第２の幅（例、0.
200″）まで増加するであろう。
電磁クラツチ（またはブレーキ）のアーマチユアとロー
タの両面間のエアギヤツプは磁束路の高磁気抵抗部分を
形成し、ギヤツプ幅における1000分の数インチだけの変
動でも他の部分が透磁性スチールによつて形成されてい
る全磁路の磁気抵抗を増加させる。このように、所与の
電磁カツプリングは、その有用寿命の最初の段階におい
てよりも後の段階において広くなる主ギヤツプを有して
おり、ギヤツプが広くなつた場合にアーマチユアをギヤ
ツプを横切りロータに接触させるように吸引するために
必要な磁束を発生させるべく一層大きなm.m.f.が必要と
される。
ギヤツプがカツプリングの有用寿命の終わり近くに遭遇
する最も広い値を有するときでさえもギヤツプを閉鎖さ
せて共働する部材を係合させるべく、この種のクラツチ
の電源電圧とコイル励起回路のパラメータに充分な大き
さのコイル電流とm.m.f.を発生させることが実際に行な
われていた。しかしこれは、m.m.f.がカツプリングの有
用寿命の大半の間に必要とされるものよりも実際に大き
くなることを意味する。
前記米国特許出願は電磁カツプリングの制御手法を開示
しており、カツプリングのコイルはこの手法によつて所
定の期間にわたつて全電源電圧で励起されている。この
所定の期間は所与のデザインとサイズを有する電磁カツ
プリングを制御しているときにギヤツプを閉鎖するのに
要する期間に相応するものである。通常、カツプリング
の有用寿命の終わり近くで注目すべき期間が選定される
であろう。しかしもしその選定に基づくならば、同一の
カツプリングの新らしい（そのギヤツプが最も狭い）と
きの制御は、ギヤツプが閉鎖された後で所定の期間が終
了する前にかなりの期間にわたつてコイルの全励起を生
じさせることになるであろう。ギヤツプの閉鎖後のコイ
ルの全励起は、不快なノイズ、機械的な衝撃やベルトの
キシミを伴う滑りと係合保持が交互に生じるチヤターを
発生させる。
最後に、チヤターが「ソフト・スタート」手法で軽減さ
れるときにチヤターは常に完全に排除されるとは限らな
いことが判明した。しかし、本出願人は、電磁カツプリ
ングの全部材が最初に接触するときに両部材によつて発
生する不快なノイズの強さを減少する付加機構を案出し
た。
〔発明の摘要〕
この発明の主たる目的は、電磁クラツチまたはブレーキ
のコイルの励起に際して、開放されたギヤツプの幅が変
動するにもかかわらずチヤターに起因するノイズや過度
の摩耗を減少させることができるギヤツプを備えた電磁
クラツチまたはブレーキを提供することにある。この発
明の関連した目的は、クラツチまたはブレーキの有用寿
命を通じての摩耗に起因するロータとアーマチユア間の
開放されたギヤツプの幅の増加を補償するギヤツプを備
えた電磁クラツチまたはブレーキの励起装置または方法
を提供することにある。
この発明の目的は、開放ギヤツプの幅が予測できない態
様で変化するとしても、クラツチまたはブレーキの励起
に際してアーマチユアとロータの振動により生じる可聴
キシミ音を軽減することのできるギヤツプを備えた電磁
クラツチまたはブレーキの制御方法および装置を提供す
ることにある。
また別の目的は、互いに強まる傾向にある共鳴振動を減
少させることによつて、電磁カツプリングの係合時の振
動ノイズを減少させることにある。
さらに別の目的は、可聴振動数振動を減衰する付加装置
によつて電磁カツプリングの係合時の振動ノイズを軽減
することにある。
この発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明な
らびに添付図面から明らかになるであろう。
この発明の特徴に基づく制御ユニツトは、前記米国特許
出願に開示された方式でギヤツプを備えた電磁カツプリ
ングの係合を励起し生じさせるように形成されている
が、さらに２個の主部材（ロータとアーマチユア）間の
ギヤツプの幅が予測し難い変化をなし、そしてそれに相
応してギヤツプの閉鎖に要する時間も変化するとはい
え、両部材の接触の直後に生じる高トルクおよびチヤタ
ーを阻止するために改良を施したものである。これは、
ギヤツプが完全に閉鎖される時刻あるいは少なくともほ
ぼその時刻を検知して発信する検知手段によつて、そし
て該検知手段による発信に応答して平均コイル励起およ
び平均m.m.f.に突然の減少を生じさせる手段によつて、
達成される。かくして、選定された高平均電流およびm.
m.f.のレベルで最初に励起されるときに所与のクラツチ
により現われるギヤツプ閉鎖時を予じめ決定しておく必
要がない。励起電流およびm.m.f.における減少の適切な
タイミングは自動的に達成され、全励起力は両部材が接
触した後に引続いて生じないようにする。これは、ギヤ
ツプ幅の面に摩耗が生じるとしても、前記米国特許出願
に開示された方法および装置によるものに比べて、滑り
と係合保持によるチヤターならびにノイズをなお一層確
実に排除し軽減することを確実になす。何故ならば、高
m.m.f,励起の最初の期間を予じめ決定しておく必要がな
いからである。
先ず図面第１図および第２図を参照する。自動車の付属
駆動装置は、機関クランク軸の速度に対して線型的な速
度関係を有する付属装置を持つ直接駆動形態を伝統的に
使用している。この直接駆動形態において、付属装置は
機関高速時には実際に望まれる回転速度以上の速度で駆
動されている。ところで最近自動車における燃料の効率
的な作動についての関心が増し、付属装置の過度の回転
速度を部分的に排除する２速付属駆動装置が開発されて
いる。クランク軸の高速区域内の機関速度に対して付属
装置の速度を減少することによつて、自動車の燃料消費
性能‐単位ガロン当りの走行マイルの性能−を向上させ
ることができることが認識されている。
２速付属駆動装置を充足するために、２速付属駆動装置
のクラツチ11（以後、two-speed accessory drive clut
chを略して、TSADクラツチと称する）のアーマチユア側
は、無端ベルト13を介して機関のクランク軸プーリ15に
連結される。TSADクラツチ11はエアポンプ17の回転可能
な軸16のまわりに装着され、TSADクラツチの円形アーマ
チユア18は、アーマチユアのプーリを介してエアポンプ
の軸16にキー止めされている。エアポンプ17は放出制御
装置であり、機関速度の全範囲にわたる機関速度に対し
線型的に比例する速度で回動しなければならない。それ
故に、TSADクラツチの円形アーマチユア18はエアポンプ
の軸16にキー止めされ、アーマチユア18と無端ベルト13
を介してクランク軸プーリ15で駆動されるエアポンプの
直接駆動部を形成する。
自動車の付属装置を駆動するために、別の第二無端ベル
ト19が、交流発電機21、エアコンジシヨナー23、パワー
ステアリングポンプ25および水ポンプとフアン組立体27
の各プーリのまわりに張設されている。アイドラプーリ
28は無端ベルト19の張力を調整するものであり、無端ベ
ルト19はさらにクランク軸15aに装着された一方向クラ
ツチ29およびTSADクラツチ11の環状ロータ30の溝付きプ
ーリの表面のまわりに掛けられている。一方向クラツチ
29とクランク軸プーリ15はクランク軸の延長部に装着さ
れ、一方向クラツチ29はクランク軸プーリ15と共軸であ
るが、そのプーリ直径はクランク軸プーリ15の直径の１
／２である。
作動に際して、機関が第３図における予じめ選定された
所定値Ａよりも低速で回動しているときに、TSADクラツ
チ11は係合され、ロータ30とアーマチユア18はベルト13
からの入力によつて一体的に駆動される。TSADクラツチ
のロータ30の直径が一方向クラツチ29の直径よりも大き
いので、TSADクラツチが係合されたときにベルト19は一
方向クラツチの外方部材をクランク軸の速度よりも高速
で駆動することになる。一方向クラツチは、これまでに
公知のように、このような環境のもとではその外方部材
が内方部材およびクランク軸15aに対し自由にオーバー
ランするように構成されている。一方、クランク軸速度
が所定値Ａよりも高速であるときには、TSADクラツチ11
は消勢され、ロータ30はアーマチユア18から離脱されて
いる。ロータ30と一方向クラツチ29の外方部材の速度は
０またはクランク軸速度よりも低速となる傾向にある。
しかし一方向クラツチ29は係合するので、クランク軸15
aからベルト19を介してロータ30を駆動する。一方向ク
ラツチ29はクランク軸プーリ15よりも小さい直径を有し
ているので、付属装置と機関の速度比はTSADクラツチの
消勢時に減少する。
次に第４図を参照すると、TSADクラツチ11は、エアポン
プ17のハウジングから突出してポンプ軸16と同心状の管
状ノーズ31に保持されており、TSADクラッチの係合表面
はそれぞれ第一および第二の部材18と30（以後、TSADク
ラツチ11のアーマチユア18とロータ30と称する）からな
る。ボールベアリング37によつてノーズ31上に回転自在
に軸支された環状ロータ30は、半径方向断面で実質的に
Ｕ字状であり、磁性材料で作成された内外側の同心磁極
リング39と40を含み、内側リング39はベアリング37の外
レースに固定される。第４図に示すクラツチは、この発
明を利用することのできる数多くの公知の電磁カツプリ
ングの一例にすぎない。
円形磁極面41と42はそれぞれリング39と40の前方端部に
限定される。磁極面41と42は放射状に離間して配列され
た磁束ギヤツプ43と44によつて互いに磁気的に絶縁され
ている。各磁束ギヤツプは、第９図を参照して詳述する
ように、円周方向に離間して配列された円弧状スロツト
で形成される。この２組のスロツトは介在リング46によ
つて機構的に連結されている。
多巻回巻線47（以後、クラツチコイルと称する）は、ロ
ータ30の内外磁極リング39と40間に固定されており、強
磁性鋼で作成されたＪ字状支持部材56上にエポキシ樹脂
で固定されかつエアポンプ17のハウジングに適宜取り付
けられている。Ｊ字状支持部材56は、ロータ30の内方表
面から放射状の短かいエアギヤツプだけ離間した内方磁
極リング57を限定する。磁性支持部材56はロータ30のま
わりを全体的に包囲するのではなく、ロータの外方溝付
き表面には無端駆動ベルト19が直接的に掛けられ、ロー
タをプーリとして機能させている。
クラツチコイル47は、電圧供給源により励起されたとき
に、アーマチユア18をロータ30の磁極面41と42に係合さ
せるべく吸引することによつてTSADクラツチ11を係合さ
せる磁束を発生する。アーマチユア18は円板の形態であ
つて、ロータの磁束ギヤツプ43と44と同様に一連の円周
方向に離間して配列された円弧状のスロツトからなる磁
束ギヤツプ48を有する。磁束ギヤツプ48を構成するスロ
ツトは第８図を参照して詳述する。
クラツチコイル47が消勢されたときに、アーマチユア18
をロータ30から離反するように偏倚させるために、アー
マチユア18は円周方向に離間して配置された一組の板ば
ね50によつてプーリ組立体51に連結されている。プーリ
組立体51はエアポンプ17の軸16に53でキー止めされ、ベ
ルト13を介してクランク軸プーリ15から連続的に駆動さ
れる。ばね50は、アーマチユア18を付勢して、磁極面41
と42から軸方向の幅狭のエアギヤツプ54だけ離隔した位
置へアーマチユアを偏倚する。クラツチコイル47が励起
されると、磁束は破線で示す磁路55に沿つて通過する。
ロータの磁束ギヤツプ43と44のスロツトおよびアーマチ
ユアの磁束ギヤツプ48のスロツトは、当該技術分野にお
いては公知でありかつ米国特許第4,160,498号に開示さ
れた技術に基づいて、磁路をアーマチユアとロータ間の
軸方向のエアギヤツプ54を横切つてジグザグ状に前後に
方向付ける。この磁束55がアーマチユアをロータの磁極
面41と42に摩擦係合するように吸引する。この係合は、
磁束と吸引力が滑りを無視しうる程充分に大きくなる
と、アーマチユアとロータとを一体的に回転させるべく
両者を結合させる。
クラツチコイル47により発生した磁束は、ロータの構成
部材39と40、ギヤツプ54およびアーマチユア18と共に透
磁性磁路構造を形成する磁性支持部56を介して、コイル
47とロータ30間を通過し、この磁束はクラツチコイル47
が励起電流を保有するときにコイルにより生じる起磁力
m.m.f.に相応して透磁性磁路を通る（破線55参照）。
アーマチユアが軸方向のエアギヤツプ54を横切つてロー
タに接触するように吸引された時と実質的に同時刻に、
コイルを流れる電流は、第５図（ｂ）の電流波形におけ
る一時的な下降部（dip）で示すように僅かに減少す
る。この電流波形の下降部はギヤツプを備えたクラツチ
全ての特性である。特に、クラツチコイル47の全磁気イ
ンダクタンスは磁路55の性質に依存するので、アーマチ
ユア18のロータ30への接触移動による軸方向のエアギヤ
ツプ54の閉鎖がコイルの磁気インダクタンスを増大させ
る。エアギヤツプ54の閉鎖による磁気インダンクタンス
の急激な増大の結果、コイルの励起は電流を同一レベル
に維持するには不充分であり、コイルの励起が増大した
磁気インダクタンスに調整する間に電流は一時的に下降
する。第５図（ｂ）の電流波形は傾斜電圧（第５図
（ａ））によるクラツチコイルの励起と共に図示するけ
れども、ギヤツプの閉鎖時における電流レベルの下降
は、コイルが例えばステツプ電圧のような他の励起手段
によつて励起されるときにも生じるものである。
この発明の重要な態様に基づいて、クラツチコイル47の
励起は、軸方向のエアギヤツプ54の閉鎖後直ちにかつエ
アギヤツプの閉鎖の検知に応答して、ロータ30とアーマ
チユア18間の最初のトルクカツプリングを減少させそし
て両者間の最初の滑りを増大させるように、制御され
る。クラツチコイル47を流れる電流は、エアギヤツプの
閉鎖時のコイル電流の下降を検知するピーク検出器フイ
ードバツク回路により検知することが好ましい。電流の
下降の検知に応答して、フイードバツク回路はコイルの
励起を減少させる。ロータとアーマチユア間のエアギヤ
ツプの閉鎖を検知するための手段を設けることによつ
て、コイル励起の減少は、クラツチの使用寿命の間を通
してギヤツプの閉鎖とほとんど同時に発生させることが
できる。
特に、第６図のRPMセンサー101によるスイツチSWの閉鎖
に際して、バツテリー電源からの電圧VBATは、コイル電
流がアーマチユアとロータ間のエアギヤツプ54の閉鎖に
より生じる磁気インダクタンスの増大に応答して下降す
るまで、クラツチコイル47に印加される。アーマチユア
とロータ間のエアギヤツプ54が閉じそしてクラツチコイ
ルの電流が応答して下降するときに、電流ピークが検出
され、クラツチコイル47の電圧VBATによる励起は平均m.
m.f.を最初の値まで低下させるように減少させられる。
この最初の値はアーマチユア18とロータ30間の最初の滑
りを最大にする程小さいことが好ましい。しかしエアギ
ヤツプ54の閉鎖後の最初の平均m.m.f.は、アーマチユア
18がロータ30から離反するように移動してエアギヤツプ
を再開放することを阻止するのに充分な大きさでなけれ
ばならない。クラチコイル47の平均電流による励起およ
びそれに関連したm.m.f.を制御することによつて、アー
マチユア18とロータ30間のトルクカツプリングも制御さ
れ、このトルクカツプリングはスイツチの閉鎖後約2.5
〜３秒の期間にわたつて増大し、100％の滑りを伴うほ
とんど０のトルクカツプリングから始まり０％の滑りを
伴う全トルクカツプリング（即ち、ロータとアーマチユ
アが同期的に回転する）まで増加する。
比較器と積分器とピーク検出器と電流検出器の形態に演
算増幅器（以後、オペ・アンプと称する）を利用するこ
とによつて、第６図の回路は、クラツチコイル47に直列
に連結されたダーリントン・トランジスタ対のベースへ
電圧信号を送信するように、複数のオペ・アンプをＲ−
Ｓフリツプフロツプと鋸歯発生器に連結してなり、この
発明に基づいてクラツチコイルの平均電流励起を制御す
るものである。第６図の回路構成において、NPNトラン
ジスタT1とダーリントン・トランジスタ対T2、T3はオフ
されあるいは飽和される。換言すると、これらのトラン
ジスタはクラツチコイル47への電圧VBATの印加を制御す
るスイツチのように機能すべく連結する。
スイツチSWが閉鎖された後のトランジスタの最初の制御
は、Ｒ−Ｓフリツプフロツプ103のアクチブＱ出力で行
なわれる。R-Sフリツプフロツプ103のアクチブＱ出力
は、ダーリントン・トランジスタ対T2、T3を完全なオン
状態に保持するように作動し、電圧VBATをクラツチコイ
ル47に印加する。軸方向のエアギヤツプ54が閉鎖すると
き、クラツチコイル47を流れる電流の下降（dip）は、
電圧増幅器105からなる電流検出器とオペ・アンプ107か
らなるピーク検出器により検知される。軸方向のエアギ
ヤツプ54の閉鎖後にクラツチコイル47の励起を減少させ
るために、電流検出器とピーク検出器がR-Sフリツプフ
ロツプ103をリセツトする。その後に、ダーリントン・
トランジスタ対T2、T3はR-Sフリツプフロツプ103により
もはや飽和状態に保持されていない。その代わり、ダー
リントン・トランジスタ対は鋸歯発生器115と共働する
オペ・アンプ109、111と113によつてパルス幅変調され
る。最初に、パルスのデユーテイ・サイクルは、コイル
を流れる平均電流がほとんど０トルクカツプリングおよ
びアーマチユアとロータ間の100％の滑りを生じさせる
値まで減少させるものである。そしてデユーテイ・サイ
クルは、ほとんどノイズを発生させない０％の滑りと全
トルクをクラツチにもたらすように、制御的に増大され
る。
機関速度が所定値Ａ（第３図）より上昇するとき、第６
図のスイツチSWは開放し、クラツチコイル47は消勢され
る。インダクテイブキツクはフライバツク・ダイオード
D1を介する電流の流れによつて消散される。機関速度が
第３図の所定値Ａより低下するとき、RPMセンサー101は
コイル117を励磁して、電源電圧VBATを第６図の回路に
連結するようにスイツチSWを閉鎖する。制御された電圧
VCCを第６図の構成部材に供給するために、電圧調整器1
19が配設されている。最初に、スイツチSWが閉鎖された
後に、NPNトランジスタT1はオン状態にバイアスされ、
ダーリントン・トランジスタ対T1、T2をオフにバイアス
する。従つて、スイツチSWが閉鎖されたときに、クラツ
チコイル47は最初に消勢されたままである。
回路の作動を開始させるために、R-Sフリツプフロツプ1
03は、直列に連結されたコンデンサC1と抵抗R1とからな
る抵抗・コンデンサ充電回路から電圧をセツト入力端子
に受ける。スイツチSWが閉鎖されたとき、即ち第７
（ａ）および７（ｂ）図のタイミングチヤート図におけ
る時刻t0において、電圧調整器119は制御された作用電
圧VCC（例えば、8.2ボルト）をコンデンサC1および抵抗
R1へさらに第６図の他の活性部材へ出力する。第7a図の
タイミングチヤート図から明らかなように、Ｒ−Ｓフリ
ツプフロツプ103のセツト入力端子における電圧は、直
列に連結されたコンデンサC1と抵抗R1＋RC時定数により
限定される時定数に基づいて上昇する。第7a図における
時刻t1において、R-Sフリツプフロツプ103のセツト入力
端子における電圧は、フリツプフロツプのＱ出力をほと
んど０ボルトからVCCボルトへ急速に上昇させるために
充分なものである。後に詳述するように、R-Sフリツプ
フロツプ103のＱ出力端子における電圧のVCC電圧レベル
までの上昇は、クラツチコイル47への最初の励起パルス
の始まりであり、これはアーマチユア18がロータ30に接
触するように吸引されたときに終了する。
R-Sフリツプフロツプ103のＱ出力端子からの電圧信号が
第６図の他の回路素子に送信される前に、電圧信号はイ
ンバータゲート121および抵抗R2とR3によりバイアスさ
れたPNPトランジスタT4からなるバツフアー回路を通過
する。バツフアー回路は、フリツプフロツプの電流をイ
ンバータゲート121をドライブするために必要とされる
電流に制限するためにR-Sフリツプフロツプ103を隔離
し、全回路に熱安定性を付与する。
R-Sフリツプフロツプ103のＱ出力端子が活性化された期
間中に、オペ・アンプ113の負入力端子にはフリツプフ
ロツプからのVCCレベルの電圧が存在し、増幅器の出力
を設置電位に保持する。比較器形態であるオペ・アンプ
113は正入力端子に鋸歯発生器115から抵抗R4を経て鋸歯
信号（第7a図のＤ）を受け、その負入力端子で抵抗R5と
ダイオードD2を介してR-Sフリツプフロツプ103からバツ
フアーされた電圧出力（第7a図のＢ）を受ける。オペ・
アンプ113はその負入力端子に、抵抗R6を介して積分器
形態であるオペ・アンプ111の出力電圧をさらに受け
る。後に詳述するように、オペ・アンプ111の出力電圧
は、第7a図における時刻t1とt2との間の期間Ｐ中の大き
さについては同期間中にR-Sフリツプフロツプ103から出
力されるVCCレベルの電圧よりも小さい。従つて、オペ
・アンプ113の負入力端子の電圧は期間Ｐ中全電圧VCCで
ある（第7a図のＣ）。
鋸歯発生器115の出力信号のピーク電圧値はVCC値以下あ
るいはVCC値に等しいので、オペ・アンプ113の出力は、
R-Sフリツプフロツプ103からVCCの電圧パルスが継続す
る間に接地電位に近い電圧に保持される。オペ・アンプ
113の出力電圧が接地電位に近い期間中に、抵抗R8とR9
からなる電圧デイバイダ回路はNPNトランジスタT1をオ
フ状態に保持する。このオフ状態において、NPNトラン
ジスタT1のコレクタはバイアスされていない。これは、
抵抗R10がダーリントン・トランジスタ対T2、T3をター
ンオンさせることを許容し、電圧VBATが時刻t1とt2の間
に図Ｆで示すようにクラツチコイル47内に誘導電流を発
生させることを許容する。アーマチユア18をロータ30に
接触するように吸引するために充分なアーマチユアとロ
ータ間の磁束カツプリングを発生させる所定値まで電流
が達したときに、クラツチコイルの磁気インダクタンス
の変動が検知されそしてR-Sフリツプフロツプ103はリセ
ツトされる。
R-Sフリツプフロツプ103をリセツトしそしてクラツチコ
イル47の電圧VBATによる全電圧励起を終了させるため
に、電流検出器とピーク検出器からなるフイードバツク
回路は、アーマチユア18がロータ30に接触するように吸
引された時に生じる増大した磁気インダクタンスを検知
する。抵抗R11と電圧増幅器105からなる電流検出器は、
クラツチコイル47内の電流に比例した電圧信号をピーク
検出器へ送る。ロータ30とアーマチユア18間の軸方向エ
アギヤツプ54の閉鎖を検出するために、電流検出器の出
力がオペ・アンプ107からなるピーク検出器に送られ
る。前述したように、アーマチユアとロータ間の軸方向
エアギヤツプ54がロータ30に係合するアーマチユア18の
移動により閉鎖されるときに、急激に増大された磁気イ
ンダクタンスがクラツチコイル47を流れる電流の波形に
下降部（dip）を発生させる。フイードバツク回路内に
ピーク検出器を利用することによつて、この電流の下降
部がロータとアーマチユア間のギヤツプの閉鎖時を指示
する信号を発生させるために有効に使用される。
電流の下降部に関連して、電流ピークも発生する（即
ち、電流の変動が増大から減少へ傾斜する地点におい
て）。従つて、電流検出器の出力信号の波形は、軸方向
エアギヤツプ54の閉鎖の発生に関連する電圧ピークを含
む。この電圧ピークを検出するために、オペ・アンプ10
7の正入力端子への信号はその負入力端子の信号に対し
て位相遅延される。特に、電流検出器の出力は、連結さ
れた抵抗R12とダイオードD3を介してオペ・アンプ107の
負入力端子に供給され、オペ・アンプ107の正入力端子
は、並列に連結された抵抗R13とコンデンサC2からなる
充電回路とダイオードD4を介して電流検出器の出力を受
ける。コンデンサ・抵抗充電回路は、位相変換をオペ・
アンプ107の正入力端子に供給される電流検出器の出力
信号に課する。この位相変移のために、電流検出器の出
力電圧の下降部（エアギヤツプ54の閉鎖時におけるクラ
ツチコイル電流内の下降部に相応する）は、オペ・アン
プ107の正入力端子に発生する前に、オペ・アンプ107の
負入力端子に発生するであろう。
オペ・アンプ107の正入力端子への電圧（第7a図にＧで
表示）は位相変移されまたは位相遅延されるので、電流
検出器からの電圧が上昇している期間Ｐ中にオペ・アン
プの負入力端子でより大きな電圧となる。そのために、
オペ・アンプ107の電圧出力は期間Ｐの間にわたつてほ
ぼ接地電位に維持する。電流検出器からの電圧内の下降
部が時刻t2で生じるときに、オペ・アンプ107の正入力
端子への位相遅延された電圧（第7a図にＧで表示）は、
負入力端子への電圧よりも大きくなる。オペ・アンプ10
7の両入力端子での変動に相応して、オペ・アンプの出
力は接地電位に近い電圧からVCCの電圧へ遷移する。こ
の遷移は、R-Sフリツプフロツプ103のＱ出力端子からの
電圧パルス（第7a図にＢで表示）を終結させるべくR-S
フリツプフロツプ103をリセツトする。
オペ・アンプ107の負入力端子における電圧の位相はオ
ペ・アンプの正入力端子への電圧（第7a図におけるＧ）
の位相より先行するので、電流が再び上昇し始めるとき
に（クラツチコイルの電流が軸方向のエアギヤツプ54の
閉鎖時に磁気インダクタンスの突然の増加に調整した後
に）、オペ・アンプへの負入力はより大きな正の電圧入
力を再び有する。オペ・アンプ107への入力端子におけ
るこのような変化に応答して、オペ・アンプの出力電圧
はほぼ接地電位に復帰する。
パルスＰの長さが（ギヤツプの閉鎖時刻に基づいて）変
化することを強調するために、第7a図の図Ｂが時刻t2ま
たはt2aまで選択的に続くパルスＰを図示する。例示す
るために、時刻t2は係合する部材がまだ摩耗されておら
ずギヤツプ54が小さい新らしい電磁カツプリングにおけ
るギヤツプ閉鎖時刻を表示し、時刻t2aは有用寿命の終
わりに近い電磁カツプリングのギヤツプ閉鎖時刻を表示
するものと考えられよう。
時刻t2におけるR-Sフリツプフロツプ103からのパルスＰ
の終わりにおいて、積分器形態のオペ・アンプ111から
の電圧は、オペ・アンプ113の負入力端子において、フ
リツプフロツプからのパルスのより高い電圧レベルによ
つて、もはや弱くなつている。フリツプフロツプ103か
らのパルスの期間Ｐの間にオペアンプ111はその正入力
端子における電圧を積分している。R-Sフリツプフロツ
プ103からのパルスが終りそしてギヤツプが閉鎖した後
に、積分器形態のオペ・アンプ111からの電圧は、オペ
・アンプ113の負入力端子の電圧の制御を行なう。時刻t
2においてオペ・アンプ111の出力電圧は電圧V3に等しい
（第7b図のＫ）。鋸歯発生器115からの鋸歯信号は、ほ
ぼ接地電位からVCCの電圧レベルまで振動するので、比
較器形態のオペ・アンプ113の出力は、積分オペ・アン
プ111からの電圧に比例するデユーテイ・サイクルで且
つ鋸歯信号の周波数に等しい周波数で、VCCの電圧レベ
ルと接地電位の間を切り換わる。
R-Sフリツプフロツプ103のバツフアーされたＱ出力は、
オペ・アンプ111の積算入力端子（正入力端子）に現わ
れる電圧を制御する。R-Sフリツプフロツプ103のＱ出力
は、抵抗R15を介して、オペ・アンプ109の負入力端子へ
供給されるので、活性Ｑ出力はオペ・アンプ109の出力
をほぼ接地電位に保持させる。従つて、抵抗R23の中央
接点可動子（center-tapwiper）での電圧もまた接地電
位である。しかし抵抗R16はR-Sフリツプフロツプ103か
らパルスを直接的に受取り、それは中央接点可動子で電
圧V1を有する。それ故にオペ・アンプ111はその正入力
端子で期間Ｐの間に抵抗R16の中央接点可動子から抵抗R
17、ダイオードD5及び抵抗R18を介して受取る電圧V1を
積分する。
さらに時刻t2におけるR-Sフリツプフロツプ103からのパ
ルスＰの終わりにおいて、オペ・アンプ109の出力はほ
ぼ接地電位からVCCボルトの電圧まで変化する。この変
化は、オペ・アンプの負入力がR-Sフリツプフロツプ103
からのVCCレベルの電圧をもはや受けておらず、そして
オペ・アンプの正入力端子は抵抗R20、R21とR22からな
る電圧デバイダ・ネツトワークによつて非接地電位でバ
イアスされるので、生じる。また、時刻t2におけるR-S
フリツプフロツプ103からのパルスＰの終わりにおい
て、抵抗R16に印加される電圧はほぼ接地電位まで降下
する。しかしオペ・アンプ109の出力を受ける抵抗R23は
今やその中央接点可動子においては電圧V2を有する。抵
抗R23の中央接点可動子からの電圧V2は抵抗R24とR18を
介してオペ・アンプ111の正入力端子で受けられる。従
つて、オペ・アンプ111は、期間Ｐの間に電圧V1を、そ
してその後に電圧V2を積分する（第7b図のＪ）。
積分器形態におけるオペ・アンプ111は連続する電圧V1
とV2を積分するので、オペ・アンプの出力電圧は期間Ｐ
の間の第一傾斜部とその後の第二傾斜部とを有する（第
7b図におけるＫ）。期間Ｐの間の電圧積分の目的が時刻
t2におけるクラツチコイルの所定の励起レベルを達成す
ることにあるので、電圧V1は構成によつて電圧V2よりも
大きくなるように選定される。一方、電圧V2の目的は、
時刻t2における所定の励起状態から時刻t3における全励
起へクラツチコイル47の定常的に増大する励起を形成す
ることにある。オぺ・アンプ111は、負フイードバツク
配列に連結されたコンデンサC3の通常の積分器形態を介
して電圧V1またはV2を積分する。
時刻t2におけるR-Sフリツプフロツプ103からのパルスの
終わりに、アーマチユア18はロータ30に接触するように
吸引されている。最初に、100％の滑りと０％のトルク
カツプリングであることが好ましい。前述したように、
R-Sフリツプフロツプ103からのパルスが時刻t2で終了す
るときに、オペ・アンプ111の傾斜電圧出力は第7b図の
図Ｋで示すようにレベルV3に達している。電圧V3は鋸歯
発生器115からの鋸歯信号のピーク電圧値VCCより相当小
さいので、オペ・アンプ113の出力（第7a図のＥ）は、
鋸歯信号の周波数でかつオペ・アンプ111からの電圧に
よつて決定されるデユーテイ・サイクルで、VCCの電圧
レベルと接地電位の間を交互に上下する。最初に電圧V3
は、アーマチユア18をロータ30と接触状態に保持するが
ほぼ100％の滑りと０％のトルクカツプリングを許容す
るクラツチコイル47の平均電流を生じさせるような大き
さでなければならない。
第7aおよび7b図における期間Ｐと鋸歯信号の周波数の関
係は単に一例を表示したにすぎないことに注意された
い。鋸歯信号の周波数はほぼ400Hzであることが好まし
い。R-Sフリツプフロツプ103からのパルスの期間Ｐは、
ロータ30とアーマチユア18間のギヤツプの閉鎖の発生時
刻によつて決定されるが、0.06秒間よりも長いことが好
ましい。加えて、時刻t1からt2までの期間に対する時刻
t2からt3までの期間の長さは、種々の波形の全遷移を示
すために大きく短縮されている。全電圧、全電流および
全トルクカツプリングを示す時刻t3は、スイツチが閉じ
た後のほぼ2.5〜３秒後に生じることが好ましい。
オペ・アンプ113の出力における交互に上下する電圧に
応答して、NPNトランジスタT1は交互にターンオンおよ
びターンオフされ、ダーリントン・トランジスタ対T2、
T3を交互にターンオンおよびターンオフする。そしてダ
ーリントン対T2、T3はクラツチコイル47を交互に励起お
よび非励起する。電子回路構成の技術分野に熟練するも
のにとつて第7a図の図Ｃ、ＤとＥから明らかなように、
オペ・アンプ111からの増大する電圧がオペ・アンプ113
の出力におけるパルスの幅を減少させる（図Ｅ）。従つ
て、オペ・アンプ111の電圧出力が増大するときに、ト
ランジスタT1は鋸歯信号の各サイクルの間に順次大きく
なる期間の間にオフ状態に保持される。トランジスタT1
がそのオフ期間を増大する結果、ダーリントン対T2、T3
はそのオン期間を増大して、クラツチコイル47はその励
起状態の期間を増大する。
オフ期間に対するオン期間の比率が増大するとき、クラ
ツチコイル47の平均電流は、第7a図の図Ｆの電流波形に
実質的に従うように制御される。時刻t3においてクラツ
チコイル47は連続的に励起され、平均電流はその全電流
値に達している。従つて、時刻t3において、ロータ30と
アーマチユア18間のトルクカツプリングも全トルクカツ
プリング値に達しており、ロータとアーマチユアは同期
的な回転状態（０％の滑り）にある。
第7b図の図Ｌで示すように、ロータ30とアーマチユア18
間のギヤツプは時刻t2で閉鎖される。コイル47は時刻t1
で最初に励起されるけれども、アーマチユア18は図Ｌに
おける時刻t1aまでギヤツプを横切る移動を始めていな
い。これはアーマチユアの質量と（アーマチユアをロー
タから離反するように保持する）ばね50を克服するため
に充分なm.m.f.を利用しなければならないからである。
時刻t2におけるクラツチコイル47を励起する平均電流の
減少によつて、図Ｍのカツプリングトルクはほぼ０から
始まり、コイルを励起する平均電流の増大に応答して定
常的に増大する。同様に、ロータ30とアーマチユア18間
の滑りは、第7b図の図Ｎに示すように、100％から０％
に減少する。この図はロータのRPMとアーマチユアのRPM
間の比の経済的な変化を示す。タイミング図Ｌ、Ｍおよ
びＮの波形は精確ではなく、例示のためにのみ理想化さ
れた波形であることに注意されるべきである。
次に第８〜11図を参照すると、第６図の励起回路による
TSADクラツチ11の制御された係合を行なうために、この
発明はアーマチユア18とロータ30に改良を施すことによ
つてクラツチの係合ノイズをさらに減少させるものであ
る。前述のように、ロータ30とアーマチユア18のそれぞ
れの円周方向に離間して配置された磁束ギヤツプ43、44
と48は、ロータ30とアーマチユア18間のクラツチコイル
47の磁束をガイドするための手段を形成する。ロータの
各磁束ギヤツプ43と44は円形状に配列された多数の円弧
状スロツト125からなり、この円形中心はロータ30の中
心に一致している。磁束ギヤツプ43はロータ30の中心か
ら半径距離r1で円周方向に配置されているが、磁束ギヤ
ツプ44は、磁束ギヤツプ43の半径方向内方に位置する半
径距離r2で円周方向に配置される。
アーマチユア18の円周方向に離間して配置された磁束ギ
ヤツプ48はアーマチユアの中心から半径距離r3で配列さ
れており、半径r3は半径距離r2よりは大きく、半径距離
r1よりは小さい。円形ロータ30と円形アーマチユア18は
第４図のTSADクラツチ11内に組立てられたときに共軸で
あるので、アーマチユアの磁束ギヤツプ48はロータの磁
束ギヤツプ43と44間の半径方向の位置を占めるように円
周方向に配列される。磁束ギヤツプのこの配列は、第４
図における磁路55をロータ30とアーマチユア18の間をジ
グザグ状に通過させ、ロータとアーマチユア間の電磁カ
ツプリングを改善することができる。磁束ギヤツプ43、
44と48のスロツト125は第８図〜第11図に貫通孔として
図示したけれども、これらはこのような構成に限定され
るものではない。磁束ギヤツプ43、44と48からなるスロ
ツトは、第４図に関連して前述したように磁路を方向付
けるために高磁気抵抗の領域であることが重要である。
ここに説明するようにスロツトはアーマチユア18とロー
タ30の円板内の単なる孔である‐即ち、エアが高磁気抵
抗の媒体である‐けれども、スロツトは例えばアルミニ
ウムのような高磁気抵抗非磁性材料で形成することもで
きる。
ロータ30とアーマチユア18の両表面の係合により、さら
に両部材の滑りの間に生じる摩耗および損傷を減少させ
るために、通常のブレーキ摩擦材料で作成された２個の
環状リング121と123がアーマチユア18の表面に同心円的
に配列されて取付けられている。アーマチユア18の表面
には２個の環状凹部が相対応して同心円的に位置付けら
れ、ブレーキ摩擦リング121と123を受け入れる。この摩
擦リングは適切な接着剤で凹部内へ接着することが好ま
しい。
各磁束ギヤツプ内のスロツト125を分離するブリツジ領
域はロータ表面またはアーマチユア表面の一部を構成
し、例えばアーマチユアの磁束ギヤツプ48においてブリ
ツジ領域127は隣接する各対のスロツト125間に順次配設
される。スロツト125の構成は、ブリツジ領域に加え
て、後述するように扇形区分を限定する、例えば、アー
マチユア18において、内方扇形区分129はスロツト125の
円弧角による長さとギヤツプ48の半径r3からアーマチユ
アの内縁部の半径r4を差引いた距離の幅で近似的に図示
されている。同じスロツト125に関連した外方扇形区分1
31は、スロツト125の円弧角による長さとアーマチユア
の外縁部の半径r5からギヤツプ48の半径r3を差引いた距
離の幅でほぼ限定される。同様に、アーマチユア18の各
スロツト125はそれぞれ外方および内方の扇形区分129と
131を有する。
ロータ30のスロツト125の構成もまたアーマチユア18の
扇形区分と同様に内方および外方扇形区分を限定する。
特に、ギヤツプ44内のスロツト125はギヤツプの半径r2
の内方で半径方向に離間した内方扇形区分を限定し、外
方扇形区分は、ギヤツプ43の半径r1とロータ30の外縁部
の半径との間の半径方向の範囲により限定される。さら
に別の扇形区分（中間扇形区分）はギヤツプ43と44間の
介在リング46により限定される。例えば、ギヤツプ44内
のスロツト125はアーマチユア18の内方扇形区分129と同
様な内方扇形区分129を限定し、これらはスロツト125の
円弧長さはほぼ等しい長さとギヤツプ44の半径r2からロ
ータの内縁部の半径r4を差引いた距離の幅とを有する。
またアーマチユア18と同様に、ロータ30はロータの外縁
部とスロツト125の半径r1との間に離間した外方扇形区
分131を含む。ロータ30は２個の磁束ギヤツプ43と44を
有しているので、中間扇形区分133は２個のギヤツプ43
と44の両スロツト125間の範囲によつて限定される。こ
れと同様な中間区分はアーマチユア18上には存在しな
い。
アーマチユア18とロータ30の磁束ギヤツプを構成するス
ロツトは、これまで伝統的に、それらの円周のまわりに
対称的に離間して配列されていた。ロータとアーマチユ
アは一般に打抜き型を用いて冷間加工で作成されている
ので、これらスロツトの対称的な配列は型のツーリング
（段取り）を簡易にかつ低価に行ないうるようになすも
のである。このような対称的なスロツトの配列において
は、スロツトに関連したブリツジ領域と扇形区分も同様
に対称的である。ブリツジ領域127と扇形区分129、131
と133はクラツチの係合の間にそれら固有の振動数で振
動することが経験的に知られている。ロータとアーマチ
ユアのスロツトの対称的な配列において、ブリツジ領域
は同一寸法と同一質量を有しており、それ故にそれらは
同一振動数f1で振動する。同じ理由によつて、個々のギ
ヤツプに関連した扇形区分全ては共通の振動数で振動す
る。例えば、内方扇形区分129の全てはスロツト125の対
称的な配列内で実質的に同一であるので、これらは各々
振動数f2に近似の固有振動数を有する。同様に、外方扇
形区分131と中間扇形区分133はそれぞれ振動数f3とf4に
近似した固有振動数を有する。ブリツジ領域またはいず
れかの組の扇形区分129、131と133が単一の振動数に近
似して振動するという事実によつて、ブリツジ領域また
はいずれかの組の扇形区分に起因する音は個々のブリツ
ジ領域または扇形区分の各々により生ずる共通音の増幅
音である。単一のブリツジ領域または扇形区分により生
ずるノイズは目立つものではないけれども、複数の振動
するブリツジ領域と扇形区分による全体的なノイズは著
しく目立つものである。
この発明の他の重要な態様に従つて、ロータ30とアーマ
チユア18のスロツト125は、磁束ギヤツプ43、44と48の
各々において非対称的な形状に離間して配列されてお
り、クラツチの係合に際してブリツジ領域127と扇形区
分129、131と133の振動により生じる可聴音を減少させ
る。ロータ30とアーマチユア18の両者のまわりの円周上
に非対称的に配列されたスロツト125によつて、ブリツ
ジ領域127と扇形区分129、131と133は種々の質量と寸法
に形成されており、従つて、ブリツド領域と扇形区分は
相異なる固有振動数に特徴を有し、これらは、ブリツジ
領域と扇形区分がロータとアーマチユアの摩擦係合によ
り励起されたときに、個々のブリツジ領域と扇形区分と
同様に多くの区別された振動数で音響振動を発生させ
る。ブリツジ領域127間および扇形区分129、131と133間
の固有振動数が相異なるために、ブリツジ領域と扇形区
分により生じる音響振動は、増幅されるのではなく、位
相相殺されて、これは実質的により静かなロータ・アー
マチユア係合を行なうことができる。
TSADクラツチ11の係合により生じる音響をさらに減少さ
せるために、ロータ30はロータの外縁部に接着剤により
取付けられた振動減衰材料、例えばゴム合成物、で作成
されたリング135を含むことが好ましい。同様に音響振
動をさらに減少するために、ロータ30はロータの背面に
接着剤により取付けられた振動減衰材料で作成された環
状リング137を含むことが好ましい。両リング135と137
はロータ30の音響減衰部分を形成する。これらは一体的
な一部材で構成することが好ましい。
磁束ギヤツプ43、44と48を形成するスロツト125の非対
称的な円周配列とは別にまたはそれに加えて、ロータ30
のギヤツプ43または44とアーマチユア18のギヤツプ48の
両スロツト間に重なりがないならば、スロツトは半径方
向の種々の幅で作成することができる。もし両スロツト
間に重なりが存在するならば、これはロータとアーマチ
ユアの磁束カツプリングを妨げることになるであろう。
［発明の効果］ 本発明によれば、電磁クラツチまたはブレーキのコイル
の励起に際して、開放されたギャップの幅が例えば摩耗
によって予測できない態様で変動しても、チャターに起
因するノイズや過度の摩耗を減少させることができる。
前述したように、この発明はギヤツプを備えたクラツチ
またはブレーキの改良されたソフト係合装置および方法
を提供することが認められよう。この発明のこの種の電
磁カツプリングおよび制御ユニツトは、図示の２速付属
装置駆動システムの他に種々の適用例にも使用しうるこ
とは当然である。特にこのソフト・スタート係合は空気
調節ユニツトのコンプレツサーの係合に関連して使用す
ることができ、さらに刈取り装置の回転刃やリーフクリ
ーニング装置のブロアのようなトラクターの付属装置の
係合に関連して使用することもできる。その他の種々の
使用はクラツチを使用する技術分野に熟練するものにと
つては明白であろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、機関駆動自動車のための付属駆動装置システ
ムの略図であり、付属装置を２速度で駆動しうるように
なしたクラツチ構成を示し、 第２図は、第１図の線2-2に沿つた拡大側面図であり、
付属駆動装置システムのクラツチとクランク軸プーリを
示し、 第３図は、機関クランク軸の速度に対する付属駆動装置
システムの２速度のグラフ図表であり、 第４図は、２速付属駆動装置のクラツチの第２図の線4-
4に沿つた断面図であり、 第５図（ａ）および（ｂ）は、電磁カツプリングにおい
て従来から公知の傾斜電圧励起に対する電圧と電流の波
形図であり、 第６図は、この発明の一実施例に基づいたクラツチ励起
回路の略図であり、 第７図（ａ）、（ｂ）は、第６図のクラツチ励起回路に
関連した電圧と電流の波形のタイミングチヤート図であ
り、 第８図は、２速付属駆動装置のクラツチのこの発明に基
づいたアーマチユアの平面図であり、 第９図は、第８図の線9-9に沿つたアーマチユアの断面
図であり、 第10図は、２速付属駆動装置のクラツチのこの発明に基
づいたロータの平面図であり、 第11図は、第10図の線11-11に沿つたロータの断面図で
ある。 （符号の説明） 11……TSADクラツチ、15a……クランク軸、18……アー
マチユア、30……ロータ、39,40……磁極リング、43,4
4,48……スロツト、47……多巻回巻線（クラツチコイ
ル）、50……板ばね、54……エアギヤツプ、55……磁
路、101……RPMセンサー、103……フリツプフロツプ、1
05……電圧増幅器、107,109,111,113……演算増幅器
（オペ・アンプ）、115……鋸歯発生器、119……電圧調
整器、121,123……ブレーキ摩擦リング、125……スロツ
ト、127……ブリツジ領域、129,131,133……扇形区分、
135,137……振動減衰リング

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エアギャップにより離隔された第一部材
    （30）及び第二部材（18）と巻線（47）を励起して当該
    第一及び第二部材間のエアギャップを閉鎖するための励
    起手段とを有する、電磁カップリングの多数回巻きの巻
    線の励起を制御する装置において、 巻線の励起に応答して巻線の磁気インダクタンスの増加
    を検知することによって前記第一及び第二の両部材間の
    エアギャップの閉鎖を検知するための第一の手段と、 前記第一の手段によるエアギャップの閉鎖の検出に応答
    して作動し、前記励起手段による巻線の励起を、前記第
    一と第二部材を接触係合状態に保持するが一方の部材か
    ら他方の部材へのカップリングに課せられる全トルクを
    伝達せずに滑って回転できるような十分に小さい力で保
    持するレベルまで減少させる第二の手段（103,113）
    と、 前記励起手段による巻線の励起を、前記減少された値か
    ら、前記第一及び第二部材を磁気的に吸引させて相対的
    な滑りを生じさせることなく定格トルク伝達を生じる所
    定の値まで漸次増大するように前記第二手段の作動に続
    いて作動する第三の手段（109,111）と、を含む装置。
  2. 【請求項２】巻線が消勢されているときに、前記第一及
    び第二部材を、解放され且つエアギャップにより離隔さ
    れた状態に保持するための手段（50）を含む、特許請求
    の範囲第１項に記載の制御装置。
  3. 【請求項３】巻線が励起されたときに、第一及び第二部
    材をトルク伝達係合状態に吸引させるように、前記第一
    及び第二両部材とエアギャップとを通る透磁性の磁束経
    路を形成するための手段（43,44,48）を含む、特許請求
    の範囲第１項に記載の制御装置。
  4. 【請求項４】前記第一部材は、前記第二部材と係合する
    ために磁性材料で作られた円板状部分を有し、該円板状
    部分は、円周方向に且つ非対称的に配列され前記第一及
    び第二部材の係合に伴う音響ノイズを減衰させる非磁性
    領域（43,44）を含んでいる、特許請求の範囲第１項に
    記載の制御装置。
  5. 【請求項５】前記励起手段が、エアギャップを閉鎖する
    相対的運動によって、前記両部材を互いに吸引させて係
    合させるのに十分な大きさの平均m.m.f.を前記磁束経路
    を形成するための手段内に発生するように巻線を励起す
    る、特許請求の範囲第３項に記載の制御装置。
  6. 【請求項６】前記第二部材は、前記巻線の励起時に第一
    の部材の円板状部分に接触する磁性材料からなる円板状
    部分を有し且つその円周方向に非対称的に配置されて前
    記第一及び第二部材の係合に伴う音響ノイズを低減する
    非磁性領域（48）を含む、特許請求の範囲第４項に記載
    の制御装置。
  7. 【請求項７】前記非磁性領域は、第一および第二部材の
    円板状部分に大きさと形状の異なる扇形区分とブリッジ
    領域とを形成する、特許請求の範囲第４項に記載の制御
    装置。
  8. 【請求項８】前記第一部材は、その円板状部分の外周縁
    部及び前記第二部材の円板状部分に係合する面と反対側
    の円板状の部分における面に振動減衰材料（135,137）
    を含む、特許請求の範囲第４項に記載の制御装置。
  9. 【請求項９】アーマチュアとロータがエアギャップによ
    り離隔された電磁カップリングの多数回巻きの巻線を励
    起する方法において、 アーマチュアをエアギャップを横切って移動させロータ
    に接触させるために巻線を励起し、 アーマチュアがロータに接触して閉鎖したことによって
    生じる巻線の磁気インダクタンスの増加を検知し、 アーマチュアとロータとの間のエアギャップの閉鎖に応
    答して、両者間のトルクカップリングを減少させ且つ両
    者間の滑りを増大させるように、巻線の励起を減少さ
    せ、 次いで、アーマチュアとロータとの間の全トルクカップ
    リング及び滑りのない接触並びに全励起を得るまで、巻
    線の励起を漸次増大させる、各過程からなることを特徴
    とする巻線励起方法。
  10. 【請求項１０】巻線の励起は、増大された磁気インダク
    タンスが検知された後に、ほぼゼロのトルクカップリン
    グと100％の滑りを生じさせるレベルまで減少される、
    特許請求の範囲第９項に記載の巻線励起方法。
  11. 【請求項１１】巻線の励起は、アーマチュアとロータと
    の間のエアギャップの閉鎖に応答してアーマチュアとロ
    ータとの間にほぼゼロのトルクカップリングと100％の
    滑りを形成するように減少される、特許請求の範囲第９
    項に記載の巻線励起方法。
  12. 【請求項１２】ロータへの接触によるアーマチュアの閉
    鎖によって生じる巻線の磁気インダクタンスの増加は、
    巻線を流れる電流のピークを検出することによって検知
    される、特許請求の範囲第９項に記載の巻線励起方法。
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