JPH0828593A - 電磁クラッチ - Google Patents

電磁クラッチ

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JPH0828593A
JPH0828593A JP6162201A JP16220194A JPH0828593A JP H0828593 A JPH0828593 A JP H0828593A JP 6162201 A JP6162201 A JP 6162201A JP 16220194 A JP16220194 A JP 16220194A JP H0828593 A JPH0828593 A JP H0828593A
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JP
Japan
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rotation
permanent magnet
solenoid
supercharger
movable member
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JP6162201A
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Hideki Takahashi
英樹 高橋
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Isuzu Motors Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/004Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with permanent magnets combined with electromagnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転中の入断が繰り返されても耐久性が失わ
れないようにする。 【構成】 ソレノイド2の励磁により被着部材24に接
合して出力シャフト23と駆動用プーリ19とを連結す
る可動部材3と、回転半径方向に移動自在に設けられ回
転軸心O側の位置において可動部材3を連れ回りさせる
磁力を有した永久磁石4と、永久磁石4を径方向内方に
適宜付勢する圧縮スプリング5とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転を伝達する電磁ク
ラッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の過給装置として単品で、或い
はターボチャージャと共に組み込まれるスーパーチャー
ジャ(機械駆動式過給機)は、通常、回転伝達機構に設
けられた電磁クラッチの「ON-OFF」によって制御され、
過給を必要としない回転域・負荷においては作動しない
ことで、不要な駆動損失を避けるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら電磁クラ
ッチの「ON-OFF」は、例えば1,000 〜2,000rpmの回転中
に繰り返し行われるので、入続時の大きい衝撃が頻繁に
作用し、長期使用に耐えられないという問題があった。
この対策として吸入空気でスーパーチャージャを常時回
転させるとしたもの(特開平3−225031号公報)
や、電流制御でクラッチをスリップさせてから入続させ
るもの(特開昭61−291732号公報)が提案され
ているが、いずれも耐久性を大幅に向上させるには不充
分であると考えられる。
【0004】そこで本発明は、回転中の入断が繰り返さ
れても耐久性が失われることがない電磁クラッチを提供
すべく創案されたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ソレノイドの
励磁により被着部材に接合して駆動回転系と従動回転系
とを連結する可動部材と、回転半径方向に移動自在に設
けられ回転軸心側の位置において可動部材を連れ回りさ
せる磁力を有した永久磁石と、永久磁石を径方向内方に
適宜付勢する付勢手段とを備えたものである。
【0006】
【作用】上記構成によって、可動部材は、ソレノイドが
励磁されたときに被着部材に接合して駆動回転系と従動
回転系とを連結させる。永久磁石は、ソレノイドが励磁
されていない時に、付勢手段により回転軸心側に位置さ
れた状態では可動部材を引き付けて連れ回りさせる。駆
動回転系が高速で回転している時は、その遠心力で永久
磁石は径方向外方に移動し、可動部材の連れ回りを解除
する。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。
【0008】図1乃至図3は、本発明に係わる電磁クラ
ッチの一実施例を示したものである。この電磁クラッチ
1は、ソレノイド2の励磁により回転軸方向に移動する
可動部材3と、回転半径方向に移動自在に設けられた永
久磁石4と、永久磁石4を径方向内方に付勢する付勢手
段たる圧縮スプリング5とにより主として構成され、内
燃機関の吸気系に設けられたスクリュー式スーパーチャ
ージャ6を適宜作動させるべく設けられている。
【0009】図3に示したように、吸気系の管路7は、
ターボチャージャ8のブロワ9からスーパーチャージャ
6及びインタークーラ10を経て、エンジン11の吸気
マニホールド12まで延びている。またエンジン11か
らの排気は、排気マニホールド13により集合されて、
ターボチャージャ8のタービン14を駆動した後、排出
される。そしてスーパーチャージャ6の前後の管路には
バイパス路15が形成され、その途中に設けられた開閉
弁16の作動により吸気をスーパーチャージャ6へ導く
か、或いはバイパスさせるかを選択するようになってい
る。またエンジン11の出力部17には増速用のギヤボ
ックス18が設けられ、駆動用プーリ19,20及びベ
ルト21によりスーパーチャージャ6に回転駆動力を伝
達するようになっている。そして電磁クラッチ1は、ギ
ヤボックス18と駆動用プーリ19との間に介設され、
エンジン11の運転状況(回転数NE 、負荷等)が入力
されるコントローラ22により「ON-OFF」されるように
なっている。
【0010】図1に示したように、ギヤボックス18の
出力シャフト23の端部には径方向に張り出した被着部
材24が取り付けられていると共に、駆動用プーリ19
が軸受25を介して並設支持されている。被着部材24
は、外縁側に凹部が形成された非磁性体の基板53と、
その外周端に溶接あるいはボルト等で取り付けられた磁
性体の外周板54とで成り、凹部と外周板54とによ
り、駆動用プーリ19の側と反対側に円環溝26が区画
されている。この円環溝26に遊嵌するように、ホルダ
ー27に収納されたソレノイド2が設けられている。ホ
ルダー27の基端は、ギヤボックス18のハウジング2
8の開口縁に固定されている。可動部材3は、出力シャ
フト23に同軸状に設けられた磁性金属製の円環状のク
ラッチプレート52と、その外周に溶接あるいはボルト
等で取り付けられた非磁性体のケーシング51とで成
る。そしてクラッチプレート52が基板53に、ケーシ
ング51が外周板54にそれぞれ接近するように、軸方
向に付勢する板バネ29を介して駆動用プーリ19に保
持されている。そして図2にも示したように、ケーシン
グ51に区画された小室30が周方向に所定の間隔で設
けられ、その内部に、永久磁石4が半径方向に摺動自在
に収容されている。この永久磁石4の磁力は、小室30
の最も径方向内側に位置したときに、外周板54を適宜
引き付けるように形成されている。圧縮スプリング5
は、小室30の径方向外側の内壁と永久磁石4との間に
張架され、適宜な付勢力で永久磁石4を径方向内側の内
壁に押し付けている。従って、ソレノイド2が通電され
て励磁すると、可動部材3のクラッチプレート52がソ
レノイド2に引き付けられて被着部材24に摩擦接触
し、出力シャフト23の回転を駆動用プーリ19に伝達
すると共に、ソレノイド2が励磁されていなくても、図
示したように永久磁石4が軸心O側に位置されていれ
ば、その磁力により被着部材24の外周板54が強く引
き付けられて、出力シャフト23の回転と略同速度で連
れ回りすることになる。そしてエンジン11(出力シャ
フト23)が高速回転に移行して、圧縮スプリング5の
押付力及び磁力よりも大きな遠心力が質量体としての永
久磁石4に作用すると、永久磁石4は圧縮スプリング5
に抗して径方向外方に移動して被着部材24から離れる
ことで磁力が弱まり、可動部材3の追従が抑えられるも
のである。
【0011】このことは、永久磁石4の磁力及び質量と
圧縮スプリング5の押付力とを適宜選択することによ
り、スーパーチャージャ6(駆動用プーリ19)をエン
ジン11(出力シャフト23)に追従回転させる範囲を
設定できることとなる。すなわち図4に示すように、電
磁クラッチ1が「ON-OFF」される範囲(例えばNE =1,
000 〜2,000rpm)の最大値を切換回転数NO として設定
して(NO =2,000rpm)、ソレノイド2の励磁が解除さ
れた後も略同速で追従回転するようにし、切換回転数N
O を越えたなら実質的に弱められた永久磁石4の磁力と
バランスした回転速度NS (例えばNE =1,500 rpm に
相当する回転速度)で駆動用プーリ19を回転させるこ
とができる。
【0012】また本実施例にあっては、コントローラ2
2は所定条件下でソレノイド2への通電を解除するのと
同時に、バイパス路15の開閉弁16を開として、スー
パーチャージャ6に吸気を導かないようにしている。従
って、図4に示したように、例えばNE =600 〜1,500r
pmでは開閉弁16の閉鎖によりターボチャージャ8に過
給仕事を行わせるが、NE >1,500rpmではバイパス路1
5の開通で過給仕事を行わせないことで、スーパーチャ
ージャ6が「空回り」の状態となるものである。
【0013】次に本実施例の作用を説明する。
【0014】車両が登坂走行或いは急増速するなど、タ
ーボチャージャ8に加えて過給が必要となる時は、コン
トローラ22がソレノイド2に通電させると共に開閉弁
16を閉として吸気をスーパーチャージャ6に導く。そ
してソレノイド2の励磁により可動部材3は板バネ29
の力に抗して図1中左方へ引き付けられ、被着部材24
に接合して、出力シャフト23の回転を駆動用プーリ1
9に伝達する。スーパーチャージャ6はエンジン回転数
E に比例した速度NS で回転駆動され、過給仕事を行
う。
【0015】中〜高速回転或いは低負荷の運転に移行す
ると、ソレノイド2の通電は遮断され、可動部材13は
板バネ29の力によって図1中右方に引き戻され、被着
部材24との接合が解除される。また開閉弁16は開と
なって吸気はスーパーチャージャ6を通らずにバイパス
される。エンジン回転数NE が切換回転数NO 以下で
は、永久磁石4は、圧縮スプリング5の力によって径方
向内方に押し付けられている。従って、永久磁石4と被
着部材24との距離は短く、永久磁石4の磁力によって
可動部材3(駆動用プーリ19)は被着部材24(出力
シャフト23)の回転と略同速で連れ回りする。即ちス
ーパーチャージャ6のロータを空転させる。そしてエン
ジン回転数NE が切換回転数NO を越えると、その連れ
回りしている可動部材3の回転速度も上昇し、その遠心
力で永久磁石4は径方向外方に移動し、被着部材24か
ら離間する。従って、永久磁石4と被着部材24との距
離が大きくなり、外周板54に働く磁力が弱まって、可
動部材3が出力シャフト23に追従できなくなる。これ
により、駆動用プーリ19の回転速度は、電磁クラッチ
「OFF 」になった時点の回転速度に略保たれる。即ち、
スーパーチャージャ6のロータをやや遅い速度NS で空
転させる。
【0016】そして再びエンンジン11が中〜低速域に
入って、回転数NE が例えば2,000回転以上から1,300
回転に低下して電磁クラッチ1が「ON」にされる際は、
永久磁石4は圧縮スプリング5に押されて径方向内方に
移動し、可動部材3の回転を次第に出力シャフト23の
回転速度に近づけ、切換回転数NO 以下では可動部材3
と被着部材24とを連れ回りさせて、ソレノイド2が励
磁される前の空回り状態において、略同じ速度で回転さ
せる。そしてソレノイド2への通電と同時に行われる開
閉弁16の閉動作により吸気が導かれて、スーパーチャ
ージャ6が過給仕事を行う。
【0017】このように、駆動用プーリ19に支持され
た可動部材3に圧縮スプリング5で付勢された永久磁石
4を設けて、ソレノイド2が励磁されていない回転域に
おいても回転させるようにしたので、クラッチ入続時の
衝撃は大幅に緩和され、被着部材24の摩耗を防ぐこと
ができ、耐久性向上が達成される。そして永久磁石4を
遠心力により径方向外方に離れるようにしたので、高速
回転域ではエンジン回転NE に相当する速度以下で回転
し、軸受25の負担が大きくなることがない。またソレ
ノイド2が励磁されていない回転域ではスーパーチャー
ジャ6を空回りさせるようにしたので、駆動損失が抑え
られると共に、速度を落として過給運転に移る際は、実
質的にクラッチ入続された後に過給仕事開始によるトル
クがかかることとなり、大きなトルクショックは発生せ
ず、トラックなどの大型車両においても耐久性に支障な
い。なお被着部材24は、磁性体により一体成形すると
してもよいが、本実施例のように基板53を非磁性体と
することで、ソレノイド2とクラッチプレート52との
間に発生する磁力線に悪影響を与えることがない。
【0018】図5は本発明の他の実施例を示したもの
で、永久磁石4を非磁性金属製の被着部材31に内蔵さ
せたものである。被着部材31にはソレノイド2のため
の円環溝32のほかに、出力シャフト23の表面に沿う
細溝33が形成され、断面L字状に形成された可動部材
34の軸部35が挿入されている。可動部材34の半径
方向の面部36はソレノイド2に対向する位置まで延
び、被着部材31に近接されている。そして永久磁石4
は、ソレノイド2と可動部材34の軸部35との間に位
置されている。この構成では、永久磁石4は出力シャフ
ト23と一体に常時回転されることになる。また可動部
材34を支える板バネ37は、比較的小さいものでよ
い。このほかの構成及び作用効果は前記実施例と同様で
ある。
【0019】なおスーパーチャージャ6を空回りさせる
ためには、開閉弁16による吸気制御のほか、図6に示
すようにスーパーチャージャ48のハウジング41を構
成してもよい。すなわちロータ42,43を囲繞するハ
ウジング41を上下に分割すると共に、吐出口44を有
した上部ハウジング45をその外側の外部ハウジング4
6に対して上下に摺動自在とし、コントローラ22によ
り駆動されるシリンダー47を備えるものとする。すな
わちソレノイドの「OFF 」時にシリンダー47を縮退さ
せることでスーパーチャージャ48の内部を開放して、
圧縮仕事をさせないようにするものである。この構成で
は前記実施例よりもさらに駆動損失をなくすることがで
きる。
【0020】また以上の実施例ではスーパーチャージャ
6,48としてスクリュー式(リショルム)圧縮機を示
したが、本発明はこれに限らず、スクロール式やルーツ
ブロワにおいても同様の作用効果が得られる。すなわち
吸気の制御でスーパーチャージャを空回りさせる従来技
術(特開平3−225031号公報)のものでは、内部
圧縮のないルーツブロワに限られるが、本発明ではいず
れのスーパーチャージャにも適用できるものである。さ
らに本発明はスーパーチャージャに限らず、所定回転ま
でしか回せない回転系を回転途中で入断制御するもの等
に広く適用できるものである。
【0021】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ソレノイ
ドが励磁されない回転域においても従動回転系を適宜回
転させることができ、クラッチ入続時の衝撃は大幅に緩
和されると共に、軸受の負担が過大になることがなく、
耐久性の向上が達成されるという優れた効果を発揮す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる電磁クラッチの一実施例を示し
た側断面図である。
【図2】図1のA−A線矢視断面図である。
【図3】図1の全体を示した側面図である。
【図4】図1の作用を説明するためのスーパーチャージ
ャのロータ回転速度とエンジン回転数との関係図であ
る。
【図5】本発明の他の実施例を示した側断面図である。
【図6】図3のスーパーチャージャの他の実施例を示し
た正面断面図である。
【符号の説明】
1 電磁クラッチ 2 ソレノイド 3 可動部材 4 永久磁石 5 圧縮スプリング(付勢手段) 19 駆動用プーリ(従動回転系) 23 出力シャフト(駆動回転系) 24 被着部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16D 27/10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソレノイドの励磁により被着部材に接合
    して駆動回転系と従動回転系とを連結する可動部材と、
    回転半径方向に移動自在に設けられ回転軸心側の位置に
    おいて上記可動部材を連れ回りさせる磁力を有した永久
    磁石と、該永久磁石を径方向内方に適宜付勢する付勢手
    段とを備えたことを特徴とする電磁クラッチ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100435960B1 (ko) * 2001-09-27 2004-06-12 현대자동차주식회사 마그네틱 클러치가 형성된 밸런스 샤프트
FR2945998A1 (fr) * 2009-05-27 2010-12-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Mecanisme de commande securise d'un arbre de transmission couple a un organe de prehension

Cited By (2)

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KR100435960B1 (ko) * 2001-09-27 2004-06-12 현대자동차주식회사 마그네틱 클러치가 형성된 밸런스 샤프트
FR2945998A1 (fr) * 2009-05-27 2010-12-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Mecanisme de commande securise d'un arbre de transmission couple a un organe de prehension

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