JPH0942376A - ターンホイール - Google Patents

ターンホイール

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Publication number
JPH0942376A
JPH0942376A JP7187403A JP18740395A JPH0942376A JP H0942376 A JPH0942376 A JP H0942376A JP 7187403 A JP7187403 A JP 7187403A JP 18740395 A JP18740395 A JP 18740395A JP H0942376 A JPH0942376 A JP H0942376A
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JP
Japan
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movable weight
weight member
turn wheel
electromagnet
turnwheel
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Pending
Application number
JP7187403A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsushi Koumura
哲志 鴻村
Kazuhiro Nomura
和宏 野村
Akira Nakamoto
昭 中本
Masakazu Obayashi
正和 大林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication of JPH0942376A publication Critical patent/JPH0942376A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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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  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】回転駆動装置を含む回転系において、慣性モー
メントを回転中に瞬時に変化させることにより、共振周
波数と回転n次(n=1、2、3、…)の周波数とが一
致することを回避して上記回転系における共振の発生を
確実に回避する。 【解決手段】電磁クラッチ1に装着されたターンホイー
ル20は、回転軸近傍にターンホイール20とともに回
転可能に配設された永久磁石よりなる固定部材22と、
固定部材22の外周側に半径方向に移動自在に配設され
た周方向複数の鉄よりなる可動錘部材23とを具備して
いる。この回転系が所定回転数となれば、可動錘部材2
3の遠心力が固定部材22及び可動錘部材23間に働く
磁力による求心力に勝り、可動錘部材23は半径方向外
側に瞬時に移動する。これにより、ターンホイール20
の慣性モーメントが瞬時に増大し、回転系における共振
周波数を瞬時に減少させることができ、共振の発生を回
避できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動装置に装
着されて回転駆動されるターンホイールに関する。本発
明のターンホイールは、例えば圧縮機の駆動軸に連結さ
れて該圧縮機を断続作動させるための回転駆動装置、す
なわち電磁クラッチ等に装着して好適に利用することが
できる。
【0002】
【従来の技術】車両空調用圧縮機は、一般に、断続作動
の必要性から電磁クラッチを介してエンジンの駆動力が
伝達される。この種の電磁クラッチは、圧縮機のフロン
トハウジングのボス部に回転自在に支持され、ベルトを
介してエンジンに連動連結されるロータと、ロータの環
状溝内に収納固止されて電磁コイルを内蔵したステータ
と、ロータの伝動摩擦面に対向配置された円板状のアー
マチュアと、アーマチュアを緩衝体を介して圧縮機の駆
動軸に結合するハブとを主要部として構成されている。
なお、ハブは、アーマチュアに固定されるアウタハブ
と、駆動軸にボルト固定されるインナハブと、アウタハ
ブ及びインナハブ間を連結するゴムハブとから構成され
ている。そして、圧縮機の作動が必要な時には、電磁ク
ラッチへの通電により、アーマチュアを磁力によりロー
タに吸着させ、エンジンからの駆動力を圧縮機の駆動軸
に伝達させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように電磁クラ
ッチに通電されると、エンジンの駆動力がベルト、ロー
タ、アーマチュア及びハブを介して圧縮機の駆動軸に伝
達される。この圧縮機の作動中においては、ベルト、電
磁クラッチ及び圧縮機から構成される回転系においてね
じり振動が発生し、このねじり振動はベルトを介して他
の部品に伝達される。そして上記ねじり振動は、上記回
転系における回転n次(n=1、2、3、…)の周波数
が共振周波数に一致すると振幅が非常に大きくなり、車
両室内に振動、騒音として伝わって搭乗者に不快感を与
えるなどの問題がある。
【0004】ここで、ねじり振動の共振周波数はベル
ト、電磁クラッチ及び圧縮機の構造により決定される。
しかも、圧縮機はエンジンにより駆動されるので、その
回転数はエンジン回転数とともに変化する。そして、回
転系における回転n次(n=1、2、3、…)の周波数
は回転数に比例して大きくなり、この回転n次(n=
1、2、3、…)の周波数と共振周波数とが一致すると
共振が発生する。このため、圧縮機が通常使用される回
転数の範囲内において上記ねじり振動の共振が発生する
回転数が存在する限り、上記共振による問題を避けるこ
とができない。
【0005】このような共振の問題を解決するには、回
転系を構成する回転体の慣性モーメントを回転中に変化
させることにより、ねじり振動の共振周波数を変化さ
せ、該共振周波数が回転n次(n=1、2、3、…)の
周波数と一致することを回避する手段が考えられる。そ
して、回転体の慣性モーメントを回転中に変化させる手
段として、特開昭61−21416号公報には、半径方
向に移動自在な周方向複数の錘と、この錘を半径方向内
側へ向けて付勢するとともに、回転時の遠心力による錘
の半径方向外側への移動を許すばねとを具備したターン
ホイールが開示されている。
【0006】なお、このターンホイールは回転駆動装置
に装着されて、該回転駆動装置の立ち上がり時間(回転
開始から所定の回転数に達するまでの時間)を短縮しつ
つ、回転駆動装置の回転中における回転の安定度を増す
ために開発されたものである。すなわち、回転駆動装置
の起動直後の低速回転中においては、ばねの付勢力によ
り半径方向内側に錘が保持されており、このように錘が
半径方向内側に保持されたターンホイールの慣性モーメ
ントが小さいことから、回転駆動装置の立ち上がり時間
が短縮される。そして、所定の回転数に達する直前に錘
が半径方向外側への移動を開始し、かつ所定の回転数に
達した時には錘が半径方向外側に所定量移動した状態で
保持されるので、この錘の移動量に応じてターンホイー
ルの慣性モーメントが増大し、回転駆動装置の回転中に
おいて所定の回転安定度を得ることができる。
【0007】しかし、上記構造のターンホイールにあっ
ては、所定の回転数に達する直前において、回転数の増
大に伴って、錘が遠心力によりばねの付勢力に抗して徐
々に半径方向外側へ移動し、これに伴いターンホイール
の慣性モーメントも徐々に増大し、従って共振周波数も
徐々に減少する。このように共振周波数が連続的に変化
するため、この共振周波数が変化している間の回転数に
おいて、該共振周波数と回転n次(n=1、2、3、
…)の周波数とが一致する点が存在し、共振を回避する
ことができない。しかも共振周波数と回転n次(n=
1、2、3、…)の周波数とが一致する回転数で定速回
転する間は、共振が発生し続ける。
【0008】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、回転駆動装置を含む回転系において、慣性モーメ
ントを回転中に瞬時に変化させることにより、共振周波
数と回転n次(n=1、2、3、…)の周波数とが一致
することを回避して、上記回転系における共振の発生を
確実に回避することを解決すべき技術課題とするもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(1)上記課題を解決する請求項1記載のターンホイー
ルは、回転駆動装置に装着されて回転駆動されるターン
ホイールであって、上記回転駆動装置を含む回転系にお
ける回転n次(n=1、2、3、…)の周波数と該回転
系における共振周波数とが一致することを避けるべく、
上記ターンホイールの慣性モーメントを回転駆動中に瞬
時に変化させうるように構成されていることを特徴とす
る。 (2)上記課題を解決する請求項2記載のターンホイー
ルは、請求項1記載のターンホイールにおいて、前記タ
ーンホイールの回転軸近傍又は周縁部近傍に該ターンホ
イールとともに回転可能に配設された固定部材と、該固
定部材の外周側又は内周側に半径方向に移動自在に配設
された周方向複数の可動錘部材とを具備し、上記固定部
材及び可動錘部材間に働く磁力と、回転時に上記可動錘
部材に働く遠心力とにより、上記可動錘部材の半径方向
の移動が制御されるように構成されていることを特徴と
する。 (3)上記課題を解決する請求項3のターンホイール
は、請求項2記載のターンホイールにおいて、前記固定
部材が前記ターンホイールの回転軸近傍に配設されると
ともに前記可動錘部材が該固定部材の外周側に配設さ
れ、該固定部材及び該可動錘部材の一方が永久磁石よ
り、該固定部材及び該可動錘部材の他方が該永久磁石に
吸着可能な磁性材料又は永久磁石よりなることを特徴と
する。 (4)上記課題を解決する請求項4記載のターンホイー
ルは、請求項2記載のターンホイールにおいて、前記固
定部材が前記ターンホイールの回転軸近傍に配設される
とともに前記可動錘部材が該固定部材の外周側に配設さ
れ、該固定部材が電磁石よりなり、該可動錘部材が該電
磁石に吸着可能な磁性材料又は永久磁石よりなることを
特徴とする。 (5)上記課題を解決する請求項5記載のターンホイー
ルは、請求項4記載のターンホイールにおいて、前記回
転系の回転数を検出するセンサを備え、該センサの検出
信号により前記電磁石のON/OFFを制御するように
構成されていることを特徴とする。 (6)上記課題を解決する請求項6記載のターンホイー
ルは、請求項2記載のターンホイールにおいて、前記固
定部材が前記ターンホイールの周縁部近傍に配設される
とともに前記可動錘部材が該固定部材の内周側に配設さ
れ、該固定部材が電磁石よりなり、該可動錘部材が該電
磁石に反発可能な永久磁石よりなり、該電磁石のON/
OFFが前記回転系の回転数を検出するセンサの検出信
号により制御されるように構成されていることを特徴と
する。 (7)上記課題を解決する請求項7記載のターンホイー
ルは、請求項1乃至6記載のターンホイールにおいて、
前記回転駆動装置が圧縮機の駆動軸に連結される電磁ク
ラッチであることを特徴とする。
【0010】
【作用】
(1)ターンホイールが装着される回転駆動装置を含む
回転系を考えた場合、この回転系において発生するねじ
り振動は、該回転系における回転n次(n=1、2、
3、…)の周波数が該回転系の構造により決定されるあ
る特定の共振周波数に一致すると、振幅が増大して共振
する。そして、回転系における回転n次(n=1、2、
3、…)の周波数は回転数に比例して大きくなる。一
方、共振周波数は回転系を構成する回転体の慣性モーメ
ントの変化に伴って変化する。すなわち、回転体の慣性
モーメントが増大すれば共振周波数が減少し、慣性モー
メントが減少すれば共振周波数が増大する。
【0011】仮に、回転体の慣性モーメントが一定であ
る回転系を考えた場合、この回転系における共振周波数
は一定であるため、回転系の回転数の増大に伴って回転
n次(n=1、2、3、…)の周波数が増大すれば、あ
る回転数で回転n次(n=1、2、3、…)の周波数と
共振周波数とが必ず一致し、共振の発生を避けることが
できない。また、回転体の慣性モーメントが連続的に変
化する回転系を考えた場合、この回転系における共振周
波数も連続的に変化するため、この場合においても回転
n次(n=1、2、3、…)の周波数と共振周波数とが
一致することを避けられず、共振の発生を避けることが
できない。
【0012】これに対し、請求項1記載のターンホイー
ルでは、このターンホイールが装着される回転駆動装置
を含む回転系における回転n次(n=1、2、3、…)
の周波数が該回転系における共振周波数と一致すること
を避けるべく、ターンホイールの慣性モーメントを回転
駆動中に瞬時に変化させうるように構成されている。こ
のため、ターンホイールの慣性モーメントの瞬時の変化
に伴ってこの回転系における共振周波数が瞬時に変化す
るので、回転n次(n=1、2、3、…)の周波数と共
振周波数とが一致することを回避することができ、した
がって共振の発生を確実に回避することが可能となる。 (2)請求項2記載のターンホイールでは、半径方向に
移動自在に配設された可動錘部材が固定部材及び可動錘
部材間に働く磁力により半径方向内側に移動した状態で
保持されているときはターンホイールの慣性モーメント
は小さい。そして、この可動錘部材が回転時の遠心力
(場合によっては該遠心力並びに固定部材及び可動錘部
材間に働く磁力)により半径方向外側に移動すれば、タ
ーンホイールの慣性モーメントは瞬時に増大し、このタ
ーンホイールが装着された回転駆動装置を含む回転系に
おける共振周波数が瞬時に低下する。 (3)請求項3記載のターンホイールでは、ターンホイ
ールの回転軸近傍に配設された固定部材及び該固定部材
の外周側に配設された可動錘部材の一方が永久磁石よ
り、該固定部材及び該可動錘部材の他方が該永久磁石に
吸着可能な磁性材料又は永久磁石よりなるので、回転起
動時には、可動錘部材は回転時の遠心力に勝る永久磁石
の磁力により半径方向内側に移動した状態で保持され
る。そして、回転上昇過程中に回転数が第1の所定回転
数W0 に達すると、可動錘部材は遠心力が上記磁力に勝
って半径方向外側に移動する。このとき、可動錘部材が
半径方向外側に移動するに連れて、上記遠心力が増大す
るとともに上記磁力が減少するので、可動錘部材は半径
方向外側に瞬時に移動する。これにより、ターンホイー
ルの慣性モーメントは瞬時に増大し、このターンホイー
ルが装着された回転駆動装置を含む回転系における共振
周波数が瞬時に低下する。一方、回転下降過程中に回転
数が上記所定回転数W0 より低い回転数の第2の所定回
転数W1 に達すると、可動錘部材は上記磁力が上記遠心
力に勝って半径方向内側に移動する。このとき、可動錘
部材が半径方向内側に移動するに連れて、上記磁力が増
大するとともに上記遠心力が減少するので、可動錘部材
は半径方向内側に瞬時に移動する。これにより、ターン
ホイールの慣性モーメントは瞬時に減少し、このターン
ホイールが装着された回転駆動装置を含む回転系におけ
る共振周波数が瞬時に増大する。 (4)請求項4記載のターンホイールでは、回転軸近傍
に配設された固定部材が電磁石よりなり、該固定部材の
外周側に配設された可動錘部材が該電磁石に吸着可能な
磁性材料又は永久磁石よりなるので、回転起動時には、
可動錘部材は回転時の遠心力に勝る電磁石の磁力により
半径方向内側に移動した状態で保持される。そして、回
転上昇過程中に回転数が第1の所定回転数W0 に達する
と、可動錘部材は遠心力が上記磁力に勝って半径方向外
側に移動する。このとき、可動錘部材が半径方向外側に
移動するに連れて、上記遠心力が増大するとともに上記
磁力が減少するので、可動錘部材は半径方向外側に瞬時
に移動する。これにより、ターンホイールの慣性モーメ
ントは瞬時に増大し、このターンホイールが装着された
回転駆動装置を含む回転系における共振周波数が瞬時に
低下する。一方、回転下降過程中に回転数が上記所定回
転数W0 より低い回転数の第2の所定回転数W 1 に達す
ると、可動錘部材は上記磁力が上記遠心力に勝って半径
方向内側に移動する。このとき、可動錘部材が半径方向
内側に移動するに連れて、上記磁力が増大するとともに
上記遠心力が減少するので、可動錘部材は半径方向内側
に瞬時に移動する。これにより、ターンホイールの慣性
モーメントは瞬時に減少し、このターンホイールが装着
された回転駆動装置を含む回転系における共振周波数が
瞬時に増大する。
【0013】また、電磁石に通電する際の電流等を調整
することにより電磁石の磁力を容易に調整することがで
きる。 (5)請求項5記載のターンホイールは、請求項4記載
のターンホイールにおいて、電磁石のON/OFFが前
記回転系の回転数を検出するセンサの検出信号により制
御されるように構成されているので、回転系の回転数に
応じて電磁石のON/OFFを制御することができる。
そして、回転中に電磁石をOFFすれば、固定部材及び
可動錘部材間に働く磁力が無くなるので、可動錘部材は
遠心力により半径方向外側に瞬時に移動する。一方、電
磁石への通電電流を調整して電磁石の磁力を上記遠心力
より大きなものとした場合、電磁石をOFF状態からO
N状態にすれば、可動錘部材は半径方向内側に瞬時に移
動する。このため、任意の回転数において、ターンホイ
ールの慣性モーメントを瞬時に増大又は減少させること
ができ、このターンホイールが装着された回転駆動装置
を含む回転系における共振周波数を瞬時に減少又は増大
させることができる。 (6)請求項6記載のターンホイールでは、ターンホイ
ールの周縁部近傍に配設された固定部材が電磁石よりな
り、該固定部材の内周側に配設された可動錘部材が該電
磁石に反発可能な永久磁石よりなり、該電磁石のON/
OFFが前記回転系の回転数を検出するセンサの検出信
号により制御されるように構成されているので、回転起
動時には、可動錘部材は回転時の遠心力に勝る電磁石の
磁力により半径方向内側に移動した状態で保持される。
所定の回転数に到達したことをセンサの検出信号により
検出し、電磁石をOFFすれば、固定部材及び可動錘部
材間に働く磁力が無くなるので、可動錘部材は遠心力に
より半径方向外側に瞬時に移動する。一方、電磁石への
通電電流を調整して電磁石の磁力を上記遠心力より大き
なものとした場合、電磁石をOFF状態からON状態に
すれば、可動錘部材は半径方向内側に瞬時に移動する。
このため、任意の回転数において、ターンホイールの慣
性モーメントを瞬時に増大又は減少させることができ、
このターンホイールが装着された回転駆動装置を含む回
転系における共振周波数を瞬時に減少又は増大させるこ
とができる。 (7)請求項7記載のターンホイールでは、このターン
ホイールが装着される回転駆動装置が圧縮機の駆動軸に
連結される電磁クラッチであるので、電磁クラッチに連
結されるベルト、該電磁クラッチ及び該圧縮機の構造に
より決定されるねじり振動の共振周波数と、これらの回
転系における回転n次(n=1、2、3、…)の周波数
とが一致することを、ターンホイールの慣性モーメント
を瞬時に変化させて避けることにより、該回転系におけ
るねじり振動の共振を確実に回避することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明のターンホイールの
実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 (第1の実施の形態)本実施の形態は、車両空調用圧縮
機としての斜板式圧縮機にエンジンの駆動力を伝達する
ための電磁クラッチ(回転駆動装置)に、本発明に係る
ターンホイールを装着した例である。
【0015】図1及び図2に示す電磁クラッチ1は、圧
縮機のフロントハウジング2のボス部2aに軸受3を介
して回転自在に支持され、ベルト4を介して図示しない
エンジンに連動連結されるロータ5と、ロータ5の環状
溝内に収納固止されて電磁コイル6を内蔵したステータ
7と、ロータ5の伝動摩擦面5aに対向配置された円板
状のアーマチュア8と、アーマチュア8を圧縮機の駆動
軸9に結合するハブ10とを主要部として構成されてい
る。そして、ハブ10は、アーマチュア8にボルト11
により固定されるアウタハブ12と、駆動軸9にボルト
13により固定されるインナハブ14と、アウタハブ1
2及びインナハブ14間を連結するゴムハブ15とから
構成されている。そして、圧縮機の作動が必要な時に
は、電磁クラッチ1への通電により、アーマチュア8を
磁力によりロータ5に吸着させ、エンジンからの駆動力
を圧縮機の駆動軸9に伝達させる。
【0016】本実施の形態では、上記電磁クラッチ1に
ハブ10とともに回転駆動されるターンホイール20が
装着されている。このターンホイール20は、インナハ
ブ14を介してボルト13により駆動軸9に固定される
ホイールフレーム21と、ホイールフレーム21内で求
心側の回転軸近傍に収容固定された固定部材22と、ホ
イールフレーム21内で固定部材22の外周側に半径方
向に移動可能に配設された周方向複数(本実施例では8
個)の可動錘部材23とから構成されている。ホイール
フレーム21は、求心側の回転軸近傍に固定部材22を
収容するための環状空間21aと、この環状空間21a
の外周側から放射状に延びて周方向に等間隔に配設され
た8個の溝21bとを有している。固定部材22はリン
グ状の永久磁石よりなり、可動錘部材22は該永久磁石
に吸着可能な磁性材料としての鉄よりなる。
【0017】以下、本実施の形態の作用について説明す
る。電磁クラッチ1に通電されて圧縮機が起動されると
ターンホイール20は電磁クラッチ1のハブ10等とと
もに回転駆動される。ここで、 rm :回転軸心Oから固定部材22までの距離 r :回転軸心Oから可動錘部材23までの距離 rmin :可動錘部材23が固定部材22に吸着されて最
も半径方向内側に移動したときの回転軸心Oから可動錘
部材23までの距離 rmax :可動錘部材23がホイールフレーム21に当接
して最も半径方向外側に移動したときの回転軸心Oから
可動錘部材23までの距離 α :永久磁石の磁力により決まる値 m :可動錘部材23の質量 ω :可動錘部材23の回転時の角速度 Fm :固定部材22及び可動錘部材23間に働く磁力 Fr :可動錘部材23の遠心力 とすれば、固定部材22及び可動錘部材23間に働く磁
力(Fm )、並びに可動錘部材23の遠心力(Fr )は
下記式により示される。
【0018】Fm =α/(r−rm 2r =mrω2 すなわち、固定部材22及び可動錘部材23間に働く磁
力(Fm )は、両部材間の距離の二乗に反比例し、可動
錘部材23が半径方向外側へ移動するほど小さくなる。
一方、可動錘部材23の遠心力(Fr )は、回転軸心か
ら可動錘部材23までの距離に比例し、可動錘部材23
が半径方向外側へ移動するほど大きくなる。
【0019】また、以下の説明において、 W :回転系の回転数 W0 :回転上昇時に可動錘部材23が半径方向外側に移
動する第1の所定回転数 Fm0:可動錘部材23が固定部材22に吸着されて最も
半径方向内側に移動したときの固定部材22及び可動錘
部材23間に働く磁力 W1 :回転下降時に可動錘部材23が半径方向内側に移
動する第2の所定回転数 Fm1:可動錘部材23がホイールフレーム21に当接し
て最も半径方向外側に移動したときの固定部材22及び
可動錘部材23間に働く磁力 とする。
【0020】まず、回転系における回転上昇過程中につ
いて説明する。回転起動時は、ターンホイール20の各
可動錘部材23は永久磁石よりなる固定部材22の磁力
により半径方向内側に移動して固定部材22に吸着した
状態で保持されている。すなわち、可動錘部材23はr
min の位置にあり、このとき固定部材22及び可動錘部
材23間にはFm0の磁力が働いている。そして、回転系
の回転数Wが第1の所定回転数W0 より低い低回転時
(W<W0 )では、可動錘部材23は同じくrmi n の位
置にあり、このとき磁力Fm0と可動錘部材23の遠心力
r とはFm0>F r の関係にあるため、磁力Fm0による
求心力が遠心力Fr に勝っている(図3参照)。そし
て、回転系の回転数Wが第1の所定回転数W0 以上にな
ると(W>W 0 )、磁力Fm0と可動錘部材23の遠心力
r とはFm0<Fr の関係になるため、遠心力Fr が磁
力Fm0による求心力に勝り、可動錘部材23が半径方向
外側に移動する。このとき、可動錘部材23が半径方向
外側に移動するに連れて、上記遠心力Fr が増大すると
ともに固定部材22及び可動錘部材23間に働く磁力F
m が減少するので、可動錘部材23は半径方向外側にr
max の位置まで瞬時に移動する(図5参照)。これによ
り、ターンホイール20の慣性モーメントは瞬時に増大
し、このターンホイール20が装着された電磁クラッチ
1、ベルト4及び圧縮機を含む回転系における共振周波
数が瞬時に低下する(図6参照)。
【0021】次に、回転系における回転下降過程中につ
いて説明する。回転系の回転数Wが第2の所定回転数W
1 (W1 <W0 )より高い高回転時(W>W1 )におい
ては、可動錘部材23は遠心力Fr により半径方向外側
に移動してホイールフレーム21に当接した状態で保持
されており、可動錘部材23はrmax の位置にある。こ
のとき、磁力Fm1と可動錘部材23の遠心力Fr とはF
m1<Fr の関係にあるため、遠心力Fr が磁力Fm1によ
る求心力に勝っている(図4参照)。そして、回転系の
回転数Wが第2の所定回転数W1 以下になると(W<W
1 )、磁力Fm1と可動錘部材23の遠心力Fr とはFm1
>Fr の関係になるため、磁力Fm1による求心力が遠心
力Fr に勝り、可動錘部材23が半径方向内側に移動す
る。このとき、可動錘部材23が半径方向内側に移動す
るに連れて、固定部材22及び可動錘部材23間に働く
磁力Fm が増大するとともに遠心力Fr が減少するの
で、可動錘部材23は半径方向内側にrmin の位置まで
瞬時に移動する(図5参照)。これにより、ターンホイ
ール20の慣性モーメントは瞬時に減少し、このターン
ホイール20が装着された電磁クラッチ1、ベルト4及
び圧縮機を含む回転系における共振周波数が瞬時に増大
する(図6参照)。
【0022】このように、回転上昇過程中及び回転下降
過程中において、可動錘部材23はrmin 又はrmax
いずれかの位置にあり、これらの中間位置に止まること
はない。このため、本回転系における共振周波数も可動
錘部材23がrmin の位置にある時の第1の共振周波数
1 と可動錘部材23がrmax の位置にある時の第2の
共振周波数f2 (f1 >f2 )のいずれかの値を示し、
これらの中間値を示すことはない。したがって、回転上
昇過程中において可動錘部材23がrmin の位置にある
時の第1の共振周波数f1 と回転系の例えば回転1次周
波数(圧縮機の構造により変化する)とが一致しないよ
うに、かつ、回転下降過程中において可動錘部材23が
max の位置にある時の第2の共振周波数f2 と回転系
の回転1次周波数とが一致しないように、可動錘部材2
3の質量mや回転部材22を構成する永久磁石の磁力を
設定すれば、回転系における共振の発生を確実に回避す
ることができる。
【0023】以上のように、本発明に係るターンホイー
ル20を圧縮機の電磁クラッチ1に装着することによ
り、電磁クラッチ1、ベルト4及び圧縮機を含む回転系
における共振の発生を確実に回避することができ、車両
室内の振動、騒音の低減に貢献することが可能となる。
また、電磁クラッチ1の起動時には、可動錘部材23が
半径方向内側のrminの位置にありターンホイール20
の慣性モーメントは小さい。このため、共振対策とし
て、インナハブ14等に錘部材を固定装着する手法のよ
うに起動時のショックが問題となることはない。
【0024】なお、上記第1の実施の形態において、可
動錘部材23の材料を永久磁石とし、固定部材22の材
料を鉄としたり、可動錘部材23を固定部材22に磁力
により吸着可能となるように配置した永久磁石とした
り、他の磁性材料としたりすることも可能である。又、
実際の圧縮機の配置構成では、可動錘部材23に重力が
作用するが、該可動錘部材23の移動後における該重力
については、可動錘部材23に働く遠心力、磁力共に重
力に比して大きくなるため問題とならない。
【0025】(第2の実施の形態)図7に示す第2の実
施の形態は、固定部材24を電磁石より構成すること以
外は、上記第1の実施の形態と同様である。すなわち、
ホイールフレーム21の求心側のインナハブ14に固定
部材24の一対の電気摺動片24a、24aを導出可能
に内設し、この一対の摺動片24a、24aと摺接可能
なスリップリング25をフロントハウジング2のボス部
2aに埋設することにより固定した。
【0026】本実施の形態では、固定部材24を電磁石
で構成しているため、その磁力を容易に調整することが
可能である。なお、本実施の形態において、可動錘部材
23を固定部材24の電磁石に吸着可能となるように配
置した永久磁石としたり、他の磁性材料としたりするこ
とも可能である。
【0027】(第3の実施の形態)第3の実施の形態
は、上記第2の実施の形態において、回転系の回転数W
を測定するセンサ(図示せず)を設置し、このセンサの
検出信号により固定部材24の電磁石のON/OFFを
制御するようにしたものである。そして、固定部材24
の電磁石がONされた状態で、この回転系で運転される
回転数の全範囲内において、固定部材24及び可動錘部
材23間に働く磁力Fm による求心力が可動錘部材23
に働く遠心力Fr に勝って、可動錘部材23は固定部材
24に吸着されてrmin の位置に保持されうるように、
固定部材24の電磁石の磁力が設定されている。
【0028】この実施の形態では、固定部材24の電磁
石がON状態のときは、可動錘部材23は固定部材24
及び可動錘部材23間に働く磁力Fm による求心力が可
動錘部材23に働く遠心力Fr に勝って、可動錘部材2
3は固定部材24に吸着されて常にrmin の位置に保持
される。一方、固定部材24の電磁石がOFF状態のと
きは、固定部材24及び可動錘部材23間に働く磁力F
m がなくなるので、可動錘部材23には回転時の遠心力
r のみが働き、可動錘部材23は遠心力Frにより常
にrmax の位置に保持される。
【0029】このため、回転系の回転数Wをセンサで検
出し、回転系における例えば回転1次周波数と共振周波
数とが一致することを避けるべく、回転系の回転数Wが
所定の回転数になったときに固定部材24の電磁石をO
N/OFFするようにすれば、その回転数で確実に可動
錘部材23を半径方向に移動させてターンホイール20
の慣性モーメントを瞬時に変化させることができ、回転
系における共振の発生をより確実に回避することが可能
である。
【0030】また、回転系の回転数を検出するセンサの
検出信号で固定部材24の電磁石のON/OFFを制御
するので、任意で、かつ、複数の所定回転数で可動錘部
材23を移動させてターンホイール20の慣性モーメン
トを瞬時に変化させることができる。したがって、回転
系において、共振周波数が複数存在する場合にも、全て
の共振に対処する可能である。また、n次(1次以外
の)周波数への設定変更も容易である。
【0031】なお、本実施の形態において、可動錘部材
23を固定部材24の電磁石に吸着可能となるように配
置した永久磁石としたり、他の磁性材料としたりするこ
とも可能である。また、可動錘部材23を固定部材24
の電磁石に吸着可能となるように配置した永久磁石と
し、かつ、固定部材24の電磁石の極性を反転可能に構
成した場合は、所定の回転数で固定部材24の電磁石の
極性を反転することにより、固定部材24及び可動錘部
材23間に働く磁力Fm による反発力を利用して可動錘
部材23を半径方向外側に移動させることも可能であ
る。
【0032】(第4の実施の形態)図8に示す第4の実
施の形態は、上記第3の実施の形態において、電磁石よ
りなる固定部材24をターンホイール20の周縁部に配
設し、かつ、可動錘部材23を固定部材24の内周側に
配設するとともにこの可動部材23を永久磁石としたた
ものである。
【0033】すなわち、ホイールフレーム21は、周縁
側に設けられた環状空間21cに固定部材24が収容固
定され、この環状空間21cの内周側から求心に向かっ
て延びて周方向に等間隔に設けられた8個の溝21dに
可動錘部材23が配設されている。また、ホイールフレ
ーム21の周縁側からインナハブ14に向けて固定部材
24の一対の電気摺動片24a、24aを導出可能に内
設し、この一対の摺動片24a、24aと摺接可能なス
リップリング25をフロントハウジング2のボス部2a
に埋設することにより固定した。また、永久磁石よりな
る可動錘部材23は、固定部材24の電磁石の磁力によ
り該固定部材24との間に反発力が働くように配置され
ている。そして、固定部材24の電磁石がONされた状
態で、この回転系で運転される回転数の全範囲内におい
て、固定部材24及び可動錘部材23間に働く磁力Fm
による求心力が可動錘部材23に働く遠心力Fr に勝っ
て、可動錘部材23は固定部材24に反発されてrmin
の位置に保持されうるように、固定部材24の電磁石の
磁力が設定されている。
【0034】この実施の形態では、固定部材24の電磁
石がON状態のときは、可動錘部材23は固定部材24
及び可動錘部材23間に働く磁力Fm による求心力が可
動錘部材23に働く遠心力Fr に勝って、可動錘部材2
3は固定部材24に反発されて常にrmin の位置に保持
される。一方、固定部材24の電磁石がOFF状態のと
きは、固定部材24及び可動錘部材23間に働く磁力F
m がなくなるので、可動錘部材23には回転時の遠心力
r のみが働き、可動錘部材23は遠心力Frにより常
にrmax の位置に保持される。
【0035】このため、本実施の形態も、上記第3の実
施の形態と同様の作用、効果を奏する。なお、本実施の
形態において、固定部材24の電磁石の極性を反転可能
に構成した場合は、所定の回転数で固定部材24の電磁
石の極性を反転することにより、固定部材24及び可動
錘部材23間に働く磁力Fm による吸着力を利用して可
動錘部材23を半径方向外側に移動させることも可能で
ある。
【0036】また、上記実施の形態等では、回転駆動装
置として電磁クラッチ1を採用したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えばターンホイール20を
以てプーリを構成してもよい。
【0037】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
ターンホイールの慣性モーメントが瞬時に変化しうるよ
うに構成したので、回転系における回転n次(n=1、
2、3、…)の周波数と共振周波数とが一致することを
回避して、回転系における共振の発生を確実に回避する
ことができ、振動や騒音の発生を抑制することが可能で
ある。
【0038】また、ターンホイールとともに回転可能な
固定部材と半径方向に移動可能に配設された可動錘部材
とを具備し、固定部材及び可動錘部材の少なくとも一方
を永久磁石としたターンホイールでは、永久磁石の磁力
と可動錘部材の遠心力とにより可動錘部材を半径方向移
動を制御することができるので、簡単な構造で上記効果
を達成することが可能である。
【0039】さらに、ターンホイールとともに回転可能
な固定部材と半径方向に移動可能に配設された可動錘部
材とを具備し、固定部材を電磁石としたターンホイール
では、永久磁石の場合と比べて電磁石の磁力調整が容易
かつ確実となるため、上記効果をより確実に達成するこ
とが可能である。とくに、回転系の回転数を検出するセ
ンサを設け、このセンサの検出信号により固定部材の電
磁石のON/OFFを制御するように構成した場合は、
任意で、かつ、複数の所定回転数でターンホイールの慣
性モーメントを瞬時に変化させることができ、回転系に
おいて共振周波数が複数存在する場合にも、全ての共振
に対処する可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す縦断面図
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す横断面図
【図3】本発明の第1の実施の形態に係り、可動錘部材
の位置と磁力及び遠心力との関係を示す説明図
【図4】本発明の第1の実施の形態に係り、可動錘部材
の位置と磁力及び遠心力との関係を示す説明図
【図5】本発明の第1の実施の形態に係り、回転数と可
動錘部材の位置との関係を示す説明図
【図6】本発明の第1の実施の形態に係り、回転数と共
振周波数及び回転1次周波数との関係を示す説明図
【図7】本発明の第2の実施の形態を示す縦断面図
【図8】本発明の第4の実施の形態を示す縦断面図
【符号の説明】
1は電磁クラッチ、20はターンホイール、22、24
は固定部材、23は可動錘部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大林 正和 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転駆動装置に装着されて回転駆動される
    ターンホイールであって、 上記回転駆動装置を含む回転系における回転n次(n=
    1、2、3、…)の周波数と該回転系における共振周波
    数とが一致することを避けるべく、上記ターンホイール
    の慣性モーメントを回転駆動中に瞬時に変化させうるよ
    うに構成されていることを特徴とするターンホイール。
  2. 【請求項2】前記ターンホイールの回転軸近傍又は周縁
    部近傍に該ターンホイールとともに回転可能に配設され
    た固定部材と、該固定部材の外周側又は内周側に半径方
    向に移動自在に配設された周方向複数の可動錘部材とを
    具備し、 上記固定部材及び可動錘部材間に働く磁力と、回転時に
    上記可動錘部材に働く遠心力とにより、上記可動錘部材
    の半径方向の移動が制御されるように構成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載のターンホイール。
  3. 【請求項3】前記固定部材は前記ターンホイールの回転
    軸近傍に配設されるとともに前記可動錘部材は該固定部
    材の外周側に配設され、該固定部材及び該可動錘部材の
    一方が永久磁石より、該固定部材及び該可動錘部材の他
    方が該永久磁石に吸着可能な磁性材料又は永久磁石より
    なることを特徴とする請求項2記載のターンホイール。
  4. 【請求項4】前記固定部材は前記ターンホイールの回転
    軸近傍に配設されるとともに前記可動錘部材は該固定部
    材の外周側に配設され、該固定部材は電磁石よりなり、
    該可動錘部材は該電磁石に吸着可能な磁性材料又は永久
    磁石よりなることを特徴とする請求項2記載のターンホ
    イール。
  5. 【請求項5】前記回転系の回転数を検出するセンサを備
    え、該センサの検出信号により前記電磁石のON/OF
    Fを制御するように構成されていることを特徴とする請
    求項4記載のターンホイール。
  6. 【請求項6】前記固定部材は前記ターンホイールの周縁
    部近傍に配設されるとともに前記可動錘部材は該固定部
    材の内周側に配設され、該固定部材は電磁石よりなり、
    該可動錘部材は該電磁石に反発可能な永久磁石よりな
    り、該電磁石のON/OFFが前記回転系の回転数を検
    出するセンサの検出信号により制御されるように構成さ
    れていることを特徴とする請求項2記載のターンホイー
    ル。
  7. 【請求項7】前記回転駆動装置は、圧縮機の駆動軸に連
    結される電磁クラッチであることを特徴とする請求項1
    乃至6記載のターンホイール。
JP7187403A 1995-07-24 1995-07-24 ターンホイール Pending JPH0942376A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002070914A1 (fr) * 2001-03-02 2002-09-12 Ogura Clutch Co., Ltd. Dispositif de couplage electromagnetique
CN104455203A (zh) * 2014-11-19 2015-03-25 江苏大学 惯质系数两级可调式惯容器
CN105003591A (zh) * 2015-05-29 2015-10-28 石家庄铁道大学 惯容系数可调的惯容器
CN105048714A (zh) * 2015-07-31 2015-11-11 中国人民解放军国防科学技术大学 一种一体化的丝杠机电惯容器
KR20170128404A (ko) * 2015-03-12 2017-11-22 로오드 코포레이션 이중 회전자 토크 발생 디바이스, 시스템, 및 방법
CN113236515A (zh) * 2021-04-22 2021-08-10 江苏大学 一种智能车用惯性馈能隔振系统

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Effective date: 20040518