JPS6124832A

JPS6124832A - 電磁クラツチの駆動回路

Info

Publication number: JPS6124832A
Application number: JP14432084A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Okada; 茂岡田
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1986-02-03
Also published as: US4650052A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電磁クラッチの接続を衝撃なしに行なえるよ
うにした電磁クラッチの駆動回路に関するものでめる。

従来の技術例えは車輛用空気調和装置の如き車輛用補機類において
電磁クラッチが用いられているが、この電磁クラッチに
あっては、励磁電流の印加と同時にクラッチが完全接続
されるため、クラッチの接続操作時に駆動側及び被駆動
側に大きな機椋的シ冒ツクが生じ、装置の寿命を縮める
と共に運転フィーリングが悪いという問題を有していた
Ｏ上述の不具合を解決するため、本出願人は、コンプレ
ッサ駆動用電磁クラッチの制御回路において、電磁クラ
ッチの起動時に印加される駆動ノ４ルスのノｆルス幅を
徐々に広くシ、コンプレッサを徐々に回転せしめるよう
にしだ制御回路を提案した（特開昭５８−１９１３２６
号公報）。

解決しようとする問題点しかしながら、この提案された装置は、空隙が零の電磁
クラッチに対しては有効であるが、切離し状態において
磁極板と電磁石との間に空隙を有している電磁クラッチ
の場合には、この提案された装置によっては接続時の機
械的ショックを除去することができないという欠点を有
している。即ち、電磁石においては、周知の通シ、空隙
長の二乗に反比例して吸引力が増加するので、電磁クラ
ッチの励磁用駆動パルスのノ４ルス幅を徐々に増大せし
めて励磁電流を徐々に増大させても、極板が動き始める
電流値に達すれば電磁クラッチは瞬時に接続されてしま
うからである。

本発明の目的は、従って、切離し状態において磁極板と
電磁石との間に空隙が生じる電磁クラッチを、機械的シ
ョックなしに接続することができるようにした電磁クラ
ッチの駆動回路を提供することにある。

問題点を解決するだめの手段本発明の構成は、切離し状態において吸引板と電磁石と
の間に空隙が生じる電磁クラッチの駆動回路において、
上記電磁クラッチの定格電圧及び上記電磁石に少なくと
も最低吸着力を与えることができる初期励磁電圧を少な
くとも出力しうる電圧発生手段と、該電圧発生手段から
の出力を電磁クラッチに供給する手段と、電磁クラッチ
の接続指令信号に応答して少なくとも上記初期励磁電圧
が所定時間だけ上記電磁クラッチに印加された後、上記
定格電圧が上記電磁クラ、チに印加されるよう上記電圧
発生手段からの出力電圧を制御する制御手段とを備えた
点に特徴を有する。

作用上述の如く構成すると、電磁クラッチの接続開始時には
、電磁クラッチに初期励磁電圧が印加されるので、電磁
クラッチの電磁石には弱い吸着力が与えられ、従りて電
磁クラッチの伝達トルクは小さい・そして、少なくとも
初期励磁電圧が印加されたのちに、電磁クラッチに定格
電圧が印加され、電磁クラッチは完全接続状態となる。

この結果、電磁クラッチは、接続開始時に短時間だけす
ベシを生じ、このすベシ状態から完全接続状態に移行す
るので、電磁クラッチの接続時のショックを著しく低減
することができる。

実施例以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による電磁クラッチ用駆動回路の一
実施例が示されている。この駆動回路１は、切離し状態
において吸引板と電磁石との間に空隙が生じている形式
の電磁クラッチ２の接続。

切離しが、無衝撃にて行なわれるように電磁クラッチを
駆動するための回路である。′電磁り、う、チ２は、ハ
ウジング３に回転自在に軸受けされた従動軸４と、ハウ
ジング３より従動軸４を内包して外方に突出した筒状突
部５の外周に回転自在に軸受けされているロータ部６と
を有している。ロータ部６の外周にはＶベルト用の溝７
が形成されると共に、ロータ部６の側面に形成された空
間部８円には、ロータ部６と接触しないように励磁コイ
ル９が配設されている。一方、従動軸４には、クラ、チ
従動側部分１０か設けられておシ、クラッチ従動側部分
１０は、従動軸４に固定されているハブ１１と、ハブ１
１に板バネ１２を介して設けられた吸引板１３とから成
る公知の４４　ＥＸでちる。

吸引板１３は、ハブ１１の外周に間隙をもって配置され
ているとともに、板ばね１２を介して支持されているた
め、励磁コイル９が付勢された場合、ロータ部６に接触
するまで、実質的に従動軸４と平行に板ばね１２を付勢
しつつ、軸方向に移動可能であシ、また復帰は板ばね１
２０反力で行なわれる。

従って、励磁コイル９を付勢すると、吸引板１３がロー
タ部６の他側面に吸着され、電磁クラッチ２が接続状態
となシ、ロータ部６が従動軸４の回転に伴なって回転す
ることになる。励磁コイル９が消勢されている場合には
、吸引板１３はロータ部６から所定の間隙長をもって離
れておシミ磁りラッチ２は切離し状態にある。

ロータ部６は、■ベルト１４によって、内燃機関車輛用
の補機１５の駆動軸１６に固着されているプーリ１７と
連結されておシ、電磁クラ、チ２が接続されると、従動
軸４の回転が駆動軸１６に伝達され、補機１５が駆動さ
れる構成である。

上述の電磁クラッチ２の接続、切離しを行なうための駆
動回路は、コレクタが直流電源十Ｖに接続されエミッタ
が励磁コイル９を介してアースされている駆動トランジ
スタ２１と、該１駆動トランジスタ２１にペースバイア
ス電圧として印加する３種類の出力電圧ｖａ、　Ｖｂ、
　ｖ、を出力するだめの電圧発生器２２と、これらの出
力電圧ｖ＆、　Ｖｂ。

Ｖ、のいずれか１つを選択的に駆動トランジスタ２１の
ペースに印加するためのアナログスイッチ回路２３とを
有している。アナログスイッチ回路２３は、所定の高レ
ベルの電圧が印加されたときに夫々オン状態となるアナ
ログスイッチ２３ａ。

２３　ｂ　、　−２３ｃから成シ、−これらのアナログ
スイッチ２３　ａ　、２３　ｂ　ｔ　２３　ｃの各一端
には、電圧発生器２２の出力端子２２　ａ　、２２　ｂ
　ｒ　２２　ｅから夫々用される出力′電圧ｖ＆、　Ｖ
ｂ、　ｖｃが夫々印加されておシ、アナログスイッチ２
３ａ’、２３ｂ。

２３ｃの各他端は共通に接続され、抵抗器２４を介して
駆動トランジスタ２１のペースに接続されている。

ここで、出力゛電圧ｖ８のレベルは、電磁クラッチ２の
励磁コイル９に定格１し圧■。が印加されるよう駆動ト
ランジスタ２１の導通度が定められる値に設定され、出
力電圧Ｖｂのレベルは、電磁クラッチ２の励磁コイル９
に、′４磁クラッチ接続のために、必要な最低限の励磁
エネルギーを与えるための初期励磁電圧ＶＭ（＜ＶＯ）
が印加されるよう駆動トランジスタ２１の導通度が定め
られる値に設定される。そして、出力電圧ｖｃのレベル
は、電磁クラッチ２が励磁されている場合における、電
磁クラッチ２の動的最低吸着電圧ＶＮが、励磁コイル９
に与えられるよう駆動トランジスタ２１の導通度が定め
られる値に設定される。

電磁クラッチ２の接続時に、初期励磁電圧ｖＭが所定時
間Ｔ１だけ励磁コイル９に印加され、しかる後、定格電
圧Ｖ。が励磁コイル９に印加されると共に、電磁クラッ
チ２の切除し時に、定格電圧ｖｏの印加停止後所定時間
ＴＩだけ動的最低吸着電圧ｖＮか励磁コイル９に印加さ
れるよう、アナログスイッチ回路２３を制御するだめの
制御′電圧信号ＣＩ　　＋　ｃｚ　　＋　ｃｍを出力す
る制御信号発生器２５が設けられている。制御信号発生
器２５には、クラッチ制御スイッチ２６と抵抗器２７と
から成る指令信号発生器２８からの指令イト；号ＣＳが
入力されている。クラッチ制御スイッチ２６は、一端が
直流電源中Ｖに接続され、他端が抵抗器２７を介してア
ースされておシ、抵抗器２７の両☆；Ｍに生じる電圧４
６号が指令信号ＣＳとして取出され、制御信号発生器２
５に印加される（１弯成となっている。従って、電磁ク
ラッチ２を接続するために、時刻ｊ＝ｔｌにおいてクラ
ッチ制御スイッチ２６を閉じると、第２！：（ｉ）に示
ネれるように、指令信号Ｃ８のレベルは所定の高レベル
状ｊ？七となり、’［ｉｊ：１蝕クラツチ２を切部すた
めに１＝１．においてクラッチ制御スイッチ２６を開く
と、指令信号ＣＳのレベルはアースレベルとなる。

制御（８号発生器２５は、指令（ｍ号ＣＳのレベルが１
＝１．において低レベルから市レベルに変化したことに
応答して、制御電圧信号Ｃ！のレベルのみを、時間ＴＩ
だけ高レベル状態としく第２図（ｂ））、ｔｉからｔ２
ｔでの間だけアナログスイッチ２３ｂを開く。ｌ＝ｉ！
において、制御電圧信号Ｃ２のレベルは低レベルとなシ
、代って、制御電圧信号ＣＩのレベルが高レベルとされ
、アナログスイッチ２３ｂが閉じられ、同時にアナログ
スイッチ２３ｍか開かれる。この結果、励磁コイル９に
は、時刻ｔ１からｔ！までの期間７里においては初期励
磁電圧ＶＭが印加され、ｔ！以後は定格電圧ｖ０が印加
されることになる（第２図（ｅ））。

このように、電磁クラ、チ２の接続開始時に、励磁コイ
ル９に定格電圧Ｖ。を印加するのに先だって短時間（Ｔ
１）だけ定格電圧ｖ０よりレペルの小さい初期動ｆｆｉ
’に圧Ｖｙｆ：励磁コイル９に印加するので、時刻ｔ１
から１１までの期間は、電磁クラッチ２は完全には接続
されず、すベシの生じている状態でラシ、その伝達トル
ク’ｒｔは小さい。しかし、この伝達トルク’ｒｔは、
補機１５の回転速度の上昇に従って大きくなるので、伝
達トルクＴｉは、第２図（ｆ）に示されるように、ｔ＝
ｔｌ以後、徐々に増大する。

即ち、一般には、上述の如く定められた初期励磁電圧Ｖ
Ｍを励磁コイル９に印加したのでは、電磁クラッチ２の
伝達トルクが小さり、′電磁クラッチ２の負荷トルクが
一定の条件であると、光分な伝達トルクがなけれは電磁
クラッチ２のすベシ状態が継続することとなる。ところ
で、電磁クラッチ、２に要求される伝達トルクＴｊは、
補機１５を駆動するトルクＴｄと補機１５の慣性トルク
Ｔｉとの和より大きいことが必要であるが、慣性トルク
Ｔｌは、周知の如く、補機の回転速度に比例する。ここ
で言う回転速度とは、電磁クラッチ２の切換わり前と後
との回転速度の差であシ、従って、慣性トルクＴＩは、
ｔ１以後、徐々に小さくなるので、ｔｌにおける電磁ク
ラッチ２の伝達トルクが小さくても、時間の経過に従っ
て伝達トルクＴｉは増大し、電磁クラッチ２が徐々に接
続される仁とになる。

１＝１．において、励磁コイル９に印加される電圧が定
格電圧ｖ０となると（第２図（、）参照）、電磁クラッ
チ２が完全に接続されることになる。この：。

場合、励磁コイル９には、すでに、電圧ｖＭが印加され
ているので、電圧ｖＭを印加しているときの電磁クラッ
チ２の伝達トルクをＴ１．電圧Ｖ。を印加しているとき
の！４３．磁クラッチ２の伝達トルクをＴｂとすれは、
このとき電磁クラッチ２に生ずる衝撃トルクは、Ｔｂ−
Ｔａとなる。従って、電磁クラッチ２の３ｍｋ時に、定
格電圧Ｖ０をいきなシ印加する場合に比べ、接わし時の
衝撃トルクを著しく小さくすることができる・この場合
の、電磁クラッチ２の伝達トルクの変化の様子が第２図
（Ｗ）に示されている。ここで、１＝１．において励磁
コイル９に定格電圧ｖ０を印加したこＬに応答して生じ
る衝撃トルクのピークがｔｌより後に現われているのは
、その応答遅れによるものである。

次に、上述の如くして電磁クラッチ２の完全接続が行な
われた後、１＝１３において、電磁クラッチ２を切離す
ため、クラッチ制御スイッチ２６が開かれた場合の動作
について説明する。クラッチ制御スイッチ２６が閉状態
から開状態に切換えられると、指令信号ｃｓＨ１第２図
（、）に示されるように、高レベル状態から低レベル状
態となる。制御信号発生器２５は、これに応答して、制
御電圧信号Ｃ１のレベルを低レベルとし、これと同時に
制御電圧信号Ｃ３のレベルをｔ＝ｔ４までの所定期間Ｔ
３・たけ高レベルとする（第２図（Ｃ）　、　（ｄ）　
）。従って、指令信号Ｃ８が高レベル状態から低レベル
状態に変化すると、アナログスイッチ２３ａが閉じられ
、これと同時にアナログスイッチ２″３０が所定期間Ｔ
ｇだけ閉じられ、時刻ｔ３から１４１での間、励磁コイ
ル９には、動的最低吸着電圧ｖＮが印加される（第２図
（ｅ））。

この動的最低ｇ＆Ｍ篭圧ＶＮは、電磁クラッチにおける
残留磁気を前縁して、初期励磁電圧ＶＭより少しレベル
の低い値に設定式れる。このように、クラッチ制御スイ
ッチ２６をオフにしだ時、励磁コイル９に印加されてい
る定格電圧Ｖ。を除去し、動的最低吸着電圧ｖＮを印加
すると、電磁クラッチ２の伝達トルクが第２図（ｆ）に
示されるように徐々に低下し、ｔ＝ｔ４においてアナロ
グスイッチ２３ｃがオフとなシ、駆動トランジスタ２１
がオフとなる直前の伝達トルクはｔｌは零となっている
。従って、ｊ＝ｉ４において駆動トランジスタ２１がオ
フとなった場合に電磁クラ、チ２に生しる、切ｐ抽しに
よるショックを、極めて小さく抑えることができる。

上記説すＪから判るように、各期間Ｔ１ｒＴ！は、その
時設定された電圧ｖＭ、ｖＮＯ値に応じて、電磁クラッ
チ２の接続、切離し時の＠撃が小さくなるよう適宜に定
めることができる。即ち、期間Ｔ！は、電圧■つの印加
に対して励磁コイル９の励磁電流が充分立ち上るまでに
要する時間に設定し、一方、期／’ｔＪｊ　Ｔ　ｍは、
印加電圧を定格電圧Ｖ。から動的最低吸着電圧ｖＮに下
げたことに対して励磁コイル９の励磁電流が充分低下す
るまでに要する時間に設定すればよい。

尚、上記実施例では、電磁クラッチ２の励磁コイルに印
加する電圧を、接続時及び切離し時共に２段階に分けで
切換えるようにしたが、本発明は２段階に分けて印加す
るものに限定されず、任意の複数の段階に分けて電圧を
上昇又は低下させるように構成してもよい。

発明の効果本発明によれば、上述の如く、電・磁クラッチの接続開
始時に、定格電圧を印加する前に、定格電圧より低い初
期励磁電圧を所定時間だけ印加し、電磁クラッチを先ず
定格より小さい伝達トルクとなるように接続したのち、
定格電圧を印加し、電磁クラッチを完全接続状態とする
ので、初期励磁電圧の印加時間を適宜に設定することに
より、電磁クラッチの接続時の衝撃を著しく減少さぜる
ことができる。また、回路構成も簡単で済むので、コス
トの上昇を招くことがなく、安価で品性能の電磁クラッ
チ用駆動回路を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一笑織例を示すブロック図、第２図（
、）乃至第２図（ｆ）は第１図に示した回路の動作を説
明するだめの波形図である。１・・・駆動回路、２・・・電磁・クラッチ、６・・・
ロータ部、９・・・励（社コイル、１３・・・吸引板、
２１・・・駆動トランジスタ、２２・・・電圧発生器、
２３・・・アナログスイッチ回路、２５・・・制御信号
発生器、２６・・・クラッチ制御スイッチ、Ｃ８・・・
指令信号、■、１．ｖｂ。Ｖ、−・・出力ｒｌｉ、圧、ｃｌ＋　ｃ、　ｔ　ｃｍ　
”・制御１し圧信号、■。・・・定格電圧、Ｖつ・・・
初期励磁電圧。

Claims

【特許請求の範囲】

１．切離し状態において吸引板と電磁石との間に空隙が
生じる電磁クラッチの駆動回路において、前記電磁クラ
ッチの定格電圧と該定格電圧より低く、前記電磁石に少
なくとも最低吸着力を与えることができる初期励磁電圧
とを少なくとも出力しうる電圧発生手段と、前記電磁ク
ラッチの接続指令信号に応答して少なくとも前記初期励
磁電圧が所定時間だけ前記電磁クラッチに印加された後
前記定格電圧が前記電磁クラッチに印加されるよう前記
電圧発生手段からの出力電圧を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする電磁クラッチの駆動回路。