DE112013005469T5

DE112013005469T5 - Kupplungsmechanismus

Info

Publication number: DE112013005469T5
Application number: DE112013005469.8T
Authority: DE
Inventors: Motohiko Ueda; Yousuke Yamagami
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2015-08-20
Also published as: WO2014076867A1; JP2014101902A; US20150300424A1

Abstract

In einem Kupplungsmechanismus (20) sind nicht-magnetische Abschnitte (90, 91) eines Ankers (40) und nicht-magnetische Abschnitte (70, 71, 72) einer Riemenscheibe (30) voneinander in einer Radialrichtung einer rotierenden Welle (2a) versetzt. Aus diesem Grund tritt in einem anziehenden magnetischen Kreis (MCa) magnetischer Fluss zwischen einem äußeren zylindrischen Abschnitt (31) und einem inneren zylindrischen Abschnitt (32) hindurch, um so die nicht-magnetischen Abschnitte (90, 91) des Ankers (40) und die nicht-magnetischen Abschnitte (70, 71, 72) der Riemenscheibe (30) zu meiden bzw. zu umgehen. Demgemäß tritt magnetischer Fluss sechsmal durch eine Grenze zwischen dem Anker (40) und der Riemenscheibe (30), Die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises (MCa) ist erhöht. Die physikalische Größe eines Permanentmagneten (51) kann reduziert werden. Aus diesem Grund wird die physikalische Größe des Kupplungsmechanismus (20) reduziert. Demzufolge kann der Stromverbrauch einer elektromagnetischen Spule (53) durch Erhöhen der Querschnittsflächen von Spulenabschnitten (53a, 53b) reduziert werden. Die physikalische Größe des Kupplungsmechanismus (20) ist reduziert und der Stromverbrauch ist reduziert.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-252465 , die am 16. November 2012 eingereicht wurde, und deren Inhalt hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Kupplungsmechanismus, welcher einen Permanentmagneten verwendet.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Als ein Kupplungsmechanismus elektromagnetischer Art, der derzeit weitverbreitet auf dem Markt verkauft wird, gibt es einen Kupplungsmechanismus, welcher eine durch eine Rotationsantriebskraft, welche von einem Motor übertragen wird, rotierte Riemenscheibe enthält und einen Anker, welcher die Rotationsantriebskraft auf einen Kompressor überträgt. Ein solcher Kupplungsmechanismus ist geeignet, nicht einen Permanentmagneten zu verwenden, und ist geeignet, magnetische Anziehung, welche die Riemenscheibe veranlasst, zu dem Anker angezogen zu werden, von einer elektromagnetischen Spule zu erzeugen.
Wenn die Riemenscheibe und der Anker miteinander in dem Kupplungsmechanismus verbunden sind, wird die Rotationsantriebskraft, welche von dem Motor angewandt wird, auf den Kompressor über die Riemenscheibe und den Anker übertragen. Wenn die Riemenscheibe und der Anker voneinander getrennt sind, wird die Übertragung der Rotationsantriebskraft auf den Kompressor von dem Motor getrennt. Wenn in dem in dieser Weise ausgebildeten Kupplungsmechanismus der Anker und die Riemenscheibe miteinander verbunden sind, muss kontinuierlich Strom zu der elektromagnetischen Spule zugeführt werden, sodass die magnetische Anziehung von der elektromagnetischen Spule erzeugt wird.
Dahingegen gibt es als einen Kupplungsmechanismus, welcher magnetische Anziehung unter Verwendung eines Permanentmagneten erzeugt, einen Kupplungsmechanismus, welcher eine Riemenscheibe, einen Anker, eine elektromagnetische Spule, enthaltend einen ersten und einen zweiten Spulenabschnitt, einen Permanentmagneten, der zwischen dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt angeordnet ist und ein bewegliches Element, welches aus einem magnetischen Material hergestellt ist und in der Axialrichtung der Drehwelle eines Kompressors beweglich ist, enthält (siehe Patentliteratur 1).
In einem solchen Kupplungsmechanismus bilden die Riemenscheibe, der Anker und der Permanentmagnet einen anziehenden Magnetkreis. Eine Magnetkraft, welche von dem anziehenden Magnetkreis erzeugt wird, wirkt als eine Anziehung, welche den Anker zu der Riemenscheibe anzieht. Der Permanentmagnet bildet einen nicht anziehenden Magnetkreis, der sich von dem anziehenden Magnetkreis unterscheidet. Ein elastisches Element, welches eine elastische Kraft in einer Richtung ausübt, in welcher der Anker und die Riemenscheibe voneinander getrennt ist, ist angeordnet.
Wenn die Riemenscheibe und der Anker miteinander verbunden sind, ist das bewegliche Element in einer Position (nachfolgend als eine erste Position bezeichnet) positioniert, wo der magnetische Widerstand des anziehenden Magnetkreises kleiner als der magnetische Widerstand des anziehenden Magnetkreises ist, welcher erhalten wird, wenn die Riemenscheibe und der Anker voneinander getrennt sind.
Wenn die Riemenscheibe und der Anker voneinander getrennt sind, ist das bewegliche Element in einer Position (nachfolgend als eine zweite Position bezeichnet) angeordnet, wo der magnetische Widerstand des nicht anziehenden magnetischen Kreises kleiner als der magnetische Widerstand des nicht anziehenden magnetischen Kreises ist, der erhalten wird, wenn die Riemenscheibe und der Anker miteinander verbunden sind.
Ferner wird, wenn ein Strom veranlasst wird, in dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt in einer ersten Richtung zu fließen, während die Riemenscheibe und der Anker miteinander verbunden sind, die von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugte Magnetkraft durch eine elektromagnetische Kraft reduziert, welche von dem ersten Spulenabschnitt erzeugt wird und eine magnetische Kraft, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, wird durch eine elektromagnetische Kraft vergrößert, welche von dem zweiten Spulenabschnitt erzeugt wird. Demgemäß wird die magnetische Kraft, die von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, größer als die magnetische Kraft, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird. Im Ergebnis wird das bewegliche Element zu einer Seite der zweiten Position von einer Seite der ersten Position durch die magnetische Kraft bewegt, die von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird.
Zu dieser Zeit wird von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugte magnetische Anziehung kleiner als die elastische Kraft des elastischen Elements. Aus diesem Grund wird ein Zustand, in welchem die Riemenscheibe und der Anker miteinander verbunden sind, in einen Zustand geändert, in welchem die Riemenscheibe und der Anker voneinander durch die elastische Kraft des elastischen Elements getrennt sind. Das heißt, der Zustand des Kupplungsmechanismus wird zu einem AUS-Zustand von einem EIN-Zustand geschaltet.
Als nächstes wird, wenn Strom veranlasst wird, in den ersten und den zweiten Spulenabschnitt in einer Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung zu fließen, während die Riemenscheibe und der Anker voneinander getrennt sind, die magnetische Kraft, die von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, durch die elektromagnetische Kraft vergrößert, die von dem ersten Spulenabschnitt erzeugt wird und die magnetische Kraft, die von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, wird durch die elektromagnetische Kraft reduziert, die von dem zweiten Spulenabschnitt erzeugt wird. Demgemäß wird die von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugte magnetische Kraft größer als die magnetische Kraft, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird. Im Ergebnis wird das bewegliche Element zu der Seite der ersten Position von der Seite der zweiten Position durch die magnetische Kraft bewegt, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird.
Zu dieser Zeit wird magnetische Anziehung, die von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, größer als die elastische Kraft des elastischen Elements. Aus diesem Grund wird ein Zustand, in welchem die Riemenscheibe und der Anker voneinander getrennt sind, in einen Zustand geändert, in welchem die Riemenscheibe und der Anker miteinander durch die magnetische Anziehung verbunden sind, die von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird. Das heißt, der Zustand des Kupplungsmechanismus wird in einen EIN-Zustand von einem AUS-Zustand geschaltet.
Ein Strom wird nur zum Strömen in dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt veranlasst, wenn der Zustand, in welchem die Riemenscheibe und der Anker miteinander verbunden ist, in den Zustand geändert wird, in welchem die Riemenscheibe und der Anker voneinander getrennt sind, oder wenn der Zustand, in welchem die Riemenscheibe und der Anker voneinander getrennt sind, in den Zustand geändert wird, in welchem die Riemenscheibe und der Anker miteinander verbunden sind, wie vorstehend beschrieben. Aus diesem Grund kann erhebliche Stromeinsparung im Vergleich zu dem Kupplungsmechanismus elektromagnetischer Art der verwandten Technik erzielt werden.
LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2011-080579 A

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Der Erfinder und dergleichen fanden die nachfolgenden Probleme durch detaillierte Magnetfeldanalyse des Kupplungsmechanismus von Patentliteratur 1, während sie sich auf eine Reduzierung der Größe fokussierten.
Zunächst ist der Kupplungsmechanismus elektromagnetischer Art geeignet, Anziehung zu erzeugen, welche einen Zustand aufrechterhält, in dem der Anker und die Riemenscheibe miteinander verbunden sind, dies durch die elektromagnetische Spule. Jedoch ist der Kupplungsmechanismus von Patentliteratur 1 geeignet, die Anziehung unter Verwendung des Permanentmagneten zu erzeugen. Aus diesem Grund bestehen Bedenken, dass ein Permanentmagnet mit einer großen physikalischen Größe in dem Kupplungsmechanismus von Patentliteratur 1 erforderlich sein kann, um das gleiche Übertragungsmoment zu erhalten wie in dem Kupplungsmechanismus elektromagnetischer Art. Demgemäß neigt die Dimension bzw. Größe des Kupplungsmechanismus selbst in der Axialrichtung (der axialen Länge des Kupplungsmechanismus) dazu, den Aufbau von Patentliteratur 1 zu vergrößern.
Zusätzlich wird, wenn ein Permanentmagnet mit einer großen physikalischen Größe verwendet wird, das Ausmaß von magnetischem Fluss, der in dem nicht anziehenden magnetischen Kreis fließt, ebenfalls erhöht. Aus diesem Grund besteht ein praktisches Problem darin, dass eine große Menge von Strom, obschon momentan, zu dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt zugeführt werden muss, um das bewegliche Element zu bewegen.
Zum Beispiel zeigt 10 ein Konstruktionsbeispiel der elektromagnetischen Kupplung elektromagnetischer Art und zeigt ein Beispiel, in welchem ein Abstand zwischen einer Kontaktoberfläche Ha eines Stators 56, der auf einen Kompressor anzubringen ist, und einer Endfläche eines Ankers 40 36 mm und der nominale Durchmesser Φ einer Riemenscheibe 40 ist 115 mm.
Wenn magnetische Feldanalyse in solch einem Beispiel durchgeführt wird und eine an eine elektromagnetische Spule 53A angelegte magnetomotorische Kraft auf 700 AT (Ampere-Umdrehungen = Strom × Anzahl von Umdrehungen) angewandt wird, ist die Anziehung des Ankers 40 zu einer Riemenscheibe (Rotor) 304300 N. Ferner ist Stromverbrauch von 30 W erforderlich, um eine magnetomotorische Kraft von 700 AT in der physikalischen Größe der elektromagnetischen Spule 53A von 10 zu erzeugen.
11 zeigt ein Beispiel, welches derart konstruiert ist, dass eine Anziehung von 4300 N in einem Kupplungsmechanismus selbsthaltender Art erzeugt wird, der eine Reiboberfläche (eine Kontaktoberfläche zwischen der Riemenscheibe 30 und dem Anker 40) mit der gleichen Größe wie die von 10 enthält und einer Idee der vorgenannten Erfindung von Patentliteratur 1 folgt. In diesem Fall ist, selbst obwohl ein Neodym-Magnet (maximales Energieprodukt: 40 MGOe), von welchem eine Magnetkraft große ist, verwendet wird, die Größe bzw. Menge des Permanentmagneten, der zu verwenden ist, 92 g (ein innerer Durchmesser Φ von 73,4 mm, ein äußerer Durchmesser Φ von 82,2 mm und eine Axiallänge von 11,25 mm).
Wenn der Kupplungsmechanismus in einem AUS-Zustand ist, muss der Austritt von magnetischem Fluss zu einem anziehenden magnetischen Kreis MCa von einem nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb in dem Kupplungsmechanismus selbsthaltender Art verhindert bzw. vermieden werden. Aus diesem Grund müssen die Dicken eines beweglichen Elements 9, eines zylindrischen Abschnitts 56a des Stators 56 und der Wandabschnitt 56b des Stators 56, welche den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb bilden, auf eine Dicke gewählt werden, die auftreten magnetischer Sättigung nicht ermöglicht.
Hier weist die elektromagnetische Kupplung elektromagnetischer Art von 10 ursprünglich einen Aufbau auf, der den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb nicht enthält. Aus diesem Grund müssen die Dicken des zylindrischen Abschnitts 56a und des Wandabschnitts 56b des Stators 56 und des beweglichen Elements 55 des Kupplungsmechanismus selbsthaltender Art von 11 dahingehend gewählt werden, größer als die Dicken des inneren zylindrischen Abschnitts 56c, des Wandabschnitts 56b und des außenumfänglichen zylindrischen Abschnitts 56d des Stators 56 der elektromagnetischen Kupplung elektromagnetischer Art von 10 zu sein.
Aus dem vorstehend genannten Grund besteht ein Problem darin, dass die gleiche Anziehung, das heißt, das gleiche Übertragungsmoment in dem Kupplungsmechanismus selbsthaltender Art nicht erhalten werden kann, ohne eine Erhöhung der physikalischen Größe und des Gewichts im Vergleich zu der elektromagnetischen Kupplung elektromagnetischer Art.
Zusätzlich wurde gemäß der Einschätzung des Erfinders aus der Magnetfeldanalyse ersichtlich gemacht, dass eine magnetomotorische Kraft von 700 AT auf jeden von erstem und zweitem Spulenabschnitt 53a und 53b angelegt werden muss, um den Zustand des Kupplungsmechanismus in einen EIN-Zustand von einem AUS-Zustand zu ändern.
Wie jedoch aus dem Vergleich zwischen 11 und 10 ersichtlich ist, ist die physikalische Größe der elektromagnetischen Spule 53 von 11 kleiner als die physikalische Größe der elektromagnetischen Spule 53A von 10. Zum Beispiel ist ein Verhältnis (= (Sa/Sb) × 100%) einer Querschnittsfläche Sa der elektromagnetischen Spule 53a (oder 53b) von 11 zu einer Querschnittsfläche Sb der elektromagnetischen Spule 53A von 10 etwa 25%.
Hier muss, um eine konstante magnetomotorische Kraft von der elektromagnetischen Spule 53 zu erzeugen, der Durchmesser des Spulendrahts, welcher die elektromagnetische Spule 53 bildet, vergrößert werden und die Anzahl von Drehungen bzw. Wicklungen des Spulendrahts reduziert werden, da die Querschnittsfläche der elektromagnetischen Spule 53 reduziert ist. Da der Widerstandswert pro Einheitsquerschnittsfläche reduziert wird, sowie der Durchmesser des Spulendrahts vergrößert wird, ist der in dem Spulendraht fließende Strom vergrößert. Aus diesem Grund vergrößert sich, sowie die Querschnittsfläche der elektromagnetischen Spule 53 reduziert ist, der durch die elektromagnetische Spule 53 verbrauchte Strom.
Zum Beispiel erzeugt die elektromagnetische Spule 53A von 10 eine magnetomotorische Kraft von 700 AT mit einem Stromverbrauch von 30 W und der Stromverbrauch von jedem von erstem und zweitem Spulenabschnitt 53a und 53b von 11 ist 120 W. Es bestehen Bedenken, dass die Kapazität bzw. Leistungsfähigkeit von verschiedenen elektronischen Komponenten, wie einem Kabelbaum und einem Verbinder vergrößert werden muss, um Strom bzw. Leistung von 120 W zu dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt 53a und 53b zuzuführen, selbst obwohl die Leistung für kurze Zeit (zum Beispiel etwa 0,2 sec) zugeführt wird.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Umstände gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Kupplungsmechanismus bereitzustellen, dessen physikalische Größe mit einem kleinen Ausmaß bzw. einer kleinen Größe eines zu verwendenden Permanentmagneten reduziert werden kann und dessen Stromverbrauch einer elektromagnetischen Spule ebenso reduziert werden kann.
Ein erstes Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält einen antriebsseitigen rotierenden Körper, der durch eine Rotationsantriebskraft von einer Antriebsquelle rotiert wird, einen abtriebsseitigen rotierenden Körper, auf welchen die Rotationsantriebskraft übertragen wird, der an dem antriebsseitigen rotierenden Körper angeschlossen ist, einem Permanentmagneten, der zusammen mit dem antriebsseitigen rotierenden Körper und dem abtriebsseitigen rotierenden Körper einen anziehenden magnetischen Kreis bildet, welcher magnetische Anziehung erzeugt, die den antriebsseitigen rotierenden Körper und den abtriebsseitigen rotierenden Körper veranlasst, miteinander verbunden zu werden, wobei der Permanentmagnet einen nicht anziehenden magnetischen Kreis bildet, der sich von dem anziehenden magnetischen Kreis unterscheidet, eine elektromagnetische Spule, welche eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die eine von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugte magnetische Kraft und eine von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugte magnetische Kraft ändert, ein bewegliches Element, welches aus einem magnetischen Material hergestellt ist und versetzbar ist, wobei das bewegliche Element sich in einer ersten Position, wo ein magnetischer Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises kleiner ist, wenn der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper miteinander verbunden sind, als dann, wenn der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper voneinander getrennt sind, positioniert, wobei sich das bewegliche Element in einer zweiten Position, wo der magnetische Widerstand des nicht-magnetischen Kreises kleiner ist, wenn der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper voneinander getrennt sind, als dann, wenn der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper voneinander bzw. miteinander verbunden sind, positioniert, eine erste Steuereinheit, welche das bewegliche Element zu einer Seite der ersten Position von einer Seite der zweiten Position unter Verwendung der magnetischen Kraft, die von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, durch Zufuhr von Strom zu der elektromagnetischen Spule versetzt, sodass die magnetische Kraft, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, größer als die magnetische Kraft ist, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, und eine zweite Steuereinheit, welche das bewegliche Element zu einer Seite der zweiten Position von einer Seite der ersten Position unter Verwendung der magnetischen Kraft, die von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, durch Zufuhr von Strom zu der elektromagnetischen Spule versetzt, sodass die magnetische Kraft, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, größer als die magnetische Kraft ist, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, wobei eine Anzahl von Polen als eine Anzahl von Malen definiert ist, mit welchen magnetischer Fluss, der durch den anziehenden magnetischen Kreis fließt, durch eine Grenze zwischen dem antriebsseitigen rotierenden Körper und dem abtriebsseitigen rotierenden Körper hindurchtritt, und wobei der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper dahingehend ausgestaltet sind, dass die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises sechs oder mehr ist.
Falls hier die Anzahl von Polen groß ist, wenn die magnetische Anziehung zu erzeugen ist, wird der in dem anziehenden magnetischen Kreis fließende magnetische Fluss reduziert. Demgemäß wird das Ausmaß bzw. die Größe des zu verwendenden Permanentmagneten reduziert. Das heißt, die physikalische Größe des Permanentmagneten kann reduziert werden. Aus diesem Grund kann die Dimension des Kupplungsmechanismus in der Axialrichtung reduziert werden und die Querschnittsfläche der elektromagnetischen Spule kann vergrößert werden.
Um eine konstante magnetomotorische Kraft von der elektromagnetischen Spule zu erzeugen, kann der Durchmesser des Spulendrahts, welcher die elektromagnetische Spule bildet, reduziert werden und die Anzahl von Umdrehungen bzw. Wicklungen des Spulendrahts kann vergrößert werden, sowie die Querschnittsfläche der elektromagnetischen Spule vergrößert wird.
Ferner wird, da der Widerstandswert des Spulendrahts pro Einheitsquerschnittsfläche vergrößert wird, sowie der Durchmesser des Spulendrahts reduziert wird, ein in der elektromagnetischen Spule fließender Strom reduziert. Aus diesem Grund kann der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule reduziert werden. Demgemäß wird, sowie die Querschnittsfläche der elektromagnetischen Spule vergrößert wird, der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule reduziert.
Zusätzlich kann, da das Ausmaß von magnetischem Fluss, welcher in dem anziehenden magnetischen Kreis fließt, reduziert wird, die magnetomotorische Kraft der elektromagnetischen Spule, welche zum Ändern des Zustands des Kupplungsmechanismus in einen EIN-Zustand von einem AUS-Zustand nötig ist, auch reduziert werden.
Hier ist der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule, welche zum Ändern des Zustands des Kupplungsmechanismus zu einem EIN-Zustand von einem AUS-Zustand nötig ist, proportional zu dem Quadrat der magnetomotorischen Kraft der elektromagnetischen Spule. Aus diesem Grund kann, sowie die magnetomotorische Kraft reduziert wird, der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule reduziert werden.
Wenn die Querschnittsfläche der elektromagnetischen Spule vergrößert wird und eine magnetomotorische Kraft auch reduziert wird, wie vorstehend beschrieben, kann der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule beträchtlich reduziert werden. Demgemäß kann, während das gleiche Übertragungsmoment wie das in der verwandten Technik mit einem kleinen Ausmaß des zu verwendenden Permanentmagneten erzielt wird, die physikalische Größe des Kupplungsmechanismus reduziert werden und auch der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule kann reduziert werden.
Indessen ist der AUS-Zustand des Kupplungsmechanismus ein Zustand, in welchem der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper voneinander getrennt sind. Der EIN-Zustand des Kupplungsmechanismus ist ein Zustand, in welchem der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper miteinander verbunden sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, welche den Gesamtaufbau einer Kälteerzeugungskreislauf-Einrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt, auf welcher ein Kupplungsaufbau der vorliegenden Offenbarung angewandt ist.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Kupplungsaufbaus des ersten Ausführungsbeispiels.
3 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang einer Linie III-III von 2 genommen ist.
4 ist eine Ansicht, welche nur eine Riemenscheibe von 2 zeigt, die von einem Kompressor aus gesehen wird.
5 ist eine Ansicht, welche nur einen Anker von 2 zeigt, der von der Riemenscheibe aus gesehen wird.
6(a) ist eine vergrößerte Teilansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Riemenscheibe und der Anker miteinander verbunden sind, 6(b) ist eine vergrößerte Teilansicht, welche einen Betrieb zum Trennen der Riemenscheibe von dem Anker zeigt, 6(c) ist eine vergrößerte Teilansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Riemenscheibe und der Anker voneinander getrennt sind, und 6(d) ist eine vergrößerte Teilansicht, welche einen Betrieb zum Verbinden der Riemenscheibe mit dem Anker darstellt.
7 ist eine Tabelle, welche ein Verhältnis zwischen der Anzahl von Polen, dem magnetischen Fluss und einer Polfläche eines anziehenden Magnetkreislaufs zeigt.
8 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel der Dimensionen des Kupplungsaufbaus des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
9 ist eine Teil-Querschnittsansicht eines Kupplungsaufbaus eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung.
10 ist eine Ansicht, welche einen Kupplungsaufbau eines ersten Vergleichsbeispiels der vorliegenden Offenbarung zeigt.
11 ist eine Ansicht, welche einen Kupplungsaufbau eines zweiten Vergleichsbeispiels der vorliegenden Offenbarung zeigt.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Abschnitte von jedem Ausführungsbeispiel, welche Gegenständen entsprechen, welche in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet werden und wiederholte Beschreibung derselben kann in jedem bzw. im jeweiligen Ausführungsbeispiel weggelassen sein. Wenn nur ein Teil des Aufbaus von jedem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, können die anderen Ausführungsbeispiele, welche zuvor beschrieben wurden, auf den anderen Teil des Aufbaus angewandt werden. Abschnitte, von denen die Möglichkeit der Kombination speziell in jedem Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, können miteinander kombiniert werden, und Ausführungsbeispiele können auch teilweise miteinander kombiniert werden, wenn ein Problem nicht insbesondere in Kombination auftritt, obwohl die Kombination nicht klar beschrieben ist.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist eine Ansicht, welche die Gesamtausgestaltung einer Kälteerzeugungskreislauf-Einrichtung 1 einer Fahrzeug-Luft-Klimaanlage zeigt, auf welche ein Kupplungsmechanismus 20 dieses Ausführungsbeispiels angewandt wird.
Die Kälteerzeugungskreislauf-Einrichtung 1 enthält einen Kompressor 2, einen Radiator 3, ein Expansionsventil 4 und einen Verdampfer 5, welche miteinander verbunden sind. Der Kompressor 2 saugt ein Kältemittel und komprimiert das Kältemittel. Der Radiator 3 ermöglicht dem Kältemittel, welches von dem Kompressor 2 abgegeben wird, Wärme abzustrahlen. Das Expansionsventil 4 dekomprimiert bzw. druckentlastet und expandiert das Kältemittel, welches aus dem Radiator 3 ausströmt. Der Verdampfer 5 zeigt eine Wärmeabsorptionswirkung durch Verdampfen des Kältemittels, welches durch das Expansionsventil 4 druckentlastet wurde.
Der Kompressor 2 ist in einem Motorraum eines Fahrzeugs eingebaut. Der Kompressor 2 treibt einen Kompressionsmechanismus durch eine Rotationsantriebskraft, welche von einem Motor 10 als eine Triebkraftquelle angewandt wird, über den Kupplungsmechanismus an, um ein Kältemittel von dem Verdampfer 5 zu saugen und das Kältemittel zu komprimieren.
Währenddessen kann jeder Kompressionsmechanismus fester Kapazität bzw. Förderleistung, dessen Abgabekapazität fest ist, und ein Kompressionsmechanismus variabler Kapazität, dessen Abgabekapazität durch ein Steuersignal eingestellt werden kann, welches von außen eingegeben wird, als der Kompressionsmechanismus verwendet werden.
Der Kupplungsmechanismus 20 dieses Ausführungsbeispiels ist ein Kupplungsmechanismus, welcher an den Kompressor 2 angeschlossen ist und mit einer Riemenscheibe integriert bzw. zusammengefasst ist. Der Kupplungsmechanismus 20 überträgt die rotierende Antriebskraft des Motors 10, welche von einer motorseitigen Riemenscheibe 11 über einen V-Riemen 12 angewandt wird, auf den Kompressor 2. Die motorseitige Riemenscheibe 11 ist an einer Rotationsantriebswelle des Motors 10 angeschlossen.
Der Kupplungsmechanismus 20 enthält eine Riemenscheibe 30 und einen Anker 40. Die Riemenscheibe 30 bildet einen antriebsseitigen Rotationskörper, der durch die rotierende Antriebskraft rotiert wird, welche von dem Motor 10 über den V-Riemen 12 angewandt wird. Der Anker 40 bildet einen abtriebsseitigen Rotationskörper, der an einer rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 angeschlossen ist. Der Kupplungsmechanismus 20 überträgt in Abständen bzw. intermittierend eine Rotationsantriebskraft von dem Motor 10 auf den Kompressor 2 durch Verbinden der Riemenscheibe 30 mit dem Anker 40 oder Trennen der Riemenscheibe 30 von dem Anker 40.
Das heißt, wenn der Kupplungsmechanismus 20 die Riemenscheibe 30 mit dem Anker 40 verbindet, wird die Rotationsantriebskraft des Motors 10 auf den Kompressor 2 übertragen. Demgemäß arbeitet die Kälteerzeugungskreislauf-Einrichtung 1. Wenn indessen der Kupplungsmechanismus 20 die Riemenscheibe 30 von dem Anker 40 trennt, wird die Rotationsantriebskraft des Motors 10 nicht auf den Kompressor 2 übertragen. Demgemäß arbeitet die Kälteerzeugungskreislauf-Einrichtung 1 nicht.
Als nächstes wird der genaue Aufbau des Kupplungsmechanismus 20 dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 2, 3 und 4 beschrieben. Währenddessen kann in der nachfolgenden Beschreibung eine Seite (die linke Seite in 2) des Kupplungsmechanismus 20 in einer Axialrichtung (einer Rotationsachsenrichtung) als eine erste Seite und die andere Seite (die rechte Seite in 2) als eine zweite Seite bezeichnet werden.
2 ist eine axiale Querschnittsansicht des Kupplungsmechanismus 20. Die axiale Querschnittsansicht ist eine Querschnittsansicht des Kupplungsmechanismus 20, welche eine Achse der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 enthält und ist entlang der Achse. 3 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang der Linie III-III von 2 genommen ist. 2 zeigt einen Zustand, in welchem die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden sind. Eine Nabe 42, die nachfolgend zu beschreiben ist, ist in 3 nicht gezeigt. 4 ist eine Ansicht, welche nur die Riemenscheibe 30 zeigt, die von der zweiten Seite in der Axialrichtung der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 gesehen wird, und 5 ist eine Ansicht, welche nur den Anker 40 zeigt, der von der zweiten Seite in der Axialrichtung gesehen wird.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, enthält der Kupplungsmechanismus 20 einen Stator 50 zusätzlich zu der Riemenscheibe 30 und dem Anker 40.
Zunächst enthält die Riemenscheibe 30 einen äußeren zylindrischen Abschnitt 31, einen inneren zylindrischen Abschnitt 32 und einen Stirn- bzw. Endflächenabschnitt 33.
Der äußere zylindrische Abschnitt 31 ist in der Form eines Zylinders ausgebildet, welcher eine Mittellinie auf der Achse der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 (Strichpunktlinie in 2) aufweist. Der äußere zylindrische Abschnitt 31 ist aus einem magnetischen Material (zum Beispiel Eisen) hergestellt. V-Nuten (insbesondere mehrfache V-Nuten), auf welchen der V-Riemen 12 geschlungen ist, sind auf dem Außenumfang des äußeren zylindrischen Abschnitts 31 ausgebildet.
Der innere zylindrische Abschnitt 32 ist auf der Innenumfangsseite des äußeren zylindrischen Abschnitts 31 angeordnet und ist in der Form eines Zylinders ausgebildet, welcher eine Achse auf der Achse der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 aufweist. Der innere zylindrische Abschnitt 32 ist integral bzw. einstückig aus einem magnetischen Material (zum Beispiel Eisen) hergestellt.
Eine äußere Laufbahn eines Kugellagers 34 ist an dem Innenumfang des inneren zylindrischen Abschnitts 32 befestigt. Das Kugellager 34 befestigt die Riemenscheibe 30 an einem Gehäuse 2c, welches den äußeren Mantel des Kompressors 2 bildet, um so der Riemenscheibe 30 zu ermöglichen, um die Achse der rotierenden Welle 2a als eine Mittellinie zu rotieren. Zu diesem Zweck ist eine innere Laufbahn des Kugellagers 34 an dem Gehäuse 2c des Kompressors 2 durch ein Befestigungselement wie einen Sicherungs- bzw. Schnappring 100 befestigt. Die innere Laufbahn des Kugellagers 34 ist in einer radialen Richtung außerhalb eines Gehäuseansatzes 2b angeordnet, welche auf dem Gehäuse 2c des Kompressors 2 ausgebildet ist. Der Gehäuseansatz 2b ist in der Form eines Zylinders ausgebildet, welcher eine Mittellinie auf der Achse der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 aufweist.
Der Endflächenabschnitt 33 ist zwischen einem Endabschnitt des äußeren zylindrischen Abschnitts 3, welcher der ersten Seite in der Rotationsachsenrichtung entspricht, und einem Endabschnitt des inneren zylindrischen Abschnitts 32 ausgebildet, welcher der ersten Seite in der Rotationsachsenrichtung entspricht.
Der Endflächenabschnitt 33 ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Insbesondere enthält der Endflächenabschnitt 33 Ringelemente 60, 61, 62 und 63, wie in 4 gezeigt ist.
Die Ringelemente 60, 61, 62 und 63 sind in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Die Ringelemente 60, 61, 62 und 63 sind dahingehend angeordnet, voneinander in der radialen Richtung der rotierenden Welle 2a versetzt zu sein.
Das Ringelement 60 dieses Ausführungsbeispiels ist auf der Innenumfangsseite des Ringelements 61 angeordnet. Das Ringelement 61 ist auf der Innenumfangsseite des Ringelements 62 angeordnet. Das Ringelement 62 ist auf der Innenumfangsseite des Ringelements 63 angeordnet. Ferner ist jedes der Ringelemente 60, 61, 62 und 63 aus einem magnetischen Material (zum Beispiel Eisen) hergestellt.
Sechs Brückenelemente 67, welche das Ringelement 60 mit dem Ringelement 61 verbinden, sind zwischen den Ringelementen 60 und 61 vorgesehen. Die sechs Brückenelemente 67 sind aus einem nicht-magnetischen Metallmaterial herstellt und sind um die Achse der rotierenden Welle 2a angeordnet, um so voneinander um einen Winkel von 60° versetzt zu sein.
Demgemäß sind sechs bogenförmige Spalte 33b, welche eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweisen, zwischen den Ringelementen 60 und 61 ausgebildet. Das heißt, ein nicht-magnetischer Abschnitt 70 (ein antriebsseitiger nicht-magnetischer Abschnitt), welcher von den sechs Spalten 33b und den sechs Brückenelementen 67 ausgebildet ist, ist zwischen den Ringelementen 60 und 61 ausgebildet. Der nicht-magnetische Abschnitt 70 ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist.
Sechs Brückenelemente 66, welche das Ringelement 61 mit dem Ringelement 62 verbinden, sind zwischen den Ringelementen 61 und 62 vorgesehen. Die sechs Brückenelemente 66 sind aus einem nicht-magnetischen Metallmaterial hergestellt und sind um die Achse der rotierenden Welle 2a angeordnet, um so voneinander um einen Winkel von 60° versetzt zu sein.
Demgemäß sind sechs bogenförmige Spalte 33c, welche eine Mitte auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweisen, zwischen den Ringelementen 61 und 62 ausgebildet. Das heißt, ein nicht-magnetischer Abschnitt 71 (ein antriebsseitiger nicht-magnetischer Abschnitt), welcher von den sechs Spalten 33c und den sechs Brückenelementen 66 ausgebildet ist, ist zwischen den Ringelementen 61 und 62 ausgebildet. Der nicht-magnetische Abschnitt 71 ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist.
Sechs Brückenelemente 65, welche das Ringelement 62 mit dem Ringelement 63 verbinden, sind zwischen den Ringelementen 62 und 63 ausgebildet. Die sechs Brückenelemente 65 sind aus einem nicht-magnetischen Metallmaterial hergestellt und sind um die Achse der rotierenden Welle 2a angeordnet, um so voneinander um einen Winkel von 60° versetzt zu sein.
Demgemäß sind sechs bogenförmige Spalte 33a, welche eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweisen, zwischen den Ringelementen 62 und 63 ausgebildet. Das heißt, ein nicht-magnetischer Abschnitt 72 (ein antriebsseitiger nicht-magnetischer Abschnitt), welcher von den sechs Spalten 33b und den sechs Brückenelementen 65 ausgebildet ist, ist zwischen den Ringelementen 62 und 63 ausgebildet. Der nicht-magnetische Abschnitt 72 ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist.
Die Riemenscheibe 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel integral bzw. einstückig ausgebildet. Aus diesem Grund sind der äußere zylindrische Abschnitt 31 und das Ringelement 63 des Endflächenabschnitts 33 miteinander verbunden. Das Ringelement 60 des Endflächenabschnitts 33 und der innere zylindrische Abschnitt 32 sind miteinander verbunden. Ferner bilden der äußere zylindrische Abschnitt 31, die Ringelemente 60, 61, 62 und 63 des Endflächenabschnitts 33 und der innere zylindrische Abschnitt 32 einen anziehenden magnetischen Kreis MCa, wie unten beschrieben ist.
Ferner bildet die Oberfläche des Endflächenabschnitts 33, welche der ersten Seite entspricht, eine Reiboberfläche, die in Kontakt mit dem Anker 40 tritt, wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden werden. Darüber hinaus ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Reibelement, welches den Reibungskoeffizienten des Endflächenabschnitts 33 erhöht, auf der Oberfläche des nicht-magnetischen Abschnitts 72 (den Spalten 33a) des Endflächenabschnitts 33 angeordnet. Das Reibelement ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Das Reibelement ist aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt. Insbesondere kann ein Material, welches durch Verfestigen von Aluminiumoxid mit einem Kunststoff oder ein gesintertes Material aus Metallpulver (zum Beispiel Aluminiumpulver) für das Reibelement angewandt werden.
Der Anker 40 ist auf der ersten Seite des Endflächenabschnitts 33 der Riemenscheibe 30 in der Axialrichtung angeordnet. Der Anker 40 bildet den anziehenden magnetischen Kreis MCa, wie unten beschrieben ist. Insbesondere ist der Anker 40 ein scheibenförmiges Element, das sich in einer Richtung senkrecht zu der rotierenden Welle 2a ausbreitet und enthält eine Durchgangsöffnung, die in dem zentralen Abschnitt ausgebildet ist, welche beide Oberflächen davon durchdringt. Das Rotationszentrum des Ankers 40 entspricht der Achse der rotierenden Welle 2a.
Wie in 5 gezeigt ist, enthält der Anker 40 Ringelemente 80, 81 und 82. Die Ringelemente 80, 81 und 82 sind in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Die Ringelemente 80, 81 und 82 sind dahingehend angeordnet, voneinander in der Radialrichtung der rotierenden Welle 2a versetzt zu sein.
Das Ringelement 80 dieses Ausführungsbeispiels ist auf der Innenumfangsseite des Ringelements 81 angeordnet. Das Ringelement 81 ist auf der Innenumfangsseite des Ringelements 82 angeordnet. Ferner ist jedes der Ringelemente 80, 81 und 82 aus einem magnetischen Material (zum Beispiel Eisen) hergestellt.
Vier Brückenelemente 83, welche das Ringelement 80 mit dem Ringelement 81 verbinden, sind zwischen den Ringelementen 80 und 81 ausgebildet. Die vier Brückenelemente 83 sind aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt und sind um die Achse der rotierenden Welle 2a derart angeordnet, dass diese voneinander um einen Winkel von 45° versetzt sind.
Demgemäß sind vier bogenförmige Spalte 40b, welche eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweisen, zwischen den Ringelementen 80 und 81 ausgebildet. Das heißt, ein nicht-magnetischer Abschnitt 90 (ein abtriebsseitiger nicht-magnetischer Abschnitt), welcher von den vier Spalten 40b und den vier Brückenelementen 83 ausgebildet wird, ist zwischen den Ringelementen 80 und 81 ausgebildet. Der nicht-magnetische Abschnitt 90 ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist.
Vier Brückenelemente 84, welche das Ringelement 81 mit dem Ringelement 82 verbinden, sind zwischen den Ringelementen 81 und 82 vorgesehen. Die vier Brückenelemente 84 sind aus einem nicht-magnetischen Metallmaterial hergestellt und sind um die Achse der rotierenden Welle 2a angeordnet, um so voneinander um einen Winkel von 45° versetzt zu sein.
Demgemäß sind vier bogenförmige Spalte 40a, welche eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweisen, zwischen den Ringelementen 81 und 82 ausgebildet. Das heißt, ein nicht-magnetischer Abschnitt 91 (ein abtriebsseitiger nicht-magnetischer Abschnitt), der von den vier Spalten 40a und den vier Brückenelementen 84 ausgebildet ist, ist zwischen den Ringelementen 81 und 82 ausgebildet. Der nicht-magnetische Abschnitt 91 ist in der Form eines Rings ausgebildet, der eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist.
Die nicht-magnetischen Abschnitte 90 und 91 des Ankers 40 und die nicht-magnetischen Abschnitte 70, 71 und 72 der Riemenscheibe 30, welche wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind, sind voneinander in der Radialrichtung der rotierenden Welle 2a versetzt. Insbesondere ist der nicht-magnetische Abschnitt 90 des Ankers 40 zwischen den nicht-magnetischen Abschnitten 70 und 71 der Riemenscheibe 30 angeordnet. Der nicht-magnetische Abschnitt 91 des Ankers 40 ist zwischen den nicht-magnetischen Abschnitten 71 und 72 der Riemenscheibe 30 angeordnet.
Hier weist die flache Oberfläche des Ankers 40, welche der zweiten Seite entspricht, auf den Endflächenabschnitt 33 der Riemenscheibe 30. Das heißt, der Endflächenabschnitt 33 ist auf der zweiten Seite der nicht-magnetischen Abschnitte 90 und 91 angeordnet, um so auf die nicht-magnetischen Abschnitte 90 und 91 zu weisen. Die flache Oberfläche des Ankers 40, welche der zweiten Seite entspricht, bildet eine Reiboberfläche, welche mit der Riemenscheibe 30 in Kontakt tritt, wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden werden. Eine scheibenförmige Nabe 42 ist auf der ersten Seite des Ankers 40 angeordnet.
Die Nabe 42 bildet ein Verbindungselement, welches den Anker 40 mit der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 verbindet. Insbesondere enthält die Nabe 42 einen zylindrischen Abschnitt 42a, welcher sich in der Rotationsachsenrichtung erstreckt, und einen Flanschabschnitt 42b, der sich von der ersten Seite des zylindrischen Abschnitts 42a in einer Richtung senkrecht zu der rotierenden Welle ausbreitet.
Eine Blattfeder 45, welche sich in der Richtung senkrecht zu der rotierenden Welle ausbreitet, ist zwischen der Nabe 42 und dem Anker 40 angeordnet. Die Blattfeder 45 ist an dem Flanschabschnitt 42b der Nabe 42 über eine Niete 41a befestigt.
Hier ist die Blattfeder 45 an dem Anker 40 durch eine Niete befestigt. Die Blattfeder 45 übt eine elastische Kraft auf die Nabe 42 in einer Richtung aus, in welcher der Anker 40 sich von der Riemenscheibe 30 trennt. Wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 voneinander getrennt sind, wird ein vorbestimmter Freiraum M3 (siehe 6, die nachfolgend zu beschreiben ist) zwischen dem mit der Nabe 42 verbundenem Anker 40 und dem Endflächenabschnitt 33 der Riemenscheibe 30 durch die elastische Kraft ausgebildet.
Der zylindrische Abschnitt 42a ist an der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 über einen Bolzen 44 befestigt, sodass die Nabe 42 fixiert ist. Indessen können Befestigungseinrichtungen wie Keile bzw. Rippen (Verzahnungen) oder Keilnuten verwendet werden, um die Nabe 42 mit der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 zu verbinden.
Demgemäß werden der Anker 40, die Nabe 42, die Blattfeder 45 und die rotierende Welle 2a des Kompressors 2 verbunden. Ferner rotieren, wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden sind, der Anker 40, die Nabe 42, die Blattfeder 45 und die rotierende Welle 2a des Kompressors 2 zusammen mit der Riemenscheibe 30.
Des Weiteren ist der Stator 50 ein Statoraufbau, der einen Permanentmagnet 51, eine elektromagnetische Spule 53, einen Anlageabschnitt 54, ein bewegliches Element 55, ein Statorgehäuse 56 und ein Joch 57 enthält.
Der Permanentmagnet 51 ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, welche eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 aufweist. Ein Außenumfangsabschnitt des Permanentmagneten 51 bildet einen N-Pol und ein Innenumfangsabschnitt des Permanentmagneten 51 bildet einen S-Pol. Der Permanentmagnet 51 bildet einen anziehenden magnetischen Kreis MCa und einen nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb, wie unten beschrieben wird.
In diesem Ausführungsbeispiel kann Neodym oder Samariumkobalt als ein Material des Permanentmagneten 51 verwendet werden. Ferner sind der Permanentmagnet 51, die elektromagnetische Spule 53, der Anlageabschnitt 54, das Statorgehäuse 56 und das Joch 57 durch einen Klebstoff fixiert, sodass eine ringförmige Struktur 52 ausgebildet wird.
Die elektromagnetische Spule 53 enthält einen ersten Spulenabschnitt 53a und einen zweiten Spulenabschnitt 53b. Der erste und der zweite Spulenabschnitt 53a und 53b dieses Ausführungsbeispiels sind miteinander in Reihe verbunden. Jeder von erstem und zweitem Spulenabschnitt 53a und 53b ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, welche eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a des Kompressors 2 aufweist.
Der erste Spulenabschnitt 53a ist auf der ersten Seite des Permanentmagneten 51 in der Axialrichtung angeordnet. Der zweite Spulenabschnitt 53b ist auf der zweiten Seite des Permanentmagneten 51 in der Axialrichtung angeordnet. Das heißt, der Permanentmagnet 51 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt 53a und 53b zwischenliegend angeordnet.
Ein Spulendraht, der aus Kupfer, Aluminium oder dergleichen hergestellt ist, ist auf eine Spindel gewickelt, welche beispielsweise aus einem Harz bzw. Kunststoff geformt ist, um so mehrere Linien und mehrere Schichten auszubilden, sodass der erste und der zweite Spulenabschnitt 53a und 53b dieses Ausführungsbeispiels ausgebildet sind.
Das bewegliche Element 55 ist außerhalb der elektromagnetischen Spule 53 und des Jochs 57 in der Radialrichtung der rotierenden Welle 2a angeordnet. Insbesondere ist das bewegliche Element 55 mit einem zwischen sich selbst und der elektromagnetischen Spiele 53 und dem Joch 57 dazwischen angeordneten Freiraum angeordnet.
Das bewegliche Element 55 ist in der Form eines Zylinders ausgebildet, der eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Das bewegliche Element 55 ist innerhalb des äußeren zylindrischen Abschnitts 31 in der Radialrichtung der rotierenden Welle 2a angeordnet. Ein Freiraum M2 ist zwischen dem beweglichen Element 55 und dem äußeren zylindrischen Abschnitt 31 ausgebildet. Das bewegliche Element 55 ist geeignet, relativ zu der elektromagnetischen Spule 53 und dem Joch 57 in der Axialrichtung der rotierenden Welle 2a (einer Schubrichtung) beweglich zu sein. Das bewegliche Element 55 ist aus einem magnetischen Material (zum Beispiel Eisen) hergestellt.
Hier ist die Gesamtlänge des beweglichen Elements 55 in der Rotationsachsenrichtung kürzer als die Gesamtlänge des Aufbaus 52 in der Rotationsachsenrichtung. Demgemäß wird, wenn das bewegliche Element 55 an einer Position auf der ersten Seite in der Axialrichtung (nachfolgend als eine erste Position bezeichnet) positioniert ist, ein Spalt (Luftspalt) auf der zweiten Seite in der Axialrichtung ausgebildet. Der Spalt erhöht den magnetischen Widerstand des nicht anziehenden magnetischen Kreises MCb, der auf der Seite ausgebildet ist, welche dem Endflächenabschnitt 33 der Riemenscheibe 30 gegenüberliegt, dies durch den Permanentmagneten 51.
Wenn dahingegen das bewegliche Element 55 an einer Position auf der zweiten Seite in der Axialrichtung (als eine zweite Position bezeichnet) positioniert ist, wird ein Spalt auf der ersten Seite in der Axialrichtung ausgebildet. Der Spalt erhöht den magnetischen Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises MCa, der auf dem Endflächenabschnitt 33 der Riemenscheibe 30 ausgebildet wird, dies durch den Permanentmagnet 51.
Jeder der magnetischen Widerstände des anziehenden magnetischen Kreises MCa und des magnetischen Widerstands des nicht anziehenden magnetischen Kreises MCb kann durch die Bewegung des beweglichen Elements 55 in der Axialrichtung verändert werden.
Der Anlageabschnitt 54 ist auf der ersten Seite des beweglichen Elements 55 und des ersten Spulenabschnitts 53a der elektromagnetischen Spule 53 in der Axialrichtung angeordnet. Der Anlageabschnitt 54 bewirkt, dass das bewegliche Element 55 mit dem Anlageabschnitt 54 selbst kollidiert, um die Bewegung des beweglichen Elements 55 zu der ersten Seite in der Axialrichtung zu stoppen.
Das Statorgehäuse 56 enthält einen zylindrischen Abschnitt 56a und einen Wandabschnitt 56b. Der zylindrische Abschnitt 56a ist innerhalb des Permanentmagneten 51 und der elektromagnetischen Spule 53 in der Radialrichtung der rotierenden Welle 2a angeordnet. Der zylindrische Abschnitt 56a ist in der Form eines Zylinders ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Der Wandabschnitt 56b ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, um sich so von der zweiten Seite des zylindrischen Abschnitts 56a zu dem Äußeren in der Radialrichtung der rotierenden Welle 2a auszubreiten. Der Zylinderabschnitt 56a und der Wandabschnitt 56b sind integral bzw. einstückig aus einem magnetischen Material (zum Beispiel Eisen) hergestellt und bilden den anziehenden magnetischen Kreis MCa bzw. den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb.
Indessen ist eine Durchgangsöffnung 56c, durch welche elektrische Drähte 53c, welche die elektromagnetische Spule 53 mit einer Steuereinheit (erster und zweiter Steuereinheit 6 verbinden, verlaufen, an dem Wandabschnitt 56b des Statorgehäuses 56 ausgebildet.
Das Statorgehäuse 56 dieses Ausführungsbeispiels ist an dem Gehäuse 2c des Kompressors 2 durch Fixierungselemente wie einem Sicherungs- bzw. Schnappring 101 fixiert. Das Statorgehäuse 56 bildet, wie vorstehend beschrieben, den Aufbau 52. Aus diesem Grund ist der Aufbau 52 an dem Gehäuse 2c des Kompressors 2 fixiert. Ferner ist ein Freiraum M1 zwischen dem Zylinderabschnitt 56a des Statorgehäuses 56 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 32 der Riemenscheibe 30 ausgebildet.
Das Joch 57 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt 53a und 53b angeordnet und ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Das Joch 57 ist integral bzw. einstückig aus einem magnetischen Material (z. B. Eisen) hergestellt und bildet den anziehenden magnetischen Kreis MCa und den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb.
Ferner steuert die Steuereinheit 6 von 1 die Zufuhr von Strom zu der ersten und der zweiten elektromagnetischen Spule 53a und 53b auf der Basis eines Steuersignals, welches von einer Luftklimatisierungs-ECU (einer elektronischen Steuereinheit) ausgegeben wird.
Als nächstes wird der Betrieb des Kupplungsmechanismus 20 dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 6 beschrieben 6 ist eine Ansicht, welche die Querschnittsansicht eines Teils B von 2 verwendet.
Zunächst wird, wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden sind, wie in 6(a) gezeigt ist, das bewegliche Element 55 in der ersten Position positioniert.
In diesem Fall wird der magnetische Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises MCa, welcher durch den Permanentmagneten 51 gebildet wird, im Vergleich zu dem magnetischen Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises reduziert, der erhalten wird, wenn das bewegliche Element 55 in der zweiten Position positioniert wird. Demgemäß vergrößert sich die anziehende Magnetkraft, welche durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird.
Der anziehende magnetische Kreis MCa ist ein magnetischer Kreis, in welchem magnetischer Fluss durch das Joch 57, das bewegliche Element 55, den äußeren zylindrischen Abschnitt 31, den Endflächenabschnitt 33, den Anker 40, den Endflächenabschnitt 33, den Anker 40, den Endflächenabschnitt 33, den Anker 40, den Endflächenabschnett 33, den inneren zylindrischen Abschnitt 32, den Zylinderabschnitt 56a des Statorgehäuses 56 und den Permanentmagneten 51 in dieser Reihenfolge durchtritt, wie durch die dicke durchgezogene Linie von 6(a) gezeigt ist.
Insbesondere tritt der magnetische Fluss zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 31 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 32 in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa hindurch, um so die nicht-magnetischen Abschnitte 90 und 91 des Ankers 40 und die nicht-magnetischen Abschnitte 70, 71 und 72 der Riemenscheibe 30 zu meiden bzw. zu umgehen.
Das heißt, der magnetische Fluss tritt durch die Ringelemente 80, 81 und 82 des Ankers 40 und die Ringelemente 60, 61, 62 und 63 der Riemenscheibe 30 zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 31 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 32 in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa. Aus diesem Grund tritt der magnetische Fluss sechsmal durch eine Grenze zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30.
Ferner ist eine Magnetkraft, welche durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird, der durch die dicke durchgezogene Linie von 6(a) gezeigt ist, magnetische Anziehung, welche die Riemenscheibe 30 und den Anker 40 veranlasst, miteinander verbunden zu werden.
Ferner wird, wenn das bewegliche Element 55 in der ersten Position positioniert wird, ein Spalt zwischen dem beweglichen Element 55 und dem Wandabschnitt 56b der Statorplatte 56 ausgebildet.
Der Spalt reduziert eine Magnetkraft, welche durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb erzeugt wird, durch Erhöhen des magnetischen Widerstands des nicht anziehenden magnetischen Kreises MCb. Der nicht anziehende magnetische Kreis MCb ist ein magnetischer Kreis, welcher durch den Permanentmagneten 51 ausgebildet wird und unterscheidet sich von dem anziehenden magnetischen Kreis MCa. Der nicht anziehende magnetische Kreis MCb ist ein magnetischer Kreis, in welchem magnetischer Fluss durch das Joch 57, das bewegliche Element 55, die Statorplatte 56 und den Permanentmagneten 51 in dieser Reihenfolge hindurchtritt, wie durch die dünne unterbrochene Linie von 6(a) gezeigt ist. Eine Magnetkraft, welche durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb erzeugt wird, funktioniert nicht als Anziehung, welche die Riemenscheibe 30 mit dem Anker 40 verbindet.
Ferner steigt, wenn das bewegliche Element 55 in der ersten Position positioniert wird, die Menge von magnetischem Fluss des anziehenden magnetischen Kreises MCa im Vergleich zu der Menge des magnetischen Flusses des anziehenden magnetischen Kreises an, der erhalten wird, wenn das bewegliche Element 55 in der zweiten Position positioniert wird. Demgemäß wird das bewegliche Element 55 in der ersten Position gehalten.
Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel die elastische Kraft der Blattfeder 55 dahingehend eingestellt, kleiner als die magnetische Anziehung zu sein, welche in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird, wenn das bewegliche Element 55 in der ersten Position positioniert wird. Demgemäß wird, selbst obwohl Strom nicht zu der elektromagnetischen Spule 53 zugeführt wird, ein Zustand, in welchem die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden sind, aufrechterhalten. Das heißt, die Rotationsantriebskraft, welche von dem Motor 10 ausgeübt wird, wird auf den Kompressor 2 Übertragen.
Als nächstes beginnt die Steuereinheit 6, Strom zu der elektromagnetischen Spule 53 in einer ersten Richtung zuzuführen. Zu dieser Zeit strömt ein Strom in der ersten Spule 53a zu der Vorderseite der Papierebene bzw. Zeichnungsebene von der Rückseite der Papierebene bzw. Zeichnungsebene und fließt ein Strom in der zweiten Spule 53b zu der Vorderseite der Papierebene bzw. Zeichnungsebene von der Rückseite der Papierebene bzw. Zeichnungsebene, wie in 6(b) gezeigt ist. Aus diesem Grund reduziert die erste Spule 53a die Menge von magnetischem Fluss, welcher durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa hindurchtritt, und erhöht die zweite Spule 53b die Menge von magnetischem Fluss, welche durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb hindurchtritt. Demgemäß wird die Magnetkraft, welche durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb erzeugt wird, der durch die dicke unterbrochene Linie von 6(b) gezeigt ist, größer als die magnetische Anziehung, welche durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird, der durch die dünne durchgezogene Linie von 6(b) gezeigt wird.
In Ergebnis wird das bewegliche Element 55 in die zweite Position von der ersten Position durch die Magnetkraft bewegt, welche durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb erzeugt wird. Das heißt, das bewegliche Element 55 wird in die zweite Position von der ersten Position durch eine Magnetkraft bewegt, welche von dem Permanentmagneten 51 erzeugt wird und einer elektromagnetischen Kraft, welche von der zweiten Spule 53b erzeugt wird. Anschließend beendet die Steuereinheit 6 die Zufuhr von Strom zu der elektromagnetischen Spule 53.
Der magnetische Widerstand des nicht anziehenden magnetischen Kreises MCb wird mit der Bewegung des beweglichen Elements 55 reduziert, sodass die Menge von magnetischem Fluss, welcher durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb hindurchtritt, ansteigt. Aus diesem Grund wird das bewegliche Element 55 in der zweiten Position gehalten, wie in 6(c) gezeigt ist.
Hier wird, wenn das bewegliche Element 55 in der zweiten Position positioniert wird, ein Spalt zwischen dem beweglichen Element 55 und dem Endflächenabschnitt 33 der Riemenscheibe 30 ausgebildet. Der magnetische Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises MCa wird durch den Spalt im Vergleich zu dem magnetischen Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises erhöht, der erhalten wird, wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund wird die magnetische Anziehung, die von dem anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird, reduziert. Im Ergebnis wird die elastische Kraft der Blattfeder 55 größer als die magnetische Anziehung. Aus diesem Grund wird, selbst obwohl der Strom nicht der elektromagnetischen Spule 53 zugeführt wird, ein Zustand, in welchem die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 voneinander getrennt sind, durch die elastische Kraft der Blattfeder 45 aufrechterhalten. Demgemäß wird die Rotationsantriebskraft, welche von dem Motor 10 ausgeübt wird, nicht auf den Kompressor 2 übertragen.
Als nächstes beginnt die Steuereinheit 6 Strom zu der elektromagnetischen Spule 53 in einer zweiten Richtung zuzuführen. Die zweite Richtung ist eine Richtung, welche der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Aus diesem Grund fließt ein Strom in dem ersten Spulenabschnitt 53a zu der Rückseite der Ebene des Papiers bzw. der Zeichnungsebene von der Vorderseite der Ebene des Papiers bzw. der Zeichnungsebene und fließt ein Strom in dem zweiten Spulenabschnitt 53b zu der Rückseite der Ebene des Papiers bzw. der Zeichnungsebene von der Vorderseite der Ebene des Papiers bzw. der Zeichnungsebene, wie in 6(d) gezeigt ist. Demgemäß erhöht der erste Spulenabschnitt 53a die Menge von magnetischem Fluss, welcher durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa hindurchtritt, und erzeugt der zweite Spulenabschnitt 53b eine elektromagnetische Kraft, welche das Ausmaß von magnetischem Fluss reduziert, welcher durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb hindurchtritt. Als ein Ergebnis wird die magnetische Anziehung, welche durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird, größer als die magnetische Kraft, welche durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb erzeugt wird.
Als ein Ergebnis wird das bewegliche Element 55 zu der ersten Position von der zweiten Position durch die magnetische Anziehung bewegt, welche durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird. Das heißt, das bewegliche Element 55 wird zu der ersten Position aus der zweiten Position durch eine magnetische Kraft bewegt, welche von dem Permanentmagnet 51 erzeugt wird und einer elektromagnetischen Kraft, welche von der ersten Spule 53a erzeugt wird. Das heißt, das bewegliche Element 55 kehrt zu einem in 6(a) gezeigten Zustand zurück Anschließend beendet die Steuereinheit 6 die Zufuhr von Strom zu der elektromagnetischen Spule 53.
Der magnetische Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises MCa wird durch die Bewegung des beweglichen Elements 55 reduziert, sodass die Menge von magnetischem Fluss des anziehenden magnetischen Kreises MCa ansteigt. Als ein Ergebnis werden, da die magnetische Anziehung größer als die elastische Kraft der Blattfeder 45 wird, die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden. Das heißt, die Rotationsantriebskraft, welche von dem Motor 10 angewandt wird, wird auf den Kompressor 2 übertragen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, welche vorstehend beschrieben wurde, wird, wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden werden, das bewegliche Element 55 in der ersten Position positioniert, wo der magnetische Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises MCa kleiner als der magnetische Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises ist, der erhalten wird, wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 voneinander getrennt sind Wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 voneinander getrennt werden, wird das bewegliche Element 55 in der zweiten Position positioniert, wo der magnetische Widerstand des nicht anziehenden magnetischen Kreises MCb kleiner ist als der magnetische Widerstand des nicht anziehenden magnetischen Kreises, der erhalten wird, wenn die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden sind. Die Steuereinheit 6 führt der elektromagnetischen Spule 53 Strom zu, sodass die magnetische Kraft, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird, größer als die magnetische Kraft ist, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb erzeugt wird. Demgemäß wird das bewegliche Element 55 zu der ersten Position aus der zweiten Position durch die magnetische Kraft versetzt, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird. Die Steuereinheit 6 führt Strom zu der elektromagnetischen Spule 53 zu, sodass die magnetische Kraft, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb erzeugt wird, größer als die magnetische Kraft ist, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis MCa erzeugt wird. Demgemäß wird das bewegliche Element 55 zu der zweiten Position aus der ersten Position durch die magnetische Kraft versetzt, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis MCb erzeugt wird.
Hier sind die nicht-magnetischen Abschnitte 90 und 91 des Ankers 40 und die nicht-magnetischen Abschnitte 70, 71 und 72 der Riemenscheibe 30 voneinander in der Radialrichtung der rotierenden Welle 2a versetzt. Aus diesem Grund tritt magnetischer Fluss zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 31 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 32 in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa hindurch, um so die nicht-magnetischen Abschnitte 90 und 91 des Ankers 40 und die nicht-magnetischen Abschnitte 70, 71 und 72 der Riemenscheibe 30 zu meiden bzw. zu umgehen. Demgemäß tritt magnetischer Fluss sechsmal durch die Grenze zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30.
Hier ist die Anzahl von Polen als die Anzahl von Malen definiert, bei welchen der magnetische Fluss, der durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa hindurchtritt, durch die Grenze zwischen der Riemenscheibe 30 und dem Anker 40 hindurchtritt. Ferner sind Ebenen, in welchen der durch den anziehenden magnetischen Kreis MCa hindurchtretende Fluss durch die Grenze zwischen der Riemenscheibe 30 und dem Anker 40 hindurchtritt, als Pole definiert. Gemäß dieser Definition ist die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa dieses Ausführungsbeispiels sechs.
Ferner tritt, wenn die nicht-magnetischen Abschnitte des Ankers 40 und die nicht-magnetischen Abschnitte der Riemenscheibe 30, wie in einem zweiten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sind, das nachfolgend beschrieben wird, magnetischer Fluss achtmal durch die Grenze zwischen dem Anker und der Riemenscheibe 30. Demgemäß ist die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa acht.
Indes ist die Anzahl von Polen eines anziehenden magnetischen Kreises MCa eines in 11 gezeigten Kupplungsmechanismus vier. Aus diesem Grund ist die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa von jedem von erstem und zweitem Ausführungsbeispiel größer, als die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa des in 11 gezeigten Kupplungsmechanismus.
Eine Tabelle von 7 zeigt Bedingungen, welche nötig sind, um die gleiche Anziehung zu erhalten, das heißt, dasselbe Moment, wenn die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa auf vier, sechs und acht gewählt ist. Jedoch sind der innere und der äußere Durchmesser (das heißt, der Innendurchmesser und der Außendurchmesser) der Reiboberfläche zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30 in allen Fällen gleich, in welchen die Anzahl von Polen vier, sechs und acht ist.
Die Tabelle von 7 basiert auf den nachfolgenden Gleichungen 1 und 2
[Gleichung 1]

T = μ·F·R

[Gleichung 2]
Das Übertragungsmoment T wird durch das Produkt eines Koeffizienten μ der Reibung, der Anziehung F der Reiboberfläche und eines gemeinsamen wirksamen Radius R der Reibungsfläche repräsentiert. Die Anziehung F wird durch die Anzahl von Polen n, der Menge von magnetischem Fluss Φ, der Vakuum-Magnetpermeabilität μ0, und einer Polfläche S repräsentiert.
Hier ist der gemeinsame effektive Radius R der Reiboberfläche der Radius der Reiboberfläche zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30. Das Übertragungsmoment T ist ein Übertragungsmoment, das zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30 übertragen wird. μ bezeichnet den Reibungskoeffizienten der Reiboberfläche zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30. F bezeichnet die Anziehung zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30. R bezeichnet den gemeinsamen effektiven Radius der Reiboberfläche. n bezeichnet die Anzahl von Polen, Φ bezeichnet die Menge von Magnetfluss, welche in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa fließt, und μ0 bezeichnet die Vakuum-Magnetpermeabilität. S bezeichnet eine Polfläche. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Polfläche als die Fläche von einem von mehreren Polen definiert.
Hier sind, wenn eine Polfläche in einem Fall, in welchem die Anzahl von Polen 4 ist, durch S4 bezeichnet wird, und eine Polfläche in einem Fall, in welchem die Anzahl von Polen n (≥ 6) ist, durch Sn bezeichnet wird, der innere und der äußere Durchmesser der Reiboberfläche zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30 in allen Fällen gleich, in welchen die Anzahlen von Polen 4 und n (≥ 6) ist, wie vorstehend beschrieben. Aus diesem Grund ist ein Verhältnis von S4 zu S6 1:2/3, und ein Verhältnis von S4 zu S8 ist 1:1/2. Ferner ist, wenn die Magnetflussdichte, die durch jeden Pol hindurchtritt, in welchem die Anzahl von Polen 4 ist, gleich der ist, in welchem die Anzahl von Polen n ist, ein Verhältnis der Menge von Magnetfluss Φ, die durch jeden Pol hindurchtritt, gleich einem Verhältnis der Polfläche S. Ferner ist ein Verhältnis von Φ4 zu Φ6 1:2/3, und ein Verhältnis von Φ4 zu Φ8 1:1/2. Die Menge von Magnetfluss in einem Fall, in welchem die Anzahl von Polen n (≥ 4) ist, wird durch Φn bezeichnet.
Falls die Anzahl von Polen groß ist, wird, wenn der anziehende Magnetkreis MCa dieses Ausführungsbeispiels und der anziehende Magnetkreis MCa, der in 11 gezeigt ist, die gleiche magnetische Anziehung erzeugen sollen, der magnetische Fluss, welcher in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa fließt, reduziert. Demgemäß ist die Größe bzw. das Ausmaß des zu verwendenden Permanentmagneten 51 reduziert. Das heißt, eine physikalische Größe des Permanentmagneten 51 kann reduziert werden. Aus diesem Grund kann die physikalische Größe des Kupplungsmechanismus 20 reduziert werden.
8 zeigt ein Beispiel der Dimensionen des Kupplungsmechanismus 20 dieses Ausführungsbeispiels. Die Fläche der Außenumfangsoberfläche des Permanentmagneten 51 von 8 (= Außenumfangslänge × Axiallänge) kann auf 2/3 der Fläche der Außenumfangsoberfläche eines Permanentmagneten 51 von 11 gewählt werden. Zusätzlich ist die Menge von Magnetfluss, welcher in dem anziehenden Magnetkreis MCa fließt, 2/3. Aus diesem Grund wird, da eine magnetische Flussdichte (die Menge von Magnetfluss pro Einheitsfläche) gleich der magnetischen Flussdichte des anziehenden Magnetkreises von 11 ist, obwohl die Querschnittsfläche eines Durchtritts des anziehenden magnetischen Kreises MCa, durch welchen magnetischer Fluss hindurchtritt, auf 2/3 gewählt ist, magnetische Sättigung nicht bewirkt Demgemäß kann die Dicke (die Dimension in einer Richtung senkrecht zu der Flussrichtung von magnetischem Fluss) von jedem von Riemenscheibe 30, Stator 50 und beweglichem Element 32 auf 2/3 gewählt werden.
Infolge der vorstehend genannten Wirkungen können die Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Spulenabschnitts 53a und 53b vergrößert werden und die axiale Länge (die Dimension in der Axialrichtung) des Kupplungsmechanismus 20 kann reduziert werden.
Ferner kann, da der in dem anziehenden Magnetkreis MCa fließende magnetische Fluss wie vorstehend beschrieben reduziert wird, eine magnetomotorische Kraft der elektromagnetischen Spule 53, welche zum Ändern des Zustands des Kupplungsmechanismus 20 in einen EIN-Zustand von einem AUS-Zustand nötig ist, auch reduziert werden. Die magnetomotorische Kraft, welche 700 AT in 11 ist, wird auf 466 AT in 7 geändert, was 2/3 von 700 AT (= 700 AT × 2/3) ist.
Darüber hinaus kann, da die Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Spulenabschnitts 53a und 53b wie vorstehend beschrieben vergrößert werden können, ein Spulendraht mit einer kleinen Querschnittsfläche mehrere Male gewickelt werden. Das heißt, wenn eine gewünschte magnetomotorische Kraft von 466 AT zu erzeugen ist und die Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Spulenab schnitts 53a und 53b groß sind, kann der Durchmesser des Spulendrahts, welcher den ersten und den zweiten Spulenabschnitt 53a und 53b bildet, reduziert werden, und die Anzahl von Malen des Windens bzw. die Anzahl von Windungen des Spulendrahts kann erhöht werden.
Hier wird, da der Widerstandswert des Spulendrahts pro Einheitsquerschnittsfläche vergrößert wird, sowie der Durchmesser des Spulendrahts reduziert wird, ein in dem ersten und dem zweiten Spulenabschnitt 53a und 53b fließender Strom reduziert. Aus diesem Grund wird der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule 53 reduziert, sowie die Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Spulenabschnitts 53a und 53b vergrößert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule 53 beträchtlich reduziert werden durch die Reduzierung der magnetomotorischen Kraft der elektromagnetischen Spule 53 und die Vergrößerung der Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Spulenabschnitts 53a und 53b.
Insbesondere ist der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule 53, welche zum Ändern des Zustands des Kupplungsmechanismus 20 in einen EIN-Zustand von einem AUS-Zustand erforderlich ist, proportional zu dem Quadrat der magnetomotorischen Kraft und ist invers proportional zu den Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Spulenabschnitts 53a und 53b. Zum Beispiel kann, da der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule 53, welcher in 11 120 W war, 35,6 W ist, was das Produkt von 120 W und (2/3)² × (1/1,5) in 7 ist, der Stromverbrauch beträchtlich gesenkt werden.
Hier ist der AUS-Zustand des Kupplungsmechanismus 20 ein Zustand, in welchem die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 voneinander getrennt sind. Der EIN-Zustand des Kupplungsmechanismus ist der Zustand, in welchem die Riemenscheibe 30 und der Anker 40 miteinander verbunden sind.
Da das gleiche Übertragungsmoment wie in der verwandten Technik, wie vorstehend beschrieben, mit einem kleinen Ausmaß bzw. einer kleinen Größe des zu verwendenden Permanentmagneten 51 erzielt wird, kann die physikalische Größe des Kupplungsmechanismus 20 reduziert werden und auch der Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule 53 kann reduziert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein Beispiel, in welchem die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa durch die nicht-magnetischen Abschnitte 90 und 91 des Ankers 40 und die nicht-magnetischen Abschnitte 70, 71 und 72 der Riemenscheibe 30 dahingehend vorgesehen ist, sechs zu sein, wurde in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch wird anstelle dieses Beispiels ein Beispiel, in welchem ein Anker 40 und eine Riemenscheibe 30 dahingehend ausgebildet sind, dass die Anzahl von Polen eines anziehenden magnetischen Kreises MCa acht ist, in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
9 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Kupplungsmechanismus 20 dieses Ausführungsbeispiels. 9 ist eine Ansicht entsprechend dem Abschnitt B von 2.
Der Anker 40 dieses Ausführungsbeispiels wird durch Hinzufügen eines Ringelements 83 und eines nicht-magnetischen Abschnitts 92 (eines abtriebsseitigen nicht-magnetischen Abschnitts) zu dem Anker 40 des ersten Ausführungsbeispiels erhalten. Aus diesem Grund enthält der Anker 40 dieses Ausführungsbeispiels die Ringelemente 80, 81, 82 und 83 und die nicht-magnetischen Abschnitte 90, 91 und 92. Das Ringelement 83 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Das Ringelement 83 ist zwischen den Ringelementen 80 und 81 angeordnet. Aus diesem Grund ist der nicht-magnetische Abschnitt 90 dieses Ausführungsbeispiels zwischen den Ringelementen 80 und 81 angeordnet. Der nicht-magnetische Abschnitt 92 ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Der nicht-magnetische Abschnitt 92 enthält vier Spalte 40c und vier Brückenelemente. In 9 ist nur ein Spalt 40c gezeigt und die vier Brückenelemente sind nicht gezeigt.
Die Riemenscheibe 30 dieses Ausführungsbeispiels wird durch Hinzufügen eines Ringelements 64 und eines nicht-magnetischen Abschnitts 73 (eines antriebseitigen nicht-magnetischen Abschnitts) zu der Riemenscheibe 30 des ersten Ausführungsbeispiels erhalten. Das Ringelement 64 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Aus diesem Grund ist der nicht-magnetische Abschnitt 71 dieses Ausführungsbeispiels zwischen den Ringelementen 62 und 64 angeordnet. Der nicht-magnetische Abschnitt 73 ist in der Form eines Rings ausgebildet, welcher eine Mitte bzw. ein Zentrum auf der Achse der rotierenden Welle 2a aufweist. Der nicht-magnetische Abschnitt 73 ist zwischen den Ringelementen 61 und 64 angeordnet. Der nicht-magnetische Abschnitt 73 enthält sechs Spalte 33d und sechs Brückenelemente (nicht gezeigt). In 9 ist nur ein Spalt 33d gezeigt und die sechs Brückenelemente sind nicht gezeigt.
In dem Kupplungsmechanismus 20 dieses Ausführungsbeispiels, welches wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist, tritt magnetischer Fluss zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 31 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 32 in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa hindurch, um so die nicht-magnetischen Abschnitte 90, 91 und 92 des Ankers 40 und die nicht-magnetischen Abschnitte 70, 71, 72 und 73 der Riemenscheibe 30 zu meiden bzw. zu umgehen.
Das heißt, magnetischer Fluss tritt durch die Ringelemente 80, 81, 82 und 83 des Ankers 40 und die Ringelemente 60, 61, 62, 63 und 64 der Riemenscheibe 30 zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 31 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 32 in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa. Aus diesem Grund tritt magnetischer Fluss achtmal durch eine Grenze zwischen dem Anker 40 und der Riemenscheibe 30. Demgemäß ist die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa dieses Ausführungsbeispiels acht.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, welches vorstehend beschrieben wurde, ist die Anzahl der Pole des anziehenden magnetischen Kreises MCa dieses Ausführungsbeispiels größer als die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa des ersten Ausführungsbeispiels. Demgemäß ist, wenn der anziehende magnetische Kreis MCa dieses Ausführungsbeispiels und der anziehende magnetische Kreis MCa des ersten Ausführungsbeispiels die gleiche magnetische Anziehung erzeugen, der magnetische Fluss, der in dem anziehenden magnetischen Kreis MCa in diesem Ausführungsbeispiel fließt kleiner als der in dem ersten Ausführungsbeispiel. Aus diesem Grund kann das Ausmaß bzw. die Größe des zu verwendenden Permanentmagneten 51 im Vergleich zu dem in dem ersten Ausführungsbeispiel reduziert werden. Das heißt, die physikalische Größe des Permanentmagneten 51 kann im Vergleich zu der in dem ersten Ausführungsbeispiel reduziert werden. Aus diesem Grund kann die physikalische Größe des Kupplungsmechanismus 20 reduziert werden.
Zusätzlich kann, da die physikalische Größe des Permanentmagneten 51 reduziert werden kann, die magnetomotorische Kraft der elektromagnetischen Spule 53 reduziert werden und die Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Spulenabschnitts 53a und 53b können vergrößert werden. Demgemäß kann ein Stromverbrauch der elektromagnetischen Spule 53 im Vergleich zu dem in dem ersten Ausführungsbeispiel reduziert werden.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Ein Beispiel, in welchem der Anker 40 und die Riemenscheibe 30 dahingehend ausgebildet sind, dass die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa sechs ist, wurde in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Ferner wurde ein Beispiel, in welchem der Anker 40 und die Riemenscheibe 30 dahingehend ausgebildet sind, dass die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa acht ist, in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt und der Anker 40 und die Riemenscheibe 30 können dahingehend ausgebildet sein, dass die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa zehn oder mehr ist.
Das heißt, der Kupplungsmechanismus 20, von welchem die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa zehn oder mehr ist, kann in einem Fall des Kupplungsmechanismus 20, von welchem die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises MCa sechs oder mehr ist, angewandt werden.
Indessen kann, um den Kupplungsmechanismus 20, von welchem die Anzahl der Pole zehn oder mehr ist, zu implementieren bzw. umzusetzen, die Anzahl der nicht-magnetischen Abschnitte des Ankers 40 und die Anzahl der nicht-magnetischen Abschnitte der Riemenscheibe 30 im Vergleich zu einem Fall erhöht werden, in welchem die Anzahl von Polen acht ist.
Beispiele, in welchen sechs Brückenelemente auf jedem nicht-magnetischen Abschnitt an dem Endflächenabschnitt 33 der Riemenscheibe 30 vorgesehen sind, wurden in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt und sieben oder mehr Brückenelemente können auf jedem nicht-magnetischen Abschnitt vorgesehen werden. Alternativ kann die Anzahl der Brückenelemente, welche auf jedem nicht-magnetischen Abschnitt vorgesehen sind, in dem Bereich von 1 bis 5 liegen.
Beispiele, in welchen vier Brückenelemente auf jedem nicht-magnetischen Abschnitt an dem Anker 40 vorgesehen sind, wurden in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt und fünf oder mehr Brückenelemente können auf jedem nicht-magnetischen Abschnitt vorgesehen sein. Alternativ kann die Anzahl von Brückenelementen, die auf jedem nicht-magnetischen Abschnitt vorgesehen sind, in dem Bereich von 1 bis 3 liegen.
Beispiele, in welchen ein nicht-magnetisches Metall (das heißt Brückenelemente) und Spalte jeden nicht-magnetischen Abschnitt an dem Endflächenabschnitt 33 der Riemenscheibe 30 bilden, wurden in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt und jeder nicht-magnetische Abschnitt kann von nur einem nicht-magnetischen Metall gebildet werden. Ferner kann ein nicht-magnetisches Material wie ein Harz bzw. Kunststoff anstelle des Spaltes verwendet werden.
Beispiele, in welchen ein nicht-magnetisches Metall und Spalte jeden nicht-magnetischen Abschnitt an dem Anker 40 bilden, wurden in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt und jeder nicht-magnetische Abschnitt kann von nur einem nicht-magnetischen Metall hergestellt werden. Ferner kann ein nicht-magnetisches Material wie ein Harz bzw. ein Kunststoff anstelle des Spaltes verwendet werden.
Beispiele, in welchen der Kupplungsmechanismus 20 dahingehend ausgebildet ist, das bewegliche Element 55 in der Axialrichtung der rotierenden Welle 2c durch die Zufuhr von Strom zu der elektromagnetischen Spule 53 zu bewegen, wurden in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und eine Richtung, in welcher das bewegliche Element 55 durch die Zufuhr von Strom zu der elektromagnetischen Spule 53 bewegt wird, kann mit Richtungen gewählt werden, welche sich von der Axialrichtung der rotierenden Welle 2c in dem Kupplungsmechanismus 20 unterscheidet.
Ein Kupplungsmechanismus, welcher intermittierend bzw. unterbrechend eine rotierende Antriebskraft an den Kompressor 2 von dem Motor 10 überträgt, wurde in dem Kupplungsmechanismus 20 in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch ist diese Offenbarung nicht darauf beschränkt und kann auf jeglichen Kupplungsmechanismus angewandt werden, welcher intermittierend bzw. unterbrechend eine rotierende Antriebskraft auf eine zweite Einrichtung von einer ersten Einrichtung überträgt.
Beispiele, in welchen der äußere Umfangsabschnitt des Permanentmagneten 51 einen N-Pol bildet, und der innere Umfangsabschnitt des Permanentmagneten 51 einen S-Pol bildet, wurden in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch kann anstelle dessen der Außenumfangsabschnitt des Permanentmagneten 51 einen S-Pol bilden, und der Innenumfangsabschnitt des Permanentmagneten 51 kann einen N-Pol bilden.
Indessen ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann zweckmäßig modifiziert werden. Ferner muss in jedem der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele nicht eigens beschrieben werden, dass Komponenten des Ausführungsbeispiels nicht notwendigerweise essentiell sind, mit Ausnahme eines Falls, in welchem die Komponenten insbesondere klar als essentielle Komponenten beschrieben sind, eines Falls, in welchem die Komponenten klar im Prinzip als essentielle Komponenten betrachtet werden und dergleichen. Ferner sind, wenn die Anzahl von Komponenten des Ausführungsbeispiels, Dimensionen, die größer bzw. das Ausmaß und numerische Werte der Bereiche und dergleichen in jedem bzw. dem jeweiligen der vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiele genannt sind, die Anzahl von Komponenten des Ausführungsbeispiels, die Dimensionen, die Größe bzw. das Ausmaß und numerische Werte der Bereiche und dergleichen nicht auf spezifische Anzahlen beschränkt, dies mit Ausnahme eines Falls, in welchem die Anzahlen insbesondere klar als essentielle Werte beschrieben sind, einem Fall, in welchem die Anzahlen auf spezifische Anzahlen im Prinzip beschränkt sind und dergleichen.

Claims

Kupplungsmechanismus, umfassend: einen antriebsseitigen rotierenden Körper (30), welcher durch eine Rotationsantriebskraft von einer Antriebsquelle rotiert wird; einen abtriebsseitigen rotierenden Körper (40), auf welchen die Rotationsantriebskraft übertragen wird, der an dem antriebsseitigen rotierenden Körper angeschlossen ist; einen Permanentmagneten (51), welcher zusammen mit dem antriebsseitigen rotierenden Körper und dem abtriebsseitigen rotierenden Körper einen anziehenden magnetischen Kreis (MCa) bildet, welcher magnetische Anziehung erzeugt, die den antriebsseitigen rotierenden Körper und den abtriebsseitigen rotierenden Körper veranlasst, miteinander verbunden zu sein, wobei der Permanentmagnet einen nicht anziehenden magnetischen Kreis (MCb) bildet, der sich von dem anziehenden magnetischen Kreis unterscheidet; eine elektromagnetische Spule (53), welche eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die eine magnetische Kraft, die durch den anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, und eine magnetische Kraft, die durch den nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, ändert; ein bewegliches Element (55), welches aus einem magnetischen Material hergestellt ist und versetzbar ist, wobei sich das bewegliche Element (55) in einer ersten Position, wo ein magnetischer Widerstand des anziehenden magnetischen Kreises kleiner ist, wenn der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper miteinander verbunden sind, als dann, wenn der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper voneinander getrennt sind, positioniert, wobei sich das bewegliche Element (55) in einer zweiten Position positioniert, wo der magnetische Widerstand des nicht anziehenden magnetischen Kreises kleiner ist, wenn der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper voneinander getrennt sind, als dann, wenn der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper miteinander verbunden sind; eine erste Steuereinheit (6), welche das bewegliche Element zu der Seite der ersten Position von der Seite der zweiten Position unter Verwendung der magnetischen Kraft versetzt, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, indem Strom zu der elektromagnetischen Spule zugeführt wird, sodass die von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugte magnetische Kraft größer ist als die magnetische Kraft, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, und eine zweite Steuereinheit (6), welche das bewegliche Element zu der Seite der zweiten Position von der Seite der ersten Position unter Verwendung der magnetischen Kraft versetzt, welche von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, indem Strom zu der elektromagnetischen Spule zugeführt wird, sodass die magnetische Kraft, die von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, größer ist als die magnetische Kraft, welche von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, wobei die Anzahl von Polen als eine Anzahl von Malen definiert ist, bei denen ein magnetischer Fluss durch den anziehenden magnetischen Kreis durch eine Grenze zwischen dem antriebsseitigen rotierenden Körper und dem abtriebsseitigen rotierenden Körper hindurchtritt, und der antriebsseitige rotierende Körper und der abtriebsseitige rotierende Körper derart ausgestaltet sind, dass die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises sechs oder mehr ist.
Kupplungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei der antriebsseitige rotierende Körper (30) aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt ist, in einer Ringform ausgebildet ist, welche eine Mitte auf einer Achse des antriebsseitigen rotierenden Körpers aufweist und mehrere antriebsseitige nicht-magnetische Abschnitte (70, 71, 72, 73) enthält, die in einer Radialrichtung versetzt voneinander angeordnet sind, der abtriebsseitige rotierende Körper aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt ist, in einer Ringform ausgebildet ist, welche eine Mitte auf einer Achse des antriebsseitigen rotierenden Körpers aufweist und mehrere abtriebsseitige nicht-magnetische Abschnitte (90, 91, 92) enthält, die voneinander in der Radialrichtung versetzt angeordnet sind, und die mehreren antriebsseitigen nicht-magnetischen Abschnitte und die mehreren abtriebsseitigen nicht-magnetischen Abschnitte dahingehend ausgestaltet sind, dass der magnetische Fluss durch einen Bereich des antriebsseitigen rotierenden Körpers mit Ausnahme der mehreren antriebsseitigen nicht-magnetischen Abschnitte und durch einen Bereich des abtriebsseitigen rotierenden Körpers mit Ausnahme der mehreren abtriebsseitigen nicht-magnetischen Abschnitte hindurchtritt und die Anzahl von Polen des anziehenden magnetischen Kreises sechs oder mehr ist.
Kupplungsmechanismus nach Anspruch 2, wobei der antriebsseitige rotierende Körper enthält einen äußeren zylindrischen Abschnitt (31), der in einer zylindrischen Form mit einer Mittellinie auf der Achse des antriebsseitigen rotierenden Körpers ausgebildet ist, einen inneren zylindrischen Abschnitt (32), der in einer Radialrichtung innerhalb des äußeren zylindrischen Abschnitts angeordnet ist, der eine Mittellinie auf der Achse aufweist, wobei der innere zylindrische Abschnitt in einer zylindrischen Form mit einer Mittellinie auf der Achse ausgebildet ist, und einen Endflächenabschnitt (33), der dahingehend ausgebildet ist, sich zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt und dem inneren zylindrischen Abschnitt aufzuspannen.
Kupplungsmechanismus nach Anspruch 3, wobei die mehreren antriebsseitigen nicht-magnetischen Abschnitte (70, 71, 72, 73) auf dem Endflächenabschnitt vorgesehen sind, und der Endflächenabschnitt dahingehend angeordnet ist, auf die mehreren antriebsseitigen nicht-magnetischen Abschnitte (90, 91, 92) zu weisen.
Kupplungsmechanismus nach Anspruch 4, wobei die elektromagnetische Spule (53) einen ersten Spulenabschnitt (53a) enthält, welcher die magnetische Kraft erhöht und senkt, die von dem anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird, und einen zweiten Spulenabschnitt (53b), welcher die elektromagnetische Kraft erhöht und senkt, die von dem nicht anziehenden magnetischen Kreis erzeugt wird