JP4709775B2 - 電磁カプラー - Google Patents
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Description
−動力源と機械的に連結されるための入力軸12と、
−少なくとも1つの被駆動要素と機械的に連結されるための出力軸14と、
−ケーシング16と、
−2つの電気機械と、
を含む。
−入力軸12によって回転駆動される軸Aを有し、第1電機子22を有する入力ロータ20と、
−第1電機子22と磁気的に連結され、ケーシング16に回転可能に装着され、出力軸14と機械的駆動関係にある軸Aを有する、出力ロータ30に支持された内側磁石24のクラウン23と、
を含む。
−ケーシング16に固定され、第2磁気回路の中に取り付けられた複数の巻線100からなる第2電機子42を支持する第2機械ステータ40と、
−第2電機子42が磁気的に連結される、出力ロータ30の外側磁石45のクラウン44と、
を含む。
−軸Aを有し、第1ヨークに巻かれた少なくとも1つの第1巻線を支持する第1ステータを含み、上記第1ステータは、上記第1ステータに対して上記軸Aの周りに回転方向に可動な出力ロータの第1部分と磁気誘導によって磁気的に連結されることが可能であり、上記連結は、上記第1ステータ及び上記第1部分に対して上記軸Aの周りに回転方向に可動で、上記第1部分及び上記第1ヨークから、それぞれ第1エアーギャップ及び付加エアーギャップを介して離隔された、内側ドラムを介してもたらされる、第1電気機械と、
−軸Aを有し、第2磁気回路またはヨークの形の第2ヨークに巻かれた、少なくとも1つの第2巻線を支持し、上記出力ロータの第2部分と、第2エアーギャップを介して磁気誘導によって磁気的に連結されることが可能な、第2ステータを含む、第2電気機械と、
を含む特に自動車用の電磁カプラーによって達成される。
−上記第1ヨークは、軸Aを有する環の形状を概ねなし、U字型の横方向断面を有し、上記第1ヨークの第1フランジと第2フランジは、上記付加エアーギャップを介して上記内側ドラムから離隔された、第1円筒状面と、第2円筒状面によって、それぞれ限られ、
−上記第1巻線は、上記第1ヨークの溝の中に巻かれ、該溝から外へ突出せず、
−上記第2巻線は、環状で、上記軸Aの周りに、上記第2ヨークの溝の中に巻かれ、該溝から外へ突出せず、
−上記第2ヨークは、軸Aを有する環の形状を概ねなし、その中に第1フランジと第2フランジが規則的な四角の切欠きを有する、U字型の横方向断面を呈し、 −あるいは、変形として、上記第2ヨークは、軸Aを有する環の形状を概ねなし、U字型の横方向断面を有し、上記第2ヨークの第1フランジと第2フランジは、互いに接触することなく、交互に、上記出力ロータの上記第2部分に対向して、上記第2エアーギャップを介して上記出力ロータの上記第2部分から離隔して配置された、爪の第1セットと爪の第2セットによってそれぞれ延伸され、
−上記出力ロータと上記入力ロータの一方が他方の中へ挿入され、
−上記入力ロータは、Fe−17.5Cr−0.5Cの磁気材料から作られた縛帯によって少なくとも部分的に囲われ、
−上記縛帯は、上記磁気材料のカットされた板の帯の圧延加工、または上記磁気材料のシートの平面螺旋巻線によって作られ、上記巻線のターンは互いに電気的に絶縁され、
−上記電磁カプラーは、それぞれが、固定の上記第1ヨーク上に、上記軸Aの周りに巻かれた、少なくとも1つの上記第1巻線を含む、隣接する第1ウエハーと第2ウエハーを含み、上記第1ウエハーの上記第1ヨークと、上記第2ウエハーの上記第1ヨークは、磁気デカップリングスペースを介して分離され、
−上記電磁カプラーは、隣接する第1ウエハーと第2ウエハーを含み、上記出力ロータは、上記第1ウエハーと上記第2ウエハーの間に、上記軸Aに概ね直交する面内に設けられた、磁気デカップリングスペースを有し、
−上記磁気デカップリングスペース内に冷却回路が設けられ、
−上記出力ロータの上記第2部分は、上記第2ヨークの上記第1フランジと上記第2フランジに対向して配置され、上記第1フランジと上記第2フランジから上記第2エアーギャップを介して離隔された、磁性スタッドの外側クラウンを含む。
−上記内側ドラムは、軸Aを有し、同心の第1爪付きプレートと第2爪付きプレートを含み、上記第1爪付きプレートと上記第2爪付きプレートの中心部に、それぞれ第1内側面と第2内側面によって範囲が限られた第1穴と第2穴が設けられ、上記第1爪付きプレートと上記第2爪付きプレートは、上記第1爪付きプレートと上記第2爪付きプレートの周囲をそれぞれ伸びる爪の第1セットと爪の第2セットをそれぞれ支持し、上記第1爪付きプレートと上記第2爪付きプレートは、上記第1爪付きプレートと上記第2爪付きプレートの上記爪が、それぞれ互いに接触することなく、上記出力ロータの上記第1部分に対向して、上記第1部分から離隔して交互に配置されるように、形成されて互いに対して配置され、上記第1内側面と上記第2内側面は、それぞれ上記第1ヨークの上記第1フランジと上記第2フランジに対向して、上記第1フランジと上記第2フランジから離隔して配置され、
−上記出力ロータの上記第1部分は、半径方向に磁化され、交互に異なる極性を有し、上記爪に対向して、上記爪から離隔して配置された、内側磁石のクラウンを含み、
−上記出力ロータの上記第2部分は、上記第2ヨークに対向して、上記第2ヨークから離隔して配置された、外側磁石のクラウンを含み、
−上記外側磁石の数は、上記内側磁石の数に等しく、上記外側磁石と上記内側磁石は、同じ磁化方向を有して配置され、
−上記縛帯は、隣接する2つの上記爪を離隔する領域の上に、上記縛帯が隣接する上記爪の上に有する透磁率よりも小さい透磁率を有し、
−上記第1ヨークと、上記第1爪付きプレートと、上記第2爪付きプレートの少なくとも1つは、「粉末鉄」型、または「ソフト マグネティック コンポジット」の、複合磁性材料から作られる。
−上記内側ドラムは、軸Aに関して同心な、第1歯付クラウンと第2歯付クラウンを含み、上記第1歯付クラウンと上記第2歯付クラウンの中心部に、それぞれ第1内側面と第2内側面によって範囲が限られた第1穴と第2穴が設けられ、上記第1歯付クラウンと上記第2歯付クラウンは、歯の第1セットと歯の第2セットをそれぞれ支持し、上記第1歯付クラウンと上記第2歯付クラウンは、上記第1歯付クラウンと上記第2歯付クラウンの上記歯が、それぞれ互いに接触することなく、上記出力ロータの上記第1部分に対向して、上記第1部分から離隔して配置されるように、形成されて互いに対して配置され、上記第1内側面と上記第2内側面は、それぞれ上記第1ヨークの上記第1フランジと上記第2フランジに対向して、上記第1フランジと上記第2フランジから離隔して配置され、
−上記出力ロータの上記第1部分は、上記歯に対向し、上記歯から離隔された磁性スタッドの内側クラウンを有し、
−上記内側クラウンは、上記第1歯付クラウンまたは上記第2歯付クラウンが有する歯の数と同数の磁性スタッドを有し、
−上記磁性スタッドは、上記第1歯付クラウンと上記第2歯付クラウンの各上記歯を、少なくとも部分的に、同時に覆うことができるように、軸方向に伸びる。
−図1は、従来技術による電磁カプラーを模式的に示す図であり;
−図2は、US 6,380,653による電磁カプラーを模式的に示す図であり;
−図3は、本発明による電磁カプラーを模式的に示す図であり;
−図4、5は、2つのウエハーを有する2相形態における、それぞれ、図3の図の面における断面と、図4のP−P面に沿った1/4断面における、本発明の第1の実施の形態による電磁カプラーを模式的に示す図であり;
−図6は、図4、5に示す電磁カプラーの分解斜視図であり;
−図7、8は、2相形態における、それぞれ、図3の図の面における断面と、図7のP‘−P’面に沿った1/4断面における、本発明の第2の実施の形態による電磁カプラーを模式的に示す図であり;
−図9、10は、本発明による電磁カプラーの2つの変形を模式的に示す図である。
環状の第1巻線52に、第1電子ユニット34を介して電気エネルギを供給する。第1巻線52の中における電流の循環が、磁力線が以下の回路を概ね辿る磁界を発生する。
特に、同期を達成するために、駆動ユニット36は、第1巻線52に直流を供給する。第1爪78と第2爪84の、外側面88と外側面89によって作られた磁極は、入力ロータ20の回転のために、軸Aの周りにおいてのみ回転する。
磁力線は、第1ヨーク60のフランジから出て、付加エアーギャップ54を通過した後、第1歯付クラウン150と第2歯付クラウン152の歯を半径方向に通過し、磁性スタッド158の中へ軸方向にループして進む。
Claims (21)
- −軸Aを有し、第1ヨーク(60)に巻かれた少なくとも1つの第1巻線(52)を支持する第1ステータ(50)を含み、上記第1ステータ(50)は、上記第1ステータ(50)に対して上記軸Aの周りに回転方向に可動な出力ロータ(30)の第1部分(23;157)と磁気誘導によって磁気的に連結されることが可能であり、上記連結は、上記第1ステータ(50)及び上記第1部分(23;157)に対して上記軸Aの周りに回転方向に可動で、上記第1部分(23;157)及び上記第1ヨーク(60)から、それぞれ第1エアーギャップ(98)及び付加エアーギャップを介して離隔された、
内側ドラム(72)を介してもたらされる、第1電気機械と、
−軸Aを有し、第2磁気回路(43)またはヨーク(164)の形の第2ヨーク(43;164)に巻かれた、少なくとも1つの第2巻線(100)を支持し、上記出力ロータ(30)の第2部分(44;177)と、第2エアーギャップ(106)を介して磁気誘導によって磁気的に連結されることが可能な、第2ステータ(40)を含む、第2電気機械と、
−上記第1巻線(52)へ交流を供給することが可能な電子ユニット(34)と、
を含む自動車用の電磁カプラーにおいて、
上記第1巻線(52)は、上記第1ステータ(50)の上記第1ヨーク(60)に、上記軸Aの周りに巻かれており、
上記内側ドラム(72)は、上記軸Aの周りに回転方向に可動な入力ロータ(20)の一部であり、
上記入力ロータ(20)は、Fe−17.5Cr−0.5Cの磁気材料から作られた縛帯(90)によって少なくとも部分的に囲われることを特徴とする、電磁カプラー。 - 上記第2巻線(162)は、環状で、上記軸Aの周りに巻かれることを特徴とする、請求項1に記載の電磁カプラー。
- 上記第2ヨーク(164)は、軸Aを有する環の形状を概ねなし、その中に第1フランジと第2フランジが規則的な四角の切欠きを有する、U字型の横方向断面を呈することを特徴とする、請求項2に記載の電磁カプラー。
- 上記出力ロータ(30)の上記第2部分(177)は、上記第2ヨーク(164)の上記第1フランジ(168)と上記第2フランジ(170)に対向して配置され、上記第1フランジ(168)と上記第2フランジ(170)から上記第2エアーギャップ(106)を介して離隔された、磁性スタッド(178)で構成された環状の部材である外側クラウン(177)を含むことを特徴とする、請求項3に記載の電磁カプラー。
- 上記第2ヨーク(164)は、軸Aを有する環の形状を概ねなし、U字型の横方向断面を有し、上記第2ヨーク(164)の第1フランジと第2フランジは、互いに接触することなく、交互に、上記出力ロータ(30)の上記第2部分に対向して、上記第2エアーギャップ(106)を介して上記出力ロータ(30)の上記第2部分から離隔して配置された、爪の第1セットと爪の第2セットによってそれぞれ延伸されることを特徴とする、請求項2に記載の電磁カプラー。
- 上記出力ロータ(30)の上記第2部分は、上記第2ヨーク(43)に対向し、上記第2エアーギャップ(106)を介して上記第2ヨーク(43)から離隔された、外側磁石(45)で構成された環状の部材であるクラウン(44)を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1つに記載の電磁カプラー。
- 上記出力ロータ(30)と上記入力ロータ(20)の一方が他方の中へ挿入されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1つに記載の電磁カプラー。
- 上記縛帯(90)は、上記磁気材料のカットされた板の帯の圧延加工、または上記磁気材料のシートの平面螺旋巻線によって作られ、上記巻線のターンは互いに電気的に絶縁されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電磁カプラー。
- それぞれが、固定の上記第1ヨーク上に、上記軸Aの周りに巻かれた、少なくとも1つの上記第1巻線を含む、前記第1電気機械の構成を有する隣接する第1のユニット(G1)と第2のユニット(G2)を含み、上記第1のユニット(G1)の上記第1ヨークと、上記第2のユニット(G2)の上記第1ヨークは、磁気デカップリングスペースを介して分離されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の電磁カプラー。
- 前記第1電気機械M1の構成を有する隣接する第1のユニット(G1)と第2のユニット(G2)を含み、上記出力ロータ(30)は、上記第1のユニット(G1)と上記第2のユニット(G2)の間に、上記軸Aに概ね直交する面内に設けられた、磁気デカップリングスペースを有することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1つに記載の電磁カプラー。
- 上記磁気デカップリングスペース内に冷却回路が設けられることを特徴とする、請求項9または10に記載の電磁カプラー。
- 上記第1ヨーク(60)は、軸Aを有する環の形状を概ねなし、U字型の横方向断面を有し、上記第1ヨーク(60)の第1フランジ(62)と第2フランジ(64)は、上記付加エアーギャップ(54)を介して上記内側ドラム(72)から離隔された、第1円筒状面(66)と、第2円筒状面(68)によって、それぞれ限られることを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載の電磁カプラー。
- 上記内側ドラム(72)は、軸Aを有し、同心の第1爪付きプレート(74)と第2爪付きプレート(76)を含み、上記第1爪付きプレート(74)と上記第2爪付きプレート(76)の中心部に、それぞれ第1内側面(82)と第2内側面(83)によって範囲が限られた第1穴(80)と第2穴(81)が設けられ、上記第1爪付きプレート(74)と上記第2爪付きプレート(76)は、上記第1爪付きプレート(74)と上記第2爪付きプレート(76)の周囲をそれぞれ伸びる爪の第1セット(78)と爪の第2セット(84)をそれぞれ支持し、上記第1爪付きプレート(74)と上記第2爪付きプレート(76)は、上記第1爪付きプレート(74)と上記第2爪付きプレート(76)の上記爪が、それぞれ互いに接触することなく、上記出力ロータ(30)の上記第1部分(23)に対向して、上記第1部分(23)から離隔して交互に配置されるように、形成されて互いに対して配置され、上記第1内側面(82)と上記第2内側面(83)は、それぞれ上記第1ヨーク(60)の上記第1フランジ(62)と上記第2フランジ(64)に対向して、上記第1フランジ(62)と上記第2フランジ(64)から離隔して配置される、ことを特徴とする、請求項12に記載の電磁カプラー。
- 上記出力ロータ(30)の上記第1部分(23)は、半径方向に磁化され、交互に異なる極性を有し、上記爪に対向して、上記爪から離隔して配置された、内側磁石(24)で構成された環状の部材であるクラウンを含むことを特徴とする、請求項13に記載の電磁カプラー。
- 請求項6に従属する請求項14において、上記外側磁石(45)の数は、上記内側磁石(24)の数に等しく、上記外側磁石(45)と上記内側磁石(24)は、同じ磁化方向を有して配置されることを特徴とする、電磁カプラー。
- 上記縛帯(90)が、隣接する2つの上記爪を離隔する領域の上に、上記縛帯(90)が隣接する上記爪の上に有する透磁率よりも小さい透磁率を有することを特徴とする、請求項13または14に記載の電磁カプラー。
- 上記第1ヨーク(60)と、上記第1爪付きプレート(74)と、上記第2爪付きプレート(76)の少なくとも1つは、「粉末鉄」型、または「ソフト マグネティック コンポジット」の、複合磁性材料から作られることを特徴とする、請求項13〜16のいずれか1つに記載の電磁カプラー。
- 上記内側ドラム(72)は、軸Aに関して同心な、環状をした部材である第1歯付クラウン(150)と環状をした部材である第2歯付クラウン(152)を含み、上記第1歯付クラウン(150)と上記第2歯付クラウン(152)の中心部に、それぞれ第1内側面(150′)と第2内側面(152′)によって範囲が限られた第1穴と第2穴が設けられ、上記第1歯付クラウン(150)と上記第2歯付クラウン(152)は、歯の第1セットと歯の第2セットをそれぞれ支持し、上記第1歯付クラウン(150)と上記第2歯付クラウン(152)は、上記第1歯付クラウン(150)と上記第2歯付クラウン(152)の上記歯が、それぞれ互いに接触することなく、上記出力ロータ(30)の上記第1部分(72)に対向して、上記第1部分(72)から離隔して配置されるように、形成されて互いに対して配置され、上記第1内側面(150′)と上記第2内側面(152′)は、それぞれ上記第1ヨーク(60)の上記第1フランジ(62)と上記第2フランジ(64)に対向して、上記第1フランジ(62)と上記第2フランジ(64)から離隔して配置されることを特徴とする、請求項12に記載の電磁カプラー。
- 上記出力ロータ(30)の上記第1部分(72)は、上記歯に対向し、上記歯から離隔された磁性スタッド(158)で構成された環状の部材である内側クラウン(157)を有することを特徴とする、請求項18に記載の電磁カプラー。
- 上記内側クラウン(157)は、上記第1歯付クラウン(150)または上記第2歯付クラウン(152)が有する歯の数と同数の磁性スタッドを有することを特徴とする、請求項19に記載の電磁カプラー。
- 上記磁性スタッド(158)は、上記第1歯付クラウン(150)と上記第2歯付クラウン(152)の各上記歯を、少なくとも部分的に、同時に覆うことができるように、軸方向に伸びることを特徴とする、請求項19または20に記載の電磁カプラー。
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