(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関への冷媒を送出する内燃機関の冷媒ポンプ（１０）において、
固定のポンプフレーム（２０）と、
前記内燃機関によって駆動可能な駆動ホイール（３０）と、
前記駆動ホイール（３０）によって駆動可能なポンプホイール（４０）と、
前記ポンプホイール（４０）に前記駆動ホイール（３０）を結合する切り換え可能な摩擦クラッチ（５０）と
を具備し、
前記摩擦クラッチ（５０）は、
シフト可能なクラッチディスク（５１）及び対応する摩擦面（５２）であって、
前記クラッチディスク（５１）が強磁性材料からなっていて、前記ポンプホイール（４０）に接続されて前記ポンプホイール（４０）と共に回転し且つ係合位置と非係合位置との間で軸線方向にシフト可能であり、
前記対応する摩擦面（５２）が前記駆動ホイール（３０）に配置されている、シフト可能なクラッチディスク（５１）及び対応する摩擦面（５２）と、
前記非係合位置に向けて前記シフト可能なクラッチディスク（５１）に予荷重の力で軸線方向の予荷重を付与する予荷重ばね（５３）と、
前記ポンプフレーム（２０）に固定されてなる永久的に磁化された固定の永久磁石（５４）であって、前記摩擦面（５２）に向けて前記シフト可能なクラッチディスク（５１）を前記係合位置に押しやる軸線方向の磁気吸引力をもたらす固定の永久磁石（５４）と、
前記固定の永久磁石（５４）と共に磁気回路に配置された電磁石（５５）であって、励磁された電磁石（５５）が前記固定の永久磁石（５４）の分極とは逆の分極を発生する極性化でもって作動されて前記シフト可能なクラッチディスク（５１）に対する前記固定の永久磁石（５４）の総磁気吸引力を減少させ、この結果、前記シフト可能なクラッチディスク（５１）が前記予荷重ばね（５３）によって前記非係合位置に押しやられる、電磁石（５５）と、
前記電磁石（５５）とは別個の強磁性体（５６）と
を含み、
前記固定の永久磁石（５４）は樹脂結合の永久磁石体（５８）であり、該永久磁石体（５８）は樹脂母材に埋設された永久的な磁気粒子を含み、
前記強磁性体（５６）は前記ポンプフレーム（２０）に固定され、
前記固定の永久磁石（５４）は前記電磁石（５５）を支持している、ことを特徴とする内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項２】
前記固定の永久磁石（５４）の前記磁気粒子はハードフェライトである、請求項１に記載の内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項３】
前記固定の永久磁石（５４）の前記磁気粒子は希土類からなる、請求項1又は２に記載の内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項４】
前記固定の永久磁石（５４）はリング形体である、請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項５】
前記固定の永久磁石（５４）の軸線方向長さは前記駆動ホイール（３０）の軸線方向長さの少なくとも１／４である、請求項１〜４の何れかに記載の内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項６】
前記強磁性体（５６）は樹脂結合のフェライト体であり、該フェライト体は樹脂の母材に埋設された強磁性粒子を含む、請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項７】
前記永久磁石（５４）の軸線方向長さは前記強磁性体（５６）の軸線方向長さの少なくとも１／２である、請求項１〜６の何れかに記載の内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項８】
前記電磁石（５５）はリング状コイルを備えている、請求項１〜７の何れかに記載の内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項９】
前記電磁石（５５）が励磁されないなら、前記固定の永久磁石（５４）の前記吸引力は前記予荷重ばね（５３）の予荷重よりも大きい、請求項１〜８の何れかに記載の内燃機関の冷媒ポンプ。
【請求項１０】
前記駆動ホイール（３０）と前記固定の永久磁石（５４）との間の径方向のギャップは１．０ｍｍよりも小さい、請求項１〜９の何れかに記載の内燃機関の冷媒ポンプ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に冷媒を送出する内燃機関の機械的な冷媒ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
機械的な冷媒ポンプは内燃機関、例えばポンプを駆動する駆動ベルトを使用することで駆動される冷媒ポンプである。効率化の理由から、内燃機関の温度が低いか又は作動領域に達していない限り、最少の冷媒の流れのみが必要とされるか又は最早、冷媒の流れは必要ではない。それ故、切り換え可能な機械的冷媒ポンプが使用され、該冷媒ポンプはクラッチを備え、該クラッチは駆動ホイールと冷媒を送出するポンプホイールとを結合する。内燃機関が冷態である限り、クラッチは非係合にされ、冷媒の循環は最少化されるか又は停止される。この結果、内燃機関の暖機が促進される。冷媒の循環が要求されたとき、クラッチは係合位置に切り換えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
公知のタイプのクラッチは機械的な摩擦クラッチであり、該摩擦クラッチは欧州特許出願公開第2299085号明細書に記載されているように、予荷重ばね、永久磁石及び電磁石の相互作用によって作動される。永久磁石は係合位置にクラッチを押しやる永久的な磁気吸引力をもたらす。電磁石が励磁されたとき、永久磁石の磁力は減少され、これにより、クラッチは前記ばねによって非係合位置に強制的に位置付けられる。永久磁石は高い磁気性能を備えた別個のスモールリングであり、例えば焼結ネオジムからなる永久磁石である。この種の磁石、即ち、希土類材料の磁石は高価であり、加工が困難である。付け加えて、永久磁石とクラッチディスクとの間にて磁場を伝導させる強磁性体が必要となる。
【０００４】
本発明の目的は、簡単且つコスト的に有効なクラッチ構成を備えるとともに電気機械的に切り換え可能な摩擦クラッチを備えた内燃機関の冷媒ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
該目的は、請求項１の特徴を備えた内燃機関の冷媒ポンプによって解決される。
【０００６】
冷媒ポンプは、固定のポンプフレームと、内燃機関によって駆動可能な駆動ホイールと、駆動ホイールによって駆動可能なポンプホイールと、ポンプホイールに駆動ホイールを結合する切り換え可能な摩擦クラッチとを備える。クラッチは、ポンプホイールに接続されたシフト可能なクラッチディスクと、対応する第２クラッチディスク、又は、対応する摩擦面とを含み、該摩擦面はシフト可能なクラッチディスクと対向して駆動ホイールに配置されている。シフト可能なクラッチディスクはポンプホイールと共に回転し、係合位置と非係合位置との間で軸線方向にシフト可能である。係合位置において、シフト可能なクラッチディスクは対応する摩擦面に向けて押しやられ、これにより、駆動ホイールの回転がポンプホイールに伝導される。非係合位置において、シフト可能なクラッチディスクは対応する摩擦面と接触しない。シフト可能なクラッチディスクは強磁性材料からなり、該強磁性材料は磁場によってシフト可能なクラッチディスクのシフトを可能にする。
【０００７】
軸線方向の予荷重ばねは、予荷重の力でシフト可能なクラッチディスクを非係合位置に向けて又は非係合位置の方向に付勢する(pretention)。予荷重ばねはポンプホイールと共に回転し、好ましくは、カップ状又はリーフ状のばねである。カップ状のばねは、必ずしも閉じたリング形状を有する必要がなく、２つ以上の径方向ばねによって形成されてもよい。また、ばねは、コイルばね、エラストマ−ばね又は他の種類のばねであってもよい。
【０００８】
永久的に磁化された永久磁石は、シフト可能なクラッチディスクを摩擦面に向かう係合位置に押しやる軸線方向の磁気吸引力をもたらす。電磁石が永久磁石と共に磁気回路に配置されている。電磁石が励磁されたとき、電磁石は永久磁石の分極とは逆の分極を発生する磁極化(polarization)でもって作動される。この作動は永久磁石の磁気吸引力を減少又は補償する結果となり、これにより、シフト可能なクラッチディスクは予荷重ばねの力によって非係合位置に強要、つまり、押しやられる。電磁石が励磁されないか又はスイッチオフされたなら、永久磁石は予荷重ばねのばね力に抗して、シフト可能なクラッチディスクを対応する摩擦面に向けて強要つまり引き付けるので、シフト可能なクラッチディスクは係合位置に留まるか又は係合位置にシフトされる。
【０００９】
永久磁石は樹脂結合の永久磁石体であって、永久的な磁気粒子、特に磁石粉を備えており、磁気粒子は樹脂の母材、特に熱可塑性の母材に埋設されている。好ましくは、２つの構成成分、即ち、磁石粉及び樹脂母材は改良された射出成形機内にて混合、加圧又処理される。樹脂結合磁石は軽量且つ自由に形作ることができる。従って、特に冷媒ポンプアセンブリ、磁石の位置及び／又は作動上の物理的条件に適合する特有の適合形態又は形状に永久磁石を型成形又は形成可能である。更にまた、比較的重い磁気粒子は樹脂体の体積内に一様に又は集中させて分布させ得るので、永久磁石の質量又は重量、質量中心及び／又は磁気性能の中心は個々に創出され且つ適合可能である。従って、永久磁石は個々の要求に関して個々に形成可能である。永久磁石は冷媒ポンプの他の構成部品内に完全に包囲されるか又は他の構成部品と一体化可能である。永久磁石は冷媒ポンプの構成部品の本体に接着剤、加圧又は留め具で固定又は取り付け可能である。更にまた、永久磁石自体は、ポンプフレーム等の冷媒ポンプの他の本質的な構成部品として形作られるか又は提供され、一方、１つの永久磁石として働くことができる。一般的に、磁力を伝導する付加的な強磁性体は必要ではなく、これは冷媒ポンプの重量及びコストを削減する。
【００１０】
本発明の好適な実施形態によれば、永久磁石の磁気粒子はハードフェライト材料からなる。ハードフェライトは通常の種類の磁気材料である。フェライトの磁気粒子が樹脂の母材に充分な量だけ埋設されるので、永久磁石に強力な磁気性能を提供することができる。
【００１１】
本発明の他の実施形態によれば、永久磁石の磁気粒子はネオジム等の希土類の磁気材料からなる。従って、永久磁石は冷媒ポンプの小さな構成部品として形作ることできる一方、なお、係合位置にクラッチディスクを押しやる充分な磁気性能を提供できる。一般的に、永久磁石の磁気粒子はハードフェライト材料の粒子と希土類磁性材料の粒子と混合物又は他の磁気材料の粒子の混合物である。
【００１２】
好ましくは、永久磁石はリング状体又は円筒状体であり、２つの開口した前端を備えている。この結果、永久磁石は冷媒ポンプへの容易な組み込みに関し、完全に適合可能である。一般的に、永久磁石は、特に永久磁石に近接又は隣接して配置される構成部品等、例えば、冷媒ポンプのポンプフレーム、駆動ホイール又は他の構成部品等に対応した任意の形状でもって提供することができる。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、永久磁石の軸線方向長さは駆動ホイールの軸線方向長さの少なくとも１／４である。一般に、永久磁石は冷媒ポンプの他の構成部品によって完全又は部分的に包囲可能である。好ましくは、永久磁石は駆動ホイールによって包囲されるか又は駆動ホイールに収容される。更にまた、好ましくは、永久磁石は固定部品であって、駆動ホイールは回転部品であり、これにより、永久磁石と駆動ホイールとの間に小さなギャップが形成される。また、機械的なギャップは磁気ギャップであり、永久磁石から駆動ホイールへの磁場の伝導に関し、磁気抵抗の増加をもたらすことができる。永久磁石の軸線方向長さが駆動ホイールの軸線方向長さの少なくとも１／４であるなら、永久磁石及び駆動ホイールにおける総表面の比較的大きな部分がオーバラップした状体で互いに近接して配置可能となる。この結果、総磁気抵抗は比較的小さく、これにより、永久磁石によって発生された磁場は磁力の著しい損失無しにギャップを通じて伝導可能である。一般的に、冷媒ポンプにおけるポンプフレーム等の他のフェライト構成部品は永久磁石と駆動ホイールとの間に配置可能である。更にまた、永久磁石は冷媒ポンプにおける電磁石等の１つ以上の他の構成部品を支持又は包囲することができる。
【００１４】
本発明の好適な実施形態によれば、永久磁石はポンプフレームに固定されている。該ポンプフレームは固定であって、ポンプハウジングとなることができる。しかしながら、永久磁石は駆動ホイール等の回転構成部品の一部となることもできる。永久磁石が駆動ホイールに固定されているなら、永久磁石の係合吸引力を弱める磁気ギャップの数は最少まで減少できる。更にまた、永久磁石が駆動ホイールに直接的に備えられ、そして、駆動ホイールが摩擦クラッチの２つの面の一方を形成するなら、クラッチを係合する永久磁石の吸引力は最大化される。しかしながら、駆動ホイールに固定された永久磁石は振動及び熱、特に摩擦クラッチによって発生される熱に晒される。回転構成部品の振動、熱又はその他の負の作用は永久磁石における磁気性能の劣化又は減少をもたらす。この結果、シフト可能なクラッチディスクを係合位置に押しやる永久磁石の磁力は益々減少する。最後には、永久磁石の磁力は予荷重ばねの予荷重力よりも小さくなり、この結果、シフト可能なクラッチディスクは非係合位置に切り換えられる、即ち、シフトされる。従って、充分な冷媒の循環が保証されず、内燃機関の重大な損傷が出現する。更に、クラッチはフェールセーフではない。これ故、永久磁石は固定、好ましくはポンプフレームにて固定されている。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、永久磁石は電磁石を支持、固定及び／又は包囲する。また、一般的には、永久磁石は冷媒ポンプの他の構成部品を支持する。また、一般的には、電磁石は固定のポンプフレーム又は冷媒ポンプの他の構成部品に直接に固定可能である。電磁石が永久磁石によって支持されるなら、電磁石は永久磁石によって完全又は部分的に包囲でき、これにより、電磁石及び永久磁石の表面における比較的大きな部分が互いに近接して配置される。この結果、電磁石によって発生された磁場は近接した表面の比較的大きな部分を介して永久磁石に伝導され、これにより、磁気抵抗が最少に減少される。従って、永久磁石の磁力を完全に補償するために、電磁石は比較的低い磁気性能を備えているだけで充分である。これ故、電磁石はそのサイズが比較的小さく、この結果、冷媒ポンプの重量及びサイズの減少が可能である。
【００１６】
本発明の好適な実施形態によれば、クラッチは、電磁石とは別個の強磁性体又は黒色鉄体(back iron body)を含み、これらは強磁性材料からなり、磁場を伝導可能である。特に、強磁性体は係合位置にシフト可能なクラッチディスクを押しやるため、永久磁石によって発生された磁場をシフト可能なクラッチディスクに伝導するために備えられている。更にまた、強磁性体は電磁石によって発生された磁場を永久磁石に伝導するために備えられている。
【００１７】
好ましくは、別個の強磁性体は固定のポンプフレームに固定されている。また、一般的に、強磁性体は駆動ホイール等の回転構成部品の一部となることができる。しかしながら、振動及び衝撃は強磁性体に微小なクラックをもたらし、該微小なクラックは強磁性体の磁気伝導性を劣化又は低下させる。この結果、永久磁石の磁場の伝導が劣化し、これにより、シフト可能なクラッチディスクは係合位置に切り換えできないか又は係合位置に留まることができない。従って、充分な冷媒の循環が保証されない。これ故、好ましくは、強磁性体は固定して配置される。
【００１８】
本発明の好適な実施形態によれば、別個の強磁性体は永久磁石及び／又は電磁石を支持、固定及び／又は包囲する。電磁石及び／又は永久磁石は別個の強磁性体によって完全又は部分的に包囲可能である。次に、別個の強磁性体は固定のポンプフレーム及び／又は駆動ホイールによって完全又は部分的に包囲できる。従って、冷媒ポンプのサイズは最小に減少可能である。更にまた、電磁石及び／又は永久磁石に対して強磁性体の表面の大部分はオーバラップした状態で互いに近接して配置可能である。従って、磁気抵抗の増加をもたらす磁気ギャップの数は最少に減少可能である。従って、電磁石及び／又は永久磁石の磁場は前記表面の比較的大きなオーバラップ領域を介して強磁性体に伝導可能である。 
【００１９】
本発明の好適な実施形態によれば、別個の強磁性体は樹脂結合のフェライト体であって、フェライト体は樹脂母材に埋設された強磁性粒子を備えている。樹脂結合のフェライトは軽量且つ自由に形作ることができる。従って、別個の強磁性体は特有の適合形状、特に、冷媒ポンプアセンブリや強磁性体の位置付け、そして、強磁性体における作動上の物理的な要求に適合させて型成形又は形作ることができる。更にまた、別個の強磁性体は樹脂体の体積内に一様又は集中して分布された磁気粒子を備えることができる。これ故、別個の強磁性体の質量又は重量、質量中心及び／又は磁気伝導能の中心は個々に創出でき且つ適合可能である。強磁性体は冷媒ポンプの構成部品の本体に接着剤、加圧又留め具によって固定又は取り付け可能である。代替的に、強磁性体自体は冷媒ポンプにおけるポンプフレーム等の本質的な構成部品として形作ることができ、一方、磁場を伝導可能である。
【００２０】
本発明の好適な実施形態によれば、永久磁石の軸線方向長さは別個の強磁性体の軸線方向長さの少なくとも１／２である。好ましくは、別個の強磁性体は永久磁石を包囲、収容又は永久磁石に近接して配置される。これ故、永久磁石及び強磁性体の表面の比較的大きな部分が互いに近接して配置可能である。従って、永久磁石によって発生された磁場は近接して配置された前記表面を介して強磁性体に伝導可能であり、これにより、磁気抵抗は比較的低い。従って、永久磁石に比較的低い磁気性能を備えるだけで充分である。これ故、永久磁石は比較的高価ではない。更にまた、永久磁石は冷媒ポンプにおける電磁石等の１つの以上の構成部品を支持又は包囲するように構成することもできる。
【００２１】
好ましくは、電磁石はリング状コイルを備えている。一般的に、励磁コイルは永久磁石のリング体と軸線方向にオーバラップすることができる。このような構成はリング状コイルによって発生された電磁場が永久磁石によって発生された磁場を効果的に減少又は補償することを可能にする。
【００２２】
好ましくは、電磁石が励磁されないなら、永久磁石の吸引力は予荷重ばねにおける予荷重の力よりも大きい。シフト可能なクラッチディスクが非係合位置にあって、電磁石が励磁されないなら、永久磁石の有効な吸引力は充分に強く、予荷重ばねにおける予荷重の力に抗してシフト可能なクラッチディスクを係合位置にシフトさせる。従って、フェールセーフ位置は係合位置である。
【００２３】
本発明の好適な実施形態によれば、駆動ホイールと永久磁石との間の径方向のギャップは１．０ｍｍよりも小さい。好ましくは、永久磁石は固定部品、駆動ホイールは回転部品であり、これにより、このような冷媒ポンプの構成部品間に機械的なギャップが提供される。好ましくは、駆動ホイールは強磁性材料からなり、永久磁石によって発生された磁場は駆動ホイールの本体を介してシフト可能なクラッチディスクに伝導可能である。また、駆動ホイールと永久磁石との間の機械的なギャップは永久磁石によって発生された磁場を弱めるか又は低下させる磁気ギャップである。機械的なギャップが小さい、即ち、１．０ｍｍよりも小さければ、磁気ギャップは最少に減少でき、これにより、磁気抵抗は比較的低い。従って、高価ではない永久磁石は比較的低い磁気性能を備えるだけで充分である。
【００２４】
本発明の３つの実施形態が以下の図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電磁石を支持する永久磁石を備えた内燃機関の冷媒ポンプの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】電磁石及び永久磁石を支持する別個の強磁性体を備えた内燃機関の冷媒ポンプの第２実施形態を示す断面図である。
【図３】永久磁石を支持する別個の強磁性体を備えた内燃機関の冷媒ポンプの断面内にて磁場線を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は切り換え可能な冷媒ポンプ１０の縦断面を示し、該冷媒ポンプ１０は内燃機関（図示しない）によって駆動されて、内燃機関のエンジンブロック（図示しない）の冷媒通路を通じて液状の冷媒を送出する。以下の記載は前記縦断面を参照する。
【００２７】
冷媒ポンプ１０は固定のポンプフレーム２０、駆動ホイール３０及びポンプホイール４０を備え、該ポンプホイール４０は回転軸４１によって支持されている。駆動ホイール３０は共に回転するプーリ３４を含み、該プール３４は駆動ベルト３４１によって駆動される。冷媒ポンプ１０には切り換え可能な摩擦クラッチ５０が配置されており、該摩擦クラッチ５０は、永久磁石５４、電磁石５５及び予荷重(pretension)ばね５３の相互作用によって係合位置と非係合位置との間で切り換えられる。係合位置にて、摩擦クラッチ５０は駆動ホイール３０をポンプホイール４０に接続する。
【００２８】
回転可能な駆動ホイール３０はＵ字形の断面を有し、駆動ホイール３０の開口側はポンプホイール４０側の軸線方向に向けられている。Ｕ字形の駆動ホイール３０の径方向の外側脚３１は円筒形状をなし、円筒形状のプーリ３４を形成する。駆動ホイール３０の径方向の内側脚３２も同様に円筒形状をなしてスリーブ１４まで縮径され、該スリーブ１４は駆動ホイール３０を共に回転可能にして支持する。駆動ホイール３０の２つの脚３１，３２は径方向でみてリング状の接続プレート３３で接続されている。駆動ホイール３０は一体品であり、強磁性材料からなっている。
【００２９】
駆動ホイール３０の接続プレート３３は幾つかの開口３５を備え、これら開口３５は接続プレート３３回りの周方向に分布されている。開口３５はシフト可能なクラッチディスク５１に対応し、特に摩擦面５２の領域にて接続プレート３３内に配置されている。従って、外側脚３１から内側脚３２又はその逆に伝導される磁場は接続プレート３３の残りの材料、即ち、複数のスモールバー(small bars)を介して偏向される。永久磁石５４によって発生された磁場は、接続プレート３３、特に対応する摩擦面５２に向けて、シフト可能なクラッチディスク５２を吸引する磁気吸引力をもたらす。従って、クラッチ５０は係合位置に切り換えられて、駆動ホイール３０の回転がポンプホイール４０に伝導される。更にまた、シフト可能なクラッチディスク５１が開口３５の領域にて接続プレート３３に一旦接触すれば、シフト可能なクラッチディスク５１は磁気ブリッジとして働き、永久磁石５４によって発生された磁場が接続プレート３３のスモールバー及びシフト可能なクラッチディスク５１を介して伝導される。
【００３０】
スリーブ１４は外側ボール軸受１１によって支持され、内側ボール軸受１２を支持している。特に、スリーブ１４は外側ボール軸受１１の内側リングであり、内側ボール軸受１２の外側リングである。外側ボール軸受１１は固定のポンプフレーム２０の円筒部分２１によって支持されている。内側ボール軸受１２は回転軸４１を支持している。
【００３１】
ポンプホイール４０は回転軸４１によって支持され、共に回転可能である。回転軸４１は冷媒ポンプ１０の基端にポンプロータ４２を、冷媒ポンプ１０の先端にハブ体４３を備えている。回転軸４１は内側ボール軸受１２によって回転可能に支持され、内側ボール軸受１２は次にスリーブ１４によって支持されている。スリーブ１４は外側ボール軸受１１によって回転可能に支持され、外側ボール軸受１１は次に固定のポンプフレーム２０によって支持されている。固定のポンプフレーム２０はフランジを備え、該フランジは内燃機関のエンジンブロック（図示しない）に対して可撓性を有する。回転軸４１は軸シールによりポンプフレーム２０に対してシールされている。
【００３２】
摩擦クラッチ５０は冷媒ポンプ１０の先端に配置され、軸線方向にシフト可能なクラッチディスク５１と、対応した摩擦面５２とを含む。摩擦面５２の代替として、第２摩擦クラッチディスクが配置可能である。対応する摩擦面５２はシフト可能なクラッチディスク５１と対向して配置され、クラッチディスク５１は駆動ホイール３０の２つの脚３１，３２を接続する径方向の接続プレート３３の軸線方向外面（先端）に近接している。シフト可能なクラッチディスク５１は予荷重ばね５３によって支持され、該ばね５３は回転軸４１上のハブ体４３に固定されている。シフト可能なクラッチディスク５１は摩擦リング体であって、強磁性材料からなり、３つの弾性コネクタ１３を介して予荷重ばね５３に弾性的に接続されている。
【００３３】
予荷重ばね５３は、シフト可能なクラッチディスク５１を対応する摩擦面５２から軸線方向に離れたクラッチ５０の非係合位置に位置付ける予荷重を発生する。ばね５３は径方向の３つのばねアームによって形成され、これらばねアームはその径方向外端がシフト可能なクラッチディスク５１に接触し、且つ、その径方向内端が支持リングに対して接線方向に固定されるように配置されている。支持リングは回転軸４１及びハブ体４３によって支持され、共に回転可能である。
【００３４】
永久磁石５４はＵ字形の駆動ホイール３０のリング状のスペースに配置され、特に径方向でみて２つの脚３１，３２間に配置されている。永久磁石５４はリング体の形状をなし、軸線方向に磁化されている。永久磁石５４は固定のポンプフレーム２０の円筒部分２１によって支持され、非回転部品である。永久磁石５４によって発生された磁場は駆動ホイール３０に伝導される。この目的のため、永久磁石５４は該永久磁石５４の面のうち、その３つが駆動ホイール３０に近接するように配置されている。特に、磁場は永久磁石５４から外側脚３１の径方向内面、内側脚３２の径方向外面及び接続プレート３３の基端面を介して駆動ホイール３０に伝導される。固定の永久磁石４と回転可能な駆動ホイール３０との間には小さいギャップが備えられ、永久磁石５４と駆動ホイール３０とは機械的に接触していない。永久磁石５４は電磁石５５を支持しており、該電磁石５５は別個の強磁性体５６によって部分的に包囲されている。
【００３５】
強磁性体５６は永久磁石５４に近接して配置され、Ｕ字形の駆動ホイール３０によって更に包囲されている。強磁性体５６はポンプフレーム２０によって支持され、非回転部品である。別個の強磁性体５６は、電磁石５５によって発生された電磁場を永久磁石５４に沿って伝導することで、永久磁石５４によって発生された磁場及び磁力の減少又は補償をもたらすように形成されている。
【００３６】
電磁石５５はリング状の励磁コイルを含む。電磁石５５が励磁されたとき、電磁石５５は、永久磁石５４によって発生された磁場の分極に抗して作用する一定の分極(constant polarization)を備えたリング状の電磁場を発生し、この結果、永久磁石５４の総磁力は、軸線方向の予荷重の力が軸線方向の永久磁石５４の総磁力よりも大きくなるレベルまで減少される。従って、シフト可能なクラッチディスク５１は非係合位置に押しやられる、つまり、シフトされる。シフト可能なクラッチディスク５１は電磁石５５が励磁されている限り、非係合位置に留まる。電磁石５５が励磁されないとき、軸線方向の総磁力は永久磁石５４の磁力に一致する。従って、永久磁石５４の磁力は予荷重ばね５３の力に抗して、シフト可能なクラッチディスク５１を係合位置に引き付けるうえで充分に強い。これ故、電磁石５５が故障したなら、シフト可能なクラッチディスク５１は係合及び／又は係合維持され，この結果、クラッチ５０はフェールセーフなものなる。
【００３７】
図２は切り換え可能な冷媒ポンプ１０の他の実施形態の縦断面を示す。
【００３８】
冷媒ポンプ１０は、固定のポンプフレーム２０、駆動ホイール３０、ポンプホイール４０及びクラッチ５０を備えている。図２のクラッチ５０は永久磁石５４を備え、該永久磁石５４はスリーブ体として形作られ、駆動ホイール３０における外側脚３１の内面に隣接して配置されている。永久磁石５４は軸線方向に磁化され、固定のポンプフレーム２０における円筒部分２１の軸線方向長さの少なくとも２／３の軸線方向長さを有する。これ故、永久磁石５４は比較的長い面を含み、該面は駆動ホイール３０に隣接して配置されている。従って、永久磁石５４の磁場はオーバラップした面の比較的長い領域を介して永久磁石５４から駆動ホイール３０に伝導され、磁気抵抗は比較的低い。これ故、永久磁石５４は比較的に低い磁気的能力を備えるだけで充分である。
【００３９】
永久磁石５４は径方向でみて、ポンプフレーム２０の円筒部分２１と駆動ホイール３０の外側脚３１との間の位置にて配置されている。固定の永久磁石５４と回転可能な駆動ホイール３０との間には径方向のギャップが配置され、永久磁石５４は駆動ホイール３０と接触していない。永久磁石５４は別個の強磁性体５６によって支持され、該強磁性体５６は次にポンプフレーム２０の円筒部分２１によって支持されている。更に、強磁性体５６は電磁石５５を支持し、該電磁石５５は駆動ホイール３０における外側脚３１の内面に隣接して配置され、永久磁石５４に対して軸線方向に隣接している。永久磁石５４、電磁石５５及び強磁性体５６はＵ字形状の駆動ホイール３０によって包囲されている。
【００４０】
これ故、図２に示された冷媒ポンプ１０はコンパクト且つスリムなデザインである。
【００４１】
図３は、切り換え可能な冷媒ポンプ１０の縦断面に視覚化した磁場線を示しており、該冷媒ポンプ１０は図１の冷媒ポンプと同様なものである。
【００４２】
図３は、摩擦クラッチ５０を備えた冷媒ポンプ１０を示し、該摩擦クラッチ５０は係合位置に切り換えられている。
【００４３】
冷媒ポンプ１０は永久磁石５４を備え、該永久磁石５４はスリーブ体として形作られている。永久磁石５４は駆動ホイール３０の内側脚３２と外側脚３１との間の径方向の位置に配置され、特に駆動ホイール３０における内側脚３２の径方向外面に隣接して配置されている。永久磁石５４は比較的長い面を備え、該面は駆動ホイール３０に近接して配置されている。従って、永久磁石５４によって発生された磁場は、オーバラップ面の比較的長い領域を介して駆動ホイール３０に伝導され、磁気抵抗は比較的小さい。
【００４４】
固定の永久磁石５４と回転可能な駆動ホイール３０との間には径方向のギャップが配置され、永久磁石５４と駆動ホイール３０とは非接触である。前記ギャップは小さく、例えば１．０ｍｍよりも小さく、磁気ギャップ抵抗は低い。永久磁石５４によって発生される磁場の磁場線は図３中、時計方向の矢印として示されている。電磁石５５が励磁されたなら、電磁石５５は、永久磁石５４によって発生された磁場の分極に抗して作用する一定の分極を備えたリング状の電磁場を発生する。電磁石５５によって発生された磁場の磁場線は図３中、反時計方向の矢印で示されている。
【００４５】
永久磁石５４は別個の強磁性体５６によって支持され、また、該強磁性体５６は径方向でみて駆動ホイール３０の内側脚３２と外側脚３１との間に配置されている。強磁性体５６はポンプフレーム（図示しない）によって支持可能である。更にまた、強磁性体５６は電磁石５５を支持し、該電磁石５５は外側脚３１の内面に隣接して配置されている。永久磁石５４、電磁石５５及び強磁性体５６はＵ字形の駆動ホイール３０によって包囲されている。
【００４６】
駆動ホイール３０の接続プレート３３は複数の軸線方向の開口３５を備え、これら開口３５は接続プレート３３回りの周方向に分布されている。開口３５間には接続プレート３３の残りの材料、即ち、複数のスモールバーが配置されている。係合位置に切り換えられたシフト可能なクラッチディスク５１は永久磁石５４の磁場により接続プレート３３、特に、対応する摩擦面５２に向けて引き付けられている。これ故、シフト可能なクラッチディスク５１は磁気ブリッジとして働き、これにより、永久磁石５４の磁場は内側脚３２から外側脚３１に内外の脚３２，３１間のスモールバー及びシフト可能なクラッチディスク５１を介して伝導される。これ故、シフト可能なクラッチディスク５１は、磁気的な吸引力によって係合位置に押しやられる。
【符号の説明】
【００４７】
１０          冷媒ポンプ
１１          外側ボール軸受
１２          内側ボール軸受
１３          コネクタ
１４          スリーブ
２０          ポンプフレーム
２１          円筒部分
３０          駆動ホイール
３１          外側脚
３２          内側脚
３３          接続プレート
３４          プーリ
３４１        駆動ベルト
３５          開口
４０          ポンプホイール
４１          回転軸
４２          ロータ
４３          ハブ体
５０          クラッチ
５１          シフト可能なクラッチディスク
５３          予荷重ばね
５４          永久磁石
５５          電磁石
５６          強磁性体
５８          樹脂結合の永久磁石の本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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