CN104662322A - 离合器 - Google Patents

Abstract

离合器，具备：驱动侧旋转体；从动侧旋转体，能够在与驱动侧旋转体连结的第一位置和与驱动侧旋转体的连结被解除的第二位置之间沿驱动侧旋转体的轴向移动；及施力构件，对从动侧旋转体从第二位置朝向第一位置施力。从动侧旋转体具有沿施力构件的施力方向延伸的螺旋槽。离合器还具备能够插入该螺旋槽的销。

Description

离合器

技术领域

本公开的技术涉及通过将驱动侧旋转体与从动侧旋转体连结或解除该连结，来切换驱动侧旋转体和从动侧旋转体的动力传递状态的离合器。

背景技术

专利文献1以内燃机的摩擦的减少等为目的，提出了在曲轴与辅机之间设置离合器。专利文献1记载的离合器具备与曲轴连结而旋转的驱动侧旋转体和与辅机连结而相对于该驱动侧构件能够相对旋转的从动侧旋转体。通过磁铁的磁力而对这些旋转体进行压接，由此将离合器维持成连结状态。而且，对于设置在该离合器上的线圈执行通电控制，产生将上述磁力抵消的磁场，由此解除离合器的连结。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-203406号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，如专利文献1那样，在将驱动侧旋转体与从动侧旋转体压接而将离合器形成为连结状态的结构中，必须经由该离合器传递的转矩换言之由从动侧旋转体驱动而旋转的设备所需的转矩越大，就需要越大的压接力。并且，为了增大压接力而采用磁力更强的磁铁时，伴随于此，用于将该磁力抵消的线圈也变大。其结果是，离合器存在大型化的可能性。

本公开的目的在于提供一种即使在应传递的转矩大的情况下，也能够抑制大型化并切换动力传递状态的离合器。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的离合器具备：驱动侧旋转体；从动侧旋转体，能够在与所述驱动侧旋转体连结的第一位置和与所述驱动侧旋转体的连结被解除的第二位置之间沿所述驱动侧旋转体的轴向移动；施力构件，对所述从动侧旋转体从所述第二位置朝向所述第一位置施力；螺旋槽，设于所述从动侧旋转体，沿所述施力构件的施力方向延伸；及销，能够插入所述螺旋槽。

附图说明

图1是一实施方式的离合器的剖视图。

图2是图1的离合器的滑动件的侧视图。

图3是图2的滑动件的立体图。

图4是图3的滑动件的槽部的剖视立体图。

图5是固定有保持器的状态的滑动件的立体图。

图6(a)是离合器处于连结状态时的图，图6(b)是离合器处于连结解除状态时的图。

图7是表示图2的滑动件以及螺线管及销的主视图。

图8(a)、(b)是图7的螺线管的剖视图。

图9(a)～(f)是表示离合器的动作的图。

具体实施方式

以下，关于一实施方式的离合器，参照图1～图9进行说明。需要说明的是，本实施方式示出了适用于车辆的离合器，更详细而言，示出了设置在发动机的曲轴与空调装置的压缩机之间而切换两者间的动力传递状态的离合器。

如图1所示，离合器具备滑轮10和滑动件20。需要说明的是，滑轮10相当于驱动侧旋转体，滑动件20相当于从动侧旋转体。

滑轮10形成为越接近其基端(图1的右侧)而其外径越扩大的大致圆锥台状。在滑轮10的基端部的外周面上设有卷架带的多个槽11。该带也卷架于曲轴，通过该带而曲轴与滑轮10同步旋转。在滑轮10的内周面形成有从该内周面突出而沿轴向延伸的突出部12。突出部12形成为以滑轮10的轴线为中心的圆环状。滑轮10经由在其前端部(图1的左侧)设置的轴承13，以能够相对旋转的方式支承于压缩机的压缩机轴70。

压缩机轴70通过轴承711以能够相对旋转的方式支承于发动机机身72。当压缩机轴70旋转时，压缩机成为驱动状态而对制冷剂进行压缩。而且，在发动机机身72的与滑轮10面对的面上固定有圆环状的板73。

在压缩机轴70中，在位于两轴承13、71之间的部分的外周面形成有直线花键74。并且，滑动件20与该直线花键74嵌合。因此，滑动件20与压缩机轴70一体旋转，并且相对于压缩机轴70能够沿轴向移动。而且，滑动件20由配置在该滑动件20与发动机机身72之间的线圈状的弹簧21，朝向滑轮10(图1的左侧)施力。需要说明的是，该弹簧21相当于施力构件。而且，在滑动件20的外周面配置有多个滚珠22。滚珠22的直径Db与从滑动件20的外周面到滑轮10的突出部12的距离大致相同。因此，滚珠22与滑动件20的外周面和突出部12的内周面抵接。在滑动件20的外周面上固定有限制滚珠22的移动的保持器23。滑轮10、压缩机轴70及滑动件20的轴线一致，以下，将该轴线的延伸方向称为轴向。

接着，参照图2～图5，详细说明滑动件20的结构。

如图2及图3所示，滑动件20具备利用其外周面保持滚珠22的保持部24和相对于保持部24而靠近发动机机身72(图2的右侧)设置的槽部25。

保持部24具备具有大致圆形的截面形状的圆柱部26和具有正六边形的截面形状的六棱柱部27，六棱柱部27分别具有6个边部28和角部29。通过边部28的中点部30的圆的直径与圆柱部26的端面31的外径相同。另一方面，通过角部29的圆的直径比圆柱部26的端面31的外径大。因此，圆柱部26的截面朝向六棱柱部27而从圆形逐渐变化为六边形形状。

另外，在保持部24的中心部形成有沿轴向延伸而与压缩机轴70的直线花键74嵌合的孔32。

接着，说明滑动件20的槽部25的结构。

如图2及图4所示，槽部25具有螺旋槽33和环状槽34。螺旋槽33以在这些图中位于最上的部位为起点部35(0°)，以滑动件20的轴线为中心顺时针地回旋540°地延伸，越是从起点部35沿周方向分离的部位越缩径。即，在螺旋槽33中，与保持部24的六棱柱部27相对的竖立设置面即侧面(或侧壁)36越是从起点部35沿周方向分离的部位越接近滑轮10。在螺旋槽33中，第一周的侧面361的内径缘与第二周的侧面362的外径缘由周面37连接。因此，螺旋槽33如图2所示形成为截面阶梯状。

需要说明的是，在本实施方式中，螺旋槽33朝向滑动件20的轴线收敛的方向成为螺旋槽33的延伸方向。即，在轴向上朝向滑轮10的方向、换言之由弹簧21对滑动件20施力的方向成为螺旋槽33的延伸方向。

另外，在弹簧21的施力方向上比螺旋槽33靠前方侧(图2中的左侧)处，沿滑动件20的轴线的周方向延伸的环状槽34形成在滑动件20的整周。环状槽34以处于从螺旋槽33的起点部35回旋了540°后的位置的终点部38为其起点部40，从螺旋槽33连续地形成。环状槽34以其竖立设置面即侧面(或侧壁)39的轴向上的位置成为大致恒定的方式设置。而且，该侧面39的径向的长度越是从该起点部40沿周方向分离的部位越逐渐缩短。因此，当环状槽34为1周(540°～900°)时，回归到螺旋槽33的终点部38。

接着，参照图5来说明滑动件20的外周面上固定的保持器23的结构。

如图5所示，保持器23呈筒状，具有与保持部24的六棱柱部27的截面大致同形即正六边形的内孔41。向该内孔41插嵌滑动件20的保持部24，由此将保持器23固定于滑动件20的六棱柱部27。因此，保持器23与滑动件20一体旋转。而且，在保持器23中，在与保持部24的各中点部30对应的部分形成有以该中点部30为中心的保持孔42。保持孔42形成为越是靠保持部24的圆柱部26的部位，周方向的长度越短的形状。通过在该保持孔42内配置滚珠22，而在滑动件20的外周面的规定的位置保持滚珠。需要说明的是，滚珠22被允许向圆柱部26的外周面及向六棱柱部27的外周面的移动，且在位于六棱柱部27的外周面时，在规定的范围内也被允许向周方向的移动。

接着，说明具备这样的结构的离合器的动力传递状态的切换方式。

图6(a)示出了滚珠22在滑动件20的保持部24位于六棱柱部27的外周的状态。从六棱柱部27的各边部28的中点部30越接近角部29，各边部28的外表面与滑轮10的突出部12的间隙相对于滚珠22的直径Db越变窄。因此，例如当滑轮10沿图中的顺时针方向旋转时，与突出部12的内周面接触的各滚珠22沿顺时针方向移动，滚珠22不能旋转地嵌合在该间隙窄的部分。由此，滑轮10与滑动件20成为连结的状态，即离合器成为连结状态，滑轮10的旋转动力向滑动件20传递。其结果是，压缩机轴70旋转，压缩机成为驱动状态。

另一方面，如图6(b)所示，在滚珠22位于滑动件20的圆柱部26的外周的情况下，该圆柱部26的外周面与突出部12的间隙在整周维持成与滚珠22的直径Db大致相同的长度。因此，在这样的状态下例如滑轮10沿图中的顺时针方向旋转时，滚珠22在滑动件20与突出部12之间被允许旋转。因此，滑轮10与滑动件20的连结成为被解除的状态，即离合器成为切断状态，滑轮10的旋转动力不向滑动件20传递。其结果是，压缩机轴70未旋转，压缩机成为非驱动状态。

如图7所示，在板73中，在滑动件20的外周侧配置有螺线管50和与螺线管50连结的销60。销60在其一端部具有长孔61，在另一端部具有能够向滑动件20的槽部25插入的插入部62。而且，板73在销60的一端部与另一端部之间具有将销60支承为能够转动且沿滑轮10的轴向不能移动的轴部63。需要说明的是，在图1中，省略上述螺线管50及销60的图示。

在销60的长孔61经由连结构件64而连接有螺线管50的可动铁芯51。并且，如图7的实线所示，当可动铁芯51从螺线管50突出时，销60以轴部63为中心转动，该插入部62向槽部25插入。另一方面，如图7中的双点划线所示，当可动铁芯51被向螺线管50拉入时，销60以轴部63为中心转动，该插入部62被从槽部25拉出。

接着，详细说明螺线管50的结构。

如图8(a)所示，螺线管50具有可动铁芯51和保持该可动铁芯51的磁轭52，并且具有配置在磁轭52内的线圈53、承受部(固定铁心)58及磁铁54。在可动铁芯51的前端部形成有孔55。安装于该孔55的所述连结构件64向销60的长孔61插入(参照图7)。而且，在可动铁芯51的外周安装有环构件56，在该环构件56与磁轭52之间配置有弹簧57。该弹簧57对可动铁芯51发挥向从磁轭52突出的方向(图中的右方向)的作用力。

如图8(a)所示，在可动铁芯51突出的状态下，当执行向线圈53的通电时，通过该线圈53的磁力将可动铁芯51向磁轭52的内部拉入。并且，当可动铁芯51与承受部58抵接时，磁铁54将可动铁芯51拉入的吸引力(磁力)比弹簧57的弹性力强。在这样的状态下，当停止向线圈53的通电时，磁铁54的吸引力比弹簧57的弹性力强，因此如图8(b)所示，可动铁芯51保持为被拉入的状态。

另一方面，在可动铁芯51被拉入的状态下，当执行向线圈53的通电而产生将磁铁54的磁力抵消的逆磁场时，磁铁54的吸引力减弱，弹簧57的弹性力比该吸引力增大。因此，可动铁芯51突出至环构件56与磁轭52抵接的位置。这样，在可动铁芯51突出而从承受部58分离的状态下，弹簧57的弹性力比磁铁54的吸引力变强。因此，若由于暂时向线圈53通电而使可动铁芯51从承受部58分离，则之后即使停止通电，如图8(a)所示，通过弹簧57的弹性力也能将可动铁芯51保持为突出的状态。

因此，通过向螺线管50的线圈53的通电，使可动铁芯51移动，能够选择性地切换成将销60插入螺旋槽33的插入状态和从该螺旋槽33拉出的拉出状态。而且，在线圈53为非通电时，能够将销60维持成切换后的状态。

接着，参照图9，说明本实施方式的离合器的作用。

图9(a)示出了滑动件20由弹簧21的作用力施力且在轴向上最靠近滑轮10的状态。如该图所示，在滑动件20最靠近滑轮10时，滚珠22位于滑动件20的六棱柱部27的外周。在该状态下当滑轮10旋转时，滚珠22不能旋转地嵌合在滑轮10的突出部12与滑动件20之间而将滑轮10与滑动件20以能够进行动力传递的方式连结。因此，离合器成为连结状态，滑动件20及压缩机轴70与滑轮10一体旋转，压缩机被驱动。需要说明的是，这样离合器成为连结状态时的滑动件20的位置相当于第一位置。

另外，在这样的状态下，当执行向线圈53的通电时，如图9(b)所示，销60的插入部62插入到处于旋转状态的滑动件20的螺旋槽33内。于是，销60与螺旋槽33的侧面36进行滑接，滑动件20的旋转力的一部分被转换成轴向的力。因此，如图9(c)所示，滑动件20向轴向右侧、即从滑轮10分离的方向移动。此时，在滑动件20的外周设置的滚珠22伴随着滑动件20的向轴向的移动，从六棱柱部27的外周面上的位置向圆柱部26的外周面上的位置移动。

并且，如图9(d)所示，销60与螺旋槽33的侧面36滑接而滑动件20的向轴向的移动量增大时，滚珠22由保持器23的保持孔42引导而位于圆柱部26的外周。当滚珠22位于圆柱部26的外周时，滚珠22在滑动件20与突出部12之间成为被允许旋转的状态，滑动件20与突出部12的连结被解除。因此，离合器成为切断状态，压缩机的驱动停止。需要说明的是，这样离合器成为切断状态时的滑动件20的位置相当于第二位置。

另外，即使在这样滑轮10与滑动件20的连结被解除之后，滑动件20有时仍由于其惯性而维持旋转状态。关于这一点，如图9(d)所示，当销60与环状槽34的侧面39滑接时，滑动件20的旋转力未被转换成轴向的力。因此，滑动件20与滑轮10的连结被解除之后的滑动件20的向轴向的移动受到限制。

另一方面，将离合器从切断状态再次切换成连结状态时，执行向线圈53的通电，如图9(e)所示将销60的插入部62从环状槽34拉出。当从环状槽34拉出销60时，通过弹簧21的作用力而按压滑动件20，滑动件20向轴向左侧即接近滑轮10的方向移动。伴随着该滑动件20的移动，滚珠22从圆柱部26的外周面上的位置向六棱柱部27的外周面上的位置移动。并且，如图9(f)所示，当滑动件20被按压至最靠近滑轮10的位置时，滚珠22位于六棱柱部27的外周。因此，在滑轮10与滑动件20之间嵌合滚珠22，离合器成为连结状态。

根据以上说明的一实施方式，能得到以下的优点。

(1)在本实施方式中，为了解除离合器的连结，向处于旋转状态的滑动件20的螺旋槽33插入销60。并且，将滑动件20的旋转力的一部分转换成轴向的力，使滑动件20向第二位置移动。因此，通过滑动件20的旋转力能够得到为了将离合器的连结解除所需的力，即使是应传递的转矩大的情况，也能够抑制离合器的大型化且能够切换动力传递状态。

(2)在本实施方式中，将螺旋槽33在沿着轴向的剖视观察下形成为阶梯状。因此，能够缩短形成有螺旋槽33的部分的轴向上的长度，能够更良好地抑制离合器的大型化。

(3)在本实施方式中，销60与环状槽34滑接，来限制滑轮10与滑动件20的连结被解除之后的滑动件20的向轴向的移动。因此，能够缩短离合器的轴向上的长度，而实现离合器的省空间化。

(4)在本实施方式中，离合器具备滚珠22，在滑动件20移动到第一位置时，该滚珠22不能旋转地嵌合在滑动件20与滑轮10之间而将滑动件20与滑轮10连结，另一方面，在滑动件20移动到第二位置时，该滚珠22解除基于滑动件20和滑轮10的嵌合而解除滑动件20与滑轮10的连结。因此，例如与压接式的离合器不同，不会导致大型化，能够传递更大的转矩。

(5)在本实施方式中，采用自保持型的螺线管50作为螺线管50。因此，只要仅在切换离合器的动力传递状态时执行向线圈53的通电即可，能够减少螺线管的消耗电力。

需要说明的是，上述实施方式也可以通过对其进行了适当变更后的以下的方式来实施。

·在上述实施方式中，使用自保持型的螺线管50作为螺线管50，但是也可以使用仅在向线圈53通电期间将销60向螺旋槽33插入的螺线管。根据这样的结构，仅在向线圈53通电时将离合器的连结解除，因此在螺线管50发生故障而无法向线圈通电的情况下，离合器成为连结状态。因此，即使螺线管50发生故障也能够驱动压缩机。

·在上述各实施方式中，通过螺线管将销60在插入状态与拉出状态之间选择性地切换，但是例如也可以通过液压式的促动器等螺线管以外的促动器来切换销60的状态。

·在上述各实施方式中，通过滚珠22进行滑动件20与滑轮10之间的连结及其解除，但是也可以使用在滑动件20的外周面的一部分上形成压接面，通过将该压接面向滑轮10压紧而将离合器形成为连结状态的压接式的离合器。

·在上述各实施方式中，在滑动件20的外周面形成了槽部25，但也可以在滑动件20的内周面形成槽部25。

·在上述各实施方式中，采用的是在轴向上越接近滑轮10越缩径的截面阶梯状的螺旋槽33，但也可以变更这样的结构。

·在上述各实施方式中，具备环状槽34，但也可以省略环状槽34。

·在上述各实施方式中，将螺旋槽33形成为以从起点部35(0°)沿顺时针回旋540°的方式延伸的形状，但是螺旋槽33的回旋地延伸的范围可以设定为例如180°或720°等任意的范围。总之，只要能够通过螺旋槽33与销60的滑动而使滑动件20移动至第二位置即可。

·在上述各实施方式中，使用了线圈状的弹簧21作为施力构件，但是作为施力构件，也可以使用除此以外的形状的弹簧或橡胶等其他的构件。

·在上述各实施方式中，公开了设置在曲轴与压缩机之间并切换曲轴与压缩机之间的动力传递状态的离合器，但是本公开的离合器也可以适用于在水泵或油泵等其他的辅机与曲轴之间配置的离合器。而且，本公开的离合器并不局限于切换来自曲轴的动力的传递状态，也可以适用于切换来自其他的动力源的动力的传递状态的离合器。

·在上述各实施方式中，公开了限制销60的轴向的位置的结构，但是只要能够通过使销60与槽部25卡合而使滑动件20移动至第二位置即可，销60也可以被允许向轴向的移动。

Claims (6)

1.一种离合器，具备：

驱动侧旋转体；

从动侧旋转体，能够在与所述驱动侧旋转体连结的第一位置和与所述驱动侧旋转体的连结被解除的第二位置之间沿所述驱动侧旋转体的轴向移动；

施力构件，对所述从动侧旋转体从所述第二位置朝向所述第一位置施力；

螺旋槽，设于所述从动侧旋转体，沿所述施力构件的施力方向延伸；及

销，能够插入所述螺旋槽。

2.根据权利要求1所述的离合器，其中，

所述销以不能沿所述驱动侧旋转体的轴向移动的方式构成。

3.根据权利要求1或2所述的离合器，其中，

所述螺旋槽形成在所述从动侧旋转体的外周面，且形成为越靠所述施力方向的前方侧越缩径的阶梯状。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的离合器，其中，

所述从动侧旋转体具备环状槽，该环状槽设于比所述螺旋槽靠所述施力方向的前方侧处，沿所述从动侧旋转体的周方向延伸并且与所述螺旋槽连接，该环状槽构成为在所述从动侧旋转体移动到所述第二位置时所述销与环状槽滑接。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的离合器，其中，

所述离合器具备球体，所述从动侧旋转体与所述驱动侧旋转体经由该球体进行连结，该球体构成为在所述从动侧旋转体移动到所述第一位置时以不能旋转的方式嵌合于该从动侧旋转体与所述驱动侧旋转体之间而将两旋转体连结，另一方面，在所述从动侧旋转体移动到所述第二位置时解除基于该从动侧旋转体和所述驱动侧旋转体的嵌合而将两旋转体的连结解除。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的离合器，其中，

所述离合器具备螺线管，该螺线管将所述销选择性地切换成插入所述螺旋槽的插入状态和从该螺旋槽拉出的拉出状态，

所述螺线管是自保持型的螺线管，所述螺线管具备线圈，构成为通过向该线圈的通电而将所述销从插入状态及拉出状态中的一方向另一方切换，并且在非通电时将所述销维持为切换后的状态。