JP2001323949A - 電磁スプリングクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクト性を害することなく、コイルスプ
リングが巻付く際に生ずる異音の漏出防止を図る上で有
効な電磁スプリングクラッチを提供する。 【解決手段】 駆動源から動力を受けて回転する入力プ
ーリ１と、電磁コイル５ａと、この電磁コイル５ａへの
通電又は遮断に対応して入力プーリ１に吸着又は離脱さ
れるアーマチャ１１と、水ポンプヒータのポンプ軸８に
設けられた出力ハブ７と、入力プーリ１の円筒部１ａ及
び出力ハブ７のフランジ部７ｂの外周面上に配置される
とともに、一端がアーマチャ１１に結合され、他端が出
力ハブ７に結合されたコイルスプリング４と、コイルス
プリング４を外側から包み込むように配置されるととも
に出力ハブ７に固定されたスプリングカバー１２とを備
えた電磁スプリングクラッチにおいて、スプリングカバ
ー１２の内周面にはラバーからなる板状部材１５を接着
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＤＥ３１４
７４６８に開示される水ポンプヒータやコンプレッサー
のような自動車用補機を断続的に駆動する用いられる電
磁スプリングクラッチに係り、詳しくは補機の入力軸と
エンジンの出力要素とを、コイルスプリングの巻付きと
解放によって接・断する電磁スプリングクラッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁スプリングクラッチは、エン
ジンから動力を受けて回転する入力プーリと、電磁コイ
ルと、この電磁コイルへの通電又は遮断に対応して前記
入力プーリに吸着又は離脱されるアーマチャと、自動車
用補機の回転軸に設けられた出力ハブと、前記入力プー
リ及び出力ハブに設定された巻付き面上に配置されると
ともに、一端が前記アーマチャに結合され、他端が前記
出力ハブに結合されたコイルスプリングとを備えてい
る。そして、電磁コイルへの通電によって入力プーリに
アーマチャが吸着されると、コイルスプリングが入力プ
ーリと出力ハブの巻付き面に巻き付き、この巻き締め力
によって入力プーリのトルクが出力ハブを介して自動車
用補機の回転軸に伝達されるようになっている。

【０００３】ところで、上記のような構成の電磁スプリ
ングクラッチは、コイルスプリングが巻き付く際に、巻
付き面とスプリングとの摩擦による耳障りな異音が発生
するという問題がある。そのため、上記のような問題を
解消すべく改良された電磁スプリングクラッチが提案さ
れており、そのような電磁スプリングクラッチは、例え
ば特開平７−２０５６７２号公報に開示されている。上
記公報記載の電磁スプリングクラッチは、動力取出し装
置に適用したものである。これは、電磁スプリングクラ
ッチ全体をケーシングによって内蔵するとともに、ケー
シング内に形成された油溜め室内にコイルスプリングを
配置したものであり、コイルスプリングが動力取出し軸
と出力軸の外周に巻き付く際の異音が外部へ漏出しない
ように油溜め室内の潤滑油によって遮音するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
電磁スプリングクラッチの遮音構造は、要するに、潤滑
油を遮音手段として利用することを特徴とするものであ
り、そのために、電磁スプリングクラッチの全体をケー
シングによって包囲するという構成を採用している。と
ころが、このような構成を採用したときは、装置全体が
大型化することは避けられない。一般に、自動車用補機
に適用される電磁スプリングクラッチは、搭載スペース
の関係で、コンパクト性を要求されるものであるが、上
記した公報記載の電磁スプリングクラッチでは、上記要
求に応えることが困難で、搭載性を害することになって
しまう。また、潤滑油を利用する方式であることから、
潤滑油を定期的に交換しなければならないという煩わし
さもある。

【０００５】本発明は、上述した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、コンパ
クト性を害することなく、コイルスプリングが巻付く際
に生ずる異音が外部へ漏出することを防止する上で有効
な電磁スプリングクラッチを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明に係る電磁スプリングクラッチは、特許請求
の範囲の各請求項に記載の通りの構成を備えた。従っ
て、請求項１に記載の発明によれば、遮音手段を必要と
する箇所、すなわちスプリングカバーに遮音手段を配置
するという、言わば適材適所的な構成を備えた電磁スプ
リングクラッチを提供できる。このため、コンパクト性
を害することを回避しつつ、コイルスプリングの巻き付
き時に発生する異音が外部に漏出することを可及的に防
止することができる。従って、電磁スプリングクラッチ
を、例えば自動車の補機用クラッチとして適用した場合
には、その搭載性を害することがない。

【０００７】また、請求項２に記載の発明によれば、ス
プリングカバーの少なくとも内周面に吸音材を設けたこ
とにより、異音の外部への漏出を防止する遮音手段を簡
素な構造で成立できる。この場合、吸音材としては、ラ
バーのような板状材料や多孔質樹脂あるいはフェルトや
グラスウール等を採用することが可能である。

【０００８】また、請求項３に記載の発明によれば、カ
バーの少なくとも一部を吸音材によって構成することに
よって、簡素な構造で異音の外部への漏出を防止するこ
とが可能な遮音手段を有する電磁スプリングクラッチを
提供できる。この場合の吸音材も請求項２の発明と同
様、板状部材や多孔質樹脂等を用いることができる。

【０００９】また、請求項４に記載の発明によれば、ス
プリングカバーを２重構造とし、カバー間に遮音層を備
えたことによって、異音の外部への漏出を抑えることが
できる。この場合、遮音層としては、例えば液層又は空
気層を利用できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
に係る電磁スプリングクラッチを示す縦断面図であり、
図２はスプリングカバーの遮音構造を拡大して示す部分
断面図である。図１に示すように、略円筒形の入力プー
リ１は、自動車用補機である、例えば暖房補助用として
備えられる水ポンプヒータのハウジング２の一端に形成
された小径円筒部２ａの外周に軸受３によって回転可能
に支持され、駆動源としてのエンジンＥから取り出され
た動力によってＶベルトを介して駆動される。入力プー
リ１は磁性材料としての、例えば鋼材からなり、防錆の
ためクロメート処理が施されている。なお、この入力プ
ーリ１が本発明の駆動側部材に対応する。

【００１１】また、入力プーリ１は一方の側面から軸方
向に同心的に突出する円筒部１ａを有し、この円筒部１
ａの外周面がコイルスプリング４の巻き付き面を構成し
ている。また、入力プーリ１の他方の側面に形成された
環状の凹溝１ｂ内には、円環状の電磁コイル５ａを内蔵
したステータ５が相対回転可能に収容され、該ステータ
５はハウジング２にサークリップ６によって止められて
いる。

【００１２】出力ハブ７は、円筒部７ａとフランジ部７
ｂを有し、円筒部７ａが水ポンプヒータのポンプ軸８の
外周端部にスプライン嵌合され、厚肉の座金９を介して
ボルト１０によって固定されて抜け止めされている。そ
して、出力ハブ７のフランジ部７ｂの外周面が前記入力
プーリ１の円筒部１ａの外周面と整合されてコイルスプ
リング４の巻き付き面を構成している。なお、この出力
ハブ７が本発明の出力側部材に対応する。また、前記入
力プーリ１の円筒部１ａ側の側面には、前記電磁コイル
５ａに対向して円環状のアーマチャ１１が配置されてい
る。入力プーリ１の円筒部１ａ外周面と、出力ハブ７の
フランジ部７ｂ外周面とによって構成される巻付き面上
にトルク伝達部材としてのコイルスプリング４が配置さ
れており、そのコイルスプリング４は、一端がアーマチ
ャ１１の内周側に形成された凹部に掛止されて結合さ
れ、他端がフランジ部７ｂの外周側に形成された凹部に
掛止されて結合されている。

【００１３】上記の出力ハブ７、コイルスプリング４及
びアーマチャ１１の３部品は、スプリングカバー１２に
よって覆われている。すなわち、スプリングカバー１２
は鋼材製であり、上記の３部品を外側から包み込むこと
が可能な筒部１２ａと鍔部１２ｂとを有する断面略ハッ
ト形に形成されている。そして、筒部１２ａによって出
力ハブ７のフランジ部７ｂの側面及びコイルスプリング
４全体を外側から包み込むように配置され、フランジ部
７ｂの側面に重ね合わせた状態で周縁部を複数のボルト
１３によって締着されている。

【００１４】また、スプリングカバー１２の鍔部１２ｂ
は、外周縁が軸方向に筒形に突出され、その筒部内周面
にアーマチャ１１が軸方向に摺動可能に嵌合されてい
る。アーマチャ１１のスプリングカバー１２との対向面
側には、円周上の複数箇所にマグネット１４が取り付け
られている。従って、前記電磁コイル５ａが通電されて
いない状態では、アーマチャ１１は該マグネット１４を
介してスプリングカバー１２の鍔部１２ｂに吸着されて
いる。

【００１５】しかして、上記のように構成されたスプリ
ングカバー１２の内周面には、吸音材としてのラバーか
らなる板状（リング状）部材１５が接着されている。本
実施の形態では、図２に示すように、コイルスプリング
４を包み込む部位、すなわちスプリングカバー１２の筒
部１２ａの内周面に板状部材１５が接着されている。こ
の板状部材１５が本発明の遮音手段に対応する。

【００１６】上記のように構成された電磁スプリングク
ラッチにおいては、電磁コイル５ａに通電されていない
状態では、上記のように、マグネット１４によりアーマ
チャ１１がスプリングカバー１２に吸着されているた
め、入力プーリ１の摩擦面１ｃとアーマチャ１１の摩擦
面１１ａとの間にエアギャップと呼ばれる隙間が保持さ
れ、入力プーリ１のみが回転し、出力ハブ７は静止して
いる。かかる状態で電磁コイル５ａに通電されると、ア
ーマチャ１１の摩擦面１１ａが入力プーリ１の摩擦面１
ｃに吸着される。このことによって、アーマチャ１１が
回転され、コイルスプリング４が入力プーリ１の円筒部
１ａと、出力ハブ７のフランジ部７ｂとの外周面に巻き
付き、その巻き締め力によって入力プーリ１のトルクが
出力ハブ７を介してポンプ軸８に伝達される。

【００１７】そして、コイルスプリング４が巻き付く際
に、該コイルスプリング４と円筒部１ａ及びフランジ部
７ｂとの摩擦によって、またコイルスプリング４の巻き
ピッチが密な場合には、線材相互の摩擦によって異音が
発生した場合、その異音はスプリングカバー１２の内周
面に接着された吸音部材としてのラバーからなる板状部
材１５によって外部へ漏出することを抑えられる。

【００１８】このように、本実施の形態においては、異
音の発生源である、コイルスプリング４及びその巻き付
け面を直接的に覆うスプリングカバー１２に遮音手段と
しての吸音材からなる板状部材１５を設けることによっ
て、言わば局部的な遮音構造で異音の漏出を抑える構成
であるため、従来の潤滑油によって異音の漏出を抑える
構造の問題点である、装置の大型化を回避することがで
きる。その結果、コンパクトな形状を維持し、搭載性の
高い電磁スプリングクラッチを提供できる。

【００１９】次に、本発明の第２の実施の形態を図３に
基づいて説明する。この実施の形態においては、スプリ
ングカバー１２の一部、詳しくはコイルスプリング４を
覆う筒部１２ａが多孔質樹脂からなる吸音部材によって
形成され、アーマチャ１１を覆う鍔部１２ｂがマグネッ
ト１４に対する吸着性を維持するために鋼材によって形
成されている。すなわち、スプリングカバー１２自体が
遮音手段を構成するものであり、そして、筒部１２ａと
鍔部１２ｂとは、筒部外周面と鍔部内周面に設けたねじ
１２ｃによって接合されている。なお、その他について
は、前述の第１の実施の形態と同様に構成されている。

【００２０】従って、上記のように構成された第２の実
施の形態によれば、多孔質樹脂からなる通気性のある吸
音材によって形成される筒部１２ａは、異音の発生源で
あるコイルスプリング４の全体を包み込むように覆うこ
とができる。従って、コイルスプリング４が入力プーリ
１の円筒部１ａと出力ハブ７のフランジ部７ｂの外周面
に巻き付く際に生じた異音が吸音材によって吸収され、
外部への漏出が防止又は低減されることになる。

【００２１】次に、本発明の第３の実施の形態を図４に
基づいて説明する。この実施の形態においては、鋼材か
らなるスプリングカバー１２の外側にさらに鋼材からな
るアウタカバー１６を設けることで２重カバー構造と
し、そして、スプリングカバー１２の筒部１２ａの外周
面とアウタカバー１６との間に、オイルやグリス等の流
体を封入した遮音層としての円環状の液層１７を設定す
ることで遮音手段を構成している。なお、スプリングカ
バー１２とアウタカバー１６とは、その合せ面にシール
材としてのガスケット１８を介在して周縁部分を複数の
ボルト１９によって締結することで結合されている。な
お、その他については、前述の第１の実施の形態と同様
に構成されている。

【００２２】従って、上記のように構成された第３の実
施の形態によれば、液層１７内に封入された液体によっ
て異音の発生源であるコイルスプリング４の全体が包み
込むように覆われるため、コイルスプリング４が入力プ
ーリ１の円筒部１ａと出力ハブ７のフランジ部７ｂの外
周面に巻き付く際に生じた異音の伝達が液体によって抑
えられ、外部への漏出が防止又は低減されることにな
る。

【００２３】次に、本発明の第４の実施の形態を図５に
基づいて説明する。この第４の実施の形態は、図４に示
した第３の実施の形態の変更例であって、鋼材からなる
スプリングカバー１２の外側に鋼材からなるアウタカバ
ー２０を設けて２重カバー構造とし、両カバー１２，２
０間に遮音層としての空気層２１を形成したものであ
る。ただし、この実施の形態では、スプリングカバー１
２の筒部１２ａを貫き孔構造とする一方、アウタカバー
２０の内面に筒部１２ａの先端が嵌合する環状凹部２０
ａを形成し、そして、両カバー１２，２０の嵌合面に形
成した雄ねじと雌ねじとによるねじ止め２２によって結
合する構成としたものである。なお、その他については
前述の第１の実施の形態と同様に構成されている。従っ
て、この実施の形態によるときは、異音の発生源である
コイルスプリング４の周囲を取り囲むように設けられた
空気層２１によって異音の外部への漏出抑制効果を得る
ことができる。

【００２４】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適
宜変更が可能である。例えば、図２に示した第１の実施
の形態において、吸音部材としての板状部材１５をスプ
リングカバー１２のマグネット１４との対応箇所を除い
た内周面全域に接着する構成あるいはカバー外周面に接
着する構成に変更してもよい。また、図３に示した第２
の実施の形態において、スプリングカバー１２の鍔部１
２ｂをも含めたカバー全体を吸音材にて形成する構成に
変更することが可能である。ただし、その場合、マグネ
ット１４との対応箇所に磁性材料からなるプレートを埋
設し、電磁コイル５ａの非通電時において、マグネット
１４を介してアーマチャ１１を入力プーリ１から引き離
した静止位置に保持させる構成とすることが望ましい。
また、第１〜第４の実施の形態を適宜組み合わせて複合
的な遮音構造を構成することも可能である。さらには、
電磁スプリングクラッチの適用は、水ポンプヒータに限
らず、自動車のエンジンから取り出された動力で駆動さ
れる自動車用補機であれば何でもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
コンパクト性を維持した上で、コイルスプリングが巻付
く際に生ずる異音の漏出防止効果を有する電磁スプリン
グクラッチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る電磁スプリングクラッ
チを示す縦断面図である。

【図２】スプリングカバーの遮音構造を拡大して示す部
分断面図である。

【図３】第２の実施の形態を示す部分断面図である。

【図４】第３の実施の形態を示す部分断面図である。

【図５】第４の実施の形態を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１…入力プーリ ４…コイルスプリング ５ａ…電磁コイル ７…出力ハブ ８…ポンプ軸 １１…アーマチャ １２…スプリングカバー １５…板状部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源によって駆動される駆動側部材
   と、電磁コイルと、この電磁コイルへの通電又は遮断に
   対応して前記駆動側部材に吸着又は離脱されるアーマチ
   ャと、従動機器側に動力を出力する出力側部材と、前記
   駆動側部材及び出力側部材の巻付き面上に配置されると
   ともに、一端が前記アーマチャに結合され、他端が前記
   出力側部材に結合されたコイルスプリングと、前記コイ
   ルスプリングを外側から包み込むように配置されるとと
   もに前記出力側部材に固定されたスプリングカバーとを
   備え、前記スプリングカバーには遮音手段が備えられて
   いることを特徴とする電磁スプリングクラッチ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁スプリングクラッ
   チであって、前記遮音手段が、前記スプリングカバーに
   装着された吸音材によって構成されていることを特徴と
   する電磁スプリングクラッチ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の電磁スプリングクラッ
   チであって、前記遮音手段が、前記スプリングカバーの
   少なくとも一部を吸音材で形成することによって構成さ
   れていることを特徴とする電磁スプリングクラッチ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の電磁スプリングクラッ
   チであって、前記遮音手段が、前記スプリングカバーと
   該スプリングカバー外面における少なくとも前記コイル
   スプリング対応部位を取り囲むように配置されるアウタ
   カバーとの間に形成される遮音層によって構成されてい
   ることを特徴とする電磁スプリングクラッチ。