JP2008115962A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

【課題】第２回転体へのアーマチャディスクの吸着力を高めることができる動力伝達機構を提供すること。
【解決手段】電磁スプリングクラッチ６０は、ロータ６１に収容される電磁コイル６２への通電によってロータ側摩擦面６１ｆにアーマチャディスク７２が吸着し、拡径したコイルスプリング７１がロータ６１の連結部７４の内周面７４ａに圧接してハブ６９とロータ６１とが連結される。ロータ６１のロータ側摩擦面６１ｆの外周側には、該ロータ側摩擦面６１ｆから連結部７４の先端側に向けて傾斜する外周側傾斜面６１ｇが形成されている。また、アーマチャディスク７２の外周部には、外周側傾斜面６１ｇに対して空隙Ｋを空けて対向する外周側対向面７２ｇが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、拡径したコイルスプリングが連結部の内周面に圧接して第１回転体と第２回転体とが連結される動力伝達機構に関する。

例えば、車両空調装置の冷媒圧縮機においては、車両エンジンからの動力を冷媒圧縮機の回転軸へ断続的に伝達するために、図７に示すような動力伝達機構１００を備えたものが存在する（例えば特許文献１参照。）。すなわち、冷媒圧縮機において固定フレーム１０１の外側には、車両エンジン（図示せず）から動力が入力される入力ハブ１０２が、ベアリング１０３を介して回転可能に支持されている。前記入力ハブ１０２内には励磁コイル１０４が収容されている。入力ハブ１０２の先端外周部には、入力ハブ１０２から延びる筒状部１１２が設けられ、該筒状部１１２の内周面には入力ハブ側内周面１０２ａが設けられている。

また、冷媒圧縮機の出力軸１０６の一端部には出力ハブ１０５が設けられている。この出力ハブ１０５は、出力軸１０６に固着された第１のハブ部材１０７と、該第１のハブ部材１０７に固定された第２のハブ部材１０８と、該第２のハブ部材１０８に固定されたばね保持ドラム１０９とから構成されている。前記第２のハブ部材１０８の外周部の内周面には出力ハブ側内周面１０８ａが設けられている。また、前記第１のハブ部材１０７には、アーマチャ体１１０が、その入力ハブ１０２側の端面１１０ａと入力ハブ１０２のアーマチャ体１１０側の端面１０２ｂとの間に隙間を介して対向配置されている。前記ばね保持ドラム１０９の外周面にはコイルばね１１１が巻装され、該コイルばね１１１の一端は前記出力ハブ１０５（ばね保持ドラム１０９）に掛止され、他端は前記アーマチャ体１１０に掛止されている。

そして、上記動力伝達機構１００によって冷媒圧縮機の回転軸に車両エンジンからの動力を伝達するには、前記励磁コイル１０４に通電し、励磁コイル１０４を励磁させる。すると、励磁コイル１０４が発生する磁束は、入力ハブ１０２に流れ、該入力ハブ１０２から発生する磁力により、アーマチャ体１１０の端面１１０ａが入力ハブ１０２の端面１０２ｂに吸着される。すると、アーマチャ体１１０が入力ハブ１０２と一体になって回転し、コイルばね１１１も他端側が回転する。このとき、コイルばね１１１は巻き戻される方向に回転力を受けるため拡径し、拡径したコイルばね１１１は前記入力ハブ側内周面１０２ａ及び出力ハブ側内周面１０８ａに圧接する。よって、車両エンジンからの動力は、コイルばね１１１を介して入力ハブ１０２から第２のハブ部材１０８へ伝達され、出力ハブ１０５を介して出力軸１０６に伝達されるようになっている。
特開昭６０−１７５８３０号公報

ところで、上記動力伝達機構１００において、図７の矢印Ｗに示すように、励磁コイル１０４が発生する磁束は、入力ハブ１０２における筒状部１１２側と端面１０２ｂ側に分岐して流れていく。このため、アーマチャ体１１０の入力ハブ１０２側への吸引力が低下し、結果として、入力ハブ１０２のアーマチャ体１１０の吸着力が低下してしまう。また、第１のハブ部材１０７が磁性体である場合は、出力軸１０６側への磁束の洩れ（分散）が起きてしまう。

本発明は、第２回転体へのアーマチャディスクの吸着力を高めることができる動力伝達機構を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転機械の回転軸と一体回転する第１回転体を有するとともに、回転機械のハウジングに回転可能に支持され、前記第１回転体の同軸位置に対向配置される第２回転体を有し、前記第１回転体における前記第２回転体側に円環状のアーマチャディスクが支持され、前記第１回転体にコイルスプリングの第１端部が連結されるとともに前記アーマチャディスクにコイルスプリングの第２端部が連結され、さらに、前記第２回転体には前記アーマチャディスクに対向する摩擦面が形成されるとともに、前記コイルスプリングを取り囲むように前記摩擦面の外周側から延設される連結部が形成されており、第２回転体に収容される電磁コイルへの通電によって前記摩擦面にアーマチャディスクが吸着し、拡径したコイルスプリングが前記連結部の内周面に圧接して第１回転体と第２回転体とが連結される動力伝達機構であって、前記第２回転体の摩擦面の外周側に、該摩擦面から前記連結部の先端側に向けて傾斜する外周側傾斜面が形成されるとともに、アーマチャディスクの外周部に前記外周側傾斜面に対して空隙を空けて対向する外周側対向面が形成されている。

この構成によれば、電磁コイルへの通電によって第２回転体に流れる磁束は、連結部と摩擦面の内周側に向かって分岐するだけでなく、外周側傾斜面に向けても分岐する。このため、外周側傾斜面が形成されない場合のように、磁束が連結部と摩擦面の内周側だけに分岐して流れることが無くなる。したがって、連結部に向けて流れる磁束の量を抑え、結果として、連結部以外（摩擦面と外周側傾斜面）に向けて流れる磁束の量を多くすることができる。よって、外周側傾斜面が形成されない場合に比して、第２回転体におけるアーマチャディスクの移動方向に対向する面での磁力を高めることができ、第２回転体へのアーマチャディスクの吸引力を高め、結果として第２回転体へのアーマチャディスクの吸着力を高めることができる。

また、前記第２回転体の摩擦面は、その内周側に該摩擦面から前記連結部の先端側に向けて傾斜する内周側傾斜面が形成されるとともに、前記アーマチャディスクの内周部に前記内周側傾斜面に対して空隙を空けて対向する内周側対向面をさらに有してもよい。

この構成によれば、アーマチャディスクに流れる磁束をアーマチャディスクの内周側だけでなく、内周側傾斜面に向けても流すことができる。よって、内周側傾斜面が形成されない場合に比して、アーマチャディスクの内周側に流れる磁束量を抑えることができる。

また、前記第１回転体は、前記回転軸に一体回転可能に固着された第１ハブ部材と、該第１ハブ部材に固着された第２ハブ部材とからなるとともに、前記第１ハブ部材の外周側に前記アーマチャディスクが支持され、前記アーマチャディスクと前記第１ハブ部材との間の合わせ面、及びアーマチャディスクと第２ハブ部材との間に形成される合わせ面との間に非磁性部材が介在されていてもよい。

この構成によれば、非磁性部材により、合わせ面でのアーマチャディスクから第１ハブ部材へ磁束の洩れを阻止し、アーマチャディスクから第２ハブ部材への磁束の洩れを阻止することができる。このため、アーマチャディスクが、合わせ面で第１ハブ部材及び第２ハブ部材に吸着してしまうことを無くすことができる。

また、前記第１回転体は、前記回転軸に一体回転可能に設けられた第１ハブ部材と、該第１ハブ部材に固着された第２ハブ部材とからなるとともに、前記第１ハブ部材の外周側に前記アーマチャディスクが支持され、前記アーマチャディスクと前記第１ハブ部材との間、及びアーマチャディスクと第２ハブ部材との間に形成される対向面は、該対向面を形成するいずれか一方から突設された突部を介して接触していてもよい。

この構成によれば、対向面でのアーマチャディスクから第１ハブ部材への磁束の洩れは突部だけで発生し、アーマチャディスクから第２ハブ部材への磁束の洩れは突部だけで発生する。このため、例えば、対向面の全面同士が接触し、該全面から磁束が洩れる場合に比して、アーマチャディスクから洩れる磁束の量を減らすことができる。

また、請求項５に記載の発明は、回転機械の回転軸と一体回転する第１回転体を有するとともに、回転機械のハウジングに回転可能に支持され、前記第１回転体の同軸位置に対向配置される第２回転体を有し、前記第１回転体における前記第２回転体側に円環状のアーマチャディスクが支持され、前記第１回転体にコイルスプリングの第１端部が連結されるとともに前記アーマチャディスクにコイルスプリングの第２端部が連結され、さらに、前記第２回転体には前記アーマチャディスクに対向する摩擦面が形成されるとともに、前記コイルスプリングを取り囲むように前記摩擦面の外周側から延設される連結部が形成されており、第２回転体に収容される電磁コイルへの通電によって前記摩擦面にアーマチャディスクが吸着し、拡径したコイルスプリングが前記連結部の内周面に圧接して第１回転体と第２回転体とが連結される動力伝達機構であって、前記第１回転体は、前記回転軸に一体回転可能に設けられた第１ハブ部材と、該第１ハブ部材に固着された第２ハブ部材とからなるとともに、前記第１ハブ部材の外周側に前記アーマチャディスクが支持され、前記アーマチャディスクと前記第１ハブ部材との間、及びアーマチャディスクと第２ハブ部材との間に形成される対向面は、該対向面を形成するいずれか一方から突設された突部を介して接触している。

この構成によれば、対向面でのアーマチャディスクから第１ハブ部材への磁束の洩れは突部だけで発生し、アーマチャディスクから第２ハブ部材への磁束の洩れは突部だけで発生する。このため、例えば、対向面の全面同士が接触し、該全面から磁束が洩れる場合に比して、アーマチャディスクから洩れる磁束の量を減らすことができる。

本発明によれば、第２回転体へのアーマチャディスクの吸着力を高めることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の動力伝達機構を、車両空調装置の冷媒圧縮機に用いられる電磁スプリングクラッチに具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、以下の説明において冷媒圧縮機１０の「前」「後」は、図１に示す矢印Ｙの方向を前後方向とする。

図１に示すように、回転機械としての冷媒圧縮機１０のハウジングは、シリンダブロック１１と、その前端面（第１の端面）に接合固定されたフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端面（第２の端面）に接合固定されたリヤハウジング１４とから構成されている。また、前記シリンダブロック１１とリヤハウジング１４との間には、シリンダブロック１１側からリヤハウジング１４側に向けて、吸入弁形成プレート３６、バルブプレート１３、吐出弁形成プレート２８及びリテーナ３３が介在されている。

シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間には、制御圧室１５が区画形成されているとともに、シリンダブロック１１とフロントハウジング１２には前記制御圧室１５を貫通するように回転軸１６が回転可能に支持されている。前記フロントハウジング１２の前端部（先端部）には、回転軸１６の前側（先側）を取り囲むようにして支持筒部１２ａが形成されている。回転軸１６の前端部（第１の端部）は、動力伝達機構としての電磁スプリングクラッチ６０を介して外部駆動源としての車両のエンジンＥに作動連結されている。

前記回転軸１６は、前側はフロントハウジング１２に形成された軸孔１２ｂに挿通されるとともに、ラジアルベアリング１８によってフロントハウジング１２に回転可能に支持されている。回転軸１６の前側の周面と、該周面に対向するフロントハウジング１２の内周面との間には軸シール室２０が形成されている。そして、軸シール室２０内には、前記回転軸１６の周面と軸シール室２０の周面との間をシールする軸シール部材２１が設けられている。回転軸１６の後側は、シリンダブロック１１に形成された軸孔１１ｂ内に挿通されているとともに、ラジアルベアリング１９によってシリンダブロック１１に回転可能に支持されている。

前記制御圧室１５内において、回転軸１６には回転支持体２２が固着されており、回転支持体２２は回転軸１６と一体回転可能に固定されている。この回転支持体２２とフロントハウジング１２の内壁面との間にはスラストベアリング２３が設けられている。また、制御圧室１５内には斜板２４が収容されている。斜板２４の中央には、挿通孔２４ａが穿設されており、該挿通孔２４ａに回転軸１６が挿通されている。回転支持体２２と斜板２４との間には、ヒンジ機構２５が介在されている。斜板２４は、ヒンジ機構２５を介した回転支持体２２との間でのヒンジ連結、及び挿通孔２４ａを介した回転軸１６の支持により、回転軸１６及び回転支持体２２と同期回転可能であるとともに、回転軸１６の中心軸Ｌに沿った軸方向へのスライド移動を伴いながら回転軸１６に対して傾角を変更可能とされている。

シリンダブロック１１には、回転軸１６の周りに複数のシリンダボア２６（図１では１つのシリンダボア２６のみ図示）が等角度間隔で回転軸１６の軸方向（前後方向）に貫通形成されている。シリンダボア２６には、片頭型のピストン２７が回転軸１６の軸方向へ移動可能に収容されている。シリンダボア２６の前後開口は、バルブプレート１３及びピストン２７によって閉塞されており、このシリンダボア２６内にはピストン２７の前後方向への移動に応じて容積変化する圧縮室３７が区画されている。ピストン２７は、一対のシュー２９を介して斜板２４の外周部に係留されている。

リヤハウジング１４には、前記バルブプレート１３に面して吸入室３０と吐出室３１が区画形成されている。詳細には、リヤハウジング１４の中央部には、前記吸入室３０が設けられ、該吸入室３０の外周側には前記吐出室３１が設けられている。前記バルブプレート１３には、各シリンダボア２６と対向する位置において、バルブプレート１３の径方向内寄りに吸入ポート３２が形成され、バルブプレート１３の径方向外寄りに吐出ポート３４がそれぞれ形成されている。

前記吸入弁形成プレート３６には前記吸入ポート３２と対応する位置に該吸入ポート３２を開閉する吸入弁３６ａが形成されている。また、前記吸入弁形成プレート３６には、前記吐出ポート３４に対応する位置に吐出孔３６ｂが形成されている。前記吐出弁形成プレート２８には吐出ポート３４と対応する位置に該吐出ポート３４を開閉する吐出弁２８ａが形成されている。また、前記吐出弁形成プレート２８には、前記吸入ポート３２に対応する位置に吸入孔２８ｂが形成されている。吐出弁２８ａはリテーナ３３によって開放位置が規制されるようになっている。リヤハウジング１４には、電磁弁からなる容量制御弁５２が組み付けられている。

そして、ピストン２７の移動に伴い、吸入室３０の冷媒ガスは、吸入孔２８ｂ及び吸入ポート３２を通過し、吸入弁３６ａを押し退けて前記圧縮室３７へ吸入され、圧縮室３７で圧縮される。圧縮室３７で圧縮された冷媒ガスは、該圧縮室３７から吐出孔３６ｂ及び吐出ポート３４を通過し、吐出弁２８ａを押し退けて吐出室３１へ吐出され、外部冷媒回路（図示せず）へと導出される。該外部冷媒回路からの戻りガスは吸入室３０へ吸入されるようになっており、本実施形態の冷媒圧縮機１０は、外部冷媒回路とで冷媒循環回路を構成している。そして、シリンダブロック１１（シリンダボア２６）、回転軸１６、回転支持体２２、斜板２４、ヒンジ機構２５、ピストン２７及びシュー２９によって、冷媒圧縮機１０における圧縮機構が構成され、該圧縮機構は回転軸１６の回転に基づいて駆動される。

冷媒圧縮機１０には、吐出室３１と、前記制御圧室１５とを連通させ、吐出室３１の冷媒ガスを、制御ガスとして制御圧室１５へ供給するための供給通路５４が設けられている。この供給通路５４上には前記容量制御弁５２が設けられている。また、冷媒圧縮機１０には、制御圧室１５と吸入室３０とを連通させ、制御圧室１５の冷媒ガスを制御ガスとして吸入室３０へ排出させる排出通路５３が設けられている。そして、吐出室３１へ吐出された冷媒ガスは、前記供給通路５４を通過して制御圧室１５へ供給されるようになっている。また、前記容量制御弁５２により、供給通路５４を通過し、制御圧室１５へ供給される冷媒ガス量が調節されるようになっている。

また、制御圧室１５内の冷媒ガスは、排出通路５３を介して吸入室３０へ排出される。そして、供給通路５４を介した制御圧室１５への冷媒ガス供給量と排出通路５３を介した制御圧室１５からの冷媒ガス排出量とのバランスが制御されて制御圧室１５の圧力が決定される（制御圧室１５が調圧される）。制御圧室１５の圧力が変更されると、ピストン２７を介した制御圧室１５内とシリンダボア２６内との差圧が変更され、斜板２４の傾角が変化する。この結果、ピストン２７のストローク（冷媒圧縮機１０の吐出容量）が調節される。よって、冷媒圧縮機１０は可変容量型タイプである。

次に、前記電磁スプリングクラッチ６０について詳細に説明する。前記フロントハウジング１２における支持筒部１２ａの外周側には、ラジアルベアリング７０を介して第２回転体としてのロータ６１が回転可能に支持されている。ロータ６１は磁性材より筒状に形成され、エンジンＥの出力軸からのベルト（図示せず）が掛けられる筒状のベルト掛け部６１ａと、該ベルト掛け部６１ａの内側に設けられた筒状の支持部６１ｂとを一体に有している。そして、ロータ６１は、前記支持部６１ｂを以ってフロントハウジング１２（支持筒部１２ａ）にラジアルベアリング７０を介して回転可能に支持されている。

ロータ６１において、前記ベルト掛け部６１ａの内周面と、支持部６１ｂの外周面との間には、環状の収容凹部６１ｃが形成されている。そして、収容凹部６１ｃ内には、磁性材よりなる収容筒体６３に収容された電磁コイル６２が収容され、該電磁コイル６２は、正逆両方向に通電の切換が可能に構成されている。なお、本実施形態において、電磁コイル６２が正方向への通電によって励磁されると、ロータ６１には矢印Ｙ１に示す方向へ磁束が流れるようになっている。

図２に示すように、ロータ６１の前端（先端）の外周部には、前記ベルト掛け部６１ａからフロントハウジング１２より離れる側（前側）へ突出する連結部７４が設けられている。連結部７４は、ロータ６１の軸方向、すなわち回転軸１６の軸方向に沿って延びる円筒状に形成されている。また、ロータ６１の前端（先端）の内周部には、フロントハウジング１２より離れる側（前側）へ突出する突出部７５が設けられている。そして、突出部７５は、ロータ６１の軸方向、すなわち回転軸１６の軸方向に沿って延びる円筒状に形成されている。

回転軸１６の前端部には、円盤状をなすとともに、内周部に雌ねじ６５ａが螺刻された第１ハブ部材６５が固着されている。第１ハブ部材６５は、前記雌ねじ６５ａが回転軸１６の雄ねじ１６ａに螺着されることで回転軸１６と一体回転可能になっているとともに、第１ハブ部材６５の回転動力が回転軸１６に伝達されるようになっている。第１ハブ部材６５における、回転軸１６の前端側には、第２ハブ部材６６が固定ピンＰによって固着され、第１ハブ部材６５と第２ハブ部材６６とは一体回転可能になっている。そして、前記第１ハブ部材６５と第２ハブ部材６６とから第１回転体としてのハブ６９が構成されている。さらに、第２ハブ部材６６の外周側には、弾性体よりなるダンパＤが設けられ、該ダンパＤによってロータ６１とハブ６９の連結時の衝撃が吸収されるようになっている。

第１ハブ部材６５の外周部には、ばね支持部６５ｂが設けられている。そして、第１ハブ部材６５の外周側には、磁性材により円盤状に形成されたアーマチャディスク７２が配設されている。このアーマチャディスク７２は、内周面７２ｄが第１ハブ部材６５の外周面６５ｃに対向するようになっている。アーマチャディスク７２の内周部には、ばね当接部７２ａが形成されている。

そして、アーマチャディスク７２が第１ハブ部材６５の外周側に設けられた状態では、ばね当接部７２ａとばね支持部６５ｂとの間には、皿ばね７３が配設されている。この皿ばね７３は、アーマチャディスク７２のばね当接部７２ａを、第１ハブ部材６５のばね支持部６５ｂから離反させる方向に付勢している。すなわち、第１ハブ部材６５は回転軸１６に螺着されているため、皿ばね７３は、回転軸１６の軸方向前端側へアーマチャディスク７２を移動させる方向、言い換えると、アーマチャディスク７２をロータ６１から離反する方向へ付勢している。

また、アーマチャディスク７２は、第２ハブ部材６６に対向する第２ハブ部材側端面７２ｃが、該第２ハブ部材６６のアーマチャディスク側端面６６ｄに当接することで、アーマチャディスク７２の回転軸１６の軸方向前端側への移動が規制されるようになっている。

そして、アーマチャディスク７２において、回転軸１６の軸方向においてロータ６１に対向する面により円環状をなすアーマチャ側摩擦面７２ｆが形成され、ロータ６１における前端面（先端面）には、前記アーマチャ側摩擦面７２ｆに対向する円環状をなすロータ側摩擦面６１ｆが形成されている。このアーマチャ側摩擦面７２ｆとロータ側摩擦面６１ｆとの間には一定の空隙が形成されている。

第１ハブ部材６５の外周面６５ｃには、非磁性材料よりなる非磁性体シートＳ１が周方向全体に接着されている。そして、この非磁性体シートＳ１は、第１ハブ部材６５の外周面６５ｃと、該外周面６５ｃに対向するアーマチャディスク７２の内周面７２ｄとからなる合わせ面の間に介在されている。

また、アーマチャディスク７２の第２ハブ部材側端面７２ｃには、非磁性材料よりなる非磁性体シートＳ２が周方向全体に接着されている。そして、この非磁性体シートＳ２は、第２ハブ部材側端面７２ｃと、該第２ハブ部材側端面７２ｃに対し、回転軸１６の軸方向に対向する第２ハブ部材６６のアーマチャディスク側端面６６ｄとからなる合わせ面の間に介在されている。

上記構成のハブ６９は、ロータ６１の内側、具体的には前記連結部７４の内側に収容されるように回転軸１６に固定されている。また、前記連結部７４は、ロータ６１の前端面、すなわち前記アーマチャ側摩擦面７２ｆの外周部から回転軸１６の軸方向に沿って延設されている。第２ハブ部材６６の外周面６６ｃと連結部７４の内周面７４ａとは、一定の間隔をおいて相対向するように位置し、該外周面６６ｃと内周面７４ａの間には、コイルスプリング７１が収容されている。すなわち、第２ハブ部材６６（ハブ６９）の外周にコイルスプリング７１が巻装されている。なお、コイルスプリング７１は、回転軸１６の回転方向に巻締められてなるコイルばねである。

第２ハブ部材６６の外周面６６ｃには、コイルスプリング７１の第１端部７１ａが掛止され、第２ハブ部材６６にコイルスプリング７１の第１端部７１ａが連結されている。一方、コイルスプリング７１の第２端部７１ｂは、前記アーマチャディスク７２の外周面７２ｂに連結されている。したがって、コイルスプリング７１にアーマチャディスク７２が連結され、該アーマチャディスク７２は、外周側がコイルスプリング７１によって第２ハブ部材６６に支持されるとともに、内周側が皿ばね７３によって第１ハブ部材６５に支持されている。

また、アーマチャディスク７２の内周面７２ｄは、第１ハブ部材６５の外周面６５ｃに接触しており、アーマチャディスク７２の移動時は、内周面７２ｄが外周面６５ｃに摺接（接触）することでアーマチャディスク７２の移動が、回転軸１６の軸方向へ移動するようにガイドされる。そして、第２ハブ部材６６（ハブ６９）はコイルスプリング７１によって取り囲まれるとともに、コイルスプリング７１は連結部７４の内周面７４ａに相対向する位置に配設されている。

上記コイルスプリング７１は、アーマチャディスク７２がロータ６１に吸引されていない状態では、第２ハブ部材６６の外周面６６ｃにおける外径より大径をなすとともに連結部７４の内周面７４ａにおける内径より小径をなし、コイルスプリング７１は両周面６６ｃ，７４ａから離間している。一方、コイルスプリング７１は、アーマチャディスク７２がロータ６１に吸引され、アーマチャディスク７２とともに回転した状態では、連結部７４の内周面７４ａにおける内径より大径となり、コイルスプリング７１の外周面は連結部７４の内周面７４ａに圧接するようになっている。

ロータ６１において、前記ロータ側摩擦面６１ｆの外周部には、ロータ側摩擦面６１ｆから連結部７４の前端側（先端側）に向かうように傾斜する外周側傾斜面６１ｇが形成され、連結部７４の後端側（基端側）にはテーパ面が形成されている。この外周側傾斜面６１ｇにより、連結部７４の内径は、回転軸１６の軸方向に沿って該回転軸１６の前端側へ向かうに従い拡径するようになっている。連結部７４の後端側における内周面７４ａと、ロータ側摩擦面６１ｆとは外周側傾斜面６１ｇによって連結され、内周面７４ａと外周側傾斜面６１ｇとロータ側摩擦面６１ｆとは連続面を形成している。このため、矢印Ｙ１に示すように、電磁コイル６２の励磁によってロータ６１に流れる磁束は、連結部７４に流れる磁束と、外周側傾斜面６１ｇに向かって流れる磁束と、ロータ側摩擦面６１ｆに向かって流れる磁束とに分散されるようになっている。そして、アーマチャディスク７２において、アーマチャ側摩擦面７２ｆの外周部には、前記外周側傾斜面６１ｇに対して一定の空隙Ｋを以て相対向する外周側対向面７２ｇが形成されている。

ロータ６１において、前記ロータ側摩擦面６１ｆの内周部には、ロータ側摩擦面６１ｆから突出部７５の前端側（先端側）に向かうように傾斜する内周側傾斜面６１ｈが形成され、ロータ６１の内周部にはテーパ面が形成されている。この内周側傾斜面６１ｈにより、突出部７５の外径は、回転軸１６の軸方向に沿って該回転軸１６の前端側へ向かうに従い縮径するようになっている。突出部７５に形成された内周側傾斜面６１ｈとロータ側摩擦面６１ｆとは連続面を形成している。

そして、アーマチャディスク７２において、アーマチャ側摩擦面７２ｆの内周部には、前記内周側傾斜面６１ｈに対して一定の空隙Ｋを以て相対向する内周側対向面７２ｈが形成されている。このため、アーマチャディスク７２に流れる磁束は、突出部７５に形成された内周側傾斜面６１ｈに向けて流れる磁束と、アーマチャディスク７２の内周側に向けて流れる磁束とに分散されるようになっている。

図３（ａ）に示すように、ロータ側摩擦面６１ｆ上を通る直線を仮想線Ｍ１とし、外周側傾斜面６１ｇ上を通る直線及び内周側傾斜面６１ｈ上を通る直線を仮想線Ｍ２，Ｍ３とする（内周側傾斜面６１ｈ上を通る仮想線Ｍ３は図示略）。そして、前記仮想線Ｍ１と仮想線Ｍ２，Ｍ３との間に形成される角度のうち鋭角の角度を、ロータ側摩擦面６１ｆに対する外周側傾斜面６１ｇ及び内周側傾斜面６１ｈの傾斜角度θとする。なお、図示しないが、アーマチャ側摩擦面７２ｆ上を通る直線と、外周側対向面７２ｇ及び内周側対向面７２ｈ上を通る直線との間に形成される角度のうち鋭角の角度を、アーマチャ側摩擦面７２ｆに対する外周側対向面７２ｇ及び内周側対向面７２ｈの傾斜角度とする。この場合、アーマチャ側摩擦面７２ｆに対する外周側対向面７２ｇ及び内周側対向面７２ｈの傾斜角度と、ロータ側摩擦面６１ｆに対する外周側傾斜面６１ｇ及び内周側傾斜面６１ｈの傾斜角度θとは同じとなっている。

この傾斜角度θは、ロータ６１においては連結部７４に流れる磁束を極力抑え、アーマチャディスク７２においてはアーマチャディスク７２の内周側に流れる磁束を極力抑えるために、３５〜８０°に設定されるのが好ましく、５０〜６０°に設定されるのが特に好ましい。図３（ｂ）に示すグラフは、横軸に傾斜角度θ（°）を示し、縦軸に、傾斜角度θ０°に対する各傾斜角度θでの、アーマチャディスク７２のロータ６１への吸引力の向上率を示す。そして、図３（ｂ）のグラフに示すように、傾斜角度θが３５〜８０°に設定されると吸引力の向上率が高く、傾斜角度θが５０〜６０°に設定されると吸引力の向上率が最も高くなる。

次に、上記構成の電磁スプリングクラッチ６０の動作について説明する。電磁コイル６２が正方向への通電によって励磁されると、ロータ６１には磁束路が形成される。このとき、図２に示すように、ロータ６１には外周側傾斜面６１ｇが形成されているため、該外周側傾斜面６１ｇに向かって磁束が流れ、連結部７４に向かって流れる磁束の量を抑えることができる。そして、ロータ側摩擦面６１ｆ及び外周側傾斜面６１ｇに磁束が流れるため、該ロータ側摩擦面６１ｆ及び外周側傾斜面６１ｇから磁力が発生し、吸引力がアーマチャディスク７２に作用される。アーマチャディスク７２は、ロータ６１に強力に吸引され、皿ばね７３のばね力に抗して回転軸１６の軸方向に沿ってロータ６１側へ移動し、アーマチャ側摩擦面７２ｆがロータ側摩擦面６１ｆに吸着する。すると、ロータ６１とアーマチャディスク７２とが吸着（連結）され、アーマチャディスク７２はロータ６１の回転方向へ回転される。

ロータ６１にアーマチャディスク７２が吸着された状態において、アーマチャディスク７２に磁束が流れる。このとき、アーマチャディスク７２には内周側対向面７２ｈが形成されているため、該内周側対向面７２ｈに向かって磁束が流れ、アーマチャディスク７２の内周側に向かって流れる磁束の量を抑えることができる。

加えて、アーマチャディスク７２の第２ハブ部材側端面７２ｃには非磁性体シートＳ２が設けられているため、アーマチャディスク７２の第２ハブ部材側端面７２ｃから第２ハブ部材６６に磁束が洩れることが阻止される。さらに、第１ハブ部材６５の外周面６５ｃには非磁性体シートＳ１が設けられているため、アーマチャディスク７２の内周面７２ｄから第１ハブ部材６５に磁束が洩れることが阻止される。

そして、コイルスプリング７１の第２端部７１ｂはアーマチャディスク７２に連結されている。このため、アーマチャディスク７２の回転に伴い、コイルスプリング７１の第２端部７１ｂはアーマチャディスク７２によってその回転方向へ押され、コイルスプリング７１は巻き戻される。すると、コイルスプリング７１が拡径し、コイルスプリング７１の外周面が連結部７４の内周面７４ａに圧接する。

その結果、コイルスプリング７１を介してハブ６９（第２ハブ部材６６）とロータ６１（連結部７４）とが連結され、ロータ６１とハブ６９は、電磁コイル６２の電磁力に基づく吸引力と、コイルスプリング７１による圧接によって強固に連結される。そして、エンジンＥからロータ６１に伝達された動力は、ロータ６１の連結部７４から該連結部７４の内側のコイルスプリング７１へ伝達され、さらに、コイルスプリング７１の内側の第２ハブ部材６６に伝達される。すると、電磁スプリングクラッチ６０によって、エンジンＥから回転軸１６への動力伝達が可能となる。

一方、電磁コイル６２が逆方向への通電によって励磁されると、前記正方向へ通電した場合とは逆方向への磁束が生じ、前記正方向への磁束が打ち消されることとなり、アーマチャディスク７２は、皿ばね７３の復帰力により、回転軸１６の軸方向に沿ってロータ６１のロータ側摩擦面６１ｆから離反する方向へ移動する。このとき、ロータ６１からアーマチャディスク７２への動力伝達が遮断されるので、コイルスプリング７１は拡径状態から縮径するように巻締められる。その結果、連結部７４の内周面７４ａに対するコイルスプリング７１の圧接状態が解除され、ハブ６９とロータ６１が非連結状態となる。よって、ロータ６１及びアーマチャディスク７２間の連結、すなわち、ロータ６１とハブ６９との連結が解除され、エンジンＥから回転軸１６への動力伝達は不可能となる。

上記第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電磁スプリングクラッチ６０において、ロータ６１のロータ側摩擦面６１ｆの外周部には連結部７４の内周面７４ａに繋がる外周側傾斜面６１ｇが形成されている。このため、ロータ６１に流れる磁束を、連結部７４とロータ側摩擦面６１ｆの内周側だけでなく、外周側傾斜面６１ｇに向けても流すことができる。よって、外周側傾斜面６１ｇが形成されない場合に比して、連結部７４に向けて流れる磁束量を抑え、アーマチャディスク７２に向けて流れる磁束量を多くすることができる。その結果として、アーマチャディスク７２に対するロータ６１の吸引力を高め、ロータ６１へのアーマチャディスク７２の吸着力を高めることができる。

（２）電磁スプリングクラッチ６０において、ロータ６１のロータ側摩擦面６１ｆの内周部には内周側傾斜面６１ｈが形成されている。このため、アーマチャディスク７２に流れる磁束をアーマチャディスク７２の内周側だけでなく、内周側傾斜面６１ｈに向けても流すことができる。よって、内周側傾斜面６１ｈが形成されない場合に比して、アーマチャディスク７２の内周側に流れる磁束量を抑えることができ、結果として、ロータ６１へのアーマチャディスク７２の吸着力を高めることができる。

（３）ロータ６１のロータ側摩擦面６１ｆの外周部に外周側傾斜面６１ｇが形成されることにより、連結部７４に向けて流れる磁束量を抑え、結果として、アーマチャディスク７２に対するロータ６１の吸引力を高めることができる。このため、外周側傾斜面６１ｇが形成されない場合に比して、ロータ６１にアーマチャディスク７２を吸引するために必要とする力（起磁力）を小さくすることができ、結果として電磁スプリングクラッチ６０の省電力化、小型化を図ることができる。

（４）第１ハブ部材６５の外周面６５ｃには非磁性体シートＳ１が設けられ、第１ハブ部材６５の外周面６５ｃとアーマチャディスク７２の内周面７２ｄとの合わせ面に非磁性体シートＳ１が介在されている。このため、非磁性体シートＳ１により、合わせ面でのアーマチャディスク７２から第１ハブ部材６５への磁束の洩れを阻止することができる。よって、アーマチャディスク７２が第１ハブ部材６５に吸着してしまうことを防止することができ、結果として、ロータ６１へのアーマチャディスク７２の吸着力を高めることができる。

（５）アーマチャディスク７２の第２ハブ部材側端面７２ｃには非磁性体シートＳ２が設けられ、アーマチャディスク７２と第２ハブ部材６６との合わせ面に非磁性体シートＳ２が介在されている。このため、非磁性体シートＳ２により、合わせ面でのアーマチャディスク７２から第２ハブ部材６６への磁束の洩れを阻止することができる。よって、アーマチャディスク７２が第２ハブ部材６６に吸着してしまうことを防止することができ、結果として、ロータ６１へのアーマチャディスク７２の吸着力を高めることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の動力伝達機構を、車両空調装置の冷媒圧縮機に用いられる電磁スプリングクラッチに具体化した第２の実施形態を図４〜図６にしたがって説明する。なお、第２の実施形態は、第１ハブ部材６５とアーマチャディスク７２を変更した実施形態であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。なお、図４は第１の実施形態の図２と同じく電磁スプリングクラッチ６０の要部を拡大して示している。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第１ハブ部材６５の外周面６５ｃには、突部としての外周突起６５１が第１ハブ部材６５の周方向へ等間隔おきに３箇所形成されている。そして、図４に示すように、外周突起６５１は、第１ハブ部材６５の外周面６５ｃと、該外周面６５ｃに対向するアーマチャディスク７２の内周面７２ｄとからなる対向面同士の間に介在されている。このため、第１ハブ部材６５の外周面６５ｃとアーマチャディスク７２の内周面７２ｄとは、前記外周突起６５１を以て接触し、外周突起６５１以外では離間している。

また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、アーマチャディスク７２の第２ハブ部材側端面７２ｃには、突部としての内周突起７２１がアーマチャディスク７２の周方向へ等間隔おきに３箇所形成されている。そして、図４に示すように、内周突起７２１は、第２ハブ部材側端面７２ｃと、該第２ハブ部材側端面７２ｃに対し、回転軸１６の軸方向に対向する第２ハブ部材６６のアーマチャディスク側端面６６ｄとからなる対向面同士の間に介在されている。このため、アーマチャディスク７２の第２ハブ部材側端面７２ｃと、第２ハブ部材６６のアーマチャディスク側端面６６ｄとは、前記内周突起７２１を以て接触し、内周突起７２１以外では離間している。

したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（３）の効果と同様の効果を得ることができる。また、第２の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（６）第１ハブ部材６５の外周面６５ｃの外周突起６５１のみが、アーマチャディスク７２の内周面７２ｄに接触し、外周面６５ｃと内周面７２ｄとは外周突起６５１以外の部位では離間している。このため、外周突起６５１により、アーマチャディスク７２から第１ハブ部材６５への磁束の洩れは外周突起６５１だけで発生する。したがって、例えば、アーマチャディスク７２の内周面７２ｄ全面が第１ハブ部材６５の外周面６５ｃ全面に接触している場合に比して、磁束の洩れ量を抑えることができる。よって、第１ハブ部材６５へのアーマチャディスク７２の吸着力を低減することができ、結果として、ロータ６１へのアーマチャディスク７２の吸着力を高めることができる。このように構成することで第１の実施形態における非磁性体シートＳ１，Ｓ２を省略することができる。

（７）アーマチャディスク７２の内周突起７２１のみが、第２ハブ部材６６のアーマチャディスク側端面６６ｄに接触し、第２ハブ部材側端面７２ｃとアーマチャディスク側端面６６ｄとは内周突起７２１以外の部位では離間している。このため、内周突起７２１により、アーマチャディスク７２から第２ハブ部材６６への磁束の洩れは内周突起７２１だけで発生する。したがって、例えば、第２ハブ部材側端面７２ｃ全面がアーマチャディスク側端面６６ｄに接触している場合に比して、磁束の洩れ量を抑えることができる。よって、第２ハブ部材６６へのアーマチャディスク７２の吸着力を低減することができ、結果として、ロータ６１へのアーマチャディスク７２の吸着力を高めることができる。このように構成することで第１の実施形態における非磁性体シートＳ１，Ｓ２を省略することができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態において、ロータ６１に外周側傾斜面６１ｇのみを形成するとともに、内周側傾斜面６１ｈを削除し、アーマチャディスク７２の外周側対向面７２ｇのみを形成するとともに、内周側対向面７２ｈを削除してもよい。

○ 第１の実施形態において、非磁性体シートＳ１及び非磁性体シートＳ２のいずれか一方を削除してもよい。
○ 第１の実施形態において、非磁性体シートＳ１をアーマチャディスク７２の内周面７２ｄに接着して、非磁性体シートＳ１を第１ハブ部材６５ではなくアーマチャディスク７２に設けてもよい。

○ 第１の実施形態において、非磁性体シートＳ２を第２ハブ部材６６のアーマチャディスク側端面６６ｄに接着して、非磁性体シートＳ２をアーマチャディスク７２ではなく第２ハブ部材６６に設けてもよい。

○ 第２の実施形態において、第１ハブ部材６５の外周面６５ｃとアーマチャディスク７２の内周面７２ｄとの対向面同士の間において、アーマチャディスク７２の内周面７２ｄに突部を設け、該突部を以て第１ハブ部材６５とアーマチャディスク７２とを接触させた状態としてもよい。

○ 第２の実施形態において、アーマチャディスク７２の第２ハブ部材側端面７２ｃと第２ハブ部材６６のアーマチャディスク側端面６６ｄとの対向面同士の間において、第２ハブ部材６６のアーマチャディスク側端面６６ｄに突部を設け、該突部を以てアーマチャディスク７２と第２ハブ部材６６とを接触させた状態としてもよい。

○ 第２の実施形態において、外周突起６５１の端面に非磁性体シートを接着し、内周突起７２１に非磁性体シートを接着してもよい。
○ 外周側傾斜面６１ｇはテーパ面でなくてもよく、例えば、ロータ側摩擦面６１ｆから連結部７４の前端側（先端側）に向かうに従い弧状に湾曲しながら傾斜する形状であってもよい。この場合、外周側対向面７２ｇは、外周側傾斜面６１ｇと対向する弧状に形成される。

○ 内周側傾斜面６１ｈはテーパ面でなくてもよく、例えば、ロータ側摩擦面６１ｆから突出部７５の前端側（先端側）に向かうに従い弧状に湾曲しながら傾斜する形状であってもよい。この場合、内周側対向面７２ｈは、内周側傾斜面６１ｈと対向する弧状に形成される。

○ 冷媒圧縮機１０を、片頭型のピストン２７に圧縮動作を行なわせる片側式の圧縮機ではなく、前後両側に設けられたシリンダボア２６において両頭型のピストンに圧縮動作を行なわせる両側式の圧縮機としてもよい。

○ 冷媒圧縮機１０を、斜板２４が回転軸１６と一体回転する構成に代えて、回転支持体２２が回転軸１６に対して相対回転可能に支持されて揺動するタイプ、例えば、揺動（ワッブル）式圧縮機としてもよい。

○ 冷媒圧縮機１０は、ピストン２７のストロークを変更不可能な固定容量タイプであってもよい。
○ 回転機械として、ピストン２７が往復動を行うピストン式の冷媒圧縮機１０に具体化したが、電磁スプリングクラッチ６０によって外部駆動源から動力が伝達される回転機械であれば、どのようなものに適用してもよい。

○ 第２回転体として、ロータ６１以外にも、スプロケットやギヤ等を適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（１）回転軸を有するとともに該回転軸に外部駆動源から動力を伝達するための動力伝達機構を備えた回転機械において、前記動力伝達機構として、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の動力伝達機構を設けた回転機械。

（２）前記回転軸の回転に基づいて駆動される圧縮機構を有する技術的思想（１）に記載の回転機械。

第１の実施形態の冷媒圧縮機を示す縦断面図。 第１の実施形態の電磁スプリングクラッチを示す半断面図。 （ａ）は外周側傾斜面及び内周側対向面を拡大して示す部分断面図、（ｂ）は吸引力向上率と傾斜角度との関係を示すグラフ。 第２の実施形の電磁スプリングクラッチを示す半断面図。 （ａ）は第１ハブ部材を示す正面図、（ｂ）は第１ハブ部材を示す断面図。 （ａ）はアーマチャディスクを示す正面図、（ｂ）はアーマチャディスクを示す断面図。 背景技術の動力伝達機構を示す断面図。

符号の説明

Ｅ…外部駆動源としてのエンジン、Ｋ…空隙、Ｓ１，Ｓ２…非磁性部材としての非磁性体シート、１０…回転機械としての冷媒圧縮機、１１…ハウジングを構成するシリンダブロック、１２…ハウジングを構成するフロントハウジング、１４…ハウジングを構成するリヤハウジング、１６…回転軸、６０…動力伝達機構としての電磁スプリングクラッチ、６１…第２回転体としてのロータ、６１ｆ…ロータ側摩擦面、６１ｇ…外周側傾斜面、６１ｈ…内周側傾斜面、６２…電磁コイル、６５…第１ハブ部材、６５ｃ…合わせ面及び対向面を形成する外周面、６６…第２ハブ部材、６６ｄ…合わせ面及び対向面を形成するアーマチャディスク側端面、６９…第１回転体としてのハブ、７１…コイルスプリング、７１ａ…第１端部、７１ｂ…第２端部、７２…アーマチャディスク、７２ｃ…合わせ面及び対向面を形成する第２ハブ部材側端面、７２ｄ…合わせ面及び対向面を形成する内周面、７２ｇ…外周側対向面、７２ｈ…内周側対向面、７４…連結部、７４ａ…内周面、６５１…突部としての外周突起、７２１…突部としての内周突起。

Claims (5)

1. 回転機械の回転軸と一体回転する第１回転体を有するとともに、回転機械のハウジングに回転可能に支持され、前記第１回転体の同軸位置に対向配置される第２回転体を有し、前記第１回転体における前記第２回転体側に円環状のアーマチャディスクが支持され、前記第１回転体にコイルスプリングの第１端部が連結されるとともに前記アーマチャディスクにコイルスプリングの第２端部が連結され、さらに、前記第２回転体には前記アーマチャディスクに対向する摩擦面が形成されるとともに、前記コイルスプリングを取り囲むように前記摩擦面の外周側から延設される連結部が形成されており、第２回転体に収容される電磁コイルへの通電によって前記摩擦面にアーマチャディスクが吸着し、拡径したコイルスプリングが前記連結部の内周面に圧接して第１回転体と第２回転体とが連結される動力伝達機構であって、
   前記第２回転体の摩擦面の外周側に、該摩擦面から前記連結部の先端側に向けて傾斜する外周側傾斜面が形成されるとともに、アーマチャディスクの外周部に前記外周側傾斜面に対して空隙を空けて対向する外周側対向面が形成されている動力伝達機構。
2. 前記第２回転体の摩擦面は、その内周側に該摩擦面から前記連結部の先端側に向けて傾斜する内周側傾斜面が形成されるとともに、前記アーマチャディスクの内周部に前記内周側傾斜面に対して空隙を空けて対向する内周側対向面をさらに有する請求項１に記載の動力伝達機構。
3. 前記第１回転体は、前記回転軸に一体回転可能に固着された第１ハブ部材と、該第１ハブ部材に固着された第２ハブ部材とからなるとともに、前記第１ハブ部材の外周側に前記アーマチャディスクが支持され、前記アーマチャディスクと前記第１ハブ部材との間の合わせ面、及びアーマチャディスクと第２ハブ部材との間に形成される合わせ面との間に非磁性部材が介在されている請求項１又は請求項２に記載の動力伝達機構。
4. 前記第１回転体は、前記回転軸に一体回転可能に設けられた第１ハブ部材と、該第１ハブ部材に固着された第２ハブ部材とからなるとともに、前記第１ハブ部材の外周側に前記アーマチャディスクが支持され、前記アーマチャディスクと前記第１ハブ部材との間、及びアーマチャディスクと第２ハブ部材との間に形成される対向面は、該対向面を形成するいずれか一方から突設された突部を介して接触している請求項１又は請求項２に記載の動力伝達機構。
5. 回転機械の回転軸と一体回転する第１回転体を有するとともに、回転機械のハウジングに回転可能に支持され、前記第１回転体の同軸位置に対向配置される第２回転体を有し、前記第１回転体における前記第２回転体側に円環状のアーマチャディスクが支持され、前記第１回転体にコイルスプリングの第１端部が連結されるとともに前記アーマチャディスクにコイルスプリングの第２端部が連結され、さらに、前記第２回転体には前記アーマチャディスクに対向する摩擦面が形成されるとともに、前記コイルスプリングを取り囲むように前記摩擦面の外周側から延設される連結部が形成されており、第２回転体に収容される電磁コイルへの通電によって前記摩擦面にアーマチャディスクが吸着し、拡径したコイルスプリングが前記連結部の内周面に圧接して第１回転体と第２回転体とが連結される動力伝達機構であって、
   前記第１回転体は、前記回転軸に一体回転可能に設けられた第１ハブ部材と、該第１ハブ部材に固着された第２ハブ部材とからなるとともに、前記第１ハブ部材の外周側に前記アーマチャディスクが支持され、前記アーマチャディスクと前記第１ハブ部材との間、及びアーマチャディスクと第２ハブ部材との間に形成される対向面は、該対向面を形成するいずれか一方から突設された突部を介して接触している動力伝達機構。

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