JP2011231789A - Electromagnetic clutch for compressor and compressor integrated with the clutch - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic clutch for a compressor, and a compressor, in which generation of drawing force in a drive shaft side of the compressor is prevented, a pressing force of an armature sufficient for high torque transmission to a rotor can be reliably obtained, and a small size, lightweight and power-saving electromagnetic coil can be achieved.SOLUTION: The electromagnetic clutch for a compressor includes a rotor connected to a power supply side, an armature connected to a compressor drive shaft side, an electromagnetic coil sucking the armature to the rotor, and an amplifying means for a pressing force of the armature to the rotor. To constitute the pressing force amplifying means, the rotor includes first and second rotor side friction plates disposed to oppose to each other through a gap determined by the shape of an elastic material that deforms in accordance with the pressing force. The armature includes a first and a second armature side friction plates to be in contact with the first and the second rotor side friction plates, and also includes a friction plate gap increasing mechanism for mechanically increasing the gap between the first and the second armature side friction plates in the axial direction accompanying the power transmission.

Description

本発明は、圧縮機用電磁クラッチおよび圧縮機に関し、とくに、小型で高伝達トルク化、省電力化を達成可能な圧縮機用電磁クラッチおよび圧縮機に関する。   The present invention relates to an electromagnetic clutch and a compressor for a compressor, and more particularly to an electromagnetic clutch and a compressor for a compressor that are small and can achieve high transmission torque and power saving.

圧縮機用電磁クラッチ、例えば、車両用空調装置に使用されている圧縮機においては、動力源側から圧縮機駆動軸側への動力の伝達を制御するために、圧縮機の動力入力側に電磁クラッチが組み込まれることが多い。この電磁クラッチは、一般に、動力源側へと連結されるロータと、圧縮機駆動軸側へと連結されるアーマチュアと、磁力を発生し該磁力によりアーマチュアをロータに吸着させて両部材の摩擦板間での動力伝達を可能ならしめる電磁コイルとを備えている。この電磁クラッチは、圧縮機に要求される高トルクを確保するため、高い起磁力を持った電磁コイルを必要としている。高起磁力を確保するためには、通常、コイルスペースの拡大、またはコイル電気抵抗の低減が必要である。そのため、高トルク伝達可能な電磁クラッチは、通常、コイルサイズの大きなもの、または消費電力の大きなものになる傾向がある。   In a compressor electromagnetic clutch, for example, a compressor used in a vehicle air conditioner, in order to control the transmission of power from the power source side to the compressor drive shaft side, an electromagnetic is applied to the power input side of the compressor. A clutch is often incorporated. This electromagnetic clutch generally includes a rotor connected to the power source side, an armature connected to the compressor drive shaft side, and a friction plate of both members that generates a magnetic force and attracts the armature to the rotor by the magnetic force. And an electromagnetic coil that enables power transmission between them. This electromagnetic clutch requires an electromagnetic coil having a high magnetomotive force in order to ensure a high torque required for the compressor. In order to ensure a high magnetomotive force, it is usually necessary to expand the coil space or reduce the coil electrical resistance. For this reason, electromagnetic clutches capable of transmitting high torque usually tend to be large in coil size or large in power consumption.

電磁クラッチのトルクTはT=μPrとして表すことができる。ここで、μ:摩擦板間の摩擦係数、P:電磁吸着力による摩擦板の押し付け力、r:摩擦板の半径、である。つまり、上記μ、P、r、の何れかを大きくすることで伝達トルクの向上が可能となる。これまでも、Pを大きくするための手段として、アーマチュアの板ばねの形状変更や、カム追加によるアーマチュアのロータへの押し付け力増強(例えば、特許文献1)の提案が行われている。   The torque T of the electromagnetic clutch can be expressed as T = μPr. Here, μ is a coefficient of friction between the friction plates, P is a pressing force of the friction plate due to an electromagnetic adsorption force, and r is a radius of the friction plate. That is, the transmission torque can be improved by increasing any one of μ, P, and r. So far, as means for increasing P, proposals have been made to change the shape of the leaf spring of the armature or increase the pressing force of the armature against the rotor by adding a cam (for example, Patent Document 1).

特開平7−332394号公報JP 7-332394 A

しかしながら、アーマチュアの板ばね形状変更による押し付け力変更は、ばね材料強度の関係上十分な押し付け力増強効果が得られない。また、カム追加による機械的な押し付け力増強構造では、アーマチュアのロータへの押し付け力を大幅に増幅して伝達トルクの大幅な増大が可能であるが、カムでアーマチュアのロータへの押し付け力を増幅するとともにその反力を圧縮機の駆動軸への連結側で受ける構造となっているため、増幅した押し付け力と同等の反力が圧縮機の駆動軸側に引き抜き力としてかかることになり、その引き抜き力に起因して圧縮機の損傷が懸念されている。   However, when the pressing force is changed by changing the shape of the leaf spring of the armature, a sufficient pressing force enhancement effect cannot be obtained due to the strength of the spring material. In addition, the mechanical pushing force augmentation structure by adding a cam can greatly increase the pushing force of the armature on the rotor and greatly increase the transmission torque, but the cam can amplify the pushing force of the armature on the rotor. Since the reaction force is received on the side connected to the drive shaft of the compressor, a reaction force equivalent to the amplified pressing force is applied as a pulling force on the drive shaft side of the compressor. There is concern about compressor damage due to pull-out force.

そこで本発明の課題は、アーマチュアのロータへの押し付け力を機械的に増幅することにより伝達トルクの大幅な増大が可能であることに着目しつつ、その際に問題となっていた圧縮機の駆動軸側での引き抜き力の発生を防止し、高トルク伝達に十分なアーマチュアのロータへの押し付け力を、問題を発生させることなく簡素で小型の機構にて確実に得ることができ、電磁コイルの小型化、軽量化とともに省電力化を確実に達成できるようにした圧縮機用電磁クラッチの構造およびそれを組み込んだ圧縮機を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to focus on the fact that the transmission torque can be significantly increased by mechanically amplifying the pressing force of the armature against the rotor, and at the same time, driving the compressor that has become a problem. The generation of pull-out force on the shaft side can be prevented, and the pressing force against the armature rotor sufficient for high torque transmission can be reliably obtained with a simple and small mechanism without causing problems. An object of the present invention is to provide a structure of an electromagnetic clutch for a compressor and a compressor incorporating the same, which can surely achieve power saving as well as reduction in size and weight.

上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機用電磁クラッチは、動力伝達機構を介して動力源側へと連結されるロータと、圧縮機駆動軸側へと連結されるアーマチュアと、磁力を発生し該磁力により前記アーマチュアを前記ロータに吸着させて両部材間での動力伝達を可能ならしめる電磁コイルと、動力伝達能力を増大させるために前記アーマチュアの前記ロータに対する押し付け力を機械的に増幅する押し付け力増幅手段とを備えた圧縮機用電磁クラッチにおいて、前記押し付け力増幅手段を構成するために、前記ロータは、前記押し付け力の大きさに応じて変形する弾性体の形状により定まる間隙をもって互いに対向配置された第1のロータ側摩擦板と第2のロータ側摩擦板を有し、前記アーマチュアは、前記間隙内に配置されるとともに、前記第1のロータ側摩擦板に当接可能な第1のアーマチュア側摩擦板と前記第2のロータ側摩擦板に当接可能な第2のアーマチュア側摩擦板を有するとともに、動力伝達に伴って前記第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板との距離を軸方向に機械的に増大させる摩擦板間距離増大機構を有することを特徴とするものからなる。   In order to solve the above problems, an electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention includes a rotor coupled to a power source side via a power transmission mechanism, an armature coupled to a compressor drive shaft side, a magnetic force And an electromagnetic coil for adhering the armature to the rotor by the magnetic force to enable power transmission between both members, and a pressing force of the armature against the rotor to increase the power transmission capability. In an electromagnetic clutch for a compressor having a pressing force amplifying means for amplifying, in order to constitute the pressing force amplifying means, the rotor is a gap determined by the shape of an elastic body that deforms according to the magnitude of the pressing force. A first rotor-side friction plate and a second rotor-side friction plate disposed opposite to each other, and the armature is disposed in the gap And a first armature side friction plate capable of contacting the first rotor side friction plate and a second armature side friction plate capable of contacting the second rotor side friction plate. Accordingly, there is provided a mechanism for increasing the distance between the friction plates, which mechanically increases the distance between the first armature side friction plate and the second armature side friction plate in the axial direction.

このような本発明に係る圧縮機用電磁クラッチにおいては、ロータが、押し付け力の大きさに応じて変形する弾性体の形状により定まる間隙をもって互いに対向配置された第1のロータ側摩擦板と第2のロータ側摩擦板を有しており、これら第1、第2のロータ側摩擦板間に、該第1、第2のロータ側摩擦板に当接可能な第1、第2のアーマチュア側摩擦板が配置され、摩擦板間距離増大機構によって、これら第1、第2のアーマチュア側摩擦板間距離が、動力伝達に伴って軸方向に機械的に増大される。この摩擦板間距離増大により、第1、第2のアーマチュア側摩擦板はそれぞれ第1、第2のロータ側摩擦板に当接されて押し付けられ、第1のロータ側摩擦板と第1のアーマチュア側摩擦板および第2のロータ側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板の二組の摩擦板により動力伝達が行われる。したがって、従来一般の、基本的に一組の摩擦板により動力伝達が行われる電磁クラッチに比べ、伝達動力が大幅に増大される。また、これら二組の摩擦板同士の当接は、押し付け力の大きさに応じて変形する弾性体の形状により定まる間隙をもって互いに対向配置された第1のロータ側摩擦板と第2のロータ側摩擦板との間で、換言すれば、第1のロータ側摩擦板と第2のロータ側摩擦板を有するロータの範囲内で行われることになり、第1のアーマチュア側摩擦板の第1のロータ側摩擦板に対する押し付け力の方向と第2のアーマチュア側摩擦板の第2のロータ側摩擦板に対する押し付け力の方向とは完全に相反する方向となるので、これら両押し付け力はロータ内で相殺されることになる。その結果、一組の摩擦板による動力伝達においてアーマチュア側摩擦板の押し付け力を機械的に増幅させていた従来の押し付け力増大機構で問題となっていた、圧縮機駆動軸にかかる引き抜き力の発生が効率よく防止され、該引き抜き力発生に伴う圧縮機損傷の懸念も完全に除去される。そして、これら伝達動力の大幅な増大と、引き抜き力の発生防止とにより、第1のロータ側摩擦板に第1のアーマチュア側摩擦板を吸着させるための起磁力を発生させる電磁コイルのサイズは小さくて済み、また、消費電力の少ない電磁コイルで済むことになり、電磁コイルの小型化、軽量化、消費電力の低減が可能になる。さらに、弾性体の変形可能な範囲内で第1または第2のロータ側摩擦板が軸方向に移動可能となるので、アーマチュアのロータに対する押し付け力を上記弾性体で吸収することが可能となる。   In such an electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention, the rotor has a first rotor-side friction plate and a first rotor-side friction plate arranged opposite to each other with a gap determined by the shape of the elastic body that deforms according to the magnitude of the pressing force. 1st and 2nd armature side which has two rotor side friction plates and can contact between these 1st and 2nd rotor side friction plates between these 1st and 2nd rotor side friction plates A friction plate is disposed, and the distance between the first and second armature side friction plates is mechanically increased in the axial direction along with power transmission by the friction plate distance increasing mechanism. By increasing the distance between the friction plates, the first and second armature side friction plates are brought into contact with and pressed against the first and second rotor side friction plates, respectively, and the first rotor side friction plate and the first armature Power is transmitted by two sets of friction plates, a side friction plate, a second rotor side friction plate, and a second armature side friction plate. Therefore, the transmission power is greatly increased as compared with a conventional electromagnetic clutch that basically transmits power by a set of friction plates. The two sets of friction plates are in contact with each other with the first rotor side friction plate and the second rotor side disposed opposite each other with a gap determined by the shape of the elastic body deforming according to the magnitude of the pressing force. In other words, in the range of the rotor having the first rotor-side friction plate and the second rotor-side friction plate, the first armature-side friction plate first Since the direction of the pressing force against the rotor-side friction plate and the direction of the pressing force of the second armature-side friction plate against the second rotor-side friction plate are completely opposite to each other, these both pressing forces cancel out in the rotor. Will be. As a result, the generation of the pulling force on the compressor drive shaft, which was a problem with the conventional pressing force increasing mechanism that mechanically amplifies the pressing force of the armature side friction plate in the power transmission by a pair of friction plates Is efficiently prevented, and the concern about compressor damage associated with the generation of the pulling force is completely eliminated. The size of the electromagnetic coil that generates a magnetomotive force for attracting the first armature side friction plate to the first rotor side friction plate is reduced by greatly increasing the transmission power and preventing the generation of the pulling force. Thus, an electromagnetic coil with low power consumption is sufficient, and the electromagnetic coil can be reduced in size, weight, and power consumption can be reduced. Furthermore, since the first or second rotor side friction plate can move in the axial direction within a deformable range of the elastic body, the pressing force of the armature against the rotor can be absorbed by the elastic body.

上記本発明に係る圧縮機用電磁クラッチにおいては、前記弾性体は、第1または第2のロータ側摩擦板の反アーマチュア側の面に当接可能に設けられ、第1または第2のロータ側摩擦板が前記押し付け力をアーマチュア側から受けることにより変形するように構成されていることが好ましい。このように構成された弾性体が上記押し付け力と釣り合う大きさの弾性復元力を発生するように変形した際の軸方向長さによって、第1のロータ側摩擦板と第2のロータ側摩擦板の間隙の大きさが定まるので、上記押し付け力の大きさを上記弾性体の弾性力特性に基づいて制御することが可能となり、ひいてはクラッチトルクを制御することが可能となる。   In the above-described electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention, the elastic body is provided so as to be able to contact the surface of the first or second rotor side friction plate on the side opposite to the armature, and the first or second rotor side. It is preferable that the friction plate is configured to be deformed by receiving the pressing force from the armature side. The first rotor-side friction plate and the second rotor-side friction plate according to the axial length when the elastic body configured in this manner is deformed so as to generate an elastic restoring force having a magnitude that balances the pressing force. Since the size of the gap is determined, the magnitude of the pressing force can be controlled based on the elastic force characteristics of the elastic body, and the clutch torque can be controlled.

このような圧縮機用電磁クラッチにおいて、前記弾性体が皿ばねからなることが好ましい。皿ばねを第1または第2のロータ側摩擦板の反アーマチュア側の面に当接可能に設けることにより、第1および第2のロータ側摩擦板の間隙をわずかに変化させながら上記押し付け力の大きさを適切に制御することが可能となる。   In such an electromagnetic clutch for a compressor, it is preferable that the elastic body is a disc spring. By providing a disc spring so as to be able to contact the surface of the first or second rotor side friction plate on the side opposite to the armature, the gap between the first and second rotor side friction plates is slightly changed while the pressing force is reduced. It is possible to appropriately control the size.

本発明に係る圧縮機用電磁クラッチにおいて、前記動力伝達機構がプーリとベルトからなり、前記弾性体の変形により前記押し付け力に抗して生じる弾性力の大きさが、前記動力源から前記ロータへの動力伝達に際し前記プーリと前記ベルトの間に滑りを生じさせる押し付け力の値よりも上昇しないように制限されていることが好ましい。上記弾性体の弾性力がこのような押し付け力の値以下に制限されることにより、圧縮機がロックして圧縮機駆動軸の回転が停止した際にもプーリとベルトの間に滑りが発生せず、従ってロータ側摩擦板とアーマチュア側摩擦板の間で滑りが発生するので、ベルトの破損を効果的に防止することが可能となる。   In the electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention, the power transmission mechanism includes a pulley and a belt, and the magnitude of the elastic force generated against the pressing force due to deformation of the elastic body is from the power source to the rotor. It is preferable that the power is limited so that it does not rise above the value of the pressing force that causes slippage between the pulley and the belt during power transmission. When the elastic force of the elastic body is limited to the value of the pressing force or less, slippage occurs between the pulley and the belt even when the compressor is locked and the rotation of the compressor drive shaft is stopped. Therefore, since slip occurs between the rotor side friction plate and the armature side friction plate, it is possible to effectively prevent the belt from being damaged.

本発明の圧縮機用電磁クラッチにおいて、第1のロータ側摩擦板と第1のアーマチュア側摩擦板の間に生じる熱を検知する摩擦面発熱検知手段を備えていることが好ましい。当該摩擦面発熱検知手段は、例えば、前記電磁コイル近傍に設けられた温度ヒューズから構成することができる。このような摩擦面発熱検知手段を設けることにより、圧縮機のロック時にロータ側摩擦板とアーマチュア側摩擦板の間で滑りが生じた際にも、摩擦面に発生する熱を検知し電磁クラッチへの通電を遮断するなどの故障回避措置を講じることが可能となる。とくに、上記弾性体の弾性力を上述の上限値以下に制限した場合には、ベルトの破損を防止しつつ、電磁クラッチへの通電を確実に遮断することが可能となる。   The electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention preferably includes friction surface heat generation detecting means for detecting heat generated between the first rotor side friction plate and the first armature side friction plate. The friction surface heat generation detecting means can be constituted by a thermal fuse provided in the vicinity of the electromagnetic coil, for example. By providing such frictional surface heat generation detection means, even when slippage occurs between the rotor side friction plate and the armature side friction plate when the compressor is locked, the heat generated on the friction surface is detected and the electromagnetic clutch is energized. It is possible to take measures to avoid failure such as blocking In particular, when the elastic force of the elastic body is limited to the above-described upper limit value or less, the energization to the electromagnetic clutch can be reliably interrupted while preventing the belt from being damaged.

上記本発明に係る圧縮機用電磁クラッチにおいては、上記摩擦板間距離増大機構は、動力伝達に伴う上記第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板との間の相対捩れを軸方向変位に機械的に変換する機構から構成することができる。すなわち、電磁コイルの励磁により第1のアーマチュア側摩擦板が第1のロータ側摩擦板に吸着されると、動力(トルク)伝達が開始されるが、このとき、被動力伝達側部材である圧縮機駆動軸側に連結されているアーマチュア内において、第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板との間に相対捩れが発生する。この相対捩れが、摩擦板間距離増大機構により機械的に第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板との間の距離を増大させる方向の軸方向変位に変換されるので、第2のアーマチュア側摩擦板は、上記電磁力による吸着直後に、第2のロータ側摩擦板に押し付けられることになり、上述した二組の摩擦板による動力伝達状態が自動的に達成される。   In the electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention, the mechanism for increasing the distance between the friction plates is based on a relative twist between the first armature-side friction plate and the second armature-side friction plate accompanying power transmission. It can be composed of a mechanism that mechanically converts to directional displacement. That is, when the first armature-side friction plate is attracted to the first rotor-side friction plate by the excitation of the electromagnetic coil, power (torque) transmission is started. At this time, the power transmission side member is compressed. In the armature connected to the machine drive shaft side, relative torsion occurs between the first armature side friction plate and the second armature side friction plate. This relative twist is mechanically converted into an axial displacement in a direction that increases the distance between the first armature side friction plate and the second armature side friction plate by the friction plate distance increasing mechanism. The two armature side friction plates are pressed against the second rotor side friction plate immediately after being attracted by the electromagnetic force, and the power transmission state by the two sets of friction plates is automatically achieved.

また、このような摩擦板間距離増大機構は、後述の実施の形態に示すように、上記第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板とに係合し、該両摩擦板間に両摩擦板間の距離を増大する方向と縮小する方向とに変形可能に設けられたカムが、摩擦板周方向に複数配置された機構から構成できる。これらカムは、動力伝達時には両摩擦板間の距離を増大する方向に変形され、動力伝達遮断時には両摩擦板間の距離を縮小する方向に変形される。   Further, as shown in an embodiment described later, such a friction plate distance increasing mechanism is engaged with the first armature side friction plate and the second armature side friction plate, and between the two friction plates. Further, a plurality of cams provided so as to be deformable in the direction in which the distance between the friction plates is increased and the direction in which the distance between the friction plates is reduced can be constituted by a plurality of mechanisms arranged in the circumferential direction of the friction plate. These cams are deformed in a direction that increases the distance between the two friction plates when power is transmitted, and are deformed in a direction that decreases the distance between the two friction plates when power transmission is interrupted.

このようなカムを備えた摩擦板間距離増大機構は、例えば、複数のカムが両摩擦板間の距離を増大する方向に弾性変形可能で、かつ、複数のカムが両摩擦板間の距離を縮小する方向に弾性復元可能なカム変形助勢手段を備えている機構から構成できる。このカム変形助勢手段は、ゴム弾性、弾性復元力を利用した機構や、内部にばねを組み込み、組み込まれたばねの弾性、弾性復元力を利用した機構に構成可能である。   The friction plate distance increasing mechanism having such a cam is, for example, capable of elastically deforming a plurality of cams in a direction to increase the distance between the two friction plates, and the plurality of cams increasing the distance between the two friction plates. It can be composed of a mechanism provided with cam deformation assisting means that can be elastically restored in the shrinking direction. This cam deformation assisting means can be configured as a mechanism using rubber elasticity and elastic restoring force, or a mechanism using a spring incorporated therein and using the elasticity and elastic restoring force of the incorporated spring.

また、前記カムは、前記第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板との間の距離を所定範囲内に制限するカムストローク制限機構を備えていることが好ましい。例えば、上記摩擦板間距離増大機構が、所定空間内に保持されたボールまたは円筒体の転動を介して上記相対捩れを軸方向変位に機械的に変換する機構からなる場合には、上記所定空間内に、ボールまたは円筒体が内部に落ち込むことによってカムの立ち上がりをキャンセルするポケットを設けることによって、第1および第2のアーマチュア側摩擦板間距離の変動を所定範囲内に制限することが可能となる。   The cam preferably includes a cam stroke limiting mechanism that limits a distance between the first armature-side friction plate and the second armature-side friction plate within a predetermined range. For example, when the mechanism for increasing the distance between the friction plates is a mechanism that mechanically converts the relative torsion into an axial displacement through rolling of a ball or a cylindrical body held in a predetermined space, By providing a pocket in the space to cancel the rise of the cam when the ball or cylinder falls into the interior, it is possible to limit the variation in the distance between the first and second armature side friction plates within a predetermined range. It becomes.

また、本発明の圧縮機用電磁クラッチにおいて、前記相対捩れを所定範囲内に制限する捩れ制限機構を備えていることが好ましい。例えば、第1のアーマチュア側摩擦板を部分的に軸方向に延長させた突起を設け、当該突起を第2のアーマチュア側摩擦板に設けた穴に挿入した簡素な捩れ制限機構を備えることによって、上記相対捩れを突起と穴のクリアランス以内に制限することができ、ひいては第1および第2のアーマチュア側摩擦板間距離の変動を所定範囲内に制限することが可能となる。   The electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention preferably includes a twist limiting mechanism for limiting the relative twist within a predetermined range. For example, by providing a simple twist limiting mechanism in which a protrusion obtained by partially extending the first armature side friction plate in the axial direction is provided and the protrusion is inserted into a hole provided in the second armature side friction plate. The relative twist can be limited within the clearance between the protrusion and the hole, and as a result, the variation in the distance between the first and second armature side friction plates can be limited within a predetermined range.

また、本発明に係る圧縮機用電磁クラッチにおいては、要求伝達動力の大小に応じて、アーマチュア側とロータ側の連結状態を変化させることも可能である。すなわち、要求伝達動力が小さいときには、上記電磁コイル側に位置する上記第1のロータ側摩擦板と上記第1のアーマチュア側摩擦板の一組の摩擦板により動力伝達を行い(つまり、従来一般の電磁クラッチにおける動力伝達方式)、要求伝達動力が大きいときには、上記第1のロータ側摩擦板と上記第1のアーマチュア側摩擦板および上記第2のロータ側摩擦板と上記第2のアーマチュア側摩擦板の二組の摩擦板により動力伝達(つまり、本発明特有の動力伝達方式)を行うようにすることも可能である。このようにすれば、高トルク伝達時に対して効率よく電磁コイルの小型化、軽量化とともに消費電力の低減を達成でき、低トルク伝達時に対してはトルク伝達のための迅速な作動を確保可能となる。   Further, in the electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention, the connection state between the armature side and the rotor side can be changed according to the magnitude of the required transmission power. That is, when the required transmission power is small, power transmission is performed by a set of friction plates of the first rotor side friction plate and the first armature side friction plate located on the electromagnetic coil side (that is, the conventional general Power transmission system in an electromagnetic clutch), when the required transmission power is large, the first rotor-side friction plate, the first armature-side friction plate, the second rotor-side friction plate, and the second armature-side friction plate It is also possible to perform power transmission (that is, a power transmission system unique to the present invention) by the two friction plates. In this way, it is possible to efficiently reduce the size and weight of the electromagnetic coil and reduce power consumption when high torque is transmitted, and to ensure quick operation for torque transmission when transmitting low torque. Become.

このような本発明に係る圧縮機用電磁クラッチは、とくに可変容量圧縮機に組み込まれて好適なものである。可変容量圧縮機では、そのときに要求される圧縮容量に応じて必要駆動トルクは大きく変化するが、本発明に係る圧縮機用電磁クラッチを使用することにより、低トルク伝達時から高トルク伝達時の全範囲にわたって、安定した動力伝達性能が得られる。   Such an electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention is particularly suitable when incorporated in a variable capacity compressor. In variable displacement compressors, the required drive torque varies greatly depending on the compression capacity required at that time, but by using the compressor electromagnetic clutch according to the present invention, from low torque transmission to high torque transmission. Stable power transmission performance can be obtained over the entire range.

また、本発明に係る圧縮機用電磁クラッチが組み込まれた圧縮機は、とくに車両用空調装置に使用されて好適なものである。本発明に係る圧縮機用電磁クラッチを使用することにより、コイルサイズの小型化、軽量化による電磁クラッチ部の小型化、軽量化、ひいては電磁クラッチ組み込み圧縮機全体としての小型化、軽量化が可能になり、車両への搭載性向上が可能になるとともに車両の燃費改善に貢献でき、消費電力の低減により、結果的にさらなる車両の燃費改善に貢献できるとともに、他の電力を必要とする機器への供給電力に余裕をもたせることが可能となる。   The compressor incorporating the compressor electromagnetic clutch according to the present invention is particularly suitable for use in a vehicle air conditioner. By using the electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention, it is possible to reduce the size and weight of the electromagnetic clutch unit by reducing the coil size and the weight, thereby reducing the size and weight of the electromagnetic clutch built-in compressor as a whole. As a result, it is possible to improve the mountability to the vehicle and contribute to the improvement of the fuel consumption of the vehicle. By reducing the power consumption, it is possible to contribute to the further improvement of the fuel consumption of the vehicle and to the equipment that requires other electric power. It is possible to provide a margin for the supplied power.

このように、本発明に係る圧縮機用電磁クラッチおよびそれを組み込んだ圧縮機によれば、ロータとアーマチュアの間に二組の摩擦板を配置し、第1および第2のロータ側摩擦板を、押し付け力の大きさに応じて変形する弾性体の形状により定まる間隙をもって互いに対向させるとともに、アーマチュアの摩擦板間距離を機械的に増大できるようにして二組の摩擦板部それぞれにてアーマチュア側摩擦板のロータ側摩擦板への押し付け力を増大させ、かつ、二組の摩擦板部でそれぞれ作用するアーマチュア側摩擦板のロータ側摩擦板への押し付け力をロータの範囲内で互いに相殺できるようにしたので、押し付け力の機械的な増幅による伝達動力の大幅な増大を達成しつつ、従来機構で問題となっていた圧縮機の駆動軸側にかかる引き抜き力の発生を防止することができ、小型で低起磁力の電磁コイルにて電磁クラッチに所望の大きな動力伝達性能を持たせることができる。そして、電磁コイルが小型化できることから、電磁クラッチ部、ひいては圧縮機全体の小型、軽量化を達成でき、かつ、消費電力の低減を実現できる。さらに、弾性体の変形可能な範囲内で第1または第2のロータ側摩擦板が軸方向に移動可能となるので、アーマチュアのロータに対する押し付け力を上記弾性体で吸収することが可能となる。   Thus, according to the electromagnetic clutch for a compressor and a compressor incorporating the same according to the present invention, two sets of friction plates are arranged between the rotor and the armature, and the first and second rotor side friction plates are arranged. The armature side of each of the two sets of friction plates is made to oppose each other with a gap determined by the shape of the elastic body deforming according to the magnitude of the pressing force, and to increase the distance between the friction plates of the armature mechanically. The pressing force of the friction plate against the rotor side friction plate can be increased, and the pressing force of the armature side friction plate acting on the rotor side friction plate acting respectively in the two sets of friction plate portions can be offset within the range of the rotor. Therefore, the pulling force applied to the drive shaft side of the compressor, which has been a problem with conventional mechanisms, while achieving a significant increase in transmission power by mechanical amplification of the pressing force It is possible to prevent the occurrence, can have a large power transmission performance desired in the electromagnetic clutch in small, low magnetomotive force of the electromagnetic coil. And since an electromagnetic coil can be reduced in size, the electromagnetic clutch part and by extension, the whole compressor can be reduced in size and weight, and power consumption can be reduced. Furthermore, since the first or second rotor side friction plate can move in the axial direction within a deformable range of the elastic body, the pressing force of the armature against the rotor can be absorbed by the elastic body.

本発明の一実施態様に係る圧縮機用電磁クラッチの縦断面図(A)および正面図(B)である。It is the longitudinal cross-sectional view (A) and front view (B) of the electromagnetic clutch for compressors which concern on one embodiment of this invention. 図1の圧縮機用電磁クラッチの部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of the electromagnetic clutch for compressors of FIG. 図1の圧縮機用電磁クラッチに用いられる第1のアーマチュア側摩擦板の縦断面図(A)および正面図(B)である。It is the longitudinal cross-sectional view (A) and front view (B) of the 1st armature side friction board used for the electromagnetic clutch for compressors of FIG. 図1の圧縮機用電磁クラッチに用いられる第2のアーマチュア側摩擦板の縦断面図(A)および正面図(B)である。It is the longitudinal cross-sectional view (A) and front view (B) of the 2nd armature side friction board used for the electromagnetic clutch for compressors of FIG. 図1の圧縮機用電磁クラッチのカムおよびその周囲部の拡大部分平面図である。FIG. 2 is an enlarged partial plan view of a cam and its peripheral portion of the compressor electromagnetic clutch of FIG. 1. 図5に示した部位の動作を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating operation | movement of the site | part shown in FIG. 図5に示したカムの動作を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating operation | movement of the cam shown in FIG. 図5とは別の実施態様に係る圧縮機用電磁クラッチの摩擦板間距離増大機構の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example of the distance increase mechanism between the friction plates of the electromagnetic clutch for compressors concerning the embodiment different from FIG. 図5とはさらに別の実施態様に係る圧縮機用電磁クラッチの摩擦板間距離増大機構の例を示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an inter-friction plate distance increasing mechanism of an electromagnetic clutch for a compressor according to another embodiment different from FIG. 5. 図5とはさらに別の実施態様に係る圧縮機用電磁クラッチの摩擦板間距離増大機構の例を示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an inter-friction plate distance increasing mechanism of an electromagnetic clutch for a compressor according to another embodiment different from FIG. 5.

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1〜図7は、本発明の一実施態様に係る圧縮機用電磁クラッチを示している。図1において、圧縮機用電磁クラッチ1は、プーリ(図示略)とベルト52からなる動力伝達機構を介して動力源(例えば、車両のエンジン、図示略)側へと連結されるロータ2と、圧縮機駆動軸3側へと連結されるアーマチュア4と、磁力を発生し該磁力によりアーマチュア4をロータ2に吸着させて両部材間での動力伝達を可能ならしめる電磁コイル5とを有している。また、圧縮機用電磁クラッチ1は、動力伝達能力を増大させるために、アーマチュア4(アーマチュア4の摩擦板)のロータ2(ロータ2の摩擦板)に対する押し付け力を機械的に増幅する押し付け力増幅手段6を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 7 show an electromagnetic clutch for a compressor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a compressor electromagnetic clutch 1 includes a rotor 2 connected to a power source (for example, a vehicle engine, not shown) through a power transmission mechanism including a pulley (not shown) and a belt 52. An armature 4 connected to the compressor drive shaft 3 side, and an electromagnetic coil 5 that generates a magnetic force and attracts the armature 4 to the rotor 2 by the magnetic force to enable power transmission between the two members. Yes. The electromagnetic clutch 1 for the compressor mechanically amplifies the pressing force of the armature 4 (the friction plate of the armature 4) against the rotor 2 (the friction plate of the rotor 2) in order to increase the power transmission capability. Means 6 are provided.

押し付け力増幅手段6は次のように構成されている。図2も参照して説明するに、ロータ2は、皿ばね51の形状変化に応じて変動する間隙Gをもって互いに対向配置された第1のロータ側摩擦板7と第2のロータ側摩擦板8を有しており、第2のロータ側摩擦板8は、本実施態様では、第1のロータ側摩擦板7に対し、固定ボルト9を介して、皿ばね51の形状変化に応じて変動する間隙Gをもって固定されている。アーマチュア4は、上記間隙Gの範囲内に配置されているとともに、上記第1のロータ側摩擦板7に当接可能な第1のアーマチュア側摩擦板10と上記第2のロータ側摩擦板8に当接可能な第2のアーマチュア側摩擦板11を有している。また、このアーマチュア4は、ロータ2とアーマチュア4間の動力伝達に伴って上記第1のアーマチュア側摩擦板10と第2のアーマチュア側摩擦板11との距離D(例えば、外面間距離)を軸方向(圧縮機軸方向12)に機械的に増大させる摩擦板間距離増大機構13を有している。なお、本実施態様では、第2のアーマチュア側摩擦板11と対向配置されている第2のロータ側摩擦板8上に、動力伝達性能向上および動力伝達遮断時の摩擦板同士の干渉防止(例えば、半クラッチ時の焼き付き防止)のために、摩擦ライナー14が設けられている。この摩擦ライナー14は第2のアーマチュア側摩擦板11側に設けることもできる。   The pressing force amplifying means 6 is configured as follows. 2, the rotor 2 includes a first rotor-side friction plate 7 and a second rotor-side friction plate 8 that are arranged to face each other with a gap G that varies according to a change in the shape of the disc spring 51. In this embodiment, the second rotor-side friction plate 8 varies with respect to the first rotor-side friction plate 7 according to the shape change of the disc spring 51 via the fixing bolt 9. It is fixed with a gap G. The armature 4 is disposed within the range of the gap G, and the first armature-side friction plate 10 and the second rotor-side friction plate 8 that can come into contact with the first rotor-side friction plate 7. It has the 2nd armature side friction board 11 which can contact | abut. In addition, the armature 4 uses a distance D (for example, a distance between the outer surfaces) between the first armature side friction plate 10 and the second armature side friction plate 11 as the power is transmitted between the rotor 2 and the armature 4. The friction plate distance increasing mechanism 13 is mechanically increased in the direction (compressor shaft direction 12). In this embodiment, on the second rotor-side friction plate 8 disposed opposite to the second armature-side friction plate 11, improvement of power transmission performance and prevention of interference between the friction plates when power transmission is interrupted (for example, In order to prevent seizure during half-clutch), a friction liner 14 is provided. The friction liner 14 may be provided on the second armature side friction plate 11 side.

また、電磁コイル5の近傍には温度ヒューズ55が設置されており、ロータ側摩擦板とアーマチュア側摩擦板の間で滑りが生じた際に摩擦面に発生する熱を検知して、電磁クラッチ1への通電を遮断できるようになっている。   In addition, a thermal fuse 55 is installed in the vicinity of the electromagnetic coil 5 to detect heat generated on the friction surface when slippage occurs between the rotor side friction plate and the armature side friction plate, and to the electromagnetic clutch 1. The power can be cut off.

図3、4は、それぞれアーマチュア側摩擦板10、11の縦断面図(A)および正面図(B)である。図4の第2のアーマチュア側摩擦板11には、軸方向に延びる部位を部分的に延長した形状を備える突起53が、中心角120°をなすように隣接した3箇所に摩擦板周方向に沿って形成されている。図3の第1のアーマチュア側摩擦板10には、突起53に対応する3箇所に突起挿入穴54が形成されている。図1、2に示すように、第1のアーマチュア側摩擦板10と第2のアーマチュア側摩擦板11とが平行に配置され、摩擦板11上の突起53が摩擦板10上の突起挿入穴54に挿入されることによって、両摩擦板10、11間の相対捩れが突起53と突起挿入穴54のクリアランス以上に増大することが防止されている。   3 and 4 are a longitudinal sectional view (A) and a front view (B) of the armature side friction plates 10 and 11, respectively. In the second armature side friction plate 11 shown in FIG. 4, a protrusion 53 having a shape partially extending from a portion extending in the axial direction is provided in three adjacent locations in the circumferential direction of the friction plate so as to form a central angle of 120 °. Are formed along. In the first armature side friction plate 10 of FIG. 3, protrusion insertion holes 54 are formed at three positions corresponding to the protrusions 53. As shown in FIGS. 1 and 2, the first armature side friction plate 10 and the second armature side friction plate 11 are arranged in parallel, and the protrusion 53 on the friction plate 11 is connected to the protrusion insertion hole 54 on the friction plate 10. Thus, the relative twist between the friction plates 10 and 11 is prevented from increasing beyond the clearance between the protrusion 53 and the protrusion insertion hole 54.

上記摩擦板間距離増大機構13は、動力伝達に伴う上記第1のアーマチュア側摩擦板10と第2のアーマチュア側摩擦板11との間の回転方向における相対捩れを軸方向12の変位に機械的に変換する機構から構成されている。より具体的には、図5、図6にも示すように、第1のアーマチュア側摩擦板10と第2のアーマチュア側摩擦板11とに係合し、該両摩擦板10、11間に両摩擦板10、11間の距離D(例えば、外面間距離)を増大する方向と縮小する方向とに変形可能にカム15が設けられており、本実施態様では、両摩擦板10、11間の相対捩れに伴ってカム15の第1のアーマチュア側摩擦板10と第2のアーマチュア側摩擦板11に対する傾斜角がθ1からθ2に変化することにより(カム15が起き上がる方向に傾斜角が変化することにより)、両摩擦板10、11間の距離Dが増大されるようになっている。カム15は、摩擦板周方向に所定間隔をもって複数配置されており、これらカム15は、動力伝達時には両摩擦板10、11間の距離Dを増大する方向に変形され、動力伝達遮断時には両摩擦板10、11間の距離Dを縮小する方向に変形される。そして、上述したように両摩擦板10、11間の相対捩れは突起53と突起挿入穴54のクリアランス以内に制限されるので、距離Dの変動も所定範囲内に制限される。各カム15間には、複数のカム15が両摩擦板10、11間の距離Dを増大する方向に弾性変形可能で、かつ、複数のカム15が両摩擦板10、11間の距離Dを縮小する方向に弾性復元可能なカム変形助勢手段としてのゴム16が隣接カム15間に充填されるように設けられており、ゴム16には重量低減のためのスリット17が設けられている。   The friction plate distance increasing mechanism 13 mechanically converts relative torsion in the rotational direction between the first armature side friction plate 10 and the second armature side friction plate 11 due to power transmission into displacement in the axial direction 12. It consists of a mechanism to convert to. More specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, the first armature side friction plate 10 and the second armature side friction plate 11 are engaged with each other, and both the friction plates 10 and 11 are both engaged. A cam 15 is provided so as to be deformable in a direction in which a distance D (for example, a distance between outer surfaces) between the friction plates 10 and 11 is increased and a direction in which the distance D is reduced. The inclination angle of the cam 15 with respect to the first armature side friction plate 10 and the second armature side friction plate 11 changes from θ1 to θ2 with the relative twist (the inclination angle changes in the direction in which the cam 15 rises). ), The distance D between the friction plates 10 and 11 is increased. A plurality of cams 15 are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the friction plate, and these cams 15 are deformed in a direction to increase the distance D between the friction plates 10 and 11 during power transmission, and both frictions when power transmission is cut off. The distance D between the plates 10 and 11 is deformed in a decreasing direction. As described above, since the relative twist between the friction plates 10 and 11 is limited within the clearance between the protrusion 53 and the protrusion insertion hole 54, the variation of the distance D is also limited within a predetermined range. Between the cams 15, the plurality of cams 15 can be elastically deformed in a direction that increases the distance D between the friction plates 10, 11, and the plurality of cams 15 have the distance D between the friction plates 10, 11. Rubber 16 as cam deformation assisting means that can be elastically restored in the shrinking direction is provided between adjacent cams 15, and the rubber 16 is provided with a slit 17 for weight reduction.

上記第2のアーマチュア側摩擦板11は、断面L字形の環状部材からなり、弾性変形可能な環状のゴム部材18を介して、駆動軸3の端部に締結固定されたハブ19へと接続されている。したがって、第2のアーマチュア側摩擦板11からは、ゴム部材18、ハブ19を介して圧縮機駆動軸3に回転駆動のための動力が伝達される。   The second armature side friction plate 11 is formed of an annular member having an L-shaped cross section, and is connected to a hub 19 fastened and fixed to an end portion of the drive shaft 3 via an elastically deformable annular rubber member 18. ing. Therefore, power for rotational drive is transmitted from the second armature side friction plate 11 to the compressor drive shaft 3 via the rubber member 18 and the hub 19.

上記のように構成された圧縮機用電磁クラッチ1においては、摩擦板間距離増大機構13を有する押し付け力増幅手段6により、小型、軽量の電磁コイル5でありながら、動力伝達能力が次のように増大される。原理的には、図7に示すように、第1、第2のアーマチュア側摩擦板10、11間に介在され、両摩擦板10、11に係合されたカム15の傾斜角θが、動力(トルク)伝達に伴う圧縮機(圧縮機駆動軸)側の負荷による両摩擦板10、11間の相対変位(相対捩れ)により、初期のθ1からθ2(図6に図示)に立ち上がる方向に変化され、それに伴って、第1、第2のアーマチュア側摩擦板10、11の第1、第2のロータ側摩擦板7、8に対する押し付け力が増幅されるとともに、これら相反する方向の押し付け力がロータ2の範囲内で互いに相殺される。この相殺により、従来構造で問題であった圧縮機駆動軸側に働く軸引き抜き力の発生は防止される。   In the compressor electromagnetic clutch 1 configured as described above, the pressing force amplifying means 6 having the friction plate distance increasing mechanism 13 allows the power transmission capability to be as follows, although the electromagnetic coil 5 is small and light. Will be increased. In principle, as shown in FIG. 7, the inclination angle θ of the cam 15 interposed between the first and second armature side friction plates 10 and 11 and engaged with both the friction plates 10 and 11 is determined by the power. Changes from the initial θ1 to θ2 (shown in FIG. 6) due to the relative displacement (relative twist) between the friction plates 10 and 11 due to the load on the compressor (compressor drive shaft) side accompanying (torque) transmission. Accordingly, the pressing force of the first and second armature-side friction plates 10 and 11 against the first and second rotor-side friction plates 7 and 8 is amplified, and the pressing forces in the opposite directions are increased. It cancels out within the range of the rotor 2. By this cancellation, generation of the shaft pulling force acting on the compressor drive shaft side, which is a problem in the conventional structure, is prevented.

このとき、上記カム15の傾斜角θは、最大でも90度未満になるように設定されている必要がある。また、電磁吸着力によるトルク+上記増幅トルク>圧縮機負荷トルクの関係が成立することが必要である。つまり、
Fd・μ・r+Fb・μ・r・2>Fa・r
の関係が成立することが必要である。ここで、
Fa:圧縮機負荷
Fb:押し付け力(増幅分)
Fd:電磁クラッチ吸着力
r:カム配置半径
μ:摩擦係数
である。カム圧縮力Fcは、Fa/cosθとなり、押し付け力Fbは、Fa×tanθとなる。ちなみに、従来構造におけるアーマチュアの板ばね角度変更で一方向にのみ伝達力増大を狙った場合には、その倍力効果は高々10%程度しか得られないが、上記のように相殺可能な相反する両方向への押し付け力を増大させる構造では、はるかに大きな伝達力増幅効果が得られる。
At this time, the inclination angle θ of the cam 15 needs to be set to be less than 90 degrees at the maximum. Further, it is necessary that the relationship of torque by electromagnetic adsorption force + amplified torque> compressor load torque be established. In other words,
Fd · μ · r + Fb · μ · r · 2> Fa · r
It is necessary to establish the relationship. here,
Fa: Compressor load Fb: Pushing force (amplification)
Fd: electromagnetic clutch attractive force r: cam arrangement radius μ: friction coefficient. The cam compression force Fc is Fa / cos θ, and the pressing force Fb is Fa × tan θ. By the way, if the armature plate spring angle in the conventional structure is aimed to increase the transmission force only in one direction, the boosting effect can be obtained only about 10% at most, but it can be canceled as described above. In a structure that increases the pressing force in both directions, a much larger transmission force amplification effect can be obtained.

このような摩擦板間距離増大機構13を有する押し付け力増幅手段6による、カム15を介した第1、第2のアーマチュア側摩擦板10、11の第1、第2のロータ側摩擦板7、8に対する押し付け力の増幅により、押し付け力が増幅された状態で、第1のロータ側摩擦板7と第1のアーマチュア側摩擦板10および第2のロータ側摩擦板8と第2のアーマチュア側摩擦板11の二組の摩擦板により動力伝達が行われ、基本的に一組の摩擦板により動力伝達が行われる従来の電磁クラッチに比べ、伝達動力が大幅に増大される。また、これら二組の摩擦板同士の当接は、換言すれば、第1、第2のアーマチュア側摩擦板10、11の第1、第2のロータ側摩擦板7、8に対する押し付け力は、互いに反対方向の力として作用するので、ロータ2の範囲内で相殺されることになり、一組の摩擦板による動力伝達においてアーマチュア側摩擦板の押し付け力を機械的に増幅させていた従来の押し付け力増大機構で問題となっていた、圧縮機駆動軸にかかる引き抜き力の発生が効率よく防止され、該引き抜き力発生に伴う圧縮機損傷の懸念も完全に除去される。さらに、カム15を介した各摩擦板10、11の押し付け力増大により、第1のロータ側摩擦板7に第1のアーマチュア側摩擦板10を吸着させるための起磁力を発生させる電磁コイル5のサイズは小さくて済むことになり、消費電力の少ない電磁コイル5で済むことになる。したがって、電磁コイル5の小型化、軽量化、消費電力の低減が可能になる。なお、要求される伝達動力が小さい場合には、カム15を介した各摩擦板10、11の押し付け力増幅効果は発揮させずに、専ら、電磁コイル5による電磁吸着力のみによる第1のロータ側摩擦板7への第1のアーマチュア側摩擦板10の圧着によって動力を伝達させることが可能である。   The first and second rotor side friction plates 7 of the first and second armature side friction plates 10 and 11 via the cam 15 by the pressing force amplifying means 6 having such a friction plate distance increasing mechanism 13. The first rotor side friction plate 7 and the first armature side friction plate 10 and the second rotor side friction plate 8 and the second armature side friction in a state where the pressing force is amplified by the amplification of the pressing force against 8 The power transmission is performed by the two sets of friction plates of the plate 11, and the transmission power is greatly increased compared to the conventional electromagnetic clutch in which the power transmission is basically performed by one set of friction plates. Further, the abutment between these two sets of friction plates, in other words, the pressing force of the first and second armature side friction plates 10 and 11 against the first and second rotor side friction plates 7 and 8 is as follows: Since they act as forces in opposite directions, they are canceled within the range of the rotor 2, and the conventional pressing that mechanically amplifies the pressing force of the armature side friction plate in the power transmission by a pair of friction plates Generation of the pulling force applied to the compressor drive shaft, which has been a problem with the force increasing mechanism, is efficiently prevented, and the concern about the compressor damage accompanying the generation of the pulling force is completely eliminated. Further, by increasing the pressing force of each friction plate 10, 11 through the cam 15, the electromagnetic coil 5 generates a magnetomotive force for attracting the first armature side friction plate 10 to the first rotor side friction plate 7. The size is small, and the electromagnetic coil 5 with low power consumption is sufficient. Therefore, the electromagnetic coil 5 can be reduced in size, weight, and power consumption. In the case where the required transmission power is small, the first rotor is solely based on the electromagnetic adsorption force of the electromagnetic coil 5 without exhibiting the effect of amplifying the pressing force of the friction plates 10 and 11 via the cam 15. Power can be transmitted by pressure-bonding the first armature side friction plate 10 to the side friction plate 7.

また、上記実施態様では、第2のアーマチュア側摩擦板11とそれに対向配置されている第2のロータ側摩擦板8との間に摩擦ライナー14を介在させているので、例えば、半クラッチ時の焼き付き防止等を可能にしてこの部分の不具合発生防止、耐久性の向上をはかることができる。   Further, in the above embodiment, since the friction liner 14 is interposed between the second armature side friction plate 11 and the second rotor side friction plate 8 disposed opposite thereto, for example, at the time of half clutch It is possible to prevent burn-in and the like, thereby preventing the occurrence of defects in this portion and improving durability.

さらに、上記実施態様では、カム変形助勢手段としてのゴム16を設けたので、このゴム16によりカム15を元の傾斜角状態に戻す弾性復元機能を確保できるとともに、ゴム16によってカム15を封止することで、カム15に対する防塵対策や防錆対策を施すことも可能となる。また、このゴム16に適当なサイズのスリット17を形成しておくことで、重量低減をはかることもできる。   Further, in the above embodiment, since the rubber 16 is provided as the cam deformation assisting means, an elastic restoring function for returning the cam 15 to the original tilt angle state can be secured by the rubber 16, and the cam 15 is sealed by the rubber 16. By doing so, it becomes possible to take a dust-proof measure and a rust-proof measure for the cam 15. Further, by forming a slit 17 having an appropriate size in the rubber 16, the weight can be reduced.

摩擦板間距離増大機構13を有する押し付け力増幅手段6の具体的な構造としては、上記実施態様におけるカム15を使用した構造には限定されず、各種の構造を採用できる。例えば図8に示すように、互いに相対捩れが可能な、一方のアーマチュア側摩擦板側に配置された、あるいは、一方のアーマチュア側摩擦板自体を一体に形成した、一方のカム部材21と、他方のアーマチュア側摩擦板側に配置された、あるいは、他方のアーマチュア側摩擦板自体を一体に形成した、他方のカム部材22との間に、断面球面状あるいは円弧状の凹部23、24により内部にボールまたは円筒体25を保持可能な空間26を形成するとともに、両カム部材21、22間の相対捩れおよびその弾性復元を可能にする圧縮ばね27を介装した構造を採用できる。この構造においては、図8(A)に示す静止状態(動力遮断状態)から、図8(B)に示す動作状態(動力伝達状態)に移行すると、両カム部材21、22間の相対捩れに伴って、空間26のボールまたは円筒体25が両球面状凹部23、24の凹面に沿って転動し、それに伴って、両カム部材21、22間の距離が図8(B)の矢印方向28に増大される。これによって、相反する方向のアーマチュア側摩擦板のロータ側摩擦板に対する押し付け力が増幅されることになる。このとき、上記両カム部材21、22間の相対捩れによりばね27は圧縮されるが、動力伝達遮断時にはこの圧縮されたばね27の弾性復元力によって、両カム部材21、22間の相対位置関係は元の位置関係に自然に戻される。   The specific structure of the pressing force amplifying means 6 having the friction plate distance increasing mechanism 13 is not limited to the structure using the cam 15 in the above embodiment, and various structures can be adopted. For example, as shown in FIG. 8, one cam member 21 which is arranged on one armature side friction plate side which can be twisted relative to each other, or one armature side friction plate itself is integrally formed, and the other Between the other cam member 22 which is disposed on the side of the armature side friction plate or the other armature side friction plate itself is integrally formed by concave portions 23 and 24 having a spherical cross section or an arc shape. A structure in which a space 26 that can hold the ball or the cylindrical body 25 is formed, and a compression spring 27 that allows relative torsion between the cam members 21 and 22 and elastic recovery thereof can be employed. In this structure, when the stationary state (power cut-off state) shown in FIG. 8 (A) shifts to the operation state (power transmission state) shown in FIG. 8 (B), relative torsion between the cam members 21 and 22 occurs. Along with this, the ball or the cylindrical body 25 in the space 26 rolls along the concave surfaces of the spherical concave portions 23 and 24, and accordingly, the distance between the cam members 21 and 22 is the direction of the arrow in FIG. Is increased to 28. As a result, the pressing force of the armature-side friction plate against the rotor-side friction plate in the opposite direction is amplified. At this time, the spring 27 is compressed by the relative torsion between the cam members 21 and 22, but the relative positional relationship between the cam members 21 and 22 is determined by the elastic restoring force of the compressed spring 27 when the power transmission is interrupted. It is naturally returned to the original positional relationship.

図9に示す形態では、互いに相対捩れが可能な、一方のアーマチュア側摩擦板側に配置された、あるいは、一方のアーマチュア側摩擦板自体を一体に形成した、一方のカム部材31と、他方のアーマチュア側摩擦板側に配置された、あるいは、他方のアーマチュア側摩擦板自体を一体に形成した、他方のカム部材32との間に、互いに係合、摺接し合うテーパ面33、34によるカム機構35が形成され、両カム部材31、32間の相対捩れおよびその弾性復元を可能にする圧縮ばね36を介装した構造とされている。このような構造においても、図9(A)に示す静止状態(動力遮断状態)から、図9(B)に示す動作状態(動力伝達状態)に移行すると、両カム部材21、22間の相対捩れに伴って、カム機構35が両カム部材21、22間の距離を図9(B)の矢印方向37に増大する方向に作用し、それによって、相反する方向のアーマチュア側摩擦板のロータ側摩擦板に対する押し付け力が増幅されることになる。このとき、上記両カム部材31、32間の相対捩れによりばね36は圧縮されるが、動力伝達遮断時にはこの圧縮されたばね36の弾性復元力によって、両カム部材31、32間の相対位置関係は元の位置関係に自然に戻されることになる。   In the form shown in FIG. 9, one cam member 31 arranged on one armature side friction plate side that can be relatively twisted with each other, or formed integrally with one armature side friction plate itself, and the other Cam mechanism with tapered surfaces 33 and 34 which are arranged on the armature side friction plate side or engaged with and slidably contact each other with the other cam member 32 which is integrally formed with the other armature side friction plate. 35 is formed, and a structure is provided in which a compression spring 36 that allows relative torsion between the cam members 31 and 32 and elastic recovery thereof is interposed. Even in such a structure, when the stationary state (power cutoff state) shown in FIG. 9A shifts to the operation state (power transmission state) shown in FIG. As the twisting occurs, the cam mechanism 35 acts in a direction that increases the distance between the cam members 21 and 22 in the direction indicated by the arrow 37 in FIG. 9B, whereby the armature side friction plate in the opposite direction is on the rotor side. The pressing force against the friction plate is amplified. At this time, the spring 36 is compressed by the relative torsion between the cam members 31 and 32, but the relative positional relationship between the cam members 31 and 32 is determined by the elastic restoring force of the compressed spring 36 when the power transmission is interrupted. It will naturally return to the original positional relationship.

また、図10に示すように、互いに相対捩れが可能な、一方のアーマチュア側摩擦板側に配置された、あるいは、一方のアーマチュア側摩擦板自体を一体に形成した、一方のカム部材41と、他方のアーマチュア側摩擦板側に配置された、あるいは、他方のアーマチュア側摩擦板自体を一体に形成した、他方のカム部材42との間に、断面球面状あるいは円弧状の凹部43、44、49により内部にボールまたは円筒体45を保持可能な空間46を形成するとともに、両カム部材41、42間の相対捩れおよびその弾性復元を可能にする圧縮ばね47を介装した構造を採用できる。この構造においては、図8に示した構造と同様に、図10(A)に示す初期状態(動力遮断状態)から、図10(B)に示すカム立ち上がり時(動力伝達状態1)に移行すると、両カム部材41、42間の相対捩れに伴って、空間46のボールまたは円筒体45が両球面状凹部43、44の凹面に沿って転動し、それに伴って、両カム部材41、42間の距離が図10(B)の矢印方向48に増大されるが、両カム部材41、42間の距離が所定値以上に増大しようとすると、図10(C)に示す立ち上がりキャンセル時(動力伝達状態2)に移行し、ボールまたは円筒体45が凹部49に落ち込む。これによって、相反する方向のアーマチュア側摩擦板のロータ側摩擦板に対する押し付け力が増幅されるとともに、所定の設定負荷を超えた場合には、ボールまたは円筒体45が退避用ポケットとして形成された凹部49に退避してカム立ち上がりをキャンセルすることができる。また、図8に示した構造と同様に、動力伝達遮断時にはばね47の弾性復元力によって、両カム部材41、42間の相対位置関係は元の位置関係に自然に戻される。   Further, as shown in FIG. 10, one cam member 41 which is arranged on one armature side friction plate side which can be relatively twisted with each other, or one armature side friction plate itself is integrally formed, Concave portions 43, 44, 49 having a spherical or arcuate cross section with the other cam member 42 disposed on the other armature side friction plate side or the other armature side friction plate itself. Thus, a space 46 capable of holding the ball or the cylindrical body 45 is formed in the interior, and a structure including a compression spring 47 that enables relative torsion between the cam members 41 and 42 and elastic recovery thereof can be employed. In this structure, as in the structure shown in FIG. 8, when the transition is made from the initial state (power cut-off state) shown in FIG. 10 (A) to the cam start-up time (power transmission state 1) shown in FIG. 10 (B). The ball or the cylindrical body 45 of the space 46 rolls along the concave surfaces of the spherical concave portions 43 and 44 with the relative twist between the cam members 41 and 42, and accordingly, both the cam members 41 and 42. The distance between the cam members 41 and 42 increases when the distance between the cam members 41 and 42 increases to a predetermined value or more. Transition to the transmission state 2), the ball or cylinder 45 falls into the recess 49. As a result, the pressing force of the armature side friction plate in the opposite direction against the rotor side friction plate is amplified, and when a predetermined set load is exceeded, the ball or the cylindrical body 45 is formed as a recess pocket. The cam rise can be canceled by retracting to 49. Similarly to the structure shown in FIG. 8, when the power transmission is interrupted, the relative positional relationship between the cam members 41 and 42 is naturally returned to the original positional relationship by the elastic restoring force of the spring 47.

本発明に係る圧縮機用電磁クラッチは、摩擦板電磁クラッチを用いるあらゆる圧縮機に適用可能であり、とくに、可変容量圧縮機、さらには車両空調装置用圧縮機に好適なものである。   The electromagnetic clutch for a compressor according to the present invention can be applied to any compressor using a friction plate electromagnetic clutch, and is particularly suitable for a variable capacity compressor and further a compressor for a vehicle air conditioner.

1 圧縮機用電磁クラッチ
2 ロータ
3 圧縮機駆動軸
4 アーマチュア
5 電磁コイル
6 押し付け力増幅手段
7 第1のロータ側摩擦板
8 第2のロータ側摩擦板
9 固定ボルト
10 第1のアーマチュア側摩擦板
11 第2のアーマチュア側摩擦板
12 圧縮機軸方向
13 摩擦板間距離増大機構
14 摩擦ライナー
15 カム
16 カム変形助勢手段としてのゴム
17 スリット
18 環状のゴム部材
19 ハブ
21、22、31、32、41、42 カム部材
23、24、43、44、49 凹部
25、45 ボールまたは円筒体
26、46 空間
27、36、47 圧縮ばね
28、37、48 両カム部材間の距離増大方向
33、34 テーパ面
35 カム機構
51 皿ばね
52 ベルト
53 突起
54 突起挿入穴
55 温度ヒューズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor electromagnetic clutch 2 Rotor 3 Compressor drive shaft 4 Armature 5 Electromagnetic coil 6 Pushing force amplifying means 7 First rotor side friction plate 8 Second rotor side friction plate 9 Fixing bolt 10 First armature side friction plate 11 Second armature side friction plate 12 Compressor axial direction 13 Friction plate distance increasing mechanism 14 Friction liner 15 Cam 16 Rubber 17 as cam deformation assisting means Slit 18 Annular rubber member 19 Hubs 21, 22, 31, 32, 41 , 42 Cam member 23, 24, 43, 44, 49 Recess 25, 45 Ball or cylindrical body 26, 46 Space 27, 36, 47 Compression springs 28, 37, 48 Distance increasing direction between both cam members 33, 34 Tapered surface 35 cam mechanism 51 disc spring 52 belt 53 protrusion 54 protrusion insertion hole 55 thermal fuse

Claims (9)

動力伝達機構を介して動力源側へと連結されるロータと、圧縮機駆動軸側へと連結されるアーマチュアと、磁力を発生し該磁力により前記アーマチュアを前記ロータに吸着させて両部材間での動力伝達を可能ならしめる電磁コイルと、動力伝達能力を増大させるために前記アーマチュアの前記ロータに対する押し付け力を機械的に増幅する押し付け力増幅手段とを備えた圧縮機用電磁クラッチにおいて、前記押し付け力増幅手段を構成するために、前記ロータは、前記押し付け力の大きさに応じて変形する弾性体の形状により定まる間隙をもって互いに対向配置された第1のロータ側摩擦板と第2のロータ側摩擦板を有し、前記アーマチュアは、前記間隙内に配置されるとともに、前記第1のロータ側摩擦板に当接可能な第1のアーマチュア側摩擦板と前記第2のロータ側摩擦板に当接可能な第2のアーマチュア側摩擦板を有するとともに、動力伝達に伴って前記第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板との距離を軸方向に機械的に増大させる摩擦板間距離増大機構を有することを特徴とする圧縮機用電磁クラッチ。   A rotor connected to the power source side via a power transmission mechanism, an armature connected to the compressor drive shaft side, a magnetic force is generated, and the armature is attracted to the rotor by the magnetic force between the two members. In the electromagnetic clutch for a compressor, comprising: an electromagnetic coil that enables power transmission of the motor; and a pressing force amplifying means that mechanically amplifies the pressing force of the armature against the rotor to increase power transmission capability. In order to constitute the force amplifying means, the rotor includes a first rotor side friction plate and a second rotor side that are arranged to face each other with a gap determined by the shape of an elastic body that deforms according to the magnitude of the pressing force. A first armature having a friction plate, the armature being disposed in the gap and capable of contacting the first rotor side friction plate; A second armature-side friction plate capable of contacting the friction plate and the second rotor-side friction plate, and the first armature-side friction plate and the second armature-side friction plate according to power transmission. An electromagnetic clutch for a compressor, comprising a friction plate distance increasing mechanism for mechanically increasing the distance in an axial direction. 前記弾性体は、第1または第2のロータ側摩擦板の反アーマチュア側の面に当接可能に設けられ、第1または第2のロータ側摩擦板が前記押し付け力をアーマチュア側から受けることにより変形する、請求項1に記載の圧縮機用電磁クラッチ。   The elastic body is provided so as to be able to contact the surface of the first or second rotor-side friction plate on the side opposite to the armature, and the first or second rotor-side friction plate receives the pressing force from the armature side. The electromagnetic clutch for a compressor according to claim 1, wherein the electromagnetic clutch is deformed. 前記弾性体が皿ばねからなる、請求項2に記載の圧縮機用電磁クラッチ。   The electromagnetic clutch for a compressor according to claim 2, wherein the elastic body is a disc spring. 前記動力伝達機構がプーリとベルトからなり、前記弾性体の変形により前記押し付け力に抗して生じる弾性力の大きさが、前記動力源から前記ロータへの動力伝達に際し前記プーリと前記ベルトの間に滑りを生じさせる押し付け力の値よりも上昇しないように制限されている、請求項1〜3のいずれかに記載の圧縮機用電磁クラッチ。   The power transmission mechanism comprises a pulley and a belt, and the magnitude of the elastic force generated against the pressing force due to the deformation of the elastic body is between the pulley and the belt when the power is transmitted from the power source to the rotor. The electromagnetic clutch for a compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the electromagnetic clutch is restricted so as not to rise above a value of a pressing force that causes slippage. 前記摩擦板間距離増大機構は、動力伝達に伴う前記第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板との間の相対捩れを軸方向変位に機械的に変換する機構からなる、請求項1〜4のいずれかに記載の圧縮機用電磁クラッチ。   The friction plate distance increasing mechanism includes a mechanism that mechanically converts relative torsion between the first armature side friction plate and the second armature side friction plate due to power transmission into axial displacement. Item 5. An electromagnetic clutch for a compressor according to any one of Items 1 to 4. 前記摩擦板間距離増大機構は、前記第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板とに係合し、該両摩擦板間に両摩擦板間の距離を増大する方向と縮小する方向とに変形可能に設けられたカムが、摩擦板周方向に複数配置された機構からなり、前記カムは、前記第1のアーマチュア側摩擦板と第2のアーマチュア側摩擦板との間の距離を所定範囲内に制限するカムストローク制限機構を備えている、請求項5に記載の圧縮機用電磁クラッチ。   The mechanism for increasing the distance between the friction plates engages with the first armature-side friction plate and the second armature-side friction plate, and reduces the distance between the friction plates in the direction of increasing the distance between the friction plates. A plurality of cams disposed in the circumferential direction of the friction plate, and the cam is a distance between the first armature side friction plate and the second armature side friction plate. The electromagnetic clutch for a compressor according to claim 5, further comprising a cam stroke limiting mechanism for limiting the pressure within a predetermined range. 前記相対捩れを所定範囲内に制限する捩れ制限機構を備えている、請求項5または6に記載の圧縮機用電磁クラッチ。   The electromagnetic clutch for a compressor according to claim 5 or 6, further comprising a twist limiting mechanism that limits the relative twist within a predetermined range. 請求項1〜7のいずれかに記載の圧縮機用電磁クラッチが組み込まれている可変容量圧縮機。   A variable capacity compressor in which the electromagnetic clutch for a compressor according to claim 1 is incorporated. 請求項1〜7のいずれかに記載の圧縮機用電磁クラッチが組み込まれている、車両用空調装置に使用される圧縮機。   The compressor used for the vehicle air conditioner in which the electromagnetic clutch for compressors in any one of Claims 1-7 is integrated.
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