JP2014118986A - Clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力の伝達を断続するクラッチに関する。 The present invention relates to a clutch for intermittently transmitting power.
永久磁石を用いることで駆動側回転体と従動側回転体とを連結させる時あるいは駆動側回転体と従動側回転体とを切り離す時以外には、電磁コイルへの通電を不要として消費電力の低減を狙った、いわゆる自己保持型のクラッチが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Use of permanent magnets reduces power consumption by eliminating the need to energize the electromagnetic coil except when connecting the drive-side rotator and driven-side rotator, or when disconnecting the drive-side rotator and driven-side rotator. A so-called self-holding type clutch has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
具体的には、特許文献1の自己保持型のクラッチは、永久磁石の外周側に円筒状のヨークを嵌合し、磁性材で形成された円筒状の可動体をヨークの外周側に配置し、可動体をクラッチ回転軸方向に変位させることによって、永久磁石が吸引磁力を発生させる吸引用磁気回路の磁気抵抗を増減させるようになっている。
Specifically, in the self-holding clutch of
また、駆動側回転体と従動側回転体とを切り離す際には、可動体は磁性材で形成されたステータハウジングに当接する位置まで移動する。一方、駆動側回転体と従動側回転体とを連結させる際には、可動体は、磁性材で形成されたプーリに向かって移動し、可動体をガイドするピンの拡径部に当接して停止するようになっている。 Further, when the drive-side rotator and the driven-side rotator are separated, the movable body moves to a position where it abuts on a stator housing formed of a magnetic material. On the other hand, when connecting the driving side rotating body and the driven side rotating body, the movable body moves toward a pulley formed of a magnetic material and comes into contact with an enlarged diameter portion of a pin that guides the movable body. It comes to stop.
しかしながら、駆動側回転体と従動側回転体とを切り離す際には、可動体がステータハウジングに近づくにつれて、磁力により可動体に作用するクラッチ回転軸方向(すなわち、スラスト方向)の力が大きくなり、可動体がステータハウジングに衝突する際に大きな衝突音が発生するという問題があった。 However, when separating the drive-side rotator and the driven-side rotator, as the movable body approaches the stator housing, the force in the clutch rotational axis direction (that is, the thrust direction) acting on the movable body by the magnetic force increases. When the movable body collides with the stator housing, there is a problem that a loud collision noise is generated.
また、駆動側回転体と従動側回転体とを連結させる際には、可動体がプーリに近づくにつれて、磁力により可動体に作用するクラッチ回転軸方向の力が大きくなり、可動体がピンの拡径部に衝突する際に大きな衝突音が発生するという問題があった。 Further, when the driving side rotating body and the driven side rotating body are connected, as the movable body approaches the pulley, the force in the direction of the clutch rotation axis acting on the movable body by the magnetic force increases, and the movable body expands the pin. There has been a problem that a loud collision sound is generated when colliding with the diameter portion.
本発明は上記点に鑑みて、自己保持型のクラッチにおいて、駆動側回転体と従動側回転体とを連結させる際あるいは駆動側回転体と従動側回転体とを切り離す際の衝突音を低減することを目的とする。 In view of the above points, the present invention reduces collision noise when a driving side rotating body and a driven side rotating body are connected to each other or when the driving side rotating body and the driven side rotating body are separated from each other in a self-holding clutch. For the purpose.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、駆動源(10)からの回転駆動力によって回転する駆動側回転体(30)と、駆動側回転体に連結されることによって回転駆動力が伝達される従動側回転体(40)と、回転軸の周りに円環状に配置され、駆動側回転体と従動側回転体とを連結させる吸引磁力を発生させる永久磁石(51)と、磁性材で形成されるとともに、回転軸方向に延びる円筒状に形成され、回転軸方向に変位することによって永久磁石が吸引磁力を発生させる吸引用磁気回路(MCa)の磁気抵抗を増減させる可動体(52)と、電力を供給されることによって磁界を形成して可動体を変位させる電磁コイル(53、54)と、非磁性材で形成されるとともに、可動体における回転軸方向一端面に対向して配置され、可動体の移動範囲を規制するストッパ(56、57a)と、磁性材で形成されるとともに、可動体の内周側または外周側に配置され、可動体が回転軸方向に移動したときに可動体と回転軸垂直方向に重なって可動体との間で磁束の受け渡しが行われる受け渡し部材(57b、58a)とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a drive side rotator (30) that rotates by a rotational drive force from the drive source (10) and a rotational drive by being connected to the drive side rotator. A driven-side rotating body (40) to which a force is transmitted, a permanent magnet (51) that is arranged in an annular shape around the rotation axis and generates an attractive magnetic force that connects the driving-side rotating body and the driven-side rotating body; A movable body that is formed of a magnetic material and that is formed in a cylindrical shape extending in the direction of the rotation axis and that increases or decreases the magnetic resistance of the magnetic circuit for attraction (MCa) in which the permanent magnet generates an attractive magnetic force when displaced in the direction of the rotation axis. (52), an electromagnetic coil (53, 54) that forms a magnetic field by supplying power and displaces the movable body, and is formed of a nonmagnetic material and faces one end surface in the rotational axis direction of the movable body. Then place When the movable body moves in the direction of the rotation axis, it is formed of a magnetic material and a stopper (56, 57a) that regulates the moving range of the movable body. It is provided with the delivery member (57b, 58a) which overlaps a movable body and a rotating shaft perpendicular direction, and performs the delivery of magnetic flux between movable bodies.
これによると、可動体がストッパに近づくにつれて、磁力により可動体に作用する力は受け渡し部材の方向(すなわち、クラッチ回転軸垂直方向、ラジアル方向)へと向きを変え、クラッチ回転軸方向の力は減少する。したがって、駆動側回転体と従動側回転体とを連結させる際あるいは駆動側回転体と従動側回転体とを切り離す際の衝突音を低減することができる。 According to this, as the movable body approaches the stopper, the force acting on the movable body due to the magnetic force changes direction to the direction of the delivery member (that is, the direction perpendicular to the clutch rotation axis, the radial direction), and the force in the clutch rotation axis direction is Decrease. Therefore, it is possible to reduce a collision sound when the driving side rotating body and the driven side rotating body are connected or when the driving side rotating body and the driven side rotating body are separated.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
図1に示すように、冷凍サイクル装置1は、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機2、圧縮機2吐出冷媒を放熱させる放熱器3、放熱器3流出冷媒を減圧膨張させる膨張弁4、および、膨張弁4にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器5を環状に接続したものである。
As shown in FIG. 1, a
圧縮機2は、車両走行用駆動力を出力する駆動源であるエンジン10から回転駆動力を得て、圧縮機構を回転駆動させることで冷媒を吸入して圧縮する。なお、圧縮機構としては、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構、あるいは、外部からの制御信号によって吐出容量を調整可能に構成された可変容量型圧縮機構のいずれを採用してもよい。
The
さらに、エンジン10の回転駆動力は、エンジン10の回転駆動軸に連結されたエンジン側プーリ11、圧縮機2に連結されたプーリ一体型のクラッチ20、および、エンジン側プーリ11およびクラッチ20の外周に掛けられたVベルト12を介して、圧縮機2へ伝達される。
Further, the rotational driving force of the
図1、図2に示すように、クラッチ20は、エンジン10からの回転駆動力によって回転する駆動側回転体を構成するプーリ30と、圧縮機2の軸2aに連結された従動側回転体を構成するアーマチャ40とを有し、このプーリ30とアーマチャ40とを連結あるいは切り離すことで、エンジン10から圧縮機2への回転駆動力の伝達を断続するものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
つまり、クラッチ20がプーリ30とアーマチャ40とを連結すると、エンジン10の回転駆動力が圧縮機2に伝達されて、冷凍サイクル装置1が作動する。一方、クラッチ20がプーリ30とアーマチャ40とを切り離すと、エンジン10の回転駆動力が圧縮機2に伝達されることはなく、冷凍サイクル装置1も作動しない。なお、クラッチ20は、冷凍サイクル装置1の各種構成機器の作動を制御する空調制御装置6から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
That is, when the
次に、クラッチ20について詳述する。なお、以下の説明では、圧縮機2およびクラッチ20の回転中心を回転軸といい、その回転軸に対して垂直な方向を回転軸垂直方向という。
Next, the
クラッチ20は、駆動側回転体を構成するプーリ30、従動側回転体を構成するアーマチャ40、および、プーリ30とアーマチャ40とを連結させる吸引磁力を発生させる永久磁石51等を有するステータ50を備えている。
The
まず、プーリ30は、回転軸に対して同軸上に配置された円筒状のプーリ外側円筒部31、このプーリ外側円筒部31の内周側に配置されるとともに回転軸に対して同軸上に配置された円筒状のプーリ内側円筒部32、並びに、プーリ外側円筒部31およびプーリ内側円筒部32における回転軸方向一端側同士を結ぶように回転軸垂直方向に広がるとともに、中央部にその表裏を貫通する円形状の貫通穴が形成された円板状のプーリ端面部33を有している。
First, the
つまり、プーリ30は二重円筒構造で構成され、その軸方向断面形状は、図2に示すように、回転軸に対して線対称に位置付けられる2つのコの字形状となり、プーリ外側円筒部31の内周面、プーリ内側円筒部32の外周面およびプーリ端面部33の内側面によって、円筒状空間が形成される。
That is, the
プーリ外側円筒部31、プーリ内側円筒部32、および、プーリ端面部33は、いずれも磁性材(例えば、鉄)にて一体的に形成され、後述する吸引用磁気回路MCaおよび非吸引用磁気回路MCbの一部を構成する。プーリ外側円筒部31の外周側には、Vベルト12が掛けられるV溝(具体的には、ポリV溝)が形成されている。プーリ内側円筒部32の内周側には、ボールベアリング34の外側レースが固定されている。
The pulley outer
ボールベアリング34は、圧縮機2の外殻を形成するハウジングに対して、プーリ30を回転自在に固定するものである。そのため、ボールベアリング34の内側レースは、圧縮機2のハウジングに設けられたハウジングボス部2bに固定されている。なお、ハウジングボス部2bは、回転軸方向に延びる円筒状に形成されている。
The ball bearing 34 fixes the
プーリ端面部33には、軸方向に沿って見たときに径方向に2列に並んだ円弧状の複数のスリット穴33a、33bが形成されている。このスリット穴33a、33bは、プーリ端面部33の表裏を貫通している。また、プーリ端面部33の外側面は、プーリ30とアーマチャ40が連結された際に、アーマチャ40と接触する摩擦面を形成している。
The pulley
そこで、本実施形態では、プーリ端面部33の表面の一部に、プーリ端面部33の摩擦係数を増加させるための摩擦部材35を配置している。この摩擦部材35は、非磁性材で形成されており、具体的には、アルミナを樹脂で固めたものや、金属粉末(例えば、アルミニウム粉末)の焼結材を採用できる。
Therefore, in the present embodiment, a
アーマチャ40は、磁性材(例えば、鉄)にて形成され、吸引用磁気回路MCaの一部を構成する。より詳細には、アーマチャ40は、回転軸垂直方向に広がるとともに、中央部にその表裏を貫通する貫通穴が形成された円板状部材である。このアーマチャ40の回転中心は、回転軸に対して同軸上に配置されている。
The
アーマチャ40には、プーリ端面部33と同様に、軸方向に沿って見たときに円弧状の複数のスリット穴40aが形成されている。このスリット穴40aは、プーリ端面部33の径方向内側のスリット穴33aとプーリ端面部33の径方向外側のスリット穴33bとの間に位置付けられている。すなわち、アーマチャ40のスリット穴40aは、プーリ端面部33の径方向内側のスリット穴33aの外周側であって、かつ、プーリ端面部33の径方向外側のスリット穴33bの内周側に位置付けられている。
Similarly to the pulley
また、アーマチャ40の一端側の平面は、プーリ端面部33に対向しており、プーリ30とアーマチャ40が連結された際に、プーリ30と接触する摩擦面を形成している。
Further, the flat surface on one end side of the
さらに、アーマチャ40の他端側の平面には、リベット41によって略円板状の板バネ42が連結されている。また、板バネ42は、リベット43によって後述するハブ44と連結されている。なお、板バネ42およびハブ44は、アーマチャ40と圧縮機2の軸2aとを連結する連結部材を構成している。
Further, a substantially disc-shaped
ハブ44に設けられた雌ねじと圧縮機2の軸2aに設けられた雄ねじとを螺合させて、ハブ44と圧縮機2の軸2aが締結されている。なお、ハブ44と圧縮機2の軸2aとの締結には、スプラインやセレーション或いはキーおよびボルトなどの締結手段を用いてもよい。
The female screw provided on the
また、板バネ42は、アーマチャ40に対してプーリ30から離れる方向に弾性力を作用させる。この弾性力により、プーリ30とアーマチャ40が切り離された状態では、板バネ42に連結されたアーマチャ40の一端側の平面とプーリ端面部33の外側面との間に予め定めた所定間隔の隙間が形成される。なお、板バネ42の代わりにゴム製の部材を用いて、アーマチャ40とハブ44を連結してもよい。
Further, the
これにより、アーマチャ40、板バネ42、ハブ44、圧縮機2の軸2aが連結され、プーリ30とアーマチャ40が連結されると、アーマチャ40、板バネ42、ハブ44、圧縮機2の軸2aがプーリ30とともに回転する。
Thereby, the
ステータ50は、吸引磁力を発生させる永久磁石51、変位することによって永久磁石51が吸引磁力を発生させる吸引用磁気回路MCaの磁気抵抗を増減させる可動体52、可動体52を変位させる可動体変位手段としての第1、第2電磁コイル53、54、吸引用磁気回路MCaおよび非吸引用磁気回路MCbの一部を構成するヨーク55、可動体52の可動範囲を規制する第1ストッパ56、可動体52の可動範囲を規制する第2ストッパを含むカバー57、および、第1、第2電磁コイル53、54や第1ストッパ56の固定部材としてのステータハウジング58を有して構成される。
The
ステータハウジング58は、磁性材(例えば、鉄)にて形成され、吸引用磁気回路MCaおよび非吸引用磁気回路MCbの一部を構成する。このステータハウジング58は、圧縮機2のハウジングにスナップリング等の固定手段によって固定されている。
The
また、ステータハウジング58は、回転軸垂直方向に広がるとともに、中央部にその表裏を貫通する貫通穴が形成された円板状のステータハウジング板部58a、および、ステータハウジング板部58aにおける回転軸垂直方向中間部からプーリ端面部33側に向かって回転軸方向に延びる円筒状のステータハウジングボス部58bを有している。
The
ステータハウジングボス部58bは、プーリ内側円筒部32の外周側に配置され、ステータハウジングボス部58bとプーリ内側円筒部32との間には隙間が設けられている。
The stator
ステータハウジング板部58aのうちステータハウジングボス部58bよりも外周側の部位は、可動体52が回転軸方向一端側(すなわち、圧縮機2側)に移動した際に、可動体52と回転軸垂直方向に重なって可動体52との間で磁束の受け渡しが行われる部位であり、本発明の第1受け渡し部材に相当する。
A portion of the stator
永久磁石51は、回転軸方向に延びる円筒状に形成され、ステータハウジングボス部58bの外周側に嵌合固定されている。この永久磁石51の磁極は回転軸垂直方向に向いている。なお、永久磁石51の材料として、ネオジウム(ネオジム)やサマリウムコバルトを採用することができる。
The
ヨーク55は、磁性材(例えば、鉄)からなり、回転軸方向に延びる円筒状に形成され、永久磁石51の外周側に嵌合固定されている。また、ヨーク55は、可動体52の一部と回転軸垂直方向に常時重なって可動体52との間で磁束の受け渡しが行われるようになっている。
The
第1電磁コイル53は、回転軸方向に延びる円筒状に形成され、永久磁石51およびヨーク55における回転軸方向一端側に隣接して配置されている。より詳細には、第1電磁コイル53は、永久磁石51およびヨーク55よりも圧縮機2側(すなわち、プーリ端面部33の反対側)に配置されるとともに、ステータハウジングボス部58bに嵌合固定されている。
The first
第1電磁コイル53は、例えば樹脂成形されたスプールに、銅やアルミニウム製のコイル線が複列・複層に巻きつけられており、電力を供給されることによって磁束を発生し磁界を形成する。
The first
第2電磁コイル54は、回転軸方向に延びる円筒状に形成され、永久磁石51およびヨーク55における回転軸方向他端側に隣接して配置されている。より詳細には、第2電磁コイル54は、永久磁石51およびヨーク55よりもプーリ端面部33側に配置されるとともに、ステータハウジングボス部58bに嵌合固定されている。
The second
第2電磁コイル54は、例えば樹脂成形されたスプールに、銅やアルミニウム製のコイル線が複列・複層に巻きつけられており、電力を供給されることによって磁束を発生し磁界を形成する。
The second
第1、第2電磁コイル53、54は、同一の巻き線を2つに分割したものであり、一方に通電することにより他方にも同時に通電される。
The first and second
可動体52は、磁性材(例えば、鉄)よりなり、回転軸方向に延びる円筒状に形成され、第1、第2電磁コイル53、54、ヨーク55、およびステータハウジング板部58aの外周側に配置されている。より詳細には、可動体52は、ヨーク55に摺動自在に嵌合されるとともに、第1、第2電磁コイル53、54、およびステータハウジング板部58aとの間には隙間が設けられている。
The
また、可動体52は、軸方向に沿って見たときに、プーリ端面部33の径方向内側のスリット穴33aおよび径方向外側のスリット穴33bの双方の外側に位置付けられている。
The
さらに、可動体52の回転軸方向の全長は、ステータハウジング板部58aにおける圧縮機2側の端部から第2電磁コイル54におけるプーリ端面部33側の端部までの回転軸方向長さよりも短く設定されている。これにより、可動体52がプーリ端面部33側に移動すると、永久磁石51がプーリ端面部33の反対側に形成する磁気回路の磁気抵抗を増加させる空隙(エアギャップ)が形成される。
Further, the entire length of the
逆に、可動体52がプーリ端面部33の反対側に移動すると、永久磁石51がプーリ端面部33側に形成する磁気回路の磁気抵抗を増加させる空隙(エアギャップ)が形成される。
Conversely, when the
第1ストッパ56は、非磁性材(例えば、SUS304)よりなり、回転軸垂直方向に広がるとともに、中央部にその表裏を貫通する貫通穴が形成された円板状であり、ステータハウジング58における圧縮機2側の端部に接合されている。
The
また、第1ストッパ56の外周側部位は、ステータハウジング58よりも回転軸垂直方向外側に位置し、可動体52における回転軸方向一端面(すなわち、圧縮機2側の端面)に対向している。そして、可動体52が第1ストッパ56に当接することによって、可動体52の回転軸方向一端側(すなわち、圧縮機2側)への可動範囲が規制されるようになっている。
Further, the outer peripheral side portion of the
カバー57は、非磁性材(例えば、SUS304)よりなり、回転軸垂直方向に広がるとともに、中央部にその表裏を貫通する貫通穴が形成された円板状の第2ストッパ57a、磁性材(例えば、S10C)よりなり、第2ストッパ57aにおける外周側端部から圧縮機2側に向かって回転軸方向に延びる円筒状のカバー磁性円筒部57b、および、非磁性材(例えば、SUS304)よりなり、カバー磁性円筒部57bにおける圧縮機2側の端部から圧縮機2側に向かって回転軸方向に延びる円筒状のカバー非磁性円筒部57cを有している。
The
第2ストッパ57a、カバー磁性円筒部57b、および、カバー非磁性円筒部57cは、例えば摩擦圧接にて接合されて一体化されている。第2ストッパ57aの内周側は、ステータハウジングボス部58bにおけるプーリ端面部33側の端部にかしめまたはネジ等にて接合されている。カバー非磁性円筒部57cにおける圧縮機2側の端部は、第1ストッパ56の外周面にかしめまたはネジ等にて接合されている。
The
第2ストッパ57aは、可動体52や第2電磁コイル54よりもプーリ端面部33側に配置され、第2ストッパ57aとプーリ端面部33との間には隙間が設けられている。
The
また、第2ストッパ57aの外周側部位は、第2電磁コイル54よりも回転軸垂直方向外側に位置し、可動体52における回転軸方向他端面(すなわち、プーリ端面部33側の端面)に対向している。そして、可動体52が第2ストッパ57aに当接することによって、可動体52の回転軸方向他端側(すなわち、プーリ端面部33側)への可動範囲が規制されるようになっている。
Further, the outer peripheral side portion of the
カバー磁性円筒部57bおよびカバー非磁性円筒部57cは、可動体52の外周側に配置され、カバー磁性円筒部57bおよびカバー非磁性円筒部57cとプーリ外側円筒部31との間には隙間が設けられるとともに、カバー磁性円筒部57bおよびカバー非磁性円筒部57cと可動体52との間にも隙間が設けられている。
The cover magnetic
カバー磁性円筒部57bは、可動体52が回転軸方向他端側に移動した際に、可動体52と回転軸垂直方向に重なって可動体52との間で磁束の受け渡しが行われる部位であり、本発明の第2受け渡し部材に相当する。
The cover magnetic
そして、第1ストッパ56とカバー57とステータハウジング58とによって円筒状空間が形成され、その空間に、永久磁石51、可動体52、第1、第2電磁コイル53、54、およびヨーク55が収容されている。
A cylindrical space is formed by the
次に、図3に基づいて、クラッチ20の作動を説明する。なお、図3では、図示の明確化のため、可動体52以外の断面ハッチングを省略している。
Next, the operation of the clutch 20 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, cross-sectional hatching other than the
まず、図3(a)に示すように、プーリ30とアーマチャ40が連結された状態では、可動体52が、プーリ端面部33側に移動している。
First, as shown in FIG. 3A, in a state where the
このとき、永久磁石51の磁束は、ヨーク55、可動体52、カバー磁性円筒部57b、プーリ外側円筒部31、アーマチャ40、プーリ端面部33、アーマチャ40、プーリ内側円筒部32、ステータハウジングボス部58bの順に通過し、図3(a)の太実線に示す磁気回路が形成される。
At this time, the magnetic flux of the
そして、この図3(a)の太実線に示す磁気回路の磁気抵抗が、可動体52がステータハウジング板部58a側(すなわち、圧縮機2側)に移動しているときよりも減少して、この磁気回路によって生じる磁力が増加する。
The magnetic resistance of the magnetic circuit shown by the thick solid line in FIG. 3A is smaller than when the
さらに、図3(a)の太実線に示す磁気回路によって生じる磁力は、プーリ30とアーマチャ40とを連結させる吸引磁力となっている。従って、図3(a)の太実線に示す磁気回路は、本実施形態における吸引用磁気回路MCaである。
Further, the magnetic force generated by the magnetic circuit indicated by the thick solid line in FIG. 3A is an attractive magnetic force that connects the
また、可動体52が、プーリ端面部33側に移動している際には、可動体52とステータハウジング板部58aとの間に空隙(エアギャップ)が形成される。この空隙は、図3(a)の細破線に示すような、永久磁石51によって形成されるヨーク55、可動体52、ステータハウジング板部58a、ステータハウジングボス部58bの順に磁束が通過する磁気回路の磁気抵抗を増加させ、この磁気回路によって生じる磁力を減少させる。
Further, when the
なお、図3(a)の細破線に示す磁気回路によって生じる磁力は、プーリ30とアーマチャ40とを連結させる吸引力として機能しない。従って、図3(a)の細破線に示す磁気回路は、本実施形態における吸引用磁気回路MCaとは異なる非吸引用磁気回路MCbである。
The magnetic force generated by the magnetic circuit indicated by the thin broken line in FIG. 3A does not function as an attractive force that connects the
さらに、可動体52が、プーリ端面部33側に移動している際には、吸引用磁気回路MCaの磁束量が増加しているので、可動体52の位置は、プーリ端面部33側に維持される。
Further, when the
また、本実施形態では、板バネ42がプーリ30とアーマチャ40とを離す方向に作用させる弾性力が、可動体52がプーリ端面部33側に移動している際の吸引磁力よりも小さくなるように設定されている。従って、第1、第2電磁コイル53、54に電力を供給しなくても、プーリ30とアーマチャ40が連結された状態が維持される。すなわち、エンジン10からの回転駆動力が圧縮機2へ伝達される。
Further, in this embodiment, the elastic force that the
次に、連結された状態のプーリ30とアーマチャ40とを切り離す際には、車両用空調装置の空調制御装置6が、図3(b)に示すように、第1、第2電磁コイル53、54に対して電力を供給する。より詳細には、第1、第2電磁コイル53、54が発生する磁束により、吸引用磁気回路MCaを通過する磁束量を減少させるとともに、非吸引用磁気回路MCbを通過する磁束量を増加させるように、電流の流れ向きを設定する。
Next, when disconnecting the coupled
これにより、図3(b)の細実線で示す吸引用磁気回路MCaによって生じる吸引磁力よりも、図3(b)の太破線で示す非吸引用磁気回路MCbによって生じる磁力が強くなり、可動体52が圧縮機2側へ移動する。この移動に伴って、プーリ30とアーマチャ40が連結されているときよりも、非吸引用磁気回路MCbの磁気抵抗が減少して、非吸引用磁気回路MCbを通過する磁束量がさらに増加する。その結果、可動体52の位置は、圧縮機2側に維持される。
Thereby, the magnetic force generated by the non-attraction magnetic circuit MCb indicated by the thick broken line in FIG. 3B becomes stronger than the attractive magnetic force generated by the attractive magnetic circuit MCa indicated by the thin solid line in FIG. 52 moves to the
また、可動体52が圧縮機2側に移動すると、可動体52とプーリ端面部33との間に空隙(エアギャップ)が形成される。この空隙によって、プーリ30とアーマチャ40が連結されているときよりも、吸引用磁気回路MCaの磁気抵抗が増加するので、吸引磁力が減少する。その結果、板バネ42による弾性力が吸引磁力を上回り、プーリ30とアーマチャ40が切り離される。すなわち、エンジン10からの回転駆動力が圧縮機2へ伝達されなくなる。
Further, when the
次に、図3(c)に示すように、可動体52が圧縮機2側に移動している際には、可動体52がプーリ端面部33側に移動しているときよりも非吸引用磁気回路MCbの磁束量が増加しているので、可動体52の位置は、圧縮機2側に維持される。
Next, as shown in FIG. 3C, when the
さらに、可動体52が圧縮機2側に移動している際の吸引磁力は、板バネ42による弾性力よりも小さいので、第1、第2電磁コイル53、54に電力を供給しなくても、プーリ30とアーマチャ40が切り離された状態が維持される。すなわち、エンジン10からの回転駆動力は圧縮機2へ伝達されない。
Furthermore, since the attractive magnetic force when the
次に、切り離された状態のプーリ30とアーマチャ40とを連結する際には、空調制御装置6が、図3(d)に示すように、第1、第2電磁コイル53、54に対して電力を供給する。より具体的には、第1、第2電磁コイル53、54が発生する磁束により、吸引用磁気回路MCaを通過する磁束量を増加させるとともに、非吸引用磁気回路MCbを通過する磁束量を減少させるように、電流の流れ向きを設定する。
Next, when the disconnected
これにより、非吸引用磁気回路MCbによって生じる磁力よりも、吸引用磁気回路MCaによって生じる吸引磁力が強くなり、可動体52がプーリ端面部33側へ移動する。
As a result, the attractive magnetic force generated by the attractive magnetic circuit MCa becomes stronger than the magnetic force generated by the non-attractive magnetic circuit MCb, and the
この移動に伴って、プーリ30とアーマチャ40が切り離されているときよりも、吸引用磁気回路MCaの磁気抵抗が減少して、吸引用磁気回路MCaの磁束量がさらに増加する。その結果、吸引磁力が板バネ42による弾性力を上回り、プーリ30とアーマチャ40が連結される。すなわち、エンジン10からの回転駆動力が圧縮機2へ伝達される。
With this movement, the magnetic resistance of the attracting magnetic circuit MCa is reduced and the amount of magnetic flux of the attracting magnetic circuit MCa is further increased than when the
次に、図4、図5に基づいて、プーリ30とアーマチャ40が連結された状態から切り離された状態に移行する際の作動をさらに説明する。なお、図5において、ONはプーリ30とアーマチャ40が連結された状態のときの可動体52の位置であり、OFFはプーリ30とアーマチャ40が切り離された状態のときの可動体52の位置である。
Next, based on FIG. 4, FIG. 5, the operation | movement at the time of transfering to the state from which the
図4(a)に示すように、可動体52がプーリ端面部33側に移動して第2ストッパ57aに当接しているときに、第1、第2電磁コイル53、54に対して電力を供給すると、非吸引用磁気回路MCbによって生じる磁力により、可動体52に対して圧縮機2側(すなわち、第1ストッパ56側)に向かって付勢する力が作用する。
As shown in FIG. 4A, when the
このとき、可動体52とステータハウジング板部58a間で磁束の受け渡しが行われるが、可動体52とステータハウジング板部58aとの軸方向間隔が長いため、磁力により可動体52に作用する力の向きは、矢印で示すように回転軸方向に対して略平行である。
At this time, magnetic flux is transferred between the
そして、図4(b)に示すように、可動体52が圧縮機2側に移動を開始し、可動体52が第1ストッパ56およびステータハウジング板部58aに近づくと、磁力により可動体52に作用するその力の向きは、矢印で示すように、回転軸方向に対して斜め向きに変化する。
As shown in FIG. 4B, when the
図4(c)に示すように、さらに可動体52が圧縮機2側に移動して、可動体52とステータハウジング板部58aが回転軸垂直方向に重なると、磁力により可動体52に作用する力の向きは、矢印で示すように、ステータハウジング板部58aの方向(すなわち、回転軸垂直方向)へと変化する。したがって、図5に示すように、可動体52が第1ストッパ56およびステータハウジング板部58aに近づくにつれて、磁力により可動体52に作用する力のうち回転軸方向の力は減少する。
As shown in FIG. 4C, when the
ここで、本実施形態では、可動体52とステータハウジング板部58aとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積(すなわち、両者の回転軸垂直方向の重なり面積)が、可動体52とヨーク55との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積(すなわち、両者の回転軸垂直方向の重なり面積)と等しくなる位置まで可動体52が移動したときに、可動体52が第1ストッパ56に当接するように設定している。
Here, in the present embodiment, the area of the portion where magnetic flux is transferred between the
これにより、可動体52と第1ストッパ56とが当接する可動体52の位置にて磁気回路が安定し、磁力により可動体52に作用する回転軸方向の力はゼロとなるため、プーリ30とアーマチャ40を切り離す際の可動体52と第1ストッパ56との衝突音を低減することができる。
As a result, the magnetic circuit is stabilized at the position of the
次に、図6、図7に基づいて、プーリ30とアーマチャ40が切り離された状態から連結された状態に移行する際の作動をさらに説明する。なお、図7において、ONはプーリ30とアーマチャ40が連結された状態のときの可動体52の位置であり、OFFはプーリ30とアーマチャ40が切り離された状態のときの可動体52の位置である。
Next, based on FIG. 6, FIG. 7, the operation | movement at the time of shifting to the state from which the
図6(a)に示すように、可動体52が圧縮機2側に移動して第1ストッパ56に当接しているときに、第1、第2電磁コイル53、54に対して電力を供給すると、吸引用磁気回路MCaによって生じる磁力により、可動体52に対してプーリ端面部33側(すなわち、第2ストッパ57a側)に向かって付勢する力が作用する。
As shown in FIG. 6A, when the
このとき、可動体52とカバー磁性円筒部57b間で磁束の受け渡しが行われるが、可動体52とカバー磁性円筒部57bとの軸方向間隔が長いため、磁力により可動体52に作用する力の向きは、矢印で示すように回転軸方向に対して略平行である。
At this time, the magnetic flux is transferred between the
そして、図6(b)に示すように、可動体52がプーリ端面部33側に移動を開始し、可動体52が第2ストッパ57aおよびカバー磁性円筒部57bに近づくと、磁力により可動体52に作用するその力の向きは、矢印で示すように、回転軸方向に対して斜め向きに変化する。
Then, as shown in FIG. 6B, when the
図6(c)に示すように、さらに可動体52がプーリ端面部33側に移動して、可動体52とカバー磁性円筒部57bが回転軸垂直方向に重なると、磁力により可動体52に作用する力の向きは、矢印で示すように、カバー磁性円筒部57bの方向(すなわち、回転軸垂直方向)へと変化する。したがって、図7に示すように、可動体52が第2ストッパ57aおよびカバー磁性円筒部57bに近づくにつれて、磁力により可動体52に作用する力のうち回転軸方向の力は減少する。
As shown in FIG. 6C, when the
ここで、本実施形態では、可動体52とカバー磁性円筒部57bとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積(すなわち、両者の回転軸垂直方向の重なり面積)が、可動体52とヨーク55との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積と等しくなる位置まで可動体52が移動したときに、可動体52が第2ストッパ57aに当接するように設定している。
Here, in the present embodiment, the area of the part where magnetic flux is transferred between the
これにより、可動体52と第2ストッパ57aとが当接する可動体52の位置にて磁気回路が安定し、磁力により可動体52に作用する回転軸方向の力はゼロとなるため、プーリ30とアーマチャ40を連結する際の可動体52と第2ストッパ57aとの衝突音を低減することができる。
As a result, the magnetic circuit is stabilized at the position of the
以上述べたように、本実施形態によると、可動体52が第1ストッパ56または第2ストッパ57aに近づくにつれて、磁力により可動体52に作用する力のうち回転軸方向の力は減少する。したがって、プーリ30とアーマチャ40とを連結させる際あるいはそれらを切り離す際の衝突音を低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, as the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. Only the parts different from the first embodiment will be described below.
図8に示すように、プーリ30とアーマチャ40が連結された状態から切り離された状態に移行する際に、可動体52とステータハウジング板部58aとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積が、可動体52とヨーク55との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積と等しくなる位置まで可動体52が移動したときに、可動体52と第1ストッパ56との間に回転軸方向の隙間S1が形成されるようにしている。
As shown in FIG. 8, the area of the portion where the magnetic flux is transferred between the
これにより、プーリ30とアーマチャ40が連結された状態から切り離された状態に移行する際に、可動体52とステータハウジング板部58aとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積と、可動体52とヨーク55との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積とが等しくなる可動体52の位置にて、磁力により可動体52に作用する回転軸方向の力はゼロとなり、可動体52はその位置に留まろうとする。そして、可動体52がその位置にあるときには隙間S1があるため、可動体52は第1ストッパ56と当接せず、衝突音が発生しない。
Thereby, when shifting from the state in which the
また、図9に示すように、可動体52とカバー磁性円筒部57bとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積が、可動体52とヨーク55との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積と等しくなる位置まで可動体52が移動したときに、可動体52と第2ストッパ57aとの間に回転軸方向の隙間S2が形成されるようにしている。
Further, as shown in FIG. 9, the area where the magnetic flux is transferred between the
これにより、プーリ30とアーマチャ40が切り離された状態から連結された状態に移行する際に、可動体52とカバー磁性円筒部57bとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積と、可動体52とヨーク55との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積とが等しくなる可動体52の位置にて、磁力により可動体52に作用する回転軸方向の力はゼロとなり、可動体52はその位置に留まろうとする。そして、可動体52がその位置にあるときには隙間S2があるため、可動体52は第2ストッパ57aと当接せず、衝突音が発生しない。
As a result, when the
このように、本実施形態によると、プーリ30とアーマチャ40とを連結させる際あるいはそれらを切り離す際に、可動体52は第1ストッパ56または第2ストッパ57aと当接しないため、衝突音の発生を防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. Only the parts different from the first embodiment will be described below.
図10に示すように、プーリ30とアーマチャ40が連結された状態から切り離された状態に移行して可動体52が第1ストッパ56に当接した時点において、可動体52とステータハウジング板部58aとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積が、可動体52とヨーク55との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積よりも狭くなるように設定している。これにより、第1実施形態や第2実施形態と比較して、ステータ50の回転軸方向長さを短くし、体格を小さくすることができる。
As shown in FIG. 10, the
この場合、可動体52と第1ストッパ56とが当接する可動体52の位置にて、磁力により可動体52に作用する回転軸方向の力はゼロにはならない。しかし、可動体52が第1ストッパ56およびステータハウジング板部58aに近づくにつれて、磁力により可動体52に作用するその力の向きは回転軸方向から回転軸垂直方向に変化するため、磁力により可動体52に作用する力のうち回転軸方向の力は減少する。したがって、プーリ30とアーマチャ40を切り離す際の可動体52と第1ストッパ56との衝突音を低減することができる。
In this case, at the position of the
また、図11に示すように、プーリ30とアーマチャ40が切り離された状態から連結された状態に移行して可動体52が第2ストッパ57aに当接した時点において、可動体52とカバー磁性円筒部57bとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積が、可動体52とヨーク55との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積よりも狭くなるように設定している。これにより、第1実施形態や第2実施形態と比較して、ステータ50の回転軸方向長さを短くし、体格を小さくすることができる。
Further, as shown in FIG. 11, when the
この場合、可動体52と第2ストッパ57aとが当接する可動体52の位置にて、磁力により可動体52に作用する回転軸方向の力はゼロにはならない。しかし、可動体52が第2ストッパ57aおよびカバー磁性円筒部57bに近づくにつれて、磁力により可動体52に作用するその力の向きは回転軸方向から回転軸垂直方向に変化するため、磁力により可動体52に作用する力のうち回転軸方向の力は減少する。したがって、プーリ30とアーマチャ40を切り離す際の可動体52と第2ストッパ57aとの衝突音を低減することができる。
In this case, at the position of the
このように、本実施形態によると、可動体52が第1ストッパ56または第2ストッパ57aに近づくにつれて、磁力により可動体52に作用する力のうち回転軸方向の力は減少する。したがって、プーリ30とアーマチャ40とを連結させる際あるいはそれらを切り離す際の衝突音を低減することができる。
Thus, according to the present embodiment, as the
また、第1実施形態や第2実施形態と比較して、ステータ50の回転軸方向長さを短くし、体格を小さくすることができる。さらに、可動体52の摺動距離が短くなるため、可動体52の磨耗量も少なくなり、可動体52の摺動部の耐久性や信頼性が向上する。
Moreover, compared with 1st Embodiment or 2nd Embodiment, the rotating shaft direction length of the
(他の実施形態)
上記各実施形態では、可動体52をヨーク55に摺動自在に嵌合させるとともに、カバー磁性円筒部57bおよびカバー非磁性円筒部57cと可動体52との間に隙間を設けたが、可動体52をカバー磁性円筒部57bおよびカバー非磁性円筒部57cに摺動自在に嵌合させるともに、ヨーク55と可動体52との間に隙間を設けるようにしてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably.
また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。 Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible.
また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes.
また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。 Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case.
また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。 Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.
10 エンジン(駆動源)
30 プーリ(駆動側回転体)
40 アーマチュア(従動側回転体)
51 永久磁石
52 可動体
53 電磁コイル
54 電磁コイル
56 ストッパ
57a ストッパ
57b 受け渡し部材
58a 受け渡し部材
10 Engine (drive source)
30 pulley (drive-side rotating body)
40 Armature (driven rotor)
51
Claims (3)
前記駆動側回転体に連結されることによって前記回転駆動力が伝達される従動側回転体(40)と、
回転軸の周りに円環状に配置され、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを連結させる吸引磁力を発生させる永久磁石(51)と、
磁性材で形成されるとともに、回転軸方向に延びる円筒状に形成され、回転軸方向に変位することによって前記永久磁石が前記吸引磁力を発生させる吸引用磁気回路(MCa)の磁気抵抗を増減させる可動体(52)と、
電力を供給されることによって磁界を形成して前記可動体を変位させる電磁コイル(53、54)と、
非磁性材で形成されるとともに、前記可動体における回転軸方向一端面に対向して配置され、前記可動体の移動範囲を規制するストッパ(56、57a)と、
磁性材で形成されるとともに、前記可動体の内周側または外周側に配置され、前記可動体が回転軸方向に移動したときに前記可動体と回転軸垂直方向に重なって前記可動体との間で磁束の受け渡しが行われる受け渡し部材(57b、58a)とを備えることを特徴とするクラッチ。 A drive-side rotating body (30) that rotates by a rotational driving force from the drive source (10);
A driven side rotator (40) to which the rotational driving force is transmitted by being connected to the drive side rotator;
A permanent magnet (51) which is arranged in an annular shape around a rotation axis and generates an attractive magnetic force for connecting the driving side rotating body and the driven side rotating body;
It is formed of a magnetic material and is formed in a cylindrical shape extending in the direction of the rotation axis, and when it is displaced in the direction of the rotation axis, the permanent magnet increases or decreases the magnetic resistance of the attraction magnetic circuit (MCa) that generates the attraction magnetic force. A movable body (52);
Electromagnetic coils (53, 54) for displacing the movable body by forming a magnetic field by being supplied with electric power;
A stopper (56, 57a) that is formed of a non-magnetic material and is disposed to face one end surface in the rotation axis direction of the movable body, and restricts a moving range of the movable body;
It is made of a magnetic material and is arranged on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the movable body. When the movable body moves in the rotation axis direction, the movable body overlaps with the movable body in the direction perpendicular to the rotation axis. And a transfer member (57b, 58a) for transferring magnetic flux between them.
前記可動体と前記受け渡し部材との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積が前記可動体と前記ヨークとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積と等しくなる位置に、前記可動体が移動したときに、前記可動体と前記ストッパとの間に隙間(S1、S2)があることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ。 A yoke (55) that is formed of a magnetic material and is disposed between the permanent magnet and the movable body, and always overlaps the movable body in the direction perpendicular to the rotation axis to transfer magnetic flux between the movable body. )
The movable body is located at a position where the area of the portion where magnetic flux is transferred between the movable body and the transfer member is equal to the area of the portion where magnetic flux is transferred between the movable body and the yoke. The clutch according to claim 1, wherein when moved, there is a gap (S1, S2) between the movable body and the stopper.
前記可動体が前記ストッパに当接したときの前記可動体と前記受け渡し部材との間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積が、前記可動体と前記ヨークとの間で磁束の受け渡しが行われる部位の面積よりも狭いことを特徴とする請求項1に記載のクラッチ。 A yoke (55) that is formed of a magnetic material and is disposed between the permanent magnet and the movable body, and always overlaps the movable body in the direction perpendicular to the rotation axis to transfer magnetic flux between the movable body. )
The area of the portion where the magnetic flux is transferred between the movable body and the transfer member when the movable body abuts against the stopper is that the magnetic flux is transferred between the movable body and the yoke. The clutch according to claim 1, wherein the clutch is narrower than an area of the part.
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