JP2020519830A - クラッチおよびこれを含む圧縮機 - Google Patents

クラッチおよびこれを含む圧縮機 Download PDF

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Abstract

【課題】プーリとディスクとの間の接触および離隔による騒音と振動を減少させることができるクラッチおよびこれを含む圧縮機を提供する。【解決手段】本発明は、クラッチおよびこれを含む圧縮機に関し、圧縮機の回転軸に締結されて位置固定された状態で前記回転軸と共に回転可能なハブと、前記ハブに締結されて前記ハブと共に回転可能なディスクと、圧縮機の駆動源から動力を受けて回転するプーリと、前記ハブと前記ディスクとを締結するが、前記ディスクが前記ハブを基準として前記プーリに近くなるか遠くなる方向に移動可能に前記ハブと前記ディスクとを締結する弾性部材と、電源印加時に磁化されて、前記ディスクと前記プーリとを接触または離隔させるフィールドコイル組立体と、前記弾性部材と前記ディスクとの間に介在する減衰部材とを含み、前記弾性部材と前記減衰部材によって、前記ディスクと前記プーリとの間の接触および離隔による騒音と振動を減少させることを特徴とする。【選択図】図2

Description

本発明は、クラッチおよびこれを含む圧縮機に係り、より詳しくは、磁化および消磁され、駆動源と回転軸とを選択的に連結および分離させることができるようにしたクラッチおよびこれを含む圧縮機に関する。
一般的に、自動車には車内の冷暖房のための空調装置(Air Conditioning;A/C)が設けられる。このような空調装置は、冷房システムの構成として、蒸発器から引き込まれた低温低圧の気相冷媒を高温高圧の気相冷媒に圧縮させて凝縮器に送る圧縮機を備えている。
圧縮機には、ピストンの往復運動によって冷媒を圧縮する往復式と、回転運動をしながら圧縮を行う回転式とがある。往復式には、駆動源の伝達方式によって、クランクを用いて複数のピストンに伝達するクランク式、斜板が設けられた回転軸に伝達する斜板式などがあり、回転式には、回転するロータリ軸とベーンとを用いるベーンロータリ式、旋回スクロールと固定スクロールとを用いるスクロール式がある。
このような圧縮機は、通常、冷媒を圧縮する圧縮機構に回転力を伝達する回転軸を含み、その圧縮機の駆動源(例えば、エンジン)と回転軸とを選択的に連結および分離させるクラッチを含むことで、その駆動源から動力を選択的に受けて作動するように構成される。
具体的には、圧縮機は、ケーシングと、前記ケーシングの内部に備えられ、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記ケーシングの外部に備えられる駆動源(例えば、エンジン)から前記圧縮機構に回転力を伝達する回転軸と、前記駆動源と前記回転軸とを選択的に連結および分離させるクラッチとを含む。
前記クラッチは、大韓民国登録特許公報第10−1339809号に記載の通り、回転軸に締結されて回転軸と共に回転可能なハブと、ハブに締結されてハブと共に回転可能なディスクと、駆動源から動力を受けて回転するプーリと、ハブとディスクとを締結させ、ディスクがハブを基準としてプーリに近くなるか遠くなる方向に移動可能にハブとディスクとを締結しながら、ディスクにそのディスクがプーリから遠くなる方向に弾性力を加える弾性部材と、電源印加時に磁化されて、ディスクをプーリ側に移動させてディスクとプーリとを接触させるフィールドコイル組立体とを含む。
ここで、ハブ、弾性部材およびディスクは、いわゆるディスクハブ組立体を形成する。
このように構成された圧縮機は、次のように作動する。
すなわち、プーリは、駆動源から駆動力を受けて回転する。
この状態で、フィールドコイル組立体に電源が印加されると、フィールドコイル組立体の磁気誘導による吸引力によって、ディスクがプーリ側に移動してプーリに接触する。すなわち、ディスクとプーリとが結束されることにより、駆動源の動力がプーリ、ディスク、弾性部材およびハブを介して回転軸に伝達される。そして、回転軸は、伝達された動力で圧縮機構を作動させて冷媒を圧縮する。
これに対し、フィールドコイル組立体に電源の印加が中断されると、フィールドコイル組立体の磁気誘導による吸引力がそれ以上発生せず、弾性部材によって、ディスクがプーリから遠くなる方向に移動してプーリと離隔する。すなわち、駆動源から回転軸への動力の伝達が中断される。そして、圧縮機構は作動が中断され、冷媒の圧縮が中断される。
しかし、このような従来のクラッチおよびこれを含む圧縮機においては、プーリとディスクとの間の接触および離隔による騒音と振動を減衰できない問題点があった。すなわち、プーリとディスクとが衝突する時、大きな騒音と振動が発生し、プーリとディスクとが接触した状態で共に回転する時に発生する騒音と振動が圧縮機に伝達され、プーリとディスクとの離隔時、ディスクの反発力によって大きな騒音と振動が発生する問題点があった。
本発明は、プーリとディスクとの間の接触および離隔による騒音と振動を減少させることができるクラッチおよびこれを含む圧縮機を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するために、圧縮機の回転軸に締結されて位置固定された状態で前記回転軸と共に回転可能なハブと、前記ハブに締結されて前記ハブと共に回転可能なディスクと、圧縮機の駆動源から動力を受けて回転するプーリと、前記ハブと前記ディスクとを締結し、前記ディスクが前記ハブを基準として前記プーリに近くなるか遠くなる方向に移動可能に前記ハブと前記ディスクとを締結する弾性部材と、電源印加時に磁化されて、前記ディスクと前記プーリとを接触または離隔させるフィールドコイル組立体と、前記弾性部材と前記ディスクとの間に介在する減衰部材とを含み、前記弾性部材と前記減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の接触および離隔による騒音と振動を減少させながら、前記ディスクから前記弾性部材に伝達される騒音と振動を減少させるように形成されることを特徴とする。
前記減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の接触期間および離隔期間に前記ディスクおよび前記弾性部材に接触する第1減衰部材を含むことを特徴とする。
前記弾性部材は、前記ハブに締結される第1環状部と、前記第1環状部を収容する環状に形成され、前記ディスクに締結される第2環状部と、前記第1環状部から前記第2環状部側に突出する突出部とを含み、前記第1減衰部材は、前記突出部と前記ディスクとの間に介在することを特徴とする。
前記第1環状部は、回転方向に沿って等間隔に配置され、それぞれ前記ハブと締結されるn個の第1締結部と、n個の前記第1締結部の間ごとに介在するn個の第1中間部とを含み、前記第2環状部は、回転方向に沿って等間隔に配置され、それぞれ前記ディスクと締結されるn個の第2締結部と、n個の前記第2締結部の間ごとに介在するn個の第2中間部とを含み、前記突出部は、n個形成され、各第1中間部は、各第2締結部と回転半径方向に重なるように形成され、各第1締結部は、各第2中間部と回転半径方向に重なるように形成され、各突出部は、各第1中間部から前記ディスクの内周部に対向する位置まで回転半径方向に突出形成されることを特徴とする。
前記突出部と前記第1減衰部材は、前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間で圧着されるように形成されることを特徴とする。
前記第1減衰部材は、前記突出部に固定され、前記突出部は、前記第1減衰部材を前記ディスク側に加圧するように形成されることを特徴とする。
前記第1減衰部材は、前記ディスクに固定され、前記突出部は、前記第1減衰部材を加圧するように形成されることを特徴とする。
前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間から取り外された状態における、前記第1減衰部材の厚さを第1寸法とし、前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間から取り外されて前記ディスクが前記プーリから離隔した状態における、前記突出部と前記ディスクとの間の間隔を第2寸法とし、前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間から取り外されて前記ディスクが前記プーリと接触した状態における、前記突出部と前記ディスクとの間の間隔を第3寸法とすれば、前記第1寸法は、前記第2寸法および前記第3寸法より大きく形成されることを特徴とする。
前記突出部は、前記突出部に外力が加えられない場合、前記第1環状部と同一平面上に配置されるように形成されることを特徴とする。
前記突出部は、前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間に介在し、前記ディスクが前記プーリと離隔する場合、前記ディスクの反対側に変形し、前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間に介在し、前記ディスクが前記プーリと接触する場合、前記平面側に復元できることを特徴とする。
前記突出部は、前記突出部に外力が加えられない場合、前記第1環状部が配置される平面を基準として前記ディスク側に折曲げられるように形成されることを特徴とする。
前記突出部は、前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間に介在し、前記ディスクが前記プーリと離隔する場合、折曲量が減少する方向に変形し、前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間に介在し、前記ディスクが前記プーリと接触する場合、折曲量が増加する方向に復元できることを特徴とする。
前記突出部には、前記突出部の剛性を調節するために、前記突出部を貫通する剛性調節孔が形成されることを特徴とする。
前記減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の離隔期間に前記ディスクおよび前記弾性部材に接触し、前記ディスクと前記プーリとの間の接触期間に前記ディスクおよび前記弾性部材の1つと離隔する第2減衰部材をさらに含み、前記第2減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の離隔期間に、前記弾性部材と前記ディスクとの間の接触面を、前記弾性部材と前記ハブとの間の接触面と同じ位置から前記プーリ側に離隔させるように形成されることを特徴とする。
前記弾性部材は、前記ハブに締結される第1環状部と、前記第1環状部を収容する環状に形成され、前記ディスクに締結される第2環状部と、前記第1環状部と前記第2環状部とを連結するブリッジ部とを含み、前記第2減衰部材は、前記ブリッジ部および前記第2環状部の少なくとも1つと前記ディスクとの間に介在することを特徴とする。
前記第1環状部は、回転方向に沿って等間隔に配置され、それぞれ前記ハブと締結されるn個の第1締結部と、n個の前記第1締結部の間ごとに介在するn個の第1中間部とを含み、前記第2環状部は、回転方向に沿って等間隔に配置され、それぞれ前記ディスクと締結されるn個の第2締結部と、n個の前記第2締結部の間ごとに介在するn個の第2中間部とを含み、前記ブリッジ部は、n個形成され、各第1中間部は、各第2締結部と回転半径方向に重なるように形成され、各第1締結部は、各第2中間部と回転半径方向に重なるように形成され、各ブリッジ部は、各第1締結部から各第2中間部まで回転半径方向に延長形成され、前記第2減衰部材は、前記ブリッジ部および前記第2中間部の少なくとも1つと前記ディスクとの間に介在することを特徴とする。
前記第1減衰部材と前記第2減衰部材とは、一体に形成されることを特徴とする。
また、本発明は、圧縮機の回転軸に締結されて位置固定された状態で前記回転軸と共に回転可能なハブと、前記ハブに締結されて前記ハブと共に回転可能なディスクと、圧縮機の駆動源から動力を受けて回転するプーリと、前記ハブと前記ディスクとを締結し、前記ディスクが前記ハブを基準として前記プーリに近くなるか遠くなる方向に移動可能に前記ハブと前記ディスクとを締結する弾性部材と、電源印加時に磁化されて、前記ディスクと前記プーリとを接触または離隔させるフィールドコイル組立体と、前記弾性部材と前記ディスクとの間に介在する減衰部材とを含み、前記減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の接触期間および離隔期間に前記ディスクおよび前記弾性部材に接触する第1減衰部材と、前記ディスクと前記プーリとの間の離隔期間に前記ディスクおよび前記弾性部材に接触する第2減衰部材と、前記ハブと前記ディスクとの間の離隔空間、前記ディスクのスロットの少なくとも一部を覆う遮蔽膜とをさらに含むことを特徴とする。
前記遮蔽膜は、前記第1減衰部材および前記第2減衰部材の少なくとも1つと一体に形成されることを特徴とする。
また、本発明は、ケーシングと、前記ケーシングの内部に備えられ、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記ケーシングの外部に備えられる駆動源から前記圧縮機構に回転力を伝達する回転軸と、前記駆動源と前記回転軸とを選択的に連結および分離させる動力伝達機構とを含み、前記動力伝達機構は、前記クラッチで形成されることを特徴とする。
本発明に係るクラッチおよびこれを含む圧縮機によれば、圧縮機の回転軸に締結されて位置固定された状態で前記回転軸と共に回転可能なハブと、前記ハブに締結されて前記ハブと共に回転可能なディスクと、圧縮機の駆動源から動力を受けて回転するプーリと、前記ハブと前記ディスクとを締結し、前記ディスクが前記ハブを基準として前記プーリに近くなるか遠くなる方向に移動可能に前記ハブと前記ディスクとを締結する弾性部材と、電源印加時に磁化されて、前記ディスクと前記プーリとを接触または離隔させるフィールドコイル組立体と、前記弾性部材と前記ディスクとの間に介在する減衰部材とを含み、前記弾性部材と前記減衰部材によって、前記ディスクと前記プーリとの間の接触および離隔による騒音と振動を減少させることができる。
クラッチを含む圧縮機を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチを示す分解斜視図である。 図2のディスクハブ組立体を示す分解斜視図である。 図2のクラッチが組立てられた状態を示す平面図である。 プーリが取り外された状態における図4の下面図である。 プーリおよびディスクが取り外された状態における図4の下面図である。 図4のI−I線断面図である。 ディスクとプーリとが離隔した状態における図7のA部分拡大図である。 ディスクとプーリとが離隔した状態における図7のB部分拡大図である。 ディスクとプーリとが接触した状態における図7のA部分拡大図である。 ディスクとプーリとが接触した状態における図7のB部分拡大図である。 本発明の他の実施形態に係るクラッチを示す平面図である。 ディスクとプーリとが離隔した状態における図12のII−II線断面図である。 ディスクとプーリとが離隔した状態における図12のIII−III線断面図である。 ディスクとプーリとが接触した状態における図12のII−II線断面図である。 ディスクとプーリとが接触した状態における図12のIII−III線断面図である。 図12のクラッチにおけるディスクハブ組立体を示す分解斜視図である。 図17のIV−IV線断面図であって、ディスクハブ組立体から取り外された状態の弾性部材を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るクラッチにおけるディスクハブ組立体を示す斜視図である。 図19の分解斜視図である。
以下、本発明に係るクラッチおよびこれを含む圧縮機を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
図1は、クラッチを含む圧縮機を示す断面図であり、図2は、本発明の一実施形態に係るクラッチを示す分解斜視図であり、図3は、図2のディスクハブ組立体を示す分解斜視図であり、図4は、図2のクラッチが組立てられた状態を示す平面図であり、図5は、プーリが取り外された状態における図4の下面図であり、図6は、プーリおよびディスクが取り外された状態における図4の下面図であり、図7は、図4のI−I線断面図であり、図8は、ディスクとプーリとが離隔した状態における図7のA部分拡大図であり、図9は、ディスクとプーリとが離隔した状態における図7のB部分拡大図であり、図10は、ディスクとプーリとが接触した状態における図7のA部分拡大図であり、図11は、ディスクとプーリとが接触した状態における図7のB部分拡大図である。
添付した図1に示す通り、本発明の一実施形態に係る圧縮機は、ケーシング1と、ケーシング1の内部に備えられ、冷媒を圧縮する圧縮機構2と、ケーシング1の外部に備えられる駆動源(図示せず)(例えば、エンジン)から圧縮機構2に回転力を伝達する回転軸3と、駆動源(図示せず)と回転軸3とを選択的に連結および分離させる動力伝達機構とを含む。
圧縮機構2は、ケーシング1のボア内部で往復運動可能に備えられるピストン21と、回転軸3に締結されてその回転軸3と共に回転し、ピストン21を往復運動させる斜板22とを含む。ここで、圧縮機構2は、本実施形態の場合、ピストン21と斜板22とを含む斜板22方式で形成されるが、回転軸3の回転力を受けて旋回運動する旋回スクロールと、その旋回スクロールに噛み合う固定スクロールとを含むスクロール方式などの多様な方式で形成してもよい。
回転軸3は、一端部が圧縮機構2に連結され、他端部がケーシング1を貫通してそのケーシング1の外部に突出し、動力伝達機構の後述するディスクハブ組立体6と締結される。
動力伝達機構は、電源が印加されると磁化されて、駆動源(図示せず)と回転軸3とを連結させ、電源が遮断されると消磁されて、駆動源(図示せず)と回転軸3とを分離させる電磁式クラッチ(以下、クラッチ)4で形成される。
図2〜図11に示す通り、クラッチ4は、駆動源(図示せず)から動力を受けて回転するプーリ5と、回転軸3と締結され、プーリ5と選択的に接触および離隔するディスクハブ組立体6と、電源印加時に磁化されて、プーリ5とディスクハブ組立体6とを接触させるフィールドコイル組立体7とを含む。
プーリ5は、略環状に形成され、プーリ5の外周面には、駆動源(図示せず)からそのプーリ5に駆動力を伝達する駆動ベルト(図示せず)が巻き上げられ、プーリ5の内周面とケーシング1の外側面との間には、プーリ5を回転可能に支持するベアリングが介在してもよい。
そして、プーリ5の一側面には、ディスクハブ組立体6の後述するディスク66と接触可能な摩擦面が形成され、プーリ5の他側面には、フィールドコイル組立体7が挿入装着されるフィールドコイル組立体収容溝が形成される。
ディスクハブ組立体6は、回転軸3に締結されて位置固定された状態でその回転軸3と共に回転可能なハブ62と、ハブ62に締結されてハブ62と共に回転可能であり、プーリ5に選択的に接触および離隔するディスク66と、ハブ62とディスク66とを締結する弾性部材64とを含む。
弾性部材64は、一側で、例えばリベットのような第1締結部材63によってハブ62と締結され、他側で、例えばリベットのような第2締結部材65によってディスク66と締結されることにより、ハブ62とディスク66とを締結させる。
ハブ62は、回転軸3が挿入されるボス部622と、ボス部622から延びるフランジ部624とを含む。
フランジ部624には、第1締結部材63が挿入されるハブ側締結孔624aが形成され、ハブ側締結孔624aは、3個形成され、3個のハブ側締結孔624aは、回転方向に沿って等間隔に配列される。
ここで、第1締結部材63、第2締結部材65、ハブ側締結孔624a、後述するディスク側締結孔66a、第1環状部側締結孔642a、第2環状部側締結孔644a、第1締結部P11、第2締結部P21、ブリッジ部646、突出部648、第1減衰部材682、第2減衰部材684は、それぞれ3個ずつ形成されるが、その個数は適切に調節可能である。
ディスク66は、ハブ62を収容する環状に形成される。
ディスク66には、第2締結部材65が挿入されるディスク側締結孔66aが形成され、ディスク側締結孔66aは、3個形成され、3個のディスク側締結孔66aは、回転方向に沿って等間隔に配列される。
弾性部材64は、回転軸3と結合されて位置固定されたハブ62を基準としてディスク66をプーリ5に近くなるか遠くなる方向に移動可能に支持することができる。
弾性部材64は、フィールドコイル組立体7に電源が遮断されると、ディスク66とプーリ5とを分離させるように、ディスク66にそのディスク66がプーリ5から遠くなる方向に弾性力を加えるように形成される。
本実施形態に係るディスクハブ組立体6は、ディスク66とプーリ5との間の接触および離隔による騒音と振動を減衰するために、減衰部材68をさらに含み、弾性部材64と減衰部材68が予め定められた形状に形成される。
具体的には、プーリ5とディスク66とが互いに接触する時、そのプーリ5とディスク66との間の衝突による騒音および振動が発生し、その衝突による騒音および振動がディスク66、弾性部材64およびハブ62を介して圧縮機に伝達される。そして、プーリ5とディスク66とが接触して共に回転する間、プーリ5の駆動による騒音と振動がディスク66、弾性部材64およびハブ62を介して圧縮機に伝達される。そして、ディスク66がプーリ5に接触していた状態で、プーリ5から離隔する時、ディスク66と弾性部材64との間の衝突による騒音および振動が発生する。このようなディスク66とプーリ5との間の接触および離隔による騒音と振動は使用者に不快感を誘発するだけでなく、圧縮機の挙動に悪影響を及ぼすことがある。
これを考慮して、本実施形態の場合、ディスク66とプーリ5との間の接触および離隔による騒音と振動を減衰する減衰部材68がさらに備えられ、弾性部材64と減衰部材68は、ディスク66がプーリ5に接触する時、衝突による騒音と振動、ディスク66とプーリ5との間の接触中にディスク66から弾性部材64に伝達される騒音と振動およびディスク66がプーリ5から離隔する時、衝突による騒音と振動を減少させるように形成される。
さらに具体的には、弾性部材64は、ハブ62と同心をなす環状に形成され、ハブ62に締結される第1環状部642と、第1環状部642を収容する環状に形成され、ディスク66に締結される第2環状部644と、第1環状部642と第2環状部644とを連結するブリッジ部646と、第1環状部642から第2環状部644側に突出する突出部648とを含む。
第1環状部642は、ハブ62とディスク66との間の離隔空間を覆蓋するように形成される。すなわち、第1環状部642の外径がディスク66の内径より大きく形成され、ハブ62とディスク66との間の離隔空間が第1環状部642の範囲内に形成される。
そして、第1環状部642には、第1締結部材63が挿入される第1環状部側締結孔642aが形成され、第1環状部側締結孔642aは、ハブ側締結孔624aに対向するように3個形成され、3個の第1環状部側締結孔642aは、回転方向に沿って等間隔に配列される。
第2環状部644は、ディスク66の外周部を覆蓋するように形成される。
第2環状部644には、第2締結部材65が挿入される第2環状部側締結孔644aが形成され、第2環状部側締結孔644aは、ディスク側締結孔66aに対向するように3個形成され、3個の第2環状部側締結孔644aは、回転方向に沿って等間隔に配列される。
この時、弾性部材64において、第1環状部側締結孔642aが形成されてハブ62と締結される部位を第1締結部P11とし、第2環状部側締結孔644aが形成されてディスク66と締結される部位を第2締結部P21とすれば、第1締結部P11と第2締結部P21は、それぞれ3個形成され、3個の第1締結部P11と3個の第2締結部P21は、回転半径方向に互いに重ならないように形成される。すなわち、3個の第1締結部P11は、回転方向に沿って等間隔に配列され、3個の第2締結部P21は、回転方向に沿って等間隔に配列され、3個の第1締結部P11のうち任意の第1締結部P11とその任意の第1締結部P11に隣接した第1締結部P11との間の部位(以下、第1中間部)P12が、3個の第2締結部P21のうち1つの第2締結部P21と回転半径方向に重なり、3個の第2締結部P21のうち任意の第2締結部P21とその任意の第2締結部P21に隣接した第2締結部P21との間の部位(以下、第2中間部)P22が、3個の第1締結部P11のうち1つの第1締結部P11と回転半径方向に重なるように形成される。ここで、第1中間部P12は、第1環状部642の円周方向上互いに隣接した2つの第1締結部P11の中間部位を意味し、第2中間部P22は、第2環状部644の円周方向上互いに隣接した2つの第2締結部P21の中間部位を意味する。
ブリッジ部646は、3個形成され、3個のブリッジ部646のうち任意のブリッジ部646は、3個の第1締結部P11のうち1つの第1締結部P11および3個の第2中間部P22のうち1つの第2中間部P22と回転半径方向に重なるように形成される。すなわち、各ブリッジ部646は、各第1締結部P11から各第2中間部P22まで回転半径方向に延長形成される。
突出部648は、3個形成され、3個の突出部648のうち任意の突出部648は、3個の第2締結部P21のうち1つの第2締結部P21および3個の第1中間部P12のうち1つの第1中間部P12と回転半径方向に重なるように形成される。すなわち、各突出部648は、各第1中間部P12から各第2締結部P21側に回転半径方向に延長形成される。この時、各突出部648は、各第2締結部P21まで延びるのではなく、ディスク66の内周部に対向する位置までのみ延長形成される。
突出部648には、突出部648の剛性(弾性)を調節するために、突出部648を貫通する剛性調節孔648aが形成される。すなわち、突出部648は、後述のように変形および復元されるが、突出部648の剛性が予め定められた水準より大きい場合には、突出部648の変形が容易でなく、突出部648が後述する第1減衰部材682を過度に圧着させることがある。これに対し、突出部648の剛性が予め定められた水準より小さい場合には、突出部648が過度に変形しやすかったり永久変形し、突出部648が復元されにくいことがあり、突出部648が後述する第1減衰部材682をまともに圧着させないことがある。これを考慮して、本実施形態は、剛性調節孔648aを備え、突出部648の剛性が予め定められた水準より大きい場合、剛性調節孔648aの大きさを増加させて突出部648の幅を減少させることにより、突出部648の剛性を予め定められた水準に調節することができる。そして、突出部648の剛性が予め定められた水準より小さい場合、剛性調節孔648aの大きさを減少させて突出部648の幅を増加させることにより、突出部648の剛性を予め定められた水準に調節することができる。
ここで、剛性調節孔648aの形成および大きさの調節を容易にするために、突出部648は、1つの頂点がディスク66の内周部に向かってその頂点に対向する底辺側が第1環状部642に向かう略三角形状に形成され、剛性調節孔648aは、三角形状の突出部648の中央部に形成される。
減衰部材68は、フィールドコイル組立体7に電源が遮断されてディスク66とプーリ5とが離隔する期間(以下、離隔期間)だけでなく、フィールドコイル組立体7に電源が印加されて、ディスク66とプーリ5とが接触する期間(以下、接触期間)に弾性部材64とディスク66に接触する第1減衰部材682を含む。
第1減衰部材682は、突出部648と結合される第1結合部682aと、第1結合部682aからディスク66側に延びて突出部648とディスク66との間に介在し、ディスク66に接触可能な第1ダンピング部682bとを含む。
ここで、突出部648と第1減衰部材682は、第1ダンピング部682bが常に(離隔期間および接触期間に)ディスク66に接触するように、第1ダンピング部682bが常に(離隔期間および接触期間に)突出部648とディスク66との間で圧着されるように形成される。
すなわち、第1減衰部材682が突出部648とディスク66との間から取り外された状態における、第1ダンピング部682bの厚さを第1寸法とし、第1減衰部材682が突出部648とディスク66との間から取り外されてディスク66がプーリ5から離隔した状態における、突出部648とディスク66との間の間隔を第2寸法とし、第1ダンピング部682bが突出部648とディスク66との間から取り外されてディスク66がプーリ5と接触した状態における、突出部648とディスク66との間の間隔を第3寸法とすれば、第1寸法が、第2寸法および第3寸法より大きく形成される。この時、厚さと間隔は、回転軸3の方向に測定される。
そして、減衰部材68は、離隔期間には弾性部材64とディスク66に接触するが、接触期間には弾性部材64およびディスク66の1つと離隔する第2減衰部材684をさらに含んでもよい。
第2減衰部材684は、ブリッジ部646および第2中間部P22と結合される第2結合部684aと、第2結合部684aからディスク66側に延びてブリッジ部646とディスク66との間に介在し、第2中間部P22とディスク66との間に介在し、ディスク66に接触可能な第2ダンピング部684bとを含む。
ブリッジ部646、第2中間部P22および第2減衰部材684は、第2ダンピング部684bが離隔期間にディスク66に接触するように、第2ダンピング部684bが離隔期間にブリッジ部646とディスク66との間および第2中間部P22とディスク66との間で圧着されるように形成される。
すなわち、第2減衰部材684が弾性部材64(さらに正確には、ブリッジ部646と第2中間部P22)とディスク66との間から取り外された状態における、第2ダンピング部684bの厚さを第4寸法とし、第2減衰部材684が弾性部材64(さらに正確には、ブリッジ部646と第2中間部P22)とディスク66との間から取り外されてディスク66がプーリ5から離隔した状態における、弾性部材64(さらに正確には、ブリッジ部646と第2中間部P22)とディスク66との間の間隔を第5寸法とし、第2ダンピング部684bが弾性部材64(さらに正確には、ブリッジ部646と第2中間部P22)とディスク66との間から取り外されてディスク66がプーリ5と接触した状態における、弾性部材64(さらに正確には、ブリッジ部646と第2中間部P22)とディスク66との間の間隔を第6寸法とすれば、第4寸法が、第5寸法より大きく、かつ、第6寸法より小さく形成される。
フィールドコイル組立体7は、コイルハウジングと、コイルハウジングに収容され、電源印加時に電磁力を発生させるコイルとを含む。
このような構成による本実施形態に係る圧縮機は、次のように作動できる。
すなわち、プーリ5は、駆動源(図示せず)から駆動力を受けて回転できる。
この状態で、コイルに電源が印加されると、コイルの磁気誘導による吸引力によって、ディスク66がプーリ5側に移動してプーリ5に接触できる。すなわち、ディスク66とプーリ5とが結束されることにより、駆動源(図示せず)の動力がプーリ5、ディスク66、弾性部材64およびハブ62を介して回転軸3に伝達される。そして、回転軸3は、伝達された動力で圧縮機構2を作動させて冷媒を圧縮することができる。
これに対し、コイルに電源の印加が中断されると、コイルの磁気誘導による吸引力がそれ以上発生せず、弾性部材64の弾性力によって、ディスク66がプーリ5から遠くなる方向に移動してプーリ5と離隔できる。すなわち、駆動源(図示せず)から回転軸3への動力の伝達が中断される。そして、圧縮機構2は作動が中断され、冷媒の圧縮が中断される。
ここで、本実施形態に係るクラッチ4およびこれを含む圧縮機は、弾性部材64と減衰部材68とを含むことにより、ディスク66とプーリ5との間の接触および離隔による騒音と振動を減少させることができる。
具体的には、本実施形態に係るクラッチ4およびこれを含む圧縮機は、突出部648と第1減衰部材682とを含み、第1減衰部材682(さらに正確には、第1ダンピング部682b)が常に(接触期間および離隔期間に)突出部648とディスク66に接触するように形成されることにより、ディスク66とプーリ5との間の接触および離隔による騒音と振動が弾性部材64に伝達されることを減少させることができる。
すなわち、第1減衰部材682は、フィールドコイル組立体7に電源の印加が始まって、ディスク66とプーリ5とが接触する時点(以下、接触時点)で突出部648とディスク66に接触することにより、ディスク66とプーリ5との間の衝突による騒音と振動を吸収する。これによって、接触時点でディスク66とプーリ5との間の衝突による騒音と振動が弾性部材64に伝達されることが減少できる。
そして、第1減衰部材682は、接触期間に突出部648とディスク66に接触することにより、プーリ5からディスク66を介して弾性部材64に伝達される騒音と振動を吸収することができる。これによって、接触期間にディスク66を介してプーリ5から伝達される騒音と振動が弾性部材64に伝達されることが減少できる。
そして、第1減衰部材682は、フィールドコイル組立体7に印加されていた電源が遮断されるにつれ、ディスク66がプーリ5から離隔する時点(以下、離隔時点)で突出部648とディスク66に接触することにより、ディスク66と弾性部材64との間の衝突を防止し、ディスク66の反発力によって弾性部材64に伝達される衝撃を緩和させることができる。これによって、離隔時点でディスク66と弾性部材64との間の衝突による騒音および振動が弾性部材64に伝達されることが減少できる。
そして、本実施形態に係るクラッチ4およびこれを含む圧縮機は、第2減衰部材684をさらに含むことにより、接触時点でディスク66とプーリ5との間の衝突による騒音および振動をさらに減少させ、離隔時点で弾性部材64とディスク66との間の衝突による騒音および振動をさらに減少させることができる。
すなわち、第2減衰部材684は、離隔期間に弾性部材64(さらに正確には、ブリッジ部646と第2中間部P22)とディスク66に接触しながら、第2減衰部材684(さらに正確には、第2ダンピング部684b)の厚さによって、弾性部材64とディスク66との間の接触面S2と、弾性部材64とハブ62との間の接触面S1とが互いに異なる平面上に配置できる。
この時、第2減衰部材684は、弾性部材64のうち、特にブリッジ部646および第2中間部P22に形成されることにより、離隔期間に、弾性部材64とディスク66との間の接触面S2を、弾性部材64とハブ62との間の接触面S1と同じ位置からプーリ5側に離隔させることができる。すなわち、第2減衰部材684は、離隔期間に弾性部材64に初期たわみ変形を付与することができる。このような第2減衰部材684は、接触時点を含む接触期間に弾性部材64がディスク66に加える弾性力(ディスク66がプーリ5から遠くなる方向に作用する力)を増加させることにより、接触時点でディスク66とプーリ5との間の衝撃量を減少させることができる。これによって、接触時点でディスク66とプーリ5との間の衝突によって発生する騒音と振動が弾性部材64に伝達されることがより効果的に減少できる。
そして、第2減衰部材684は、接触期間にディスク66から離隔し、離隔期間にディスク66に再度接触することにより、ディスク66と弾性部材64との間の衝突をより効果的に防止し、ディスク66の反発力によって弾性部材64に伝達される衝撃をより効果的に緩和できる。これによって、離隔時点で弾性部材64とディスク66との間の衝突による騒音および振動が弾性部材64に伝達されることがより効果的に減少できる。
一方、第2減衰部材684は、クラッチ4の応答性を向上させることができる。すなわち、第2減衰部材684による弾性部材64の弾性力の増加は、接触期間から離隔期間に変更される時点でディスク66をプーリ5からより速い速度で離隔させることにより、クラッチ4の応答性をさらに向上させることができる。
一方、本実施形態の場合、第1減衰部材682は、突出部648と結合され、突出部648は、第1減衰部材682がディスク66に常に(接触期間および離隔期間に)接触するように、第1減衰部材682をディスク66側に加圧するように形成される。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、別に示さないが、第1減衰部材682は、ディスク66と結合され、突出部648は、第1減衰部材682が突出部648に常に(接触期間および離隔期間に)接触するように、第1減衰部材682を加圧するように形成されてもよい。
一方、本実施形態の場合、第1減衰部材682を突出部648とディスク66に常に接触させるが、製造コストを節減するために、突出部648は、図3に示すように、その突出部648に外力が加えられない場合、第1環状部642と同一平面(以下、基準面)上に配置される。そして、突出部648は、図8に示すように、離隔期間にプーリ5から離隔するディスク66およびそのディスク66に支持される第1減衰部材682によって、基準面を基準としてディスク66の反対側に変形するように形成される。そして、突出部648は、図10に示すように、接触期間にプーリ5側に移動するディスク66およびそのディスク66と共にプーリ5側に移動する第1減衰部材682によって基準面側に復元されるように形成される。しかし、これに限定されるものではなく、図12〜図18に示すように形成されてもよい。すなわち、突出部648は、図12、図17および図18に示すように、その突出部648に外力が加えられない場合、基準面を基準としてディスク66側に折曲げられるように形成される。そして、突出部648は、図13に示すように、離隔期間にプーリ5から離隔するディスク66およびそのディスク66に支持される第1減衰部材682によって、その突出部648の折曲量が減少する方向に変形するように形成される。そして、突出部648は、図15に示すように、接触期間にプーリ5側に移動するディスク66およびそのディスク66と共にプーリ5側に移動する第1減衰部材682によって折曲量が増加する方向に復元されるように形成される。この場合、突出部648を折曲げることから製造コストがやや増加するが、第1減衰部材682が突出部648とディスク66により効果的に圧着できる。
一方、本実施形態の場合、突出部648は、略三角形状に形成され、剛性調節孔648aは、三角形状の突出部648の中央部に形成される。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、別に示さないが、突出部648は、第1環状部642からディスク66の内周部に対向する位置まで突出する片持ち梁方式であれば、その突出部648の形状に限定はなく、剛性調節孔648aは、突出部648の外周面から陰刻に形成されてもよい。
本実施形態の場合、第2減衰部材684は、ブリッジ部646および第2中間部P22と結合され、ディスク66に接触および離隔可能に形成される。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、別に示さないが、第2減衰部材684は、ディスク66と結合され、ブリッジ部646および第2中間部P22に接触および離隔可能に形成されてもよい。
本実施形態の場合、第2減衰部材684は、ブリッジ部646とディスク66との間および第2中間部P22とディスク66との間に介在するように形成される。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、別に示さないが、第2減衰部材684は、ブリッジ部646とディスク66との間にのみ介在するように形成されてもよい。あるいは、第2減衰部材684は、第2中間部P22とディスク66との間にのみ介在するように形成されてもよい。
本実施形態の場合、第1減衰部材682と第2減衰部材684は、互いに別体に形成され、弾性部材64にそれぞれ個別組立てられる。しかし、これに限定されるものではなく、図19および図20に示すように、減衰部材68が一体に形成されてもよい。すなわち、第1減衰部材682と第2減衰部材684とは、互いに一体に形成される。この時、一体の減衰部材68は、モールディング工法によって弾性部材64と結合される。この場合、減衰部材68を形成するのにかかる製造コストが節減できる。
減衰部材68は、図19および図20に示すように、ハブ62とディスク66との間の離隔空間とディスク66のスロット66bの少なくとも一部を覆う遮蔽膜686をさらに含んでもよい。この場合、ハブ62とディスク66との間の離隔空間とディスク66のスロット66bを通して異物が流入することが防止できる。ここで、図19および図20に示す実施形態の場合、遮蔽膜686が第2減衰部材684と一体に形成されることにより、第1減衰部材682、第2減衰部材684および遮蔽膜686が一体に形成されるが、第1減衰部材682と第2減衰部材684が別体に形成される場合、遮蔽膜686は、第1減衰部材682および第2減衰部材684のいずれか1つと一体に形成される。
本実施形態の場合、減衰部材68は、例えば、NBR(acrylonitrile−butadiene rubber)、IIR(Isobutylene−Isoprene rubber)、EPDM(ethylene propylene diene monomer rubber)、熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチックで形成されるが、減衰部材68の材質は適切に変更可能である。
本実施形態の場合、弾性部材64は、例えば、SUS、steelで形成されるが、弾性部材64の材質は適切に変更可能である。
本実施形態の場合、フィールドコイル組立体7の磁化時、ディスク66とプーリ5とが接触し、フィールドコイル組立体7の消磁時、ディスク66とプーリ5とが離隔するように形成される。すなわち、フィールドコイル組立体7は、電源印加時に磁化されて、ディスク66をプーリ5側に移動させてディスク66とプーリ5とを接触させ、弾性部材64は、ディスク66にそのディスク66がプーリ5から遠くなる方向に弾性力を加えるように形成される。しかし、これに限定されるものではなく、フィールドコイル組立体7の磁化時、ディスク66とプーリ5とが離隔し、フィールドコイル組立体7の消磁時、ディスク66とプーリ5とが接触するように形成されてもよい。すなわち、フィールドコイル組立体7は、電源印加時に磁化されて、ディスク66をプーリ5から遠くなる方向に移動させてディスク66とプーリ5とを離隔させ、弾性部材64は、ディスク66にそのディスク66がプーリ5に近くなる方向に弾性力を加えるように形成される。
本発明は、プーリとディスクとの間の接触および離隔による騒音と振動を減少させることができるクラッチおよびこれを含む圧縮機を提供する。
1 ケーシング
2 圧縮機構
3 回転軸
4 電磁式クラッチ(クラッチ)
5 プーリ
6 ディスクハブ組立体
7 フィールドコイル組立体
21 ピストン
22 斜板
62 ハブ
63 第1締結部材
64 弾性部材
65 第2締結部材
66 ディスク
66a ディスク側締結孔
68 減衰部材
622 ボス部
624 フランジ部
624a ハブ側締結孔
642 第1環状部
642a 第1環状部側締結孔
644 第2環状部
644a 第2環状部側締結孔
646 ブリッジ部
648 突出部
648a 剛性調節孔
682 第1減衰部材
682b 第1ダンピング部
684 第2減衰部材
684a 第2結合部
684b 第2ダンピング部
P11 第1締結部
P12 第1中間部
P21 第2締結部

Claims (20)

  1. 圧縮機の回転軸に締結されて位置固定された状態で前記回転軸と共に回転可能なハブと、
    前記ハブに締結されて前記ハブと共に回転可能なディスクと、
    圧縮機の駆動源から動力を受けて回転するプーリと、
    前記ハブと前記ディスクとを締結し、前記ディスクが前記ハブを基準として前記プーリに近くなるか遠くなる方向に移動可能に前記ハブと前記ディスクとを締結する弾性部材と、
    電源印加時に磁化されて、前記ディスクと前記プーリとを接触または離隔させるフィールドコイル組立体と、
    前記弾性部材と前記ディスクとの間に介在する減衰部材とを含み、
    前記弾性部材と前記減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の接触および離隔による騒音と振動を減少させながら、前記ディスクから前記弾性部材に伝達される騒音と振動を減少させるように形成されることを特徴とするクラッチ。
  2. 前記減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の接触期間および離隔期間に前記ディスクおよび前記弾性部材に接触する第1減衰部材を含むことを特徴とする請求項1に記載のクラッチ。
  3. 前記弾性部材は、
    前記ハブに締結される第1環状部と、
    前記第1環状部を収容する環状に形成され、前記ディスクに締結される第2環状部と、
    前記第1環状部から前記第2環状部側に突出する突出部とを含み、
    前記第1減衰部材は、前記突出部と前記ディスクとの間に介在することを特徴とする請求項2に記載のクラッチ。
  4. 前記第1環状部は、
    回転方向に沿って等間隔に配置され、それぞれ前記ハブと締結されるn個の第1締結部と、
    n個の前記第1締結部の間ごとに介在するn個の第1中間部とを含み、
    前記第2環状部は、
    回転方向に沿って等間隔に配置され、それぞれ前記ディスクと締結されるn個の第2締結部と、
    n個の前記第2締結部の間ごとに介在するn個の第2中間部とを含み、
    前記突出部は、n個形成され、
    各第1中間部は、各第2締結部と回転半径方向に重なるように形成され、
    各第1締結部は、各第2中間部と回転半径方向に重なるように形成され、
    各突出部は、各第1中間部から前記ディスクの内周部に対向する位置まで回転半径方向に突出形成されることを特徴とする請求項3に記載のクラッチ。
  5. 前記突出部と前記第1減衰部材は、前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間で圧着されるように形成されることを特徴とする請求項3に記載のクラッチ。
  6. 前記第1減衰部材は、前記突出部に固定され、
    前記突出部は、前記第1減衰部材を前記ディスク側に加圧するように形成されることを特徴とする請求項5に記載のクラッチ。
  7. 前記第1減衰部材は、前記ディスクに固定され、
    前記突出部は、前記第1減衰部材を加圧するように形成されることを特徴とする請求項5に記載のクラッチ。
  8. 前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間から取り外された状態における、前記第1減衰部材の厚さを第1寸法とし、
    前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間から取り外されて前記ディスクが前記プーリから離隔した状態における、前記突出部と前記ディスクとの間の間隔を第2寸法とし、
    前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間から取り外されて前記ディスクが前記プーリと接触した状態における、前記突出部と前記ディスクとの間の間隔を第3寸法とする場合、
    前記第1寸法は、前記第2寸法および前記第3寸法より大きく形成されることを特徴とする請求項5に記載のクラッチ。
  9. 前記突出部は、前記突出部に外力が加えられない場合、前記第1環状部と同一平面上に配置されるように形成されることを特徴とする請求項8に記載のクラッチ。
  10. 前記突出部は、
    前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間に介在し、前記ディスクが前記プーリと離隔する場合、前記ディスクの反対側に変形し、
    前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間に介在し、前記ディスクが前記プーリと接触する場合、前記平面側に復元されることを特徴とすることを特徴とする請求項9に記載のクラッチ。
  11. 前記突出部は、前記突出部に外力が加えられない場合、前記第1環状部が配置される平面を基準として前記ディスク側に折曲げられるように形成されることを特徴とする請求項8に記載のクラッチ。
  12. 前記突出部は、
    前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間に介在し、前記ディスクが前記プーリと離隔する場合、折曲量が減少する方向に変形し、
    前記第1減衰部材が前記突出部と前記ディスクとの間に介在し、前記ディスクが前記プーリと接触する場合、折曲量が増加する方向に復元されることを特徴とすることを特徴とする請求項11に記載のクラッチ。
  13. 前記突出部には、前記突出部の剛性を調節するために、前記突出部を貫通する剛性調節孔が形成されることを特徴とする請求項3に記載のクラッチ。
  14. 前記減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の離隔期間に前記ディスクおよび前記弾性部材に接触し、前記ディスクと前記プーリとの間の接触期間に前記ディスクおよび前記弾性部材の1つと離隔する第2減衰部材をさらに含み、
    前記第2減衰部材は、前記ディスクと前記プーリとの間の離隔期間に、前記弾性部材と前記ディスクとの間の接触面を、前記弾性部材と前記ハブとの間の接触面と同じ位置から前記プーリ側に離隔させることを特徴とする請求項2に記載のクラッチ。
  15. 前記弾性部材は、
    前記ハブに締結される第1環状部と、
    前記第1環状部を収容する環状に形成され、前記ディスクに締結される第2環状部と、
    前記第1環状部と前記第2環状部とを連結するブリッジ部とを含み、
    前記第2減衰部材は、前記ブリッジ部および前記第2環状部の少なくとも1つと前記ディスクとの間に介在することを特徴とする請求項14に記載のクラッチ。
  16. 前記第1環状部は、
    回転方向に沿って等間隔に配置され、それぞれ前記ハブと締結されるn個の第1締結部と、
    n個の前記第1締結部の間ごとに介在するn個の第1中間部とを含み、
    前記第2環状部は、
    回転方向に沿って等間隔に配置され、それぞれ前記ディスクと締結されるn個の第2締結部と、
    n個の前記第2締結部の間ごとに介在するn個の第2中間部とを含み、
    前記ブリッジ部は、n個形成され、
    各第1中間部は、各第2締結部と回転半径方向に重なるように形成され、
    各第1締結部は、各第2中間部と回転半径方向に重なるように形成され、
    各ブリッジ部は、各第1締結部から各第2中間部まで回転半径方向に延長形成され、
    前記第2減衰部材は、前記ブリッジ部および前記第2中間部の少なくとも1つと前記ディスクとの間に介在することを特徴とする請求項15に記載のクラッチ。
  17. 前記第1減衰部材と前記第2減衰部材とは、一体に形成されることを特徴とする請求項14に記載のクラッチ。
  18. 圧縮機の回転軸に締結されて位置固定された状態で前記回転軸と共に回転可能なハブと、
    前記ハブに締結されて前記ハブと共に回転可能なディスクと、
    圧縮機の駆動源から動力を受けて回転するプーリと、
    前記ハブと前記ディスクとを締結し、前記ディスクが前記ハブを基準として前記プーリに近くなるか遠くなる方向に移動可能に前記ハブと前記ディスクとを締結する弾性部材と、
    電源印加時に磁化されて、前記ディスクと前記プーリとを接触または離隔させるフィールドコイル組立体と、
    前記弾性部材と前記ディスクとの間に介在する減衰部材とを含み、
    前記減衰部材は、
    前記ディスクと前記プーリとの間の接触期間および離隔期間に前記ディスクおよび前記弾性部材に接触する第1減衰部材と、
    前記ディスクと前記プーリとの間の離隔期間に前記ディスクおよび前記弾性部材に接触する第2減衰部材と、
    前記ハブと前記ディスクとの間の離隔空間、前記ディスクのスロットの少なくとも一部を覆う遮蔽膜とを含むことを特徴とするクラッチ。
  19. 前記遮蔽膜は、前記第1減衰部材および前記第2減衰部材の少なくとも1つと一体に形成されることを特徴とする請求項18に記載のクラッチ。
  20. ケーシングと、
    前記ケーシングの内部に備えられ、冷媒を圧縮する圧縮機構と、
    前記ケーシングの外部に備えられる駆動源から前記圧縮機構に回転力を伝達する回転軸と、
    前記駆動源と前記回転軸とを選択的に連結および分離させる動力伝達機構とを含み、
    前記動力伝達機構は、請求項1〜19のいずれか1項に記載のクラッチで形成されることを特徴とする圧縮機。
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