JP3659289B2 - 防振ゴム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の空調装置等に使用される電磁クラッチの作動時の騒音を防止するための防振ゴムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の空調装置におけるコンプレッサの運転をＯＮ／ＯＦＦする電磁クラッチは、基本的にはコンプレッサの回転軸に固定されたプレートと、エンジンのクランクプーリからの駆動力がＶベルトを介して伝達されることによって回転されるロータと、前記プレートに軸方向移動自在に保持されたアーマチュアと、このアーマチュアを磁気吸引して前記ロータの端面に摩擦接合させる励磁コイルとを備える。すなわち励磁コイルを電流の供給により励磁することによって、その電磁吸引力でアーマチュアがロータに摩擦接合され、ロータの駆動力を回転軸に伝達してコンプレッサを運転状態とし、また、励磁コイルへの電流の供給を遮断することによって、前記ロータとアーマチュアの摩擦接合状態が解除され、前記回転軸への駆動力の伝達を遮断するようになっている。
【０００３】
この種の電磁クラッチにおいては、アーマチュアが励磁コイルの磁気吸引力によってロータと接触する際に衝突音が発生する問題があり、このような衝突音の発生を防止するための従来技術が、例えば特開平７−１７４１６７号公報に開示されている。この従来技術によれば、図８に示すように、係合ピン１０３が、プレート１０１に開設された嵌合孔１０１ａに遊嵌挿通されると共にアーマチュア１０２に固定されており、この係合ピン１０３の外周に、防振ゴム１０４を装着した構成を有する。この防振ゴム１０４は、内周に係合ピン１０３の軸部１０３ａを挿通する貫通孔１０４ａが開設され、外周にプレート１０１の嵌合孔１０１ａに嵌合される小径の首部１０４ｂを有する。また、厚肉の主弾性部１０４ｃには、遠心力による過大な変形を防止するための金属環１０４ｄが加硫接着されている。
【０００４】
この構成によれば、アーマチュア１０２が励磁コイル１０５の磁気吸引力によってロータ１０６の端面に吸着される際に、前記アーマチュア１０２と一体的に軸方向変位する係合ピン１０３の頭部フランジ１０３ｂが、回転軸（図示省略）に固定されたプレート１０１との間で防振ゴム１０４の主弾性部１０４ｃを圧縮変形させる。このため、アーマチュア１０２がロータ１０６に吸着衝合される際の衝撃は、前記主弾性部１０４ｃの変形動作により吸収されるので、騒音の発生を有効に防止することができ、また、ロータ１０６からの駆動力は、アーマチュア１０２から係合ピン１０３及び防振ゴム１０４の首部１０４ｂを介してプレート１０１に伝達されるため、ロータ１０６へのアーマチュア１０２の摩擦接合に伴うトルクの立ち上がりの際に、係合ピン１０３の軸部１０３ａとプレート１０１の嵌合孔１０１ａとの間で、前記首部１０４ｂがプレート１０１及びアーマチュア１０２の回転方向で圧縮変形され、これによってロータ１０６からの急激な駆動力伝達に伴う衝撃を緩和することができる。
【０００５】
また、上述のようなロータ１０６とアーマチュア１０２の摩擦接合状態から、励磁コイル１０５が励磁電流の遮断によって消磁されると、アーマチュア１０２は直ちにロータ１０６から離れてプレート１０１側へ復帰動作するが、この時のアーマチュア１０２とプレート１０１の接触は、防振ゴム１０４の鍔状弾性部１０４ｄによって防止されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば図８に示すように、防振ゴム１０４が金属環１０４ｄを主弾性部１０４ｃに加硫接着したものである場合は、遠心力による前記主弾性部１０４ｃの過大な変形は防止されるが、近年のコンプレッサには、高出力化を図るために10000rpmを超えるような高速回転を行うものがあり、このような場合は、金属環１０４ｄによる変形防止作用の及ばない鍔状弾性部１０４ｄが遠心力ＣＦによって過大変形を来し、破損に到る恐れがある。
【０００７】
また、図９に示すように、防振ゴム１０４の内周面（貫通孔１０４ａ）のほぼ全面に金属筒１０４ｆを加硫接着した場合は、上述のような高速回転においても遠心力による主弾性部１０４ｃ及び鍔状弾性部１０４ｄの過大変形を有効に防止することができるが、この場合は防振ゴム１０４の首部１０４ｂをプレート１０１の嵌合孔１０１ａに挿入嵌合する際に、鍔状弾性部１０４ｄの縮径変形が金属筒１０４ｆによって抑えられるので、挿入困難となって組み付け性が悪化し、場合によっては前記鍔状弾性部１０４ｄが損傷する恐れがある。
【０００８】
本発明は、上記のような事情のもとになされたもので、その技術的課題とするところは、電磁クラッチへの装着性が良く、しかも高速回転条件での耐久性の優れた防振ゴムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る防振ゴムは、電磁クラッチのアーマチュアを軸方向移動自在に保持するプレートに開設された嵌合孔に遊嵌挿通されると共に固定端が前記アーマチュアに開設された取付孔に固定される係合ピンの外周に一体的に接着され、前記係合ピンの頭部フランジと前記プレートの間に介在される主弾性部と、この主弾性部の一端内周から軸方向に延在され前記嵌合孔に挿通可能な首部と、この首部の先端から前記係合ピンの固定端の外周を非接着状態で包囲するように延在され前記嵌合孔に挿通可能なスカート部とからなるものとする。すなわちこの防振ゴムは、係合ピンに一体的に接着されることによって遠心力による過大変形が抑制されている。
【００１０】
この防振ゴムの主弾性部は、アーマチュアが励磁コイルの磁気吸引力によってロータの端面に摩擦接合される際の衝撃を吸収するものである。また、スカート部は、当該防振ゴムの装着に際して、係合ピンの固定端をプレートの嵌合孔を通してアーマチュアの取付孔に固定する過程で、前記嵌合孔を前記固定端と共に通過した後、前記アーマチュアとプレートとの間で係合ピンの外周側へ強制的に屈曲されることによって、前記アーマチュアとプレートとの間の緩衝手段として機能する。
【００１１】
本発明において一層好ましくは、スカート部を円周方向に分割し、あるいはスカート部の内周面に先端側が大径となるテーパ面又は面取りを形成し、あるいはスカート部の径方向肉厚を首部の径方向肉厚より小さくする。このように構成すれば、防振ゴムの装着過程で、プレートの嵌合孔を通過したスカート部が、アーマチュアとの接触によって外周側へ展開しやすくなる。また、スカート部の肉厚を薄くした場合は、その外周面又は内周面に突起部を形成することによって、緩衝性の低下を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る防振ゴムが装着された自動車の空調装置用コンプレッサの電磁クラッチを示すものである。この電磁クラッチは、コンプレッサハウジング１の一端内周に突設された筒状部１１の外周にボールベアリング１２を介して回転可能に支持されたロータ２と、前記筒状部１１から突出したコンプレッサの回転軸１３にその軸端１３ａに螺合したナット１４によって固定されたハブ１５に複数の連結具１６を介して固定されたプレート３と、このプレート３と前記ロータ２との間に軸方向移動自在に配置された磁性体からなるアーマチュア４と、外周側の端部が前記アーマチュア４に連結具４１を介して固定され前記アーマチュア４をロータ２の端面２ａから常時引き離す方向に付勢する板バネ５と、前記ロータ２に形成された円周方向に連続した中空部２ｂ内に配置されると共に取付金具１７を介してコンプレッサハウジング１に固定された励磁コイル６とを備えている。
【００１３】
ロータ２は回転軸１３と同心的に保持されており、このロータ２の外周部には、自動車エンジンのクランクプーリの回転力を伝達するＶベルト（図示省略）が巻架されるプーリ２ｃが一体的に設けられている。また、励磁コイル６は、外部電源から温度調節スイッチを介して励磁電流が供給されることによって、アーマチュア４をロータ２の端面２ａに吸引して摩擦接合させる磁気吸引力を発生するものである。
【００１４】
図１の一部を拡大した図２にも示すように、プレート３の外周部には、複数の嵌合孔３ａが円周方向等間隔で開設されており、アーマチュア４には、前記各嵌合孔３ａと対応する位置に、それぞれこの嵌合孔３ａよりも小径の取付孔４ａが開設されると共に、プレート３のロータ２側の面における前記取付孔４ａの開口位置には、この取付孔４ａよりも適宜大径の凹部４ｂが形成されている。そして本発明の第一実施形態に係る防振ゴム７は、それぞれ前記プレート３の嵌合孔３ａを通して前記アーマチュア４の取付孔４ａに取り付けられた係合ピン８に一体的に加硫接着されている。
【００１５】
これを更に詳細に説明すると、係合ピン８は、プレート３の嵌合孔３ａより小径でアーマチュア４の取付孔４ａより大径の軸部８１と、プレート３の外側へ突出した前記軸部８１の頭部から円盤状に展開形成され前記嵌合孔３ａより大径の頭部フランジ８２と、前記軸部８１の先端に形成され前記取付孔４ａに挿入可能すなわち前記軸部８１より適宜小径の固定端８３とを有する。また、この固定端８３は取付孔４ａの長さよりも長いものとなっている。
【００１６】
防振ゴム７は、係合ピン８の頭部フランジ８２及び軸部８１に加硫接着されると共に頭部フランジ８２と反対側の端面７１ａがプレート３に接触された厚肉の主弾性部７１と、前記端面７１ａの内周から軸方向に延在されてプレート３の嵌合孔３ａを通り、内周面が前記軸部８１に加硫接着された首部７２と、この首部７２の先端から外周側へ屈曲した状態でプレート３とアーマチュア４の間に介在されたスカート部７３とからなる。前記主弾性部７１における端面７１ａの内周部には、首部７２との境界に沿って断面略半円形状の円周溝７１ｂが形成されている。
【００１７】
また、防振ゴム７は、係合ピン８をインサートした状態で図３に示すような形状に加硫成形されたものである。すなわち、この図３に示すように、電磁クラッチへの未装着状態では、スカート部７３は首部７２と連続した円筒状を呈するものであって、係合ピン８の固定端８３の外周側を包囲するように延在され、この固定端８３の外周面とは軸部８１との段差に相当する大きさの隙間を介して非接着状態に形成されている。
【００１８】
電磁クラッチへの防振ゴム７の装着に際しては、プレート３の嵌合孔３ａから係合ピン８の固定端８３をアーマチュア４の取付孔４ａに挿入し、凹部４ｂ内に突出した前記固定端８３の先端を潰すことによって、前記係合ピン８をアーマチュア４に固定する。そしてその過程で、防振ゴム７のスカート部７３はプレート３の嵌合孔３ａは通過するがアーマチュア４の取付孔４ａには挿入不可能であるため、係合ピン８の固定端８３が前記取付孔４ａに挿入されて行くのに伴い、前記スカート部７３がアーマチュア４との干渉によって外周側へ強制的に屈曲・展開されると共に、主弾性部７１の端面７１ａがプレート３と密接し、図１及び図２に示す装着状態になるものである。
【００１９】
以下、本実施形態による防振ゴム７の作用を、電磁クラッチの動作と共に説明する。まず図１に示す電磁クラッチにおいては、自動車エンジンのクランクプーリの回転駆動力がＶベルトを介してプーリ２ｃに入力されることによってロータ２がボールベアリング１２の周りで回転される。一方、係合ピン８、防振ゴム７、プレート３、連結具１６及びハブ１５を介してコンプレッサの回転軸１３に相対回転が防止された状態で取り付けられているアーマチュア４は、励磁コイル６が消磁された状態では、板バネ５の付勢力等によって、ロータ２の端面２ａから所定の隙間Ｇだけ離間した位置に保持されている。このため、ロータ２の回転は回転軸１３には伝達されず、コンプレッサは停止した状態にある。
【００２０】
ここで図示の状態から温度調節スイッチを介して励磁コイル６に励磁電流が供給されると、この励磁コイル６に発生した磁気吸引力によって磁性体からなるアーマチュア４がロータ２側へ軸方向移動し、このロータ２の端面２ａと摩擦接合状態となる。このため、ロータ２の回転がアーマチュア４、係合ピン８、防振ゴム７、プレート３、連結具１６及びハブ１５を介してコンプレッサの回転軸１３に伝達され、コンプレッサが運転状態となる。
【００２１】
このとき、アーマチュア４がロータ２側へ軸方向移動する過程では、アーマチュア４に固定された係合ピン８も一体的に移動されるので、この係合ピン８の頭部フランジ８２がプレート３との間で防振ゴム７の主弾性部７１を軸方向に圧縮変形させる。このため、アーマチュア４がロータ２の端面２ａと接合される際の衝撃が前記主弾性部７１の圧縮変形動作により緩和され、これによって騒音の発生が有効に抑えられる。また、ロータ２とアーマチュア４の摩擦接合と同時にアーマチュア４からプレート３へ伝達されるトルクの立ち上がりが、係合ピン８の軸部８１とプレート３の嵌合孔３ａとの間に介在する防振ゴム７の首部７２の変形によって緩和される。
【００２２】
なお、主弾性部７１と首部７２の間には円周溝７１ｂが形成されているので、主弾性部７１の圧縮変形に伴って主弾性部７１と首部７２の境界に沿った亀裂が発生するのを有効に防止することができる。
【００２３】
アーマチュア４及びプレート３がロータ２と一体的に回転している状態では、防振ゴム７は、前記アーマチュア４及びプレート３の外周側へ向けて大きな遠心力を受けることになる。しかし、上記実施形態によれば、防振ゴム７の主弾性部７１はその背面及び内周面が係合ピン８の頭部フランジ８２及び軸部８１に加硫接着されており、また、鍔状に展開されたスカート部７３はその内周が、係合ピン８の軸部８１に加硫接着された首部７２に保持されているので、前記遠心力による過大な変形が有効に防止される。
【００２４】
次に、上述したロータ２とアーマチュア４の摩擦接合状態から、温度調節スイッチにより励磁コイル６への励磁電流の供給が遮断されると、アーマチュア４をロータ２に磁気吸引している励磁コイル６が消磁されるので、アーマチュア４が板バネ５の付勢力及び防振ゴム７の主弾性部７１の圧縮反力によってロータ２の端面２ａから離れてプレート３側へ軸方向移動し、図１及び図２に示す状態に復帰する。このとき、アーマチュア４とプレート３との接触が防振ゴム７のスカート部７３によって防止され、衝突音の発生が防止される。
【００２５】
図４は、本発明に係る防振ゴム７の第二の実施形態を示すものである。この実施形態においては、スカート部７３が軸方向に延びるスリット７３ｂによって円周方向に複数の分割片７３ａに分割（図示の例では四分割）されている。その他の部分は第一の実施形態と同様である。このように構成すれば、先に説明した図２に示す状態に装着する過程で、先端がアーマチュア４に押し付けられる各分割片７３ａが外周側へ容易に屈曲するので、装着性が向上する。
【００２６】
図５は、本発明に係る防振ゴム７の第三の実施形態を示すものである。この実施形態においては、スカート部７３の内周面に先端側が大径となるテーパ面又は面取り７３ｃが形成されている。その他の部分は第一の実施形態と同様である。このように構成すれば、先に説明した装着過程で、先端がアーマチュア４に押し付けられたスカート部７３が外周側へ屈曲しやすくなるので、この場合も装着性が向上する。なお、先に説明した図４に示す第二の実施形態においても同様に、各分割片７３ａの内周面に先端側が大径となるテーパ面又は面取り７３ｃを形成すれば、装着性を一層向上させることができる。
【００２７】
図６は、本発明に係る防振ゴム７の第四の実施形態を示すものである。この実施形態においては、スカート部７３を、その先端に向けて徐々に拡径したテーパ状に形成したものである。好ましくは、このテーパ状のスカート部７３の先端外周面に、プレート３の嵌合孔３ａに挿入しやすくするための面取り７３ｄが形成される。その他の部分は第一の実施形態と同様である。このように構成すれば、先に説明した装着過程で、先端がアーマチュア４に押し付けられたスカート部７３は外周側へ屈曲しやすくなるので、この場合も装着性が向上する。またこの場合、スカート部７３における首部７２側の端部へ向けて肉厚が減少するように、スカート部７３の内周面と外周面を異なるテーパ角度に形成すれば、前記装着過程で外周側への屈曲が一層容易に行われる。
【００２８】
図７は、本発明に係る防振ゴム７の第五の実施形態を示すものである。この実施形態においては、円筒状に形成したスカート部７３の径方向肉厚を首部７２よりも薄くし、その外周面に、円周方向に連続又は断続した突起部７３ｅを形成したものである。その他の部分は第一の実施形態と同様である。すなわちこの実施形態によれば、スカート部７３の径方向肉厚を薄くしたことによって、先に説明した装着過程で、先端がアーマチュア４に押し付けられたスカート部７３が外周側へ屈曲しやすくなり、前記肉厚の減少による緩衝性の低下が、突起部７３ｅによって補償される。また、この突起部７３ｅは、スカート部７３の内周面に設けても良い。
【００２９】
なお、本発明は図示の実施形態に限定されるものではない。例えば防振ゴム７と係合ピン８は加硫接着に限らず、防振ゴム７を加硫成形後、その主弾性部７１及び首部７２を係合ピン８に接着剤によって接着することも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る防振ゴムは、電磁クラッチのアーマチュアに固定される係合ピンと一体的に接着されているため、遠心力による過大変形が抑制され、この過大変形による亀裂の発生等を有効に防止することができる。このため、高速回転条件における耐久性の向上が実現される。
【００３１】
また、前記電磁クラッチへの装着状態においてアーマチュアとプレートの間に介在される鍔状部分が、防振ゴムの取付に際して、係合ピンの固定端をプレートの嵌合孔を通してアーマチュアの取付孔に挿入固定する過程で、前記固定端の外周側を包囲しているスカート部がアーマチュアに押し付けられて外周側へ強制的に展開されることによって形成されるため、前記プレートの嵌合孔を通過する際にこの嵌合孔との干渉によって損傷を受けるようなこともない。このため、装着性の向上が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態の防振ゴムが装着された自動車の空調装置用コンプレッサの電磁クラッチを軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】上記電磁クラッチにおける防振ゴムの装着部分を拡大して示す要部断面図である。
【図３】上記防振ゴムの未装着状態を電磁クラッチのプレート及びアーマチュアと共に示す断面図である。
【図４】本発明に係る防振ゴムの第二の実施形態を示す未装着状態の断面斜視図である。
【図５】本発明に係る防振ゴムの第三の実施形態を示す未装着状態の断面図である。
【図６】本発明に係る防振ゴムの第四の実施形態を示す未装着状態の断面図である。
【図７】本発明に係る防振ゴムの第五の実施形態を示す未装着状態の断面図である。
【図８】従来技術に係る防振ゴムの装着状態を示す断面図である。
【図９】従来技術に係る防振ゴムの装着過程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ コンプレッサハウジング
１１ 筒状部
１２ ボールベアリング
１３ 回転軸
１５ ハブ
２ ロータ
３ プレート
３ａ 嵌合孔
４ アーマチュア
４ａ 取付孔
５ 板バネ
６ 励磁コイル
７ 防振ゴム
７１ 主弾性部
７１ａ 端面
７１ｂ 溝
７２ 首部
７３ スカート部
７３ａ 分割片
７３ｂ スリット
７３ｃ テーパ面又は面取り部
７３ｄ 面取り部
７３ｅ 突起部
８ 係合ピン
８１ 軸部
８２ 頭部フランジ
８３ 固定端

Claims (4)

1. 外部駆動源からの駆動力により回転されるロータ（２）と、
   このロータ（２）に軸方向に対向配置され回転軸（１３）に固定されたプレート（３）と、
   前記ロータ（２）とプレート（３）の間に配置され前記プレート（３）に軸方向移動自在に保持されたアーマチュア（４）と、
   前記アーマチュア（４）を磁気吸引力によって前記ロータ（２）に摩擦接合させる励磁コイル（６）と、
   を備える電磁クラッチに用いられる防振ゴム（７）であって、
   前記プレート（３）に開設された嵌合孔（３ａ）に遊嵌挿通されると共に固定端（８３）が前記アーマチュア（４）に開設された取付孔（４ａ）に固定される係合ピン（８）に一体的に接着され、
   前記係合ピン（８）の頭部フランジ（８２）と前記プレート（３）の間に介在される主弾性部（７１）と、
   この主弾性部（７１）の一端内周から軸方向に延在され前記嵌合孔（３ａ）に挿通可能な首部（７２）と、
   この首部（７２）の先端から前記係合ピン（８）の固定端（８３）の外周を非接着状態で包囲するように延在され前記嵌合孔（３ａ）に挿通可能なスカート部（７３）と、
   からなることを特徴とする防振ゴム。
2. 請求項１の記載において、
   スカート部（７３）が円周方向に複数の分割片（７３ａ）に分割されたことを特徴とする防振ゴム。
3. 請求項１又は２の記載において、
   スカート部（７３）の内周面に先端側が大径となるテーパ面又は面取り部（７３ｃ）が形成されたことを特徴とする防振ゴム。
4. 請求項１乃至３のうちいずれかの記載において、
   スカート部（７３）の径方向肉厚が首部（７２）の径方向肉厚より小さく、前記スカート部（７３）の外周面又は内周面に突起部（７３ｅ）が形成されたことを特徴とする防振ゴム。

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