JP3729915B2 - 電磁クラッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダンパゴムによりアーマチュアをアーマチュアハブに支持した電磁クラッチ、特には、アーマチュアがロータに磁気吸着されるときの衝撃を緩和することによりアーマチュア吸着音の発生を防止した電磁クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁クラッチは、貫通穴が形成されたアーマチュアハブのフランジ部に、前記貫通穴に通じる貫通穴が形成されたダンパカバーが固着され、このダンパカバーに中心に貫通穴が形成されたダンパゴムが収納されている。また、このダンパゴムの外側面に当接するフランジ部が形成されたカラーが、ダンパゴムとダンパカバー・アーマチュアハブのフランジ部の貫通穴に挿入されている。そして、アーマチュアハブのフランジ部と重ね合わされたアーマチュアにカラーの端面を当接させた状態で、アーマチュアとカラーはリベットで一体に固定されている（実公昭５８−８９９７号公報参照）。なお従来の電磁クラッチは、カラーとリベットによりトルク伝達ピンが形成されている。
【０００３】
このような構造とした電磁クラッチは、電磁コイルに通電することにより発生する磁束により、カラーのフランジ部でダンパゴムを圧縮しながらアーマチュアはロータに磁気吸着される。また電磁コイルへの通電を断つと磁束は消滅するので、ダンパゴムによりアーマチュアはロータから離間する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電磁クラッチは、アーマチュアがロータに磁気吸着されるときの衝撃によりアーマチュア吸着音が発生する。この発明は、衝撃を緩和してアーマチュア吸着音の発生を防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１発明の電磁クラッチは、アーマチュアをロータに磁気吸着するアーマチュアの吸引過程において、アーマチュアがロータに磁気吸着される際に、ダンパゴムの外側面とトルク伝達ピンの頭部の内側面との接触面積を増大させることによりダンパゴムのばね定数を大きくしたことを特徴とする。このような構造の電磁クラッチは、アーマチュアの吸引過程において、ばね定数が変動するばね荷重特性が得られ、アーマチュアがロータに磁気吸着される際のばね荷重を高くすることができるので、アーマチュアとロータの衝撃が緩和されてアーマチュア吸着音の発生を防止することができる。
【０００６】
第２発明の電磁クラッチは、第１発明の電磁クラッチにおいて、トルク伝達ピンの頭部の内側面を、中心寄りが高く外周縁寄りが低い段付き状の内側面とすることにより、アーマチュアの吸引過程におけるダンパゴムのばね定数が大きくなるようにしたので、同様に、アーマチュアとロータの衝撃が緩和されてアーマチュア吸着音の発生を防止することができる。
【０００７】
第３発明の電磁クラッチは、第１発明と第２発明の電磁クラッチにおいて、ダンパゴムの外側面を、中心寄りが高く外周縁寄りが低い段付き状の外周面とすることにより、アーマチュアの吸引過程におけるダンパゴムのばね定数が大きくなるようにしたので、同様に、アーマチュアとロータの衝撃が緩和されてアーマチュア吸着音の発生を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１から図３はこの発明の電磁クラッチの一実施例を示したものであり、図１はカーエアコン用コンプレッサに装着された電磁クラッチの断面図、図２は図１の要部を拡大した断面図、図３は図２のダンパゴムが圧縮された状態を示す断面図である。以下、これら図面の実施例を詳細に説明する。
【０００９】
カーエアコン用コンプレッサ１に装着された電磁クラッチ２は、コンプレッサ１のハウジングに形成された円筒部１ａに軸受２を介してロータ３が回転自在に支持されている。ロータ３は、コンプレッサ１側に開口する環状溝３ａと、ベルトが掛けられたプーリ３ｂと、磁束を迂回するための円弧状長穴３ｃが形成され、環状溝３ａ内には、電磁コイル４が内設されたフィールドコア５が挿入されている。フィールドコア５の背面に溶着された取付け板６は、コンプレッサ１のハウジングにねじで固定されている。
【００１０】
コンプレッサ１の回転軸７には、アーマチュアハブ８がスプライン嵌合されている。アーマチュアハブ８の環状なフランジ部には、正面視を略正三角形の形状とした薄板からなるストッパプレート９がリベットで固定されている。ストッパプレート９の角部となる円周方向を３等分した位置には貫通穴９ａが形成され、この貫通穴９ａと同中心となる貫通穴１０ａが底部１０ｂに形成されたダンパ収納部としてのダンパカバー１０が、ストッパプレート９の外側面に溶着されている。なお、ストッパプレート９は、回転軸７の端面にエアギャップＧの調整用シムを介在して回転軸７にねじ止めされる。
【００１１】
各ダンパカバー１０は円筒状のカップ部材からなり、円筒状に形成されたダンパゴム１１が収納されている。ダンパゴム１１は、貫通穴９ａ・１０ａ側に通じる貫通穴１１ａが形成され、また外周縁側の内側面がダンパカバー１０の底部１０ｂに当接している。なお、このダンパゴム１１の内側面と外側面は平面状に形成され、中心の貫通穴１１ａが収縮しない程度に、外周面がダンパカバー１０内に嵌合されている。また、各ダンパゴム１１の貫通穴１１ａには、トルク伝達ピン１２が挿入されている。
【００１２】
トルク伝達ピン１２は、ダンパゴム１１の貫通穴１１ａからストッパプレート９の貫通穴９ａとダンパカバー１０の貫通穴１０ａに挿入された胴部１２ａと、この胴部１２ａの端部に一体に形成され、ダンパゴム１１の外側面と対向する内側面を段付き状の内側面１２ｂとした頭部１２ｃと、アーマチュア１３の段付き状の貫通穴１３ａに挿入されかしめ加工により塑性結合された脚部１２ｄとを有する形状である。
【００１３】
トルク伝達ピン１２の脚部１２ｄが固定されたアーマチュア１３は、円周上を３等分する位置に形成された前記貫通穴１３ａと、磁束を迂回するために形成された円弧状長穴１３ｂとを有する円板状の部材であり、摩擦面１３ｃはロータ３の摩擦面３ｄにエアギャップＧをおいて対向している。また、トルク伝達ピン１２の脚部１２ｄを貫通穴１３ａ内でかしめ加工することにより、アーマチュア１３の反摩擦面側は、ストッパプレート９の内側面とトルク伝達ピン１２の胴部１２ａの端面１２ｅとに当接されている。
【００１４】
また更には、トルク伝達ピン１２の内側面１２ｂに形成された中心寄りの上段部１２ｆは、ダンパゴム１１の中心寄りの外側面に当接され、同内側面１２ｂに形成された外周縁寄りの下段部１２ｇは、ダンパゴム１１の外周縁寄りの外側面に隙間Ｓをおいて対向している。この隙間Ｓの寸法は、前記エアギャップＧの寸法より小さいが非常に近似した値に設定される。例えば、エアギャップＧが０．６mmであれば隙間Ｓは０．５mm程度である。なお、図１や図２の状態において、ダンパゴム１１にはアーマチュア１３を静止保持するための初期のばね荷重が付与されており、ダンパゴム１１の中心寄りは、非常にわずかではあるが、アーマチュア１３側に押されている。
【００１５】
このような構造からなる電磁クラッチ２は、エンジン側のクランクプーリとベルト掛けされたロータ３が高速で回転する。この状態において電磁コイル４に通電すると、磁束はロータ３からアーマチュア１３に迂回されるダブルフラックス型の磁気回路を流れ、ダンパゴム１１のばね荷重に抗してアーマチュア１３の摩擦面１３ｃはロータ３の摩擦面３ｄに磁気吸着される。またこのようなアーマチュア１３の吸引過程において、ダンパゴム１１は、トルク伝達ピン１２の上段部１２ｆにより圧縮された後にトルク伝達ピン１２の内側面１２ｂにより圧縮されるので、アーマチュア１３がロータ３に磁気吸着される際のダンパゴム１１のばね定数は大きくなる。したがって、アーマチュア１３とロータ３の衝撃は緩和され、アーマチュア吸着音の発生を防止することができる。
【００１６】
アーマチュア１３がロータ３に磁気吸着すると、ロータ３の回転がコンプレッサ１の回転軸７に伝達されるのでコンプレッサ１は駆動する。この状態において電磁コイル４への通電を断つと磁束は消滅するので、ダンパゴム１１によりアーマチュア１３はロータ３から離間されコンプレッサ１は停止する。
【００１７】
次に、この発明の他の実施例を説明する。図４は図２と同様に要部のみを拡大して示した断面図であり、電磁クラッチ２と同じ部材には既に使用した符号を付けることにより、重複する説明を省略する。図示したように実施例の電磁クラッチは、ダンパカバー１０に収納されたダンパゴム１４の外側面に環状な突出部１４ａが形成されている。またこのダンパゴム１４の貫通穴１４ｂに挿入されたトルク伝達ピン１５は、円板状の頭部１５ａと円筒状の胴部１５ｂ、アーマチュア１３の貫通穴１３ａ内でかしめ加工された脚部１５ｃが一体に形成されている。
【００１８】
トルク伝達ピン１５の脚部１５ｃのかしめ加工を行なうと、アーマチュア１３の反摩擦面側がストッパプレート９の内側面に当接されるとともに、トルク伝達ピン１５の胴部１５ｂの端面１５ｄがアーマチュア１３の反摩擦面側に当接する。またトルク伝達ピン１５の頭部１５ａの内側面１５ｅにより、ダンパゴム１４の突出部１４ａがアーマチュア１３側へわずかに押される。また更には、トルク伝達ピン１５の頭部１５ａのうち外周縁寄りの内側面１５ｅと、ダンパゴム１４の外側面のうち外周縁寄りの外側面との間には、図２に符号Ｓで示した隙間と同等な寸法からなる隙間Ｓが形成される。
【００１９】
したがって、ダンパゴム１４の外側面を、中心寄りが高く外周縁寄りが低い非平面状の外側面とすることにより、アーマチュア１３の吸引過程においてダンパゴム１４のばね定数を大きくすることができるので、このようなダンパゴム１４とトルク伝達ピン１５を設けた電磁クラッチも、先に説明した電磁クラッチ２と同等な作用効果が得られる。
【００２３】
なお、以上説明した実施例においては、アーマチュアハブ８のフランジ部にストッパプレート９をリベットで一体に固定したが、このような別部材による構成ではなく、アーマチュアハブ８のフランジ部に直接ダンパカバー１０を溶接する構造でもよい。また、アーマチュアハブ８とストッパプレート９・ダンパカバー１０を合成樹脂やアルミ合金で一体に形成することが知られており、この発明の電磁クラッチもそのような設計の変更が可能である。また更には、トルク伝達ピン１２は、非磁性金属や合成樹脂により製造してもよい。また、ダンパゴム１１・１４の形状やトルク伝達ピン１２・１５の頭部の形状を色々な形状に変更することにより、アーマチュア１３の吸引過程におけるダンパゴム１１・１４のばね荷重特性を変更することができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明の電磁クラッチは、アーマチュアの吸引過程において、ダンパゴムの外側面とトルク伝達ピンの頭部の内側面との接触面積を増大させることによりダンパゴムのばね定数を大きくしたので、アーマチュアがロータに磁気吸着される際の衝撃が緩和されアーマチュア吸着音の発生が防止される。また、アーマチュアがロータに磁気吸着される瞬時のばね定数を大きくするようにしたので、アーマチュア吸引時間が長くなるなどの実用上の問題を生じることもない。
【００２５】
また更には、トルク伝達ピンの頭部の内側面やダンパゴムの外側面の形状を変更するのみであり、簡単に実施することができるので、アーマチュア吸着音の発生を防止した電磁クラッチを安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例であり、コンプレッサに装着された電磁クラッチの断面図である。
【図２】図１の要部のみを拡大して示した断面図である。
【図３】図２のダンパゴムが圧縮された状態を示した断面図である。
【図４】この発明の他の実施例であり、要部のみを拡大して示した断面図である。
【符号の説明】
３…ロータ、４…電磁コイル、８…アーマチュアハブ、９…ストッパプレート、１０…ダンパ収容部としてのダンパカバー、１１…ダンパゴム、１２…トルク伝達ピン、１３…アーマチュア、１４…ダンパゴム、１５…トルク伝達ピン。

Claims (3)

1. 底部に貫通穴が形成された複数のダンパ収納部が設けられたアーマチュアハブと、前記各ダンパ収納部に収納され前記貫通穴に通じる貫通穴が形成された複数のダンパゴムと、各ダンパゴムの貫通穴から前記ダンパ収納部の貫通穴に挿入された胴部と、この胴部の一端に形成され前記ダンパゴムの外側面に当接した内側面が設けられた頭部と、前記胴部の他端に形成され前記ダンパ収納部から突出した脚部が設けられた複数のトルク伝達ピンと、各トルク伝達ピンの胴部の端面が反摩擦面側に当接されて各脚部が固定されているとともに、前記反摩擦面側が前記アーマチュアハブに当接したアーマチュアと、このアーマチュアの摩擦面と所定のエアギャップをおいて対向する摩擦面が形成されたロータと、前記アーマチュアと前記ロータに流れる磁束を発生する電磁コイルとを備え、前記ダンパゴムのばね荷重に抗して前記アーマチュアが前記ロータに磁気吸着される電磁クラッチにおいて、前記ダンパゴムの外側面と前記トルク伝達ピンの頭部の内側面とを一部当接させ前記ダンパゴムに初期のばね荷重を付与するとともに、前記ダンパゴムの外側面と前記トルク伝達ピンの頭部の内側面との間に、前記エアギャップの寸法より小さい寸法の隙間を設け、前記アーマチュアの吸引過程において、前記アーマチュアが前記ロータに磁気吸着される際に、前記ダンパゴムの外側面と前記トルク伝達ピンの頭部の内側面との接触面積を増大させることを特徴とする電磁クラッチ。
2. トルク伝達ピンの頭部の内側面は、外周縁寄りがダンパゴムの外側面とエアギャップの寸法より小さい寸法の隙間をおいて対向するように低く形成され、段付き状の内側面であることを特徴とする請求項１記載の電磁クラッチ。
3. ダンパゴムの外側面は、外周縁寄りがトルク伝達ピンの頭部の内側面とエアギャップの寸法より小さい寸法の隙間をおいて対向するように低く形成され、段付き状の外側面であることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁クラッチ。

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