JP5983385B2 - クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、動力の伝達を断続するクラッチに関する。

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）。

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。

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。

特開２０１１−８０５７９号公報

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。

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。

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。

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第１ストッパ（５６）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他端面に対向して配置され、可動体の移動範囲を規制する第２ストッパ（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。

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。

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。

本発明の第１実施形態に係るクラッチが適用される冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第１実施形態のクラッチの軸方向断面図である。 （ａ）は第１実施形態のアーマチャとプーリが連結された状態を説明するための説明図であり、（ｂ）は連結された状態のアーマチャとプーリとを切り離す際の説明図であり、（ｃ）はアーマチャとプーリが切り離された状態を説明するための説明図であり、（ｄ）は切り離された状態のアーマチャとプーリを連結させる際の説明図である。 第１実施形態に係るクラッチ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説明図である。 第１実施形態に係るアーマチャとプーリ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可動体の位置と可動体に作用する回転軸方向の力との関係を示す図である。 第１実施形態に係るアーマチャとプーリ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説明図である。 第１実施形態に係るアーマチャとプーリ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可動体の位置と可動体に作用する回転軸方向の力との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るクラッチにおけるアーマチャとプーリ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説明図である。 本発明の第２実施形態に係るクラッチにおけるアーマチャとプーリ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説明図である。 本発明の第３実施形態に係るクラッチにおけるアーマチャとプーリ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説明図である。 本発明の第３実施形態に係るクラッチにおけるアーマチャとプーリ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説明図である。

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。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (3)

1. 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、
   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第１ストッパ（５６）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他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第２ストッパ（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。
2. 磁性材で形成されるとともに、前記永久磁石と前記可動体との間に配置され、前記可動体と回転軸垂直方向に常時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ヨーク（５５）を備え、
   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、前記可動体と前記第１ストッパまたは前記第２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。
3. 磁性材で形成されるとともに、前記永久磁石と前記可動体との間に配置され、前記可動体と回転軸垂直方向に常時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ヨーク（５５）を備え、
   前記可動体が前記第１ストッパまたは前記第２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。

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