JPH05215152A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クラッチ作動時の騒音をより一層低減するこ
とのできる電磁クラッチを提供すること。 【構成】 被動側の被動ハブ３０に板ばね３３を介して
取付けられた接触子４０を、駆動側のロータ２５側に配
設された励磁コイル２２への通電時に、ロータ２５の接
触面２６に吸着させて動力を伝達する電磁クラッチにお
いて、接触子４０は、打出し部４３が形成され打出し部
４３のかしめにより板ばね３３に固着されるとともに、
接触子４０の環状部４１の幅がロータ２５の接触面２６
の幅と略同一に形成されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の電動式パワー
ステアリングの動力伝達手段、あるいは空調用コンプレ
ッサーの動力伝達手段等に使用される電磁クラッチに関
し、特にクラッチの作動時の騒音を低減した電磁クラッ
チに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の電動式パワーステアリングある
いは空調用コンプレッサーの動力伝達部には、動力伝達
の断続制御のために電磁クラッチが使用されている。

【０００３】図６，７はこのような電磁クラッチの一例
を示し、この電磁クラッチ５０は、駆動側ロータ５１の
接触面５２に対向するとともに、板ばね５４を介して被
動側の被動ハブ５３に取付けられた接触子（吸着板）５
５を有し、ロータ５１および接触子５５を磁気回路の一
部とした電磁石を形成する構造となっている。そして一
般には、電磁石の伝達トルク性能を確保するため、接触
子５５の幅Ｗａをロータ５１の接触面５２の幅Ｗｂより
も大にして形成されていた。

【０００４】このような構成の電磁クラッチは、クラッ
チ作動時に、接触子がロータの接触面に吸着されて騒音
を発生する。この騒音は急激に成長し、急激に減衰する
継続時間の短い衝撃騒音であり、自動車の運転者にとっ
ては耳ざわりなものであった。

【０００５】そのため、本願と同一の出願人は、特願平
３−２８８５６１号において、板ばねを接触子に固定す
る外環状部とを備えて形成し、外環状部と内環状部間で
作用するばね力を部分的に相違させて、環状の接触子の
運動エネルギーを分散し、クラッチ作動時の衝撃騒音を
低減した電磁クラッチの提案を行った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近来、自動車
等の居住環境の向上に伴って、車室内の騒音は一段と低
減されつつあり、上述の騒音についても、より一層の低
減が求められるようになってきた。

【０００７】本発明は、上記にかんがみてなされたもの
であり、その目的とするところは、クラッチ作動時の騒
音をより一層低減することのできる電磁クラッチを提供
しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的と達
成するためになされたものであり、駆動側のロータが回
転駆動可能に配設され、該ロータの接触面に対向して環
状の接触子が板ばねを介して被動側の被動ハブに取付け
られ、前記ロータ側に配設された励磁コイルへの通電時
に前記接触子を前記ロータの接触面に吸着させて動力を
伝達する電磁クラッチにおいて、前記接触子は、打出し
部が形成され該打出し部のかしめにより前記板ばねに固
着されるとともに、該接触子の環状部の幅が前記ロータ
の接触面の幅と略同一に形成されてなることを特徴とす
る電磁クラッチである。

【０００９】

【作用】本発明は上記のように構成されたものであり、
かしめにより板ばねに固着された接触子は、その幅をロ
ータの接触面の幅と略同一に形成され、伝達トルク性能
を満足する範囲内において軽量化される。そのため、接
触子の運動エネルギが小さくなり、電磁クラッチ作動時
の衝撃騒音を低減する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１１】図１，２は本発明の電磁クラッチを適用し
た電動パワーステアリング装置用クラッチ付モータの正
面図、および側断面図を示すもので、このクラッチ付モ
ータは、モータ１０と電磁クラッチ２０とから構成され
ている。

【００１２】モータ１０は、有底筒状のモータケース１
１を有し、モータケース１１の内面には一対の永久磁石
１２が対向して固着され、その内側に直流モータ用の電
機子１３が軸受１４、１５を介して回転自在に支持され
ている。電機子１３の前部には同軸上に整流子１６が設
けられ、電機子１３の巻線端部が整流子１６の各セグメ
ントに接続され、整流子１６表面にはブラシ１７が接触
するようには配設されている。モータケース１１の前部
はフランジ１８で覆われ、それを貫通して出力軸１９が
突出しており、フランジ１８の前部には電磁クラッチ２
０が取付けられている。

【００１３】電磁クラッチ２０は、フランジ１８に固定
された環状のヨーク２１とヨーク２１の内部に配設され
た励磁コイル２２と、出力軸１９の先端部に固定される
とともに接触面２６を有するロータ２５と、被動側の被
動ハブ３０と、被動ハブ３０に板ばね３３を介して取付
けられるとともに、ロータ２５の接触面２６に間隔をお
いて対向して設けられた接触子４０とを主体とし、励磁
コイル２２の通電時に接触子４０がロータ２５の接触面
２６に電磁吸着されるように構成されている。

【００１４】ヨーク２１の中央には、出力軸１９を支持
する軸受１５が取付けられており、また、モータ１０の
ブラシ１７および励磁コイル２２に接続されたリード線
は、ワイヤーハーネス２３として外部へ引出されてい
る。ロータ２５の前面外周部には、電磁吸着時に接触子
４０と接触する環状の接触面２６が形成され、接触面２
６は、それぞれ磁気回路の一部を形成する外周側突部２
６ａと、内周側突部２６ｂとからなり、励磁コイル２２
が接触面２６の裏側に所定間隔をおいて位置している。

【００１５】被動ハブ３０は、出力軸１９の先端に軸受
２８を介して回転自在に取付けられており、その中央に
はインボリュートスプラインを設けた連結孔３１が設け
られている。この被動ハブ３０のロータ２５側には、板
ばね３３を介して環状の接触子４０が同心軸上に取付け
られている。

【００１６】板ばね３３は、内環状部３４と外環状部３
５を同心円上に有して形成され、内，外環状部３４，３
５は３本の接続部３６で一体的に接続されている。また
内環状部３４はリベット３１により被動ハブ３０に固着
され、外環状部３５には、後述するかしめにより接触子
４０が固着されている。

【００１７】接触子４０は、磁性板材により、図３，４
に示すように環状に形成されており、環状部４１と、接
触子４０と板ばね３３とを固着するかしめ用の３個の打
出し部４３と、打出し部４３の内方へ張出した予肉部４
４とを有して形成されている。

【００１８】環状部４１の幅Ｗは、ヨーク２１からロー
タ２５の接触面２６（外周側突部２６ａ）を経て接触子
４０，接触面２６の内周側突部２６ｂ，ヨーク２１へ戻
る磁気回路において、接触子４０と接触面２６との磁路
面積を伝達トルク性能と接触子４０の軽量化の両者を勘
案して設定されている。即ち、実施例では、環状部４１
の幅Ｗは、接触面２６の外周側突部２６ａの外側辺と、
内周側突部２６ｂの内周辺との間の距離と同一に形成さ
れている。なお、幅Ｗは上記距離の±１０％の範囲内で
あれば、所定の伝達トルク性能を得ることができる。

【００１９】ここで板ばね３３固着用のかしめとは、接
触子４０自体の一部を棒状に打出して、所定の直径，高
さの打出し部４３を形成し、その打出し部４３を板ばね
３３のかしめ用孔に嵌合させるとともに、打出し部４３
の突出端部を回転する棒状部材で押圧して押し広げ、板
ばね３３を挟み込むようにして接触子４０と板ばね３３
とを締結するものをいう。

【００２０】この打出し部４３の高さは、かしめの信頼
性、強度を保持するため、２mm以上に形成されており、
打出し可能高さは、接触子４０を形成する板材の厚さに
略比例している。

【００２１】予肉部４４は、打出し部４３の打出し加工
による打出し部４３周辺の変形防止用部分であり、この
部分の幅は、打出し部４３の全周に亘って、打出し部４
３直径と同等以上の幅を有して形成されている。

【００２２】そして接触子４０は、上記条件を勘案して
重量低減化が図られ、実施例では２２grに形成されてい
る。

【００２３】このように構成されたクラッチ付きモータ
は、被動ハブ３０の連結孔３１に電動パワーステアリン
グ装置の被動軸４５が嵌挿され、図示しない電動パワー
ステアリング装置におけるステアリングコラムのフラン
ジ部が、モータ１０のフランジ１８に当接され、モータ
ケース１１とともにねじで締付け固定される。

【００２４】次に、このように構成されたクラッチ付き
モータにおける電磁クラッチ動作を説明する。

【００２５】電磁クラッチ２０の励磁コイル２２が非通
電（励磁されない）状態では、接触子４０は、板ばね３
３のばね力によりロータ２５の接触面２６から隔離して
いる。

【００２６】ブラシ１８を介してモータ１０に通電する
と、電機子１３が回転し、電磁クラッチ２０のロータ２
５が出力軸１９上で空転する。

【００２７】電磁クラッチ２０を接続する場合、励磁コ
イル２２に通電してヨーク２１、ロータ２５、接触子４
０で形成される磁気回路に磁束を発生させ、ロータ２５
と接触子４０間に電磁吸着力を作用させる。これにより
接触子４０は、板ばね３５のばね力に抗してロータ２５
の接触面２６に吸着される。そして、ロータ２５に伝達
された回転力は、接触子４０，板ばね３５，被動ハブ３
０を介して被動軸４５に伝達される。

【００２８】この接触子４０の吸着時に、接触子４０と
ロータ２５の接触面２６とが当接し、その衝撃により接
触子４０が振動して騒音を発生する。この衝撃騒音の大
きさは、接触子４０の運動エネルギ (Ｅ＝1/2 mv²)によ
り左右される。本発明では、電磁クラッチ２０の伝達ト
ルク性能を満足する範囲内において、接触子４０の電磁
吸着力を保持してその重量を低減したので、クラッチ作
動時の運動エネルギが小さくなり、衝撃騒音が低減され
た。

【００２９】図５は、上記実施例の電磁クラッチ２０作
動時の騒音レベルをＡで示し、比較例Ｂ，Ｃと比較した
ものである。ここで比較例Ｂは、図６，７で示した電磁
クラッチ５０の接触子５５であり、接触子５５は外径５
０mm，幅Ｗａ９mm，板厚２．５mmのもので、重量２７gr
を有し、騒音レベルは７２．９dbＡであった。

【００３０】一方Ａで示す本発明の接触子４０は、外径
５０mm、環状部４１の幅Ｗ７．５mm，板厚２．５mmで、
重量２２ｇｒに形成されており、騒音レベルは６９．３
dbＡで従来品に比べ３．６dbＡの騒音レベルが減少し
た。なお、比較例Ｃは質量と騒音レベルの関係をみるた
めのものであり、接触子５５の板厚を薄くして重量が１
７grに形成されており、一層低い騒音レベルであった。
これは、接触子の吸着速度Ｖ（０．０３４m/s ）を一定
にした場合、騒音レベルは接触子の重量に略比例してい
ることを示ている。また、上記比較の電磁クラッチ５０
は、接触子５５を除き、他は電磁クラッチ２０と同一構
造である。

【００３１】なお、この発明は上述の説明および図例に
限定されることなく、その実施態様を変更することがで
きる。例えば、板ばねの３本の接続部を各々同一幅のも
のを図示したが、各々の幅が相互に異なったものであっ
てもよいことはもちろんである。また、予肉部の形状
は、角部が丸められたものでもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の電磁クラ
ッチは、駆動側のロータが回転駆動可能に配設され、該
ロータの接触面に対向して環状の接触子が板ばねを介し
て被動側の被動ハブに取付けられ、前記ロータ側に配設
された励磁コイルへの通電時に前記接触子を前記ロータ
の接触面に吸着させて動力を伝達する電磁クラッチにお
いて、前記接触子は、打出し部が形成され該打出し部の
かしめにより前記板ばねに固着されるとともに、該接触
子の環状部の幅が前記ロータの接触面の幅と略同一に形
成された構造なので、クラッチの伝達トルク性能を低下
させることなく接触子の重量を軽量化して、接触子の運
動エネルギを小さくしたので、クラッチ作動時の衝撃騒
音を一層低減することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁クラッチを適用したクラッチ付き
モータの正面図。

【図２】同じく側断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図。

【図４】接触子の正面図。

【図５】本実施例における接触子と比較例の接触子のそ
れぞれの衝撃騒音を比較して示すグラフ。

【図６】従来の電磁クラッチ付きモータの接触子の一例
を示す背面図。

【図７】同じく従来の電磁クラッチ付きモータの側断面
図。

【符号の説明】

１０ モータ ２０ 電磁クラッチ ２２ 励磁コイル ２５ ロータ ２６ 接触面 ２６ａ 外周側突部 ２６ｂ 内周側突部 ３０ 被動ハブ ３３ 板ばね ４０ 接触子 ４１ 環状部 ４３ 打出し部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側のロータが回転駆動可能に配設さ
   れ、該ロータの接触面に対向して環状の接触子が板ばね
   を介して被動側の被動ハブに取付けられ、前記ロータ側
   に配設された励磁コイルへの通電時に前記接触子を前記
   ロータの接触面に吸着させて動力を伝達する電磁クラッ
   チにおいて、 前記接触子は、打出し部が形成され該打出し部のかしめ
   により前記板ばねに固着されるとともに、 該接触子の環状部の幅が前記ロータの接触面の幅と略同
   一に形成されてなることを特徴とする電磁クラッチ。