JPS61140624A - 電磁パウダ−クラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁パウダークラッチに関するものでその用途
としては動力の連結、遮断を必要とするものに幅広く適
用し得るものであるが、具体的−例としては、車両用空
調装置のコンプレッサ（圧縮機）作動断続用クラッチが
好適である。

〔従来の技術〕

従来、パウダークラッチの構造は、一般に駆動側回転体
（ドライブメンバ）と、被駆動側回転体（ドリブンメン
バ）あるいはドリブンメンバと一体の出力軸とが軸受に
て支持され、それぞれ回転自在になっており、ドライブ
メンバへの入力がねじリモートメントのみである場合に
は出力軸へもねじリモートメントのみが加わり問題はな
い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、ポリＶベルトにてプーリを介してドライブメン
バを駆動する場合にはベルトテンションによる曲げモー
メントがクラッチ全体に加わる。

この場合、従来の構造では上記曲げモーメントを出力軸
にて直接受けるため、出力軸の振れ、あるいは出力軸を
支持するベアリングの耐久性低下という問題を住じ、ク
ラッチあるいは圧縮機本体の寿命低下へつながるもので
ある。

そこで、本発明は上記点に鑑み、ドライブメンバに作用
する曲げモーメントが出力軸に及ばないようにすること
を目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するために、駆動源から回転が
伝達されるドライブメンバと、出力軸に連結されている
ドリブンメンバとの間に動作空隙を形成し、この動作空
隙内に磁粉を充填し、この磁粉を電磁石により結着させ
て、前記ドライブメンバと前記ドリブンメンバの連結を
行う電磁パウダークラッチにおいて、前記ドライブメン
バの一端側に設けられ、駆動源から回転が伝達されるプ
ーリと、このブーりを固定部材上に支持する軸受と、前
記ドライブメンバの他端側を前記ドリブンメンバ上に支
持する軸受とを有するという技術的手段を採用する。

〔作用〕

上記技術的手段によれば、ドライブメンバのプーリにベ
ルトテンションによる曲げモーメントが加わっても、こ
の曲げモーメントは軸受を介して固定部材により受けφ
ことができる。従って、ドリブンメンバ側の出力軸には
上記曲げモーメントが何ら作用しない。

（実施例〕 以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は第１実施例を示すものであって、図中、１は駆
動側回転体であるドライブメンバで、その構成は、ポリ
Ｖベルトが嵌合する多数のＶ溝を有するプーリｌａと、
ロータ１ｂと、前記プーリ１ａとロータ１ｂを連結せし
めるボルトＩＣとより成り、プーリ１ａは軸受６に、ロ
ータ１ｂは軸受５に嵌合され、それぞれ回転自在に取着
されている。ブーＩＪ　１　ａとロータ１ｂの連結面に
はたとえばアスベスト製の耐熱シール材からなるスペー
サ２９がはさみ込まれている。また、サークリップ１２
ａ、１２ｂによりプーリ１ａ及びロータ１ｂの軸方向へ
の移動を押さえている。ロータ１ｂの内周面である動作
面１ｂ’の中央部には凹部１ｂ’が形成されている。前
記軸受６は図示しない車両空調用コンプレッサハウジン
グに固着されたフランジ４に取着されている。一方、ド
リブンメンバ２の構成は２つ割りのヨーク２１と２２に
よりコイル３、非磁性体からなるしゃ断リング１３を挟
み込み、ボルト１４により前記ヨーク２１．２２、コイ
ル３、しゃ断リング１３を一体化している。

図示左側のヨーク２１には、ターミナル１５とリードプ
レート１６及びこれら両者を一体化するボルト１７が設
けられており、さらにリードプレート１６の他端にはス
リップリング９１．９２が動作面１ｂ’に対して垂直に
なるようにしてヨーク２１にボルト１８及びナツト１９
にて固着されている。前記スリップリング９１．９２に
はそれぞれブラシ１０２．１０１が摺接され、前記ブラ
シを保持するブラシホルダ１１は前記フランジ４にサブ
フランジ２０を介してビス２３により固着されている。

ブラシ１０２．１０１からのリード線２４はフランジ４
の連通穴４ａを介して外部へ通じている。さらに、ヨー
ク２１はその軸方向の前後にそれぞれフランジ部２１ａ
、２１ｂを有し、前方側のフランジ部２１ａの外周は軸
受５の内周に嵌合され、パウダーギャップ（ドライブメ
ンバ内周面とドリブンメンバ外周面によって形成される
空隙）が所定の値となる様相互に支持する。一方、後方
側のフランジ部２１ｂの円筒内周面はクラッチ出力軸７
　（たとえば空調用コンプレッサの回転軸）と嵌合され
、キー２５により周方向に固定されており、軸方向の固
定はワッシャ２６とともにナツト２７により行われる。

本発明クラッチの連結媒体である磁粉８は前記したドラ
イブメンバ１の内周面とドリブンメンバ２の外周面によ
り形成された円筒状空隙に封入され、前記空隙からの磁
粉８の離散を防止するため、ゴム製の永久磁石１０を前
記空隙近傍のドライブメンバ１とドリブンメンバ２のヨ
ーク２１の相対する部位に設置したり、あるいはドリブ
ンメンバ２のヨーク２２に絞めにより固着された非磁性
体より成るラビリンス２８と、このラビリンス２８と微
少空隙を隔てたドライブメンバ側に同じくゴム製の永久
磁石１０を設置している。

次に、上記構成において本実施例の作動を車両空調用コ
ンプレッサに使用した場合について説明する。車両エン
ジンからの入力はポリＶベルトによりブー＋Ｊ　１　ａ
に伝達され、このプーリ１ａと一体のドライブメンバ１
は、所定のブーり比によりエンジンとともに常時回転す
る。コンプレッサを作動させない状態ではエンジンの動
力はドライブメンバ１に伝達されるのみで、ドライブメ
ンバ１の内周面に存在する磁粉８は遠心力の影響を受け
、ドライブメンバ１の内周面すなわち動作面１ｂ’に押
しつけられ、ドリブンメンバ２の外周面にほとんど接す
ることはない。従って、スリップリング９１．９２を含
むドリブンメンバ２、および、出力軸７は回転しない。

ここで、注目すべきことはドリブンメンバ２にスリップ
リング９１．９２が設置しであるため、コンプレッサ作
動時にのみスリップリング９１．９２がブラシ１０１．
１０２と摺動するため、ブラシの寿命が増大すること、
さらにこのスリップリング９１．９２はいわゆるクラッ
チ内部に設置されており、外気と触れることがないので
、車両のエンジンルーム等のダストの多い場所に設置さ
れてもスリップリング９１．９２に異物等が付着してブ
ラシ１０１．１０２の寿命を低下させる心配も非常に少
ないという利点が得られることである。次に、コンプレ
ッサを作動させたい場合はコイル３にブラシ１０１、ｌ
Ｏ２およびスリップリング９１．９２等を介して励磁電
流を通電する。この通電によりコイル３を周回する様に
磁束が発生し、ドライブメンバ１とドリブンメンバ２の
間の空隙に存在する磁粉８が磁化され、磁粉相互の磁気
的な連結力とドライブメンバ１、ドリブンメンバ２のそ
れぞれの動作面との摩擦力により、ドライブメンバ１と
ドリブンメンバ２が一体に結合し、連結を完了する。こ
の際、クラッチの伝達トルクは磁粉８の連結力、すなわ
ち磁粉中を通る磁束の量に依存するため、コイル３に通
電する電流量を制御することにより伝達トルクを自由に
設定できる。従って、連結方法も急激な連結や緩衝連結
など、条件によって種々考えられる。特にエンジンやコ
ンプレッサへの連結ショックをなくすという観点から、
緩衝連結可能ということは非常に有益である。

本発明クラッチを車両空調用コンプレッサに使用した場
合、エンジンによりポリＶベルトを介して、ブーＩ７１
　ａを有するドライブメンバ１が駆動されるため、クラ
ッチには常にベルトテンションによる曲げモーメントが
加わる。この曲げモーメントが従来構造のごとくクラッ
チ出力軸７にそのまま作用すると、出力軸７が振れ、共
振といった問題が発生するので、空調用コンプレフサの
寿命は著しく低下してしまう危険性がある。これに反し
、本発明においては第１図に示す様にポリＶベルトが巻
かれるブーＩ７１　ａの直下に軸受６を設置し、コンプ
レッサハウジングに固定されたフランジ４にてベルトテ
ンションによる荷重を受ける構造としているから、曲げ
モーメントが出力軸７に加わることはない。さらに、ド
ライブメンバｌと、コイル３を内蔵したドリブンメンバ
２は軸受５３により相互に支持されているので、ドライ
ブメンバ１とドリブンメンバ２により形成される円筒状
空隙は上記軸受５によって所定の値に一定に保たれ、磁
粉８の同空隙内での分布は均一となり、安定した伝達ト
ルクが得られる。さらに、コイル３の外周部に設置され
た非磁性体のしゃ断リング１３とロータ１ｂの動作面中
央部に形成されている凹部ｌｂ’とにより磁束が動作空
隙にて短絡しない様、磁束を有効利用するための配慮が
なされている。

次に、組付は上の配慮に関して述べると、ドライブメン
バ１は作動時に軸方向への荷重はほとんど受けないが、
組付は時にプーリ１ａとロータ１ｂをポルト１ｃにて固
定する際の歪の吸収のため、磁粉漏れのシール材を兼ね
た、スペーサ２９をプーリ１ａとロータ１ｂの間に設置
している。一方、ドリブンメンバ２は出力軸７の段付部
７′とドリプンメンバのヨーク２１のフランジ部２１ｂ
の円筒内周面の端面が当たる位置にて軸方向が規定され
るため、コンプレッサ側の固定フランジ４に取付けられ
ているブラシ１０１１０２とドリブンメンバの一部であ
るスリップリング９１．９２の位置関係すなわち、ブラ
シホルダ１１からのブラシの飛出し量を自ずと規定する
ことができ、所望のブラシ押付力を得ることができる。

次に、第２実施例を第２図〜第５図により説明すると、
第１図に示すプーリ１ａをプーリ１ａと、連結体１２０
の２つの部分に分割し、連結体１２０の内周部に半径方
向に縦長の切欠部１２１を所定の幅にて複数（本例では
８個）形成し、一方ブー’Ｊｌａ側にはピン用穴１２２
を設け、このビン用穴１２２にピン１２の一端を圧入す
るとともに、ピン１２の他端を切欠部１２１内に摺動可
能に嵌合させる。この様な構成とすることにより、軸受
６と軸受５にもし芯ずれが生じた場合でも、トルク伝達
はピンＩ２と切欠部１２１の側面で行い、−芳志ずれの
吸収は切欠部１２１内でピン１２が半径方向に移動する
ことで可能となる。

なお、切欠部１２１及びピン１２の数は、何ら図示の例
に限定されるものではなく、又ピン１２の固定用穴１２
２を連結体１２０側に、切欠部１２１をプーリｌａ側に
設置しても良い。さらに、ピン１２の断面形状も円でな
く角形等に種々の形状に変更できる。要は、切欠部１２
１の幅とピン１２の幅を摺動可能に一致させれば良い。

さらにピン１２の取付けも圧入のみでなく、絞め、ネジ
止め、接着等積々の手段を採用できる。

次に、第３実施例につき説明する。第３実施例は、上記
第２実施例における芯ずれ吸収機構の別室であり、第６
図、第７図に示すように、バネ鋼製のリンクプレート３
０２の一端に穴３０２ａを設け、この穴３０２ａに、ド
ライブビン３０１の一端を絞めにより固着し、このピン
３０１の他端をブーＩＪ　１　ａに圧入するとともに、
リンクプレート３０２の他端側に形成した長円形の穴３
０２ｂにピン３０３の一端を遊嵌合し、かつこのピン３
０３の他端を連結体１２０の穴３０４に工大固定してい
る。この第３実施例によれば、第６図の矢印Ｂ方向にプ
ーリ１ａが回転すれば、回転力（トルク）の伝達はドラ
イブピン３０１からリンクプレート３０２、さらにピン
３０３を介してドライブメンバ１側の連結体１２０に伝
達される。その際、リンクプレート３０２の長円形の穴
３０２ｂの幅とピン３０３の径がほぼ等しいため、回転
力は確実に伝達される。そして、前記長円形の穴３０２
ｂの長手方向とピン３０３の間隙により前記芯ずれを吸
収する。この第３実施例も第２実施例と同様、構成部品
の形状、材質、取付方法は特に規定するものでない。

次に、第４実施例を説明すると、第８図は上記第２．３
実施例と同様の目的で案出した第４実施例を示しており
、ブーＩＪ　１　ａと連結体１２０の対向面にゴムから
なる弾性材４０１を接着し、ブーＵ　１　ａと連結体１
２０を弾性材４０１にて連結した構造とし、前記芯ずれ
を弾性材４０１の弾性を利用して吸収する様にしたもの
である。弾性材４０１の材質、接着を含めた成形法は特
に規定しない。また、第８図では弾性材４０１は全周に
わたってリング状に接着しであるが、必ずしも全周であ
る必要はなく複数のゴム片を接着しても同様の効果が得
られるものである。

次に、第５実施例を第９図により説明すると、ドリブン
メンバの構成部品であるヨーク２２とドライブメンバ１
のプーリ１ａを相互に支持する軸受５０１をサークリッ
プ５０２により軸方向に固定することにより、ドライブ
メンバ１とドリブンメンバ２をいずれも２点支持する構
造とし、動作空隙の確保をより確実にしたものである。

本構成においても、べ、ルトテンシロンを受けるのは軸
受６であり、ドライブメンバ１とドリブンメンバを支持
するのは軸受５及び５０１であるから、第一の実施例と
同様の効果が得られる。

なお、上述の第１〜第５実施例においては、ロータ１ｂ
にドライブメンバｌの動作面１ｂ’を形成したが、プー
リ１ａに動作面を形成しても良く、またスリップリング
９１．９２の摺動面が出力軸７に対して垂直方向となっ
ているが、出力軸７と平行方向でも良く、またドリブン
メンバ２のヨーク２１と２２の固着はポルト１４により
行っているが、溶接、絞め等の他の手段を用いることも
できる。また、本発明クラッチは空調用コンプレッサに
限らず、その他のポンプ、回転機械等に広く適用可能で
ある。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、ドライブメンバ１のブ
ーＩＪ　１　ａに、ベルトテンシリンによる曲げモーメ
ントが加わる電磁パウダークラッチであっても、プーリ
ｌａ部分を軸受６を介して固定部材（実施例ではフラン
ジ４）により支持しているため、上記曲げモーメントが
ドリブンメンバ２側の出力軸７に加わることがなく、従
って曲げモーメントによる出力軸７の振れ、共振といっ
た不具合を良好に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明クラッチの第１実施例を示す縦断面図、
第２図は本発明クラッチの第２実施例を示す縦断面図、
第３図は第２図に示す連結体１２Ｏの正面図、第４図は
第２図の要部拡大図、第５図は第４図のＡ−Ａ矢視断面
図、第６図は本発明クラッチの第３実施例を示す要部拡
大図、第７図は第６図の断面図、第８図は本発明クラッ
チの第４実施例を示す要部拡大断面図、第９図は本発明
クラッチの第５実施例を示す縦断面図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動源から回転が伝達されるドライブメンバと、
   出力軸に連結されているドリブンメンバとの間に動作空
   隙を形成し、この動作空隙内に磁粉を充填し、この磁粉
   を電磁石により結着させて、前記ドライブメンバと前記
   ドリブンメンバの連結を行う電磁パウダークラッチにお
   いて、前記ドライブメンバの一端側に設けられ、駆動源
   から回転が伝達されるプーリと、このプーリを固定部材
   上に支持する軸受と、前記ドライブメンバの他端側を前
   記ドリブンメンバ上に支持する軸受とを有する電磁パウ
   ダークラッチ。
2. （２）前記電磁石を構成するコイルが前記ドリブンメン
   バに内蔵されている特許請求の範囲第１項記載の電磁パ
   ウダークラッチ。
3. （３）前記プーリを含むドライブメンバを、半径方向に
   相対的変位可能な２つの部分に分割することにより、前
   記両軸受間の同軸度を自動調整可能とした特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の電磁パウダークラッチ。