JPS63266221A - 電磁クラツチ - 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］ 本発明は車両の過給機や空気調和装置の冷媒圧縮機など
への動力伝達を断続するための電磁クラッチに関する。

［従来の技術］ 近年、高級自動車では、過給ＩＩＩずなわちスーパーチ
ャージャが装備されており、エンジンが所定の回転速度
になると電磁クラッチによりスーパーチャージャが断続
的に駆動されるようになっている。

このｆｆ１ｌクラツプは、励磁コイルを装着したロータ
と環状のアーマデユアを有しており、このアーマデユア
は、ロータに対して接離方向に移動できるようになって
いる。このアーマチュアには、非円形例えば十字状のフ
ランジを有する外側プレートが取付けられ、この外側プ
レートには、弾性部材例えばクッションゴムを介して外
側プレートと同形状の内側プレートが同軸心上に設けら
れている。この内側プレートは、Ｒｎ的には駆動軸など
を介してスーパーチャージャのプロペラに連結されてい
る。そして、電磁クラッチの作動時には、励磁コイルへ
の通電によりアーマチュアがロータに吸着されロータの
回転が外側プレート、クッションゴム、内側プレートお
よび回転軸を順に介してプロペラに伝達される。このと
き、内側プレートと外側プレートとの間に配されたクッ
ションゴムは、捩り変形力（剪断力）を受ける。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般にクッションゴムの捩り変形力に対する耐久性は、
第７図のグラフのようになることから、捩り変形力に対
する耐久性を向上させるには、捩り変形力を受ける（捩
り負荷）時のゴム歪ｍを減少させれば良い。したがって
、クッションゴムのゴム硬度を向上させれば、クッショ
ンゴムの面の捩り方向のバネ定数が上界すると共に軸方
向のバネ定数も上昇するため、クッションゴムの歪量は
減少し、捩り変形力に対する耐久性も向上ザる。

しかるに、車両の過給機や空気調和装置の冷媒圧縮機の
電磁クラッチは、アーマチュアの接離方向（回転軸の軸
方向）のバネ定数に制約があり、クッションゴムのゴム
硬度を向上さＵると、軸方向のバネ定数も上界し、アー
マチュアが吸引されなくなるという恐れがあり、クッシ
ョンゴムにおいて、所望の捩り変形力に対する耐久性を
得られなかった。

本発明は、弾性部材の軸方向の弾性定数を変更すること
なく、弾性部材の捩り変形力に対する耐久性を飛躍的に
向上させる電磁クラッチの提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の電磁クラッチは、円環板状の摩擦面を有する〇
−タと、該ロータと同軸上に配された回転軸と、該回転
軸に連結されると共に、前記ロータの１！！擦面に平行
的、且つ接離可能に配された円環状アーマチュアと、該
アーマチュアを前記ロータに圧接する励磁コイルと、前
記アーマチュアに取付けられる平板、該平板の内周縁に
形成された切欠き、およびその内周縁より前記アーマチ
ュアから遠ざかる方向に延設されたフランジを有する外
側プレートと、前記回転軸に連結される平板、および該
平板の外周縁より前記アーマチュアから遠ざかる方向に
延設され、前記外側プレートのフランジに所定の間隙を
隔てて対向して形成されたフランジを有する内側プレー
トと、前記外側プレートのフランジと内側プレートのフ
ランジとの間隙に設けられると共に、これらのフランジ
に平行的に設けられた板部材、前記外側プレートのフラ
ンジと板部材との間に配された外側弾性体、および前記
板部材と内側プレートのフランジとの間に配された内側
弾性体からなる弾性部材とを備えた構成を採用している
。

し作用］ 上記構成により本発明の電磁クラッチは、外側プレート
または内側プレート側の回転力を弾性部材を介して内側
プレートまたは外側プレート側へ伝達する際に、弾性部
材が回転方向に捩り変形力を受ける。この弾性部材の捩
り変形力に対する耐久性を向上させるために、外側プレ
ートのフランジと内側プレートのフランジとの間に、弾
性部材として外側弾性体、板部材、ｄ３よび内側弾性体
を設けているので、外側弾性体および内側弾性体の捩り
方向の長さが短縮し、またこの板部材が捩り変形力を受
けるように外側プレートのフランジおよび内側プレート
のフランジに対して平行的に配されている。

したがって、従来の弾性部材のように外側プレートのフ
ランジと内側プレートのフランジとの間にクッションゴ
ムのみを用いたものと比較して、本発明の電磁クラッチ
では、軸方向の構成を変更することなく、捩り方向の構
成を変更しているので、軸方向の弾性定数を変更せず、
弾性部材の捩り方向の硬度を上昇させ、捩り方向の弾性
定数を上昇させることができ、弾性部材の捩り変形力に
対する耐久性を向上することが可能となる。

［発明の効果］ 上記構成および作用により、本発明の電磁クラッチは、
外側弾性体および内側弾性体の軸方向の弾性定数を変更
することなく、外側弾性体および内側弾性体の捩り方向
の弾性定数を向上でき、弾性部材の捩り変形力に対する
耐久性を飛躍的に向上できる。

［実施例］ 本発明のｆｆ１ｌ！クラツチを図に示す一実施例に基づ
き説明する。

第１図および第２図は本発明の電磁クラッチを示す。こ
の電磁クラッチは自動車の過給機すなわちスーパーチャ
ージャにエンジンの駆動力の伝達を断続するために用い
られるものである。

１はスーパーチャージャのハウジングを示し、２は磁性
体製のステータハウジングを示し、その内部には、プラ
スチック製の巻体３ａ内に円筒状に巻回された励磁コイ
ル３が配設されている。巻体３ａは、かしめによりステ
ータハウジング２に固定されている。そしてこの励磁コ
イル３は、第３図に示すごとく、リード線３ｂ、３ｃに
より外部電源に接続してあり、通電時には第２図に破線
ｉで示すように磁気回路を形成するようになっている。

また、ステータハウジング２には取イ」けフランジ２ａ
が接合してありこの取付けフランジ２ａを介してサーク
リップ４によりスーパーチャージャのハウジング１に固
定されている。

５はプーリ６を溶接などで結合しであるロータで、軸受
７を介してハウジング１に回転自在に装着されている。

ロータ５のｅｔａ面５ａに対向してアーマチュア８が設
けられ、外側プレート１０がリベット９によりアーマチ
ュア８に固定されている。

そして、この外側プレート１０は、弾性部材１１を介し
て内側プレート１２に連結している。

外側プレート１０は、アーマチュア８に取付けられる平
板１０ａ、該平板１０ａの内周縁１０ｂに形成された切
欠き１０Ｃ１およびその内周縁１０ｂよりアーマチュア
８から遠ざかる方向に延設され、十字状のフランジ１０
ｄを有する。平板１０ａの内周縁１０ｂは、それぞれ対
応する点が点対称となるように形成されている。

内側プレート１２は、外側プレート１０の平板１０ａの
内側に配された平板１２ａ、および該平板１２ａの外周
縁１２ｂよりアーマチュア８から遠ざかる方向に延設さ
れ、外側プレート１０のフランジ１０ｄに所定の間隙を
隔てて対向して、且つ同軸心上に形成されたフランジ１
２ｄを有する。

外側プレート１０のフランジ１０ｄと内側プレート１２
のフランジ１２ｄとの間に設けられた弾性部材１１は、
外側弾性体であるクッションゴム１１ａ１板部材１１ｂ
、および内側弾性体であるクッションゴム１１ｃからな
る。

板部材１１ｂは、炭素ｍ製で、外側プレート１０のフラ
ンジ１０ｄと内側プレート１２のフランジ１２ｄとのほ
ぼ中間に設けられ、これらのフランジ１０ｄ１１２ｄに
平行的に配されている。また板部材１１ｂの長手方向は
、クッションゴム１１ｃの長手方向より長く形成され、
板部材１１ｂの厚さ方向は、クツシコンゴム１１ａ、１
１Ｃの厚さ方向より長く形成されている。つまり板部材
１１ｂは、クッションゴム１１ａとクツシコンゴム１１
Ｃとを直接接触しないように両者の間に配されている。

クッションゴム１１ａは、外側プレート１０のフランジ
１０ｄと板部材１１ｂとの間に充填され、クッションゴ
ム１１Ｇは、板部材１１ｂと内側プレート１２のフラン
ジ１２ｄとの間に充填されている。

そして、外側プレート１０の内周縁１０ｂと内側プレー
ト１２の外周縁１２ｂとの間には、クッションゴム１１
ａおよびクッションゴム１１ｃが設けられておらず、そ
れぞれ略９０度の角度間隔で４（ｉ所に空孔部５０およ
び穴部５１が形成されている。穴部５１は、クッション
ゴム１１ａ１１１Ｃに加わる捩り変形りの逃げとして作
用する。しかし、これら穴部５１は常に要るものではな
く必要に応じて設けるようにしても良い。

ここで外側プレート１０および内側プレート１２と弾性
部材１１との固定は次のようにして行なう。

つまり先ず、外側プレート１０および内側プレート１２
の接着面つまり外側プレート１０のフランジ１０ｄの内
面および内側プレート１２のフランジ１２ｄの外面、さ
らに板部材１１ｂの両面に接着剤を塗布して、このよう
にして接着剤が塗布された外側プレート１０および内側
プレート１２の各フランジ１０ｄ１１２ｄおよび板部材
１１ｂを所定の間隙を隔てて列設して型内に配置する。

そして、型内のフランジ１０ｄと板部材１１ｂとの間、
フランジ１２ｄと板部材１１ｂとの間にいまだ加硫され
ていないゴムを充填し、その後、型締めを行なって加熱
し接着剤により外側プレート１０、板部材１１ｂ１およ
び内側プレート１２とクッションゴム１１ａ１１１ｃと
を接ｉするとともにクッションゴム１１ａ、１１Ｃを所
定の形状に成形する。また本実施例においてクッション
ゴム１１ａ、Ｉｌｃの充填時に空孔部５０を形成するよ
うにしても良い。

なお、内側プレート１２の平板１２ａは、これと一体と
なっているハブ１３を介してスーパーチャージャのプロ
ペラ（図示せず）に連結された回転軸１３ａに６角ナツ
ト１４で接合固定されている。この場合、ハブ１３と回
転軸１３ａとはキー１３ｂにより連結されている。この
とき、キー１３ｂに代ってセレーシヨンあるいはスプラ
インなどを用いてもよい。

また、外側プレート１０とアーマチュア８との結合は第
１図で示すように外側プレート１０のフランジ１０ｄに
３個設けられたリベット９により結合されている。

つぎに本実施例の電磁クラッチの作用を説明する。

スーパーチャージャの起動峙には、励磁コイル３に通電
されると磁束は第２図の破線ｉで示すように生じ、アー
マチュア８にはロータ５に吸い付けられる力が加えられ
る。これによりクッションゴム１１ａ、１１ｃが弾性的
に撓み、アーマチュア８は、外側プレート１０とともに
軸方向に移動してロータ５の摩擦面５ａに吸引密着する
。

そしてロータ５は図示しない自動車エンジンによりプー
リ６およびベルト（図示せず）を介して駆動されている
ためロータ５とアーマチュア８が吸着した時にはその駆
動力がアーマチュア８に伝達され、このアーマチュア８
の回転はリベット９を介して外側プレート１０に伝達さ
れ、さらにクッションゴム１１ａ１板部材１１ｂ１クッ
ションゴム１１Ｃ１内側プレート１２、ハブ１３および
回転軸１３ａを順に介してスーパーチャージャのプロペ
ラに伝達される。

しかしながら、このときいまだスーパーチャージャは停
止しているため、内側プレート１２はプロペラなどの負
荷と慣性モーメントによる力を受けて静止している。し
たがって、外側プレート１０を介して受ける駆動側の駆
動力と内側プレート１２の静止状態の慣性モーメントに
よる力とがクッションゴムＩｌａ、１１Ｇに衝撃的に加
わり、回転（捩り）方向に捩り変形力を受けるようにな
る。

このようにクッションゴム１１ａ、ｌｌｃに捩り変形力
が加わるものの、クッションゴム１１ａ、　１１Ｃの間
に板部材１１ｂを設けているので、クッションゴム１１
ａ、１１Ｇの捩り方向の長さが短縮する。またこの板部
材１１ｂが外側プレート１０のフランジ１０ｄおよび内
側プレート１２のフランジ１２ｄに対して平行的に配さ
れているので、捩り変形力を受け、この捩り変形力を板
部材１１ｂで吸収する。

したがって、従来の弾性部材のように外側プレートと内
側プレートとの間にクッションゴムのみを用いたものと
比較して、本実施例の電磁クラッチでは、軸方向の構成
を変更することなく、捩り方向の構成を変更している。

ここで本実施例のバネ定数の設定は、つぎの式■、捩り
バネ定数ＫＮ １個当りの捩りバネ定数ｋｃは、 ｋｃ−ＥａＤ−ａｂ／ｈ ａ：ゴムの縦の長さ ｂ：ゴムの横の長さ ｈ：ゴムの厚さ ここで、見かけの弾性率Ｅａｔ）＝α・Ｇは、つぎのよ
うに与えられる。

、°、ｋｃ＝ａ　−Ｇ　−ａｂ／ｈ 捩りバネ定数（トルク／ｒａｄ）は、 ｋＮ＝Ｔ／θ＝Ｆｒ／θ ＝Ｋｃ−ｒθ・ｒ／θ Ｋｃ−ｒ２ ＫＮ　−ｎ　−ＣＩ　−Ｇ　−ｒ２ａ　ｂ／１１−、、
・■■、軸方向バネ定数ＫＧ １個当りの軸方向バネ定数ｋｃは、 ｋｃ−Ｇａｐ−ａ　ｂ／ｈ ここで、見かけの剪断弾性率Ｇａｐは、ＫＮ　＝ｎ−Ｇ
−ａｂ／ｈ（１＋　１／３−　ｈ２／ａ２）・・・・・
・■ ｎ：ゴムダンパー数 Ｓ：形状率 ５−ａｂ／（２（ａ＋ｂ）ｈ） ■、■式において、 ゴムダンパー数　：ｎ−−２ｎ（２倍）ゴムダンパー厚
さ：ｈ−ｓ＝　（ｈ−ｔ）／２ｔ：板部材１１ｂの板厚 として、クッションゴム１１ａ、Ｉｌｃの軸方向バネ定
数を変更しないように、ゴム硬度（剪断弾性率）を変化
させる。

すなわち、本実施例の電磁クラッチは、軸方向のバネ定
数を変更せず、弾性部材１１の捩り方向の硬度を上界さ
せ、捩り方向のバネ定数を上界させることができ、弾性
部材１１の捩り変形力に対する耐久性を飛躍的に向上で
きる。

第４図および第５図は本発明の第２実施例を示す。

（第１実施例と同−機能物は同番号を付ず）本実施例で
は、外側プレート１０と内側プレート１２の間隙を放射
方向に向かって次第に広くなるように設定している。例
えば同図に便宜上記号Ａ１Ｂで示すように間隙へのほう
が間隙Ｂよりも大となるようにしている。このように設
定するとクッションゴム１１ａ、ＩＩＧが外側プレート
１０と内側プレート１２の間で変形を受けるとぎその変
形Ｍが全体的におおむね均等となり、外側プレート１０
と内側プレート１２が等間隔で弾性部材が局部的に太き
く変形するものと相違してクッションゴム１１ａ１１１
ｃが９期疲労劣化することがなく耐久性が向上するとい
った長寿命化に寄与する。

第６図は本発明の第３実施例を示す。

（第１実施例と同−機能物は同番号を付す）本実施例の
場合は、上記各実施例と異なるところは、外側プレート
１０のフランジ１０ｄおよび内側プレート１２のフラン
ジ１２ｄをともにＹ字状に形成していることである。こ
のように構成しても上記各実施例と同様の効果が得られ
る。

本実施例では、外側プレート１０のフランジ１０ｄおよ
び内側プレート１２のフランジ１２ｄおよび板部材１１
ｂを所定の間隙を隔てて列設した後、クッションゴム１
１ａ１１１Ｇを充填したが、外側プレート１０のフラン
ジ１０ｄおよび内側プレート１２のフランジ１２ｄの間
にクッションゴムを充填した後、クッションゴムの中間
に板部材１１ｂを嵌入しても良い。

本実施例では、外側プレートの内周縁および内側プレー
トの外周縁を略＋字形または略Ｙ字形に形成したが、外
側プレートの内周縁および内側プレートの外周縁を外側
プレートおよび内側プレートの回転中心に軸心が存在す
る形状に形成してあれば点対称、軸対称など本実施例に
限定されない。

その他、具体的な実施にあたっては適用対象は自動車の
スーパーチャージャに限られず空気調和装置の冷媒圧縮
機に適用しても良く、発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変更できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁クラッチの第１実施例の左半分を
示す正面図、第２図は第１図のＡ−０−Ａ断面図、第３
図は本発明の電磁クラッチの第１実施例を示す斜視図、
第４図は本発明の第２実施例の左半分を示す正面図、第
５図は第４図のＡ−０−Ａ縦断面図、第６図は本発明の
電磁クラッチの第３実施例の正面図、第７図はゴム歪量
と捩り変形力に対する耐久回数との関係を示すグラフで
ある。 図中　３・・・励磁コイル　５・・・ロータ　訃・アー
マデユア　１０・・・外側プレート　１１・・・弾性部
材　１２・・・内側プレート　１０ａ・・・平板　１０
ｂ・・・内周縁　１０Ｃ・・・切欠き　１０ｄ・・・フ
ランジ　１１ａ・・・クッションゴム（外側弾性体）　
１１ｂ・・・板部材　１１ｃ・・・クッションゴム（内
側弾性体）　１２ａ・・・平板　１２ｂ・・・外周縁　
１２ｄ・・・フランジ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　円環板状の摩擦面を有するロータと、該ロータと
   同軸上に配された回転軸と、 該回転軸に連結されると共に、前記ロータの摩擦面に平
   行的、且つ接離可能に配された円環状アーマチュアと、 該アーマチユアを前記ロータに圧接する励磁コイルと、 前記アーマチユアに取付けられる平板、該平板の内周縁
   に形成された切欠き、およびその内周縁より前記アーマ
   チユアから遠ざかる方向に延設されたフランジを有する
   外側プレートと、 前記回転軸に連結される平板、および該平板の外周縁よ
   り前記アーマチュアから遠ざかる方向に延設され、前記
   外側プレートのフランジに所定の間隙を隔てて対向して
   形成されたフランジを有する内側プレートと、 前記外側プレートのフランジと内側プレートのフランジ
   との間隙に設けられると共に、これらのフランジに平行
   的に設けられた板部材、前記外側プレートのフランジと
   板部材との間に配された外側弾性体、および前記板部材
   と内側プレートのフランジとの間に配された内側弾性体
   からなる弾性部材とを備えた電磁クラツチ。