KR20180115322A

KR20180115322A - 전자클러치기구

Info

Publication number: KR20180115322A
Application number: KR1020187027680A
Authority: KR
Inventors: 요슈케 나카무라; 토시히로 고니시
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-10-22
Also published as: DE112017001592T5; CN108884881B; US10626931B2; WO2017170431A1; JPWO2017170431A1; CN108884881A; US20190072136A1; JP6551600B2

Abstract

본 발명은 구동측 회전체(30); 종동측 회전체(40); 전자석(51); 회전축방향 중, 상기 전자석이 상기 종동측 회전체를 흡인하는 방향(Da)과는 반대측의 방향(Db)으로 상기 종동측 회전체를 가압하는 탄성력을 발생시키는 판스프링(42); 및 상기 종동측 회전체가 상기 구동측 회전체에 충돌할 때의 충격을 완화하는 탄성부재(43)를 구비하는 전자클러치기구에 관한 것이다. 특히, 상기 회전축방향 중, 상기 종동측 회전체를 시점으로 하여 상기 탄성부재를 향하는 방향과는 반대측의 방향을 A방향(Da)으로 하여, 상기 종동측 회전체는 상기 전자석이 통전되었을 때에 상기 탄성부재에 맞닿아서 상기 탄성부재에 가압력을 부여하는 가압부로서 기능하는 상기 A방향으로 오목한 오목부(40f)를 가지고, 상기 탄성부재는 상기 전자석이 통전되었을 때에 상기 오목부에 맞닿아서 상기 오목부로부터 가압력을 받는 피가압부(43b)를 가진다.

Description

전자클러치기구

본 출원은 2016년 3월 28일에 출원된 일본 특허출원번호 제2016―64555호에 기초하는 것으로, 여기에 그 기재내용이 참조에 의해 편입된다.

본 개시는 회전동력의 전달을 단속하는 전자클러치기구에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 전자클러치기구로서, 구동측 회전체인 풀리로부터 종동측 회전체인 전기자로의 회전구동력의 전달의 단속에 판스프링을 이용하는, 이른바 판스프링허브형의 전자클러치기구가, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되어 있다.

판스프링허브형의 전자클러치기구는 전자석을 통전으로 하면 전기자가 풀리측으로 흡인ㆍ연결되어 회전구동력이 전달되고, 전자석을 비통전으로 하면 판스프링의 탄성력, 즉, 반력에 의하여 전기자가 풀리로부터 분리되어 회전구동력의 전달이 차단된다.

보다 구체적으로는, 전기자와 이너허브를 판스프링을 통하여 접합하고, 판스프링의 탄성력, 즉, 반력에 의하여 전기자를 풀리로부터 이격되는 방향으로 변위시킨다.

근래에는 낮은NV, 즉, 낮은 진동소음ㆍ저비용의 요구가 높아, 구성이 간소한 판스프링허브형의 전자클러치기구의 작동음을 작게 하는 것이 매우 유망하다.

예를 들면, 특허문헌 1의 종래기술에서는, 전기자와 판스프링의 사이에 고무부재를 배치하고, 전기자가 풀리측으로 흡인되어 풀리에 충돌할 때의 전기자의 진동을 고무부재로 완화함으로써 작동음을 저감한다. 구체적으로는, 전기자에서의 대략 평면형상의 표면과, 판스프링에서의 대략 평면형상의 표면의 사이에 고무부재를 배치하고 있다.

한편, 종래, 이른바 고무허브형의 전자클러치기구가 예를 들면, 특허문헌 2에 기재되어 있다. 고무허브형의 전자클러치기구는 전기자를 풀리로부터 분리하기 위한 반력을 판스프링이 아니고, 고무부재에 의하여 얻는 것이다.

특허문헌 2의 종래기술에서는, 전기자에 허브플레이트를 접합하고, 허브플레이트와 이너허브를 환형상의 고무부재를 통하여 접합하고, 고무부재의 탄성력, 즉, 반력에 의하여 전기자 및 허브플레이트를 풀리로부터 이격되는 방향으로 변위시킨다.

또한, 특허문헌 2에는, 고무부재의 외경측에 일체성형된 돌기부가 허브플레이트와 전기자의 사이에 끼워지는 것에 의하여 작동음이 저감되는 취지가 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특개평8―121503호 공보 특허문헌 2: 일본국 실개소62―167936호 공보

상기한 바와 같이, 특허문헌 1의 전자클러치기구에서는, 전기자와 판스프링 사이에 고무부재를 배치하고, 전기자가 풀리측으로 흡인되어 풀리에 충돌할 때의 전기자의 진동을 고무부재로 완화함으로써 작동음을 저감한다.

여기에서, 이와 같은 전자클러치기구에 있어서는, 전기자의 진동을 충분히 완화하기 위해서는, 고무부재의 두께를 두껍게 하여 고무부재와 전기자의 사이의 가압력(urging force)을 크게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 고무부재의 두께는 고무부재의 풀리의 회전축방향의 두께이다. 여기에서, 고무부재를 두껍게 하면, 전자클러치기구 전체의 크기가 풀리의 회전축방향으로 대형화되는 것이 문제로 된다.

그러나 상기 특허문헌 1의 전자클러치기구에서는 전기자에서의 대략 평면형상의 표면과, 판스프링에서의 대략 평면형상의 표면의 사이에 고무부재를 배치하고 있다. 이 때문에, 전기자, 고무부재 및 판스프링의 각각의 회전축방향에서의 길이가 전자클러치기구의 회전축방향의 길이에 기여하고 있었기 때문에 전자클러치기구의 전체의 크기가 대형화되어 있었다. 즉, 이 전자클러치기구에서는 고무부재의 두께를 두껍게 하여 전기자의 진동을 충분히 완화하는 것과, 전자클러치기구의 크기의 대형화를 억제하는 것이 양립할 수 없게 된다.

한편, 상기 특허문헌 2의 종래기술은 고무허브형의 전자클러치기구에 관한 것으로서, 판스프링허브형의 전자클러치기구와는 기본적 구성이 상이하기 때문에, 상기 특허문헌 2의 종래기술의 구성을 판스프링허브형의 전자클러치기구에 대하여 단순 적용할 수는 없다.

본 개시는 전자클러치기구의 크기의 대형화를 억제하면서 전기자의 진동을 충분히 완화할 수 있는 전자클러치기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 하나의 관점에 따르면, 전자클러치기구는 이하와 같이 구성되어 있다. 즉, 전자클러치기구는 구동원으로부터의 회전구동력에 의하여 회전하는 구동측 회전체를 구비한다. 또한, 전자클러치기구는 구동측 회전체에 대하여 구동측 회전체의 회전축방향으로 연결됨으로써 회전구동력이 전달되는 종동측 회전체를 구비한다. 또한, 전자클러치기구는 통전되었을 때에 종동측 회전체를 회전축방향으로 흡인하는 자력을 발생시키는 전자석을 구비한다. 또한, 전자클러치기구는 회전축방향 중, 전자석이 종동측 회전체를 흡인하는 방향과는 반대측의 방향으로 종동측 회전체를 가압하는 탄성력을 발생시키는 판스프링을 구비한다. 또한, 전자클러치기구는 종동측 회전체가 구동측 회전체에 충돌할 때의 충격을 완화하는 탄성부재를 구비한다. 그리고 종동측 회전체는 전자석이 통전되었을 때에 탄성부재에 맞닿아서 탄성부재에 가압력을 부여하는 가압부로서 기능하는 A방향으로 오목한 오목부를 가진다. A방향은 회전축방향 중, 종동측 회전체를 시점으로 하여 탄성부재를 향하는 방향과는 반대측의 방향이다. 또한, 탄성부재는 전자석이 통전되었을 때에 오목부에 맞닿아서 오목부로부터 가압력을 받는 피가압부를 가진다.

이에 따르면, 전자석이 통전되었을 때에 탄성부재의 피가압부의 탄성력에 의하여 구동측 회전체와 종동측 회전체의 충격을 완화할 수 있다. 또한, 탄성부재의 피가압부는 종동측 회전체의 오목부에 대하여 맞닿는 부분이기 때문에 탄성부재의 피가압부의 회전축방향의 두께에 의한 전자클러치기구의 대형화를 오목부의 오목한 정도만큼 억제할 수 있다. 따라서, 전자클러치기구의 크기의 대형화를 억제하면서 탄성부재의 회전축방향의 두께를 두껍게 할 수 있어서, 종동측 회전체의 진동을 충분히 완화할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태에서의 전자클러치기구가 적용된 냉동사이클장치의 전체구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서의 전자클러치기구에 대하여, 풀리와 전기자를 분리했을 때의 축방향 부분단면을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에서의 전자클러치기구에 대하여, 풀리와 전기자를 연결시켰을 때의 축방향 부분단면을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에서의 전자클러치기구의 정면도이다.
도 5는 도 1에서의 전자클러치기구에 대하여, 도 1에서 원형으로 둘러싸인 부분 주변을 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시형태에서의 전자클러치기구가 적용된 냉동사이클장치의 전체구성을 도시한 도면이다.

이하, 본 개시의 실시형태에 대하여 도면에 기초해서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시형태 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일부호를 붙여서 설명을 실시한다.

(제 1 실시형태)

제 1 실시형태에 관련되는 전자클러치기구(20) 및 이 전자클러치기구(20)가 적용된 차량용 공조장치의 냉동사이클장치(1)에 대하여, 도 1∼도 5를 참조해서 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 냉동사이클장치(1)는 압축기(2), 방열기(3), 팽창밸브(4) 및 증발기(5)가 직렬로 접속되어 구성된 냉매순환회로 및 전자클러치기구(20)를 구비한다.

압축기(2)는 냉매를 흡입하여 압축하는 것이다. 압축기(2)는 차량 주행용의구동력을 출력하는 구동원인 엔진(10)으로부터 회전구동력을 얻고, 압축기구를 회전구동시킴으로써 냉매를 흡입하여 압축한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 압축기(2)는 엔진(10)으로부터의 회전구동력에 의하여 회전하는 회전축(2a)을 가진다. 압축기(2)의 압축기구는 엔진(10)으로부터의 회전구동력에 의하여 회전하는 후술하는 풀리(30)의 회전이 후술하는 전기자(40)를 통하여 압축기(2)의 회전축(2a)으로 전달됨으로써 구동한다.

또한, 본 실시형태에서는 전기자(40) 및 풀리(30)는 모두 압축기(2)의 회전축(2a)을 축으로 하여 회전한다. 즉, 본 실시형태에서는 압축기(2), 전기자(40) 및 풀리(30)의 각각의 회전축이 동축으로 되어 있다. 따라서, 이하에 있어서 특별히 명시하지 않는 한, 이들의 회전축을 간략히 회전축이라 부른다.

방열기(3)는 압축기(2)에서 토출된 냉매와 공기로 열교환시켜서 냉매를 방열시키는 것이다.

팽창밸브(4)는 방열기(3)로부터 유입된 냉매를 감압팽창시키는 것이다.

증발기(5)는 팽창밸브(4)에서 감압된 냉매를 증발시켜서 흡열작용을 발휘하는 것이다.

전자클러치기구(20)는 엔진(10)으로부터 압축기(2)로의 회전구동력의 전달을 단속하는 기구이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 전자클러치기구(20)는 풀리(30), 볼베어링(34), 전기자(40), 이너허브(41), 판스프링(42), 탄성부재(43), 리벳(45), 리벳(46) 및 스테이터(50)를 구비하고 있다.

풀리(30)는 엔진(10)으로부터의 회전구동력에 의하여 회전하는 구동측 회전체이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 풀리(30)는 외측 원통부(31), 내측 원통부(32) 및 단면부(端面部)(33)를 가지며, 자성재(예를 들면, 철)로 일체성형되어 있다. 본 실시형태에서는 풀리(30)에 대하여 전기자(40)가 풀리(30)의 회전축방향으로 연결됨으로써 전기자(40)에 엔진(10)으로부터의 회전구동력이 전달된다.

본 실시형태에서는 전자클러치기구(20)가 풀리(30)와 전기자(40)를 연결하면, 엔진(10)의 회전구동력이 압축기(2)로 전달된다. 한편, 전자클러치기구(20)가 풀리(30)와 전기자(40)를 분리하면, 엔진(10)의 회전구동력이 압축기(2)로 전달되지 않는다. 본 실시형태에서는 전자클러치기구(20)가 엔진(10)의 회전구동력을 압축기(2)로 전달하면, 냉동사이클장치(1)가 작동한다. 또한, 전자클러치기구(20)가 엔진(10)의 회전구동력을 압축기(2)로 전달하지 않는 경우에는, 냉동사이클장치(1)가 작동하지 않고 정지한다. 또한, 본 실시형태에서, 이 전자클러치기구(20)의 작동제어는 냉동사이클장치(1)의 각종 구성기기의 작동을 제어하는 공조제어장치(6)로부터 출력되는 제어신호에 의하여 실시된다.

외측 원통부(31) 및 내측 원통부(32)는 모두 원통형상으로 형성되어 있고, 내측 원통부(32)는 외측 원통부(31)의 내주측에 배치되어 있다. 외측 원통부(31) 및 내측 원통부(32)는 압축기(2)의 회전축(2a)에 대하여 동축 상에 배치되어 있다. 이하에 있어서 특별히 명시하지 않는 한, 회전축(2a)과 평행한 방향을 간략히 회전축방향이라 부르고, 회전축(2a)의 직경방향을 간략히 직경방향이라 부르고, 회전축(2a)의 원주방향을 간략히 원주방향이라 부른다. 또한, 회전축(2a)과 평행한 방향은 도 2 및 도 3의 좌우방향이다. 또한, 회전축(2a)의 직경방향은 회전축(2a)과 직교하는 방향이다. 단면부(33)는 외측 원통부(31) 및 내측 원통부(32)의 회전축방향 일단부, 즉, 도 2 및 도 3에서의 좌단부끼리를 직경방향으로 연결하는 원판형상으로 형성되어 있다. 단면부(33)는 풀리(30)와 전기자(40)가 연결되었을 때에 전기자(40)와 접촉하는 마찰면으로서 기능한다. 단면부(33) 중, 전기자(40)와 접촉하는 면에는 도시되지 않은 마찰부재가 매립되어 있다. 마찰부재는 마찰면의 마찰계수를 증가시키기 위한 부재이고, 비자성재로 형성되어 있다. 구체적으로, 마찰부재는 알루미나를 수지로 고화시킨 것이나 금속분말(예를 들면, 알루미늄분말)의 소결재로 형성되어 있다.

외측 원통부(31), 내측 원통부(32) 및 단면부(33)는 후술하는 전자석(51)에 의하여 발생한 자속이 흐르는 자기회로의 일부를 구성한다. 본 실시형태에서 외측 원통부(31)의 외주면에는 V벨트(12)가 걸리는 V홈이 형성되어 있다. 또한, 내측 원통부(32)의 내주면에는 볼베어링(34)이 고정되어 있다. 볼베어링(34)은 압축기(2)의 외곽을 형성하는 도시되지 않은 하우징에 대하여, 풀리(30)를 회전 가능하게 고정한다. 따라서, 볼베어링(34)의 외측 레이스는 내측 원통부(32)의 내주면에 고정되어 있고, 볼베어링(34)의 내측 레이스는 압축기(2)의 하우징에 설치된 도시되지 않은 하우징보스부에 고정되어 있다. 하우징보스부는 압축기(2)의 회전축(2a)에 대하여 동축 상으로 연장되는 원통형상으로 형성되어 있다. 본 실시형태에서 단면부(33)에는, 그 표리(表裏)를 관통하는 슬릿구멍(33a, 33b)이 회전축(2a)을 중심으로 하는 원호형상으로 형성되어 있다. 슬릿구멍(33a, 33b)은 축방향에서 보았을 때에 직경방향으로 2열로 나열되어, 원주방향으로 복수개 형성되어 있다.

전기자(40)는 압축기(2)의 회전축(2a)에 연결된 종동측 회전체이다. 전기자(40)는 회전축(2a)과 동축 상에 배치된 원판형상 부재이고, 자성재(예를 들면, 철)로 일체성형되어 있다. 전기자(40)는 전자석(51)에 의하여 발생한 자속이 흐르는 자기회로의 일부를 구성한다. 본 실시형태에서는 전기자(40)가 풀리(30)에 대하여 회전축방향으로 연결됨으로써 전기자(40)에 엔진(10)으로부터의 회전구동력이 전달된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서 전기자(40)에는, 그 표리를 관통하는 슬릿구멍(40a)이 회전축(2a)을 중심으로 하는 원호형상으로 복수 형성되어 있다. 슬릿구멍(40a)은 축방향에서 보았을 때에 직경방향으로 1열로 나열되어, 원주방향으로 복수개 형성되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 슬릿구멍(40a)의 직경방향 위치는 단면부(33)에서의 직경방향 내측의 슬릿구멍(33a)과 직경방향 외측의 슬릿구멍(33b)의 사이에 위치되어 있다. 본 실시형태에서는 원판형상의 전기자(40) 중, 복수의 슬릿구멍(40a)끼리의 사이의 부위는 브릿지(40d)를 구성하고 있다. 브릿지부(40d)는 전기자(40) 중, 슬릿구멍(40a)보다도 외주측에 위치하는 외측 원판부(40b)와, 슬릿구멍(40a)보다도 내주측에 위치하는 내측 원판부(40c)를 연결한다.

또한, 도 2∼도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서 전기자(40)의 외측 원판부(40b)에는 판스프링(42)과의 접합을 위한 리벳구멍(40e)이 형성되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는 3개의 리벳구멍(40e)이 서로 원주방향에 있어서 대략 등간격을 두고 배치되어 있다.

본 실시형태에서 전기자(40)의 축방향 일단측의 평면부는 풀리(30)의 단면부(33)에 대향해 있고, 풀리(30)와 전기자(40)가 연결되었을 때에 풀리(30)와 접촉하는 마찰면을 구성한다. 또한, 전기자(40)의 축방향 일단측은 도 2 및 도 3에서는 우측편이다.

여기에서, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서 전기자(40)는, 전기자(40)를 시점으로 하여 탄성부재(43)를 향하는 방향(Db)과는 반대측의 방향(Da)으로 오목한 오목부(40f)를 가진다. 이 오목부(40f)는 적어도 전자석(51)이 통전되었을 때에 탄성부재(43)에 맞닿아서 탄성부재(43)에 가압력을 부여하는 가압부로서 기능한다. 이들의 오목부(40f)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 외측 원판부(40b)에 형성되어 있다. 이에 따라, 판스프링(42)과 전기자(40)의 거리가 이격되기 어려워서, 가압력이 유지되기 쉽다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 오목부(40f)는 내측 원판부(40c)에 더 형성되어 있어도 좋다. 또는, 도 3에 도시한 바와 같이, 오목부(40f)는 내측 원판부(40c)에 형성되어 있지 않아도 좋다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 이들 오목부(40f)는 원주방향에서의 2개의 리벳구멍(40e)의 중간영역에 설치되어 있다. 이와 같이, 오목부(40f)가 2개의 리벳구멍(40e)의 중간영역에 설치되어 있는 것에 의해, 판스프링(42)의 변위량을 크게 할 수 있다. 그 결과, 반력을 전달하기 쉽다.

또한, 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 이들 오목부(40f)의 최대외형은 슬릿구멍(40a)으로부터 전기자(40)의 외부 가장자리까지의 최단거리보다도 작다. 오목부(40f)를 많이 설치하면, 자기 경로(magnetic path)가 감소하여, 흡인력이 저하한다. 이 때문에, 상기와 같이 가능한 한 오목부(40f)를 작게 함으로써 흡인력의 저하를 억제하면서 소음방지효과를 높일 수 있다.

또한, 도 2∼도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는 전기자(40)가 탄성부재(43)의 볼록부(43b)에서의 회전축 주위의 전체둘레를 둘러싸도록 오목부(40f)와 연속적으로 형성된 포위부(40g)를 가진다. 도 5에 도시한 바와 같이, 이 전기자(40)의 포위부(40g)는 탄성부재(43)를 통하여 판스프링(42)에 연결되는 면(40h)을 가진다. 본 실시형태에서는 이 포위부(40g)의 면(40h)이 판스프링(42)에 연결되고, 포위부(40g)를 설치하는 것으로 오목부(40f)가 최소한으로 됨으로써 전자클러치기구(20)의 클러치성능이 양호하게 된다.

이너허브(41)는 허브부재이다. 본 실시형태에서는 전기자(40)와 압축기(2)의 회전축(2a)의 접합이 이너허브(41) 및 판스프링(42)을 통하여 이루어져 있다.

이너허브(41)는 회전축방향으로 연장되는 원통부(41a)와, 원통부(41a)의 회전축방향 일단부로부터 직경방향 외측을 향하여 플랜지형상으로 돌출하는 플랜지형상부(41b)를 가지고 있다. 또한, 회전축방향 일단부는 도 2 및 도 3에서는 좌단부이다. 원통부(41a)는 압축기(2)의 회전축(2a)에 대하여 동축 상에 배치되어 있다. 플랜지형상부(41b)는 원판형상의 전기자(40)의 내주측에 배치되어 있다. 이너허브(41)는 압축기(2)의 회전축(2a)에 설치된 도시되지 않은 볼트구멍과 볼트(44)를 이용하여 회전축(2a)에 체결고정되어 있다. 또한, 본 실시형태에서 이너허브(41)와 압축기(2)의 회전축(2a)을 고정하기 위하여 스플라인 또는 키홈 등의 체결수단을 이용해도 좋다. 스플라인은 세레이션(serration)이다.

또한, 도 2∼도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서 이너허브(41)에는 판스프링(42)과의 접합을 위한 리벳구멍(41c)이 형성되어 있다.

판스프링(42)은 도 2, 도 3에 도시한 부호 "Db"의 방향으로 전기자(40)를 가압하는 탄성력을 발생시키는 판형상의 스프링이다. 부호 "Db"의 방향은 회전축방향 중, 전자석(51)이 전기자(40)를 흡입하는 방향(Da)과는 반대측의 방향이다. 또한, 도 2∼도 5에 도시한 바와 같이, 판스프링(42)은 전기자(40)와의 접합용인 리벳구멍(42j) 및 이너허브(41)와의 접합용인 리벳구멍(42k), 탄성부재(43)와의 접합용인 리벳구멍(42i)을 가진다. 도 4에 도시한 바와 같이, 전기자(40)와의 접합용인 리벳구멍(42j)은 외주부(42b)와 아암부(42c)의 경계부 근처 및 아암부(42c)의 대략 중앙부에 배치되어 있다. 이너허브(41)와의 접합용인 리벳구멍(42k)은 내주부(42a)와 아암부(42c)의 경계부 근처에 배치되어 있다.

또한, 판스프링(42)을 전기자(40)에 조립할 때에는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 리벳(45)을 판스프링(42)의 리벳구멍(42j) 및 전기자(40)의 리벳구멍(40e)에 삽입하여 리벳(45)의 선단부를 누른다. 이에 따라, 판스프링(42)이 전기자(40)에 접합된다. 마찬가지로, 판스프링(42)을 이너허브(41)에 조립할 때에는 리벳(46)을 판스프링(42)의 리벳구멍(42k) 및 이너허브(41)의 리벳구멍(41c)에 삽입하여 리벳(46)의 선단부를 누름으로써 판스프링(42)이 이너허브(41)에 접합된다. 이와 같이, 전기자(40)와 판스프링(42)은 기본적으로는 리벳(45)에 의하여 연결되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 상기와 같이, 탄성부재(43)의 볼록부(43b)가 전기자(40)의 포위부(40g)에 둘러싸여 있기 때문에, 만일 리벳(45)에 의한 전기자(40)와 판스프링(42)의 연결이 해제되더라도, 전기자(40)와 판스프링(42)의 위치관계가 유지되기 쉽다.

판스프링(42)은 이너허브(41)의 플랜지형상부(41b) 및 전기자(40)에 대하여 축방향 일단측으로부터 씌워지도록 배치되어 있고, 전기자(40) 및 이너허브(41)의 양쪽에 접합되어 있다. 또한, 축방향 일단측은 도 2, 도 3에서는 좌측편이다.

판스프링(42)은 도 4에 도시한 바와 같이, 전체적으로 원판형상을 가지고 있고, 탄성금속재로 일체성형되어 있다. 보다 구체적으로, 판스프링(42)은 이너허브(41)의 플랜지형상부(41b)에 겹치는 내주부(42a)와, 전기자(40)에 겹치는 외주부(42b)와, 내주부(42a)와 외주부(42b)를 직경방향으로 연결하는 복수개의 아암부(42c)를 가지고 있다. 여기에서는 도 4에 도시한 바와 같이, 판스프링(42)은 3개의 아암부(42c)를 가지고 있다. 복수개의 아암부(42c)는 내주부(42a)로부터 외주부를 향하여 등각도 간격으로 방사형상으로 연장되어 있다. 판스프링(42)의 아암부(42c)나 외주부(42b)는, 그 적어도 일부가 탄성부재(43)에 겹쳐 있다. 이에 따라, 판스프링(42)에 초기 휨(deflection)이 부여되게 된다.

탄성부재(43)는 전기자(40)가 풀리(30)에 충돌할 때의 충격을 완화하는 기능을 달성하는 탄성체로 구성된 부재이다. 탄성부재(43)는 도 4에 도시한 바와 같이, 평면형상이 대략 사각형으로 형성되어 있고, EPDM 등의 재질에 의해 일체성형되어 있다. 또한, EPDM은 에틸렌ㆍ프로필렌ㆍ디엔 3원 혼성중합고무이다. 도 2, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 탄성부재(43)는 베이스부(43a), 볼록부(43b) 및 볼록부(43c)를 가진다. 도 4에 도시한 바와 같이, 3개의 탄성부재(43)가 서로 원주방향에 있어서 대략 등간격을 두고 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 탄성부재(43)의 갯수나 배치는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전기자(40)의 진동완화의 관점에서, 원주방향에 있어서 대략 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

도 2∼도 5에 도시한 바와 같이, 베이스부(43a)는 판형상의 기본부분이고, 그 일부가 판스프링(42)과 전기자(40)의 사이에 배치되어 있다. 즉, 본 실시형태에서의 전자클러치기구(20)에서는 탄성부재(43)의 베이스부(43a)가 판스프링(42)과 전기자(40)의 사이에 배치되는 부위에 있어서는, 풀리(30), 전기자(40), 탄성부재(43) 및 판스프링(42)이 회전축방향으로 그 순서로 배치된다. 이 탄성부재(43)의 베이스부(43a) 중, 판스프링(42)과 전기자(40)의 사이에 배치되어 있는 부분은 적어도 전자석(51)이 통전되었을 때에 전기자(40)로부터 가압력을 받고, 그 탄성력에 의하여 풀리(30)와 전기자(40)의 충격을 완화하는 기능을 달성한다.

도 2, 도 3, 도 5에 도시한 바와 같이, 탄성부재(43)의 베이스부(43a) 중, 전기자(40)측을 향한 면에는 볼록부(43b)가 형성되어 있다. 볼록부(43b)는 전기자(40)의 오목부(40f)의 오목방향, 즉, 전기자(40)를 시점으로 하여 탄성부재(43)를 향하는 방향(Db)과는 반대측의 방향(Da)으로 돌출하는 볼록부(43b)가 형성되어 있다. 이 볼록부(43c)는 전기자(40)의 오목부(40f)에 대하여 눌리면서 맞닿아 있다. 이 볼록부(43b)는 적어도 전자석(51)이 통전되었을 때에 해당 오목부(40f)로부터 가압력을 받는 피가압부이고, 그 탄성력에 의하여 풀리(30)와 전기자(40)의 충격을 완화하는 기능을 달성한다. 본 실시형태에서 이 볼록부(43b)는 전기자(40)의 오목부(40f)에 대하여 맞닿는 부분이기 때문에 볼록부(43b)의 회전축방향의 두께에 의한 전자클러치기구(20)의 대형화를 오목부(40f)의 오목한 정도만큼 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 전자클러치기구(20)의 크기의 대형화를 억제하면서 탄성부재(43)의 회전축방향의 두께를 두껍게 할 수 있어서, 전기자(40)의 진동을 충분히 완화할 수 있다.

또한, 전기자(40)의 진동완화의 관점에서, 본 실시형태에 있어서, 전기자(40)의 오목부(40f) 및 해당 오목부(40f)에 의하여 가압력을 받는 탄성부재(43)의 볼록부(43b)는 각각 직경방향에서의 외측으로 배치될수록 바람직하다. 즉, 전기자(40)의 오목부(40f) 및 해당 오목부(40f)에 의하여 가압력을 받는 탄성부재(43)의 볼록부(43b)를 직경방향에서의 외측으로 한 경우, 전기자(40) 등이 진동했을 때에 판스프링(42)이 전기자(40)로부터 이격되기 어려워진다. 이 때문에, 이 경우에는, 전기자(40)의 오목부(40f)에 의하여 탄성부재(43)의 볼록부(43b)가 확실하게 눌린 상태를 유지하기 쉬워져서, 전기자(40)의 진동완화가 커지게 된다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 탄성부재(43)의 베이스부(43a) 중, 전기자(40)측을 향한 면에는 전기자(40)를 시점으로 하여 탄성부재(43)를 향하는 방향(Db)으로 돌출하는 볼록부(43c)가 형성되어 있다. 이 볼록부(43c)는 판스프링(42)의 리벳구멍(42i)에 삽입된다.

또한, 탄성부재(43)를 판스프링(42)에 조립할 때에는 도 5에 도시한 바와 같이, 탄성부재(43)의 볼록부(43c)를 판스프링(42)의 리벳구멍(42i)에 삽입하여 탄성부재(43)의 볼록부(43c)의 선단부를 누름으로써 탄성부재(43)가 판스프링(42)에 접합된다.

스테이터(50)는 풀리(30)와 전기자(40)를 연결시키는 흡인자력을 발생시키는 전자석(51)을 가지고 있다.

다음에, 본 실시형태의 전자클러치기구(20)의 작동을 설명한다. 풀리(30)와 전기자(40)를 연결시킬 때에는, 차량용 공조장치의 공조제어장치(6)가 전자석(51)에 대하여 전력을 공급한다. 이에 따라, 전자석(51)에 의하여 발생한 자속이 2개의 자기회로를 흐른다.

여기에서, 2개의 자기회로 중, 한쪽의 자기회로는 전자석(51)에 의한 자속이 단면부(33), 전기자(40), 외측 원통부(31)를 차례로 통과하는 자기회로이다. 다른쪽의 자기회로는 전자석(51)에 의한 자속이 단면부(33), 전기자(40), 내측 원통부(32)를 차례로 통과하는 자기회로이다.

이들의 자기회로에는 탄성부재(43)의 탄성력, 즉, 반력을 상회하는 흡인자력이 발생하기 때문에 전기자(40)가 풀리(30)측, 즉, 도 3 중의 부호(Da)로 나타내는 방향으로 흡인되어, 도 3과 같이 풀리(30)에 전기자(40)가 연결된다. 그 결과, 엔진(10)으로부터의 회전구동력이 압축기(2)로 전달된다.

이때, 탄성부재(43)의 볼록부(43b)가 전기자(40)의 오목부(40f)에 맞닿아서, 탄성부재(43)의 볼록부(43b)의 탄성력에 의하여 풀리(30)와 전기자(40)의 충격이 완화된다. 또한, 볼록부(43b)만큼은 아니지만, 탄성부재(43)의 베이스부(43a) 중, 판스프링(42)과 전기자(40)의 사이에 배치되어 있는 부분에 의해서도, 그 탄성력에 의하여 풀리(30)와 전기자(40)의 충격이 완화된다. 이상과 같이, 본 실시형태에서는 풀리(30)와 전기자(40)가 연결될 때의 작동음을 저감할 수 있다.

풀리(30)와 전기자(40)를 분리할 때에는 차량용 공조장치의 공조제어장치(6)가 전자석(51)에 대한 전력의 공급을 정지한다. 이에 따라, 자기회로의 흡인자력이 소멸되기 때문에 도 2와 같이, 판스프링(42)의 탄성력에 의하여 전기자(40)가 풀리(30)로부터 이격되는 방향, 즉, 도 3 중의 부호 "Db"로 나타내는 방향으로 가압되어 변위한다. 즉, 전기자(40)와 풀리(30)의 사이에 사전에 결정된 간격의 간극이 형성되어, 풀리(30)로부터 전기자(40)가 분리된다. 그 결과, 엔진(10)으로부터의 회전구동력은 압축기(2)로 전달되지 않는다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 전자클러치기구(20)에서 전기자(40)는, 전기자(40)를 시점으로 하여 탄성부재(43)를 향하는 방향(Db)과는 반대측의 방향(Da)으로 오목한 오목부(40f)를 가진다. 이 오목부(40f)는 적어도 전자석(51)이 통전되었을 때에 탄성부재(43)에 맞닿아서 탄성부재(43)에 가압력을 부여하는 가압부로서 기능한다. 또한, 전기자(40)가 풀리(30)에 충돌할 때의 충격을 완화하는 기능을 달성하는 탄성부재(43)는 적어도 전자석(51)이 통전되었을 때에 해당 오목부(40f)로부터 가압력을 받는 피가압부로서 기능하는 부분인 볼록부(43b)를 가진다.

이 때문에, 본 실시형태의 전자클러치기구(20)에 따르면, 전자석(51)이 통전되었을 때에 탄성부재(43)의 볼록부(43b)의 탄성력에 의하여 풀리(30)와 전기자(40)의 충격을 완화할 수 있다. 또한, 이 볼록부(43b)는 전기자(40)의 오목부(40f)에 대하여 맞닿는 부분이기 때문에 볼록부(43b)의 회전축방향의 두께에 의한 전자클러치기구(20)의 대형화를 오목부(40f)의 오목한 정도만큼 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 전자클러치기구(20)의 크기의 대형화를 억제하면서 탄성부재(43)의 회전축방향의 두께를 두껍게 할 수 있어서, 전기자(40)의 진동을 충분히 완화할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 전자클러치기구(20)에서는 전기자(40)가 피가압부인 탄성부재(43)의 볼록부(43b)에서의 회전축 주위의 전체둘레를 둘러싸도록 오목부(40f)와 연속적으로 형성된 포위부(surrounding portion)(40g)를 가진다. 또한, 포위부(40g)는 탄성부재(43)를 통하여 판스프링(42)에 연결되는 면(40h)을 가진다.

이 때문에, 본 실시형태의 전자클러치기구(20)에 따르면, 포위부(40g)의 면(40h)이 판스프링(42)에 연결되고, 포위부(40g)를 설치함으로써 오목부(40f)의 크기가 최소한으로 됨으로써 전자클러치기구(20)의 클러치성능이 양호하게 된다. 또한, 전기자(40)의 포위부(40g)가 탄성부재(43)의 볼록부(43b)를 둘러싸고 있기 때문에 전기자(40)가 진동해도 전기자(40)의 위치가 어긋나기 어려워진다.

또한, 본 실시형태의 전자클러치기구(20)에서는 탄성부재(43)의 베이스부(43a) 중, 적어도 일부가 판스프링(42)과 전기자(40)의 사이에 배치된다. 그와 함께, 전자석(51)이 통전되었을 때에 상기 베이스부(43a)의 적어도 일부가 전기자(40)로부터 가압력을 받아서, 전기자(40)가 풀리(30)에 충돌할 때의 충격을 완화한다.

이 때문에, 본 실시형태의 전자클러치기구(20)에 따르면, 특히 전기자(40)의 진동을 완화할 수 있다.

(다른 실시형태)

본 개시는 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 적절히 변경이 가능하다.

예를 들면, 제 1 실시형태에서는 전기자(40)를 탄성부재(43)의 볼록부(43b)에서의 회전축 주위의 전체둘레를 둘러싸도록 오목부(40f)와 연속적으로 형성된 포위부(40g)를 가지는 구성으로 하고 있었다. 여기에서, 제 1 실시형태에 있어서, 포위부(40g)를 설치하지 않는 구성으로 해도 좋다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 탄성부재(43)의 볼록부(43b)에서의 회전축 주위의 전체둘레 중의 일부가 전기자(40)에 의하여 둘러싸이고, 전체둘레 중의 다른 일부가 전기자(40)에 둘러싸이지 않도록 해도 좋다. 즉, 도 6의 예에서는 탄성부재(43)의 볼록부(43b)에서의 회전축의 상측이 전기자(40)에 의하여 둘러싸여 있지만, 하측이 둘러싸여 있지 않다. 이 경우, 제 1 실시형태의 경우보다도 전기자(40)와 판스프링(42)에서의 연결면의 면적이 작아진다. 이 때문에, 전자클러치기구(20)의 클러치성능은 뒤떨어지게 된다. 그러나 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 전자클러치기구(20)의 크기의 대형화를 억제하면서 전기자(40)의 진동을 충분히 완화할 수 있다.

(정리)

상기 각 실시형태의 일부 또는 전부에 나타난 제 1 관점에서는, 전자클러치기구에 있어서, 종동측 회전체가 구동측 회전체에 충돌할 때의 충격을 완화하는 탄성부재를 구비한다. 또한, 종동측 회전체는 전자석이 통전되었을 때에 탄성부재에 맞닿아서 탄성부재에 가압력을 부여하는 가압부로서 기능하는 A방향으로 오목한 오목부를 가진다. A방향은 구동측 회전체의 회전축방향 중, 종동측 회전체를 시점으로 하여 탄성부재를 향하는 방향과는 반대측의 방향이다. 또한, 탄성부재는 전자석이 통전되었을 때에 오목부에 맞닿아서 오목부로부터 가압력을 받는 피가압부를 가진다.

상기 각 실시형태의 일부 또는 전부에 나타난 제 2 관점에서는, 종동측 회전체가 피가압부에서의 회전축 주위의 전체둘레를 둘러싸도록 오목부와 연속적으로 형성된 포위부를 가진다.

이 때문에, 포위부의 면이 판스프링에 연결되고, 포위부를 설치하는 것으로 오목부가 최소한으로 됨으로써 전자클러치기구의 클러치성능이 양호하게 된다.

상기 각 실시형태의 일부 또는 전부에 나타난 제 3 관점에서는, 탄성부재는 판형상의 베이스부와, 해당 베이스부 중, 종동측 회전체측을 향한 면에 형성된 A방향으로 돌출하는 볼록부를 가진다. 이 볼록부는 피가압부이다. 또한, 베이스부 중, 적어도 일부가 판스프링과 종동측 회전체의 사이에 배치되고, 또한 전자석이 통전되었을 때에 종동측 회전체로부터 가압력을 받고, 종동측 회전체가 구동측 회전체에 충돌할 때의 충격을 완화한다.

이 때문에, 특히 전기자의 진동을 완화할 수 있다.

Claims

전자클러치기구로서,
구동원(10)으로부터의 회전구동력에 의하여 회전하는 구동측 회전체(30);
상기 구동측 회전체에 대하여 상기 구동측 회전체의 회전축방향(D)으로 연결됨으로써 상기 회전구동력이 전달되는 종동측 회전체(40);
통전되었을 때에 상기 종동측 회전체를 상기 회전축방향으로 흡인하는 자력을 발생시키는 전자석(51);
상기 회전축방향 중, 상기 전자석이 상기 종동측 회전체를 흡인하는 방향(Da)과는 반대측의 방향(Db)으로 상기 종동측 회전체를 가압하는 탄성력을 발생시키는 판스프링(42); 및
상기 종동측 회전체가 상기 구동측 회전체에 충돌할 때의 충격을 완화하는 탄성부재(43)를 구비하고,
상기 회전축방향 중, 상기 종동측 회전체를 시점으로 하여 상기 탄성부재를 향하는 방향과는 반대측의 방향을 A방향(Da)으로 하며,
상기 종동측 회전체는 상기 전자석이 통전되었을 때에 상기 탄성부재에 맞닿아서 상기 탄성부재에 가압력을 부여하는 가압부로서 기능하는 상기 A방향으로 오목한 오목부(40f)를 가지고,
상기 탄성부재는 상기 전자석이 통전되었을 때에 상기 오목부에 맞닿아서 상기 오목부로부터 가압력을 받는 피가압부(43b)를 가지는
전자클러치기구.
제1항에 있어서,
상기 종동측 회전체가 상기 피가압부에서의 상기 회전축 주위의 전체둘레를 둘러싸도록 상기 오목부와 연속적으로 형성된 포위부(40g)를 가지는
전자클러치기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탄성부재는 판형상의 베이스부(43a)와, 해당 베이스부 중, 상기 종동측 회전체 측을 향한 면에 형성된 상기 A방향으로 돌출하는 볼록부(43b)를 가지고,
상기 볼록부가 상기 피가압부이고,
상기 베이스부 중, 적어도 일부가 상기 판스프링과 상기 종동측 회전체 사이에 배치되고, 또한 상기 전자석이 통전되었을 때에 상기 종동측 회전체로부터 가압력을 받고, 상기 종동측 회전체가 상기 구동측 회전체에 충돌할 때의 충격을 완화하는
전자클러치기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 종동측 회전체는, 해당 종동측 회전체의 표리(表裏)를 관통하는 슬릿구멍(40a)보다도 외주측에 위치하는 외측 원판부(40b)와, 상기 슬릿구멍보다도 내주측에 위치하는 내측 원판부(40c)를 가지고,
상기 오목부는 상기 외측 원판부에 형성되어 있는
전자클러치기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 종동측 회전체는 해당 종동측 회전체의 표리를 관통하는 슬릿구멍(40a)보다 외주측에 위치하는 외측 원판부(40b)와, 상기 슬릿구멍보다 내주측에 위치하는 내측 원판부(40c)를 가지고,
상기 종동측 회전체에는 상기 판스프링과의 접합을 위한 복수의 리벳구멍(40e)이 배치되고,
상기 오목부는 복수의 리벳구멍 중, 2개의 리벳구멍의 중간영역에 설치되어 있는
전자클러치기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목부의 최대외형은 상기 종동측 회전체의 표리를 관통하는 슬릿구멍(40a)으로부터 상기 종동측 회전체의 외부 가장자리까지의 최단거리보다도 작은
전자클러치기구.