WO2004079219A1 - 電磁クラッチ用カップリング - Google Patents

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WO2004079219A1
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outer ring
armature
coupling
ring
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Junichiro Yanagi
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Nok Corporation
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
    • F16D27/108—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members
    • F16D27/112—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members with flat friction surfaces, e.g. discs

Definitions

  • the present invention relates to a power coupling provided to an electromagnetic clutch of a compressor in, for example, a vehicle cabin air conditioner of a vehicle. ⁇ Books
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an electromagnetic clutch using the same type of force coupling as that described in the above publication, cut along a plane passing through its axis. That is, as shown in FIG. 8, this type of electromagnetic clutch 100 surrounds the non-rotating excitation coil 102 fixed to the housing 101 and the excitation coil 102. And a rotor 104, which is rotatably held via a bearing 103 in a shaft bore cylindrical portion 101a of the housing 101 and has a pulley 104a provided on the outer periphery thereof, The armature 105 facing the end face of the rotor 104 and the rotating shaft 106 passed through the shaft hole cylinder 101a of the housing 101 of the armature 105. And a coupling 110 that is connected so as to be movable in the axial direction.
  • the coupling 110 is a hub 111 that is spline-fitted to the outer periphery of the distal end of the rotating shaft 106 and that is tightened via a screw member 107.
  • the outer ring 1 1 2 which is a metal press-formed product concentrically arranged on the outer peripheral side of 1 and connected to the armature 105 via a plurality of rivets 108 in the circumferential direction, and the outer ring 1 1 2 And an elastic body 113 made of an annular rubber-like elastic material that is vulcanized and bonded between the peripheral surfaces of the hub 111 and the rim.
  • this force coupling 110 excites the exciting coil 102 by energizing it.
  • the electromagnetic clutch 100 generates high heat due to friction for a short time in the process of being attracted to the end face of the rotor 104 on which the armature 105 rotates.
  • the conventional coupling 110 when the frictional heat is transmitted to the outer ring 112 tightly connected to the armature 105, the elastic body 1 There was a possibility that the bonded portion of 13 deteriorated and was damaged.
  • a heat extrapolated to each rivet 108 is placed between the plunger portion 112a of the outer ring 112 and the armature 105 connected by the rivet 108.
  • a method of interposing a heat insulating spacer 109 made of a material having low conductivity is adopted, but assembling becomes complicated and each rivet 108 is still a heat transfer medium. It was difficult to effectively prevent heat transfer to the outer ring 1 1 2.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a main technical problem thereof is to prevent a joint break between an elastic body and an outer ring due to frictional heat between an armature and a rotor. is there. Disclosure of the invention
  • a coupling for an electromagnetic clutch according to the invention of claim 1 includes a hub mounted on a rotating shaft and a hub concentrically disposed on an outer peripheral side of the hub.
  • An outer ring connected to an armature that is arranged and energized by an exciting coil and is axially separated from the rotor by non-energization; and an elastic body made of a rubber-like elastic material that elastically connects the hub and the outer ring.
  • a reinforcing ring is embedded in an outer peripheral portion of the elastic body, and is formed on an outer peripheral side of the reinforcing ring.
  • a fitting layer consisting of a part of the elastic body is fitted to the inner peripheral surface of the outer ring.
  • the coupling for an electromagnetic clutch according to the second aspect of the present invention is the electromagnetic clutch coupling according to the first aspect, wherein the non-cylindrical surface that is circumferentially engaged with the fitting layer on the inner peripheral surface of the outer ring. Is formed.
  • a power coupling for an electromagnetic clutch according to the third aspect of the present invention is the power coupling for an electromagnetic clutch according to the first aspect of the present invention, wherein the reinforcing ring has a circle which engages with a part of the outer ring in a circumferential direction. A circumferential engagement portion is formed.
  • the outer ring has an axial stopper formed on an outer peripheral portion of the elastic body. Things. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a preferred first embodiment of the coupling for an electromagnetic clutch according to the present invention, which is cut along a plane passing through an axis in a state where the coupling is mounted on the electromagnetic clutch.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 2
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a process of assembling the outer ring and the elastic body in the coupling shown in FIG. 1
  • FIG. 6 is a preferable cross-sectional view of a power coupling for an electromagnetic clutch according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a line VII-VII in FIG. 6, and FIG. 8 is an electromagnetic view using a force coupling according to the prior art.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the clutch cut along a plane passing through the axis thereof.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first preferred embodiment of a force coupling for an electromagnetic clutch according to the present invention, which is cut along a plane passing through an axis in a state of being mounted on an electromagnetic clutch
  • FIG. Fig. 3 is a front view showing the coupling in the unmounted state.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line III-III
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′ in FIG. 3
  • FIG. 5 is an outer ring in the coupling shown in FIG. It is sectional drawing which shows the assembly process of an elastic body.
  • “front” or “front side” means the left side in FIG. 1
  • “rear side” or “back side” means the right side in FIG. The person who does it.
  • reference numeral 1 denotes a front end of a compressor housing (hereinafter simply referred to as a housing) in a vehicle cabin air conditioner, and 2 denotes a non-rotating excitation coil fixed to the housing 1.
  • Reference numeral 4 denotes a rotor rotatably held by a housing 1 via a ball bearing 3
  • 5 denotes an armature as a clutch plate disposed in front of the rotor 4 so as to be close to the rotor, and 6 is inserted into the housing 1.
  • a coupling 7 according to the embodiment of the present invention connects the armature 5 to the rotary shaft 6 so as to be movable in the axial direction.
  • the rotor 4 and the armature 5 are both made of a magnetic metal that is magnetized by a magnetic field generated in the exciting coil 2.
  • a shaft hole cylindrical portion 1 a through which the rotating shaft 6 is inserted is formed so as to protrude.
  • the ball bearing 3 has an inner race 3 a formed by the shaft hole cylindrical portion 1 a. It is fitted on the outer peripheral surface of a.
  • the rotor 4 has a disk-like shape in which an inner peripheral surface is fitted to the outer race 3b of the ball bearing 3 and an inner peripheral cylindrical portion 4a, and between the exciting coil 2 and the armature 5 from the front end thereof.
  • a pulley 4c extending from the outer diameter end of the end wall 4b to the rear side along the outer peripheral side of the exciting coil 2, that is, the exciting coil 2 is substantially It has a cross-sectional shape that surrounds the character.
  • An endless belt (not shown) for inputting a driving force from a crank pulley of the internal combustion engine is wound around the pulley portion 4c.
  • the coupling 7 includes a hub 10 attached to a shaft end on the front side of the rotating shaft 6, an outer ring 20 concentrically disposed on the outer peripheral side and attached to an outer peripheral portion of the armature 5, and the hub
  • the elastic body 30 elastically connects the outer ring 20 and the outer ring 20.
  • the hub 10 has a boss 11 manufactured by cold forging of a metal and a boss 11 manufactured by press forming of a metal plate, and a circumferential direction on the axial front side of the boss 11. And a plate 12 concentrically connected by a plurality of rivets 13.
  • the boss 11 of the hub 10 has a fitting cylindrical portion 11a on the inner periphery, and a disk-shaped flange 11b extending from the end on the axial front side to the outer periphery at right angles to the axis.
  • a spline hole 1 is formed on the inner periphery of the fitting cylindrical portion 11a as an axial hole that is spline-fitted by the outer peripheral surface of the spline shaft portion 6a formed at the shaft end of the rotating shaft 6 and a number of axial grooves. 1 c is formed penetrating in the axial direction.
  • the plate 12 of the hub 10 has a bolt 1 12b with a smaller diameter than the spline hole 11c of the boss 11 at the center and a flange 11 of the boss 11 having an outer diameter of 1 mm. It has a disk portion 12a having a larger diameter than b, and a rim portion 12c which is bent from the outer peripheral end of the disk portion 12a to the front side and formed in a cylindrical shape. The rim portion 12c is located on the front side near the inner periphery of the armature 5 in the mounted state of FIG.
  • This hub 10 is spline-fitted by externally inserting the spline hole 11 c of the fitting cylinder portion 11 a of the boss 11 into the spline shaft portion 6 a of the rotating shaft 6 and inserting the bolt of the plate 12
  • the mounting bolt 8 passed through the hole 12b is screwed into the female screw hole 6b formed on the inner periphery of the spline shaft portion 6a to tighten the inner periphery of the disk portion 12a of the plate 12. Is attached to the rotating shaft 6.
  • the outer ring 20 is manufactured by press-forming a metal plate, and has a sleeve 21 concentric with the rim 12 c of the plate 12 of the hub 10, and a rear end thereof. Expanding to the outer peripheral side, the coupling flange 22 having a plurality of coupling holes 22 at regular intervals in the circumferential direction, and the inner peripheral side between the coupling flange 22 and the sleeve 21 A back side stopper 23 formed to be bent in a protruding state, and a plurality of front side horns formed at equal intervals in a circumferential direction at an end on the front side of the sleeve portion 21, and a sleeper 24.
  • the portion 21 is formed with a plurality of engaging protrusions 21a that are curved inward in the circumferential direction at equal intervals in the circumferential direction.
  • the rear side stopper 23 and the front side stopper 24 correspond to the axial stopper described in claim 4, and the engagement protrusion 21 a This corresponds to the non-cylindrical surface described in claim 2.
  • the outer ring 20 is provided with a plurality of rivets 9 extending across the respective coupling holes of the coupling flange portion 22 and the corresponding coupling holes formed in the armature 5.
  • the armature 5 is connected to the front side near the outer periphery of the armature 5.
  • the elastic body 30 is made of a rubber-like elastic material, and its inner periphery is integrally vulcanized and adhered to the outer peripheral surface of the rim 12 c of the plate 12 in the hap 10, and
  • the metal reinforcing ring 40 is integrally vulcanized and bonded in a buried state.
  • the inner peripheral side of the reinforcing ring 40 is the elastic body 31, and the armature 5 is separated from the end wall portion 4 b of the rotor 4 by a gap G toward the axial front side when the excitation coil 2 is not energized.
  • the exciting coil 2 is energized, the armature 5 magnetized by the magnetic force is allowed to move in the axial direction and be attracted to the end wall 4 b of the rotating rotor 4, and the rotating shaft is rotated. It has the function of transmitting torque to the 6 side.
  • the reinforcing ring 40 can be made of a synthetic resin to reduce the weight.
  • the fitting layer 32 on the outer peripheral side of the reinforcing ring 40 in the elastic body 30 is press-fitted to the inner peripheral surface of the sleep portion 21 of the outer ring 20 with an appropriate interference with the reinforcing ring 40.
  • a plurality of engaging projections 21 a formed on the sleeve portion 21 of the outer ring 20 are provided on the fitting layer 32 and the outer peripheral surface thereof. The outer ring 20 and the elastic body 30 are prevented from rotating relative to each other by the concave and convex engagement in a partially concave state.
  • the armature 5 is provided on the inner peripheral portion of the elastic body 31 when the armature 5 is held at a position axially separated from the end wall 4 b of the rotor 4 by the elasticity of the elastic body 31.
  • An elastic ridge 33 which is in contact with the front end surface of 5, is formed.
  • the elastic body 30 is formed by setting a plate 12 and a reinforcing ring 40 preliminarily coated with a vulcanizing adhesive in a vulcanizing mold (not shown) concentrically with each other, and by clamping.
  • a vulcanizing mold not shown
  • the inner diameter of the sleeve portion 21 including the engagement protrusion 21 a is larger than the outer diameter of the reinforcing ring 40 of the integrally molded product A and the outer diameter of the fitting layer 32.
  • a plurality of protrusions 24 a protruding in the axial direction from the front end of the sleeve 21 are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the integrally formed product A (elastic body 30) is press-fitted into the inner periphery of the sleeve portion 21 from the front side thereof, and the outer peripheral portion of the elastic body 30 is pressed.
  • the protrusion 24a is bent inward to form a front stopper that abuts the front end of the outer periphery of the elastic body 30.
  • the boss 11 is attached to the plays 1 and 12 of the monolith A by attaching the boss 11 via the rivet 13.
  • the rotor 4 is driven by an endless belt (not shown) wound around a pulley 4 c.
  • the engine is driven by the driving force from the crank pulley of the internal combustion engine.
  • the armature 5 is kept separated from the end wall 4b of the rotor 4 via the gap G, so that the torque to the rotating shaft 6 is cut off. That is, the compressor (and thus the air conditioner) is in a stopped state.
  • the rotor 4 and the armature 5 are magnetized by the magnetic field generated in the exciting coil 2, so that the armature 5 becomes elastic with the elastic body 30 of the coupling 7.
  • the body body 31 is axially displaced toward the rotor 4 while being subjected to the axial shear deformation, and is adsorbed by the end wall portion 4b to be in a clutch crush state. For this reason, the rotational torque of the rotor 4 is transmitted from the armature 5 to the rotary shaft 6 via the outer ring 20 of the coupling 7, the elastic body 30 and the hub 10 so that the compressor (and, consequently, the air conditioner) operates. Become.
  • the elastic body 30 reduces the interference sound caused by the clutch meet between the armature 5 and the rotor 4, and the rotational torque of the rotor 4 is rapidly input to the armature 5 by the clutch meet.
  • the shock caused by the deformation is effectively mitigated by the shear deformation of the elastic body 31 in the torsional direction.
  • the elastic body 30 Since the mating layer 32 in the outer ring 20 is in pressure contact with the sleeve portion 21 of the outer ring 20 and is engaged with the engaging protrusion 21 a formed in the sleeve portion 21 in an uneven manner.
  • the sudden rotation torque input from the armature 5 to the outer ring 20 does not cause a circumferential slip between the outer ring 20 and the elastic body 30, and the elasticity against the outer ring 20. Sliding in the axial direction of the body 30 is prevented by the rear side stopper 23 and the front side stopper 24 formed in the sleeve part 21.
  • the armature 5 slides on the rotor 4 for a short time, but generates high heat due to friction.
  • This heat is transferred from the coupling flange portion 22 of the outer ring 20 to the sleeve portion 21, but the fitting layer 32 pressed against the inner peripheral surface of the sleeve portion 21 is nonconductive. Since the thermal conductivity is extremely low, the reinforcing ring 40 and the elastic body 31 are thermally insulated from the outer ring 20. Therefore, it is possible to effectively prevent the destruction of the bonding surface between the reinforcing ring 40 and the elastic body 31 without interposing a heat shield spacer between the armature 5 and the outer ring 20. Can be.
  • the rubber material of the outer peripheral portion of the fitting layer 32 pressed against the inner peripheral surface of the sleeve portion 21 of the outer ring 20 is deteriorated by heat, but the fitting layer 32 and the sleeve portion 21
  • the slip torque does not depend on the adhesion, but depends on the uneven engagement force with the engagement protrusion 21a formed on the sleeve portion 21, so that the torque transmission function is ensured.
  • the end face on the front side is By contacting a plurality of arc-shaped elastic ridges 33 formed on the inner periphery of the armature 0, the return position of the armature 5 is defined, so that the collision sound as in the case of metal contact is generated. Does not occur.
  • the non-cylindrical surface formed on the sleeve portion 21 of the outer ring 20 is a plurality of engagement protrusions 21 a having a shape curved inward.
  • FIG. 6 is a front view showing a preferable second embodiment of the coupling for a furnace magnetic clutch according to the present invention in an unmounted state
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII ′ in FIG. FIG.
  • the sleeve portion 21 of the outer ring 20 has a cylindrical surface, and the engagement protrusion (non-cylindrical portion) 2 la as shown in FIG. 2 described above is formed.
  • a plurality of front-side stoppers 24 formed at the front-side end of the sleeve portion 21 are vulcanized and bonded to the elastic body 30 in a state of being embedded in the elastic body 30 at the front-side end. Is different from the first embodiment in that it is engaged with the plurality of engaging projections 41 formed in the circumferential direction with respect to each other. Is configured.
  • the engaging projection 41 formed on the front end of the reinforcing ring 40 corresponds to the circumferential engaging portion described in claim 3 and is shown in FIG.
  • each front side stopper 24 formed on the sleeve portion 21 of the outer ring 20 is exposed from the elastic body 30 so as to be sandwiched by a pair of two from both sides in the circumferential direction. Therefore, like the first embodiment, the front stopper 24 formed on the sleeve portion 21 of the outer ring 20 includes the shaft of the elastic body 30 with respect to the outer ring 20 together with the back stop 23 as in the first embodiment.
  • the fitting layer 32 pressed against the inner peripheral surface of the sleep portion 21 of the outer ring 20 is made of a rubber-like elastic material and has a very low thermal conductivity.
  • the elastic body 31 is thermally insulated from the outer ring 20. For this reason, the destruction of the bonding surface between the reinforcing ring 40 and the elastic body 31 can be effectively prevented.
  • a reinforcing ring is embedded in an outer peripheral portion of an elastic body made of a rubber-like elastic material, and a fitting layer formed on an outer peripheral side of the reinforcing ring is formed. Since the friction heat generated during the clutch meet is cut off by the fitting layer by being fitted to the inner peripheral surface of the armature outer ring, the elastic body due to the friction heat between the armature and the rotor is formed. It is possible to prevent rupture of the joint with the outer ring, and it is not necessary to interpose a heat insulating spacer between the armature and the outer ring.
  • the non-cylindrical surface that is circumferentially engaged with the fitting layer is formed on the inner peripheral surface of the outer ring, so that torque transmission is achieved.
  • the circumferential ring engages with a part of the outer ring in the circumferential direction with the reinforcing ring embedded in the outer peripheral portion of the elastic body. Due to the formation of the joint, slippage in the axial direction between the outer ring and the elastic body can be prevented.
  • the axial ring to the outer peripheral portion of the elastic body is formed in the outer ring, so that the axial sliding between the outer ring and the elastic body is reduced. Can be prevented.

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Abstract

アーマチュア5とロータ4との摩擦熱による弾性体30とアウターリング20との結合破壊を防止した電磁クラッチ用カップリングである。回転軸6に取り付けられるハブ10と、このハブ10の外周側に同心的に配置されて励磁コイル2の通電/非通電によってロータ4と軸方向に接離されるアーマチュア5に結合されるアウターリング20とを弾性的に連結するゴム状弾性材料からなる弾性体30とを具備し、弾性体30の外周部にスリーブ40が埋設されると共に、このスリーブ40の外周側に形成された弾性体30の一部からなる嵌合層32が、アウターリング20の内周面に嵌着される。アウターリング20のスリーブ部21に嵌合層32と円周方向に係合する非円筒面21aと、弾性体30の外周部に対する軸方向ストッパ23,24が形成される。

Description

電磁クラッチ用カツプリング 技術分野
明
本発明は、 例えば車両の車室空調装置におけるコンプレッサの電磁クラッチに 設けられる力ップリングに関するものである。 · 田 書
背景技術
車両の車室空調装置の冷凍サイクルにおいて、 冷媒を圧縮するコンプレッサの 電磁クラツチに設けられるカツプリングとしては、 従来、 例えば実開昭 6 2一 1 6 7 9 3 6号公報に開示されたようなものが知られている。
第 8図は、 上記公報に記載のものと同種の力ップリングを用いた電磁クラッチ をその軸心を通る平面で切断して示す断面図である。 すなわち、 第 8図に示され るように、 この種の電磁クラッチ 1 0 0は、 ハウジング 1 0 1に固定された非回 転の励磁コイル 1 0 2と、 この励磁コイル 1 0 2を包囲するように配置されると 共にハウジング 1 0 1の軸孔筒部 1 0 1 aにベアリング 1 0 3を介して回転自在 に保持され外周にプーリ 1 0 4 aが設けられたロータ 1 0 4と、 このロータ 1 0 4の端面に近接対向されたァーマチュア 1 0 5と、 このァーマチュア 1 0 5をハ ウジング 1 0 1の軸孔筒部 1 0 1 aに揷通された回転軸 1 0 6に対して軸方向移 動可能に連結するカツプリング 1 1 0とを備える。
カップリング 1 1 0は、 従来の技術においては、 回転軸 1 0 6の先端部外周に スプライン嵌合されると共に螺子部材 1 0 7を介して緊結されたハブ 1 1 1と、 このハブ 1 1 1の外周側に同心的に配置されァーマチュア 1 0 5に円周方向複数 のリベット 1 0 8を介して連結された金属プレス成形品であるアウターリング 1 1 2と、 このアウターリング 1 1 2と前記ハブ 1 1 1のリム部との対向周面間に 加硫接着された環状のゴム状弾性材料からなる弾性体 1 1 3とを備えている。 すなわちこの力ップリング 1 1 0は、 励磁コイル 1 0 2を通電によって励磁し た時に、 これによつて磁化されたァーマチュア 1 0 5が、 軸方向移動して回転中 のロータ 1 0 4の端面に吸着されるのを、 弾性体 1 1 3の軸方向剪断変形によつ て許容すると共に、 ァーマチュア 1 0 5とロータ 1 0 4との吸着時の騒音を低減 し、 ァーマチュア 1 0 5から回転軸 1 0 6へトルクを伝達するものである。 また 、 励磁コイル 1 0 2への非通電時には、 弾性体 1 1 3の復元力によってァーマチ ユア 1 0 5をロータ 1 0 4の端面から僅かなギヤップ Gをもって離間させるもの である。
電磁クラッチ 1 0 0は、 ァ一マチュア 1 0 5が回転するロータ 1 0 4の端面に 吸着される過程で、 短時間ではあるが、 摩擦による高熱を発生する。 そして、 従 来のカップリング 1 1 0によれば、 前記摩擦熱が、 ァーマチュア 1 0 5に緊結さ れたアウターリング 1 1 2に伝達されると、 このアウターリング 1 1 2への弾性 体 1 1 3の接着部が劣化し、 破損するおそれがあった。 また、 その対策としては 、 リベッ ト 1 0 8で緊結されるアウターリング 1 1 2のブランジ部 1 1 2 aとァ 一マチュア 1 0 5との間に、 各リベット 1 0 8に外挿した熱伝導率の低い材料か らなる断熱スぺーサ 1 0 9を介在させる方法が採用されるが、 組立が煩雑になつ てしまい、 しかも各リベット 1 0 8が依然として伝熱媒体となっているため、 ァ ウタ一リング 1 1 2への伝熱を有効に防止することが困難であった。
本発明は、 上述のような問題に鑑みてなされたもので、 その主な技術的課題と するところは、 ァーマチュアとロータとの摩擦熱による弾性体とアウターリング との結合破壊を防止することにある。 発明の開示
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、 請求の範囲第 1項の 発明に係る電磁クラッチ用カップリングは、 回転軸に取り付けられるハブと、 こ のハブの外周側に同心的に配置されて励磁コィルの通電 Z非通電によってロータ と軸方向に接離されるァーマチュアに結合されるアウターリングと、 前記ハブと アウターリングとを弾性的に連結するゴム状弾性材料からなる弾性体とを具備し 、 前記弾性体の外周部に補強環が埋設されると共に、 この補強環の外周側に形成 された弾性体の一部からなる嵌合層が、 前記アウターリングの内周面に嵌着され たものである。
請求の範囲第 2項の発明に係る電磁クラッチ用カップリングは、 請求の範囲第 1項に記載の構成において、 アウターリングの内周面に嵌合層と円周方向に係合 する非円筒面が形成されたものである。
請求の範囲第 3項の発明に係る電磁クラッチ用力ップリングは、 請求の範囲第 1項に實己載の構成において、 補強環に、 アウターリングの一部と円周方向へ互い に係合する円周方向係合部が形成されたものである。
請求の範囲第 4項の発明に係る電磁クラツチ用力ップリングは、 請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の構成において、 アウターリングに弾性体の外周部に対す る軸方向ストッパが形成されたものである。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に係る電磁クラッチ用カツプリングの好ましい第一の形態を 、 電磁クラッチへの取付状態で、 軸心を通る平面で切断して示す断面図、 第 2図 は、 第 1図のカップリングを未装着状態で示す正面図、 第 3図は、 第 2図におけ る ΠΙ— I II， 線で切断して示す断面図、 第 4図は、 第 3図における IV- IV 線 で切断して示す断面図、 第 5図は、 第 1図のカップリングにおけるアウターリン グと弾性体の組立過程を示す断面図、 第 6図は、 本発明に係る電磁クラッチ用力 ップリングの好ましい第二の形態を、 未装着状態で示す正面図、 第 7図は、 第 6 図における VII— VII， 線で切断して示す断面図、 第 8図は、 従来の技術による 力ップリングを用いた電磁クラツチを、 その軸心を通る平面で切断して示す断面 図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1図は、 本発明に係る電磁クラツチ用力ップリングの好ましい第一の形態を 、 電磁クラッチへの取付状態で、 軸心を通る平面で切断して示す断面図、 第 2図 は、 第 1図のカップリングを未装着状態で示す正面図、 第 3図は、 第 2図におけ る III一 Π 線で切断して示す断面図、 第 4図は、 第 3図における IV— IV' 線 で切断して示す断面図、 第 5図は、 第 1図のカップリングにおけるアウターリン グと弾性体の組立過程を示す断面図である。 なお、 以下の説明において、 「正面 」 又は 「正面側」 とは、 第 1図における左側のことであり、 「背面」 又は 「背面 側」 とは、 第 1図における右側、 すなわちコンプレッサ本体が存在する側のこと である。
まず第 1図において、 参照符号 1は車両の車室空調装置におけるコンプレッサ ハウジング （以下、 単にハウジングという） の正面側の端部を示しており、 2は ハウジング 1に固定された非回転の励磁コィル、 4はハウジング 1にボールベア リング 3を介して回転自在に保持されたロータ、 5はロータ 4の正面側に近接対 向して配置されたクラッチ盤としてのァーマチュア、 6はハウジング 1に挿通さ れて、 内部の冷媒圧縮機構 （不図示） を作動させる回転軸、 7は本発明の実施の 形態によるカツプリングで、 ァーマチュア 5を回転軸 6に対して軸方向移動可能 な状態に連結するものである。 ロータ 4及びァーマチュア 5は、 共に励磁コイル 2に発生する磁界によつて磁化される磁性体金属からなる。
ハウジング 1の正面側の端部には、 回転軸 6が揷通される軸孔筒部 1 aが突出 形成されており、 ボールベアリング 3は、 そのィンナ一レース 3 aが前記軸孔筒 部 1 aの外周面に嵌着されている。 また、 ロータ 4は、 内周面が前記ボールベア リング 3のアウターレース 3 bに嵌着される内周筒部 4 aと、 その正面側の端部 から励磁コイル 2とァーマチュア 5の間を円盤状に展開する端壁部 4 bと、 この 端壁部 4 bの外径端から励磁コイル 2の外周側に沿つて背面側へ延びるプーリ部 4 cとを有し、 すなわち励磁コイル 2を略コ字型に包囲する断面形状を呈する。 プーリ部 4 cには、 内燃機関のクランクプーリから駆動力を入力するための無端 ベルト （不図示） が巻き掛けられる。
カップリング 7は、 回転軸 6の正面側の軸端に取り付けられるハブ 1 0と、 そ の外周側に同心的に配置されると共にァーマチュア 5の外周部に取り付けられる アウターリング 2 0と、 前記ハブ 1 0とアウターリング 2 0の間を弹性的に連結 する弾性体 3 0とを備える。 第 3図にも示されるように、 ハブ 1 0は、 金属の冷間鍛造によって製作された ボス 1 1と、 金属板のプレス成形によって製作され前記ボス 1 1の軸方向正面側 に円周方向複数のリベット 1 3によって同心的に結合されたプレート 1 2とから なる。
ハブ 1 0におけるボス 1 1は、 内周の嵌合筒部 1 1 aと、 その軸方向正面側の 端部から外周側へ軸心と直角に展開した円盤状のフランジ 1 1 bを有する。 嵌合 筒部 1 1 aの内周には、 回転軸 6の軸端に形成されたスプライン軸部 6 aの外周 面と多数の軸方向溝によりスプライン嵌合される軸孔としてのスプライン孔 1 1 cが、 軸方向に貫通して形成されている。
—方、 ハブ 1 0におけるプレート 1 2は、 中心にボス 1 1のスプライン孔 1 1 cより小径のボルト揷通孔 1 2 bが開設されると共に外径が前記ボス 1 1のフラ ンジ 1 1 bより大径の円盤部 1 2 aと、 この円盤部 1 2 aの外周端から正面側へ 屈曲して円筒状に形成されたリム部 1 2 cとを有する。 リム部 1 2 cは、 第 1図 の取付状態においては、 ァーマチュア 5の内周近傍の正面側に位置する。
このハブ 1 0は、 ボス 1 1における嵌合筒部 1 1 aのスプライン孔 1 1 cを、 回転軸 6のスプライン軸部 6 aに外挿してスプライン嵌合すると共に、 プレート 1 2のボルト挿通孔 1 2 bに揷通した取付ボルト 8を、 前記スプライン軸部 6 a の内周に形成した雌螺子孔 6 bにねじ込んでプレート 1 2の円盤部 1 2 aの内周 緣を緊結することにより、 回転軸 6に取り付けられる。
アウターリング 2 0は、 金属板のプレス成形によって製作されたものであって 、 ハブ 1 0のプレート 1 2におけるリム部 1 2 cと同心のスリーブ部 2 1と、 そ の背面側の端部から外周側へ展開し、 円周方向等間隔で複数の結合孔 2 2 aが開 設された結合フランジ部 2 2と、 この結合フランジ部 2 2とスリーブ部 2 1 との 間で内周側へ突出した状態に屈曲形成された背面側ストッパ 2 3と、 スリーブ部 2 1の正面側の端部に円周方向等間隔で形成された複数の正面側ストツノ、° 2 4と を有し、 スリープ部 2 1には、 円周方向等間隔で内周側へ湾曲した複数の係合突 部 2 1 aが形成されている。 なお、 背面側ストッパ 2 3及び正面側ストッパ 2 4 は、 請求の範囲第 4項に記載された軸方向ストツパに相当し、 係合突部 2 1 aは 、 請求の範囲第 2項に記載された非円筒面に相当するものである。
アウターリング 2 0は、 第 1図に示されるように、 結合フランジ部 2 2の各結 合孔とこれに対応してァーマチュア 5に開設された結合孔に跨って揷通した複数 のリベット 9を介して、 ァーマチュア 5の外周近傍の正面側に結合されている。 弾性体 3 0はゴム状弾性材料からなるものであって、 その内周は、 ハプ 1 0に おけるプレート 1 2のリム部 1 2 cの外周面と一体的に加硫接着され、 外周部に は、 金属製の補強環 4 0が埋設状態に一体的に'加硫接着されている。 そして、 補 強環 4 0の内周側が弾性体本体 3 1であり、 励磁コイル 2の非通電時に、 ァーマ チユア 5をロータ 4の端壁部 4 bからギヤップ Gだけ軸方向正面側へ離間した状 態に保持し、 励磁コイル 2の通電時に、 その磁力によって磁化されたァーマチュ ァ 5が軸方向移動して回転中のロータ 4の端壁部 4 bに吸着されるのを許容し、 回転軸 6側へトルクを伝達する、 といった機能を有する。 なお、 補強環 4 0は合 成樹脂製とすることによって、 軽量化を図ることもできる。
弾性体 3 0における補強環 4 0の外周側の嵌合層 3 2は、 アウターリング 2 0 のスリープ部 2 1の内周面に、 補強環 4 0との間で適当な締め代をもって圧入嵌 着され、 第 2図及び第 4図に示されるように、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1に形成された複数の係合突部 2 1 aが、 嵌合層 3 2に、 その外周面を部分的 に凹ました状態で凹凸係合することによって、 アウターリング 2 0と弾性体 3 0 との相対回転が阻止されている。 また、 弾性体本体 3 1の内周部には、 ァーマチ ユア 5が弾性体本体 3 1の弾性によってロータ 4の端壁部 4 bから軸方向へ離間 した位置に保持されている時に、 このァーマチュア 5の正面側の端面と接触され る弾性突条 3 3が形成されている。
この弾性体 3 0は、 図示されていない加硫成形用金型内に、 予め加硫接着剤を 塗布したプレート 1 2と補強環 4 0を、 互いに同心的にセットし、 型締めによつ てプレート 1 2のリム部 1 2 cの外周から補強環 4 0の外周にかけて画成される 環状のキヤビティ内に、 成形用未加硫ゴム材料を充填して加熱 ·加圧することに よって、 第 5図に示されるように、 加硫成形と同時にプレート 1 2及び捕強環 4 0と一体化させた一体成形物 Aとして製作されたものである。 —方、 アウターリング 2 0は、 係合突部 2 1 aを含むスリーブ部 2 1の内径が 、 一体成形物 Aにおける補強環 4 0よりも大径かつ嵌合層 3 2の外径より.も小径 に形成され、 第 5図に示される未組立状態では、 スリーブ部 2 1の正面側の端部 から軸方向へ突出した複数の突起 2 4 aが円周方向等間隔で形成されている。 そ して、 この形態によるカップリング 7は、 一体成形物 A (弾性体 3 0 ) を、 スリ ーブ部 2 1の内周にその正面側から圧入して、 弾性体 3 0の外周部における背面 側の端部 背面側ストッパ 2 3に当接させると共に、 前記突起 2 4 aを内周側へ 屈曲させて弾性体 3 0の外周部における正面側の端部に当接した正面側ストツパ とし、 一体成形物 Aのプレー 1、 1 2に、 第 3図に示されるように、 ボス 1 1を、 リベッ ト 1 3を介して取り付けることによって組立てられる。
以下、 上述の第一の形態によるカツプリング 7を用いた電磁クラッチの動作に ついて説明すると、 第 1図において、 ロータ 4は、 プーリ 4 cに巻き掛けられた 無端ベルト （不図示） を介して、 内燃機関のクランクプーリからの駆動力を与え られて回転する。 そして、 励磁コイル 2への非通電時には、 ァーマチュア 5がギ ャップ Gを介してロータ 4の端壁部 4 bから離間した状態に保持されているので 、 回転軸 6へのトルクが遮断されており、 すなわちコンプレッサ (ひいては空調 装置） が停止状態にある。
ここで、 励磁コィノレ 2に励磁電流が投入されると、 励磁コイル 2に発生する磁 界によって、 ロータ 4及びァーマチュア 5が磁化されるので、 ァーマチュア 5が 、 カップリング 7における弾性体 3 0の弾性体本体 3 1の軸方向剪断変形を伴い ながら、 ロータ 4へ向けて軸方向変位し、 その端壁部 4 bに吸着されて、 クラッ チミ一ト状態となる。 このため、 ロータ 4の回転トルクが、 ァーマチュア 5から カップリング 7のアウターリング 2 0、 弾性体 3 0及びハブ 1 0を介して回転軸 6へ伝達され、 コンプレッサ （ひいては空調装置） が運転状態となる。
このとき、 弾性体 3 0は、 ァーマチュア 5とロータ 4とのクラッチミートによ る干渉音を低減すると共に、 このクラッチミートによって、 ロータ 4の回転トル クがァ一マチュア 5へ急激に入力されることによる衝撃を、 弾性体本体 3 1の捩 り方向剪断変形によって、 有効に緩和する。 また、 弾性体 3 0は、 その外周部に おける嵌合層 3 2が、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1に圧接していると共 に、 このスリーブ部 2 1に形成された係合突部 2 1 aと凹凸係合しているので、 ァーマチュア 5からアウターリング 2 0に入力される急激な回転トルクによって 、 アウターリング 2 0と弾性体 3 0との間に円周方向のスベリを生じるようなこ とがなく、 アウターリング 2 0に対する弾性体 3 0の軸方向のスベリは、 スリー ブ部 2 1に形成された背面側ストッパ 2 3及び正面側ストツパ 2 4によって防止 される。
また、 ァーマチュア 5がロータ 4の端壁部 4 bに吸着されて、 クラッチミート される過程では、 短時間ではあるが、 ァーマチュア 5がロータ 4と摺動するので 、 摩擦による高熱を発生する。 そしてこの熱は、 アウターリング 2 0の結合フラ ンジ部 2 2からスリーブ部 2 1に伝熱されるが、 スリーブ部 2 1の内周面に圧接 している嵌合層 3 2は不導体であり、 熱伝導率が極めて低いので、 補強環 4 0及 ぴ弾性体本体 3 1は、 アウターリング 2 0に対して熱的に絶縁されている。 この ため、 ァーマチュア 5とアウターリング 2 0の間に遮熱用のスぺーサを介在させ ることなく、 補強環 4 0と弾性体本体 3 1との接着面の破壊を有効に防止するこ とができる。
なお、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1の内周面に圧接している嵌合層 3 2の外周部は、 熱によってゴム材質が劣化するが、 嵌合層 3 2と前記スリーブ部 2 1とのスベリ トルクは接着に依存されているものではなく、 スリーブ部 2 1に 形成された係合突部 2 1 aとの凹凸係合力によるものであるため、 トルク伝達機 能が確保される。
次に、 ロータ 4にァーマチュア 5が吸着されたクラッチミート状態から、 励磁 コイル 2への励磁電流の供給を遮断すると、 ァーマチュア 5の磁気吸着力が解除 されるので、 弾性体本体 3 1の軸方向復元力によって、 ァーマチュア 5はロータ 4の端壁部 4 bから離れて正面側へ復帰動作する。 このため、 ロータ 4からァー マチュア 5及び力ップリング 7を介しての回転トルクの伝達が遮断され、 回転軸 6の回転が停止する。
また、 ァーマチュア 5の復帰動作に際しては、 その正面側の端面が、 弾性体 3 0の内周部に形成された複数の円弧状の弾性突条 3 3に接触することによって、 ァーマチュア 5の復帰位置を規定するようになっているため、 金属接触の場合の ような衝突音を発生しない。
なお、 上述した実施の形態では、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1に形成 する非円筒面を、 内周側へ湾曲した形状の複数の係合突部 2 1 aとしたが、 V字 状、 波状など、 種々の形状が考えられる。
次に、 第 6図は、 本発明に係る竃磁クラッチ用カップリングの好ましい第二の 形態を、 未装着状態で示す正面図、 第 7図は、 第 6図における VII— VII ' 線で 切断して示す断面図である。
第二の形態によるカツプリング 7は、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1が 円筒面をなしていて、 先に説明した図 2のような係合突部 (非円筒部) 2 l aが 形成されておらず、 このスリーブ部 2 1の正面側の端部に形成された複数の正面 側ストッパ 2 4が、 弾性体 3 0に埋設状態に加硫接着された補強環 4 0の正面側 の端部に形成された複数の係合突起 4 1と円周方向に互いに係合されるようにな つている点で、 第一の形態と異なり、 他の部分は、 基本的に第一の形態と同様に 構成されている。
詳しくは、 補強環 4 0の正面側の端部に形成された係合突起 4 1は、 請求項 3 に記載された円周方向係合部に相当するものであって、 第 7図に示されるように 、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1に形成された各正面側ストッパ 2 4を、 2個 1組で円周方向両側から挟み込むように、 弾性体 3 0から露出している。 し たがって、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1に形成された正面側ストッパ 2 4は、 第一の形態と同様、 背面側ストツバ 2 3と共にアウターリング 2 0に対す る弾性体 3 0の軸方向のスベリを防止する機能を有するほか、 円周方向両側にあ る係合突起 4 1との係合によって、 アウターリング 2 0に対する弾性体 3 0の軸 方向のスベリを防止する機能を有するものである。
すなわち、 先に説明した第 1図のァーマチュア 5が、 励磁コイル 2の磁界によ つて、 ロータ 4に吸着されてクラッチミートした時には、 ロータ 4からァーマチ ユア 5を介してアウターリング 2 0へ入力される回転トルクは、 このアウターリ 0 ング 2 0の正面側ストツノヽ 2 4力ゝら、 この正面側ストッパ 2 4に係合突起 4 1に おいて係合している補強環 4 0を介して、 この補強環 4 0と一体成形された弾性 体 3 0へ伝達される。 したがって、 前記クラッチミート時の急激な回転トルクの 入力によって、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1と弾性体 3 0との間に円周 方向のスベリを生じることがない。
また、 アウターリング 2 0のスリープ部 2 1の内周面に圧接している嵌合層 3 2は、 ゴム状弾性材料からなるものであって、 熱伝導率が極めて低いので、 補強 環 4 0及び弾性体本体 3 1は、 アウターリング 2 0に対して熱的に絶縁されてい る。 このため、 補強環 4 0と弾性体本体 3 1との接着面の破壊を有効に防止する ことができる。
なお、 アウターリング 2 0のスリーブ部 2 1の内周面に圧接している嵌合層 3 2の外周部は、 熱によってゴム材質が劣化するが、 入力トルクの伝達は、 嵌合層 3 2と前記スリーブ部 2 1とのスベリ トルクには依存されず、 上述のように、 了 ウタ一リング 2 0の正面側ストツパ 2 4と、 補強環 4 0の係合突起 4 1との係合 部を介して行われるので、 トルク伝達機能が確保される。 産業上の利用可能性
請求の範囲第 1項の発明に係る電磁クラッチ用力ップリングによると、 ゴム状 弾性材料からなる弾性体の外周部に補強環が埋設され、 この補強環の外周側に形 成された嵌合層が、 ァーマチュア側のアウターリングの内周面に嵌着されること によって、 クラッチミートの際に発生した摩擦熱が、 前記嵌合層によって遮断さ れるため、 ァーマチュアとロータとの摩擦熱による弾性体とアウターリングとの 結合破壌を防止することができ、 ァーマチュアとアウターリングの間に断熱スぺ サを介在させる必要もない。
請求の範囲第 2項の発明に係る電磁クラッチ用力ップリングによると、 ァウタ 一リングの内周面に嵌合層と円周方向に係合する非円筒面が形成されたことによ つて、 トルク伝達時におけるアウターリングと弾性体との円周方向のスベリを確 実に防止し、 トルク伝達力を高めることができる。 1 請求の範囲第 3項の発明に係る電磁クラッチ用カップリングによると、 弾性体 の外周部に埋設された補強環に、 アウターリングの一部と円周方向へ互いに係合 する円周方向係合部が形成されたことによって、 アウターリングと弾性体との軸 方向のスベリを防止することができる。
請求の範囲第 4項の発明に係る電磁クラッチ用力ップリングによると、 ァウタ 一リングに弾性体の外周部に対する軸方向ス トツバが形成されたことによって、 アウターリングと弾性体との軸方向のスベリを防止することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 回転軸 （6) に取り付けられるハブ （10) と、 このハブ （10) の外周側 に同心的に配置されて励磁コイル （2) の通電 /非通電によってロータ （4) と 軸方向に接離されるァーマチュア （5) に結合されるアウターリング （20) と 、 前記ハブ （10) とアウターリング （20) とを弾性的に連結するゴム状弹性 材料からなる弾性体 （30) とを具備し、 前記弾性体 （30) の外周部に ffi強環
(40) が埋設されると共に、 この補強環 （40) の外周側に形成された弾性体 (30) の一部からなる嵌合層 (32) が、 前記アウターリング (20) の内周 面に嵌着されたことを特徴とする電磁クラッチ用カップリング。
2. アウターリング （20) の内周面に嵌合層 （3 2) と円周方向に係合する非 円筒面 （21 a) が形成されたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の電磁 クラツチ用力ップリング。
3. 補強環 （40) に、 アウターリング （20) の一部と円周方向へ互いに係合 する円周方向係合部 （41) が形成されたことを特徴とする請求の範囲第 1項に 記載の電磁クラッチ用カップリング。
4. アウターリング (20) に弾性体 (30) の外周部に対する軸方向ス トッパ (23, 24) が形成されたことを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記 載の電磁クラツチ用力ップリング。
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