WO2007032158A1

WO2007032158A1 - 電磁クラッチ

Info

Publication number: WO2007032158A1
Application number: PCT/JP2006/315275
Authority: WO
Inventors: Hideyuki Gonda; Tomonori Matsumura; Tomohiro Yamaguchi
Original assignee: Sanden Corporation
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2007-03-22
Also published as: CN101263314A; EP1925840A4; US20090266668A1; EP1925840A1; JP2007078102A

Abstract

　本発明の電磁クラッチは、自動車のエンジンから動力を受け取るロータユニット（１１）を備え、このロータユニット（１１）は無端状ベルトが掛け回されるプーリ（１１１）と、このプーリ（１１１）内に配置されたロータ（１１２）とを有し、これらプーリ（１１１）及びロータ（１１２）は、プーリ（１１２）におけるインナリム（１１１ａ）の内周面から突出した小突起（１１１ｃ）がロータ（１１２）の外周面に形成された穴（１１２ｄ）に嵌合され且つ穴（１１２ｄ）に対してかしめられることにより相互に一体的に結合されている。

Description

明細書

電磁クラッチ

技術分野

[0001] 本発明は、駆動源力被駆動装置への動力の伝達を制御する電磁クラッチに関する。

背景技術

[0002] この種の電磁クラッチは、例えば自動車のェンジ力も空調システムの圧縮機への動力の伝達を制御するために使用される。具体的には、電磁クラッチがオン作動されたとき、電磁クラッチはエンジン力も圧縮機に動力を伝達し、これにより、圧縮機は作動される。これに対し、電磁クラッチがオフ作動されたとき、電磁クラッチはエンジンから圧縮機に伝達される動力を遮断し、圧縮機の作動を停止させる。

[0003] 上述した動力の伝達を制御するため、電磁クラッチは、エンジン力もの動力が無端状ベルトを介して供給されるプーリと、このプーリ内に同心的に配置され、プーリに結合されたロータとを含み、ロータはプーリと一体に回転する。より詳しくは、電磁クラッチがオン作動されたとき、電磁クラッチの電磁コイル及びァーマチュアユニットは互!ヽに協働して、ロータの回転を圧縮機の主軸に伝達する。

[0004] 上述したプーリ及びロータは、例えば特開平 6— 74256号公報に開示されているようにレーザ溶接により互いに結合されている。具体的には、プーリはロータの外周面に先ず嵌合される。この後、これらプーリとロータとの境界にロータの周方向に沿ってレーザ光が照射され、ここでのレーザ光の照射はロータに対してプーリを溶接し、この結果、プーリ及びロータは互いに一体的に結合される。

[0005] ロータの軸線方向及び周方向のそれぞれに関し、ロータに対するプーリの結合位置はレーザ溶接のみによって決定されるため、プーリの結合位置にばらつきが発生し易い。また、レーザ溶接はプーリ及びロータを局所的に加熱するため、これらプーリ及びロータに熱変形を引き起こす。このような熱変形を受けたプーリ及びロータの箇所は、電磁クラッチの使用中、これらプーリ及びロータが破損する際の起点となる。

[0006] 本発明の目的は、ロータの軸線方向及び周方向のそれぞれに関し、ロータに対するプーリの結合位置を正確に決定でき、また、これらロータ及びプーリが熱変形を受けることなく、ロータ及びプーリが互、に結合されて、る電磁クラッチを提供することにある。

発明の開示

[0007] 上述の目的を達成するため、駆動源から被駆動装置への動力の伝達を制御する本発明の電磁クラッチは、ロータユニットであって、駆動源力もの動力を受け取るプーリと、プーリ内に配置され且つ磁性材料から形成されたロータと、プーリ及びロータを互ヽに機械的に結合すべく、互ヽに係合し且つ力しめられた一対の係合要素とを含む、ロータユニットと、被駆動装置に連結されるべきァーマチュアユニットであって、口ータに近接して対向し、ロータ力も離れる方向に付勢されたァーマチュア板を含む、ァーマチュアユニットと、ロータ内に配置され、電磁コイルを含むステータユニットであつて、電磁コイルに通電されたとき、電磁コイルはロータを磁ィ匕し、ァーマチュア板の付勢力に抗して前記ロータにァーマチュア板を吸着させる、ステータユニットとを備える。

[0008] 具体的には、プーリは、プーリボディと、プーリボディの一端からプーリの径方向内側に向けて突出したインナリムとを含み、インナリムは、ロータの外周面に互いに圧力ばめにより密着された内周面と、プーリボディ力も露出した外周面とを有する。

[0009] 上述の電磁クラッチによれば、ロータユニットの組立は、プーリ内にロータを圧入し、この際、一対の係合要素を互いに嵌合させ、この後、これら係合要素を互いに対して力しめることで完了する。

一対の係合要素は、ロータの軸線方向に関して、ロータに対するプーリの正確な位置決めを可能にし、また、ロータユニットの組立時、プーリ及びロータは熱変形を受けることがない。

[0010] 好ましくは、一対の係合要素は、インナリム及びロータの互い密着する 2つの周面の一うち、一方の周面から突出された雄型要素と、他方の周面に形成され、前記雄型要素が嵌合された雌型要素とを有することができる。

更に、ロータユニットは、インナリムの外周面又は前記ロータの内周面に形成され、雄型要素の位置を示すマークを更に含むことができ、具体的には、マークは凹みである。このようなマークは雌型要素に対して雄型要素をかしめるとき、雄型要素の位置を示す。

[0011] 好ましくは、ロータユニットは、インナリム及び前記ロータの周方向に間隔を存して配置された複数対の係合要素を含むことができ、これら係合要素は同一の円周上に位置付けられている。

[0012] 更に、ロータユニットは、ロータの軸線方向に関して前記円周上とは異なる位置に規定された他の円周上に前記周方向に等間隔を存して配置され、前記第 1雌型要素と同数の第 2雌型要素を更に含むことができ、この場合、第 1及び第 2雌型要素の配列は前記周方向に関して、互いに位相が異なつて、る。

[0013] 雄型要素は対応する第 1又は第 2雌型要素に嵌合され、これら第 1及び第 2雌型要素は、ロータの軸線方向に関し、プーリにおける結合位置の選択を許容する。

雄型及び雌型要素の横断面形状は、円形、楕円形及び多角形の何れかである。図面の簡単な説明

[0014] [図 1]第 1実施例の電磁クラッチを示す分解斜視図である。

[図 2]第 1実施例の電磁クラッチの断面図である。

[図 3]図 2のロータユニットの断面図である。

[図 4]図 2のロータユニットの組立にあたり、ロータに対するプーリの相対的な圧入ェ程を説明するための図である。

[図 5]図 4の圧入工程の後のかしめ工程を説明するための図である。

[図 6]第 2実施例のロータユニットの一部を示す断面図である。

[図 7]プーリが 1つの結合位置にてロータに結合されている状態での第 3実施例の口ータユニットの一部を示す断面図である。

[図 8]プーリが他の結合位置にてロータに結合されている状態での第 3実施例のロータユニットの一部を示す断面図である。

[図 9]第 4実施例のロータユニットの一部を示す断面図である。

[図 10]楕円形状の小突起及び穴を示した図である。

[図 11]四角形状の小突起及び穴を示した図である。

[図 12]六角形の小突起及び穴を示した図である。発明を実施するための最良の形態

[0015] 図 1に示されている第 1実施例の電磁クラッチ 10は、自動車のエンジンと空調システムの圧縮機とを接続する動力伝達経路に介挿され、エンジンカゝら圧縮機への動力の伝達を制御するために使用される。

[0016] 電磁クラッチ 10は大きく分けて、ロータユニット 11、ァーマチュアユニット 12及びステータユニット 13を備え、ロータユニット 11は動力伝達経路から動力の伝達を受ける。ァーマチュアユニット 12はロータユニット 11の前側に対向して配置されており、ステータユニット 13はロータユニット 11内に配置され、ロータユニット 11に対してァーマチユアユニット 12を電磁的に吸着させる機能を有する。

[0017] 図 1及び図 2に示されるようにロータユニット 11は、プーリ 111と、このプーリ 111の内部に配置され、プーリ 111と一体的に結合されたロータ 112とを含む。これらプーリ 111及びロータ 112は共に金属材料力形成される力特に、ロータ 112は磁ィ匕可能な金属材料、即ち、磁性材料からなる。プーリ 111は中空の円筒状をなしたプーリボディ 11 lbを有し、このプーリボディ 11 lbの両端にはフランジ 11 Idがそれぞれ一体に形成されており、これらフランジ 11 Idはプーリボディ 11 lbの径方向外側に向けて突出している。更に、プーリボディ 11 lbの外周面には複数の V字溝 1 l ieが形成されており、これら V字溝 l l leはプーリ 111の軸線方向に互いに隣接し、プーリ 111の全周に亘つて延びている。

[0018] 一方、前述した動力伝達経路は無端状ベルトを含み、この無端状ベルトはその内周面に V字溝 1 l ieに嵌合する複数の V字突条を有する。それ故、無端状ベルトはプーリ 111に掛け回し可能であり、プーリ 111は動力伝達経路力も無端状ベルトを介して動力を受け取ることができる。

[0019] プーリ 111は図 2でみてプーリボディ 11 lbの右端に環状のインナリム 11 laを一体に有し、このインナリム 11 laはプーリボディ 11 lbから右方に僅かに突出し、プーリボディ 11 lbの内径よりも小さい内径を有する。インナリム 11 laはその内周面に 3個の小突起 (dowelsU l lcを一体に有し、これら小突起 111cは円形形状をなす。小突起 1 11cは、インナリム 11 laの内周面からプーリボディ 11 lbの径方向内側に突出し、ィンナリム 11 laの周方向に等間隔を存して配置されているともに、同一の円周上に位置付けられている。

[0020] 更に、インナリム 111aの外周面には 3個の円形の凹み l l ldが形成されている。図 3から明らかなように、凹み 11 Idは小突起 111cに対応し、プーリ 111の外側から小突起 11 lcの位置を認識するための目印である。

一方、ロータ 112は円筒形状をなし、ロータ 112はインナリム 111a内への圧入が許容されている。即ち、ロータ 112はインナリム 111aの内径よりも若干大きい外径を有する。

[0021] ロータ 112はリング形状の前壁 112cと、ァウタシリンダ壁 112a及びインナシリンダ壁 112bとを有し、これらシリンダ壁 112a, 112bは前壁 112cの外周及び内周から口ータ 112の軸線方向に延びている。それ故、ァウタシリンダ壁 112aはロータ 112の外周面を形成し、そして、シリンダ壁 112a, 112bは互いに同心に配置され、これらシリンダ壁 112a, 112b間にて環状室 112fが規定されて!、る。

[0022] 図 2に示されるように、プーリ 111はインナリム 111aにてァウタシリンダ 112aの外周面に取り付けられており、一方、インナシリンダ壁 112bは軸受 113を介して圧縮機のハウジング 20に取り付け可能である。図 2中、ハウジング 20は 2点鎖線で示されている。

[0023] 従って、ロータユニット 11が軸受 113を介してハウジング 20に支持されている状態で、ロータユニット 11のプーリ 111に動力経路の動力が伝達されたとき、ロータ 112 はプーリ 111とともに、ハウジング 20の回りを回転する。

[0024] 更に、図 3に示されるようにァウタシリンダ壁 112aの外周面には、 3個の穴 112dが形成されている。これら穴 112dは、前述した小突起 111cの嵌め込みを許容する大きさを有し、ァウタシリンダ壁 112aの周方向に等間隔を存して配置されているとともに、同一の円周上に位置付けられている。

[0025] それ故、図 2から明らかなように、各穴 112dに小突起 111cがそれぞれ嵌め込まれた状態で、ロータ 112の外周面上にプーリ 111が取り付けられたとき、プーリ 111は口ータ 112の軸線方向に関し、穴 112dにより決定される軸方向位置に正確に位置決めされる。ここでのプーリ 111の位置決めは、プーリ 111に対する前述した無端状べルトの適正な掛け回しを保証する。 [0026] なお、穴 112dは、ロータ 112の軸線方向に関してプーリ 111を位置決めするば力りでなく、プーリ 111及びロータ 112の相対的な回転角位置も決定する。

図 1及び図 2に示されるように、ァーマチュアユニット 12はその中央にボス 121を含み、このボス 121は圧縮機の主軸 30に取り付け可能である。なお、主軸 30は前述したハウジング 20に対し、軸受及びシールを介して回転自在に支持されて！、る。

[0027] ボス 121には三角形状の連結プレート 122が 3個のリベット 121aを介して取り付けられており、各リベットリベット 121aは連結プレート 122の各角部にそれぞれ配置されている。

[0028] 更に、ァーマチュアユニット 12は環状のァーマチュア板 123を含む。このァーマチユア板 122は、連結プレート 122とロータユニット 11との間に配置され、ロータ 112の前壁 112cと対向している。また、連結プレート 122とァーマチュア板 123との間には 3枚のリーフスプリング 124が配置され、各リーフスプリング 124の両端は連結プレート 122及びァーマチュア板 123のそれぞれにリベット 124aを介して連結されて、る。これらリーフスプリング 124は、ロータ 112の前壁 112cからァーマチュア板 123を離す方向にァーマチュア板 123を付勢し、通常、ァーマチュア板 123とロータ 112の前壁 112cとの間には所定のギャップが確保されて、る。

[0029] 図 1及び図 2に示されるように、ステータユニット 13は前述したロータ 112の環状室 112f内に配置されている。ステータユニット 13は電磁コイル 131を含み、この電磁コィル 131は環状のコイルケース 132内に収容されている。このコイルケース 132はコァリング 133により囲まれている。更に、電磁コイル 131はその一部が円弧状のコイルカバー 134により覆われており、コアリング 133は取付けプレート 135を有する。この取付プレート 135は、圧縮機のハウジング 20にステータユニット 13を固定するために使用される。

[0030] 図 2に示されているように、電磁クラッチ 10が圧縮機のハウジング 20に取り付けら、そして、電磁クラッチ 10におけるロータユニット 11のプーリ 111に前述した動力伝達経路の無端状ベルトが掛け回されていると仮定する。このとき、プーリ 111はエンジンからの動力を受け取り、ロータ 112と共に回転する。

[0031] 上述した状態にて、電磁クラッチ 10がオン作動されたとき、即ち、ステータユニット 1 3の電磁コイル 131に通電されたとき、電磁コイル 131はロータユニット 11のロータ 11 2を磁化させる。このようなロータ 122の磁化は、リーフスプリング 124の付勢力に抗し、ァーマチュア板 123をロータ 122の前壁 112cに向けて吸引する。それ故、ロータ 1 22及びァーマチュア板 123は一体的に結合され、ァーマチュア板 123はロータ 112 とともに回転する。

[0032] ァーマチュア板 123は、リーフスプリング 124、連結プレート 122及びボス 121を介して圧縮機の主軸 30に連結されているので、主軸 30はァーマチュア 123と一緒に回転され、これにより、圧縮機が作動する。

[0033] 一方、電磁クラッチ 10がオフ作動され、電磁コイル 131への通電が停止されたとき、ァーマチュア板 123はリーフスプリング 124の付勢力によりロータ 112の前壁 112c から離れる。それ故、この時点で、ロータ 112からァーマチュア板 123への回転力の伝達が阻止され、圧縮機の作動は停止される。

[0034] 次に、図 4及び図 5を参照しながら、前述したロータユニット 11の組立について説明する。

[0035] 先ず、ロータ 112は固定状態で保持され、そして、図 4中の 2点鎖線で示されるように、プーリ 111はロータ 112を外側から囲むように配置される。このとき、プーリ 111のインナリム 111aがロータ 112からロータ 112の軸線方向に突出し、そして、インナリム 11 laの小突起ロータ 11 lcは、ロータ 112の対応する穴 112dと同一線上に位置付けられている。

[0036] 上述の状態にて、ロータ 112に対し、プーリ 111が図 4中、白抜き矢印で示される方向に移動されたとき、ロータ 112はプーリ 111のインナリム 11 la内に相対的に圧入される。このような圧入は、ロータ 112の穴 112dにインナリム 11 laの小突起 111cが填り込んだ時点で終了する。

[0037] この後、図 5に示されるように、各小突起 111cは、インナリム 11 laの外周面に形成されている凹み l l ldを目印として、インナリム 111aの外側から穴 112d内に向けて叩き込まれ、穴 112dに対してかしめられる。この時点で、プーリ 111及びロータ 112 は互いに結合され、ロータユニット 11の組立が完了する。

[0038] 上述の圧入工程は、プーリ 111を固定状態にし、このプーリ 111のインナリム 11 la に対してロータ 112を押し込むことによつても可能である。

上述のロータユニット 11の組立作業は、図 4に示された圧入工程及び図 5に示された力しめ工程のみを含み、レーザ溶接を含んでいない。それ故、本発明のロータュニット 11は、前述したようなレーザ溶接の実施に起因した不具合、つまり、プーリ 111 及びロータ 112の熱変形を被ることがな、。

[0039] ロータ 112の軸線方向に関して、ロータ 112に対するプーリ 111の結合位置は、口ータ 112の穴 112dの位置により決定されるため、プーリ 111の位置決めは簡単でかつ精度良く実施可能である。

[0040] 本発明は上述した第 1実施例に制約されず、種々の変更が可能であり、第 2〜第 4 実施例の電磁クラッチについて、以下に説明する。第 2〜第 4実施例の電磁クラッチを説明するにあたり、第 1実施例の部材及び部位と同様な機能を発揮する部材及び部位には同一の参照符号を付して、これら部材及び部位の説明は省略する。

[0041] 図 6は、第 2実施例の電磁クラッチの一部を示す。

図 6の電磁クラッチの場合、ロータ 112の各穴 112dは第 1実施例での場合によりも、ロータ 112の軸線方向でみて、ロータ部 112の中央寄りに位置付けられている。それ故、ロータユニットが組み立てられたとき、プーリ 111は図 6中、破線で示されている第 1実施例のプーリ 111よりも距離 Dだけ、ァーマチュアユニット 12側に位置付けられる。このように、ロータ 112に対するプーリ 111の結合位置は、穴 112dの位置により容易に変更可能である。それ故、前述した動力伝達経路の無端状ベルトの配置が変更されても、この変更に対して本発明の電磁クラッチは容易に対処することができる。

[0042] 図 7及び図 8は、第 3実施例の電磁クラッチの一部を示す。

第 3実施例の場合、ロータ 112はその軸線方向でみて、互いに異なる 2つの円周上のそれぞれに 3個ずつ穴 112dを有する。なお、図 7及び図 8において、 2つの円周上の穴 112dはロータ 112の軸線方向でみて同一線上に配置されている力実際、一方の円周上に分布された穴 112dと他方の円周上に分布された穴 112dは、ロータ 12の周方向でみて分布の位相が互ヽに異なつている。

[0043] 第 3実施例の場合、プーリ 111は図 7に示される結合位置又は図 8に示される結合位置にて、ロータ 112に結合可能である。即ち、第 3実施例では、ロータ 112に対するプーリ 111の結合位置が選択可能であり、無端状ベルトのレイアウトが異なる動力伝達経路に対しても容易に対処することができる。

[0044] 図 9は、第 4実施例の電磁クラッチの一部を示す。

第 4実施例の場合、小突起 11 lc及び凹み 11 Idはロータ 112におけるァウタシリンダ壁 112aの外周面及び内周面にそれぞれ配置され、これに対し、穴 112dはプーリ 111におけるインナリム 11 laの内周面に配置されて、る。

上述した第 2〜第 4実施例の電磁クラッチが第 1実施例の電磁クラッチ 10と同様な利点を有することは言うまでもな、。

[0045] 更に、図 10〜図 12は、小突起及び穴の変形例をそれぞれ示す。

図 10の小突起 113a及び穴 113bは楕円形状をなす。図 11の小突起 114a及び穴 1143bは四角形状をなす。図 12の小突起 115a及び穴 115bは六角形状をなす。更に、小突起及び穴は、図 10〜図 12に示された形状にも限らず、任意の形状を有することがでさる。

Claims

請求の範囲

[1] 駆動源力被駆動装置への動力の伝達を制御する電磁クラッチは、

ロータユニットであって、前記駆動源からの動力を受け取るプーリと、前記プーリ内に配置され且つ磁性材料から形成されたロータと、前記プーリ及び前記ロータを互ヽに機械的に結合すベぐ互いに係合し且つ力しめられた一対の係合要素とを含む、ロータユニットと、

前記被駆動装置に連結されるべきァーマチュアユニットであって、前記ロータに近接して対向し、前記ロータ力離れる方向に付勢されたァーマチュア板を含む、ァーマチュアユニットと、

前記ロータ内に配置され、電磁コイルを含むステータユニットであって、前記電磁コィルに通電されたとき、電磁コイルは前記ロータを磁ィ匕し、前記ァーマチュア板の前記付勢力に抗して前記ロータに前記ァーマチュア板を吸着させる、ステータユニットと

を備える。

[2] 請求項 1に記載の電磁クラッチにおいて、

前記プーリは、プーリボディと、前記プーリボディの一端から前記プーリの径方向内側に向けて突出したインナリムとを含み、

前記インナリムは、前記ロータの外周面に互いに圧力ばめにより密着された内周面と、前記プーリボディ力露出した外周面とを有する。

[3] 請求項 2に記載の電磁クラッチにおいて、

前記一対の係合要素は、前記インナリム及び前記ロータの互い密着する前記 2つの周面の一うち、一方の周面力突出された雄型要素と、他方の周面に形成され、前記雄型要素が嵌合された雌型要素とを有する。

[4] 請求項 3に記載の電磁クラッチにおいて、

前記ロータユニットは、前記インナリムの外周面又は前記ロータの内周面に形成され、前記雄型要素の位置を示すマークを更に含む。

[5] 請求項 4に記載の電磁クラッチにおいて、

前記マークは凹みである。

[6] 請求項 3に記載の電磁クラッチにおいて、

前記ロータユニットは、前記インナリム及び前記ロータの周方向に間隔を存して配置された複数対の係合要素を含み、これら係合要素は同一の円周上に位置付けられている。

[7] 請求項 6に記載の電磁クラッチにおいて、

前記ロータユニットは、前記ロータの軸線方向に関して前記円周上とは異なる位置に規定された他の円周上に前記周方向に等間隔を存して配置され、前記第 1雌型要素と同数の第 2雌型要素を更に含む。

[8] 請求項 7に記載の電磁クラッチにおいて、

前記第 1及び第 2雌型要素の配列は前記周方向に関して、互いに位相が異なっている。

[9] 請求項 3に記載の電磁クラッチにおいて、

前記要素の横断面形状は、円形、楕円形及び多角形の何れかである。