WO2021075443A1 - 電磁クラッチ - Google Patents

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WO2021075443A1
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rotor
electromagnetic clutch
diameter
compressor
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祥寛 山田
敦史 清水
一郎 平野
昌憲 玉
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株式会社ヴァレオジャパン
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    • F16D27/10Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
    • F16D27/108Magnetically- 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
    • F16D27/112Magnetically- 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32Friction members
    • F16H55/36Pulleys

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic clutch used to interrupt the rotational force transmitted from a rotational power source such as an engine or a motor to a compressor for a vehicle air conditioner, and particularly to an electromagnetic clutch corresponding to a high rotation speed of the compressor. Regarding.
  • a general electromagnetic clutch used in a compressor for a vehicle air conditioner is rotatably fitted on the outer periphery of a cylindrical portion of a housing that supports a drive shaft via a bearing.
  • a rotor that rotates by receiving a rotational force from a rotational power source such as an engine or a motor, a hub that is non-rotatably connected to the drive shaft and rotates with the drive shaft, and a hub that is connected to this hub It is provided with an armature plate arranged on the side end faces so as to face each other with a slight gap, and an exciting coil housed inside an annular space of the rotor.
  • a pulley for winding a belt for transmitting a rotational force from a rotational power source is arranged on the outer peripheral side of the rotor, and the rotor and the pulley are integrally formed. ing.
  • the diameter of the pulley of the electromagnetic clutch is reduced by separating the pulley from the rotor and projecting the pulley toward the front side of the armature plate so that the rotor does not exist inside the pulley. Can be considered.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and in order to reduce the diameter of the pulley of the electromagnetic clutch and change the pulley ratio, the pulley is separated from the rotor and is front of the armature plate. Even if the pulley is projected to the side, it is an object of the present invention to provide an electromagnetic clutch that prevents water and foreign matter from entering through the opening of the pulley.
  • the electromagnetic clutch according to claim 1 receives a rotor rotatably supported by a housing of a compressor and a rotational force from a rotational power source via a belt to rotate relative to the rotor.
  • a pulley that is impossibly connected and rotates integrally, a hub that is non-rotatably connected to the drive shaft of the compressor, and a hub that rotates with the drive shaft, and a side end surface of the rotor that is connected to the hub.
  • An exciting coil that is supported by the housing of the compressor and is supported by an armature plate that is arranged so as to face each other with a gap between the armature plate and the rotor, and is housed inside the rotor to generate an electromagnetic attraction force between the armature plate and the rotor.
  • an electromagnetic clutch provided with, the rotor and the pulley are separated from each other, the pulley is attached to the rotor from the front side, and the pulley is a small-diameter pulley protruding from the armature plate to the front side.
  • the small-diameter pulley portion has a portion, and the small-diameter pulley portion is characterized in that a cover is provided at an opening on a side (front side) opposite to the rotor.
  • the rotational power source is, for example, an automobile engine or a motor.
  • the cover is for preventing not only water but also foreign matter from entering from the outside of the pulley, and the cover may be formed with a through hole that can suppress the intrusion of water and foreign matter to some extent.
  • the outer diameter of the pulley of the small diameter pulley portion is smaller than the outer diameter of the connecting portion with the rotor.
  • the cover prevents water from entering the pulley.
  • the cover also prevents foreign matter from entering the pulley. Therefore, it prevents water from entering the bearing through the gap between the armature plates and causing the bearing to rust and not rotate, the friction engagement surface of the armature plate and rotor to rust, and foreign matter to enter the pulley. can do.
  • the electromagnetic clutch according to claim 2 is characterized in that the pulley has a large-diameter pulley portion having a diameter larger than the diameter of the small-diameter pulley portion on the outer peripheral side of the rotor.
  • the small diameter pulley portion and the large diameter pulley portion are connected and integrated by, for example, a connecting portion extending in the radial direction of the drive shaft.
  • the pulley is attached to the rotor from the front side by fixing the connecting portion of the pulley and the portion facing the connecting portion of the rotor with a fixing tool such as a bolt.
  • the contrast between the diameter of the small diameter pulley portion and the diameter of the large diameter pulley portion may be, for example, a comparison of the outer diameter of the pulley or a comparison of the nominal diameter of the pulley.
  • the pulley of the electromagnetic clutch has a small diameter pulley portion and a large diameter pulley portion, it is possible for one electromagnetic clutch to handle different pulley ratios.
  • the electromagnetic clutch according to claim 3 is characterized in that the cover is integrally formed with the pulley. This prevents water and foreign matter from entering the pulley through the gap created when the small-diameter pulley portion and the cover are assembled.
  • the electromagnetic clutch according to claim 4 is characterized in that a discharge passage is provided at a portion where the rotor and the pulley are in contact with each other.
  • the discharge passage may be provided in the rotor or in the pulley.
  • the cover can prevent water from entering the pulley.
  • the cover can prevent foreign matter from entering the pulley. Therefore, while reducing the diameter of the pulley of the electromagnetic clutch and changing the pulley ratio, water enters the bearing through the gap of the armature plate and the bearing rusts and does not rotate, or the friction engagement surface of the armature plate and rotor becomes It is possible to prevent problems caused by rusting or foreign matter entering the pulley.
  • FIG. . It is explanatory drawing which shows the structure of the rotor of the electromagnetic clutch to which this invention was applied of Example 1 and Example 2, (a) is the front view of the rotor, (b) is the rotor II of (a). -Line II sectional view.
  • FIG. .. It is a partial cross-sectional view schematically showing the structure of the discharge passage formed in the rotor in Example 1 to which this invention was applied.
  • (A) is a perspective view of the entire structure of the compressor equipped with the electromagnetic clutch of the second embodiment to which the present invention is applied, and (b) is a partially enlarged view in which the electromagnetic clutch is mounted on the front side of the compressor.
  • Is. It is sectional drawing which mainly shows the structure of the electromagnetic clutch of Example 2 to which this invention was applied. It is explanatory drawing which shows the structure of the pulley of the electromagnetic clutch of Example 2 to which this invention was applied.
  • FIG. .. It is a partial cross-sectional view schematically showing the structure of the discharge passage formed in the rotor in Example 2 to which this invention was applied.
  • Example 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the compressor 100 shown in FIG. 1 is a refrigerant compressor for an air conditioner of a large vehicle such as a bus or a truck.
  • the type of compressor to which the present invention is applied is not limited to such a refrigerant compressor for an air conditioner of a large vehicle, and although not shown, for example, a compressor constituting a refrigeration cycle of an air conditioner of a passenger car. It is also possible to apply this invention.
  • the left side of the drawing is the front side (front side), and the right side of the drawing is the rear side (rear side).
  • the compressor 100 shown in FIG. 1A will be described as an example of a compressor to which the electromagnetic clutch 1 to which the present invention is applied is mounted.
  • the cylinder block 101 and the front side of the cylinder block 101 are interposed via a valve plate. It is configured to have a front head 102 assembled in combination and a rear head 103 assembled on the rear side of the cylinder block 101 via a valve plate.
  • the housing 105 of the compressor 100 is configured by fastening the cylinder block 101, the front head 102, and the rear head 103 with fastening bolts 104 (only the head is shown) along the axial direction thereof.
  • a plurality of cylinder bores and crank chambers are defined in the cylinder block 101 of the housing 105. Then, by rotatably supporting the drive shaft 106 (shown by a broken line in FIG. 2) penetrating the crank chamber to the cylinder block 101, a swash plate arranged in the crank chamber by the rotation of the drive shaft 106 (not shown). ) Is rotated to reciprocate the double-headed piston (not shown) in the cylinder bore.
  • An electromagnetic clutch 1 is attached to one end of the drive shaft 106 as shown in FIGS. 1 and 2. Also in FIG. 2, the left side of the figure is the front side (front side), and the right side of the figure is the rear side (rear side).
  • the electromagnetic clutch 1 is used to interrupt the rotational force transmitted from a rotational power source (not shown) such as an engine or a motor to the compressor 100. As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the electromagnetic clutch 1 can rotate via the bearing 2 to the cylindrical portion 102a projecting from the end of the front head 102 about the drive shaft 106 of the compressor 100. On the rotor 3 supported by the rotor 3, the armature plate 4 arranged so as to face the rotor 3 with a slight gap in the axial direction and fixed to the drive shaft 106 so as not to rotate, and the housing 105 of the compressor 100.
  • the hub 8 and the pulley 10 are formed with a plurality of V-shaped grooves 9 for winding the belt 200, and transmit the rotational force from the rotational power source to the rotor 3 via the belt 200. ing.
  • a leaf spring mechanism for urging the armature plate 4 in a direction away from the rotor 3 is provided. 11 is used.
  • the rotor 3 is made of a magnetic material, and the bearing 2 is provided on the inner circumference thereof, and is extended so that the drive shaft 106 is inserted from the front head 102 of the compressor 100 via the bearing 2. It is rotatably exteriorized on the outer circumference of the cylindrical portion 102a.
  • a disc-shaped friction wall 3a is formed on the opposite side (front side) of the rotor 3 from the compressor 100, and the side end surface of the friction wall 3a is substantially perpendicular to the axis of the rotor 3. It is formed in a flat shape so as to form a friction surface facing the armature plate 4.
  • the armature plate 4 is formed in a disk shape by a magnetic material.
  • the armature plate 4 is connected to the leaf spring mechanism 11 and has a side end surface 4a which is arranged so as to face the side end surface of the friction wall 3a of the rotor 3 with a slight gap.
  • the side end surface 4a is formed in a flat shape substantially perpendicular to the axis of the rotor 3 and constitutes a friction surface facing the rotor 3.
  • the exciting coil 7 is housed in the coil case 12.
  • the coil case 12 is composed of an annular iron container, includes an annular groove 12a having an open end, and houses the exciting coil 7 in the annular groove 12a. Then, the annular groove 12a is filled with the epoxy resin material 13 to fix the exciting coil 7.
  • the coil case 12 is attached to the front head 102 of the compressor 100.
  • the rotor 3 has an outer peripheral wall 3b extending from the vicinity of the outer periphery of the friction wall 3a toward the rear side and an inner peripheral wall 3c extending from the vicinity of the inner circumference of the friction wall 3a toward the rear side. Is provided.
  • the bearing 2 is fixed to the inner circumference of the inner peripheral wall 3c.
  • An annular space 5 with an open rear side is formed between the outer peripheral wall 3b and the inner peripheral wall 3c, and a coil case 12 accommodating the exciting coil 7 has a predetermined clearance in the annular space 5. Is housed through. As a result, the rotor 3 can rotate along the exciting coil 7 (coil case 12) without being in sliding contact with the coil case 12.
  • the rotor 3 and the pulley 10 are separate bodies, as shown in FIGS. 2, 3 and 4.
  • the rotor 3 and the pulley 10 will be described respectively.
  • the pulley 10 includes an armature plate 4 and a cylindrical tubular portion 10a arranged on the outer peripheral side of the rotor 3 when the electromagnetic clutch 1 is assembled to the compressor 100, and an armature.
  • the substantially cylindrical small-diameter pulley portion 10b protruding toward the front side (front side in the axial direction of the drive shaft 106) from the plate 4 is connected to the outer peripheral side of the small-diameter pulley portion 10b and the inner peripheral side of the tubular portion 10a. It has a disk-shaped connecting portion 10c.
  • a cover 14 is provided in the opening on the front side of the small diameter pulley portion 10b.
  • the small diameter pulley portion 10b has an outer diameter smaller than the outer diameter of the tubular portion 10a, and two V-shaped grooves 9 for winding the belt 200 are formed in the first embodiment.
  • the outer diameter of the small-diameter pulley portion 10b is smaller than that at least when the pulley portion is provided on the outer peripheral side of the rotor 3. Further, in the first embodiment, the diameter is smaller than the outer diameter of the rotor 3.
  • the connecting portion 10c is provided with a plurality of through holes 15 for connecting the rotor 3 and the bolt 17 along the circumferential direction.
  • the cover 14 has a thin plate shape and is integrally formed with the small diameter pulley portion 10b to close the entire opening of the small diameter pulley portion 10b.
  • the cover 14 may be separated from the small diameter pulley portion 10b and attached to the open end of the small diameter pulley portion 10b.
  • a through hole (not shown) that can suppress the intrusion of water or foreign matter into the small diameter pulley portion 10b to some extent may be provided at the center of the small diameter pulley portion 10b.
  • the cover 14 prevents water from entering the pulley 10. To. Further, the cover 14 also prevents foreign matter such as contamination and dust from entering the pulley 10. Therefore, water enters the bearing 2 through the gap of the armature plate 4 and the bearing 2 rusts, or the side end surface (friction surface) 4a of the armature plate 4 and the side end surface (friction surface) of the friction wall 3a of the rotor 3 rust. Can be prevented from doing so.
  • the rotor 3 has a flange portion 3d extending outward from the outer peripheral wall 3b.
  • the rear end surface of the connecting portion 10c of the pulley 10 is in contact with the front end surface of the flange portion 3d.
  • the flange portion 3d is formed with a screw hole 16 through which the bolt 17 is inserted at a position corresponding to the through hole 15 of the connecting portion 10c of the pulley 10.
  • a discharge passage 18 for discharging wear debris generated by the relative rotation of the rotor 3 and the armature plate 4 which are frictionally engaged by the electromagnetic attraction force is formed.
  • a discharge passage 18 is formed between the screw hole 16 of the flange portion 3d of the rotor 3 and the screw hole 16 adjacent thereto.
  • the discharge passage 18 is composed of a notch portion 18a formed on the front end surface of the flange portion 3d and a notch portion 18b formed on the outer peripheral surface of the flange portion 3d.
  • the notch portion 18a opens on the surface of the flange portion 3d facing the armature plate 4, and extends from the outer edge of the rotor 3 toward the center side.
  • the notch portion 18b is arranged at a position corresponding to the notch portion 18a when viewed from the axial direction of the drive shaft 106, communicates with the notch portion 18a, and reaches the end of the flange portion 3d on the rear side.
  • the radial dimension which is the notch depth of the notch portion 18b, is shallower than the radial dimension of the notch portion 18a.
  • the notch portion 18a is provided with an inner diameter dimension smaller than the inner diameter dimension of the contact portion of the pulley 10.
  • the discharge passage 18 has been described as being formed in the rotor 3, and has been illustrated in FIGS. 4 and 5, but the present invention is not limited to this, and the discharge passage 18 may be formed in the pulley 10.
  • Example 2 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 to 9 and 4.
  • the same components as those in the first embodiment such as the compressor 100 shown in FIG. 6 and the rotor 3 of the electromagnetic clutch 1 shown in FIG. 4 have the same reference numerals as those in the first embodiment except for the cases described below. The explanation will be omitted by adding it.
  • the bearing 2 is provided on the cylindrical portion 102a projecting from the end of the front head 102 about the drive shaft 106 of the compressor 100.
  • the rotor 3 is rotatably supported via the rotor 3, and the armature plate 4 is arranged so as to face the rotor 3 with a slight gap in the axial direction and is fixed to the drive shaft 106 so as not to be rotatable, and is supported by the housing.
  • a hub that is housed inside the rotor 3 and is fixed to an exciting coil 7 that generates an electromagnetic attraction force between the armature plate 4 and the rotor 3 and a drive shaft 106 of the compressor 100 and rotates together with the drive shaft 106.
  • the leaf spring mechanism 11 that urges the armature plate 4 in the direction away from the rotor 3 as a mechanism for preventing the armature plate 4 and the rotor 3 from coming into contact with each other when the exciting coil 7 is not energized. Is used.
  • the rotor 3 and the pulley 10 are separate bodies. Since the rotor 3 of the electromagnetic clutch 1 of the second embodiment is the same as the rotor 3 of the electromagnetic clutch 1 of the first embodiment including the point of having the discharge passage 18, the pulley 10 will be described exclusively.
  • the pulley 10 includes a large-diameter pulley portion 10d arranged on the outer peripheral side of the armature plate 4 and the rotor 3 when the electromagnetic clutch 1 is assembled to the compressor 100, and the armature plate 4.
  • the large-diameter pulley portion 10d is provided in an alternative form to the tubular portion 10a of the first embodiment, and has two V-shaped grooves 9 for winding the belt 200 in the second embodiment. It is formed, and the outer diameter of the pulley is larger than the outer diameter of the pulley of the small diameter pulley portion 10b.
  • the small-diameter pulley portion 10b is wound with a belt 200 for interlocking with the drive portion of the engine
  • the large-diameter pulley portion 10d is wound with a belt 200 for interlocking with an alternator or the like. You can do it.
  • the cover 14 is integrally formed with the small diameter pulley portion 10b as in the first embodiment, and closes the entire opening of the small diameter pulley portion 10b. However, also in the second embodiment, although not shown, the cover 14 may be separated from the small diameter pulley portion 10b and attached to the open end of the small diameter pulley portion 10b. Further, a through hole (not shown) that can suppress the intrusion of water or foreign matter into the small diameter pulley portion 10b to some extent may be provided at the center of the small diameter pulley portion 10b.
  • the cover 14 By providing the cover 14 on the side (front side) of the pulley 10 opposite to the rotor 3, the opening of the small diameter pulley portion 10b of the pulley 10 is closed. Therefore, also in the second embodiment, even if the compressor 100 is splashed with water, the cover 14 prevents water from entering the pulley 10, and also prevents foreign substances such as contamination and dust from entering the pulley 10. Will be done.
  • the pulley 10 and the rotor 3 communicate with the through hole 15 provided in the connecting portion 10c of the pulley 10 and the screw hole 16 provided in the flange portion 3d of the rotor 3 to connect the bolt 17 from the front side. It can be assembled by inserting and screwing. Therefore, since the bolt 17 is attached from the front side, even if the bolt 17 falls off, there is no possibility that the bolt 17 will fly to the outside.

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Abstract

【課題】プーリーをロータと別体にして、プーリーの径を小さくするために、アーマチュアプレートよりもフロント側にプーリーのベルトが巻き掛けされる部位を突き出した構成としても、プーリー内への水や異物の侵入を防止した電磁クラッチを提供することを目的とする。 【解決手段】ロータ(3)と、ハブ(8)と、アーマチュアプレート(4)と、プーリー(10)とを有する電磁クラッチ(1)において、ロータ(3)とプーリー(10)とを別体として、プーリー(10)がロータ(3)にフロント側から取り付けられており、プーリー(10)は、アーマチュアプレート(4)よりもフロント側に突出した小径プーリー部(10b)を有し、小径プーリー部(10b)は、ロータ(3)とは反対側(フロント側)の開口にカバー(14)が設けられたものとする。

Description

電磁クラッチ
 この発明は、エンジンやモータ等の回転動力源から車両用空調装置用の圧縮機に伝達される回転力を断続するために用いられる電磁クラッチに関し、特に圧縮機の高回転化に対応した電磁クラッチに関する。
 車両用空調装置用の圧縮機に用いられる一般的な電磁クラッチは、例えば特許文献1に示されるように、駆動軸を支持するハウジングの円筒部の外周にベアリングを介して回転自在に外嵌されると共に、エンジンやモータ等の回転動力源からの回転力を受けて回転するロータと、駆動軸に対して回転不能に連結され、駆動軸と共に回転するハブと、このハブに連結され、ロータの側端面に僅かなギャップを隔てて対向配置されたアーマチュアプレートと、ロータの環状空間内部に収容された励磁コイルとを備えている。特許文献1に示される電磁クラッチは、ロータの外周側に、回転動力源からの回転力を伝達するベルトを巻き掛けするためのプーリーが配置されており、且つ、ロータとプーリーとは一体形成されている。
 近年において、圧縮機の回転数を上げて車両用空調装置の冷却能力を向上させるために、電磁クラッチのプーリーの径を小さくしてプーリー比を変更することが要請されている。もっとも、特許文献1に示される電磁クラッチのように、ロータの外周側にプーリーが配置されていると、プーリーの内側にロータを有する分、径が大きくなるので、電磁クラッチのプーリーの径を小さくしてプーリー比を変更するとの要請に対応することが困難という不都合があった。このような不都合については、プーリーをロータと別体にして、アーマチュアプレートよりもフロント側にプーリーを突き出し、プーリーの内側にロータが存しないようにすることにより、電磁クラッチのプーリーの径を小さくすることが考えられる。
特開2006-292010号公報
 しかしながら、このように電磁クラッチについて、プーリーをロータと別体にして、アーマチュアプレートよりもフロント側にプーリーを突き出して小径プーリー部を形成するのみでは、小径プーリー部の開口が小さくロータ側の径が大きくなるような段差が生ずる。このことから、小径プーリー部の開口からプーリーの内側に水やコンタミや塵芥等の異物が侵入すると外部に抜け難い。このため、アーマチュアプレート及びロータの吸着面が錆びたり、アーマチュアプレートの隙間からベアリングに水が侵入してしまってベアリングが錆びて回らなくなったり、プーリー内に侵入した異物による不具合が生じたりするおそれがある。
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、電磁クラッチのプーリーの径を小さくしてプーリー比を変更するために、プーリーをロータと別体にして、アーマチュアプレートよりもフロント側にプーリーを突き出した構成としても、プーリーの開口から水や異物の侵入を防止した電磁クラッチを提供することを目的としている。
 上記目的を達成すべく、請求項1に記載の電磁クラッチは、圧縮機のハウジングに回転自在に支持されるロータと、回転動力源からベルトを介して回転力を受けて、前記ロータと相対回転不能に連結して一体に回転するプーリーと、前記圧縮機の駆動軸に対して相対回転不能に連結されると共に、前記駆動軸と共に回転するハブと、前記ハブに連結され、前記ロータの側端面に対してギャップを隔てて対向配置されたアーマチュアプレートと、前記圧縮機のハウジングに支持されるとともに、前記ロータの内部に収容され、前記アーマチュアプレートと前記ロータ間に電磁吸引力を発生させる励磁コイルと、を備えた電磁クラッチにおいて、前記ロータと前記プーリーとを別体として、前記プーリーが前記ロータにフロント側から取り付けられており、前記プーリーは、前記アーマチュアプレートよりもフロント側に突出した小径プーリー部を有し、前記小径プーリー部は、前記ロータとは反対側(フロント側)の開口にカバーが設けられていることを特徴としている。回転動力源は、例えば自動車のエンジンやモータである。カバーは、水のみならず異物に対しプーリー外からの侵入を防止するためのものであり、カバーは、水や異物の侵入をある程度抑えることができる通孔が形成されていても良い。小径プーリー部のプーリー外径は、ロータとの連結部の外径よりも小径である。
 これにより、例えばエンジンルーム内を洗浄機で洗浄する等して、車両用空調装置の圧縮機に水が掛かっても、カバーによりプーリー内に水が侵入するのが防止される。また、プーリー内に異物が侵入することも、カバーにより防止される。よって、アーマチュアプレートの隙間からベアリングに水が侵入してベアリングが錆びて回らなくなったり、アーマチュアプレート及びロータの摩擦係合面が錆びたり、異物がプーリー内に侵入することによる不具合が生ずるのを防止することができる。
 請求項2に記載の電磁クラッチにあっては、前記プーリーは、前記ロータの外周側に、径が前記小径プーリー部の径よりも大きな径の大径プーリー部を有することを特徴としている。小径プーリー部と大径プーリーとは、例えば駆動軸の径方向に延びる連接部により連接されて一体になっている。このプーリーの連接部とロータの連接部と対峙する部位とをボルト等の固定具により固定することで、プーリーはロータにフロント側から取り付けられる。小径プーリー部の径と大径プーリー部の径との対比は、例えばプーリー外径の対比でも、プーリー呼び径の対比でも良い。
 このように、電磁クラッチのプーリーが、小径プーリー部と大径プーリー部とを有することにより、1つの電磁クラッチで異なるプーリー比に対応することが可能である。
 請求項3に記載の電磁クラッチにあっては、前記カバーは、前記プーリーと一体に形成されていることを特徴としている。これにより、小径プーリー部とカバーとの組み付け時に生じた隙間から水や異物がプーリー内に侵入することが防止される。
 請求項4に記載の電磁クラッチにあっては、前記ロータと前記プーリーとが当接した部位に排出用通路が設けられていることを特徴としている。排出用通路は、ロータに設けられていても、プーリーに設けられていても良い。これにより、摩擦係合したアーマチュアプレートとロータとが相対回転することで生じた摩耗粉を排出用通路から圧縮機の外部に排出することができ、またプーリー内に水が浸入しても排出用通路から圧縮機の外部に排出することができる。
 以上に述べたように、本発明によれば、車両用空調装置の圧縮機に水が掛かっても、カバーによりプーリー内に水が侵入するのを防止することできる。また、プーリー内に異物が侵入することも、カバーにより防止することができる。よって、電磁クラッチのプーリーの径を小さくしてプーリー比の変更を図りつつ、アーマチュアプレートの隙間からベアリングに水が侵入してベアリングが錆びて回らなくなったり、アーマチュアプレート及びロータの摩擦係合面が錆びたり、異物がプーリー内に侵入することによる不具合が生ずるのを防止することが可能となる。
(a)はこの発明が適用された実施例1の電磁クラッチが装着された圧縮機の全体構造の斜視図であり、(b)は圧縮機のフロント側に電磁クラッチが装着された部分拡大図である。 この発明が適用された実施例1の電磁クラッチの構成を主として示す断面図である。 この発明が適用された実施例1の電磁クラッチのプーリーの構成を示す説明図であり、(a)はプーリーの正面図、(b)は(a)のプーリーのI-I線断面図である。 この発明が適用された実施例1及び実施例2の適用された電磁クラッチのロータの構成を示す説明図であり、(a)はロータの正面図、(b)は(a)のロータのII-II線断面図である。 この発明が適用された実施例1におけるロータに形成された排出用通路の構成を模式的に示す部分断面図である。 (a)はこの発明が適用された実施例2の電磁クラッチが装着された圧縮機の全体構造の斜視図であり、(b)は圧縮機のフロント側に電磁クラッチが装着された部分拡大図である。 この発明が適用された実施例2の電磁クラッチの構成を主として示す断面図である。 この発明が適用された実施例2の電磁クラッチのプーリーの構成を示す説明図であり、(a)はプーリーの正面図、(b)は(a)のロータのIII-III線断面図である。 この発明が適用された実施例2におけるロータに形成された排出用通路の構成を模式的に示す部分断面図である。
 以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
 この発明の実施例1について、図1から図5に基づいて以下説明する。
 図1(特に図1(a))に示される圧縮機100は、バスやトラック等の大型車両の空調装置用の冷媒圧縮機である。もっとも、この発明が適用される圧縮機の種類は、このような大型車両の空調装置用の冷媒圧縮機に限定されず、図示しないが、例えば乗用車の空調装置の冷凍サイクルを構成する圧縮機にもこの発明を適用することが可能である。なお、図1において、図の左側をフロント側(前側)とし、図の右側をリア側(後側)とする。
 図1(a)に示される圧縮機100を、この発明が適用される電磁クラッチ1が装着される圧縮機の一例として説明すると、シリンダブロック101と、シリンダブロック101のフロント側にバルブプレートを介して組み付けられたフロントヘッド102と、シリンダブロック101のリア側にバルブプレートを介して組み付けられたリアヘッド103とを有して構成されている。これらのシリンダブロック101、フロントヘッド102、リアヘッド103を、締結ボルト104(頭部のみ図示)によりその軸方向に沿って締結することで、圧縮機100のハウジング105が構成される。
 ハウジング105のシリンダブロック101内には、複数のシリンダボアとクランク室(図示せず)が画成される。そして、クランク室を貫通する駆動軸106(図2に破線で図示。)をシリンダブロック101に回転自在に支承することで、駆動軸106の回転によりクランク室内に配された斜板(図示せず)を回転させて双頭ピストン(図示せず) をシリンダボア内で往復動させている。駆動軸106の一端には、図1、図2 に示されるように電磁クラッチ1が取り付けられている。なお、図2においても、図の左側をフロント側(前側)とし、図の右側をリア側(後側)とする。
 電磁クラッチ1は、エンジンやモータ等の回転動力源(図示せず)から前記圧縮機100に伝達される回転力を断続するために用いられるものである。電磁クラッチ1は、図2、図3及び図4に示されるように、圧縮機100の駆動軸106を中心としてフロントヘッド102の端部から突設した円筒部102aにベアリング2を介して回転可能に支持されたロータ3と、このロータ3に対して軸方向で僅かなギャップを隔てて対向配置され、駆動軸106に回転不能に固定されたアーマチュアプレート4と、圧縮機100の前記ハウジング105に支持されるとともに、前記ロータ3の内部に収容され、アーマチュアプレート4とロータ3間に電磁吸引力を発生させる励磁コイル7と、圧縮機100の駆動軸106に固装され、駆動軸106と共に回転するハブ8と、ベルト200を巻き掛けするための複数のV字状の溝9が形成されて、前記回転動力源からロータ3にベルト200を介して回転力を伝達するプーリー10とを有している。この実施例1では、励磁コイル7が通電していない時にアーマチュアプレート4とロータ3とが接触しないようにするための機構として、アーマチュアプレート4をロータ3から離隔する方向に付勢する板バネ機構11が用いられている。
 ロータ3は、磁性材により形成されているもので、内周に前記ベアリング2が設けられ、このベアリング2を介して圧縮機100のフロントヘッド102から駆動軸106を挿通させるように延設された円筒部102aの外周に回転自在に外装されている。ロータ3の圧縮機100に対して反対側(フロント側)には、円板状の摩擦壁3aが形成されており、この摩擦壁3aの側端面は、ロータ3の軸心に対して略垂直となる平坦状に形成され、アーマチュアプレート4と対向する摩擦面を構成している。
 アーマチュアプレート4は、磁性材により円盤状に形成されている。このアーマチュアプレート4は、板バネ機構11と連結されており、ロータ3の摩擦壁3aの側端面と僅かなギャップを隔てて対向配置された側端面4aを有している。この側端面4aは、ロータ3の軸心に対して略垂直となる平坦状に形成され、ロータ3と対峙する摩擦面を構成している。
 励磁コイル7は、コイルケース12に収容されている。コイルケース12は、環状の鉄製容器によって構成されており、一端が開放された環状溝12aを備え、この環状溝12a内に励磁コイル7を収容している。そして、環状溝12a内にはエポキシ樹脂材13が充填されて、励磁コイル7を固定している。コイルケース12は、圧縮機100のフロントヘッド102に取り付けられている。
 そして、前記ロータ3には、前記摩擦壁3aの外周付近からリア側に向けて延出した外周壁3b、および、前記摩擦壁3aの内周付近からリア側に向けて延出した内周壁3cが設けられている。この内周壁3cの内周には前記ベアリング2が固定されている。前記外周壁3bと前記内周壁3cの間には、リア側が開口した環状空間5が形成されており、この環状空間5内には、前記励磁コイル7を収容したコイルケース12が、所定のクリアランスを介して収容されている。これにより、ロータ3は、コイルケース12と摺接することなく、励磁コイル7(コイルケース12)に沿って回転可能となっている。
 この発明が適用された電磁クラッチ1は、特に図2、図3及び図4に示されるように、ロータ3とプーリー10とが別体となっている。以下、ロータ3とプーリー10とについてそれぞれ説明する。
 プーリー10は、図2及び図3に示されるように、圧縮機100に電磁クラッチ1を組み付けた時に、アーマチュアプレート4及びロータ3の外周側に配置される円筒状の筒状部10aと、アーマチュアプレート4よりもフロント側(駆動軸106の軸方向のフロント側)に突出した略筒状の小径プーリー部10bと、小径プーリー部10bの外周側と筒状部10aの内周側とを連接する円板状の連接部10cとを有している。さらに、小径プーリー部10bのフロント側の開口にカバー14が設けられている。
 小径プーリー部10bは、筒状部10aの外径よりも外径が小さなもので、ベルト200を巻き掛けするためのV字状の溝9がこの実施例1では2つ形成されている。小径プーリー部10bの外径は、少なくともロータ3の外周側にプーリー部を設けた場合よりも小さくなっている。更に、この実施例1では、ロータ3の外径よりも小さくなっている。連接部10cは、ロータ3とボルト17により連結するための通孔15が複数、周方向に沿って設けられている。
 カバー14は、この実施例1では、肉厚の薄い板状をなすもので、小径プーリー部10bと一体に形成されており、小径プーリー部10bの開口全体を塞いでいる。もっとも、図示しないが、カバー14を小径プーリー部10bとは別体にして、小径プーリー部10bの開口端に取り付けるようにしても良い。また、小径プーリー部10bの中心に、図示しないが小径プーリー部10b内への水や異物の侵入をある程度抑えることができる通孔を設けても良い。
 これにより、例えばバスやトラック等の大型車両のエンジンルーム内を洗浄機で洗浄する等して、圧縮機100に水が掛かっても、カバー14によりプーリー10内に水が侵入するのが防止される。また、プーリー10内にコンタミや塵芥等の異物が侵入することも、カバー14により防止される。よって、アーマチュアプレート4の隙間からベアリング2に水が侵入してベアリング2が錆びたり、アーマチュアプレート4の側端面(摩擦面)4aやロータ3の摩擦壁3aの側端面(摩擦面)が錆びたりするのを防止することができる。
 ロータ3は、図2及び図4に示されるように、外周壁3bよりも外側に向かって延びたフランジ部3dを有している。このフランジ部3dのフロント側端面には、プーリー10の連接部10cのリア側端面が当接している。またフランジ部3dには、プーリー10の連接部10cの通孔15と対応する位置に、ボルト17が挿通するネジ孔16が形成されている。これにより、プーリー10とロータ3とは、ボルト17を通孔15とネジ孔16とにフロント側から挿入して螺合することで組み付けられる。このようにボルト17をフロント側から取り付けているので、仮にボルト17が脱落しても、ボルト17が外側に飛ぶおそれがない。
 そして、プーリー10とロータ3の当接部位には、電磁吸引力により摩擦係合したロータ3とアーマチュアプレート4とが相対回転することで生じた摩耗粉を排出するための排出通路18が形成されている。この実施例1では、図4及び図5に示されるように、ロータ3のフランジ部3dのネジ孔16とその隣のネジ孔16との間に、排出通路18が形成されている。
 排出通路18は、フランジ部3dのフロント側端面に形成された切り欠き部18aと、フランジ部3dの外周面に形成された切り欠き部18bとで成っている。切り欠き部18aは、フランジ部3dのアーマチュアプレート4と対峙した面に開口すると共に、ロータ3の外縁から中心側に向かって延びている。切り欠き部18bは、駆動軸106の軸方向から見て切り欠き部18aと対応する位置に配置されて、切り欠き部18aと連通するとともに、リア側はフランジ部3dの端まで達している。本実施例1では、この切り欠き部18bの切り欠き深さである径方向寸法は、切り欠き部18aの径方向寸法よりも浅くなっている。また、切り欠き部18aは、プーリー10の当接部の内径寸法より小さい内径寸法で設けられている。これにより、ロータ3とプーリー10とを組み付けた時に、ロータ3の排出通路18と筒状部10aの内周面との間に、アーマチュアプレート4の外周側に開口し且つアーマチュアプレート4とは反対側(リア側)が外部に開放された、略L字状の空間が形成される。これにより、ロータ3とアーマチュアプレート4とが係合して滑ることで生じた摩耗粉が外部に排出される。
 なお、上記のように、排出通路18がロータ3に形成されているとして説明し、図4及び図5で図示してきたが、これに限定されず、プーリー10に形成しても良い。
 この発明の実施例2について、図6から図9及び図4に基づいて以下説明する。但し、図6に示される圧縮機100、図4に示される電磁クラッチ1のロータ3等、実施例1と同様の構成については、以下で説明する場合を除き、実施例1と同一の符号を付すことでその説明を省略する。
 実施例2の電磁クラッチ1は、図7、図8及び図4に示されるように、圧縮機100の駆動軸106を中心としてフロントヘッド102の端部から突設した円筒部102aにベアリング2を介して回転可能に支持されたロータ3と、このロータ3に対して軸方向で僅かなギャップを隔てて対向配置され、駆動軸106に回転不能に固定されたアーマチュアプレート4と、ハウジングに支持されるとともに、前記ロータ3の内部に収容され、アーマチュアプレート4とロータ3間に電磁吸引力を発生させる励磁コイル7と、圧縮機100の駆動軸106に固装され、駆動軸106と共に回転するハブ8と、ベルト200を巻き掛けするための複数のV字状の溝9が形成されて、前記回転動力源からロータ3にベルト200を介して回転力を伝達するプーリー10とを有している。実施例2でも、励磁コイル7に通電していない時にアーマチュアプレート4とロータ3とが接触しないようにするための機構として、アーマチュアプレート4をロータ3から離隔する方向に付勢する板バネ機構11が用いられている。
 実施例2の電磁クラッチ1においても、ロータ3とプーリー10とが別体となっている。実施例2の電磁クラッチ1のロータ3は、排出通路18を有する点を含めて実施例1の電磁クラッチ1のロータ3と同様であるので、専らプーリー10について説明する。
 プーリー10は、図6及び図7に示されるように、圧縮機100に電磁クラッチ1を組み付けた時に、アーマチュアプレート4及びロータ3の外周側に配置される大径プーリー部10dと、アーマチュアプレート4よりもフロント側(駆動軸106の軸方向のフロント側)に突出した略筒状の小径プーリー部10bと、小径プーリー部10bの外周側と大径プーリー部10dの内周側とを連接する円板状の連接部10cとを有した構造をなし、小径プーリー部10bの連接部10cとは反対側(フロント側)の開口にカバー14が設けられている。
 大径プーリー部10dは、実施例1の筒状部10aに対し代替的なかたちで設けられていると共に、ベルト200を巻き掛けするためのV字状の溝9がこの実施例2では2つ形成されており、そのプーリー外径は、小径プーリー部10bのプーリー外径よりも大きくなっている。これにより、例えば小径プーリー部10bには、エンジンの駆動部分と連動するためのベルト200を巻き掛けし、大径プーリー部10dには、オルタネータ等と連動するためのベルト200を巻き掛けするといった用い方ができる。
 カバー14は、実施例1と同様に、小径プーリー部10bと一体に形成されており、小径プーリー部10bの開口全体を塞いでいる。もっとも、実施例2においても、図示しないが、カバー14を小径プーリー部10bとは別体にして、小径プーリー部10bの開口端に取り付けるようにしても良い。また、小径プーリー部10bの中心に、図示しないが小径プーリー部10b内への水や異物の侵入をある程度抑えることができる通孔を設けても良い。
 このようにプーリー10のロータ3とは反対側(フロント側)にカバー14を設けることにより、プーリー10の小径プーリー部10bの開口が塞がれている。そのため、実施例2においても、圧縮機100に水が掛かっても、カバー14によりプーリー10内に水が侵入するのが防止され、プーリー10内にコンタミや塵芥等の異物が侵入することも防止される。
 プーリー10とロータ3とは、実施例2においても、プーリー10の連接部10cに設けた通孔15とロータ3のフランジ部3dに設けたネジ孔16とを連通させてボルト17をフロント側から挿入して螺合することで組み付けられる。このため、ボルト17をフロント側から取り付けているので、仮にボルト17が脱落しても、ボルト17が外側に飛ぶおそれがない。
 そして、ロータ3とプーリー10とを組み付けた時に、ロータ3の排出通路18と大径プーリー部10dの内周面との間に、アーマチュアプレート4の外周側に開口し且つアーマチュアプレート4とは反対側(リア側)が外部に開放された、略L字状の空間が形成される。これにより、切り欠き部18b側から、係合したロータ3とアーマチュアプレート4の間で滑ることで生じた摩耗粉が外部に排出される。
 実施例2において、排出通路18がロータ3に形成されているとして、上記で説明し、図7及び図9で図示したが、これに限定されず、プーリー10に排出通路18を形成しても良いことは、実施例1と同様である。
1 電磁クラッチ
2 ベアリング
3 ロータ
3d フランジ部
4 アーマチュアプレート
7 励磁コイル
8 ハブ
10 プーリー
10b 小径プーリー部
10c 連接部
10d 大径プーリー部
14 カバー
17 ボルト
18 排出通路
100 圧縮機
106 駆動軸
200 ベルト

 

Claims (4)

  1.  圧縮機のハウジングに回転自在に支持されるロータと、
     回転動力源からベルトを介して回転力を受けて、前記ロータと相対回転不能に連結して一体に回転するプーリーと、
     前記圧縮機の駆動軸に対して相対回転不能に連結されると共に、前記駆動軸と共に回転するハブと、
     前記ハブに連結され、前記ロータの側端面に対してギャップを隔てて対向配置されたアーマチュアプレートと、
     前記圧縮機のハウジングに支持されるとともに、前記ロータの内部に収容され、前記アーマチュアプレートと前記ロータ間に電磁吸引力を発生させる励磁コイルと、
    を備えた電磁クラッチにおいて、
     前記ロータと前記プーリーとを別体として、前記プーリーが前記ロータにフロント側から取り付けられており、前記プーリーは、前記アーマチュアプレートよりもフロント側に突出した小径プーリー部を有し、前記小径プーリー部は、フロント側の開口にカバーが設けられていることを特徴とする電磁クラッチ。
  2.  前記プーリーは、前記ロータの外周側に、径が前記小径プーリーの径よりも大きな径の大径プーリー部を有することを特徴とする請求項1に記載の電磁クラッチ。
  3.  前記カバーは、前記プーリーと一体に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電磁クラッチ。
  4.  前記ロータと前記プーリーとが当接した部位に排出用通路が設けられていることを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3のいずれかに記載の電磁クラッチ。
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