JP2006077943A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達中に生じる異音を抑制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】電磁クラッチを構成するアーマチュア板３、ハブ部材１及び板バネ２がこれらを結合固定するリベット７を中心に相対的に回転することを防止した。アーマチュア板３とこれに組み付けられる板バネ２の一端相互間の相対的回動及びハブ部材１とこれに組み付けられる板バネ２の他端相互間の相対的回動のうち少なくとも一方の相対的回動が防止されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、自動車用の空調用圧縮機に用いられる電磁クラッチに関する。

従来、この種の電磁クラッチとして特開２００１−２００８６１号公報（特許文献１）に記載されたものが公知である。この公報記載の電磁クラッチでは、電磁力の有無により動力の伝達、もしくは非伝達を選択して行なうことができるようになっている。この電磁クラッチは、図５に示すように、空調用圧縮機の入力回転軸１０の自由端に固定されたハブ部材１と、ハブ部材１に複数の板バネ２を介して支持されたアーマチュア板３と、このアーマチュア板３にわずかな隙間を隔てて対向して配置されると共に自動車に搭載されている内燃機関（不図示）により回転駆動されるクラッチロータ５とを備えている。各板バネ２の両端は、それぞれハブ部材１及びアーマチュア板３にリベットで結合されている。

クラッチロータ５内部には、電力の供給により磁力を発生する環状の励磁コイル６が嵌め込まれており、電力が供給されると励磁コイル６に磁力が生じる。アーマチュア板３は鉄等の磁性体で形成されているため、この磁力によりクラッチロータ５側に吸引され、板バネ２を撓ませてクラッチロータ５の端面に密着結合し、アーマチュア板３はクラッチロータ５と共に回転する。このようにしてアーマチュア板３が回転すると、その回転は板バネ２を介してハブ部材１に伝えられ、圧縮機の入力軸が回転する。

逆に、励磁コイル６への電力供給が断たれると、磁力が消滅するため、アーマチュア板３は板バネ２の弾性力によりクラッチロータ５から引き離される。
特開２００１−２００８６１号公報（第５−６頁、図７）

上述したように、ハブ部材１とアーマチュア板３とをリベット７で固定される板バネ２で連結した構造を有する電磁クラッチにおいては、アーマチュア板３がクラッチロータ端面に吸引結合された状態（クラッチが繋がっている状態）で圧縮機が運転されるが、圧縮機の運転中に電磁クラッチ周辺から板バネの振動による異音が生ずるという課題があった。

そこで、本発明は、上述の異音の発生を抑制した電磁クラッチを提供することを目的としている。

上述の目的を達成するため、本発明の最も主要な特徴点は、アーマチュア板とこれに組み付けられる板バネの一端相互間の相対的回動及びハブ部材とこれに組み付けられる板バネの他端相互間の相対的回動のうち少なくとも一方の相対的回動を防止する手段を講じた点となっている。

かかる相対的回動を防止する具体的な手段として、アーマチュア板やハブ部材や板バネに形成されリベットの軸部が嵌入するリベット貫通孔の形状を円形ではない形状としている。

さらに、リベットとアーマチュア板やハブ部材、板バネとの密着度を高めるため、リベット軸部の形状もリベット貫通孔の形状に合わせて円形ではない形状としている。

また、リベット軸部をリベット頭部側から自由端側にかけて先細りのテーパ状に形成し、アーマチュア板やハブ部材、板バネに形成されるリベット貫通孔もリベットの軸部と合致するテーパ状に形成することが好ましい。

上述したように、本発明においては、板バネとアーマチュア板若しくはハブ部材の相対的回転が防止されているので、板バネの振動による異音の発生が抑制される。

この異音の発生のメカニズムは、次のように説明できる。すなわち、圧縮機の運転中、入力軸に作用する圧縮機の負荷は変動する。このため、クラッチに作用するトルクも変動することとなる。一方、板バネのアーマチュア板及びハブ部材に対する固定に使用されていたリベットは、リベット軸部の断面形状がほぼ真円形であった。また、ハブ部材、アーマチュア板及び板バネに形成されリベット軸部が嵌入するリベット貫通孔８の形状もリベット軸部の断面形状と同様にほぼ真円形であった（図６参照）。このため、このトルク変動によりリベット結合されたアーマチュア板と板バネ、及び、板バネとハブ部材はわずかであるがリベット軸部を中心として相対的に回動していた。この相対的な回動の際に、各部材の摩擦により振動が生じ、その振動が板バネに伝わって板バネがスピーカの振動版と同様に作用する結果、異音が発生していたと考えられる。このことは、リベットによる固定部に潤滑油をさすと異音が発生しなくなるという事実とも整合する。

以下、本発明の実施の形態について図１〜４を参照して説明する。

図１は本発明を適用した電磁クラッチの縦断面図であり、同図は自動車に搭載される空調用圧縮機に併設された電磁クラッチを示している。図示したように、圧縮機の入力回転軸１０の自由端にハブ部材１がナットにより固定されており、ハブ部材１は入力回転軸１０と共に回転する。ハブ部材１にはフランジ部が設けられており、このフランジ部には３枚の矩形をした板バネ２の一端がリベットで固定されている。この３枚の板バネ２の他端は、ドーナツ型をした円板状のアーマチュア板３にリベットで固定されている。アーマチュア板３は、その内径がハブ部材１のフランジ部より大きくなるように形成され、板バネ２を介してハブ部材１と同心に保持されているので、ハブ部材１のフランジ部と干渉することなしに板バネ２を撓ませて入力回転軸１０の軸方向に移動可能となっている。

アーマチュア板３に対して、わずかな隙間を隔ててクラッチロータ５が対向配置されている。クラッチロータ５はクラッチベース１１の突き出した中空の円筒状部分外周に軸受を介して回転自在に取り付けられている。クラッチロータ５は、円環状を呈しており、その外周部には図示しない無端ベルトが巻き掛けられるようになっている。そして、この無端ベルトを介して車載エンジン等の動力源によりクラッチロータ５は回転駆動される。

また、クラッチロータ５の内部には、図示したように、環状の励磁コイル６が内設されている。励磁コイル６には、図示しない外部電源から電力が供給される。励磁コイル６に電力が供給されると、励磁コイル６は磁力を発生する。アーマチュア板３は鉄等の磁性体で形成されているので、この磁力によりクラッチロータ５側に吸引され、板バネ２を撓ませてクラッチロータ５の端面に密着結合する。図１は、この密着結合した状態を示している。

この密着結合状態では、アーマチュア板３は回転駆動されているクラッチロータ５とともに回転する。アーマチュア板３は、板バネ２によってハブ部材１に固定されているので、アーマチュア板３が回転すると、ハブ部材１およびハブ部材１と一体的に回転する入力
回転軸１０が回転駆動される。これにより、外部動力源によって回転駆動されるクラッチロータ５の回転が、入力回転軸１０を介して圧縮機等の被駆動装置に伝達される。これが、所謂クラッチが繋がった状態である。

アーマチュア板３は、励磁コイル６に供給されている電力が断たれると、磁力が消失するため、撓んだ板バネ２の復元力によりクラッチロータ端面から引き離される。この状態では、クラッチロータ５の回転は、アーマチュア板３には伝達されず、被駆動装置にも伝達されない。これが、所謂クラッチが切れた状態である。

ところで、各板バネ２の両端は、それぞれハブ部材１及びアーマチュア板３にリベット１７で固定されているが、このリベット１７の軸部の断面形状が円形でないことが本発明の特徴となっている。図２及び図３は本発明に適応するリベット１７の斜視図である。図示したように、本発明では、軸部の断面形状が従来の真円形に近いものと異なり、楕円形や四角形等の多角形のリベット１７を用いている。また、これに対応して、ハブ部材１、アーマチュア板３及び板バネ２に形成され、リベット軸部が嵌入されるリベット貫通孔１８の形状も楕円形や四角形等の多角形に形成されている。図４はハブ部材１、アーマチュア板３及び板バネ２を仮組みした状態を示した正面図である。この図から明らかなように、本発明による電磁クラッチの場合、ハブ部材１、アーマチュア板３及び板バネ２には、リベット軸部が嵌入するリベット貫通孔１８として四角形の貫通孔が形成されている。

このように、リベット軸部の断面形状及びリベット貫通孔１８を楕円形や多角形とすることにより、リベット１７で結合されるハブ部材１、アーマチュア板３及び板バネ２の相互間にリベット軸部を中心とした相対的回転が生じなくなり、異音が解消する。

なお、図２及び図３にも示したように、リベット１７の軸部はリベット１７の頭部側から自由端側に向かって先細りのテーパがつけられ、さらに、ハブ部材１、アーマチュア板３及び板バネ２に形成されるリベット貫通孔１８もリベット軸部と合致するテーパがつけられていることが望ましい。リベット１７をかしめる際にハブ部材１及びアーマチュア板３とリベット１７との密着度を高めることができるからである。

図２及び図３に示したリベット１７は、軸部が先細となっているが、先細となっていなくても、かしめる際に軸部を外側に膨らませることができれば、ハブ部材１、アーマチュア板３及び板バネ２に形成されたリベット貫通孔１８とリベット１７との密着度を高めることは可能である。

さらに、かしめる際に軸部を外側に膨らませることができる場合は、ハブ部材１、アーマチュア板３及び板バネ２に形成されるリベット貫通孔１８の形状が楕円形や四角形等の多角形に形成されていれば、かしめる際の拡径によりリベット軸部はリベット貫通孔１８に密着し、リベット軸部の外形はリベット貫通孔１８の形状に追随するので、リベット軸部の断面形状は従来のように円形であってもよい。

なお、上述した実施例１〜３では、ハブ部材1と板バネ２及びアーマチュア板３と板バネ２はリベットで結合・固定されているが、これらの結合・固定のためには溶接等他の結合・固定手段を用いることも可能である。要は、これらの結合・固定部に相対的回動が生じなければ、相対的回動を原因とする摩擦も生じないので、この摩擦を原因とする振動の発生も防止され、板バネの振動による異音の発生も抑制される。

本発明の電磁クラッチは、実施例でも説明したように、駆動トルクの変動する圧縮機等の被駆動装置に動力を断続的に伝達する場合に用いることができる。

本発明を適用した電磁クラッチの縦断面図 本発明に適用されるリベットの一例を示した斜視図 本発明に適用されるリベットの一例であって、図２に示したリベットとは異なるリベットを示した斜視図 本発明による電磁クラッチの主要部であるハブ部材、板バネ、アーマチュア板を仮組みした状態を示した正面図 従来の電磁クラッチの一例を示す縦断面図 従来の電磁クラッチのハブ部材、板バネ、アーマチュア板を仮組みした状態を示した正面図

符号の説明

１ ハブ部材
２ 板バネ
３ アーマチュア板
５ クラッチロータ
６ 励磁コイル
７ リベット
８ リベット貫通孔
９ ボルト
１０ 入力回転軸
１１ クラッチベース
１７ リベット
１８ リベット貫通孔

Claims (4)

1. 回転するクラッチロータに電磁力により吸引され結合するアーマチュア板と、入力回転軸に取り付けられると共に前記アーマチュア板に組み付けられ前記アーマチュア板と一体的に回転するハブ部材と、一端を前記ハブ部材に組み付けられ他端を前記アーマチュア板に組みつけられる板バネとを備えた電磁クラッチであって、
   前記アーマチュア板とこれに組み付けられる前記板バネの一端相互間の相対的回動及び前記ハブ部材とこれに組み付けられる前記板バネの他端相互間の相対的回動のうち少なくとも一方の相対的回動が防止されていることを特徴とする電磁クラッチ。
2. 請求項１記載の電磁クラッチであって、
   前記板バネの前記アーマチュア板及び前記ハブ部材に対する組み付けは、リベットでなされており、前記アーマチュア板、前記ハブ部材及び前記板バネに形成され前記リベットの軸部が嵌入されるリベット貫通孔の形状が円形でない形状となっていることを特徴とする電磁クラッチ。
3. 請求項１又は２記載の電磁クラッチであって、
   前記リベットの軸部の断面形状は、前記リベット貫通孔の形状に合わせて円形でない形状となっていることを特徴とする電磁クラッチ。
4. 請求項１、２又は３に記載の電磁クラッチであって、
   前記リベットの軸部にはリベット頭部側から自由端側に向かって先細りのテーパがつけられており、かつ、前記貫通孔にも前記リベットの軸部と合致するテーパがつけられていることを特徴とする電磁クラッチ。
   
   

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