JP2006275229A

JP2006275229A - 電磁クラッチ

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Publication number: JP2006275229A
Application number: JP2005098310A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Matsumura; 知則松村; Keiichi Ichinose; 啓一一ノ瀬
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12
Also published as: FR2883944B1; DE102006014597A1; CN1840927A; US20060219512A1; FR2883944A1

Abstract

【課題】従動側回転体と板バネとの組立てにおける寸法誤差を少なくすることができるとともに、アーマチュア板の内径を小さくすることにより吸着面積を拡大することのできる電磁クラッチを提供する。
【解決手段】各第１リベット５１によってハブ４０に各板バネ５０のみが連結されるので、第１リベット５１の外径と各板バネ５０及びハブ４０に設けられた各挿通孔５０ａ，４０ｂの内径とを同等の大きさに形成することができ、ハブ４０と各板バネ５０との組立てにおける寸法誤差を少なくすることができる。また、ハブ４０の径方向延設部４２がアーマチュア板２０の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように形成され、アーマチュア板２０の内径を径方向延設部４２の外径によらず小さく形成することができるので、アーマチュア板２０の内径を小さくすることにより吸着面積を拡大することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば車両用空気調和装置に用いられる圧縮機に車両の駆動源からの動力を伝達するための電磁クラッチに関するものである。

従来、この種の電磁クラッチとしては、外部からの動力によって回転するロータと、ロータと軸方向に対向して配置され、一端面がロータに当接可能なアーマチュア板と、アーマチュア板をロータ側に吸引する電磁コイルと、外周面がアーマチュア板の内周面と対向するように形成され、アーマチュア板側から伝達される回転力を従動側シャフトに伝達する従動側回転体と、アーマチュア板と従動側回転体との間に配置された複数の板バネと、各板バネの一端側を従動側回転体の外周部にロータと反対の方向からそれぞれ連結する複数の第１リベットと、各板バネの他端側をアーマチュア板の他端面にそれぞれ連結する複数の第２リベットと、各板バネの一端側とともに各第１リベットによって従動側回転体に共締めされるとともに、アーマチュア板の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように配置され、アーマチュア板の他端面側への移動を規制可能なストッパ−プレートとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−４２７６５号公報

ところで、前記電磁クラッチでは、従動側回転体に各第１リベットをそれぞれ挿通可能な複数の第１挿通孔が設けらるとともに、ストッパープレートには各第１リベットをそれぞれ挿通可能な複数の第２挿通孔が設けられ、また、各板バネの一端側にも各第１リベットを挿通可能な第３挿通孔が設けられ、第１リベットを各挿通孔に挿通して加締めることにより組立てられる。しかしながら、各第１挿通孔は互いの位置が加工によって誤差を生ずる可能性があり、また、各第２挿通孔も互いの位置が加工によって誤差を生ずる可能性があるので、各第１挿通孔及び各第２挿通孔の内周面と第１リベットの外周面との間に寸法誤差を考慮した隙間を設ける必要がある。このため、第１リベットを各挿通孔に挿通した後でも第１リベットを加締めるまでは従動側回転体、アーマチュア板及び各板バネが前記隙間の分だけ互いに移動することができるので、従動側回転体に対する各板バネのガタツキを生ずるという問題点があった。

また、前記電磁クラッチでは、電磁コイルによってアーマチュア板をロータに吸着することにより、外部からの動力を従動側シャフトに伝達するようになっているので、アーマチュア板とロータとの吸着面積を拡大することにより、従動側シャフトに伝達可能な許容トルクを大きくすることができる。しかしながら、従動側回転体の外周面がアーマチュア板の内周面と径方向に対向しており、また、従動側回転体は各板バネを取付ける必要があるため外径を小さくすることができず、吸着面積を拡大するためにアーマチュア板の内径を小さくすることができないという問題点があった。また、アーマチュア板の外径の拡大や電磁コイルの吸引力の強化を行うと、電磁クラッチの大型化及び消費電力の増加を来たすという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従動側回転体と板バネとの組立てをにおける寸法誤差を少なくすることができるとともに、アーマチュア板の内径を小さくすることにより吸着面積を拡大することのできる電磁クラッチを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、外部からの動力によって回転するロータと、ロータと軸方向に対向して配置され、一端面がロータに当接可能なアーマチュア板と、アーマチュア板をロータ側に吸引する電磁コイルと、アーマチュア板側から伝達される回転力を従動側の回転軸に伝達する従動側回転体と、アーマチュア板と従動側回転体との間に配置された板バネと、板バネの一端側を従動側回転体に連結する第１連結部材と、板バネの他端側をアーマチュア板の他端面に連結する第２連結部材とを備えた電磁クラッチにおいて、前記従動側回転体を、従動側の回転軸に連結される連結部と、連結部と一体に形成され、アーマチュア板の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように形成された径方向延設部とから形成し、板バネの一端側を従動側回転体の径方向延設部におけるアーマチュア板との対向面に第１連結部材によって連結している。

これにより、従動側回転体の径方向延設部がアーマチュア板の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように形成されていることから、アーマチュア板の他端面側への移動を規制するための別部品を第１連結部材によって共締めする必要がなく、第１連結部材によって従動側回転体に板バネのみが連結される。また、従動側回転体の径方向延設部がアーマチュア板の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように形成されていることから、アーマチュア板の内径を小さく形成しても従動側回転体の径方向延設部と干渉することがない。

本発明の電磁クラッチによれば、第１連結部材によって従動側回転体に板バネのみが連結されるので、従動側回転体における第１連結部材を挿通する挿通孔の内周面と第１連結部材の外周面との間に無用な隙間を設ける必要がなく、従動側回転体と各板バネとの組立てにおける寸法誤差を少なくすることができる。また、アーマチュア板の内径を小さく形成しても従動側回転体の径方向延設部と干渉することがないので、アーマチュア板の内径を小さくすることにより吸着面積を拡大することができ、アーマチュア板の外径の拡大や電磁コイルの吸引力の強化を行うことなく、従動側の回転軸に伝達可能な許容トルクを大きくすることができる。

図１乃至図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１は電磁クラッチの正面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３はアーマチュア板、ハブ及び各板バネの組立て前の状態を示す側面断面図、図４は内径の小さいアーマチュア板とハブ及び各板バネとを組付けた状態を示す側面断面図である。

本実施形態の電磁クラッチは、図示しないエンジンからの動力が伝達されるロータとしてのプーリ１０と、プーリ１０と軸方向に対向して配置され、一端面がプーリ１０に当接可能なアーマチュア板２０と、アーマチュア板２０をプーリ側に吸引する電磁コイル３０と、アーマチュア板２０から伝達される回転力を圧縮機１のシャフト２に伝達する従動側回転体としてのハブ４０と、アーマチュア板２０とハブ４０との間に設けられた複数の板バネ５０とを備えている。

プーリ１０は外周面に図示しないＶベルトが巻掛けられるようになっており、ベアリング１０ａを介して圧縮機１に回転可能に支持されている。プーリ１０の圧縮機１側の端面には周方向に延びる環状の溝部１０ｂが設けられ、溝部１０ｂ内に電磁コイル３０が配置されている。

アーマチュア板２０は鉄鋼材料から形成され、円板状に形成されている。

電磁コイル３０はロータ１０の溝部１０ｂと所定の隙間が設けられるように形成され、圧縮機１に取付板３０ａを介して取付けられている。

ハブ４０は、圧縮機１のシャフト２と連結される円筒状の連結部４１と、連結部４１と一体に形成され、連結部４１におけるプーリ１０と反対方向の端部側から径方向外側に延びるように形成された径方向延設部４２とから構成されている。

連結部４１の内周面はシャフト２の先端部側に設けられたスプライン２ａと回転方向に係合し、連結部４１はシャフト２の先端部に螺合するナット２ｂによってシャフト２に固定されている。

径方向延設部４２は円板状に形成され、アーマチュア板２０の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように形成されている。また、径方向延設部４２には互いに周方向に間隔をおいて複数の防振ゴム６０が設けられるとともに、互いに周方向に間隔をおいて複数のサービス孔４２ａが設けられている。ここで、サービス孔４２ａはハブ４０をシャフト２に着脱する際に図示しない治具を取付けるようになっている。

各板バネ５０はバネ鋼から形成され、互いにプーリ１０の周方向に間隔をおいて配置されている。また、各板バネ５０の一端側はハブ４０に第１リベット５１によってそれぞれ連結され、各板バネ５０の他端側はアーマチュア板２０に第２リベット５２によってそれぞれ連結されている。詳しくは、各板バネ５０の一端側にはそれぞれ第１挿通孔５０ａが設けられるとともに、ハブ４０の径方向延設部４２には周方向に間隔をおいて複数の第２挿通孔４２ｂが設けられ、各挿通孔５０ａ，４２ｂにそれぞれ第１連結部材としての第１リベット５１が挿通するようになっている。また、各板バネ５０の他端側にはそれぞれ第３挿通孔５０ｂが設けられるとともに、アーマチュア板２０には周方向に間隔をおいて複数の第４挿通孔２０ａが設けられ、各挿通孔５０ｂ，２０ａにそれぞれ第２連結部材としての第２リベット５２が挿通するようになっている。さらに、各板バネ５０は回転方向に所定の角度だけ傾斜して配置され、シャフト２に回転力を伝達する際に各板バネ５０に圧縮力が加わるようになっている。

以上の構成においては、アーマチュア板２０、ハブ４０及び各板バネ５０は、図３に示すように、各挿通孔５０ａ，４２ｂにそれぞれ第１リベット５１を挿通するとともに、各挿通孔５０ｂ，２０ａにそれぞれ第２リベット５２を挿通した後、各リベット５１，５２を加締めることにより組立てられる。ここで、加締めた後の各第１リベット５１はアーマチュア板２０の他端面よりもプーリ１０側に突出しないようになっている。

また、第１リベット５１によってハブ４０に板バネ５０のみが連結されるので、ハブ４０に対して各板バネ５０を位置合わせすることにより、各第１挿通孔５０ａと各第２挿通孔４２ｂとの位置を確実に合わせることができる。このため、第１リベット５１の外径と各挿通孔５０ａ，４２ｂの内径とを同等の大きさに形成することができ、第１リベット５１の外周面と各挿通孔５０ａ，４２ｂとの間に無用な隙間を設ける必要がない。

また、ハブ４０に対して各板バネ５０が正確に位置決めされることにより、各第３挿通孔５０ｂと各第４挿通孔２０ａとを確実に位置決めすることができる。即ち、第２リベット５２の外周面と各挿通孔５０ｂ，２０ａの内周面とを同等の大きさに形成することができ、各第２リベット５２の外周面と各挿通孔５０ｂ，２０ａの内周面との間に無用な隙間を設ける必要がない。

また、アーマチュア板２０、ハブ４０及び各板バネ５０を互いに確実に連結するために、各リベット５１，５２はその外周面が各挿通孔５０ａ，４２ｂ，５０ｂ，２０ａの内周面に当接するまで加締められるが、各リベット５１，５２の外周面と各挿通孔５０ａ，４２ｂ，５０ｂ，２０ａの内周面との間に無用な隙間を設ける必要がないので、各リベット５１，５２を加締める荷重を小さくすることができる。

このように組立てられた電磁クラッチは、電磁コイル３０に所定の電流が通電されると、アーマチュア板２０が各板バネ５０の付勢力に抗してプーリ１０に吸着し、プーリ１０とアーマチュア板２０とが一体に回転する。これにより、アーマチュア板２０から各板バネ５０を介してハブ４０に回転力が伝達され、圧縮機１のシャフト２が回転する。

ここで、アーマチュア板２０とプーリ１０との吸着面積を拡大することにより、シャフト２に伝達可能な許容トルクを大きくすることができるが、ハブ４０の径方向延設部４２がアーマチュア板２０の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように形成されていることから、アーマチュア板２０の内径を径方向延設部４２の外径によらず小さく形成することができる。また、加締めた後の各第１リベット５１はアーマチュア板２０の他端面よりもプーリ１０側に突出しないようになっていることから、アーマチュア板２０の内径を各第１リベット５１の位置によらず小さく形成することができる。

このように、本実施形態によれば、各第１リベット５１によってハブ４０に各板バネ５０のみが連結されるので、第１リベット５１の外径と各板バネ５０及びハブ４０に設けられた各挿通孔５０ａ，４０ｂの内径とを同等の大きさに形成しても、ハブ４０に対して各板バネ５０をそれぞれ位置決めすることにより、各挿通孔５０ａ，４２ｂに各第１リベット５１を確実に挿通することができる。即ち、各第１リベット５１の外周面と各挿通孔５０ａ，４２ｂの内周面との間に無用な隙間を設ける必要がなく、ハブ４０と各板バネ５０との組立てにおける寸法誤差を少なくすることができる。

また、各板バネ５０がハブ４０に対して正確に位置決めされることにより、各第３挿通孔５０ｂと各第４挿通孔２０ａとを確実に位置決めすることができるので、第２リベット５２の外周面と各挿通孔５０ｂ，２０ａの内周面とを同等の大きさに形成することができ、各第２リベット５２の外周面と各挿通孔５０ｂ，２０ａの内周面との間に無用な隙間を設ける必要がない。即ち、各板バネ５０とアーマチュア板２０との組立てにおける寸法誤差を少なくすることができる。

さらに、各第１リベット５１の外周面と各挿通孔５０ａ，４２ｂの内周面との間に無用な隙間を設ける必要がないので、各第１リベット５１を加締める荷重を小さくすることができる。即ち、各第１リベット５１を加締める際にハブ４０及び各板バネ５０に大きな力が加わることがなく、ハブ４０及び各板バネ５０の変形を防止できる。

また、各第２リベット５２外周面と各挿通孔５０ｂ，２０ａの内周面との間に無用な隙間を設ける必要がないので、各第２リベット５２を加締める荷重を小さくすることができる。即ち、各第２リベット５２を加締める際にアーマチュア板２０及び各板バネ５０に大きな力が加わることがなく、アーマチュア板２０及び各板バネ５０の変形を防止できる。

さらに、ハブ４０の径方向延設部４２がアーマチュア板２０の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように形成され、アーマチュア板２０の内径を径方向延設部４２の外径によらず小さく形成することができるので、図４に示すように、アーマチュア板２０の内径を小さくすることにより吸着面積を拡大することができ、アーマチュア板２０の外径の拡大や電磁コイル３０の吸引力の強化を行うことなく、シャフト２に伝達可能な許容トルクを大きくすることができる。

また、加締めた後の各第１リベット５１はアーマチュア板２０の他端面よりもプーリ１０側に突出しないようになっており、アーマチュア板２０の内径を各第１リベット５１の位置によらず小さく形成することができるので、アーマチュア板２０の内径を小さくすることによる吸着面積の拡大を行う上で極めて有利である。

さらに、加締めた後の各第１リベット５１はアーマチュア板２０の他端面よりもプーリ１０側に突出しないようになっているので、第１リベット５１をアーマチュア２０の内径よりも外側に配置することができ、各板バネ５０の回転方向への傾斜角度の設定範囲が広くなる。即ち、図５及び図６に示すように、板バネ５０の一端と他端との間にプーリ１０側に傾斜する傾斜部５０ｃを設け、板バネ５０に加わる圧縮力の一部をアーマチュア板２０をプーリ１０側に押付ける押付力として作用させる場合には、前記押付力の調整範囲が広くなる点において極めて有利である。

尚、本実施形態では、各板バネ５０を回転方向に所定の角度だけ傾斜するように配置し、シャフト２に回転力を伝達する際に各板バネ５０に圧縮力が加わるようにしたものを示したが、プーリ１０側に向かって傾斜する部分のない平坦な板バネを回転方向と反対の方向に所定の角度だけ傾斜するように配置することも可能である。

また、本実施形態では、アーマチュア板２０及びハブ４０と各板バネ５０とを各リベット５１，５２によって連結したものを示したが、各リベット５１，５２の代わりに周知のボルトやその他の締結部材によって連結することも可能である。

尚、本実施形態では、ハブ４０の径方向延設部４２を円板状に形成したものを示したが、図７に示すように、径方向延設部４３を略三角形の板状に形成するとともに、その頂点の近傍に各板バネ５０の一端側を連結することも可能である。これにより、円板状の径方向延設部４２に比べて重量を小さくすることができ、電磁クラッチの軽量化を図る上で極めて有利である。

また、図８に示すように、径方向延設部４４を径方向延設部４２よりも小さな円板状に形成するとともに、その外周部に互いに周方向に間隔をおいて複数の突出部４４ａを設け、各突出部４４ａに各板バネ５０の一端側をそれぞれ連結することも可能である。これにより、単に円板状の径方向延設部４２に比べて重量を小さくすることができ、電磁クラッチの軽量化を図る上で極めて有利である。

さらに、図９に示すように、径方向延設部４５を円板状に形成するとともに、その一部に複数の肉抜き部４５ａを設けることも可能である。これにより、単に円板状の径方向延設部４２に比べて重量を小さくすることができ、電磁クラッチの軽量化を図る上で極めて有利である。

また、図１０に示すように、径方向延設部４６を円板状に形成するとともに、径方向延設部４６の外周部における周方向所定位置に径方向に突出するカウンターウェイト４６ａを一体に形成することも可能である。これにより、圧縮機１内のアンバランス量を別途カウンターウェイトを設けることなく低減することができ、製造コストの低減を図る上で極めて有利である。

本発明の一実施形態を示す電磁クラッチの正面図図１におけるＡ−Ａ線断面図アーマチュア板、ハブ及び各板バネの組立て前の状態を示す側面断面図内径の小さいアーマチュア板とハブ及び各板バネとを組付けた状態を示す側面断面図板バネの変形例を示す電磁クラッチの正面図図５におけるＢ−Ｂ線断面図径方向延設部の第１の変形例を示す電磁クラッチの正面図径方向延設部の第２の変形例を示す電磁クラッチの正面図径方向延設部の第３の変形例を示す電磁クラッチの正面図径方向延設部の第４の変形例を示す電磁クラッチの正面図

符号の説明

１…圧縮機、２…シャフト、１０…プーリ、２０…アーマチュア板、２０ａ…第４挿通孔、３０…電磁コイル、４０…ハブ、４１…連結部、４２…径方向延設部、４２ａ…サービス孔、４２ｂ…第２挿通孔、４３…径方向延設部、４４…径方向延設部、４４ａ…突出部、４５…径方向延設部、４５ａ…肉抜き部、４６…径方向延設部、４６ａ…カウンターウェイト、５０…板バネ、５０ａ…第１挿通孔、５０ｂ…第２挿通孔、５０ｃ…傾斜部、５１…第１リベット、５２…第２リベット、６０…防振ゴム。

Claims

外部からの動力によって回転するロータと、ロータと軸方向に対向して配置され、一端面がロータに当接可能なアーマチュア板と、アーマチュア板をロータ側に吸引する電磁コイルと、アーマチュア板側から伝達される回転力を従動側の回転軸に伝達する従動側回転体と、アーマチュア板と従動側回転体との間に配置された板バネと、板バネの一端側を従動側回転体に連結する第１連結部材と、板バネの他端側をアーマチュア板の他端面に連結する第２連結部材とを備えた電磁クラッチにおいて、
前記従動側回転体を、従動側の回転軸に連結される連結部と、連結部と一体に形成され、アーマチュア板の他端面と軸方向に所定の間隔をおいて対向するように形成された径方向延設部とから形成し、
板バネの一端側を従動側回転体の径方向延設部におけるアーマチュア板との対向面に第１連結部材によって連結した
ことを特徴とする電磁クラッチ。
前記第１連結部材をアーマチュア板の他端面よりもロータ側に突出しないように形成した
ことを特徴とする請求項１記載の電磁クラッチ。
前記径方向延設部を多角形の板状に形成するとともに、その頂点の近傍に板バネの一端側を連結するように構成した
ことを特徴とする請求項１または２記載の電磁クラッチ。
前記径方向延設部の外周部に互いに周方向に間隔をおいて径方向に突出する複数の突出部を設け、各突出部に板バネの一端側を連結するように構成した
ことを特徴とする請求項１または２記載の電磁クラッチ。
前記径方向延設部に肉抜き部を設けた
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の電磁クラッチ。
前記径方向延設部の周方向所定位置にカウンターウェイトを一体に形成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の電磁クラッチ。