JP2007333109A - 動力伝達機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】大型化することなく、電磁コイルへの通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくすることができる動力伝達機構を提供する。
【解決手段】アーマチャハブ65と同軸にロータ61を回転可能に支持し、回転軸16の軸方向に沿って連続するように位置するアーマチャハブ65のロータ側周面65s及びロータ61の周面61sに、両周面61s,65sを跨ぐようにスプリングクラッチ71を巻装し、スプリングクラッチ71の一端をアーマチャハブ65に取り付け、他端71aをアーマチャ68に取り付け、アーマチャ68がロータ61に吸引された状態で、スプリングクラッチ71がアーマチャハブ65のロータ側周面65sとロータ61の周面61sを巻締めてロータ61とアーマチャハブ65とを連結するようにする。
【選択図】図3
【解決手段】アーマチャハブ65と同軸にロータ61を回転可能に支持し、回転軸16の軸方向に沿って連続するように位置するアーマチャハブ65のロータ側周面65s及びロータ61の周面61sに、両周面61s,65sを跨ぐようにスプリングクラッチ71を巻装し、スプリングクラッチ71の一端をアーマチャハブ65に取り付け、他端71aをアーマチャ68に取り付け、アーマチャ68がロータ61に吸引された状態で、スプリングクラッチ71がアーマチャハブ65のロータ側周面65sとロータ61の周面61sを巻締めてロータ61とアーマチャハブ65とを連結するようにする。
【選択図】図3
Description
本発明は、外部駆動源から回転軸へ動力を伝達する動力伝達機構に関する。
例えば、車両空調装置の冷媒圧縮機においては、車両エンジンからの動力を冷媒圧縮機の回転軸へ伝達するために、図5に示すような動力伝達機構100を備えたものが存在する(例えば特許文献1参照。)。すなわち、冷媒圧縮機においてハウジング101の外側には、車両エンジン(図示せず)から動力が入力されるロータ102が、ベアリング103を介して回転可能に支持されている。前記ロータ102内には電磁コイル104が収容されているとともに、永久磁石を含む磁性体105が収容されている。また、冷媒圧縮機の回転軸106において機外側の端部にはハブ107が締結固定されており、該ハブ107には板ばね108を介してアーマチャ109が支持されている。このアーマチャ109はロータ102と所定間隙をおいて対向するように配置されている。
そして、動力伝達機構100によって冷媒圧縮機の回転軸に車両エンジンからの動力を伝達するには、前記電磁コイル104に通電し、電磁コイル104を励磁させることによってアーマチャ109をロータ102側に吸引させた後、電磁コイル104への通電を遮断する。このとき、アーマチャ109とロータ102との間には、永久磁石からの磁束路が形成されており、該磁束路によってアーマチャ109がロータ102に吸引された状態が維持される。よって、電磁コイル104への通電が遮断された状態でも、車両エンジンからの動力はロータ102からアーマチャ109へ伝達され、さらにはアーマチャ109、板ばね108及びハブ107を介して回転軸106に伝達されるようになっている。
実開昭62−16836号公報
上記動力伝達機構100は、電磁コイル104への通電を遮断した後は、通電時に形成された磁束路が維持され、該磁束路の形成によりアーマチャ109がロータ102に吸引された状態が維持されていることで動力を伝達可能としている。このため、動力伝達機構100において、通電遮断後にロータ102からアーマチャ109へ伝達可能とする動力を大きくするためには、永久磁石を大型化して磁束路の磁束密度を高めたり、ロータ102とアーマチャ109との接触面積を広くして摩擦力を高めたりする等して、アーマチャ109がロータ102から離間しにくくしなければならない。したがって、動力伝達機構100において、通電遮断後にロータ102からアーマチャ109へ伝達可能とする動力を大きくするためには、動力伝達機構100の体格を大型化しなければならなかった。
本発明は、体格を大型化することなく、電磁コイルへの通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくすることができる動力伝達機構を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、回転機械のハウジングに回転可能に支持された回転軸には該回転軸と一体回転可能に第1回転体が固定されているとともに、該第1回転体に固定された弾性部材にはアーマチャが支持され、また、前記ハウジングには外部駆動源からの動力が入力されるとともに前記アーマチャに対して空隙を介して対向し、かつ第1回転体と同軸に位置する第2回転体が回転可能に支持され、該第2回転体内には電磁コイルが遊嵌状態で収容されているとともに、該電磁コイルと前記アーマチャとの間には永久磁石が設けられており、前記電磁コイルへの通電によって前記アーマチャが前記弾性部材の弾性力に抗して前記第2回転体に吸引され、電磁コイルへの通電の遮断後も前記永久磁石によりアーマチャの第2回転体への吸引状態が維持されて第2回転体と第1回転体とが連結されることにより外部駆動源からの動力を回転軸へ伝達可能とする動力伝達機構であって、前記回転軸の軸方向に沿って連続するように位置する第1回転体の周面及び第2回転体の周面には両周面を跨ぐようにスプリングクラッチが巻装されているとともに、前記スプリングクラッチの一端は第1回転体に取り付けられ、スプリングクラッチの他端は前記アーマチャに取り付けられており、前記アーマチャが前記第2回転体に吸引された状態では前記スプリングクラッチが第1回転体の周面と第2回転体の周面を巻締めて第1回転体と第2回転体とを連結することを要旨とする。
この構成によれば、電磁コイルへの通電がなされアーマチャが第2回転体に吸引されると、スプリングクラッチがアーマチャの移動とともに引っ張られ、該引っ張りによりスプリングクラッチが縮径し、第1回転体の周面と第2回転体の周面を巻締めて第1回転体と第2回転体とを連結する。そして、電磁コイルへの通電の遮断後は、永久磁石から生じ、ロータとアーマチャとの間に形成される磁束路によってアーマチャの第2回転体への吸引状態が維持されるとともに、スプリングクラッチによる両周面の巻締め状態が維持される。したがって、動力伝達機構において、電磁コイルへの通電の遮断後は、永久磁石からの磁束路によってアーマチャが第2回転体に連結されているとともに、スプリングクラッチによって第1回転体と第2回転体が連結された状態で動力伝達が行われる。よって、永久磁石のみを用いて動力伝達を行う動力伝達機構に比して、第1回転体と第2回転体との連結力を大きくして、外部駆動源から回転軸へ伝達可能な動力を大きくすることができる。さらに、動力伝達機構は、永久磁石と電磁コイルを用いた動力伝達機構にスプリングクラッチを設けただけで、電磁コイルへの通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくすることができる。このため、通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくするために、磁束路の磁束密度を高める目的で永久磁石を大型化したり、アーマチャが第2回転体に連結された状態を維持しやすくするため、両者間の摩擦力を高める目的で両者の接触面を大きくしたりする必要がなくなる。
また、前記永久磁石は前記アーマチャ内に収容されていてもよい。この構成によれば、電磁コイルへの通電がなされ、アーマチャが第2回転体に吸引されたとき、アーマチャと第2回転体との間には永久磁石から生じる磁束路が形成される。ここで、例えば、永久磁石が第2回転体内に収容されていると、電磁コイルへの通電がなされ、アーマチャが第2回転体に吸引されたとき、アーマチャと第2回転体とを流れる磁束路と、永久磁石と第2回転体とを流れる磁束路の2つの磁束路が形成されてしまい、各磁束路の磁束密度は、永久磁石がアーマチャ内に収容されている場合に比して低くなってしまう。よって、永久磁石がアーマチャ内に収容されている構成は、複数の磁束路が生じることによる磁束密度の低下を防止し、第2回転体へのアーマチャの吸引力の低下を防止することができる。
また、前記スプリングクラッチは、前記第1回転体の周面及び第2回転体の周面と、両周面に対向するアーマチャの内周面との間に収容されていてもよい。この構成によれば、スプリングクラッチは動力伝達機構の内側に設けられ、しかも、動力伝達機構を構成する上で生じる空間に収容されているため、スプリングクラッチを設けた構成としても動力伝達機構が大型化することがなく、動力伝達機構の大型化防止に寄与することができる。
本発明によれば、体格を大型化することなく、電磁コイルへの通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくすることができる。
以下、本発明の動力伝達機構を、車両空調装置の冷媒圧縮機に用いられる電磁クラッチに具体化した一実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。なお、以下の説明において冷媒圧縮機10の「前」「後」は、図1に示す矢印Yの方向を前後方向とする。
図1に示すように、回転機械としての冷媒圧縮機10のハウジングは、シリンダブロック11と、その前端に接合固定されたフロントハウジング12と、シリンダブロック11の後端に接合固定されたリヤハウジング14とから構成されている。また、前記シリンダブロック11とリヤハウジング14との間には、シリンダブロック11側からリヤハウジング14側に向けて、吸入弁形成プレート36、バルブプレート13、吐出弁形成プレート28及びリテーナ33が介在されている。
シリンダブロック11とフロントハウジング12との間には、制御圧室15が区画形成されているとともに、シリンダブロック11とフロントハウジング12には前記制御圧室15を貫通するように回転軸16が回転可能に支持されている。前記フロントハウジング12の前端部には、回転軸16の前側を取り囲むようにして支持筒部12aが形成されている。回転軸16において、支持筒部12aからハウジング外へ突出した前端部は、動力伝達機構としての電磁クラッチ60を介して外部駆動源としての車両のエンジンEに作動連結されている。
前記回転軸16は、前側がラジアルベアリング18によってフロントハウジング12に回転可能に支持されている。フロントハウジング12において、回転軸16の前側の周面と、該周面に対向するフロントハウジング12の内周面との間には軸シール室20が形成されている。そして、軸シール室20内には、前記回転軸16の周面と軸シール室20の周面との間をシールする軸シール部材21が設けられている。回転軸16の後側は、シリンダブロック11に形成された軸孔11b内に挿通されているとともに、回転軸16の後側は、ラジアルベアリング19によって軸孔11bに回転可能に支持されている。
前記制御圧室15内において、回転軸16には回転支持体22が固着されており、回転支持体22は回転軸16と一体回転可能に固定されている。この回転支持体22とフロントハウジング12の内壁面との間にはスラストベアリング23が設けられている。また、制御圧室15内には斜板24が収容されている。斜板24の中央には、挿通孔24aが穿設されており、該挿通孔24aに回転軸16が挿通されている。回転支持体22と斜板24との間には、ヒンジ機構25が介在されている。斜板24は、ヒンジ機構25を介した回転支持体22との間でのヒンジ連結、及び挿通孔24aを介した回転軸16の支持により、回転軸16及び回転支持体22と同期回転可能であるとともに、回転軸16の中心軸Lに沿った軸方向へのスライド移動を伴いながら回転軸16に対して傾角を変更可能とされている。
シリンダブロック11には、回転軸16の周りに複数(図1では1つのシリンダボア26のみ図示)のシリンダボア26が等角度間隔で前後方向に貫通形成されている。シリンダボア26には、片頭型のピストン27が前後方向へ移動可能に収容されている。シリンダボア26の前後開口は、バルブプレート13及びピストン27によって閉塞されており、このシリンダボア26内にはピストン27の前後方向への移動に応じて容積変化する圧縮室37が区画されている。ピストン27は、一対のシュー29を介して斜板24の外周部に係留されている。
リヤハウジング14には、前記バルブプレート13に面して吸入室30と吐出室31が区画形成されている。詳細には、リヤハウジング14の中央部には、前記吸入室30が設けられ、該吸入室30の外周側には前記吐出室31が設けられている。前記バルブプレート13には、各シリンダボア26と対向する位置において、バルブプレート13の径方向内寄りに吸入ポート32が形成され、バルブプレート13の径方向外寄りに吐出ポート34がそれぞれ形成されている。
前記吸入弁形成プレート36には前記吸入ポート32と対応する位置に該吸入ポート32を開閉する吸入弁36aが形成されている。また、前記吸入弁形成プレート36には、前記吐出ポート34に対応する位置に吐出孔36bが形成されている。前記吐出弁形成プレート28には吐出ポート34と対応する位置に該吐出ポート34を開閉する吐出弁28aが形成されている。また、前記吐出弁形成プレート28には、前記吸入ポート32に対応する位置に吸入孔28bが形成されている。吐出弁28aはリテーナ33によって開放位置が規制されるようになっている。リヤハウジング14には、電磁弁からなる容量制御弁52が組み付けられている。
そして、ピストン27の移動に伴い吸入孔28b及び吸入ポート32を通過し、吸入弁36aを押し退けて吸入室30から前記圧縮室37へ吸入された冷媒ガスは、ピストン27の移動により圧縮室37で圧縮される。圧縮室37から吐出孔36b及び吐出ポート34を通過し、吐出弁28aを押し退けて吐出室31へ吐出された高圧の冷媒ガスは、外部冷媒回路(図示せず)へと導出される。該外部冷媒回路からの戻りガスは吸入室30へ吸入されるようになっており、本実施形態の冷媒圧縮機10は、外部冷媒回路とで冷媒循環回路を構成している。そして、シリンダブロック11(シリンダボア26)、回転軸16、回転支持体22、斜板24、ヒンジ機構25、ピストン27及びシュー29によって、冷媒圧縮機10における圧縮機構が構成され、該圧縮機構は回転軸16の回転に基づいて駆動される。
冷媒圧縮機10には、吐出圧領域としての吐出室31と、前記制御圧室15とを連通させ、吐出室31の冷媒ガスを、制御ガスとして制御圧室15へ供給するための供給通路54が設けられている。この供給通路54上には前記容量制御弁52が設けられている。また、冷媒圧縮機10には、制御圧室15と吸入圧領域としての吸入室30とを連通させ、制御圧室15の冷媒ガスを制御ガスとしての吸入室30へ排出させる排出通路53が設けられている。そして、吐出室31へ吐出された冷媒ガスは、前記供給通路54を通過して制御圧室15へ供給されるようになっている。また、前記容量制御弁52により、供給通路54を通過し、制御圧室15へ供給される冷媒ガス量が調節されるようになっている。
また、制御圧室15内の冷媒ガスは、排出通路53を介して吸入室30へ排出される。そして、供給通路54を介した制御圧室15への冷媒ガス供給量と排出通路53を介した制御圧室15からの冷媒ガス排出量とのバランスが制御されて制御圧室15の圧力が決定される(制御圧室15が調圧される)。制御圧室15の圧力が変更されると、ピストン27を介した制御圧室15内とシリンダボア26内との差圧が変更され、斜板24の傾角が変化する。この結果、ピストン27のストローク(冷媒圧縮機10の吐出容量)が調節される。
次に、前記電磁クラッチ60について詳細に説明する。図1及び図2に示すように、前記フロントハウジング12における支持筒部12aの外周側には、ラジアルベアリング70を介して第2回転体としての筒状をなすロータ61が回転可能に支持されている。ロータ61は磁性材よりなり、エンジンEの出力軸からのベルト(図示せず)が掛けられる筒状のベルト掛け部61aと、該ベルト掛け部61aの内側に設けられた筒状の支持部61bとを一体に有している。そして、ロータ61は、前記支持部61bを以ってフロントハウジング12(支持筒部12a)にラジアルベアリング70を介して回転可能に支持されている。
ロータ61において、前記ベルト掛け部61aの内周面と、支持部61bの外周面との間には、環状の収容凹部61cが形成されている。そして、収容凹部61c内には、磁性材よりなる収容筒体63に収容された電磁コイル62が収容されている。また、前記電磁コイル62を収容した収容筒体63は、フロントハウジング12における支持筒部12aの外周に支持された環状の支持部材64によって支持されている。そして、支持部材64による収容筒体63の支持状態では、収容凹部61cの周面(ベルト掛け部61aの内周面及び支持部61bの外周面)と、該周面に対向する収容筒体63の周面との間に僅かなクリアランスが形成されている。このため、収容筒体63、すなわち電磁コイル62は、ロータ61内(収容凹部61c内)に遊嵌状態で収容され、電磁コイル62はロータ61と一体に回転しないようになっている。また、ロータ61には、前記支持筒部12aよりも前側へ突出する連結筒部61dが形成され、該連結筒部61dは回転軸16の中心軸Lの軸方向へ延びる円筒状に形成されている。なお、前記電磁コイル62は、正逆両方向に通電の切換が可能に構成されている。
回転軸16の前端部には、第1回転体としてのアーマチャハブ65が固定され、該アーマチャハブ65は回転軸16と一体回転可能になっている。該アーマチャハブ65は、回転軸16の前端部の外周に嵌合される筒状部65aと、該筒状部65aの前端から回転軸16の軸方向に対し、直交する方向へ延びるハブ部65bとを有している。なお、アーマチャハブ65の筒状部65aと回転軸16とは、スプライン係合やキー構造等によって回転軸16の回転方向に係合されている。ハブ部65bにおいてフロントハウジング12側の端面(後端面)は、連結筒部61dのアーマチャハブ65側の端面(前端面)と対向している。また、ハブ部65bの周面の一部であって、連結筒部61d側をロータ側周面65sとすると、該ロータ側周面65sと連結筒部61dの周面61sとは、回転軸16の軸方向に沿って連続するように位置し、両周面65s,61sは同一径となっている。
アーマチャハブ65の前端面には、弾性部材としての板ばね66が固定されている。この板ばね66の自由端には磁性材よりなるアーマチャ68が取り付けられている。アーマチャ68は、板ばね66によってアーマチャハブ65に支持され、この支持状態では、アーマチャ68は前記ロータ61と対向する位置に配設されている。前記アーマチャ68には、ロータ61と対向する面に開口する環状の凹部68aが形成されている。この凹部68a内には永久磁石69が嵌入され、該アーマチャ68とロータ61との間に前記永久磁石69が配設されている。
永久磁石69は、前記電磁コイル62に正方向への通電がなされると正方向への磁束の流れを生じ、逆方向への通電がなされると逆方向への磁束の流れを生じさせる。アーマチャ68において、ロータ61に対向する面によりアーマチャ側摩擦面68fが形成され、ロータ61において前記アーマチャ側摩擦面68fに対向する面にロータ側摩擦面61fが形成されている。このアーマチャ側摩擦面68fとロータ側摩擦面61fとの間には一定の空隙Sが形成されている。また、前記板ばね66は、その弾性力によってアーマチャ側摩擦面68fがロータ側摩擦面61fから離間する方向へアーマチャ68を付勢している。
電磁クラッチ60において、前記アーマチャハブ65のハブ部65bには、巻ばねよりなるスプリングクラッチ71の一端(図示せず)が取り付けられている。また、アーマチャ68には前記スプリングクラッチ71の他端71aが取り付けられている。そして、ハブ部65bのロータ側周面65s及び連結筒部61dの周面61sには、両周面65s,61sを跨ぐようにスプリングクラッチ71が巻装され、該スプリングクラッチ71によって両周面65s,61sが取り囲まれている。また、スプリングクラッチ71は、連結筒部61dの周面61s及びハブ部65bのロータ側周面65sと、アーマチャ68の内周面68dとの間に区画される空間に配設されている。
スプリングクラッチ71は、電磁クラッチ60が非連結状態にあるとき、すなわち、ロータ61とアーマチャ68の非連結状態では、ハブ部65bのロータ側周面65s及び連結筒部61dの周面61sの外径より大径をなし、スプリングクラッチ71は両周面61s,65sから離間している。一方、スプリングクラッチ71は、電磁クラッチ60が連結状態にあるとき、すなわち、ロータ61とアーマチャ68の連結状態では、ハブ部65bのロータ側周面65s及び連結筒部61dの周面61sの外径より小径となり、スプリングクラッチ71は両周面61s,65sに巻き付くようになっている。
次に、上記構成の電磁クラッチ60の動作について説明する。図2に示す状態において、電磁コイル62が正方向への通電によって励磁されると、その電磁力に基づく吸引力がアーマチャ68に作用される。すると、図3に示すように、アーマチャ68は板ばね66の弾性力に抗してロータ61側へ移動し、アーマチャ側摩擦面68fがロータ側摩擦面61fに吸引され、アーマチャ側摩擦面68fがロータ側摩擦面61fに圧接する。そして、ロータ61とアーマチャ68とが連結(結合)され、板ばね66を介してロータ61とアーマチャハブ65とが連結される。
ここで、スプリングクラッチ71の他端71aはアーマチャ68に取り付けられているため、アーマチャ68のロータ61側への移動に伴いスプリングクラッチ71は引っ張られ、縮径する。すると、スプリングクラッチ71が、アーマチャハブ65のロータ側周面65s及びロータ61の周面61sを巻締め、該スプリングクラッチ71によってハブ部65bと連結筒部61d、すなわちアーマチャハブ65とロータ61とが連結される。その結果、ロータ61とアーマチャハブ65は、電磁コイル62の電磁力に基づく吸引力と、スプリングクラッチ71による巻締め力とによって強固に連結される。
また、ロータ61とアーマチャ68の連結状態では、該ロータ61とアーマチャ68との間には、永久磁石69から正方向へ流れる磁束路Jが生じており、該磁束路Jによってアーマチャ68がロータ61に吸引され、ロータ側摩擦面61fとアーマチャ側摩擦面68fとの間の摩擦力によりロータ61とアーマチャ68の連結状態が維持される。そして、この連結状態が維持されることによって、スプリングクラッチ71が引っ張られた状態、すなわち、スプリングクラッチ71がハブ部65bのロータ側周面65s及び連結筒部61dの周面61sを巻締めた状態が維持される。そして、電磁コイル62の正方向への通電を遮断した後は、永久磁石69による吸引と、スプリングクラッチ71による巻締めとによって電磁クラッチ60の連結状態が維持され、電磁クラッチ60によって、エンジンEから回転軸16への動力伝達が可能となる。
一方、電磁コイル62が逆方向への通電によって励磁されると、前記正方向へ通電した場合とは逆方向への磁束が生じ、前記正方向への磁束が打ち消されることとなり、アーマチャ68は板ばね66の復帰力によってロータ61のロータ側摩擦面61fから離間し、電磁クラッチ60は非連結状態となる。その結果、ロータ61及びアーマチャ68間の連結、すなわち、ロータ61とアーマチャハブ65との連結が解除され、エンジンEから回転軸16への動力伝達は不可能となる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)電磁クラッチ60は、電磁コイル62と永久磁石69とアーマチャ68よりなる動力伝達機構に加えスプリングクラッチ71を備えてなる。この電磁コイル62の正方向への通電時にはアーマチャ68がロータ61に吸引されると同時に、スプリングクラッチ71の巻締めによりロータ61とアーマチャハブ65とが連結される。そして、電磁コイル62への通電の遮断後も、永久磁石69からの磁束路Jによってロータ61とアーマチャ68の連結状態が維持されるとともに、スプリングクラッチ71の巻締め状態も維持される。よって、電磁コイル62の正方向への通電の遮断後は、永久磁石69からの磁束路Jによってアーマチャ68とロータ61が連結されているとともに、スプリングクラッチ71によってロータ61とアーマチャハブ65が連結された状態で動力伝達が行われる。したがって、電磁クラッチ60においては、例えば、電磁コイル62への通電の遮断後は、永久磁石69から生じる磁束路Jだけでロータ61とアーマチャ68が連結される場合に比して、電磁クラッチ60による連結力を大きくすることができ、電磁クラッチ60によってエンジンEから回転軸16へ伝達可能とする動力を大きくすることができる。その結果として、電磁コイル62への通電遮断後に伝達可能な動力を大きくするために、永久磁石69を大型化して磁束路Jの磁束密度を高くしたり、ロータ側摩擦面61fとアーマチャ側摩擦面68fとを大きくして摩擦力を大きくしたりする必要がない。よって、電磁クラッチ60の体格を大型化することなく伝達可能な動力を大きくすることができる。
(1)電磁クラッチ60は、電磁コイル62と永久磁石69とアーマチャ68よりなる動力伝達機構に加えスプリングクラッチ71を備えてなる。この電磁コイル62の正方向への通電時にはアーマチャ68がロータ61に吸引されると同時に、スプリングクラッチ71の巻締めによりロータ61とアーマチャハブ65とが連結される。そして、電磁コイル62への通電の遮断後も、永久磁石69からの磁束路Jによってロータ61とアーマチャ68の連結状態が維持されるとともに、スプリングクラッチ71の巻締め状態も維持される。よって、電磁コイル62の正方向への通電の遮断後は、永久磁石69からの磁束路Jによってアーマチャ68とロータ61が連結されているとともに、スプリングクラッチ71によってロータ61とアーマチャハブ65が連結された状態で動力伝達が行われる。したがって、電磁クラッチ60においては、例えば、電磁コイル62への通電の遮断後は、永久磁石69から生じる磁束路Jだけでロータ61とアーマチャ68が連結される場合に比して、電磁クラッチ60による連結力を大きくすることができ、電磁クラッチ60によってエンジンEから回転軸16へ伝達可能とする動力を大きくすることができる。その結果として、電磁コイル62への通電遮断後に伝達可能な動力を大きくするために、永久磁石69を大型化して磁束路Jの磁束密度を高くしたり、ロータ側摩擦面61fとアーマチャ側摩擦面68fとを大きくして摩擦力を大きくしたりする必要がない。よって、電磁クラッチ60の体格を大型化することなく伝達可能な動力を大きくすることができる。
(2)永久磁石69を用いた動力伝達機構にスプリングクラッチ71を設けるだけで、通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくすることができる。
(3)永久磁石69はアーマチャ68内に収容されている。このため、アーマチャ68がロータ61に吸引されたとき、アーマチャ68とロータ61との間には、磁束路Jが1つだけ形成される。このため、例えば、永久磁石69がロータ61内に収容されている場合のように、アーマチャ68がロータ61に吸引されたとき、アーマチャ68とロータ61、及び永久磁石69とロータ61との間それぞれに磁束路が形成され、磁束路の磁束密度が低下することを防止することができる。よって、永久磁石69から生じる磁束路Jによるロータ61へのアーマチャ68の吸引力の低下を防止して、通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくすることに寄与することができる。
(3)永久磁石69はアーマチャ68内に収容されている。このため、アーマチャ68がロータ61に吸引されたとき、アーマチャ68とロータ61との間には、磁束路Jが1つだけ形成される。このため、例えば、永久磁石69がロータ61内に収容されている場合のように、アーマチャ68がロータ61に吸引されたとき、アーマチャ68とロータ61、及び永久磁石69とロータ61との間それぞれに磁束路が形成され、磁束路の磁束密度が低下することを防止することができる。よって、永久磁石69から生じる磁束路Jによるロータ61へのアーマチャ68の吸引力の低下を防止して、通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくすることに寄与することができる。
(4)永久磁石69はアーマチャ68内に収容されており、例えば、永久磁石69をロータ61内に収容する場合に比して、永久磁石69は冷媒圧縮機10から離れた位置に設けられている。このため、永久磁石69は、冷媒圧縮機10におけるラジアルベアリング70で発生する熱や、冷媒圧縮機10の運転に伴い発生する熱の影響を受けにくくすることができる。したがって、前記熱による脱磁を抑え、ロータ61へのアーマチャ68の吸引力の低下を防止して、通電遮断後に伝達可能とする動力を大きくすることに寄与することができる。
(5)スプリングクラッチ71は、ハブ部65bのロータ側周面65s及び連結筒部61dの周面61sと、両周面61s,65sに対向するアーマチャ68の内周面68dとの間に収容されている。このため、スプリングクラッチ71は電磁クラッチ60の内側に設けられ、しかも、電磁クラッチ60を構成する上で生じる空間に収容されている。したがって、電磁クラッチ60がスプリングクラッチ71を備えた構成としても電磁クラッチ60の体格は大型化することがない。また、例えば、電磁クラッチ60の伝達可能な動力を大きくするために、電磁クラッチ60の外側に別構成を設ける場合のように電磁クラッチ60の体格が大きくなることがなくなる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図4に示すように、電磁クラッチ60において、永久磁石69はロータ61内に収容されていてもよい。この場合、ロータ61の収容凹部61c内には、磁性板72,73が嵌入され、該磁性板72,73の間に永久磁石69が挟持されている。
○ 図4に示すように、電磁クラッチ60において、永久磁石69はロータ61内に収容されていてもよい。この場合、ロータ61の収容凹部61c内には、磁性板72,73が嵌入され、該磁性板72,73の間に永久磁石69が挟持されている。
○ 永久磁石69において、磁束の流れを生じさせる向きを反転させ、電磁コイル62への逆方向への通電によってアーマチャ68をロータ61に吸引させて電磁クラッチ60を連結状態とし、正方向への通電によってアーマチャ68をロータ61から離間させて電磁クラッチ60を非連結状態とする構成としてもよい。
○ 冷媒圧縮機10を、片頭型のピストン27に圧縮動作を行なわせる片側式の圧縮機ではなく、制御圧室15を挟んで前後両側に設けられたシリンダボア26において両頭型のピストンに圧縮動作を行なわせる両側式の圧縮機としてもよい。
○ 冷媒圧縮機10を、斜板24が回転軸16と一体回転する構成に代えて、カムプレートが回転軸16に対して相対回転可能に支持されて揺動するタイプ、例えば、揺動(ワッブル)式圧縮機としてもよい。
○ 冷媒圧縮機10は、ピストン27のストロークを変更不可能な固定容量タイプであってもよい。
○ 回転機械として、ピストン27が往復動を行うピストン式の冷媒圧縮機10に具体化したが、電磁クラッチ60によって外部駆動源から動力が伝達される回転機械であれば、どのようなものに適用してもよい。
○ 回転機械として、ピストン27が往復動を行うピストン式の冷媒圧縮機10に具体化したが、電磁クラッチ60によって外部駆動源から動力が伝達される回転機械であれば、どのようなものに適用してもよい。
○ 第2回転体として、ロータ61以外にも、スプロケットやギヤ等を適用してもよい。
○ アーマチャ68の凹部68aの一部を閉塞する閉塞部材を取り付け、該閉塞部材に磁束迂回用の環状溝を形成するとともに、ロータ61のロータ側摩擦面61fにおいて、前記環状溝と対向しない位置に磁束迂回用の環状溝を形成してもよい。
○ アーマチャ68の凹部68aの一部を閉塞する閉塞部材を取り付け、該閉塞部材に磁束迂回用の環状溝を形成するとともに、ロータ61のロータ側摩擦面61fにおいて、前記環状溝と対向しない位置に磁束迂回用の環状溝を形成してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(1)回転軸を有するとともに該回転軸に外部駆動源から動力を伝達するための動力伝達機構を備えた回転機械において、前記動力伝達機構として、請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の動力伝達機構を設けた回転機械。
(1)回転軸を有するとともに該回転軸に外部駆動源から動力を伝達するための動力伝達機構を備えた回転機械において、前記動力伝達機構として、請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の動力伝達機構を設けた回転機械。
(2)前記回転軸の回転に基づいて駆動される圧縮機構を有する技術的思想(1)に記載の回転機械。
E…外部駆動源としてのエンジン、S…空隙、10…回転機械としての冷媒圧縮機、16…回転軸、60…動力伝達機構としての電磁クラッチ、61…第2回転体としてのロータ、61s…第2回転体の周面としての連結筒部の周面、62…電磁コイル、65…第1回転体としてのアーマチャハブ、65s…第1回転体の周面としてのロータ側周面、66…弾性部材としての板ばね、68…アーマチャ、68d…アーマチャの内周面、69…永久磁石、71…スプリングクラッチ、71a…スプリングクラッチの他端。
Claims (3)
- 回転機械のハウジングに回転可能に支持された回転軸には該回転軸と一体回転可能に第1回転体が固定されているとともに、該第1回転体に固定された弾性部材にはアーマチャが支持され、また、前記ハウジングには外部駆動源からの動力が入力されるとともに前記アーマチャに対して空隙を介して対向し、かつ第1回転体と同軸に位置する第2回転体が回転可能に支持され、該第2回転体内には電磁コイルが遊嵌状態で収容されているとともに、該電磁コイルと前記アーマチャとの間には永久磁石が設けられており、前記電磁コイルへの通電によって前記アーマチャが前記弾性部材の弾性力に抗して前記第2回転体に吸引され、電磁コイルへの通電の遮断後も前記永久磁石によりアーマチャの第2回転体への吸引状態が維持されて第2回転体と第1回転体とが連結されることにより外部駆動源からの動力を回転軸へ伝達可能とする動力伝達機構であって、
前記回転軸の軸方向に沿って連続するように位置する第1回転体の周面及び第2回転体の周面には両周面を跨ぐようにスプリングクラッチが巻装されているとともに、前記スプリングクラッチの一端は第1回転体に取り付けられ、スプリングクラッチの他端は前記アーマチャに取り付けられており、前記アーマチャが前記第2回転体に吸引された状態では前記スプリングクラッチが第1回転体の周面と第2回転体の周面を巻締めて第1回転体と第2回転体とを連結する動力伝達機構。 - 前記永久磁石は前記アーマチャ内に収容されている請求項1に記載の動力伝達機構。
- 前記スプリングクラッチは、前記第1回転体の周面及び第2回転体の周面と、両周面に対向するアーマチャの内周面との間に収容されている請求項1又は請求項2に記載の動力伝達機構。
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