JP5626595B2 - 電磁クラッチ - Google Patents
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Description
また、駆動時に電磁ソレノイドからの磁束をエアーギャップを介して作動部材に作用させる構成と比較すると、エアーギャップが形成されないため大容量の電磁ソレノイドを必要としない。更に、ラップスプリングとして、駆動プーリの中心側位置の筒状部の外周に圧着可能な巻き径のものを用いるので、ラップスプリングの巻き径が小さい小型のものを用いることが可能となる。特に、仕様変更によりベルト巻回部の半径が異なる駆動プーリに電磁クラッチを備える場合にも、ベルト巻回部の外径が異なる駆動プーリでも同じ外径となる筒状部を形成しておくことにより、駆動プーリを変更した場合にも電磁クラッチの構成を変更せずに済む。
さらに、作動部材が電磁ソレノイドに吸着された場合に、この作動部材の主孔部から漏れ磁束を中間部材に作用させることが可能となる。また、中間部材には副孔部が形成されているので、この副孔部が形成された部位では磁気抵抗を増大させ吸着力が低下することになり、副孔部が形成されない部位では磁気抵抗が小さいので吸着力を増大させることが可能となる。これにより、電磁ソレノイドに通電し、この電磁ソレノイドに作動部材が吸着した後には、動慣性による駆動部材の回転の初期には作動部材から中間部材に作用する吸引力を抑制しておき、駆動プーリが遮断状態となる回転位相に達した時点で中間部材に作用する吸引力が増大させ、ラップスプリングを筒状部から離間させた状態で中間部材を作動部材に吸着して拘束し、連れ廻りを招くことのない遮断状態を作り出せる。
その結果、電磁ソレノイドが非駆動状態から駆動状態に切り換わることで遮断状態に達し、この遮断状態ではエネルギーの無駄な消費が抑制される電磁クラッチが小型で汎用性高く構成された。
〔全体構成〕
図1〜図3には本発明の電磁クラッチCによって動力の伝動及び遮断が可能なウォータポンプが示されている。このウォータポンプは、静止系としてのポンプハウジング1に対しシャフト軸受2(内部軸受機構の一例)により回転軸芯Xを中心に回転自在にシャフト3を支持し、このシャフト3の内端にインペラ4を備え、このシャフト3とポンプハウジング1との間にシール5を備えている。ポンプハウジング1のボス状部1Aに対しプーリ軸受6(外部軸受機構の一例)により回転軸芯Xを中心にして回転自在に駆動プーリ7を備えている。電磁クラッチCは、駆動プーリ7の回転駆動力をシャフト3に伝える伝動状態(クラッチ入り状態)と、駆動プーリ7の回転駆動力を遮断する遮断状態(クラッチ切り状態)とに切換自在に構成されている。
電磁クラッチCは、駆動プーリ7の内部に収容されるコイル状のラップスプリング11と、駆動部材12と、アーマチュアとして機能する作動部材13と、中間部材15と、作動部材13に吸引力を作用させて吸着する電磁ソレノイドSとを備えている。
作動部材13と中間部材15とによって拘束手段が構成されている。図1、図3、図4(a)に示すように、作動部材13のディスク状部13Aには周方向に沿って複数の主孔部13Hが形成され、中間部材15には周方向に沿って複数の副孔部15Hが形成されている。この主孔部13Hと副孔部15Hとは、電磁クラッチCを遮断状態に操作する際に、駆動部材12の駆動アーム12Aと、作動部材13の係合部13Bとが図7(a)に示す相対姿勢に設定するために機能する。この作動形態を以下に説明する。尚、主孔部13Hと副孔部15Hとを夫々3つ示しているが、これらの数は3つに限るものではなく、任意の数でも良い。
このように、本発明の電磁クラッチでは、駆動プーリ7の筒状部7Bの外周にラップスプリング11を圧着させて伝動を行う構成であるため、例えば、仕様変更によりベルト巻回部7Aの半径が異なる駆動プーリ7に電磁クラッチCを備える場合にも、駆動プーリ7夫々に同じ外径となる筒状部7Bを形成しておくことにより、電磁クラッチCの構成を変更せずに済む。
本実施形態は、ラップスプリング11が駆動プーリ(入力プーリ)7の中心側に形成された筒状部7Bの外周に圧接するように電磁クラッチCを構成する。当然のことながら、このラップスプリング11は自然状態において筒状部7Bの外周に圧接するものが使用され、拘束手段が作動部材(アーマチュア)13と中間部材(アーマチュア)15とで構成されている。
1A ボス状部
2 内部軸受機構(シャフト軸受)
3 シャフト
6 外部軸受機構(プーリ軸受)
7 駆動プーリ
7A ベルト巻回部
7B 筒状部
11 ラップスプリング
11A 一端側
11B 他端側
12 駆動部材
13 作動部材
13H 主孔部
15 中間部材
15H 副孔部
S 電磁ソレノイド
Wa 周幅
Wb 筒長
X 回転軸芯
Claims (3)
- 駆動ベルトが巻回される円筒状のベルト巻回部を外周側に備えると共に、前記ベルト巻回部と一体回転しつつ静止系に支持される筒状部を内周側に備えた駆動プーリと、
前記筒状部の外周面に対し、自然状態で圧着状態となるよう巻き回されたラップスプリングと、
前記駆動プーリの回転軸芯と同軸芯状に前記静止系に回転支持され、前記駆動プーリからの動力を受けて回転駆動可能なシャフトと、
前記シャフトに固定されると共に前記ラップスプリングの一端側が連結する駆動部材と、
磁力を発生させるよう前記静止系に設けられた電磁ソレノイドと、
前記磁力を受けて電磁ソレノイドに吸着固定される面に主孔部を有する磁性体で形成され、前記ラップスプリングの他端側が連結される状態で前記シャフトに対して同軸芯状態で相対回転可能であり、前記シャフトの延出方向に沿って移動可能な作動部材と、
前記作動部材を基準にして前記電磁ソレノイドの反対側に配置され、前記シャフトと一体的に回転し前記回転軸芯に沿う方向に変位自在で、前記作動部材からの磁束が作用する面に副孔部を有する磁性体で形成される中間部材と、を備え、
前記電磁ソレノイドに通電して前記作動部材を吸着固定した際に、前記駆動プーリとの摩擦力あるいは動慣性によって前記駆動部材の前記作動部材に対する相対回転を許し、この相対回転により前記筒状部に対する前記ラップスプリングの圧着を解消して前記駆動プーリから前記シャフトへの動力伝達を遮断する回転位相に達した時点で前記中間部材に作用する吸引力を増大させ、この吸引力により前記中間部材を前記作動部材に吸着して拘束するよう前記主孔部と前記副孔部との位置関係を設定してある拘束手段を、前記作動部材と前記中間部材とで構成してある電磁クラッチ。 - 前記筒状部の前記回転軸芯に沿う方向での寸法が、前記ベルト巻回部の前記回転軸芯に沿う方向での寸法より短く設定されている請求項1記載の電磁クラッチ。
- 前記静止系としてのハウジングのボス状部の内部に内部軸受機構を介して前記シャフトが回転自在に支持され、前記ボス状部の外部に外部軸受機構を介して回転自在に前記筒状部が支持されると共に、前記内部軸受機構と前記外部軸受機構とが前記回転軸芯と直交する方向視で重複する位置に配置されている請求項1又は2記載の電磁クラッチ。
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