JP5884417B2 - 電磁クラッチ - Google Patents
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Description
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前記被駆動側回転体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磁性体で形成される中間部材を備え、
前記作動部材において前記電磁ソレノイドが吸着する面に主孔部を形成し、前記中間部材において前記作動部材からの磁束が作用する面に副孔部を形成し、この作動部材と中間部材とで拘束手段が構成され、
前記拘束手段は、前記電磁ソレノイドの駆動により前記作動部材が前記電磁ソレノイドに吸着された後に動慣性による前記駆動側回転体の回転を許し、この回転により前記駆動側回転体に対する前記ラップスプリングの圧着が解除され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回転を阻止するように前記主孔部と副孔部との位置関係が設定されている点にある。
また、例えば、作動部材としてラップスプリングが連結するためのアームを外周部に形成したものと比較すると、本発明の作動部材は円板状に形成され、ラップスプリングを縁部に連結するので、回転状態の電磁ソレノイドに吸着した場合にも動慣性が小さく、迅速に回転停止を行える。次に、遮断状態から電磁ソレノイドに供給する電力を遮断した場合にラップスプリングが圧着方向に変形する際の付勢力で作動部材が回転を開始する際の慣性も小さいため迅速に回転の開始を行える。
従って、電磁ソレノイドを用いてラップスプリングを圧着状態と非圧着状態とに切り換えて伝動状態と遮断状態とを迅速に作り出す電磁クラッチが構成された。
また、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の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。
〔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により回転軸芯Xを中心に回転自在にシャフト3(被駆動側回転体の一例)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。
本発明は、上記した実施の形態以外に以下のように構成しても良い(この別実施の形態では実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。また、以下の別実施形態では実施形態と同じ材質のものが使用されている。
図8に示すように、この第1別実施形態のウォータポンプの基本的な構成は前述した実施形態と共通しているが、ラップスプリング11が駆動側回転体としての駆動プーリ7の内周面7Sに圧接することで駆動力を伝える伝動状態を作り出し、ラップスプリング11が内周面7Sから離間することで駆動力を遮断する遮断状態を作り出すように電磁クラッチCが構成された点において実施形態と異なる。
図9に示すように、この第2別実施形態のウォータポンプでは、前述した実施形態と比較して駆動部材12の支持形態が異なり、作動部材13と中間部材15との配置も異なるものであるが、第1別実施形態と同様にラップスプリング11が駆動側回転体としての駆動プーリ7の内周面7Sに圧接することで駆動力を伝える伝動状態を作り出し、ラップスプリング11が内周面7Sから離間することで駆動力を遮断する遮断状態を作り出すように電磁クラッチCが構成されている。
7B 駆動側回転体・筒状部
7B 駆動側回転体・内周面
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
13B 係合部
13H 主孔部
15 中間部材
15H 副孔部
S 電磁ソレノイド
X 回転軸芯
Claims (5)
- 駆動力を受けることで回転軸芯を中心にして回転する駆動側回転体と、
前記回転軸芯と同軸芯で配置される被駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に対し、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、
前記被駆動側回転体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された駆動部材と、
磁性体で形成され、前記被駆動側回転体に対し前記回転軸芯を中心にして相対回転可能、かつ、前記回転軸芯に沿って移動可能で、円板状を呈し、当該円板状の部材の縁部に前記ラップスプリングの他端側が連結する作動部材と、
前記作動部材を吸着固定する磁力を発生させるよう静止系に設けられた電磁ソレノイドとを有し、
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、前記駆動側回転体との摩擦力あるいは動慣性によって前記駆動部材が前記作動部材と相対回転し、前記駆動側回転体に対する前記ラップスプリングの圧着状態を解消して前記駆動側回転体から前記被駆動側回転体への動力伝達を遮断するように構成し、
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前記被駆動側回転体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磁性体で形成される中間部材を備え、
前記作動部材において前記電磁ソレノイドが吸着する面に主孔部を形成し、前記中間部材において前記作動部材からの磁束が作用する面に副孔部を形成し、この作動部材と中間部材とで拘束手段が構成され、
前記拘束手段は、前記電磁ソレノイドの駆動により前記作動部材が前記電磁ソレノイドに吸着された後に動慣性による前記駆動側回転体の回転を許し、この回転により前記駆動側回転体に対する前記ラップスプリングの圧着が解除され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回転を阻止するように前記主孔部と副孔部との位置関係が設定されている電磁クラッチ。 - 前記電磁ソレノイドが前記回転軸芯を中心とするリング状の吸着面を有し、前記作動部材が前記吸着面を覆う外径に形成されている請求項1記載の電磁クラッチ。
- 前記作動部材の外周に係合部が形成され、この係合部に対して前記ラップスプリングの他端側を係入させる形態で、この作動部材と前記ラップスプリングの他端側とが連結されている請求項1又は2記載の電磁クラッチ。
- 前記駆動側回転体の中心部に前記回転軸芯を中心とする筒状部が一体的に形成され、この筒状部の外周面に圧着する位置に前記ラップスプリングが配置されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
- 前記駆動側回転体にシリンダ状の内周面が形成され、この内周面に圧着する位置に前記ラップスプリングが配置されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
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