JPH06193653A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルク変動の低減を図った電磁クラッチの提
供。 【構成】 冷媒圧縮機の駆動軸に固定されるインナハブ
１３には、その外周側に突起部が一体に形成されてい
る。また、アウタハブ１２とインナハブ１３とを連結す
るゴムハブ１４には、インナハブ１３に設けられた突起
部１６の周囲が空間となるように窪み１４ａが設けら
れ、この窪み１４ａを密封部材で密封することにより可
変容積室１８が形成される。可変容積室１８は、突起部
１６の両側に形成される第１容積室１８ａと第２容積
室、および第１容積室１８ａと第２容積室１８ｂとを連
通する連通路１８ｃより成る。この可変容積室１８には
粘性流体が封入されており、ゴムハブ１４の弾性変形に
伴って第１容積室１８ａおよび第２容積室１８ｂの容積
変化が生じると、粘性流体が連通路１８ｃを通って可変
容積室１８内を流動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転動力の伝達を断続
する電磁クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用冷凍サイクルの冷媒圧
縮機に装着される電磁クラッチでは、冷媒圧縮機の回転
軸に固定されるインナハブと、アーマチュアを固定する
アウタハブとの間にゴムハブを介在させて、このゴムハ
ブがトルク伝達方向に変位可能とすることで、冷媒圧縮
機側のトルク変動を低減させる効果を持たせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ゴムハブの
減衰効果には限界があることから、トルク変動の低減効
果が十分であるとは言えない。従って、電磁クラッチと
冷媒圧縮機の振動系の持つねじり共振点付近の周波数域
では、トルク変動が増大し、その共振域が車両の持つ共
振点に近い時には、その相乗効果によって騒音が増大
し、車室内へ騒音が伝達されるという課題を有してい
た。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、そ
の目的は、トルク変動の低減を図った電磁クラッチの提
供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、通電されることで磁力を発生する励磁コ
イルと、動力源によって回転駆動される駆動部材と、前
記励磁コイルへの通電時に前記駆動部材に吸着されて、
前記駆動部材と一体に回転する回転部材と、被回転軸と
一体に回転する従動部材と、前記回転部材と前記従動部
材との間に介在されて、その両者の間で弾性変形可能に
設けられ、前記励磁コイルへの通電時に前記回転部材の
回転力を前記従動部材に伝達するとともに、前記励磁コ
イルへの通電が停止された時に前記回転部材を初期の位
置に復帰させるゴムハブと、前記回転部材側と前記従動
部材側とのトルク変動を低減するトルク変動低減手段と
を備え、このトルク変動低減手段は、前記回転部材と前
記従動部材との間で回転方向の異なる位置に形成され
て、前記ゴムハブの回転方向に生じる弾性変形に伴って
容積変化を生じる第１容積室と第２容積室、および前記
第１容積室と前記第２容積室とを回転方向に連通する連
通路より成る可変容積室と、この可変容積室に封入され
た粘性流体とを有し、前記ゴムハブの回転方向に生じる
弾性変形に伴って前記第１容積室の容積が収縮もしくは
膨脹するとともに前記第２容積室の容積が膨脹もしくは
収縮するように設けられたことを技術的手段とする。

【０００５】

【作用】上記構成より成る本発明の電磁クラッチは、回
転部材の回転力がゴムハブを介して従動部材に伝達され
ることにより、被回転軸が回転する。この被回転軸の回
転と同時に、被回転軸側のトルク変動が電磁クラッチに
伝わると、回転部材と従動部材との間で相対的なねじり
振動が発生する。これにより、回転部材と従動部材との
間に介在されたゴムハブが回転方向に弾性変形を生じる
ため、このゴムハブの弾性変形に伴って、第１容積室の
容積が収縮もしくは膨脹し、第２容積室の容積が膨脹も
しくは収縮する。この結果、可変容積室に封入された粘
性流体は、第１容積室および第２容積室の収縮、膨脹に
応じて可変容積室内を流動する。この可変容積室内を流
動する粘性流体は、容積が収縮する容積室側から容積が
膨脹する容積室側へ移動する際に連通路を通過する。こ
の時、連通路の流路断面積と粘性流体の粘度に応じて流
動抵抗が生じ、この流動抵抗が減衰力として作用するこ
とで、トルク変動が低減する。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の電磁クラッチの一実施例を図
１ないし図３を基に説明する。図１は電磁クラッチの断
面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。本実施例の電
磁クラッチ１は、車両用冷凍サイクルの冷媒圧縮機（図
示しない）に装着されて、必要に応じてエンジンの回転
動力を冷媒圧縮機の駆動軸２に伝達するものである。こ
の電磁クラッチ１は、大別して、励磁コイル３、この励
磁コイル３を保持するステータハウジング４、エンジン
の回転動力が伝達されて回転するクラッチロータ５、励
磁コイル３が通電された時にクラッチロータ５の一端面
側（図１の左面側）に吸着されるアーマチュア６、この
アーマチュア６を支持するハブアッシー（後述する）、
および冷媒圧縮機より伝わるトルク変動を低減するため
のトルク変動低減手段（後述する）より構成される。

【０００７】励磁コイル３は、樹脂性ボビン７の周囲に
絶縁被膜を施した導電線を巻回した周知のもので、通電
されることにより磁力を発生する。ステータハウジング
４は、クラッチロータ５およびアーマチュア６とともに
励磁コイル３の磁路を形成する。クラッチロータ５は、
ステータハウジング４に支持された励磁コイル３を一端
側より覆う断面コの字形（図１では逆コの字形）の円環
状を呈し、その内周に配されたボールベアリング８を介
して冷媒圧縮機のハウジング９に回転自在に支持されて
いる。このクラッチロータ５は、径方向の外周にプーリ
１０が固着されて、そのプーリ１０に掛け渡される多段
式Ｖベルト（図示しない）を介して伝達されるエンジン
の回転動力によって回転する。また、クラッチロータ５
は、軸方向の一端面（図１左面）が平滑な摩擦面として
設けられ、径方向の内周寄りおよび外周寄りには、励磁
コイル３への通電時にクラッチロータ５に作用する磁気
を遮断して径方向に流れる磁束を迂回させるための長穴
５ａがほぼ全周に亘って形成されている。

【０００８】アーマチュア６は、中空円板状を呈し、軸
方向に所定のギャップを有してクラッチロータ５の摩擦
面と対面して配置されている。このアーマチュア６は、
クラッチロータ５の摩擦面と対面する他端面が平滑な摩
擦面とされ、励磁コイル３が通電された際に、クラッチ
ロータ５側へ吸引されて、両者の摩擦面の係合によりク
ラッチロータ５と一体に回転する。また、アーマチュア
６には、クラッチロータ５と同様に、励磁コイル３への
通電時にアーマチュア６に作用する磁気を遮断して、径
方向に流れる磁束を迂回させるための長穴６ａがほぼ全
周に亘って形成されている。クラッチロータ５の摩擦面
とアーマチュア６の摩擦面との内周側には、クラッチロ
ータ５とボールベアリング８とで挟持されたリングシー
ルド１１が設けられている。このリングシールド１１
は、軸方向にクラッチロータ５側からアーマチュア６側
まで延びて設けられ、クラッチロータ５の回転時に、オ
イルや潤滑剤等が飛散してクラッチロータ５の摩擦面や
アーマチュア６の摩擦面に付着するのを防止するもので
ある。なお、上記のステータハウジング４、クラッチロ
ータ５、およびアーマチュア６は、それぞれ鉄、低炭素
鋼等の磁性体で形成されている。

【０００９】ハブアッシーは、アーマチュア６を固定す
るアウタハブ１２と、このアウタアブと同軸を成してア
ウタハブ１２の内周側に配されたインナハブ１３と、ア
ウタハブ１２とインナハブ１３とを連結するゴムハブ１
４とから構成されている。アウタハブ１２は、断面Ｌ字
形（図１では逆Ｌ字形）の環状を呈し、アーマチュア６
の外周部分に３本のリベット１５で固定されている。イ
ンナハブ１３は、段付円筒状に設けられて、冷媒圧縮機
の駆動軸２に固定されている。このインナハブ１３に
は、図２に示すように、その外周側にインナハブ１３と
一体に形成された突起部１６が３か所設置されている。
ゴムハブ１４は、径方向にアウタハブ１２の内周面とイ
ンナハブ１３の外周面との間に介在されて、両者に接着
固定され、クラッチロータ５の摩擦面とアーマチュア６
の摩擦面との間で、励磁コイル３の通電停止時において
約０．５ｍｍのギャップを保つように設定されている。
このゴムハブ１４は、励磁コイル３が通電された際に、
アーマチュア６がクラッチロータ５側へ吸引されるた
め、アーマチュア６と一体に移動するアウタハブ１２
と、冷媒圧縮機の駆動軸２に固定されたインナハブ１３
との間で軸方向に弾性変形を生じ、励磁コイル３への通
電が停止された際には、その弾性力によってアーマチュ
ア６を当初の位置（図１に示す位置）に復帰させる。こ
のゴムハブ１４には、図２に示すように、インナハブ１
３と一体に形成された突起部１６の周囲が空間となる様
に、周方向の３か所に窪み１４ａが形成されている。

【００１０】トルク変動低減手段は、ゴムハブ１４に形
成された窪み１４ａを密封部材１７（図１参照）で密封
することにより形成される可変容積室１８（図２参照）
と、この可変容積室１８に封入される粘性流体（例え
ば、シリコンオイル、グリス状の流体等）より成る。な
お、密封部材１７は、それぞれ突起部１６に設けられた
螺子穴１９にスクリュ２０を締め付けることで固定され
る。可変容積室１８は、図２に示すように、ゴムハブ１
４の周方向で突起部１６の両側に形成される第１容積室
１８ａと第２容積室１８ｂ、および突起部１６の先端側
でアウタハブ１２との間に形成されて、第１容積室１８
ａと第２容積室１８ｂを周方向に連通する連通路１８ｃ
より成る。第１容積室１８ａおよび第２容積室１８ｂ
は、ゴムハブ１４の窪み１４ａを密封することで形成さ
れているため、ゴムハブ１４の弾性変形に伴ってその容
積が変化する。特に、インナハブ１３とアウタハブ１２
との間に相対回転が生じた場合には、ゴムハブ１４に回
転方向の弾性変形が生じるため、突起部１６の両側の容
積が変化する。つまり、第１容積室１８ａと第２容積室
１８ｂのどちらか一方の容積が収縮し、他方の容積が膨
脹することになる。この時、可変容積室１８に封入され
た粘性流体は、第１容積室１８ａおよび第２容積室１８
ｂの収縮、膨脹に応じて可変容積室１８内を流動する。

【００１１】次に、本実施例の作動を説明する。励磁コ
イル３への通電によって発生した磁力により、アーマチ
ュア６がゴムハブ１４の弾性力に抗してクラッチロータ
５側へ吸引される。この結果、クラッチロータ５の摩擦
面とアーマチュア６の摩擦面とが密着して摩擦係合する
ことにより、プーリ１０を介して伝達されたエンジンの
回転動力がハブアッシーを介して冷媒圧縮機の駆動軸２
に伝達される。ここで、冷媒圧縮機の駆動軸２に掛かる
負荷トルクが冷媒の圧縮作用に伴って変動すると、その
トルク変動が駆動軸２より電磁クラッチ１へ伝達され
る。この結果、インナハブ１３とアウタハブ１２との間
で相対的なねじり振動が発生することにより、インナハ
ブ１３とアウタハブ１２との間に介在されたゴムハブ１
４が回転方向に弾性変形を生じる。このゴムハブ１４の
弾性変形に伴って、例えば、第１容積室１８ａが収縮
し、第２容積室１８ｂが膨脹した場合、可変容積室１８
に封入された粘性流体の一部が、連通路１８ｃを通って
第１容積室１８ａから第２容積室１８ｂへ移動する。な
お、第１容積室１８ａが膨脹し、第２容積室１８ｂが収
縮する場合は、上記と逆の挙動を示すことは言うまでも
ない。粘性流体が連通路１８ｃを通って流動する時、連
通路１８ｃの流路断面積と粘性流体の粘度に応じて流動
抵抗が生じる。そして、この流動抵抗が減衰力として作
用することにより、冷媒圧縮機より伝わるトルク変動が
低減される。このトルク変動の低減効果を図３に示す。
図３のグラフは、片振幅トルクとトルク変動の周波数と
の関係を示すもので、ΔＴは冷媒圧縮機の加振片振幅ト
ルクを表し、トルク変動の周波数は冷媒圧縮機の回転数
と１：１の関係にある。なお、本実施例の電磁クラッチ
１を実線グラフで示し、従来の電磁クラッチを破線グラ
フで示す。

【００１２】次に、本発明の第２実施例を図４ないし図
７を基に説明する。図４は電磁クラッチ１の断面図、図
５は図４のＢ視図である。本実施例の電磁クラッチ１
は、第１実施例とハブアッシーおよびトルク変動低減手
段の構造が異なるものであり、以下に説明する。なお、
名称が同じ部品に対しては、第１実施例と同じ番号を付
す。ハブアッシーは、図６（ハブアッシーの分解斜視
図）に示すように、インナハブ１３、アウタハブ１２、
プレート２１、およびゴムハブ１４より成る。インナハ
ブ１３は、環状の空間部１３ａを形成する内周壁１３ｂ
と外周壁１３ｃを有し、空間部１３ａには突起部１３ｄ
が３か所設けられている。アウタハブ１２は、中空円環
状を呈する円環部１２ａと、この円環部１２ａの外周縁
より延設された脚部１２ｂより成り、この脚部１２ｂを
介してアーマチュア６の外周部分にリベット１５により
固定される。プレート２１は、アウタハブ１２の円環部
１２ａに接着固定されるもので、円環部１２ａに沿った
環状の接着部２１ａと３か所の突起部２１ｂとを有す
る。この突起部２１ｂは、インナハブ１３の空間部１３
ａに収納可能な大きさで、プレス成形により接着部２１
ａと連続して設けられる。ゴムハブ１４は、インナハブ
１３の突起部１３ｄとプレート２１の突起部２１ｂが噛
み合う様な形でインナハブ１３とプレート２１との間に
挟まれて、インナハブ１３の空間部１３ａに収納され
る。このゴムハブ１４には、図６に示すように、周方向
にインナハブ１３の突起部１３ｄとプレート２１の突起
部２１ｂとの間に挟み込まれる厚肉部１４ｂが６か所設
けられている。各厚肉部１４ｂは、インナハブ１３の突
起部１３ｄとプレート２１の突起部２１ｂとの間で傾き
を持つ様に、軸方向の両側で円弧状の平板部１４ｃによ
り交互に繋がれている。このゴムハブ１４は、ハブアッ
シーの状態で、インナハブ１３およびプレート２１の各
突起部１３ｄ、２１ｂと、その突起部１３ｄ、２１ｂを
挟み込む一対の厚肉部１４ｂを繋ぐ平板部１４ｃとの間
が、励磁コイル３が通電された状態（アーマチュア６が
クラッチロータ５側へ吸引された状態）でも一定の隙間
を有するように設けられている（図７参照・図５のＣ−
Ｃ断面図））。

【００１３】トルク変動低減手段は、ハブアッシーの状
態でゴムハブ１４とインナハブ１３およびプレート２１
との間に形成される可変容積室１８（図７参照）と、こ
の可変容積室１８に封入される粘性流体より成る。可変
容積室１８は、インナハブ１３の突起部１３ｄおよびプ
レート２１の突起部２１ｂの両側にそれぞれ形成される
第１容積室１８ａと第２容積室１８ｂ、および各突起部
１３ｄ、２１ｂと平板部１４ｃとの間に形成されて、そ
れぞれ第１容積室１８ａと第２容積室１８ｂとを連通す
る連通路１８ｃより成る。第１容積室１８ａおよび第２
容積室１８ｂは、ゴムハブ１４の弾性変形に伴ってその
容積が変化する。従って、インナハブ１３とアウタハブ
１２との間に相対回転が生じた場合には、ゴムハブ１４
に回転方向の弾性変形が生じるため、各突起部１３ｄ、
２１ｂの両側の容積が変化する。つまり、第１容積室１
８ａと第２容積室１８ｂのどちらか一方の容積が収縮
し、他方の容積が膨脹することになる。この時、可変容
積室１８に封入された粘性流体は、収縮する容積室側か
ら膨脹する容積室側へ連通路１８ｃを通って移動する。
この結果、上記第１実施例と同様に、粘性流体が連通路
１８ｃを通過する際に生じる流動抵抗が減衰力として作
用することにより、冷媒圧縮機より伝達されたトルク変
動が低減される。

【００１４】〔変形例〕上記第１実施例では、突起部１
６がインナハブ１３と一体に形成された例を示したが、
図８に示すように、突起部１６をアウタハブ１２と一体
に形成しても良い。また、上記第２実施例では、各厚肉
部１４ｂがインナハブ１３とプレート２１の各突起部１
３ｄ、２１ｂを挟み込む様な傾き（図７参照）を持つ場
合を示したが、図９に示すように、逆の傾きを持たせて
も良い。

【００１５】

【発明の効果】本発明の電磁クラッチは、回転部材と従
動部材との間に相対的なねじり振動が生じた場合に、ゴ
ムハブの弾性変形に伴って可変容積室内を流動する粘性
流体が連通路を通過する際の流動抵抗が減衰力として作
用する。この結果、被回転軸側から伝わるトルク変動を
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る電磁クラッチの断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】トルク変動の低減効果を示すグラフである（第
１実施例）。

【図４】第２実施例に係る電磁クラッチの断面図であ
る。

【図５】図４のＢ視図である。

【図６】第２実施例に係るハブアッシーの分解斜視図で
ある。

【図７】図５のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】第１実施例の変形例に係る可変容積室を含むハ
ブアッシーの断面図である。

【図９】第２実施例の変形例に係る可変容積室を含むハ
ブアッシーの断面図である。

【符号の説明】

１ 電磁クラッチ ２ 駆動軸（被回転軸） ３ 励磁コイル ５ クラッチロータ（駆動部材） ６ アーマチュア（回転部材） １２ アウタハブ（回転部材） １３ インナハブ（従動部材） １４ ゴムハブ １８ 可変容積室 １８ａ 第１容積室 １８ｂ 第２容積室 １８ｃ 連通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通電されることで磁力を発生する励磁コイ
   ルと、 動力源によって回転駆動される駆動部材と、 前記励磁コイルへの通電時に前記駆動部材に吸着され
   て、前記駆動部材と一体に回転する回転部材と、 被回転軸と一体に回転する従動部材と、 前記回転部材と前記従動部材との間に介在されて、その
   両者の間で弾性変形可能に設けられ、前記励磁コイルへ
   の通電時に前記回転部材の回転力を前記従動部材に伝達
   するとともに、前記励磁コイルへの通電が停止された時
   に前記回転部材を初期の位置に復帰させるゴムハブと、 前記回転部材側と前記従動部材側とのトルク変動を低減
   するトルク変動低減手段とを備え、 このトルク変動低減手段は、 前記回転部材と前記従動部材との間で回転方向の異なる
   位置に形成されて、前記ゴムハブの回転方向に生じる弾
   性変形に伴って容積変化を生じる第１容積室と第２容積
   室、および前記第１容積室と前記第２容積室とを回転方
   向に連通する連通路より成る可変容積室と、この可変容
   積室に封入された粘性流体とを有し、 前記ゴムハブの回転方向に生じる弾性変形に伴って前記
   第１容積室の容積が収縮もしくは膨脹するとともに前記
   第２容積室の容積が膨脹もしくは収縮するように設けら
   れたことを特徴とする電磁クラッチ。