(57)【要約】【課題】電磁クラッチにゴムダンパを用いつつ、ゴムダンパのねじり方向減衰特性が高いという長所を低下させずに、軸方向のバネ定数を小さくすることができる電磁クラッチを提供する。【解決手段】電磁クラッチ１は、ロータ４と、励磁コイル３と、励磁コイル３の磁力によりロータ４と吸着するアマチュア５とを備え、励磁コイル３への非通電時にアマチュア５をロータ４から離すための手段として、ゴムダンパたる環状の弾性体１０を用いる一方で、繊維状の材料により成るシート状の補強部材１８を弾性体１０に一体に形成して、弾性体１０に加わる当該弾性体１０のねじれ方向の力に対する補強を図る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源より伝達された回転力を受けて回転するロータと、
通電されて磁力を発生する励磁コイルと、
前記励磁コイルの発生する磁力により前記ロータに吸着されて前記ロータと一体に回転するアマチュアと、
前記アマチュアの反ロータ側に配されて、前記アマチュアを前記ロータから離れる方向へ弾性力を発生する弾性体と、
を備えた電磁クラッチにおいて、
前記弾性体に、当該弾性体に加わるねじれ方向の力に対して補強する補強部材を設けたことを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記補強部材は、前記弾性体に一体に形成され、前記ロータと対峙する面を有する部材であることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
【請求項３】
前記補強部材は、繊維状の材料により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動源から圧縮機等の従動機器への動力の伝達をＯＮ／ＯＦＦするための電磁クラッチに関し、特に電磁クラッチに用いられるゴムダンパの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機は、駆動力源（車両のエンジンや電動モータ等）からの動力の伝達を受けて駆動軸を回転させるタイプにあっては、駆動力源からの動力の伝達をＯＮ／ＯＦＦするために電磁クラッチを備えている。
【０００３】
電磁クラッチは、特許文献１においては、ゴムダンパが用いられており、コイル（電磁石）への通電により発生した電磁石の磁力によって、アマチュアの摩擦面をゴムダンパの弾性力に抗してロータの摩擦面に吸着させる構成となっている。アマチュアの摩擦面がロータの摩擦面に吸着すると、ロータの回転がアマチュアひいては圧縮機の駆動軸に伝達される。コイルへの通電が停止されると消磁され、ゴムダンパの弾性力により、アマチュアの摩擦面がロータの摩擦面から離れ、ロータの回転の圧縮機への伝達も停止する。ゴムダンパは、アマチュアの摩擦面がロータの摩擦面に吸着したり、離れたりするときに発生する異音の発生を抑制する緩衝材の機能や、ねじり方向減衰特性（回転方向への耐久性）が高いことによる圧縮機及びエンジン等の駆動力源からのトルク変動の吸収（減衰、抑制）の能力も高いものとなっている。
【０００４】
電磁クラッチは、特許文献２に示されるように、前記ゴムダンパの代わりに金属製の板バネを用いる場合もある。特許文献２に示される電磁クラッチは、駆動軸の先端側に固定されたストッパプレートに、３つのリング状の金属製の板バネを介して接続されている。そして、コイル（電磁石）への通電により発生した電磁石の磁力によって、アマチュアの摩擦面を板バネのバネ力に抗してロータの摩擦面に吸着させ、コイルへの通電が停止されると、板バネのバネ力により、アマチュアの摩擦面がロータの摩擦面から離れるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００３／０６９１７８号公報
【特許文献２】特開２０１６−３８０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、電磁クラッチに金属製の板バネを用いた場合には、板バネは軸方向のバネ力が強くないので、電磁クラッチのコイルへの通電時にアマチュアをロータに吸着させやすいという長所を有してはいる。しかし、板バネは、ねじり方向減衰特性がゴムダンパよりも低いので、圧縮機及びエンジン等の駆動力源からのトルク変動吸収の能力がゴムダンパよりも低いという短所も有する。更に、アマチュアの摩擦面がロータの摩擦面に吸着したり、離れたりするときの騒音がゴムダンパを用いる場合よりも大きいという不都合もある。
【０００７】
そこで、圧縮機及びエンジン等の駆動力源からのトルク変動吸収の能力が高く、アマチュアの摩擦面がロータの摩擦面に吸着したり、離れたりするときの騒音も低いという長所を有するゴムダンパを優先的に用いることが考えられる。もっとも、ゴムダンパは、軸方向の弾性力が強いので、アマチュアをロータに確実に吸着させるために必要な最低吸引電圧が高くなってしまう傾向があり、場合によっては、起磁力のより高い電磁石を採用する必要や、コイルの巻回数の増加（コイルの大型化）が生じうるので、ゴムダンパの改良が望まれる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、電磁クラッチに環状の弾性体を用いつつ、環状の弾性体のねじり方向減衰特性が高いという長所を低下させずに、軸方向のバネ定数を小さくすることができる電磁クラッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく、電磁クラッチは、駆動力源より伝達された回転力を受けて回転するロータと、通電されて磁力を発生する励磁コイルと、前記励磁コイルの発生する磁力により前記ロータに吸着されて前記ロータと一体に回転するアマチュアと、前記アマチュアの反ロータ側に配されて、前記アマチュアを前記ロータから離れる方向へ弾性力を発生する弾性体と、を備えた電磁クラッチにおいて、前記弾性体に、当該弾性体に加わるねじれ方向の力に対して補強する補強部材を設けたことを特徴としている（請求項１）。駆動力源は、例えば自動車のエンジンや電動モータである。弾性体は、例えばゴムダンパとも称される。
【００１０】
これにより、電磁クラッチの弾性体について、従来の弾性体よりも軸方向の厚みを薄くすることが可能となる。このため、電磁クラッチの軸方向寸法の短縮化、軽量化を図ることができる。また、弾性体の軸方向の厚みを薄くすることにより、弾性体の軸方向のバネ定数を小さくすることができるので、通電時におけるアマチュアの摩擦面のロータの摩擦面への吸着性能を向上させることが可能である。これに伴い、励磁コイルに求められる最低吸引電圧も下げることができる。さらに、電磁コイルを圧縮機の駆動軸に取り付けたときに、同じ圧縮機の搭載位置でも電磁コイルのフロント側の位置を相対的に圧縮機のリア側寄りとすることができるので、他の機器との干渉も少なくなり、圧縮機のエンジンルームへの搭載性が向上する。
【００１１】
請求項２に記載の電磁クラッチでは、前記補強部材は、前記弾性体に一体に形成され、前記ロータの摩擦面と対峙する面を有する部材であることを特徴としている。ロータと対峙する面を有する部材は、例えばシート状の薄い厚みの部材や、シート状の薄い厚みの部位とシート状の部位から延びる脚部とからなる部材が挙げられる。補強部材が弾性体に一体に形成とは、例えば弾性体に挟まれるかたちで形成される場合や弾性体の表面に形成される場合が挙げられる。
【００１２】
補強部材をロータと対峙する面を有する部材とし、弾性体に一体に形成することにより、弾性体の軸方向への変位性を損なうことなく、弾性体の回転方向への耐久性を高めることができる。
【００１３】
請求項３に記載の電磁クラッチでは、前記補強部材は、繊維状の材料により形成されていることを特徴としている。繊維状の材料は、例えばアラミド繊維が挙げられる。
【００１４】
これにより、補強部材の特にロータと対峙する面を有する部位が繊維状の材料により形成されているので、補強材が設けられた弾性体の引っ張り強度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に述べたように、本発明によれば、電磁クラッチに環状の弾性体を用いつつ、その軸方向の厚みを従来の環状の弾性体よりも薄くすることが可能となる。これにより、弾性体の軸方向のバネ定数を小さくすることができるので、通電時におけるアマチュアの摩擦面のロータの摩擦面への吸着性能を向上させることが可能である。これに伴い、電磁クラッチのＯＮ時において強い電磁力が不要となり、励磁コイルの大型化を防止し、励磁コイルに印加する電流を小さくすることができる。また、電磁クラッチの軸方向寸法の短縮化、軽量化を図り、エンジンルームへの圧縮機の搭載性を高めることができる。その一方で、弾性体は、補強部材が設けられているので、軸方向の厚みを従来の環状の弾性体よりも薄くしても、トルク変動負荷に対する耐久性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明のゴムダンパが適用される電磁クラッチの一例を示す断面図である。
【図２】図１に示されたアウタープレート、ゴムダンパ、インナープレート及び駆動軸のハブの組み付け体を示す断面図である。
【図３】ゴムダンパの第１の部位と第２の部位とで補強部材を挟み、かつゴムダンパの第１の部位、第２の部位と強部材とを接着することで、補強部材を有するゴムダンパが形成される概略の工程例を示した工程図である。
【図４】アウタープレートとインナープレートとの間の環状空間に補強部材を装着して、溶けたゴムを前記環状空間に流し込むことで、補強部材を有するゴムダンパが形成される概略の工程の他例を示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１において、この発明が適用される電磁クラッチ１の一例が示されている。電磁クラッチ１は、エンジンや電動モータ等の駆動力源（図示せず。）から従動機器（以下、その例として圧縮機１００を挙げる。）に対して回転動力を断続的に伝達するものである。そして、電磁クラッチ１は、圧縮機１００の駆動軸１０１を中心として回転可能に支持されたロータ４と、このロータ４に対して軸方向で対峙するアマチュア５と、圧縮機１００の駆動軸１０１に固装され、駆動軸１０１と共に回転するハブ６と、アマチュア５に連結されたアウタープレート７と、ハブ６に連結されたインナープレート８と、これらアウタープレート７とインナープレート８とを組み合わせることで生ずる環状隙間Ｓに挟持された弾性体１０と、を有して構成されている。
【００１８】
ロータ４は、環状に形成されているもので、その外周に前記駆動力源と連結する連結ベルト（図示せず。）を装着するための溝４ａが形成されていると共に、内周にベアリング１４が設けられ、このベアリング１４を介して圧縮機１００のハウジング１０２から突出する円筒部１０２ａの外周に回転自在に外嵌されている。ロータ４の圧縮機１００の本体とは反対側には、駆動軸１０１の軸線に対して略垂直となる平面状に形成され、下記するアマチュア５の摩擦面５ａと対峙する摩擦面４ｂを有している。摩擦面４ｂには、励磁コイル３への通電によって発生する磁束を迂回させるためのスリット４２が形成されている。
【００１９】
アマチュア５は、磁性材により円板状に形成されて、下記するアウタープレート７に固定されるもので、駆動軸１０１の軸線に対して略垂直となる平面状に形成され、ロータ４に対し僅かな隙間を空けつつ前記ロータ４の摩擦面４ｂと対峙する摩擦面５ａを有している。アマチュア５の摩擦面５ａには、励磁コイル３への通電によって発生する磁束を迂回させるため、ロータ４の摩擦面４ｂに形成されたスリット４２からずれた位置に、スリット５１が形成されている。
【００２０】
励磁コイル３は、ステータハウジング１１のコイル溝１１ａ内に収容されると共に樹脂モールド１１ｂによって固定されたボビン１２に巻回されて、巻回体を形成している。この励磁コイル３の巻回体が収容されたステータハウジング１１は、取付板１３を介して圧縮機１００のハウジング１０２に固定されている。ロータ４には、圧縮機１００のハウジング１０２側が開口された環状空間４１が形成され、励磁コイル３の巻回体が収納されたステータハウジング１１は、この環状空間４１に、所定のクリアランスを持って収納されている。
【００２１】
このような構成において、電磁クラッチ１の基本動作等を説明すると、励磁コイル３の非通電時には、アマチュア５は、アウタープレート７を介して弾性体１０の弾性力によりロータ４から離れる方向で付勢されており、これに伴いロータ４は空転した状態にある。これに対し、励磁コイル３が通電されると磁力が発生して、ロータ４及びアマチュア５に磁束が発生することにより、アマチュア５が、弾性体１０の弾性力に抗してロータ４側に吸着され、アウタープレート７、弾性体１０及びハブ６を介して圧縮機１００の駆動軸１０１が回動する。
【００２２】
ところで、弾性体１０は、この実施例では、特に図２の拡大図に示されるように、ロータ４側の第１の部位１０ａと、ロータ４に対し反対側の第２の部位１０ｂとを有すると共に、補強部材１８が設けられている。プレート状の第１の部位１０ａ、シート状の補強部材１８及びプレート状の第２の部位１０ｂの順に三層に重なることで、補強部材１８は、第１の部位１０ａと第２の部位１０ｂとの間に挟まれるかたちで弾性体１０に一体に形成されている。
【００２３】
補強部材１８は、繊維状の材料、例えばアラミド繊維を用いて形成されており、少なくともロータ４の摩擦面４ｂと対峙する面を有する薄肉の部位を有している。
【００２４】
弾性体１０と補強部材１８とを一体に形成する方法としては、例えば図３に示されるように、弾性体１０の第１の部位１０ａ及び第２の部位１０ｂについて、予めプレート状に形成して、弾性体１０の第１の部位１０ａと第２の部位１０ｂとの間にシート状の補強部材１８を挟んで、弾性体１０の第１の部位１０ａ、第２の部位１０ｂと補強部材１８とを接着するようにしても良い。
【００２５】
また、ロータ４と対峙する面を有する部位が繊維状であり、液状のゴムを通しやすいことを利用して、例えば図４に示されるように、アウタープレート７とインナープレート８との間に補強部材１８を装着し、形成する弾性体１０の特に第２の部位１０ｂの形状に合わせて治具２０を配置した後、図４の矢印に示されるように、液状のゴムを流し込むようにしても良い。
【００２６】
このような図４に示される工程を用いるにあたり、補強部材１８は、弾性体の第２の部位１０ｂを形成するための空間を確保するために、図４（ａ）に示されるように、アマチュア５と対峙する面を有する部位から治具２０側に延びている脚部１８ａを有しても良い。従って、補強部材１８は、必ずしも単純なシート状の部材に限定されない。
【００２７】
このような、弾性体１０及び補強部材１８の構成とすることにより、図２に示されるように、弾性体１０について、間に補強部材１８を挟みつつ、図２の想像線（２点鎖線）で示される従来の弾性体よりも軸方向の厚みを薄くすることが可能となる。これにより、弾性体１０の軸方向のバネ定数を小さくすることができるので、通電時におけるアマチュア５の摩擦面のロータ４の摩擦面への吸着性能を向上させることが可能である。これに伴い、励磁コイル３に求められる最低吸引電圧も下げることができる。その一方で、弾性体１０は、補強部材１８が設けられているので、図２の想像線に示すように、軸方向の厚みを従来の弾性体１０よりも薄くしても、トルク変動負荷に対する耐久性を維持することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  電磁クラッチ
３  励磁コイル
４  ロータ
５  アマチュア
１０  弾性体
１０ａ  弾性体の第１の部位
１０ｂ  弾性体の第２の部位
１８  補強部材
１００  圧縮機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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