(57)【要約】【課題】  例えばカーエアコン用圧縮機がロックした場合に、素速く切り離して動力伝達用のベルト切れを防止する安全装置を有する電磁クラッチを提供する。【解決手段】  駆動源に接続するロータと、従動される装置に接続するインナハブと、インナハブを囲むようにその外側に設けられるアウタープレートと、アウタープレートに結合されていて且つロータに対面するアーマチャと、インナハブとアウタープレートとの間に配設されていて且つそれらに接合される、弾性部材と、励磁されて、アウタープレートと共にアーマチャを吸引してロータに接着させる、電磁コイルであって、消磁されてアウタープレート及びアーマチャとロータとの接着を切り離す電磁コイルとを具備する。アーマチャとアウタープレートとの結合が伝熱し易い構成であることにより、弾性部材は、アーマチャの少なくとも一部と伝熱的に一体な部分を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁クラッチにおいて、この電磁クラッチは、
駆動源に接続するロータと、
従動される装置に接続するインナハブと、
前記インナハブを囲むようにその外側に設けられるアウタープレートと、
前記アウタープレートに結合されていて且つ前記ロータに対面するアーマチャと、
前記インナハブと前記アウタープレートとの間に配設されていて且つそれらに接合される、弾性部材と、
通電されて励磁されることにより、前記アウタープレートと共に前記アーマチャを吸引して前記アウタープレートと共に前記アーマチャを前記ロータに接着させる、電磁コイルであって、通電が遮断され消磁されることにより、前記アウタープレート及び前記アーマチャと前記ロータとの接着を切り離す電磁コイルと
を具備していることを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記弾性部材は、該電磁クラッチ軸線と平行な、前記アウタープレートとの接合面を有す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】
前記弾性部材は実質的に円筒形状であり、前記弾性部材の内壁は前記インナハブの外形部に接合されており、前記弾性部材の外壁は前記アウタープレートの内壁に接合されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記弾性部材は前記アーマチャに接触していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
前記アウタープレートは、断面がＬ字型であり、前記ロータと面で接することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【請求項６】
前記アーマチャは磁気遮断部で分割された２部分で形成され、一方の部分は、該電磁クラッチの軸線と平行な、前記アウタープレートとの接合面を有する前記弾性部材と一体になるように形成されており、且つ前記一方の部分は、もう一方の部分とブリッジ部で結合されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【請求項７】
前記伝熱的に一体な部分は、全周にわたっていないことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【請求項８】
磁気遮断部で分割された２部分を有する前記アーマチャの前記アウタープレートとの結合の方法は、圧入か外筒絞り加工によることを特徴とする請求項６に記載の電磁クラッチ。
【請求項９】
車両用エンジンと空調装置の冷媒圧縮機との断続に使用されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電磁クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁クラッチに係り、より特別には車両用空調装置の圧縮機の作動断続に用いられる電磁クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車において、駆動源であるエンジンは、単に走行のための駆動源としてのみ使用されるのではなく、種々の装置の駆動源として使用されている。自動車においてカーエアコンの圧縮機が、ベルト等を介してエンジンにより駆動される構成は少なくない。この様な場合に、カーエアコンを運転する必要のない時に、前記圧縮機をエンジンから切り離すことにより、エンジン負荷を低減して燃費を改善できる。また、必要のない時に、圧縮機を停止することは圧縮機等の寿命の面からも好ましい。この様な必要性から、エンジンとカーエアコンの圧縮機との間に、電磁クラッチが設置されており、圧縮機の作動の断続を行う。
【０００３】
しかし、圧縮機がロックした場合等、運転者が気付かない時に圧縮機に不具合が発生すると、電磁クラッチがすべり発熱し、ベルトが切れる等の新たな故障が発生し得る。従って、電磁クラッチを装備する場合、この様な事態に対処する必要がある。
【０００４】
従来の電磁クラッチは、コンプレッサ（圧縮機）がロックした時のベルト保護機能として温度ヒューズやロックセンサを用いたものがある。しかし、温度ヒューズでは動力伝達を遮断するのに時間がかかってしまうという問題があり、ロックセンサではコストが高くなるという問題がある。
【０００５】
図１０に一般的な電磁クラッチの従来例の側断面図半分を示す。一般的に電磁クラッチは、上下でほぼ対称であるので、上半分のみを示す。図１０に示される従来例の電磁クラッチ１００は、ステータ２２内に収容された電磁コイル２１と、図示されない車両エンジンによって回転駆動されるロータ３１と、電磁コイル２１の磁力によってロータ３１に吸着されるアーマチャ１４と、ハブ６とを具備する。ハブ６は、アウタープレート１３と、インナハブ１２とを有しており、アウタープレート１３とインナハブ１２とは円筒ゴム１１をそれらに溶着することにより連結されている。
【０００６】
図１０に示される従来例の電磁クラッチ１００においては、アウタープレート１３とアーマチャ１４は、別体で形成されており、複数のリベット１５によって取り付けられている。従って、アーマチャ１４とインナハブ１２とは一体で回転する。インナハブ１２は、カーエアコンの圧縮機（図示されない）の回転軸に連結され、前記圧縮機にエンジンの回転動力を伝達する。ここで、ロータ３１はその外周側にプーリ３２を有する。一方でプーリ３２には複数のベルト（図示されない）が掛けられており、他方で前記ベルトはエンジン側のプーリ（図示されない）に掛けられているので、エンジンの回転駆動力はこのベルトを介して、プーリ３２及びロータ３１に伝達される。電磁クラッチ１００の断続は、前述の如く電磁コイル２１が励磁することによりアーマチャ１４をロータ３１に吸着させることと、電磁コイル２１を消磁することによりアーマチャ１４をロータ３１から切り離すことにより実施される。
【０００７】
図１０に示すような従来例では、アウタープレート１３とアーマチャ１４は別体で形成され、リベット１５で取り付けられている。この構造では圧縮機ロック時に、ロータ３１とアーマチャ１４との間の摩擦面で発生する熱が円筒ゴム１１に伝わり難く、円筒ゴム１１が溶断して動力を遮断するまでに時間がかかってしまうため、動力伝達用のベルトが切れる可能性があった。
【０００８】
これに類似の従来技術として、例えば円筒形状のゴムダンパを有する従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。この場合はアーマチャとアウタプレートの間に隙間が空いているので熱が伝わりにくくなっているため、動力伝達を遮断することが困難となっている。また、他の技術として提案されているものがある（例えば、特許文献２参照）。これは弾性部材を溶断させ動力伝達を遮断するというものである。これは容易に溶断して動力伝達を遮断できるが、ダンピング効果が小さくトルク変動の吸収性能が劣るという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】実公昭第５３−３９８２２号（第３頁）
【特許文献２】特開第２０００−１６１３８９Ａ号（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、例えばカーエアコン用圧縮機において圧縮機がロックした場合に、素速く切り離して動力伝達用のベルトが切れることを防止する安全装置を有する電磁クラッチを提供することを目的とする。
より詳しくは本発明は、アウタプレートとアーマチャを一体で形成することでコンプレッサがロックした時に、電磁クラッチ内において発生する摩擦熱を弾性部材に伝達して、すばやく弾性部材を溶断してアーマチャとハブの動力伝達を遮断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１の形態では、電磁クラッチは上述した目的を達成するために、駆動源に接続するロータと、従動される装置に接続するインナハブと、前記インナハブを囲むようにその外側に設けられるアウタープレートと、前記アウタープレートに結合されていて且つ前記ロータに対面するアーマチャと、前記インナハブと前記アウタープレートとの間に配設されていて且つそれらに接合される、弾性部材と、通電されて励磁されることにより、前記アウタープレートと共に前記アーマチャを吸引して前記アウタープレートと共に前記アーマチャを前記ロータに接着させる、電磁コイルであって、通電が遮断され消磁されることにより、前記アウタープレート及び前記アーマチャと前記ロータとの接着を切り離す電磁コイルとを具備する。
【００１２】
この様に構成することにより、従来技術である前記の特許文献１の電磁クラッチのダンピング効果が大きくトルク変動の吸収性能が良い特徴を生かし、更にこの構造においてアウタプレートとアーマチャを隙間のない一体構造とすることにより、摩擦面で発生した熱が弾性部材に効率よく伝わることとなる。これにより、弾性部材を溶断させ動力伝達を遮断することが容易となるので、安全性の高い電磁クラッチを提供できる。
【００１３】
本発明の請求項２の形態では、上記請求項１の形態において、前記弾性部材は、該電磁クラッチ軸線と平行な、前記アウタープレートとの接合面を有することを特徴とする。
本形態によれば、前記弾性部材の前記アウタープレートとの接合面をより具体化する。
【００１４】
本発明の請求項３の形態では、上記請求項１又は２のいずれかの形態において、前記弾性部材は実質的に円筒形状であり、前記弾性部材の内壁は前記インナハブの外形部に接合されており、前記弾性部材の外壁は前記アウタープレートの内壁に接合されていることを特徴とする。
本形態によれば、電磁クラッチの構成をより具体化する形態を開示する。
【００１５】
本発明の請求項４の形態では、上記請求項１から３の形態のいずれか一項において、前記弾性部材は前記アーマチャに接触していることを特徴とする。
本形態によれば、摩擦面で発生した熱が弾性部材により効率的に伝わることとなるので、弾性部材をより素速く溶断させ動力伝達を遮断することが容易となる。
【００１６】
本発明の請求項５の形態では、上記請求項１から４の形態のいずれか一項において、前記アウタープレートは、断面がＬ字型であり、前記ロータと面で接することを特徴とする。
本形態によれば、アウタープレートは簡単な形状であり、且つアーマチャからアウタープレートを介して弾性部材へ伝熱し易い。
【００１７】
また、本発明の請求項６の形態では、上記請求項２から４の形態いずれか一項において、前記アーマチャは磁気遮断部で分割された２部分で形成され、一方の部分は、該電磁クラッチの軸線と平行な、前記アウタープレートとの接合面を有する前記弾性部材と一体になるように形成されており、且つ前記一方の部分は、もう一方の部分とブリッジ部で結合されていることを特徴とする。
本形態によれば、アウタプレートとアーマチャの製作がより容易になる可能性があり、その一方で弾性部材を溶断させ動力伝達を遮断することが容易であることには変わりがない。
【００１８】
本発明の請求項７の形態では、上記請求項１から６の形態いずれか一項において、前記伝熱的に一体な部分は、全周にわたっていないことを特徴とする。
本形態によれば、電磁クラッチの構成をより簡素化する可能性のある形態を開示する。
【００１９】
本発明の請求項８の形態では、上記請求項６の形態において、磁気遮断部で分割された２部分を有する前記アーマチャの前記アウタープレートとの結合の方法は、圧入か外筒絞り加工によることを特徴とする。
本形態によれば、アウタプレートとアーマチャの結合方法をより具体化する。
【００２０】
本発明の請求項９の形態では、上記請求項１から８の形態いずれか一項において、車両用エンジンと空調装置の冷媒圧縮機との断続に使用されることを特徴とする。
本形態によれば、電磁クラッチの用途をより具体化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の電磁クラッチを詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明に係る電磁クラッチの第１の実施の形態を図解的に示しており、図１は第１の実施の形態の電磁クラッチ１の概略的な構成を示す側断面図であり、図２は図１のハブ６を図の右側から見た正面図である。図１及び２を参照すると、図７に示される従来例の電磁クラッチ１００の要素部分と同じ又は同様である図１及び２の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００２２】
まず図１を参照すると、エンジンによりベルト（図示されない）を介して駆動されるカーエアコン用の圧縮機（図示されない）と前記ベルトとの間に設置される電磁クラッチ１の側断面図が示される。電磁クラッチ１は、図７に示される従来例とほぼ同様な構造を有しており、電磁クラッチ１は、ステータ２２内に収容された電磁コイル２１と、図示されない車両エンジンによって回転駆動されるロータ３１と、電磁コイル２１の磁力によってロータ３１に吸着されるアーマチャ１４と、アウタープレート１３とインナハブ１２とを有するハブ６とを具備する。電磁クラッチ１を介してのエンジンからカーエアコンの圧縮機までの回転動力の伝達については、前記の従来例と基本的に同様であるので、重複を避けて省略する。
【００２３】
弾性部材１１は一端をインナハブ１２の最外部１２ａに加硫接着してあり、もう一端はアウタプレート１３に加硫接着されている。前記アウタプレート１３は断面Ｌ字型となっており、アーマチャ１４とブリッジ部１４ａによる圧入等でアーマチャ１４に結合されている。アーマチャ外輪１３ａとアーマチャ１４は別部品となっているので厚みが異なっていてもよく、磁気回路上外径部を薄くできるので軽量化できる。この電磁クラッチは６極構造となっている。
コイル２１に通電すると吸引力が発生し、弾性部材１１がたわみアーマチャ１４がロータ３１側に吸着される。アーマチャ１４とロータ３１が磁力により一体となって回転し、インナハブ１２に接続される補機（例えばカーエアコン用コンプレッサ）に動力が伝達される。
【００２４】
何らかの原因で補機がロックした場合、電磁クラッチ１が滑り、ロータ３１とアーマチャ１４との間の摩擦によりアーマチャ１４が発熱する。本案ではアウタプレート１３とアーマチャ外輪１３ａを断面Ｌ字型の一体構造とすることにより、前記アーマチャ外輪１３ａでの滑り発熱が弾性部材１１に効率よく伝わり、早期に前記弾性部材１１が溶断して動力伝達を素速く遮断できる。また、弾性部材１１は、図１に示すようにアーマチャ１４に接触することが、弾性部材１１を溶断する上で好ましい。
【００２５】
本発明の第２の実施の形態の電磁クラッチ２の側断面図を図３に示す。図３を参照すると、図１に開示される第１の実施の形態の電磁クラッチ１の要素部分と同じ又は同様である図３の電磁クラッチ２の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態において、電磁コイル２１が４極構造となっており、この点が上記第１の実施の形態と相違する。電磁クラッチ２のその他の構造及び作動は、第１の実施の形態の電磁クラッチ１と同様である。
【００２６】
本発明の第３の実施の形態の電磁クラッチ３について、その側断面図を図４に、ハブ６を図の右側から見た正面図を図５に示す。図４及び５を参照すると、図１に開示される第１の実施の形態の電磁クラッチ１の要素部分と同じ又は同様である図４及び５の電磁クラッチ３の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。第３の実施の形態では、上記第１の実施の形態において、アウタプレート１３ｂとアーマチャ外輪１３ｃは別部品で形成されているが、それらを圧入等で結合させて伝熱的には一体となっている。アウタプレート１３ｂとアーマチャ外輪１３ｃが別部品で形成されている点が上記第１の実施の形態と相違する。電磁クラッチ３のその他の構造及び作動は、第１の実施の形態の電磁クラッチ１と同様である。
【００２７】
本発明の第４の実施の形態の電磁クラッチ４の側断面図を図６に示す。図６を参照すると、図１に開示される第１の実施の形態の電磁クラッチ１の要素部分と同じ又は同様である図６の電磁クラッチ４の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。第４の実施の形態では、上記第１の実施の形態において、アウタプレート１３ｄとアーマチャ１４は別部品で形成されているが、アウタプレート１３ｄの内側のみにアーマチャ１４が圧入又は外筒絞り加工（縮径による塑性変形）等で結合され伝熱的には一体となっている。上記の点が上記第１の実施の形態と相違する。電磁クラッチ４のその他の構造及び作動は、第１の実施の形態の電磁クラッチ１と同様である。
【００２８】
本発明の第５の実施の形態の電磁クラッチ５の側断面図を図７に示す。図７を参照すると、図１に開示される第１の実施の形態の電磁クラッチ１の要素部分と同じ又は同様である図７の電磁クラッチ５の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。第４の実施の形態では、アウタプレート１３ｄとアーマチャ１４が別部品で形成されており、図６に示すように断面が直線状のアウタプレート１３ｄの内側のみにアーマチャ１４が圧入等で結合され伝熱的には一体となっている。これに対して、第４の実施の形態では、やはりアウタプレート１３ｅとアーマチャ１４は別部品で形成されており、アウタプレート１３ｅは、図７に示されるように、その断面は直線状ではなく、Ｓ字状に折れ曲がりを有するような断面形状を有する。この様なアウタプレート１３ｅの内側にアーマチャ１４が圧入等で結合されて伝熱的には一体となっている構成は第４の実施の形態と同様である。このように、アウタプレート１３ｅの断面形状が直線状ではない点が上記第４の実施の形態と相違する。電磁クラッチ５のその他の構造及び作動は、第４の実施の形態の電磁クラッチ４と同様である。
【００２９】
本発明の第６の実施の形態の電磁クラッチ７について、その側断面図を図８に、その正面図を図９に示す。図８及び９を参照すると、図１に開示される第１の実施の形態の電磁クラッチ１の要素部分と同じ又は同様である図８及び９の電磁クラッチ７の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。第６の実施の形態の電磁クラッチ７は、第３の実施の形態の電磁クラッチ３の変形形態である。第６の実施の形態において、アウタプレート１３ｆとアーマチャ外輪１３ｃは、第３の実施の形態と同様に別部品で形成されており、それらを圧入等で結合させて伝熱的には一体となっている。本実施の形態において、アウタプレート１３ｆは、例えばステンレス等の非磁性の金属であり、図９の正面図で分かるように、全周にわたって伸びている。更に、アウタプレート１３ｆは、ロータ３１に接触している。一方、第３の実施の形態において、アウタプレート１３ｂは図５に示されるように、４箇所において部分的にアーマチャ１４内に嵌合している。この全周にわたって伸びている点が、第６の実施の形態の第３の実施の形態との相違であり、図９と図５の比較から良く分かる。第６の実施の形態では、アウタプレート１３ｆから弾性部材１１に熱が伝わりやすくなっている。電磁クラッチ７のその他の構造及び作動は、第３の実施の形態の電磁クラッチ３と同様である。
【００３０】
次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態の電磁クラッチ１により以下の効果が期待できる。
・従来技術である前記の特許文献１の電磁クラッチでは、ダンピング効果が大きくトルク変動の吸収性能が良い。そこで、この構造においてアウタプレートとアーマチャを隙間のない一体構造とすることにより、摩擦面で発生した熱が弾性部材に効率よく伝わることとなる。よって弾性部材を溶断させ動力伝達を遮断することが容易となる。
【００３１】
本発明の第２の実施の形態の電磁クラッチにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が期待できる。
・第１の実施の形態では、電磁クラッチの電磁コイルは６極であったが、４極の電磁コイルの場合に本発明を適用できる。
【００３２】
本発明の第３の実施の形態の電磁クラッチにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が期待できる。
・アウタプレート１３ｂとアーマチャ外輪１３ｃが別部品で形成されるので、アウタプレート１３ｂとアーマチャ外輪１３ｃの製作がより容易になる可能性があり、それらが圧入等により結合されて伝熱的には一体となっているので、弾性部材を溶断させ動力伝達を遮断することが容易であることには変わりがない。
【００３３】
本発明の第４の実施の形態の電磁クラッチにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が期待できる。
・アーマチャ外輪のない構造であって、且つ伝熱的にはアーマチャから弾性部材に熱が伝わり易い、第３の実施の形態とは別の例を開示する。
【００３４】
本発明の第５の実施の形態の電磁クラッチにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が期待できる。
・アウタプレートとアーマチャとの接触面積を増やすことが可能であり、これにより弾性部材へ熱が伝わり易い。
【００３５】
本発明の第６の実施の形態の電磁クラッチにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が期待できる。
・上記第３の実施の形態に比べて、アーマチャからアウタプレートを介して弾性部材へ熱がより伝わり易いので、弾性部材をより速く溶断することができる。
・アウタプレートが非磁性体であることにより、ブリッジがある時に比べて磁気性能も良くなり、伝達トルク性能が向上する。
【００３６】
上記の説明において、電磁クラッチはカーエアコンの圧縮機の作動の断続に使用されると記載されたが、本発明はこれに限定されずカーエアコンの圧縮機用以外の用途に使用されても良い。
また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、電磁コイルは６極又は４極であったが、これ以外の極数であっても良い。
【００３７】
上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態の電磁クラッチ１の概略的な構成を示す側断面図である。
【図２】図２は、図１のハブの正面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態の電磁クラッチ２の側断面図を示す。
【図４】図４は、本発明の第３の実施の形態の電磁クラッチ３の側断面図を示す。
【図５】図５は、図４のハブの正面図である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施の形態の電磁クラッチ４の側断面図を示す。
【図７】図７は、本発明の第５の実施の形態の電磁クラッチ５の側断面図を示す。
【図８】図８は、本発明の第６の実施の形態の電磁クラッチ７の側断面図を示す。
【図９】図９は、図８のハブの正面図である。
【図１０】図１０は、一般的な電磁クラッチの従来例の側断面図半分である。
【符号の説明】
【００３９】
１…電磁クラッチ
６…ハブ
１１…弾性部材
１２…インナハブ
１２ａ…最外部
１３…アウタープレート
１３ａ…アーマチャ外輪
１４…アーマチャ
２１…電磁コイル
２２…ステータ
３１…ロータ
３２…プーリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005344876.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005344876.tif 000011
【図１０】
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