(57)【要約】【課題】車両アイドリング時において車載回転機器から発せられる振動の周波数よりも固有振動数を充分に低くすることができる動力伝達装置を提供すること。【解決手段】車載駆動源から車載回転機器に駆動力を伝達する動力伝達装置であって、車載駆動源と機械的に連結された駆動側回転体と、駆動側回転体と同軸に配置され、車載回転機器の駆動軸に機械的に連結された従動側回転体と、駆動側回転体と従動側回転体の少なくとも一方に配置され、駆動側回転体と従動側回転体との間に所定間隙を保った状態で磁力によって駆動側回転体から従動側回転体に回転駆動力を伝える磁気継ぎ手とを備えるようにする。【選択図】図１
2009121676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載駆動源から車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する圧縮機にベルトを介して駆動力を伝達する動力伝達装置であって、
前記車載駆動源とベルトによって連結された駆動側回転体と、
前記駆動側回転体と同軸に配置され、前記圧縮機の駆動軸に機械的に連結された従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体の少なくとも一方に配置され、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に所定間隙を保った状態で磁力によって前記駆動側回転体から前記従動側回転体に回転駆動力を伝える磁気継ぎ手とを備え、
前記磁気継ぎ手が前記駆動側回転体から前記従動側回転体に伝える最大回転駆動力は、前記圧縮機が要する最大トルクよりも大きく設定され、
かつ、前記駆動側回転体と前記ベルトが滑り出すトルク、前記車載駆動源が停止してしまうトルク、前記車載駆動源の始動時にスターターが発生する最大トルクのうち、少なくとも一種のトルクよりも小さく設定されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記磁気継ぎ手は周方向に複数配置された永久磁石であることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記磁気継ぎ手が前記駆動側回転体から前記従動側回転体に伝える最大回転駆動力は、１５Ｎｍ以上、１５０Ｎｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源から車載回転機器に動力を伝達する動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源からカーエアコン用圧縮機等の車載回転機器に動力を伝達する動力伝達装置は、車載回転機器の負荷トルク変動による振動を減衰するため、ゴム、エラストマ等の弾性部材からなるダンパ機構を備えている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−２０１４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、動力伝達装置は、圧縮機や、圧縮機以外の他の車載回転機器から発せられる振動によって加振されているため、該車載回転機器から発せられる振動の周波数と動力伝達装置の固有振動数が一致すると共振を起こして振動が増幅される畏れがある。
【０００４】
共振による振動倍率は一般的には図６のような曲線を描き、周波数比（周波数／固有振動数）が１の点において最も振動が増幅され、周波数比が１よりも大となるにつれて、漸近的にゼロに近づくことが知られている。
【０００５】
つまり、共振による振動の増幅を小さく抑制するためには、車載回転機器から発せられる振動の周波数と動力伝達装置の固有振動数から求められる周波数比を動力伝達装置の使用領域において１よりも充分に大きくすることが有効である。
【０００６】
車載回転機器から発せられる振動の周波数は、通常、車両アイドリング時がもっとも低くなるため、動力伝達装置の使用領域において、周波数比を常に１よりも充分に大きくするためには、動力伝達装置の固有振動数を、アイドリング時において車載回転機器から発せられる振動の周波数よりも充分低くなるよう設定することが有効である。
【０００７】
ここで、上記特許文献１に記載の動力伝達装置のようにゴム、エラストマ等の弾性部材から構成されたダンパ機構を備えた動力伝達装置の固有振動数を小さくするためには、ダンパ機構に柔らかいゴム、エラストマを用いてバネ定数を小さくする必要があるが、それではゴムやエラストマの歪量が大きくなってしまい、ダンパ機構の寿命が短くなるという問題がある。
【０００８】
一方、硬いゴム、エラストマであっても体格を大きくすればバネ定数を小さくすることができるが、体格が大きすぎると車両に搭載する動力伝達装置に用いることが難しくなり、実用的ではない。
【０００９】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたもので、車両アイドリング時において車載回転機器から発せられる振動の周波数よりも固有振動数が充分に低い動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するにあたり、請求項１に記載の発明は、車載駆動源から車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する圧縮機にベルトを介して駆動力を伝達する動力伝達装置であって、車載駆動源とベルトによって連結された駆動側回転体と、駆動側回転体と同軸に配置され、圧縮機の駆動軸に機械的に連結された従動側回転体と、駆動側回転体と従動側回転体の少なくとも一方に配置され、駆動側回転体と従動側回転体との間に所定間隙を保った状態で磁力によって駆動側回転体から従動側回転体に回転駆動力を伝える磁気継ぎ手とを備え、磁気継ぎ手が駆動側回転体から従動側回転体に伝える最大回転駆動力は、圧縮機が要する最大トルクよりも大きく設定され、かつ、駆動側回転体とベルトが滑り出すトルク、車載駆動源が停止してしまうトルク、車載駆動源の始動時にスターターが発生する最大トルクのうち、少なくとも一種のトルクよりも小さく設定されていることを特徴とする。
【００１１】
上記請求項１に記載の発明によれば、駆動側回転体と従動側回転体との間に所定間隙を保った状態で磁力によって駆動側回転体から従動側回転体に回転駆動力を伝える磁気継ぎ手が、ダンパ機構として作用するため、ゴム、エラストマ等の弾性部材のみを用いたダンパ機構を備える動力伝達装置と比べると、ゴム、エラストマ等の耐久性や体格を考慮する必要がなく、ダンパ機構のバネ定数を小さくすることができ、その結果、車両アイドリング時において車載回転機器から発せられる振動の周波数よりも固有振動数を充分に小さくすることができる。
【００１２】
そして、上記請求項１に記載の発明における磁気継ぎ手は、請求項２に記載の発明のように周方向に複数配置された永久磁石によって構成することが可能である。
【００１３】
より具体的には、請求項３に記載の発明のように、磁気継ぎ手が駆動側回転体から従動側回転体に伝える最大回転駆動力を、１５Ｎｍ以上、１５０Ｎｍ以下に設定することで、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する圧縮機に用いる動力伝達装置として、実用上問題の無い範囲で回転駆動力を伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、便宜上図１、５、７ないし９における紙面左側を動力伝達装置のフロント側、紙面右側を動力伝達装置のリア側と称する。
【００１５】
まず、図１、図２を用いて第１実施形態の構成を説明する。図１は第１実施形態における動力伝達装置１００の断面図である。本実施形態における動力伝達装置１００は、図示しない内燃機関や車両走行モータ等の車載駆動源から車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する圧縮機２００に図示しないベルトを介して駆動力を伝達するものである。
【００１６】
動力伝達装置１００は、上記車載駆動源とベルトによって機械的に連結されたプーリ１０１と、プーリ１０１と同軸に配置され、圧縮機２００の駆動軸２０１に機械的に連結されたハブ１０２と、プーリ１０１とハブ１０２の双方に配置されて、プーリ１０１とハブ１０２とが所定間隙を保った状態で磁力によってプーリ１０１からハブ１０２に回転駆動力を伝える磁気継ぎ手１０３とを備えている。
【００１７】
プーリ１０１は、磁性体、好ましくは鉄からなり、ラジアルベアリング２０４によって圧縮機２００のハウジング２０２のボス部２０３に軸支される内輪１０１ａと、外周に複数のＶ字溝が設けられ、図示しないベルトが掛けられる外輪１０１ｂと、内輪１０１ａと外輪１０１ｂとを繋ぐ連結部１０１ｃとから構成されている。
【００１８】
つまり、プーリ１０１は、圧縮機２００のハウジング２０２の軸方向端部からフロント側に立設したボス部２０３に、単列の転がり型のラジアルベアリング２０４を介して回転可能に支持されている。
【００１９】
ラジアルベアリング２０４は、プーリ１０１の内輪１０１ａの内周に圧入された後、ボス部２０３に挿入され、留め輪２０５によって抜け留めされている。
【００２０】
ハブ１０２は、圧縮機２００の駆動軸２０１にボルト１０４により固定されたインナーハブ１０５と、インナーハブ１０５の外周にリベット１０６によって固定されたアウターハブ１０７とから構成されている。
【００２１】
インナーハブ１０５は、内周部に凹凸嵌合部が設けられて駆動軸２０１の端部と嵌合する円筒部１０５ａと、この円筒部１０５ａの軸方向反圧縮機側の端部から径方向に突出するフランジ部１０５ｂを備える。円筒部１０５ａの反圧縮機側端部にはボルト１０４が貫通する孔が形成されており、ボルト１０４は該孔を貫通した後、駆動軸２０１の先端に形成されたボルト孔に螺合している。円筒部１０５ａの反圧縮機側端部に形成された孔の周辺部分は、ボルト１０４の螺子結合によりリア側が駆動軸２０１の端面に押し付けられている。円筒部１０５ａの圧縮機側の端部は、圧縮機２００のハウジング２０２から突出するボス部２０３の軸方向外側から該ボス部２０３の軸方向内側に至るように延在しており、円筒部１０５ａの外壁は、ボス部２０３の内壁との間に所定の間隙を形成している。フランジ部１０５ｂは、軸方向から見ると略三角形をなしており、この略三角形の各頂点においてアウターハブ１０７とフランジ部１０５ｂとが３箇所リベット１０６によって固定されている（図２参照）。
【００２２】
アウターハブ１０７は、磁性体、好ましくは鉄からなり、インナーハブ１０５のフランジ部１０５ｂにリベット６によって３箇所固定され、インナーハブ１０５の円筒部１０５ａが貫通する孔を有するドーナツ状の円盤部１０７ａと、円盤部１０７ａから軸方向圧縮機側に延びる環状の突出部１０７ｂとを有している。円盤部１０７ａは、圧縮機２００のハウジング２０２から突出するボス部２０３の軸方向先端部と軸方向に所定間隙を隔てて接触しないように配置されている。突出部１０７ｂは、プーリ１０１の内輪１０１ａ、外輪１０１ｂ、連結部１０１ｃとによって囲まれて形成される環状の凹部内に位置するように延在している。突出部１０７ｂとプーリ１０１の内輪１０１ａ、外輪１０１ｂ、連結部１０１ｃは、それぞれ接触することなく所定の隙間を隔てるように配置されている。
【００２３】
突出部１０７ｂの外周面には、底面の面積が入口の開口面積よりも広い溝１０７ｃが周方向に沿って複数個設けられている。この溝１０７ｃの反圧縮機側の軸方向端部は前記円盤部１０７ａによって塞がれて開放されている。一方、この溝１０７ｃの圧縮機側の軸方向端部は開放されている。
【００２４】
本実施形態における磁気継ぎ手１０３は、上記溝１０７ｃに圧縮機側の軸方向端部から嵌めこまれた後に接着材によって接着された複数個の従動側永久磁石１０３ａと、プーリ１０１の外輪１０１ｂの内側に接着材により接着された複数個の駆動側永久磁石１０３ｂとを備えている。従動側永久磁石１０３ａ及び駆動側永久磁石１０３ｂは、共に断面円弧状をなしている。また、従動側永久磁石１０３ａ及び駆動側永久磁石１０３ｂは、図３に示すようにそれぞれ周方向に等間隔で偶数個並んで同心円状に並んでいる。周方向に隣り合った磁石は、Ｎ極とＳ極が交互に並んでおり、対面する相手側磁石と向かい合うように配置されている。
【００２５】
ここで、従動側永久磁石１０３ａ及び駆動側永久磁石１０３ｂは、温度変化に対する磁気力変化が少なく、１５０℃以上でも消磁しないものが望ましい。これは動力伝達装置が配置される車両のエンジンルーム内が１５０℃以上の高温に達する可能性があるからである。
【００２６】
本実施形態では、従動側永久磁石１０３ａ及び駆動側永久磁石１０３ｂとしてネオジム磁石又はサマリウム−コバルト磁石を用いており、これらの永久磁石は、プーリ１０１の外輪１０１ｂと、アウターハブ１０７の環状の突出部１０７ｂにそれぞれ取り付けた後、着磁されている。
【００２７】
本実施形態では、従動側永久磁石１０３ａ及び駆動側永久磁石１０３ｂは、それぞれ６個配置されている。また、向かい合う従動側永久磁石１０３ａ及び駆動側永久磁石１０３ｂの径方向隙間は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍである。また、周方向に隣り合う従動側永久磁石１０３ａ（又は駆動側永久磁石１０３ｂ）の間隔は約４ｍｍである。また、従動側永久磁石１０３ａ及び駆動側永久磁石１０３ｂの間の軸方向寸法は２０ｍｍ〜３０ｍｍである。また、アウターハブ１０７の溝１０７ｃの底面の厚さと、プーリ１０１の外輪の厚さは、従動側永久磁石１０３ａ及び駆動側永久磁石１０３ｂから発せられる磁束の大部分が磁性体内を通ってバックヨークとして作用するように２ｍｍ以上とすると良い。尚、本実施形態におけるプーリ１０１の有効直径は約１００ｍｍである。
【００２８】
次に、図４を用いて第１実施形態の作用効果を説明する。図４は、従動側永久磁石１０３ａと駆動側永久磁石１０３ｂのずれ角度と、磁気継ぎ手１０３によってプーリ１０１からアウターハブ１０７に伝達されるトルクの大きさを示したグラフである。ここで図４におけるずれ角度は、従動側永久磁石１０３ａのＮ極（又はＳ極）と駆動側永久磁石１０３ｂのＳ極（又はＮ極）が最も強く引き合っている点を角度０度としている。また、図４におけるトルクは、プーリ１０１の正転方向のトルクを正の数値、プーリ１０１の逆転方向のトルクを負の数値で示しており、単位はＮｍである。
【００２９】
プーリ１０１がベルトを介して駆動されると、プーリ１０１の外輪１０１ｂの内側に配置された駆動側永久磁石１０３ｂも回転し、従動側永久磁石１０３ａを正転方向に磁力によって引っ張る。このときの引っ張り力がプーリ１０１からアウターハブ１０７に伝達されるトルクとなり、トルクをＴ、従動側永久磁石１０３ａと駆動側永久磁石１０３ｂとのずれ角度をθとすると、本実施形態ではＴ＝Ａｓｉｎ（θ／Ｘ）となる。振幅Ａは圧縮機の最大発生トルクとプーリ１０１とベルトが滑り出すトルクとの間にｓｉｎ（θ／Ｘ）の最大値がくるように選定するとよく、例えばＡ＝３０とすることができる。またＸは永久磁石の個数Ｎによって定まる定数でＸ＝Ｎ／２であり、本実施形態ではＸ＝３である。
【００３０】
ここで、磁気継ぎ手１０３は、ｓｉｎ（θ／Ｘ）が０以上１以下となる角度の領域では、従動側永久磁石１０３ａと駆動側永久磁石１０３ｂとのずれ角度θを小さくしようとするため、従来ゴムやエラストマ等の弾性部材のみによって構成されていたダンパ機構の役割を果たす。
【００３１】
図４において、ダンパ機構即ち、磁気継ぎ手１０３のバネ定数は、トルクＴの微分で表されるため、Ａ＝３０、Ｘ＝３、バネ定数をｋとすると、ｋ＝ｄＴ／ｄθ＝９０ｃｏｓ（θ／３）となる。これは、ｓｉｎ（θ／３）が０以上１以下となる角度領域では、従来のゴムやエラストマ等の弾性部材のみによって構成されていたダンパ機構のバネ定数（約１２０Ｎｍ／ｒａｄ）に比べて充分に小さいものである。また、ｓｉｎ（θ／３）が０以上１以下となる角度領域では、θの値が大きくなるほどバネ定数ｋを小さくすることができるため、ダンパ機構として磁気継ぎ手１０３を評価したとき、圧縮機の作動領域における平均バネ定数は小さいものとなる。
【００３２】
よって、本実施形態によれば、ゴムやエラストマ等の弾性部材のみによってダンパ機構を構成した場合に比べて、ダンパ機構のバネ定数を充分に小さくすることができ、車両アイドリング時において車載回転機器から発せられる振動の周波数（およそ８０Ｈｚ）よりも動力伝達装置の固有振動数を充分に低くすることができる。
【００３３】
この結果、車載回転機器から発せられる振動の周波数と動力伝達装置の固有振動数から求められる周波数比を常に１よりも充分に大きく（好ましくは１．５以上）することが可能となる。
【００３４】
また、磁気継ぎ手１０３が伝達し得る最大トルク（ｓｉｎ（θ／Ｘ）が１となるトルク、即ち、Ａ＝３０とすると本実施形態では３０Ｎｍ）は、圧縮機２００が通常発生する最大トルクよりも高く、プーリ１０１と図示しないベルトが滑り出すトルクよりも低く設定されている。このため、異物を噛みこむなどして圧縮機２００の駆動軸２０１がロックした場合、プーリ１０１が上記圧縮機２００が通常発生する最大トルクよりも大きいトルクで回転しようとしても、磁気継ぎ手は上記最大トルク（ｓｉｎ（θ／Ｘ）が１となるトルク）よりも大きなトルクをアウターハブ１０７に伝達することはなく、プーリ１０１とアウターハブ１０７が空転することによって、プーリ１０１とベルトが滑ってベルトが損傷するという不具合を未然に防止することができる。従って本実施形態によれば、従来別途必要とされていた過負荷トルクによって破断して動力伝達を遮断するリミッタ機構を設ける必要が無い。
【００３５】
また、従来、別途必要とされていた過負荷トルクによって破断して動力伝達を遮断するリミッタ機構は、動力伝達経路中に脆弱な部分を設けて破断する構造をとっている。該脆弱部は、負荷変動によって疲労するため、脆弱部が破断するトルク、即ちリミッタ機構が作動するトルクが一義的に定まらないという課題があった。
【００３６】
これに対し、本実施形態の動力伝達装置３００は、磁気特性にばらつきの少ない磁気継ぎ手３０３がリミッタ機構を兼ねている。磁気継ぎ手３０３が脱調して空転するトルク、即ちリミッタ機構として作動するトルクは、従来の脆弱部を用いるリミッタ機構の作動トルクに比べてばらつきが比較的少ない。
【００３７】
なぜならば、磁気継ぎ手は、脆弱部となる部位を持たないため、負荷変動によって疲労しないからである。
【００３８】
つまり、上記磁気継ぎ手３０３が脱調して空転するトルクを、圧縮機２００が通常駆動されるトルクの最大値よりも大きく設定し、かつ、ベルトが滑り出すトルク、エンジンがストールしてしまうトルク、エンジンの始動時にスターターが発生する最大トルクのうち、少なくとも一種のトルクよりも小さく設定すれば、より精度の高いベルト保護機能を実現することが可能である。
【００３９】
また、より好ましくは、磁気継ぎ手３０が脱調して空転するトルクを、ベルトがスリップするトルク、エンジンがストールするトルク、エンジン再始動時にスターターの発生し得るトルク、その他重篤な部位が破損する恐れのあるトルクのうち、最も小さいトルクよりも小さく設定することで、更に精度の高いベルト保護機能を実現することが可能である。
【００４０】
（第２実施形態）
次に図５を用いて第２実施形態の構成を説明する。図５は、第２実施形態における動力伝達装置３００の断面図である。第２実施形態は磁気継ぎ手３０３の従動側永久磁石３０３ａ及び駆動側永久磁石３０３ｂの配置が第１実施形態と異なるものである。以下の説明において上記第１実施形態における動力伝達装置１００と同一の構成（即ち、圧縮機２００、駆動軸２０１、ハウジング２０２、ボス部２０３、ラジアルベアリング２０４、留め輪２０５、ボルト１０４、インナーハブ１０５、リベット１０６）については、図５中に同じ符号を示すことによってその説明を省略する。
【００４１】
本実施形態におけるプーリ３０１は、ラジアルベアリング２０４によってハウジング２０２のボス部２０３に回転可能に支持される内輪３０１ａと、図示しないＶベルトが掛けられる複数のＶ溝が外周に形成された外輪３０１ｂと、内輪３０１ａと外輪３０１ｂとを結ぶ連結部３０１ｃからなる。そして、第１実施形態と異なり、連結部３０１ｃに磁気継ぎ手３０３の駆動側永久磁石３０３ｂが埋め込まれている。
【００４２】
本実施形態におけるハブ３０２は、アウターハブ３０７の形状が第１実施形態と異なる。アウターハブ３０７は、リベット１０６によってインナーハブ１０５に固定された円盤部３０７ａと、この円盤部３０７ａの径方向端部から圧縮機２００側に向かって突出し、プーリ３０１の内輪３０１ａ、外輪３０１ｂ、連結部３０１ｃによって囲まれた空間内に延在する環状の突出部３０７ｃを備えている。
【００４３】
環状の突出部３０７ｃの内周には、図示しない径方向溝が周方向に並んで複数形成されており、従動側永久磁石３０３ａは、この溝に嵌めこまれ、接着材によって接着されている。
【００４４】
尚、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様、従動側永久磁石３０３ａが嵌めこまれる図示しない溝は底面の面積が入口の開口面積よりも広くなっていることが好ましい。また、磁気継ぎ手３０３を構成する永久磁石の種類、性能、個数等は第１実施形態と同様である。
【００４５】
（第３実施形態）
上記第１、第２実施形態では、本発明をプーリに適用した例を説明したが、本発明はプーリに限定されるものではなく、本発明を電磁クラッチに適用するようにしても良い。本発明を電磁クラッチに適用した場合も、上記第１、２実施例と同じく、従来電磁クラッチに用いていたゴムダンパに代えて磁気継ぎ手を用いるようにすると良い。
【００４６】
以下、図７、図８を用いて本発明を電磁クラッチに適用した第３実施形態について説明する。図７は本実施形態に係る電磁クラッチ４００の断面図である。
【００４７】
電磁クラッチ４００は、圧縮機５００のハウジング５０２に固定されたステータ４０１と、ハウジング４０１から立設するボス部５０３にラジアルベアリング５０４を介して回転可能に支持されたロータ４０３と、圧縮機５００の駆動軸５０１に取り付けられたハブ４０４と、ハブ４０４に取り付けられたアーマチュア４０５とを備えている。
【００４８】
ステータ４０１は、電磁コイル４０２と、該電磁コイル４０２を収容するコイルハウジング４０６とから構成されている。コイルハウジング４０６は、断面コの字状の開いた側を反圧縮機５００側に向けたドーナツ形状を成しており、コイルハウジング４０６のリア側の端面には、ステータアーム５０６が溶接されている。ステータアーム５０６は、圧縮機５００のハウジング５０２のボス部５０３が立設する端面に留め輪５０５によって固定されている。電磁コイル４０２は、巻き線よりなり、図示しない給電端子を介して車載バッテリから電力を供給されて電磁力を発生する電磁石である。尚、電磁コイルに温度ヒューズ等を設けるようにしても良い。
【００４９】
ロータ４０３は、円環状の溝を圧縮機５００側に向けた断面コの字の状をなしており、ボス部５０３にラジアルベアリング５０４を介して回転可能に支持される内輪４０３ａと、外周面にＶ字状の溝が設けられて図示しないベルトが掛け渡される外輪３０３ｃと、内輪４０３ａと外輪４０３ｂとを繋ぐ連結部４０３ｃとから構成されている。ラジアルベアリング５０４は、ボス部５０３に留め輪４２８によって固定されている。
【００５０】
連結部４０３ｃは、電磁コイル４０２が発する電磁力によってアーマチュア４０５が吸い寄せられると、アーマチュア４０５と接触する摩擦面を有する。この摩擦面には、スリット４０７が複数設けられておいる。複数のスリット４０７は、２重の同心円を形成しており、アーマチュア４０５に設けられたスリット４２３と共に、電磁コイル４０２が発する磁力線を蛇行させて、図８の矢印で示すような磁気回路を形成することに寄与している。
【００５１】
ハブ４０４は、駆動軸５０１に取り付けられるインナーハブ４０８と、インナーハブ４０８と機械的に連結され、アーマチュア４０５を支持するアウターハブ４０９と、インナーハブ４０８とアウターハブ４０９とを圧縮機５００の軸方向に変位可能かつ、相対回転可能に支持する支持機構４１０と、アウターハブ４０９の回転駆動力をインナーハブ４０８に伝達する磁気継ぎ手４１１とから構成されている。インナーハブ４０８とアウターハブ４０９とは磁性体から構成されている。
【００５２】
駆動軸５０１は、軸封装置５０７によって反密閉されたハウジング５０２内部から突出している。圧縮機５００は、駆動軸５０１が回転駆動されると図示しない圧縮機構が駆動され、図示しない吸入ポートから吸入した冷媒を圧縮し、図示しない吐出ポートから冷凍サイクルに吐出する。
【００５３】
インナーハブ４０８は、駆動軸５０１の先端が挿入される円筒部４１２と、該円筒部４１２の反圧縮機側の端部から延在して、径方向外側に拡がるインナーハブプレート部４１３と、該インナーハブプレート部４１３の外周側の縁から反圧縮機側に延びるインナーハブ外周部４１４とから構成される。円筒部４１２と駆動軸５０１の先端はスプライン又はセレーション形状によって回り止めされた後、ボルト４２７によって固定されている。
【００５４】
インナーハブ外周部４１４は筒状を成している。インナーハブ外周部４１４の内周壁にはアウターハブ４０９を支持する支持機構４１０が軸方向に摺動可能に契合する溝が設けられている。インナーハブ外周部４１４の外周壁には、磁気継ぎ手４１１を構成する従動側永久磁石４１５が設けられている。インナーハブ外周部４１４は、従動側永久磁石４１５のバックヨークとして作用する。
【００５５】
アウターハブ４０９は、支持機構４１０に支持された筒状のアウターハブ内周部４１６と、アウターハブ内周部４１６の反圧縮機側の端部から径方向外側に拡がるアウターハブプレート部４１７と、該アウターハブプレート部４１７の外周側の縁から圧縮機側に延び、アーマチュア４０５を支持するアウターハブ外周部４１９とから構成される。
【００５６】
アウターハブ外周部４１９は、筒状を成している。アウターハブ外周部４１９の内周壁には磁気継ぎ手４１１を構成する駆動側永久磁石４２０が設けられている。アウターハブ外周部４１９の圧縮機側端部は、径方向外側に更に延出し、アーマチュア４０５の契合突起４２１と機械的に連結している。アウターハブ外周部４１９は、駆動側永久磁石４２０のバックヨークとして作用する。
【００５７】
アーマチュア４０５は、ロータ４０３の連結部４０３ｃと摺動接触するアーマチュア側摩擦面４２２を備えるドーナツ状の板部材であり、上述のスリット４２３と、アーマチュア側摩擦面４２２の反対側に突出した契合突起４２１とが設けられている。
【００５８】
支持機構４１０は、インナーハブ外周部４１４の内周壁に設けられた溝４１８に嵌まり込んで軸方向に移動可能な外環４２４と、アウターハブ内周部４１６の外周側に圧入により固定された内環４２５と、外環４２４と内環４２５との間に配置されたラジアルベアリング４２６とから構成されている。インナーハブ外周部４１４の反圧縮機側の端部と、アウターハブプレート部４１７との間には、支持機構４１０によってインナーハブ４０８とアウターハブ４０９とが軸方向に相対移動可能なように隙間ｇ１が設けられている。ここで、上述の溝４１８は、スプラインやセレーションとして形成しても良い。
【００５９】
磁気継ぎ手４１１は、駆動側永久磁石４２０と、従動側永久磁石４１５とから構成されている。従動側永久磁石４１５及び駆動側永久磁石４２０は、上記第１実施形態と同じく、共に断面円弧状をなし、それぞれ周方向に等間隔で偶数個、周方向に隣り合ってＮ極とＳ極が交互に並んで互いのＮ極とＳ極とが向かい合うように配置されている。
【００６０】
第１実施形態と同じく、従動側永久磁石４１５及び駆動側永久磁石４２０は、温度変化に対する磁気力変化が少なく、１５０℃以上でも消磁しないものが望ましい。
【００６１】
また、第１実施形態と同じく、従動側永久磁石４１５及び駆動側永久磁石４２０としてネオジム磁石又はサマリウム−コバルト磁石を用いており、これらの永久磁石は、インナーハブ外周部４１４とアウターハブ外周部４１９にそれぞれ取り付けた後、着磁されている。
【００６２】
本実施形態における従動側永久磁石４１５と駆動側永久磁石４２０の個数、向かい合う従動側永久磁石４１５及び駆動側永久磁石４２０の径方向隙間、周方向に隣り合う永久磁石の間隔、永久磁石の軸方向寸法は上記第１実施形態と同じである。
【００６３】
また、インナーハブ外周部４１４及びアウターハブ外周部４１９の厚さは、従動側永久磁石４１５及び駆動側永久磁石４２０から発せられる磁束の大部分が磁性体内を通ってバックヨークとして作用するように２ｍｍ以上となっている。尚、本実施形態におけるロータ４０３の有効直径は１００ｍｍである。
【００６４】
そして、磁気継ぎ手４１１の動力伝達特性は、上記第１実施形態において図４を用いて説明した磁気継ぎ手１０３と同様である。
【００６５】
以下、本実施形態における電磁クラッチ４００の作動について説明する。図示しない車両走行駆動源（エンジン）からベルトによってロータ４０３に回転駆動が伝達されると、ロータ４０３は、静止したステータ４０１を内部に包含した状態で回転駆動される。
【００６６】
ステータ４０１の電磁コイル４０２が通電されていない場合、即ち電磁クラッチがオフである場合、電磁コイル４０２による電磁力は発生しておらず、アーマチュア４０５はアウターハブ４０９及び磁気継ぎ手４１１によってロータ４０３の摩擦面と所定の隙間ｇ２を隔てて支持されている。
【００６７】
この状態では、ロータ４０３とアーマチュア４０５とが接触していないため、ロータ４０３からハブ４０４への回転動力の伝達はなされない。
【００６８】
ステータ４０１の電磁コイル４０２が通電されている場合、即ち電磁クラッチがオンである場合、電磁コイル４０２によって電磁力が発生しており、該電磁力によってアーマチュア４０５はロータ４０３の摩擦面に吸着され、ロータ４０３からハブ４０４へ回転動力が伝達される。ハブ４０４へ回転動力が伝達されると、駆動軸５０１が回転駆動され、圧縮機５００が駆動される。
【００６９】
このとき、磁気継ぎ手４１１は、従動側永久磁石４１５と駆動側永久磁石４２０とが非接触であり、かつ支持機構４１０の外環４２４がインナーハブ４０８の溝４１８に沿って軸方向に移動可能であるため、アーマチュア４０５を支持しているアウターハブ４０９は、電磁力によってアーマチュア４０５がロータ４０３に吸い寄せられると、アーマチュア４０５を支持しているアウターハブ４０９ごとインナーハブロータ４０３側、即ちロータ４０３側へ移動する。
【００７０】
また、ステータ４０１の電磁コイル４０２への通電が遮断されると、電磁コイル４０２によって発生した電磁力が無くなるため、磁気継ぎ手４１１の従動側永久磁石４１５と駆動側永久磁石４２０とが、電磁コイル４０２への通電前の相対的な位置関係に戻り、その結果、アーマチュア４０５はロータ４０３の摩擦面から乖離する。
【００７１】
ここで、第１実施形態において図４を用いて説明した通り、磁気継ぎ手４１１は、ｓｉｎ（θ／Ｘ）が０以上１以下となる角度の領域では、従動側永久磁石４１５と駆動側永久磁石４２０とのずれ角度θを小さくしようとするため、従来ゴムやエラストマ等の弾性部材のみによって構成されていたダンパ機構の役割を果たす。
【００７２】
つまり、本実施形態によれば、第１実施形態と同じく、ゴムやエラストマ等の弾性部材のみによってダンパ機構を構成した場合に比べて、ダンパ機構のバネ定数を充分に小さくすることができ、車両アイドリング時において車載回転機器から発せられる振動の周波数（およそ８０Ｈｚ）よりも動力伝達装置の固有振動数を充分に低くすることができる。
【００７３】
この結果、車載回転機器から発せられる振動の周波数と電磁クラッチの固有振動数から求められる周波数比を常に１よりも充分に大きく（好ましくは１．５以上）することが可能となる。
【００７４】
また、磁気継ぎ手４１１が伝達し得る最大トルク（ｓｉｎ（θ／Ｘ）が１となるトルク、即ち、Ａ＝３０とすると本実施形態では３０Ｎｍ）は、圧縮機５００が通常発生する最大トルクよりも高く、ロータ４０３と図示しないベルトが滑り出すトルクよりも低く設定されている。このため、異物を噛みこむなどして圧縮機５００の駆動軸５０１がロックした場合、ロータ４０３が上記圧縮機５００が通常発生する最大トルクよりも大きいトルクで回転しようとしても、磁気継ぎ手は上記最大トルク（ｓｉｎ（θ／Ｘ）が１となるトルク）よりも大きなトルクをアウターハブ４０９からインナーハブ４０８に伝達することはなく、アウターハブ４０９とインナーハブ１０８が空転することによって、ロータ４０３とベルトが滑ってベルトが損傷したり、ロータ４０３とアーマチュア４０５とが摩擦して異常発熱を起こすという不具合を未然に防止することができる。
【００７５】
（第４実施形態）
次に図９を用いて第４実施形態の構成を説明する。図９は、第４実施形態における電磁クラッチ６００の断面図である。第４施形態は磁気継ぎ手４１１の従動側永久磁石４１５及び駆動側永久磁石４２０の配置が第３実施形態と異なるものである。以下の説明において上記第３実施形態における電磁クラッチ４００と同一の構成（即ち、圧縮機５００、駆動軸５０１、ハウジング５０２、ボス部５０３、ラジアルベアリング５０４、留め輪５０５、ステータ４０１、電磁コイル４０２、ロータ４０３、コイルハウジング４０６、スリット４０７）については、図９中に同じ符号を示すことによってその説明を省略する。
【００７６】
本実施形態における電磁クラッチ６００は、圧縮機５００の駆動軸５０１に取り付けられたインナーハブ６０１とインナーハブ６０１に板バネ６０２を介して支持されたアウターハブ６０３と、アーマチュア背面インシュレータ６０４を介して取り付けられたアーマチュア６０５とを備えている。
【００７７】
インナーハブ６０１は、駆動軸５０１の先端が挿入されて固定される円筒部６０６と、該円筒部６０６の反圧縮機側の端部から径方向外側に延びるフランジ部６０７とから構成される。フランジ部６０７の外周側の縁には、板バネ６０２の内周側が複数のリベット６０８によって取り付けられている。
【００７８】
アウターハブ６０３は、板バネ６０２の外周側が複数のリベット６０９によって取り付けられる従動側プレート６１０と、該従動側プレート６１０と磁気継ぎ手６１１を挟んで対抗配置された駆動側プレート６１２と、従動側プレート６１０と駆動側プレート６１２との間に介在するスラストベアリング６１３とから構成されている。
【００７９】
磁気継ぎ手６１１は、駆動側は磁性体から為るツース６１１ａと従動側永久磁石６１１ｂとから構成されており、磁気継ぎ手６１１を構成する永久磁石の種類、性能、個数等は第１ないし第３実施形態と概略同様である。ツースと永久磁石は駆動側、従動側のどちらであっても同じ効果を奏する。また、第3実施例と同じく、両側に磁石を用いても良いが、従動側と駆動側が相対回転する場合（すなわち脱調状態）では、駆動側と従動側の磁石が吸引、反発を繰り返すため、反発時に従動側回転体と、駆動側回転体が離れないように、スラスト軸受を追加する必要がある。
【００８０】
スラストベアリング６１３は、従動側プレート６１０と駆動側プレート６１２との間に配置された転がりスラスト軸受けであり、スラストベアリング６１３、駆動側インシュレータ６１６、従動側インシュレータ６１７とを合わせた軸方向寸法は、磁気継ぎ手６１１の駆動側の磁性体から為るツース６１１ａと従動側永久磁石６１１ｂとの間に所定の隙間を形成する寸法となっている。
【００８１】
アーマチュア６０５は、上記第３実施形態と同じく、ロータ４０３の連結部４０３ｃと摺動接触するアーマチュア側摩擦面６１４を備えるドーナツ状の板部材であり、第３実施形態と同様のスリット６１５が設けられている。
【００８２】
アーマチュア背面インシュレータ６０４は、非磁性体からなり、駆動側プレート６１２と一体に構成されている。このアーマチュア背面インシュレータ６０４は、電磁コイル４０２が発する磁束と、磁気継ぎ手６１１の発する磁束とが相互に過度に干渉することを防いでいる。
【００８３】
以下、本実施形態における電磁クラッチ６００の作動について説明する。図示しない車両走行駆動源（エンジン）からベルトによってロータ４０３に回転駆動が伝達されると、ロータ４０３は、静止したステータ４０１を内部に包含した状態で回転駆動される。
【００８４】
ステータ４０１の電磁コイル４０２が通電されていない場合、電磁コイル４０２による電磁力は発生しておらず、アーマチュア６０５は板バネ６０２によってロータ４０３の摩擦面と所定の隙間を隔てて支持されている。
【００８５】
この状態では、ロータ４０３とアーマチュア６０５とが接触していないため、ロータ４０３からインナーハブ６０１への回転動力の伝達はなされない。
【００８６】
ステータ４０１の電磁コイル４０２が通電されている場合、電磁コイル４０２によって電磁力が発生しており、該電磁力によってアーマチュア６０５はロータ４０３の摩擦面に吸着され、ロータ４０３からインナーハブ６０１へ回転動力が伝達される。
【００８７】
このとき、電磁力によってアーマチュア６０５がロータ４０３に吸い寄せられると、板バネ６０２が撓むことによって、アーマチュア６０５がロータ４０３側へ移動する。
【００８８】
また、ステータ４０１の電磁コイル４０２への通電が遮断されると、電磁コイル４０２によって発生した電磁力が無くなるため、板バネ６０２が電磁コイル４０２への通電前の状態に戻り、その結果、アーマチュア４０５はロータ４０３の摩擦面から乖離する。
【００８９】
ここで、第１実施形態において図４を用いて説明した通り、磁気継ぎ手６１１は、ｓｉｎ（θ／Ｘ）が０以上１以下となる角度の領域では、従動側永久磁石６１１ｂと駆動側永久磁石６１１ａとのずれ角度θを小さくしようとするため、従来ゴムやエラストマ等の弾性部材のみによって構成されていたダンパ機構の役割を果たす。尚、本実施例のように磁石とツースを組み合わせる場合X=N（磁石とツースの極数）となる。
【００９０】
つまり、本実施形態によれば、上述の実施形態と同じく、ゴムやエラストマ等の弾性部材のみによってダンパ機構を構成した場合に比べて、ダンパ機構のバネ定数を充分に小さくすることができ、車両アイドリング時において車載回転機器から発せられる振動の周波数（およそ８０Ｈｚ）よりも動力伝達装置の固有振動数を充分に低くすることができる。
【００９１】
この結果、車載回転機器から発せられる振動の周波数と電磁クラッチの固有振動数から求められる周波数比を常に１よりも充分に大きく（好ましくは１．５以上）することが可能となる。
【００９２】
また、磁気継ぎ手６１１が伝達し得る最大トルク（ｓｉｎ（θ／Ｘ）が１となるトルク、即ち、Ａ＝３０とすると本実施形態では３０Ｎｍ）は、圧縮機５００が通常発生する最大トルクよりも高く、ロータ４０３と図示しないベルトが滑り出すトルクよりも低く設定されている。このため、異物を噛みこむなどして圧縮機５００の駆動軸５０１がロックした場合、ロータ４０３が上記圧縮機５００が通常発生する最大トルクよりも大きいトルクで回転しようとしても、磁気継ぎ手は上記最大トルク（ｓｉｎ（θ／Ｘ）が１となるトルク）よりも大きなトルクを駆動側プレート６１２から従動側プレート６１０に伝達することはなく、駆動側プレート６１２と従動側プレート６１０が空転することによって、ロータ４０３とベルトが滑ってベルトが損傷したり、ロータ４０３とアーマチュア６０５とが摩擦して異常発熱を起こすという不具合を未然に防止することができる。
【００９３】
上述した第２ないし第４実施形態における磁気継ぎ手も、第１実施形態における磁気継ぎ手と同じく、駆動側永久磁石と従動側永久磁石とが所定間隙を保った状態で磁力によって回転駆動力を伝えるものである。
【００９４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、磁気継ぎ手１０３を採用することによって従来別途必要としていたリミッタ機構やゴムダンパを設けなかったが、本発明はこれに限定されるものではなく、磁気継ぎ手と過負荷トルクによって破断するリミッタ機構やゴムダンパを併せ持つように構成しても良い。
【００９５】
また、上記第１ないし第３実施形態では、磁気継ぎ手を従動側永久磁石と駆動側永久磁石とによって構成するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第４実施形態で説明したように、駆動側と従動側の何れか少なくとも一方に永久磁石を用いるようにしても良いし、永久磁石ではなく、電磁石を用いるようにしても良い。
【００９６】
磁気継ぎ手の磁石を、従動側または駆動側のいずれか一方のみに配置するようにする場合、他方には磁石と同形状の磁性体の塊を円環状に並べて対向配置すると良い。
【００９７】
また、第１、第２実施形態における本発明は車載駆動源からカーエアコン用冷媒圧縮機に駆動力を伝達する動力伝達装置であって、前記車載駆動源とベルトにより連結され、前記カーエアコン用冷媒圧縮機のハウジングに回転可能に支持され、軸方向前記カーエアコン用冷媒圧縮機と逆側の軸方向端面に凹部を備えるプーリと、前記プーリと同軸に配置され、前記カーエアコン用冷媒圧縮機の駆動軸に締結されたインナーハブと、前記インナーハブの外周側に配置され、前記プーリの前記凹部内に面するアウターハブと、前記プーリの凹部内に配置された駆動側磁性体と、前記アウターハブに配置された従動側磁性体とを備え、前記駆動側磁性体と前記従動側磁性体の磁気吸引力によって、前記駆動側磁性体と前記従動側磁性体とが所定の間隙を保ったまま前記アウターハブが前記プーリに連れまわされることを特徴とする動力伝達装置としても捉えることが出来るが、もちろんこれに限定される物ではない。
【００９８】
上記実施形態では、磁気継ぎ手によって伝達される最大トルクを、Ａ＝３０と設定することで３０Ｎｍとする例を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、磁気継ぎ手によって伝達される最大トルクを１５Ｎｍ以上、１５０Ｎｍ以下とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１実施形態における動力伝達装置１００の断面図である。
【図２】第１実施形態における動力伝達装置１００を軸方向反圧縮機側から見た図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】従動側永久磁石１０３ａと駆動側永久磁石１０３ｂとのずれ角度と、磁気吸着手段１０３によってプーリ１０１からアウターハブ１０７に伝達されるトルクを示したグラフである。
【図５】第２実施形態における動力伝達装置３００の断面図である。
【図６】共振による振動倍率を示す図である。
【図７】図７は本実施形態に係る電磁クラッチ４００の断面図である。
【図８】電磁クラッチ４００の磁気回路を示す図である。
【図９】第４実施形態における電磁クラッチ６００の断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１００・・・動力伝達装置、１０１・・・プーリ、１０１ａ・・・内輪、１０１ｂ・・・外輪、１０１ｃ・・・連結部、１０２・・・ハブ、１０３・・・磁気継ぎ手、１０３ａ・・・従動側永久磁石、１０３ｂ・・・駆動側永久磁石、１０４・・・ボルト、１０５・・・インナーハブ、１０５ａ・・・円筒部、１０５ｂ・・・フランジ部、１０６・・・リベット、１０７・・・アウターハブ、１０７ａ・・・円盤部、１０７ｂ・・・突出部、１０７ｃ・・・溝、２００・・・圧縮機、２０１・・・駆動軸、２０２・・・ハウジング、２０３・・・ボス部、２０４・・・ラジアルベアリング、２０５・・・留め輪、３００・・・動力伝達装置、３０１・・・プーリ、３０１ａ・・・内輪、３０１ｂ・・・外輪、３０１ｃ・・・連結部、３０２・・・ハブ、３０３・・・磁気継ぎ手、３０３ａ・・・従動側永久磁石、３０３ｂ・・・駆動側永久磁石、３０７・・・アウターハブ、３０７ａ・・・円盤部、３０７ｂ・・・突出部。
【図１】
2009121676.tif 000003
【図２】
2009121676.tif 000004
【図３】
2009121676.tif 000005
【図４】
2009121676.tif 000006
【図５】
2009121676.tif 000007
【図６】
2009121676.tif 000008
【図７】
2009121676.tif 000009
【図８】
2009121676.tif 000010
【図９】
2009121676.tif 000011