(57)【要約】押圧面１０ｄが回転方向に間隔をおいて設けられたハブ６と、ハブ６に軸線方向の移動と回転方向の相対的変位を可能に連結されたアーマチュア１３と、アーマチュア１３とハブ６とを連結した弾性部材１１と、アーマチュア１３が磁気吸着される摩擦面と、この摩擦面より軸線方向に突出しハブ６の押圧面１０ｄの半径方向外側まで延設された環状の係合面４ｅを有するロータ４と、ロータ４の係合面４ｅとハブ６の押圧面１０ｄとの間に設けられ、ハブ６とアーマチュア１３との回転方向の相対的変位によりロータ４の係合面４ｅと摩擦係合する係合部材１７と、アーマチュア１３を弾性部材１１の軸線方向の弾性復帰力に抗してロータ４の摩擦面に磁気吸着する磁束を発生する励磁コイル２０とを備え、弾性部材１１の回転方向の弾性復帰力に抗してハブ６とアーマチュア１３が回転方向に相対的に変位することにより、係合部材１７は、ハブ６の押圧面１０ｄによって押圧されてロータ４の係合面４ｅと摩擦係合する。
2002070914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主動力が伝達される第１の摩擦面および過負荷時に動力が伝達される環状の第２の摩擦面を有するロータと、
前記ロータと離間する方向に付勢され、前記ロータの第１の摩擦面に摩擦係合するアーマチュアと、
動力伝達時に前記アーマチュアを駆動し、前記アーマチュアへの付勢力に抗して、第１の摩擦面を介して前記アーマチュアを前記ロータに連結する電磁駆動手段と、
前記アーマチュアと一体的に回転するハブと、
前記アーマチュアと前記ハブとを連結するとともに、過負荷時に変位する弾性部材と、
前記ハブに径方向に対して移動自在に支持され、前記弾性部材の変位に伴って前記ロータの第２の摩擦面と摩擦係合する係合部材と
を備えることを特徴とする電磁連結装置。
【請求項２】
前記弾性部材は前記アーマチュアに固定された支持ピンに支持されたダンパゴムから構成され、前記係合部材は前記ダンパゴムの外周面に嵌合した係合リングとから構成されることを特徴とする請求項１記載の電磁連結装置。
【請求項３】
前記アーマチュアと前記ハブとを連結した状態で前記アーマチュアを前記ロータと離間する方向に付勢するバイアス手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電磁連結装置。
【請求項４】
押圧面が回転方向に間隔をおいて設けられたハブと、
前記ハブに軸線方向の移動および回転方向の相対的変位を可能に連結されたアーマチュアと、
前記アーマチュアと前記ハブとを連結した弾性部材と、
前記アーマチュアが磁気吸着される摩擦面と、
前記摩擦面より軸線方向に突出し、前記ハブの押圧面の半径方向外側まで延設された環状の係合面を有するロータと、
前記ロータの係合面と前記ハブの押圧面との間に設けられ、前記ハブと前記アーマチュアとの回転方向の相対的変位により前記ロータの係合面と摩擦係合する係合部材と、
前記アーマチュアを前記弾性部材の軸線方向の弾性復帰力に抗して前記ロータの摩擦面に磁気吸着する磁束を発生する励磁コイルと
を備え、
前記弾性部材の回転方向の弾性復帰力に抗して前記ハブと前記アーマチュアとが回転方向に相対的に変位することにより、前記係合部材は前記ハブの押圧面によって押圧されて前記ロータの係合面と摩擦係合することを特徴とする電磁連結装置。
【請求項５】
前記ロータの係合面に設けられ、回転方向の前方側の面をストッパ面とした係止部をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
【請求項６】
アーマチュアに係合部材を支持したことを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
【請求項７】
アーマチュアの反摩擦面に、ハブの中心を通る直線方向と平行に延設され回転方向で向かい合った平行な一対のガイド面をさらに備え、前記一対のガイド面の間に係合部材を半径方向へ移動自在に介装したことを特徴とする請求項４記載の電磁連結装置。
【請求項８】
頭部、胴部および脚部を有し脚部がアーマチュアに固定された支持ピンと、前記支持ピンの胴部に嵌合されたダンパゴムとをさらに備え、前記係合部材は前記ダンパゴムの外周面に嵌合された係合リングから構成されることを特徴とする請求項６記載の電磁連結装置。
【請求項９】
アーマチュアの反摩擦面に固定され、ハブの中心を通る直線と平行に延設され回転方向で向かい合った平行な一対のガイド面が設けられた非磁性材製のガイド部材をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の電磁連結装置。
【請求項１０】
回転方向に間隔をおいて半径方向に延設された複数のフランジ部と、
前記フランジ部の回転方向の後方側となる面に押圧面が形成されたハブと、
前記ハブの外側面側に設けられた動力伝達板と、
前記動力伝達板を前記ハブのフランジ部に連結した第１の弾性部材と、
前記ハブの内側面側に設けられ、前記動力伝達板に連結されたアーマチュアと、
前記アーマチュアの摩擦面と対向する摩擦面から軸線方向に突出して前記ハブの押圧面の半径方向外側まで延設された環状の係合面を有するロータと、
前記動力伝達板の外側面に半径方向へ移動自在に支持され、前記ロータの係合面と前記ハブの押圧面との間に設けられた複数の係合部材と、
前記アーマチュアを前記ロータに磁気吸着する磁束を発生する励磁コイルとを備え、
前記ハブと前記アーマチュアとが回転方向に対し相対的に変位することにより、前記係合部材は前記ハブの押圧面で押圧され前記ロータの係合面と摩擦係合することを特徴とする電磁連結装置。
【請求項１１】
ロータの係合面に設けられ、回転方向の前方側の面をストッパ面とした係止部をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の電磁連結装置。
【請求項１２】
動力伝達板にアーマチュアを固定するとともに動力伝達板の外側面から軸線方向へ突出した支持ピンと、前記支持ピンの外周面に嵌合された第２の弾性部材とをさらに備え、前記係合部材は、その内周面と前記支持ピンの外周面との間に前記第２の弾性部材を収容する係合リングとから構成されることを特徴とする請求項１０記載の電磁連結装置。
【請求項１３】
前記動力伝達板には、回転方向で向かい合った壁面をハブの中心を通る直線方向に延設された平行な一対のガイド面とした複数の凹陥部が形成され、前記凹陥部には、係合リングが半径方向へ移動自在に嵌合されていることを特徴とする請求項１２記載の電磁連結装置。
【請求項１４】
前記第２の弾性部材の貫通穴に挿入された胴部と、前記第２の弾性部材の外側面に当接した頭部と、前記動力伝達板にアーマチュアを固定した脚部を有する支持ピンと、前記第２の弾性部材の外周面に嵌合された円筒部と、前記第２の弾性部材の内側面と前記動力伝達板の前記凹陥部との間に介在されたフランジ部を有する係合リングとをさらに備えることを特徴とする請求項１３記載の電磁連結装置。
【請求項１５】
前記ハブのフランジ部の半径方向内側における回転方向の後方側となる端部に軸線方向に折り曲げられた折り曲げ部を設け、前記折り曲げ部の回転方向の後方側となる面を押圧面としたことを特徴とする請求項１２記載の電磁連結装置。
【請求項１６】
押圧面が回転方向に間隔をおいて設けられたハブと、
前記ハブに軸線方向の移動および回転方向の相対的変位を可能に連結されたアーマチュアと、
前記アーマチュアを反吸着方向に付勢する第１の弾性部材と、
前記アーマチュアが磁気吸着される摩擦面と、
前記摩擦面より軸線方向に突出し、前記ハブの押圧面の半径方向外側まで延設された環状の係合面を有するロータと、
ガイド部材にアーマチュアを固定する支持ピンと、
前記ロータの係合面と前記ハブの押圧面との間に設けられ、前記ハブと前記アーマチュアとの回転方向の相対的変位により前記ロータの係合面と摩擦係合する係合リングと、
前記係合リングの内周面と前記支持ピンの外周面との間に嵌合された第２の弾性部材と、
前記アーマチュアを前記第１の弾性部材の軸線方向の付勢力に抗して前記ロータの摩擦面に磁気吸着する磁束を発生する励磁コイルと
を備え、
前記第２の弾性部材の回転方向の弾性復帰力に抗して前記ハブと前記アーマチュアとが回転方向に相対的に変位することにより、前記係合部材は前記ハブの押圧面で押圧されて前記ロータの係合面と摩擦係合することを特徴とする電磁連結装置。
【請求項１７】
前記第２の弾性部材はダンパゴムから構成されることを特徴とする請求項１６記載の電磁連結装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は電磁連結装置に関し、特に、アーマチュアとハブの回転方向の相対変位により動力伝達力が増大する電磁連結装置に関する。
電磁連結装置は、従動側機器の回転軸に装着されるハブと、このハブに板ばねやダンパゴムなどの弾性部材により連結されたアーマチュアと、ベルトなどで駆動側機器と一体的な回転を可能に連結されるロータと、通電することにより磁束が発生する励磁コイルとを備える。このような構成において、励磁コイルの磁気吸引力によるアーマチュアの摩擦面とロータの摩擦面との摩擦係合力により、駆動側機器から従動側機器へ動力を伝達する。
特開昭５５−２４２６９号公報に記載された従来の電磁連結装置は、従動側機器の負荷が大きいと、アーマチュアの摩擦面とロータの摩擦面がスリップ回転する。これを防止するために、ハブのフランジ部とアーマチュアとの間にボール式のカム作動機構を設けている。このように構成された従来の電磁連結装置においては、弾性部材の回転方向の弾性復帰力に抗して、ハブとアーマチュアが回転方向に相対的変位をしたとき、その変位を、ボール式のカム作動機構によりハブとアーマチュアとの軸線方向への相対的変位に変換して、アーマチュアとロータの摩擦係合力を増大させている。
上述した従来の電磁連結装置は、ロータのボス部にハブを回転自在に支持した軸受、従動側機器の回転軸にロータを回転自在に支持した軸受、従動側機器内で回転軸を回転自在に支持した軸受などに、アーマチュアをロータに押圧する押圧力の反力が作用するため、軸受の耐久性が悪く寿命が短いという問題があった。
本発明の目的は、軸受の耐久性向上および長寿命化を図った電磁連結装置を提供することにある。
発明の要約
本発明に係る電磁連結装置は、主動力が伝達される第１の摩擦面および過負荷時に動力が伝達される環状の第２の摩擦面を有するロータと、ロータと離間する方向に付勢され、ロータの第１の摩擦面に摩擦係合するアーマチュアと、動力伝達時にアーマチュアを駆動し、アーマチュアへの付勢力に抗して、第１の摩擦面を介してアーマチュアをロータに連結する電磁駆動手段と、アーマチュアと一体的に回転するハブと、アーマチュアとハブとを連結するとともに、過負荷時に変位する弾性部材と、ハブに径方向に対して移動自在に支持され、弾性部材の変位に伴ってロータの第２の摩擦面と摩擦係合する係合部材とを備える。
このような構成において、従動側機器の負荷により、弾性部材回転方向への弾性復帰力に抗してハブとアーマチュアとが回転方向に相対的に変位したときに、係合部材がロータの第２の摩擦面と摩擦係合すして動力伝達力が増大する。
実施例の詳細な説明
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図６に本発明の第１の実施例による電磁連結装置を示す。本実施例の電磁連結装置は、図１および図２に示すように、自動車空調用圧縮機１の回転軸１ａに装着されたアーマチュア組立体２と、圧縮機１のハウジングに形成された円筒部１ｂに軸受３を介して回転自在に支持され、アーマチュア組立体２のハブ６と同心状に配設されたロータ４と、圧縮機１のハウジングに固定されたヨーク５を備える。このように構成された電磁連結装置は、従動側機器としての圧縮機１に装着され、駆動側機器（車両エンジン）の動力を圧縮機１に伝達する。
アーマチュア組立体２は、回転軸１ａの先端にスプライン嵌合されたハブ６のフランジ部６ａに、３本のリベット７によりストッパプレート８および押圧板１０が一体に固定される。ストッパプレート８は、図３に示すように、中心にボルト１９の挿入穴８ａが穿設された環状の基板部８ｂと、基板部８ｂの円周方向を３等分するように基板部８ｂから半径方向外側に延設された３つの支持板部８ｃとから構成される。基板部８ｂおよび各支持板部８ｃとは一体に形成される。各支持板部８ｃの先端には大径の貫通穴８ｄが穿設され、貫通穴８ｄと底部に穿設された貫通穴９ａが同心となるように、各支持板部８ｃの先端には有底円筒状のゴムカバー９が固着される。符号８ｅは、リベット７が挿入される貫通穴である。
押圧板１０は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、中心にボルト１９の挿入穴１０ｂが穿設された環状の基板部１０ａと、基板部１０ａの円周方向を３等分するように基板部１０ａから半径方向外側に延設された３つの押圧部１０ｃとから構成される。基板部１０ａおよび各押圧部１０ｃは、機械構造用炭素鋼鋼材などの材料で一体に形成される。各押圧部１０ｃの先端は、ゴムカバー９の外周面に当接しないように凹陥状に形成されるとともに、各押圧部１０ｃの幅寸法Ｌ２はストッパプレート８の支持板部８ｃの幅寸法Ｌ１より大きく設定される。
したがって、押圧板１０を、ストッパプレート８に同心状に重ねてリベット７によりハブ６に固定することにより、回転方向Ｔの前方側となる押圧部１０ｃの側面は、支持板部８ｃの回転方向前方側の側面より回転方向の前方側に突出する。また、回転方向Ｔの後方側となる押圧部１０ｃの側面は、支持板部８ｃの回転方向後方側の側面より回転方向の後方側に突出する。回転方向の後方側となる押圧部１０ｃの側面は、後述する係合部材１７を押圧するための押圧面１０ｄとして機能する。符号１０ｅは、リベット７が挿入される段付き状の貫通穴である。
中心に貫通穴９ａが穿設されたゴムカバー９内には、弾性部材としてのダンパゴム１１が嵌合される。ダンパゴム１１の一方の側面は貫通穴９ａの周縁部（ゴムカバー９の底部）に当接するとともに、ダンパゴム１１の他方の側面には、ゴムカバー９の開口側に突出した突出部１１ａが一体に形成される。ダンパゴム１１の貫通穴９ａには、トルク伝達ピン１２が挿入される。ダンパゴム１１の突出部１１ａは、後述するアーマチュア１３の摩擦面とロータ４の摩擦面との間に設定されるエアギャップの寸法より小さい寸法に形成される。
トルク伝達ピン１２は、円板状の頭部１２ａと、頭部１２ａより外径寸法が小さい円筒状の胴部１２ｂと、胴部１２ｂより外径寸法が小さい円筒状の脚部１２ｃとを一体に有する。トルク伝達ピン１２は、頭部１２ａとダンパカバー９の底部との間にダンパゴム１１を保持した状態で、ストッパプレート８の貫通穴８ｄから突出した脚部１２ｃがアーマチュア１３の段付き穴１３ａ内で押しつぶされ、アーマチュア１３に一体に固定される。
トルク伝達ピン１２の脚部１２ｃを押しつぶすことにより、トルク伝達ピン１２の胴部１２ｂの端面がアーマチュア１３の反摩擦面（ロータ４に対向しない側の面）に当接する。同時に、ダンパゴム１１は、トルク伝達ピン１２の頭部１２ａとゴムカバー９の底部との間で軸線方向に圧縮される。ダンパゴム１１には、アーマチュア１３を後述するロータ４から離間した状態に保持するための初期の弾性復帰力が付与され、このダンパゴム１１の初期の弾性復帰力により、アーマチュア１３の反摩擦面がストッパプレート８に当接する。
アーマチュア１３は、円周方向を６等分する位置に段付き穴１３ａ、１３ｂが穿設される。段付き穴１３ａと係合装置１４の支持ピン１５が固定された段付き穴１３ｂとは、円周方向に交互に設けられる。係合装置１４は、支持ピン１５と、支持ピン１５が挿入される貫通穴が中心に穿設された円筒状のダンパゴム１６と、ダンパゴム１６の外周面に嵌合された円筒状の係合リング１７と、係合リング１７を押圧するハブ６の押圧面１０ｄと、係合リング１７が摩擦係合するロータ４の係合面４ｅから構成される。
係合部材としての係合リング１７は、ロータ４やアーマチュア１３と同種の機械構造用炭素鋼鋼材などから製造される。係合リング１７を支持する支持ピン１５は、円板状の頭部１５ａと、頭部１５ａより外径寸法が小さい胴部１５ｂと、胴部１５ｂより外径寸法が小さい円筒状の脚部１５ｃとを一体に有する。脚部１５ｃをアーマチュア１３の段付き穴１３ｂ内で押しつぶすことにより、支持ピン１５はアーマチュア１３に固定される。支持ピン１５の頭部１５ａは、その縁部分がダンパゴム１６の側面に喰い込まないように、ダンパゴム１６の側面との当接面の外周縁部が円弧状に面取りされる。
係合リング１７のアーマチュア１３側の端部には、中心方向に向いた環状の鍔部１７ａが延設される。鍔部１７ａとアーマチュア１３との間にガイド部材１８（後述）が介在され、これにより係合リング１７はガイド部材１８を介してアーマチュア１３の反摩擦面上を摺動して変位する。支持ピン１５の脚部１５ｃを段付き穴１３ｂ内で押しつぶすことにより、ダンパゴム１６は係合リング１７の鍔部１７ａと支持ピン１５の頭部１５ａとの間で軸線方向に圧縮され、軸線方向に弾性復帰力が付与される。ダンパゴム１６に付与される軸線方向の弾性復帰力は、係合リング１７の振動が防止される程度の小さな弾性復帰力に設定される。
非磁性材料（ステンレス鋼）からなるガイド部材１８は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、支持ピン１５の胴部１５ｂが挿入される貫通穴１８ａが穿設された係合リング１７との摺動部１８ｂと、摺動部１８ｂの両端部に形成されたアーマチュア１３への取付け部１８ｃと、摺動部１８ｂと取付け部１８ｃとの間に一体に形成され軸線方向に突出した一対のガイド部１８ｄとから構成される。ガイド部１８ｄの内側面（摺動部１８ｂ側面）は、係合リング１７を半径方向に移動させるためのガイド面１８ｅとして機能する。
このように構成されたアーマチュア組立体２は、ハブ６のフランジ部に、ストッパプレート８と押圧板１０を重ねてリベット７で一体に固定される。係合リング１７は、ガイド部材１８の摺動部１８ｂを介在した状態で、支持ピン１５の脚部１５ｃをアーマチュア１３の段付き穴１３ｂ内で押しつぶすことにより、アーマチュア１３に支持される。ガイド部材１８の取り付け部１８ａは、平行な一対のガイド面１８ｅがハブ６の中心を通る直線方向に延設されるようにアーマチュア１３にねじで固定される。
ゴムカバー９内にダンパゴム１１を嵌合してトルク伝達ピン１２の脚部１２ｃをアーマチュア１３の段付き穴１３ａ内に押しつぶすことにより、アーマチュア１３がハブ６に軸線方向の移動と回転方向の相対的変位を可能に支持される。アーマチュア１３に支持された係合リング１７は、押圧板１０の押圧面１０ｄに当接した状態で、隣接する２つの押圧部１０ｃの間に設けられる。なお、このように組み立てられたアーマチュア組立体２は、ハブ６を回転軸１ａにスプライン嵌合して、ストッパプレート８の貫通穴８ａから挿入されるボルト１９を回転軸１ａのねじ穴に螺合することにより、回転軸１ａに一体の回転を可能に装着される。
アーマチュア組立体２のアーマチュア１３は、エアギャップ（例えば、０．２〜０．５ｍｍ程度の隙間）をおいてロータ４の摩擦面と対向する。ロータ４は、軸受３の外輪が圧入嵌合され固定された内側円筒部４ａと、外周面に多条のＶ溝が形成された外側円筒部４ｂと、内側円筒部４ａと外側円筒部４ｂとの端部を連結しアーマチュア１３に対向した摩擦面を有する円板部４ｃと、円板部４ｃの外周面から外側円筒部４ｂとは軸線方向反対側に延設され、摩擦面より突出した円筒状の突出部４ｄとから構成され、これらは一体に形成される。係合リング１７の半径方向外側まで延設されたロータ４の突出部４ｄの内周面は、係合リング１７の外周面とわずかな隙間をおいて半径方向で対向する係合面４ｅとして機能する。なお、係合リング１７の外周面やロータ４の係合面４ｅに摩擦板を固着してもよい。
ロータ４には、内側円筒部４ａ、外側円筒部４ｂおよび円板部４ｃによって、圧縮機１側に開口した環状溝が形成され、環状溝内には円筒状のヨーク５が挿入される。ヨーク５は、ロータ４の円板部４ｃ側に開口し、内部に励磁コイル２０を収容する環状溝を有する。ヨーク５は、背面に溶着された取付け板２１を圧縮機１のハウジングにねじで固定することにより、圧縮機１に支持される。
次に、このように構成された電磁連結装置の連結動作を説明する。
励磁コイル２０が通電されると、アーマチュア１３はダンパゴム１１の軸線方向の弾性復帰力に抗してロータ４の摩擦面に磁気吸着される。ロータ４は、図示を省略した車両エンジン側のプーリとベルトで連結されているため、車両エンジンの動力が圧縮機１に伝達される。
圧縮機１の定常運転時においては、ダンパゴム１１の回転方向Ｔの前方側はトルク伝達ピン１２の胴部１２ｂとゴムカバー９の内周面との間で回転方向に圧縮される。この状態から圧縮機１の負荷がさらに増大すると、回転方向の後方側への弾性復帰力に抗してダンパゴム１１はさらに圧縮される。すなわち、圧縮機１の負荷によりダンパゴム１１が圧縮されると、これに伴いアーマチュア１３およびハブ６は回転方向に対し相対的に変位する。
この相対的変位により、アーマチュア１３に支持された係合リング１７は、押圧板１０の押圧面１０ｄにより押され、ダンパゴム１６の弾性復帰力に抗して、ガイド部材１８のガイド面１８ｅに案内されて半径方向外側に移動する。このとき、係合リング１７の顎部１７ａは、ガイド部材１８の摺動部１８ｂを摺動しながら、ガイド面１８ｅに案内される。係合リング１７の移動により、係合リング１７はローラ４の突出部４ｄに当接し、係合リング１７の外周面は突出部４ｄの内周面（係合面４ｅ）に摩擦係合する。
この結果、励磁コイル２０の磁気吸引力によるアーマチュア１３の摩擦面とロータ４の摩擦面との摩擦係合力、およびアーマチュア１３に支持された係合リング１７とロータ４の係合面４ｅとの摩擦係合力により、ロータ４からハブ６に動力は伝達される。
この後、圧縮機１の負荷が減少すると、ダンパゴム１１の回転方向の弾性復帰力により、アーマチュア１３とハブ６の回転方向の相対変位量も減少する。これにより、ダンパゴム１６の弾性復帰力により、係合リング１７が係合面４ｅから離間する。
次に、本発明の第２の実施例による電磁連結装置を説明する。なお、本実施例においては、第１の実施例と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図７に示す電磁連結装置においては、ロータ２２の突出部２２ａの内周面を係合リング１７が摩擦係合する係合面２２ｂとして用いる。係合面２２ｂを円周方向に３等分した位置には中心方向にわずかに隆起した係止部２２ｃが一体に形成される。係止部２２ｃの回転方向の前方側は、円弧状のストッパ面２２ｄとして機能する。このように構成された電磁連結装置は、第１の実施例と同じように動力の伝達と動力伝達の遮断を行うことができる。
動力伝達中において、圧縮機１の負荷が増大すると、アーマチュア１３とハブ６が回転方向に相対的に変位して係合リング１７がロータ２２の係合面２２ｂに摩擦係合する。係合リング１７と係合面２２ｂとが摩擦係合している状態で、アーマチュア１３がスリップ回転すると、係合リング１７はロータ２２のストッパ面２２ｄに衝突する。圧縮機１の負荷が減少するまで、ハブ６の押圧面１０ｄとロータ２２のストッパ面２２ｄの間に係合リング１７を挾持した状態で、ハブ６とロータ２２とは噛合連結される。これにより、アーマチュア１３のスリップ回転は防止される。
なお、上記第１および第２の実施例において、ハブ６とストッパプレート８、ゴムカバー９、押圧板１０を別部材で構成したが、強化プラスチックやアルミ合金などにより一体的に形成することができる。また、アーマチュア１３をハブ６に連結する弾性部材として、回転方向に分割配置された複数のダンパゴム１１を設けたが、板ばねなどの弾性部材によりアーマチュア１３をハブ６に支持した構造にすることもできる。
次に、本発明の第３の実施例による電磁連結装置を説明する。
本実施例の電磁連結装置は、図８に示すように、圧縮機１０１の回転軸１０１ａに装着されたアーマチュア組立体１０２と、圧縮機１０１のハウジングに形成された円筒部１０１ｂに軸受１０３を介して回転自在に支持され、アーマチュア組立体１０２のハブ１０６と同心状に配設されたロータ１０４と、圧縮機１０１のハウジングに固定されたヨーク１０５とから構成される。なお、以下の説明において、アーマチュア組み立て体１０２側から見た各構成部品の側面（図９の左側から見た側面）を外側面とし、圧縮機１０１側から見た各構成部品の側面（図９の右側から見た側面）を内側面として説明する。
アーマチュア組立体１０２は、ハブ１０６と動力伝達板１０７、ダンパゴム１０８、係合部材としての係合リング１１１およびアーマチュア１１３から構成される。ハブ１０６のボス部１０６ａは圧縮機１０１の回転軸１０１ａにスプライン嵌合され、回転軸１０１ａの先端に螺合されたナット１０１ｃで固定される。ハブ１０６には、回転方向に間隔をおいて（ボス部１０６ａの外周面を３等分する図示せぬ等分配線上において）半径方向外側に延設されたフランジ部１０６ｂが形成される。各フランジ部１０６ｂは、半径方向内側が略矩形状の押圧部１０６ｃとして設けられ、半径方向外側が略扇形状の支持部１０６ｄとして設けられる。
ハブ１０６は、押圧部１０６ｃの円周方向の両端部、および隣接する押圧部１０６ｃ間の凹円弧状部分の外周面に、軸線方向（回転軸１０１ａの突出方向）に折り曲げられた折り曲げ部１０６ｅが形成される。折り曲げ部１０６ｅのうち、押圧部１０６ｃの回転方向後方側の端部から軸線方向に突出した部位における回転方向後方側の面を押圧面１０６ｆとする。なお、ハブ１０６のフランジ部１０６ｂは、半径方向略中央部分がくびれた形状に形成されているが、これは、動力伝達板１０７の凹陥部１０７ａに対する逃げ溝を形成するための設計である。したがって、フランジ部１０６ｂのくびれをなくした構造に設計を変更することができる。
ハブ１０６の支持部１０６ｄには、ハブ１０６の外側面側に設けられた環状の動力伝達板１０７が、第１の弾性部材としての動力伝達用のダンパゴム１０８により一体回転可能に連結される。動力伝達板１０７は、図１０に示すように、３等分配位置に形成された凹陥部１０７ａと、隣接する凹陥部１０７ａを連結した円弧状の連結部１０７ｂを有する。各凹陥部１０７ａがハブ１０６の折り曲げ部１０６ｅの半径方向外側になるように、ハブ１０６の支持部１０６ｄに連結される。凹陥部１０７ａの底部には、その外側面側から内側面側へプレス押出された押出部が設けられ、この押出部の内側面にアーマチュア１１３の反摩擦面が当接する。
動力伝達板１０７の各凹陥部１０７ａは、回転方向で向かい合った壁面がハブ１０６の中心を通る直線（円周方向を３等分する等分配線）方向に延設された平行な一対のガイド面１０７ｃに形成される。ダンパゴム１０８は、平面視略扇形に形成され、内側面がハブ１０６の支持部１０６ｄに固着され、外側面が動力伝達板１０７の連結部１０７ｂに固着される。係合リング１１１は、有頭状の支持ピン１１０の周りに嵌合され、支持ピン１１０の外周面と係合リング１１１の内周面との間には、第２の弾性部材としての係合リング戻し用のダンパゴム１１２が圧入嵌合される。
支持ピン１１０は、ダンパゴム１１２の貫通穴に挿入された胴部１１０ａと、脚部１１０ｂと、頭部１１０ｃとから構成される。脚部１１０ｂは、胴部１１０ａより小さい外径寸法に形成され、動力伝達板１０７の凹陥部１０７ａの底部に穿設された貫通穴に挿入され、先端がアーマチュア１１３に穿設された段付き穴内で押しつぶされる。頭部１１０ｃは、胴部１１０ａより大きな外径寸法に形成され、ダンパゴム１１２の外側面に当接する。係合リング１１１は、ダンパゴム１１２の外周面に嵌合された円筒部と、凹陥部１０７ａの底部の外側面とダンパゴム１１２の内側面との間に介在された環状の内向きフランジ部１１１ａとから構成され、これらは一体に形成される。
アーマチュア組立体１０２には、このような支持ピン１１０や係合リング１１１およびダンパゴム１１２が設けられる。支持ピン１１０の胴部１１０ａの端面を動力伝達板１０７の凹陥部１０７ａの底部に当接させた状態で支持ピン１１０の脚部１１０ｂをアーマチュア１１３の段付き穴内で押しつぶす。これにより、アーマチュア１１３の反摩擦面は、ダンパゴム１０８に一体に形成されたストッパ部１０９に当接する。符号１０６ｇは、ハブ１０６のフランジ部１０６ｂの外周面に形成された切欠き溝である。
アーマチュア１１３の摩擦面は、ロータ１０４の摩擦面とエアギャップを介してロータ１０４の摩擦面と軸線方向で対向する。ロータ１０４は、圧縮機１０１のハウジング側に開口した環状溝１０４ａと、環状溝１０４ａの半径方向外側となる環状の周壁の外周面に形成されたベルト溝１０４ｂと、摩擦面より軸線方向外側に突出した円筒部１０４ｃとを備える。円筒部１０４ｃの内周面は、係合リング１１１が摩擦係合する係合面１０４ｄとして機能する。ロータ１０４の環状溝１０４ａには、励磁コイル１１４が内設されたヨーク１０５が挿入される。
次に、このように構成された電磁連結装置の動作を説明する。
ダンパゴム１０８は、圧縮機１０１の定常運転時において圧縮機の負荷により回転方向に弾性変形している。この状態から圧縮機１０１の負荷がさらに増大すると、ダンパゴム１０８はさらに弾性変形してハブ１０６とアーマチュア１１３が回転方向に相対的変位をする。このとき、係合リング１１１は動力伝達板１０７の凹陥部１０７ａを介してアーマチュア１１３の反摩擦面を摺動して変位する。ハブ１０６とアーマチュア１１３との回転方向の相対的変位が大きくなると、図１１に示すように、係合リング１１１がハブ１０６の押圧面１０６ｆによってロータ１０４の係合面１０４ｄに押圧される。この結果、アーマチュア１１３とロータ１０４の摩擦係合力と、係合リング１１１とロータ１０４の係合面１０４ｄとの摩擦係合力により、車両エンジンの動力を圧縮機１０１に伝達することができる。
この後、圧縮機１０１の負荷が減少すると、ダンパゴム１０８の弾性復帰力によりハブ１０６とアーマチュア１１３との回転方向の相対的変位が小さくなるとともに、係合リング１１１は、ダンパゴム１１２の弾性復帰力によりロータ１０４の係合面４ｄから離間する。係合リング１１１は、動力伝達板１０７の凹陥部１０７ａに設けられた一対のガイド面１０７ｃに案内されて半径方向に移動する。
次に、本発明の第４の実施例による電磁連結装置を説明する。なお、本実施例において、第３の実施例と同じ構成要素には、同一符号を用い、その説明は省略する。
図１２に示す電磁連結装置においては、ロータ１１５の円筒部１１５ａの内周面が、係合部材としての係合リング１１１が摩擦係合する係合面１１５ｂとして機能する。係合面１１５ｂを円周方向に３等分した位置には、中心方向にわずかに隆起した係止部１１５ｃが一体に形成される。係止部１１５ｃの回転方向の前方側は、円弧状のストッパ面１１５ｄとして機能する。このような構成の電磁連結装置は、第３の実施例による電磁連結装置と同じように動力の伝達と動力伝達の遮断を行うことができる。
また、動力伝達中において、圧縮機１０１の負荷が増大すると、アーマチュア１１３とハブ１０６が回転方向に相対的に変位して係合リング１１１がロータ１１５の係合面１１５ｂと摩擦係合する。係合リング１１１と係合面１１５ｂとが摩擦係合している状態で、アーマチュア１１３がスリップ回転すると、係合リング１１１はロータ１１５のストッパ面１１５ｄに衝突する。この後、圧縮機１０１の負荷が減少するまで、ハブ１０６の押圧面１０６ｆとロータ１１５のストッパ面１１５ｄの間に係合リング１１１を挾持した状態で、ハブ１０６とロータ１１５が噛合連結される。これにより、アーマチュア１１３のスリップ回転は防止される。
なお、上記第３および第４の実施例において、支持ピン１１０の頭部１１０ｃと係合リング１１１の内向きフランジ部１１１ａを省略して、ダンパゴム１１２の内周面を支持ピン１１０の胴部１１０ａの外周面に固着するとともに、ダンパゴム１１２の外周面を係合リング１１１の内周面に固着した構造でもよい。
また、上記第１〜第４の実施例において、第１および第２の弾性部材として、ダンパゴムを用いた場合を説明したが、板ばねを用いるようにしてもよい。
上述した第１〜第４の実施例においては、第１の弾性部材が動力伝達経路（ロータ→アーマチュア→ハブ→回転軸）に挿入され、動力伝達およびアーマチュア解放を行う。また、第２の弾性部材が回転軸の過負荷における動力伝達経路（ロータ→係合装置→回転軸）に挿入され、動力伝達および係合装置の係合リングの解放を行う。この場合、第１および第２の弾性部材を介して動力伝達を並行して行っているが、第２の弾性部材のみで動力伝達を行うようにしてもよい。下記に、第１の弾性部材をアーマチュア解放のみに用いるようにした電磁連結装置を第５の実施例として説明する。
図１３、図１４は、本発明の第５の実施例による電磁連結装置である。本実施例の電磁連結装置は、圧縮機２０１の回転軸２０１ａに装着されたハブ２０６と、圧縮機２０１のフロントハウジングの円筒部に軸受を介して回転自在に支持されたロータ２０４とを備える。ハブ２０６のフランジ部２０６ｂの外周端面に形成された押圧面２０６ｆと、ロータ２０４の円筒状の突出した突出部２０４ｄの内周係合面との間には、アーマチュア２１３に支持された係合装置２１４が設けられる。
ハブ２０６のフランジ部２０６ｂは、図１３に示すように、円盤の円弧部分を３箇所直線上に切り欠くことにより、切り欠き部分の端面に押圧面２０６ｆを形成する。ハブ２０６のボス部２０６ａの外周面を、アルミ材製のガイド部材２１８の円板部２１８ａの中心孔に挿入することにより、ハブ２０６とガイド部材２１８およびアーマチュア２１３が同軸上に配置される。ガイド部材２１８は、円板部２１８ａと、円板部２１８ａから半径方向外側に三方突出したガイド部２１８ｂから構成される。ガイド部２１８ｂは、両側部が軸線方向に直角に折り曲げられ、係合装置２１４を半径方向にガイドする。
係合装置２１４は、内側の円筒部材２２１と、外側の係合リング２１７と、円筒部材２２１の外周面と係合リング２１７の内周面との間に介装された動力伝達用の弾性部材（第２の弾性部材）としてのダンパゴム２１６とを備える。係合装置２１４は、円筒部材２２１をガイド部材２１８のガイド部２１８ｂとアーマチュア２１３の反摩擦面との間に挟み込んだ状態で、支持ピン２１５によってアーマチュア２１３に固定される。なお、ダンパゴム２１６の内周面および外周面を、円筒部材２２１の外周面および係合リング２１７の内周面にそれぞれ固着しなくてもよい。
ハブ２０６のフランジ部２０６ｂとガイド部材２１８の円板部２１８ａとの間には、アーマチュア２１３の摩擦面をロータ２０４の摩擦面から離間させるためのアーマチュア解放用の弾性部材（第１の弾性部材）としてダンパゴム２２２が設けられる。ダンパゴム２２２は、励磁コイルへの通電を断ったとき、アーマチュア２１３をロータ２０４から離間させる。２０９は、図９のストッパ部１０９と同一機能を有するストッパゴムである。
次に、このように構成された電磁連結装置の動作を説明する。アーマチュア２１３がロータ２０４に磁気吸着されることにより、ロータ２０４−アーマチュア２１３−ダンパゴム２１６−係合リング２１７−ハブ２０６かならる磁気伝達経路が形成される。この動力伝達中において、圧縮機２０１の負荷がさらに上昇すると、ハブ２０６とアーマチュア２１３とがダンパゴム２１６の復帰力に抗して相対的変位をする。これにより、上記と同様に、係合リング２１７はガイド部２１８ｂに案内されて径方向に移動して、ロータ２０４の突出部２０４ｄの係合面２０４ｅと摩擦係合する。
以上述べたように、本発明によれば、ハブに支持された係合リングを半径方向外側のロータの係合面に押圧するようにしたので、軸受の耐久性の向上と長寿命化が図られる。
また、係合リングがハブの押圧面とロータのストッパ面との間に挾持された状態でハブとロータが一体に回転するので、従動側機器の過負荷によるアーマチュアのスリップ回転は防止され、アーマチュアやロータの摩擦面の摩耗、発熱を確実に防止することができる。
また、係合リングを第２の弾性部材の弾性復帰力によりロータの係合面から迅速に離間させることができる。また、係合リングが動力伝達板の一対のガイド面に案内されて半径方向に移動してロータの係合面と効率よく摩擦係合する。
また、第２の弾性部材を支持ピンの外周面と係合リングの内周面との間に圧入嵌合するだけで、外部振動や遠心力による係合リングの脱落や飛散を防止することができる。また、第２の弾性部材を介して支持ピンに支持された係合リングがハブの押圧面で押圧されて傾くようなことがなく、係合リングの外周面やロータの係合面の偏摩耗を防止することができる。
また、係合リングをアーマチュアに支持するようにしたので、外部振動や遠心力による係合リングの脱落、飛散が防止される。また、係合リングがハブの中心を通る直線上を移動することにより、ハブと同心のロータの係合面と効率よく摩擦係合する。また、係合リングを、ダンパゴムの弾性復帰力によりロータの係合面から離間することができる。また、ガイド部材を非磁性材料で製造したので、アーマチュアをロータに磁気吸着するための磁気吸引力の低下を防止することができる。
なお、第５の実施例においては、磁気漏洩を防止するためにガイド部材２１８をアルミ材製としてハブ２０６と別部材で構成しているが、ガイド部材２１８をハブ２０６に一体に取り付けることもできる。この場合、ガイド部２１８ｂのみあるいはガイド部２１８全体（円板部２１８ａおよびガイド部２１８ｂ）が弾性変形するようにガイド部材２１８を非磁性材のバネ鋼板やプラスティック材で構成すればよい。この場合、ダンパゴム２２２を組み込まずに、ガイド部材２１８を動力伝達用兼アーマチュア復帰用の第１の弾性部材として構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１の実施例による電磁連結装置の平面図である。
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
図３はゴムカバーが固着されたストッパプレートの平面図である。
図４Ａは図１および図２に示す押圧板の平面図、図４Ｂは図４Ａに示す押圧板の断面図である。
図５Ａは図１および図２に示すガイド部材の平面図であり、図５Ｂは図５Ａに示すガイド部材の側面図である。
図６は係合部材がロータの係合面に押圧された状態を示す平面図である。
図７は本発明の第２の実施例による電磁連結装置の平面図である。
図８は本発明の第３の実施例による電磁連結装置の平面図である。
図９は図８のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
図１０は図９のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。
図１１は図８に示す電磁連結装置において、係合部材がロータの係合面に押圧された状態を示す図である。
図１２は本発明の第４の実施例による電磁連結装置の平面図である。
図１３は本発明の第５の実施例による電磁連結装置の平面図である。
図１４は図１３に示す電磁連結装置の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2002070914.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2002070914.tif 000019
2002070914.tif 000020
2002070914.tif 000021
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