電磁クラッチ
【課題】省電力の要請にも応えながら、相対的に大きな伝達トルクを得ることが可能な構成の電磁クラッチを提供する。
【解決手段】ロータ部７のトルクをアーマチュア６が駆動軸１０の径方向に沿ってハブ３側に押される押圧力に変換するアーマチュア吸着補助手段としてトルク伝達機構３５を有し、このトルク伝達機構３５は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュア６とハブ３とが非吸着時にはその長手方向に沿った仮想線が駆動軸１０の径方向よりもアウター部材４及びアーマチュア６の周方向に沿って傾いた位置にあり、従動機器の駆動がＯＮとなりハブ３が回転を開始するとロータ部７の回転力を受けてトルク伝達機構３５が起き上がり、トルク伝達機構３５のアーマチュア６側で当該アーチュア６を押圧する構造とする。
【解決手段】ロータ部７のトルクをアーマチュア６が駆動軸１０の径方向に沿ってハブ３側に押される押圧力に変換するアーマチュア吸着補助手段としてトルク伝達機構３５を有し、このトルク伝達機構３５は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュア６とハブ３とが非吸着時にはその長手方向に沿った仮想線が駆動軸１０の径方向よりもアウター部材４及びアーマチュア６の周方向に沿って傾いた位置にあり、従動機器の駆動がＯＮとなりハブ３が回転を開始するとロータ部７の回転力を受けてトルク伝達機構３５が起き上がり、トルク伝達機構３５のアーマチュア６側で当該アーチュア６を押圧する構造とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力源からコンプレッサ等の従動機器に伝達する動力を断続させるために用いられる電磁クラッチの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電磁クラッチとしては、例えば特許文献１に示されるように、回転自在に取り付けられたプーリの内周面に設けられた摩擦板と、この摩擦板と対峙する接離面と磁気通路面とを有するアーマチュアと、このアーマチュアを支える弾性体と、この弾性体を支え且つ回転軸に固定されるハブと、前記アーマチュアを磁化し、該アーマチュアを径方向へ移動させることで前記摩擦板と接触させる電磁石とから構成されるものが既に公知となっている。
【０００３】
さらに、電磁クラッチについて、相対的に大きな伝達トルクを得るための構成としては、例えば特許文献２に示されるように、電磁クラッチのディスクの半径方向の中程に、磁気の流れを遮断する磁気遮断部をディスクの周方向に沿って形成すると共に、電磁クラッチのロータの摩擦面に対し、前記磁気遮断部とは当該ロータの半径方向において異なった位置に磁気の流れを遮断する磁気遮断部をディスクの周方向に沿って形成することで、複数の磁極が形成されると共に、各磁極の相互に対向する側の面積を見るに外周側磁極の対向面積が内周側磁極の対向面積よりも狭くなるようにして、外周側磁極では磁束密度を増加させ、接触面圧を向上させるものが本願の特許出願人により既に公知となっている。
【特許文献１】特開平１１−２５７３７６号公報
【特許文献２】特開２００４−５２９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１に記載の電磁クラッチにおいて、相対的に大きな伝達トルクを得るための手法として、電磁コイルの巻き数を多くしたり、電磁コイルに流す電流量を増やすことが考えられるところ、電磁コイルが相対的に大型化し、コンプレッサの製造コストが相対的に上昇したり、コンプレッサの消費電力が増加し、このコンプレッサを車両用空調装置の構成部品として用いた場合には当該車両の燃費が悪化したりするとの不具合を生ずる。
【０００５】
これに対し、特許文献２に示されるような構成の電磁クラッチでは、前述したように相対的に大きな伝達トルクを得るための構成を有する一方で、前記特許文献１に記載の電磁クラッチと同様に、電磁コイルの起磁力のみによりアーマチュアが吸着される構成であることには変わりないので、近年における省電力化の要請に寄与することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、省電力の要請にも応えながら、相対的に大きな伝達トルクを得ることが可能な構成の電磁クラッチ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】
【０００７】
この発明に係る電磁クラッチは、従動機器の駆動軸に連結されると共にこの駆動軸の軸方向に沿って延びる延出部位を有するハブと、駆動源から動力が伝導されることで回転自在のプーリ、前記プーリに対し前記ハブの延出部位側に設けられたアウター部材、このアウター部材に対し前記ハブの延出部位側に固定される弾性を有するダンパー、及び、このダンパーに対し前記ハブの延出部位側に固定されたアーマチュアからなるロータ部と、前記従動機器のハウジングに固定された励磁コイルとを備え、前記励磁コイルへの通電にて発生する電磁力により前記ハブに前記アーマチュアを吸着させる電磁クラッチにおいて、前記ロータ部のトルクを前記アーマチュアが前記駆動軸の径方向に沿って前記ハブ側に押される押圧力に変換するアーマチュア吸着補助手段を有することを特徴としている（請求項１）。ここで、駆動源とは、例えば車両のエンジンやモータである。また、従動機器とは、例えば圧縮機若しくはコンプレッサと称される空調用機器である。
【０００８】
これにより、励磁コイルへの通電にて発生する電磁力の他に電磁力アーマチュア吸着補助手段によって生ずる駆動軸の径方向に沿った押圧力によってもアーマチュアをハブと吸着させることができるので、励磁コイルへの電力供給量を相対的に減少させることが可能となる。
【０００９】
ここで、前記アーマチュア吸着補助手段は、前記アウター部材と前記アーマチュアとの間に配置されたトルク伝達機構により少なくとも構成されており、このトルク伝達機構の長手方向に沿って延びる仮想線を採った場合に、前記ロータ部のトルクにより、この仮想線が前記駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し前記アウター部材及びアーマチュアの周方向に傾いた位置から、当該アウター部材及びアーマチュアの周方向に沿った方向においては変位することなく、前記駆動軸の軸方向に沿った線に向けて変位するように前記トルク伝達機構を可変させることにより、前記アーマチュアを前記ハブ側に押圧させることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
すなわち、トルク伝達機構は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときにはその長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材及びアーマチュアの周方向寄りに傾いた位置になっているところ、従動機器の駆動がＯＮとなりハブが回転を開始すると、このトルク伝達機構もロータ部のトルクを受け、トルク伝達機構の長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に向かって、トルク伝達機構が起き上がり、トルク伝達機構のアーマチュア側が当該アーチュアを押圧することとなる。
【００１１】
そして、前記アーマチュアに前記駆動軸の径方向に向けて変形した部位を形成することにより、前記アーマチュアと前記ハブとが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部を有するものとしてもよい（請求項３）。これにより、アーマチュアのバネ定数が相対的に小さくなる。
【００１２】
また、前記アーマチュアを複数に分割することにより、前記アーマチュアと前記ハブとが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部を有するものとしてもよい（請求項４）。
【００１３】
更に、前記トルク伝達機構は、前記ダンパーに形成された収納室内に収納されており、この収納室は、かかる収納室の長手方向の一方端側の壁部が前記アウター部材の周方向に沿った内側輪郭線よりも突出していると共に、前記収納室の長手方向の他方側端の壁部が前記アーマチュアの周方向に沿った外側輪郭線よりも突出したものとしてもよい（請求項５）。
【００１４】
その一方で、前記アーマチュア吸着補助手段は、前記駆動軸の径方向に延びる延出部により構成されており、この延出部は、その延出方向の一方端側が前記アウター部材と連結されていると共に、その延出方向の他方端側が前記アーマチュアと連結されており、この延出部の延出方向に沿って延びる仮想線を採った場合に、この仮想線が前記ロータ部のトルクにより前記駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材及びアーマチュアの周方向に傾いた位置から前記駆動軸の軸方向に沿って延びる仮想線に向けて変位するように前記延出部を可変させることにより、前記アーマチュアを前記ハブ側に押圧するものとなっている（請求項６）。
【００１５】
すなわち、延出部は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときにはその延出方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材及びアーマチュアの周方向にずれたものとなっているところ、従動機器の駆動がＯＮとなりハブが回転を開始すると、この延出部もロータ部のトルクを受け、延出部の長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に向かって、延出部が立ち上がり、延長部のアーマチュア側が当該アーチュアを押圧することとなる。
【００１６】
そして、前記プーリのうち前記駆動軸の径方向に沿って延びる面に貫通状の溝を当該プーリのうち駆動軸の径方向に沿って延びる面の周方向に沿って均等な間隔で且つ同じ長手方向に沿った寸法にて形成し、この溝に前記アーマチュアの一端が差し込まれていると共に、前記溝の軸方向に沿った位置に空間の有無を測定するギャップセンサが配置されることが可能となる（請求項７）。これにより、従動機器たる圧縮機、ひいては自動車のエンジンやモータに対する負荷の大きさを、ギャップセンサによってアーマチュアの溝の長手方向に沿った方向における寄りの程度を検出することで容易に測定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、請求項１から７に記載の発明によれば、励磁コイルへの通電にて発生する電磁力の他に電磁力アーマチュア吸着補助手段によって生ずる駆動軸の径方向に沿った押圧力によってもアーマチュアをハブと吸着させることができるので、励磁コイルへの電力供給量を相対的に減少させることが可能となることから、従動機器の消費電力量を抑制することができ、省エネの要請に応えることが可能となる。
【００１８】
特に請求項２に記載の発明によれば、アーマチュア吸着補助手段のトルク伝達機構は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときにはその長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し円周方向寄りに傾いた位置になっているが、従動機器の駆動がＯＮとなりハブが回転を開始すると、ロータ部のトルクを受けて当該トルク伝達機構の長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に向かって起き上がるので、アーチュアを押圧することができる。
【００１９】
特に請求項３に記載の発明によれば、アーマチュアのバネ定数を相対的に小さくすることができる。
【００２０】
特に請求項４に記載の発明によれば、アーマチュア吸着補助手段の延出部は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときにはその延出方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し円周方向にずれたものとなっているが、従動機器の駆動がＯＮとなりハブが回転を開始すると、ロータ部の回転力を受けて当該延出部の長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に向かって立ち上がるので、アーチュアを押圧することができる。
【００２１】
特に請求項７に記載の発明によれば、従動機器たる圧縮機、ひいては自動車のエンジンやモータに対する負荷の大きさを、ギャップセンサによってアーマチュアの溝の長手方向に沿った方向での寄りの程度を検出することで容易に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【実施例１】
【００２３】
図１から図３において、この発明に係る電磁クラッチ１の第１の実施例が示されている。この電磁クラッチ１は、自動車のエンジンやモータ等の駆動源からコンプレッサ等の従動機器に対し回転動力（トルク）を断続的に供給することができるようにするためのものである。
【００２４】
そして、この電磁クラッチ１は、ハブ２と、プーリ３、アウター部材４、ダンパー５及びアーマチュア６から成るロータ部７と、励磁コイル８とを有して構成されている。
【００２５】
このうち、ハブ２は、圧縮機等の従動機器の駆動軸１０の長手方向に沿った端部とボルト１１を介して連結される中央部材１２と、駆動軸１０の軸方向のうち従動機器の機内側にて中央部材１２とビス等の固定具１３を介して連結された外周部材１４とを有して構成されており、中央部材１２と外周部材１４との組み合わせは駆動軸１０の軸方向側から見て真円形状をなしていると共に外周部材１４の外縁側は従動機器の機内側に向けて駆動軸１０の軸方向に沿って延びる延出部位１５を有している。これにより、ハブ２は駆動軸１０と常に一体的に回転すると共に延出部位１５のうち後述するアーマチュア６と対峙する側に摩擦面１６を有し、この摩擦面１６には、励磁コイル８によって発生する磁気の通過を遮断する磁気遮断部１７が延出部位１５の円周方向に沿って断続的に形成されている。
【００２６】
励磁コイル８は、ステータハウジング１８内に設けられたボビン１９に巻回され、取付板２０によって従動機器のハウジング２１に固定されている。
【００２７】
ロータ部７のプーリ３は、駆動軸１０の軸方向に沿って延びて、駆動源たるエンジン又はモータと連結するための連結ベルト（図示せず）が装着される溝部２２を有する延出部位２３と、この延出部位２３よりも駆動軸１０側にてかかる駆動軸１０の軸方向に沿って延び、従動機器のハウジング２１とベアリング２４を介して装着されている延出部位２５と、駆動軸１０の径方向に沿って延びて延出部位２３と延出部位２５とを連結する連結部位２６とを有して構成されている。この連結部位２６は、円周方向に沿って均等な間隔で且つ同じ長手方向に沿った寸法が同じになるように複数の貫通した溝２７が形成されており、この溝２７には後述するアーマチュア６の端部６ａが挿嵌されている。
【００２８】
ロータ部７のアウター部材４は、駆動軸１０の軸方向からみて環状形状のものでプーリ３の延出部位２３の内側に固定されてプーリ３と一体的に回転する。また、ロータ部７のアーマチュア６は、この実施例では駆動軸１０の軸方向からみて環状形状をなし、駆動軸１０の径方向に沿って窪んだ複数の窪み３０が形成されることで、ハブ２側にこのハブ２の摩擦面１６と対峙する摩擦面３１が円周方向に沿って断続的に形成されたものとなっている。この摩擦面３１には、励磁コイル８によって発生する磁気の通過を遮断する磁気遮断部３２がアーマチュア６の円周方向に沿って断続的に形成されている一方で、この摩擦面３１と摩擦面１６とは従動機器の駆動がＯＦＦ状態では当接せず隙間を有している。そして、アウター部材４とアーマチュア６とは円周方向に沿っての変形・復元が可能な弾性素材で形成されたダンパー５を介して連結されて、アウター部材４とアーマチュア６とについても一体的に回転する。
【００２９】
さらに、この実施例では、特に図２に示されるように、ダンパー５内に駆動軸１０の軸方向に沿って延びる開口を有しない袋状の収納室３４が複数設けられている。この収納室３４は、図１（ｂ）に示されるように、駆動軸１０の軸心からアーマチュア６の摩擦面３１の円周方向の略中央を通過する直線上に配置されていると共に、その長手方向の一方側端の壁部はアウター部材４の円周方向に沿った内側輪郭線よりも駆動軸１０の径方向外側に突出していると共に、その長手方向の他方側端の壁部はアーマチュア６の周方向に沿った外側輪郭線よりも駆動軸１０の径方向内側に突出している。そして、この収納室３４は、図１（ｂ）及び図２に示されるように、収納室３４の長手方向に沿って延びる仮想線と駆動軸１０の径方向に延びる仮想線とを採った場合に、収納室３４の長手方向に沿った仮想線が駆動軸１０の径方向に延びる仮想線に対してアウター部材４及びアーマチュア６の周方向側にずれるように形成されている。
【００３０】
この収納室３４には、その内部空間の全てを埋めるようにトルク伝達機構３５が収納されており、このトルク伝達機構３５は例えば金属製等の素材から成る直線状のつっぱり板等が主要部材として用いられる。
【００３１】
このようなダンパー５の収納室３４にトルク伝達機構３５が収納された構成とすることにより、トルク伝達機構３５は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときには図２の２点鎖線に示されるようにその長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材４及びアーマチュア６の周方向寄りに傾いた位置になっているところ、従動機器の駆動がＯＮとなりハブ２が回転を開始すると、このトルク伝達機構３５もロータ部７のトルクを受ける。
【００３２】
しかるに、図２に示されるように、ロータ部７が白抜き矢印の方向に回転すると、トルク伝達機構３５の長手方向に沿った方向のうち反ハブ側では、ロータ部７の回転方向に沿った方向Ｆ１に力が生ずると共にトルク伝達機構３５が圧縮される方向Ｆ２に力が生ずることにより、Ｆ２方向の力の分力として駆動軸１０の径方向のうちハブ側の方向Ｆ３にも力が生じ、且つ、トルク伝達機構３５の長手方向に沿った方向のうちハブ側では、ロータ部７の回転方向に対し反対方向Ｆ４に力が生ずると共にトルク伝達機構３５が圧縮される方向Ｆ５に力が生ずることにより、Ｆ５方向の力の分力として駆動軸１０の径方向のうち反ハブ側の方向Ｆ６にも力が生じ、更にこの反ハブ側の方向Ｆ６の力の反力として駆動軸１０の径方向のうちハブ側の方向Ｆ７にも力が生ずる。これにより、Ｆ３方向の力とＦ７方向の力とを利用して、トルク伝達機構３５によりアーマチュア６を押圧するので、アーマチュア６のハブ２への吸着の補助をすることができる。
【００３３】
ところで、アーマチュア６は、図１（ａ）に示されるように、その端部６ａがプーリ３の連結部位２６の溝２７に挿嵌されているところ、この溝２７を図３（ａ）及び図４（ａ）に示されるように、連結部位２６の円周方向に沿って均等な間隔で且つ同じ長手方向に沿った寸法にて例えば３つ形成し、アーマチュアの端部６ａを従動機器の駆動がＯＦＦ時において各溝２７の連結部位２６の周方向のうち中心部位に位置させる。そして、この溝２６の開口の軸方向に沿った位置に空間（ギャップ）の有無を測定するギャップセンサ３９を配置し、このギャップセンサ３９からの信号が図示しない空調ユニットのコントロールユニットに送られる構成となっている。
【００３４】
これにより、従動機器の駆動がＯＦＦ状態では、ギャップセンサ３９は、連結部位２６の溝２７がない範囲（Ｐ）、連結部位２６の溝２７でアーマチュア６の端部６ａで塞がれた範囲（Ａ）、これらのＰ範囲とＡ範囲との間における連結部位２６の溝２７でアーマチュア６の端部６ａで塞がれていない空間（無印）を測定した場合に、図３（ｃ）の最上段に示されるように、上記Ｐの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ１とＡの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２とが等しいとして測定される。よって、かかるＰの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ１とＡの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２を、図３（ｃ）の中段に示されるように、クロック数でカウントした場合には、いずれも同じクロック数（この実施例では３つクロック数）となり、更に、この図３（ｃ）の中段に示されるクロック数をＤＡコンバータ変換すると、図３（ｃ）の最下段に示されるように、いずれも同じ高さ（この実施例では３段）のピークとして示される。
【００３５】
これに対し、従動機器の駆動がＯＮ状態では、回転アウター部材４とアーマチュア６との間でねじれが生じ、これを受けてダンパー５が溝２７の円周方向に沿って変形するので、ダンパー５と連結されたアーマチュアの端部６ａも、図４（ａ）に示されるように、溝２７内をロータ部７の回転方向側とは反対側に寄ることとなる。このため、従動機器の駆動がＯＮ状態では、ギャップセンサ３９は、連結部位２６の溝２７がない範囲（Ｐ）、連結部位２６の溝２７でアーマチュア６の端部６ａで塞がれた範囲（Ａ）、これらのＰ範囲とＡ範囲との間における連結部位２６の溝２７でアーマチュア６の端部６ａで塞がれていない空間（無印）を検出した場合に、図４（ｃ）の最上段に示されるように、Ｐの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ1とＡの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２とが異なるものとして検出される。よって、かかるＰの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ1とＡの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２とを、図４（ｃ）の中段に示されるように、クロック数でカウントした場合には、Ｐの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ１におけるクロック数（この実施例においては４つのクロック数）が、Ａの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２におけるクロック数（この実施例においては２つのクロック数）よりも多くなる。更に、この図４（ｃ）の中段に示されるクロック数をＤＡコンバータ変換すると、図４（ｃ）の最下段に示されるように、異なる高さのピーク（この実施例では４段と２段）として示される。
【００３６】
しかるに、従動機器の駆動トルクが大きくなれば、アウター部材４とアーマチュア６との間のねじれ角度も相対的に大きくなり、これに伴いアーマチュアの端部６ａの溝２７の円周方向への寄る度合いが相対的に大きくなるので、ＤＡコンバータ変換で得られた高いピークと低いピークとの差又は高い方のピークの高さから従動機器の駆動トルクひいてはエンジン又はモータの負荷を推定することができ、この推定結果に基づきエンジン又はモータを適正に制御することが可能となる。
【実施例２】
【００３７】
図５において、この発明に係る電磁クラッチ１の第２の実施例が示されている。尚、先述した電磁クラッチ１の第１の実施例と同様の構成については、基本的に、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成について図５を用いて以下に説明する。
【００３８】
この電磁クラッチ１は、図５（ｂ）に示されるように、アーマチュア６を駆動軸１０の径方向に向けて窪ませた窪み４１が形成されている。そして、アーマチュア６にこのような窪み４１を形成することで、ダンパー５もこのアーマチュア６の窪み４１のダンパー５側への入り込みに対応して湾曲するかたちで変形している。これに伴い、アーマチュア６の窪み４１によって、空間部４２がアーマチュア６とハブ２とが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成される。これにより、アーマチュア６のバネ定数が相対的に小さくなる。
【実施例３】
【００３９】
図６において、この発明に係る電磁クラッチ１の第３の実施例が示されている。尚、先述した電磁クラッチ１の第１及び第２の実施例と同様の構成については、基本的に、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成について図６を用いて以下に説明する。
【００４０】
この電磁クラッチ１では、アーマチュア６とハブ２とが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部４２は、駆動軸１０の径方向に沿って延出することによりアーマチュア６を複数に分割することで形成されている。尚、この空間部４２の先端は、ダンパー５まで達してこのダンパー５も窪ませた構成となっている。
【実施例４】
【００４１】
図７において、この発明に係る電磁クラッチ１の第４の実施例が示されている。尚、先述した電磁クラッチ１の第１、第２及び第３の実施例と同様の構成については、基本的に、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成について図７を用いて以下に説明する。
【００４２】
この電磁クラッチ１では、特に図７（ｂ）に示されるように、トルク伝達機構３５の代わりに駆動軸１０の径方向に延びる延出部４４を有しており、この延出部４４は、その延出方向の一方端側がアウター部材４と連結されていると共に、その延出方向の他方端側がアーマチュア６と連結されており、この延出部４４の延出方向に沿って延びる仮想線を採った場合には、この仮想線が駆動軸１０の径方向に延びる仮想線に対してアウター部材４及びアーマチュア６の周方向側にずれるように形成されている。そして、アーマチュア６も複数のアーマチュア部材４５に分割されており、これらの分割されたアーマチュア部材４５間には空間部４６が配置されている。
【００４３】
このような延出部４４とアーマチュア６との構成とすることにより、延出部４４は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときには、その長手方向に沿って仮想線を採った場合には、この仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材４及びアーマチュア６の周方向寄りに傾いた位置になっているところ、従動機器の駆動がＯＮとなりハブ２が回転を開始すると、この延出部４４もロータ部７のトルクを受ける。
【００４４】
しかるに、図２に示される力の方向を参酌して説明すると、ロータ部７が回転すると、延出部４４の長手方向に沿った方向のうち反ハブ側では、ロータ部７の回転方向に沿った方向（図２のＦ１と同じ方向）に力が生ずると共に延出部４４が圧縮される方向（図２のＦ２と同じ方向）に力が生ずることにより、図２のＦ２と同じ方向の力の分力として駆動軸１０の径方向のうちハブ側の方向（図２のＦ３と同じ方向）にも力が生じ、且つ、延出部４４の長手方向に沿った方向のうちハブ側では、ロータ部７の回転方向に対し反対方向（図２のＦ４と同じ方向）に力が生ずると共に延出部４４が圧縮される方向（図２のＦ５と同じ方向）に力が生ずることにより、図２のＦ５と同じ方向の力の分力として駆動軸１０の径方向のうち反ハブ側の方向（図２のＦ６と同じ方向）にも力が生じ、更にこの図２のＦ６と同じ方向の力の反力として駆動軸１０の径方向のうちハブ側の方向（図２のＦ７と同じ方向）にも力が生ずる。これにより、図２のＦ３と同じ方向の力と図２のＦ７と同じ方向の力とを利用して、延出部４４によりアーマチュア６を押圧するので、アーマチュア６のハブ２への吸着の補助をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、この発明の第１の実施例を示す説明図であって、図１（ａ）は図１（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図であり、図１（ｂ）は駆動軸の軸方向のうち従動機器の機外側から見た状態を示す説明である。
【図２】図２は、図１（ｂ）の破線で囲まれた部位についてトルク伝達機構の端面が外部に出るように示した断面図である。
【図３】図３は、ギャップセンサの配置並びに、同上の実施例において従動機器の駆動がＯＦＦの状態における回転数を導くべく、ギャップセンサでのダンパーのねじれ度について測定結果として示すと共に、この測定結果をクロック数でカウントし、さらにこのクロック数をＤＡコンバータ変換してピークとして示した特性線図である。
【図４】図４は、ギャップセンサの配置並びに、同上の実施例において従動機器の駆動がＯＦＦの状態における回転数を導くべく、ギャップセンサでのダンパーのねじれ度について測定結果として示すと共に、この測定結果をクロック数でカウントし、さらにこのクロック数をＤＡコンバータ変換してピークとして示した特性線図である。
【図５】図５は、この発明の第２の実施例を示す説明図であって、図５（ａ）は図５（ｂ）のII−II線断面図であり、図５（ｂ）は駆動軸の軸方向のうち従動機器の機外側から見た状態を示す説明である。
【図６】図６は、この発明の第３の実施例を示す説明図であって、図６（ａ）は図６（ｂ）のIII−III線断面図であり、図６（ｂ）は駆動軸の軸方向のうち従動機器の機外側から見た状態を示す説明である。
【図７】図７は、この発明の第４の実施例を示す説明図であって、図７（ａ）は図７（ｂ）のIV−IV線断面図であり、図７（ｂ）は駆動軸の軸方向のうち従動機器の機外側から見た状態を示す説明である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電磁クラッチ
２ ハブ
３ プーリ
４ アウター部材
５ ダンパー
６ アーマチュア
７ ロータ部
８ 励磁コイル
１０ 駆動軸
１５ 延出部位
２３ 延出部位
２６ 連結部位
２７ 溝
３４ 収納室
３５ トルク伝達機構
３９ ギャップセンサ
４１ 窪み
４２ 空間部
４４ 延出部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力源からコンプレッサ等の従動機器に伝達する動力を断続させるために用いられる電磁クラッチの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電磁クラッチとしては、例えば特許文献１に示されるように、回転自在に取り付けられたプーリの内周面に設けられた摩擦板と、この摩擦板と対峙する接離面と磁気通路面とを有するアーマチュアと、このアーマチュアを支える弾性体と、この弾性体を支え且つ回転軸に固定されるハブと、前記アーマチュアを磁化し、該アーマチュアを径方向へ移動させることで前記摩擦板と接触させる電磁石とから構成されるものが既に公知となっている。
【０００３】
さらに、電磁クラッチについて、相対的に大きな伝達トルクを得るための構成としては、例えば特許文献２に示されるように、電磁クラッチのディスクの半径方向の中程に、磁気の流れを遮断する磁気遮断部をディスクの周方向に沿って形成すると共に、電磁クラッチのロータの摩擦面に対し、前記磁気遮断部とは当該ロータの半径方向において異なった位置に磁気の流れを遮断する磁気遮断部をディスクの周方向に沿って形成することで、複数の磁極が形成されると共に、各磁極の相互に対向する側の面積を見るに外周側磁極の対向面積が内周側磁極の対向面積よりも狭くなるようにして、外周側磁極では磁束密度を増加させ、接触面圧を向上させるものが本願の特許出願人により既に公知となっている。
【特許文献１】特開平１１−２５７３７６号公報
【特許文献２】特開２００４−５２９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１に記載の電磁クラッチにおいて、相対的に大きな伝達トルクを得るための手法として、電磁コイルの巻き数を多くしたり、電磁コイルに流す電流量を増やすことが考えられるところ、電磁コイルが相対的に大型化し、コンプレッサの製造コストが相対的に上昇したり、コンプレッサの消費電力が増加し、このコンプレッサを車両用空調装置の構成部品として用いた場合には当該車両の燃費が悪化したりするとの不具合を生ずる。
【０００５】
これに対し、特許文献２に示されるような構成の電磁クラッチでは、前述したように相対的に大きな伝達トルクを得るための構成を有する一方で、前記特許文献１に記載の電磁クラッチと同様に、電磁コイルの起磁力のみによりアーマチュアが吸着される構成であることには変わりないので、近年における省電力化の要請に寄与することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、省電力の要請にも応えながら、相対的に大きな伝達トルクを得ることが可能な構成の電磁クラッチ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】
【０００７】
この発明に係る電磁クラッチは、従動機器の駆動軸に連結されると共にこの駆動軸の軸方向に沿って延びる延出部位を有するハブと、駆動源から動力が伝導されることで回転自在のプーリ、前記プーリに対し前記ハブの延出部位側に設けられたアウター部材、このアウター部材に対し前記ハブの延出部位側に固定される弾性を有するダンパー、及び、このダンパーに対し前記ハブの延出部位側に固定されたアーマチュアからなるロータ部と、前記従動機器のハウジングに固定された励磁コイルとを備え、前記励磁コイルへの通電にて発生する電磁力により前記ハブに前記アーマチュアを吸着させる電磁クラッチにおいて、前記ロータ部のトルクを前記アーマチュアが前記駆動軸の径方向に沿って前記ハブ側に押される押圧力に変換するアーマチュア吸着補助手段を有することを特徴としている（請求項１）。ここで、駆動源とは、例えば車両のエンジンやモータである。また、従動機器とは、例えば圧縮機若しくはコンプレッサと称される空調用機器である。
【０００８】
これにより、励磁コイルへの通電にて発生する電磁力の他に電磁力アーマチュア吸着補助手段によって生ずる駆動軸の径方向に沿った押圧力によってもアーマチュアをハブと吸着させることができるので、励磁コイルへの電力供給量を相対的に減少させることが可能となる。
【０００９】
ここで、前記アーマチュア吸着補助手段は、前記アウター部材と前記アーマチュアとの間に配置されたトルク伝達機構により少なくとも構成されており、このトルク伝達機構の長手方向に沿って延びる仮想線を採った場合に、前記ロータ部のトルクにより、この仮想線が前記駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し前記アウター部材及びアーマチュアの周方向に傾いた位置から、当該アウター部材及びアーマチュアの周方向に沿った方向においては変位することなく、前記駆動軸の軸方向に沿った線に向けて変位するように前記トルク伝達機構を可変させることにより、前記アーマチュアを前記ハブ側に押圧させることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
すなわち、トルク伝達機構は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときにはその長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材及びアーマチュアの周方向寄りに傾いた位置になっているところ、従動機器の駆動がＯＮとなりハブが回転を開始すると、このトルク伝達機構もロータ部のトルクを受け、トルク伝達機構の長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に向かって、トルク伝達機構が起き上がり、トルク伝達機構のアーマチュア側が当該アーチュアを押圧することとなる。
【００１１】
そして、前記アーマチュアに前記駆動軸の径方向に向けて変形した部位を形成することにより、前記アーマチュアと前記ハブとが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部を有するものとしてもよい（請求項３）。これにより、アーマチュアのバネ定数が相対的に小さくなる。
【００１２】
また、前記アーマチュアを複数に分割することにより、前記アーマチュアと前記ハブとが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部を有するものとしてもよい（請求項４）。
【００１３】
更に、前記トルク伝達機構は、前記ダンパーに形成された収納室内に収納されており、この収納室は、かかる収納室の長手方向の一方端側の壁部が前記アウター部材の周方向に沿った内側輪郭線よりも突出していると共に、前記収納室の長手方向の他方側端の壁部が前記アーマチュアの周方向に沿った外側輪郭線よりも突出したものとしてもよい（請求項５）。
【００１４】
その一方で、前記アーマチュア吸着補助手段は、前記駆動軸の径方向に延びる延出部により構成されており、この延出部は、その延出方向の一方端側が前記アウター部材と連結されていると共に、その延出方向の他方端側が前記アーマチュアと連結されており、この延出部の延出方向に沿って延びる仮想線を採った場合に、この仮想線が前記ロータ部のトルクにより前記駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材及びアーマチュアの周方向に傾いた位置から前記駆動軸の軸方向に沿って延びる仮想線に向けて変位するように前記延出部を可変させることにより、前記アーマチュアを前記ハブ側に押圧するものとなっている（請求項６）。
【００１５】
すなわち、延出部は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときにはその延出方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材及びアーマチュアの周方向にずれたものとなっているところ、従動機器の駆動がＯＮとなりハブが回転を開始すると、この延出部もロータ部のトルクを受け、延出部の長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に向かって、延出部が立ち上がり、延長部のアーマチュア側が当該アーチュアを押圧することとなる。
【００１６】
そして、前記プーリのうち前記駆動軸の径方向に沿って延びる面に貫通状の溝を当該プーリのうち駆動軸の径方向に沿って延びる面の周方向に沿って均等な間隔で且つ同じ長手方向に沿った寸法にて形成し、この溝に前記アーマチュアの一端が差し込まれていると共に、前記溝の軸方向に沿った位置に空間の有無を測定するギャップセンサが配置されることが可能となる（請求項７）。これにより、従動機器たる圧縮機、ひいては自動車のエンジンやモータに対する負荷の大きさを、ギャップセンサによってアーマチュアの溝の長手方向に沿った方向における寄りの程度を検出することで容易に測定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、請求項１から７に記載の発明によれば、励磁コイルへの通電にて発生する電磁力の他に電磁力アーマチュア吸着補助手段によって生ずる駆動軸の径方向に沿った押圧力によってもアーマチュアをハブと吸着させることができるので、励磁コイルへの電力供給量を相対的に減少させることが可能となることから、従動機器の消費電力量を抑制することができ、省エネの要請に応えることが可能となる。
【００１８】
特に請求項２に記載の発明によれば、アーマチュア吸着補助手段のトルク伝達機構は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときにはその長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し円周方向寄りに傾いた位置になっているが、従動機器の駆動がＯＮとなりハブが回転を開始すると、ロータ部のトルクを受けて当該トルク伝達機構の長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に向かって起き上がるので、アーチュアを押圧することができる。
【００１９】
特に請求項３に記載の発明によれば、アーマチュアのバネ定数を相対的に小さくすることができる。
【００２０】
特に請求項４に記載の発明によれば、アーマチュア吸着補助手段の延出部は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときにはその延出方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し円周方向にずれたものとなっているが、従動機器の駆動がＯＮとなりハブが回転を開始すると、ロータ部の回転力を受けて当該延出部の長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に向かって立ち上がるので、アーチュアを押圧することができる。
【００２１】
特に請求項７に記載の発明によれば、従動機器たる圧縮機、ひいては自動車のエンジンやモータに対する負荷の大きさを、ギャップセンサによってアーマチュアの溝の長手方向に沿った方向での寄りの程度を検出することで容易に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【実施例１】
【００２３】
図１から図３において、この発明に係る電磁クラッチ１の第１の実施例が示されている。この電磁クラッチ１は、自動車のエンジンやモータ等の駆動源からコンプレッサ等の従動機器に対し回転動力（トルク）を断続的に供給することができるようにするためのものである。
【００２４】
そして、この電磁クラッチ１は、ハブ２と、プーリ３、アウター部材４、ダンパー５及びアーマチュア６から成るロータ部７と、励磁コイル８とを有して構成されている。
【００２５】
このうち、ハブ２は、圧縮機等の従動機器の駆動軸１０の長手方向に沿った端部とボルト１１を介して連結される中央部材１２と、駆動軸１０の軸方向のうち従動機器の機内側にて中央部材１２とビス等の固定具１３を介して連結された外周部材１４とを有して構成されており、中央部材１２と外周部材１４との組み合わせは駆動軸１０の軸方向側から見て真円形状をなしていると共に外周部材１４の外縁側は従動機器の機内側に向けて駆動軸１０の軸方向に沿って延びる延出部位１５を有している。これにより、ハブ２は駆動軸１０と常に一体的に回転すると共に延出部位１５のうち後述するアーマチュア６と対峙する側に摩擦面１６を有し、この摩擦面１６には、励磁コイル８によって発生する磁気の通過を遮断する磁気遮断部１７が延出部位１５の円周方向に沿って断続的に形成されている。
【００２６】
励磁コイル８は、ステータハウジング１８内に設けられたボビン１９に巻回され、取付板２０によって従動機器のハウジング２１に固定されている。
【００２７】
ロータ部７のプーリ３は、駆動軸１０の軸方向に沿って延びて、駆動源たるエンジン又はモータと連結するための連結ベルト（図示せず）が装着される溝部２２を有する延出部位２３と、この延出部位２３よりも駆動軸１０側にてかかる駆動軸１０の軸方向に沿って延び、従動機器のハウジング２１とベアリング２４を介して装着されている延出部位２５と、駆動軸１０の径方向に沿って延びて延出部位２３と延出部位２５とを連結する連結部位２６とを有して構成されている。この連結部位２６は、円周方向に沿って均等な間隔で且つ同じ長手方向に沿った寸法が同じになるように複数の貫通した溝２７が形成されており、この溝２７には後述するアーマチュア６の端部６ａが挿嵌されている。
【００２８】
ロータ部７のアウター部材４は、駆動軸１０の軸方向からみて環状形状のものでプーリ３の延出部位２３の内側に固定されてプーリ３と一体的に回転する。また、ロータ部７のアーマチュア６は、この実施例では駆動軸１０の軸方向からみて環状形状をなし、駆動軸１０の径方向に沿って窪んだ複数の窪み３０が形成されることで、ハブ２側にこのハブ２の摩擦面１６と対峙する摩擦面３１が円周方向に沿って断続的に形成されたものとなっている。この摩擦面３１には、励磁コイル８によって発生する磁気の通過を遮断する磁気遮断部３２がアーマチュア６の円周方向に沿って断続的に形成されている一方で、この摩擦面３１と摩擦面１６とは従動機器の駆動がＯＦＦ状態では当接せず隙間を有している。そして、アウター部材４とアーマチュア６とは円周方向に沿っての変形・復元が可能な弾性素材で形成されたダンパー５を介して連結されて、アウター部材４とアーマチュア６とについても一体的に回転する。
【００２９】
さらに、この実施例では、特に図２に示されるように、ダンパー５内に駆動軸１０の軸方向に沿って延びる開口を有しない袋状の収納室３４が複数設けられている。この収納室３４は、図１（ｂ）に示されるように、駆動軸１０の軸心からアーマチュア６の摩擦面３１の円周方向の略中央を通過する直線上に配置されていると共に、その長手方向の一方側端の壁部はアウター部材４の円周方向に沿った内側輪郭線よりも駆動軸１０の径方向外側に突出していると共に、その長手方向の他方側端の壁部はアーマチュア６の周方向に沿った外側輪郭線よりも駆動軸１０の径方向内側に突出している。そして、この収納室３４は、図１（ｂ）及び図２に示されるように、収納室３４の長手方向に沿って延びる仮想線と駆動軸１０の径方向に延びる仮想線とを採った場合に、収納室３４の長手方向に沿った仮想線が駆動軸１０の径方向に延びる仮想線に対してアウター部材４及びアーマチュア６の周方向側にずれるように形成されている。
【００３０】
この収納室３４には、その内部空間の全てを埋めるようにトルク伝達機構３５が収納されており、このトルク伝達機構３５は例えば金属製等の素材から成る直線状のつっぱり板等が主要部材として用いられる。
【００３１】
このようなダンパー５の収納室３４にトルク伝達機構３５が収納された構成とすることにより、トルク伝達機構３５は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときには図２の２点鎖線に示されるようにその長手方向に沿った仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材４及びアーマチュア６の周方向寄りに傾いた位置になっているところ、従動機器の駆動がＯＮとなりハブ２が回転を開始すると、このトルク伝達機構３５もロータ部７のトルクを受ける。
【００３２】
しかるに、図２に示されるように、ロータ部７が白抜き矢印の方向に回転すると、トルク伝達機構３５の長手方向に沿った方向のうち反ハブ側では、ロータ部７の回転方向に沿った方向Ｆ１に力が生ずると共にトルク伝達機構３５が圧縮される方向Ｆ２に力が生ずることにより、Ｆ２方向の力の分力として駆動軸１０の径方向のうちハブ側の方向Ｆ３にも力が生じ、且つ、トルク伝達機構３５の長手方向に沿った方向のうちハブ側では、ロータ部７の回転方向に対し反対方向Ｆ４に力が生ずると共にトルク伝達機構３５が圧縮される方向Ｆ５に力が生ずることにより、Ｆ５方向の力の分力として駆動軸１０の径方向のうち反ハブ側の方向Ｆ６にも力が生じ、更にこの反ハブ側の方向Ｆ６の力の反力として駆動軸１０の径方向のうちハブ側の方向Ｆ７にも力が生ずる。これにより、Ｆ３方向の力とＦ７方向の力とを利用して、トルク伝達機構３５によりアーマチュア６を押圧するので、アーマチュア６のハブ２への吸着の補助をすることができる。
【００３３】
ところで、アーマチュア６は、図１（ａ）に示されるように、その端部６ａがプーリ３の連結部位２６の溝２７に挿嵌されているところ、この溝２７を図３（ａ）及び図４（ａ）に示されるように、連結部位２６の円周方向に沿って均等な間隔で且つ同じ長手方向に沿った寸法にて例えば３つ形成し、アーマチュアの端部６ａを従動機器の駆動がＯＦＦ時において各溝２７の連結部位２６の周方向のうち中心部位に位置させる。そして、この溝２６の開口の軸方向に沿った位置に空間（ギャップ）の有無を測定するギャップセンサ３９を配置し、このギャップセンサ３９からの信号が図示しない空調ユニットのコントロールユニットに送られる構成となっている。
【００３４】
これにより、従動機器の駆動がＯＦＦ状態では、ギャップセンサ３９は、連結部位２６の溝２７がない範囲（Ｐ）、連結部位２６の溝２７でアーマチュア６の端部６ａで塞がれた範囲（Ａ）、これらのＰ範囲とＡ範囲との間における連結部位２６の溝２７でアーマチュア６の端部６ａで塞がれていない空間（無印）を測定した場合に、図３（ｃ）の最上段に示されるように、上記Ｐの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ１とＡの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２とが等しいとして測定される。よって、かかるＰの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ１とＡの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２を、図３（ｃ）の中段に示されるように、クロック数でカウントした場合には、いずれも同じクロック数（この実施例では３つクロック数）となり、更に、この図３（ｃ）の中段に示されるクロック数をＤＡコンバータ変換すると、図３（ｃ）の最下段に示されるように、いずれも同じ高さ（この実施例では３段）のピークとして示される。
【００３５】
これに対し、従動機器の駆動がＯＮ状態では、回転アウター部材４とアーマチュア６との間でねじれが生じ、これを受けてダンパー５が溝２７の円周方向に沿って変形するので、ダンパー５と連結されたアーマチュアの端部６ａも、図４（ａ）に示されるように、溝２７内をロータ部７の回転方向側とは反対側に寄ることとなる。このため、従動機器の駆動がＯＮ状態では、ギャップセンサ３９は、連結部位２６の溝２７がない範囲（Ｐ）、連結部位２６の溝２７でアーマチュア６の端部６ａで塞がれた範囲（Ａ）、これらのＰ範囲とＡ範囲との間における連結部位２６の溝２７でアーマチュア６の端部６ａで塞がれていない空間（無印）を検出した場合に、図４（ｃ）の最上段に示されるように、Ｐの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ1とＡの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２とが異なるものとして検出される。よって、かかるＰの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ1とＡの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２とを、図４（ｃ）の中段に示されるように、クロック数でカウントした場合には、Ｐの範囲からＡの範囲までの間隔Ｗ１におけるクロック数（この実施例においては４つのクロック数）が、Ａの範囲からＰの範囲までの間隔Ｗ２におけるクロック数（この実施例においては２つのクロック数）よりも多くなる。更に、この図４（ｃ）の中段に示されるクロック数をＤＡコンバータ変換すると、図４（ｃ）の最下段に示されるように、異なる高さのピーク（この実施例では４段と２段）として示される。
【００３６】
しかるに、従動機器の駆動トルクが大きくなれば、アウター部材４とアーマチュア６との間のねじれ角度も相対的に大きくなり、これに伴いアーマチュアの端部６ａの溝２７の円周方向への寄る度合いが相対的に大きくなるので、ＤＡコンバータ変換で得られた高いピークと低いピークとの差又は高い方のピークの高さから従動機器の駆動トルクひいてはエンジン又はモータの負荷を推定することができ、この推定結果に基づきエンジン又はモータを適正に制御することが可能となる。
【実施例２】
【００３７】
図５において、この発明に係る電磁クラッチ１の第２の実施例が示されている。尚、先述した電磁クラッチ１の第１の実施例と同様の構成については、基本的に、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成について図５を用いて以下に説明する。
【００３８】
この電磁クラッチ１は、図５（ｂ）に示されるように、アーマチュア６を駆動軸１０の径方向に向けて窪ませた窪み４１が形成されている。そして、アーマチュア６にこのような窪み４１を形成することで、ダンパー５もこのアーマチュア６の窪み４１のダンパー５側への入り込みに対応して湾曲するかたちで変形している。これに伴い、アーマチュア６の窪み４１によって、空間部４２がアーマチュア６とハブ２とが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成される。これにより、アーマチュア６のバネ定数が相対的に小さくなる。
【実施例３】
【００３９】
図６において、この発明に係る電磁クラッチ１の第３の実施例が示されている。尚、先述した電磁クラッチ１の第１及び第２の実施例と同様の構成については、基本的に、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成について図６を用いて以下に説明する。
【００４０】
この電磁クラッチ１では、アーマチュア６とハブ２とが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部４２は、駆動軸１０の径方向に沿って延出することによりアーマチュア６を複数に分割することで形成されている。尚、この空間部４２の先端は、ダンパー５まで達してこのダンパー５も窪ませた構成となっている。
【実施例４】
【００４１】
図７において、この発明に係る電磁クラッチ１の第４の実施例が示されている。尚、先述した電磁クラッチ１の第１、第２及び第３の実施例と同様の構成については、基本的に、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成について図７を用いて以下に説明する。
【００４２】
この電磁クラッチ１では、特に図７（ｂ）に示されるように、トルク伝達機構３５の代わりに駆動軸１０の径方向に延びる延出部４４を有しており、この延出部４４は、その延出方向の一方端側がアウター部材４と連結されていると共に、その延出方向の他方端側がアーマチュア６と連結されており、この延出部４４の延出方向に沿って延びる仮想線を採った場合には、この仮想線が駆動軸１０の径方向に延びる仮想線に対してアウター部材４及びアーマチュア６の周方向側にずれるように形成されている。そして、アーマチュア６も複数のアーマチュア部材４５に分割されており、これらの分割されたアーマチュア部材４５間には空間部４６が配置されている。
【００４３】
このような延出部４４とアーマチュア６との構成とすることにより、延出部４４は、従動機器の駆動がＯＦＦ状態でアーマチュアとハブとが吸着していないときには、その長手方向に沿って仮想線を採った場合には、この仮想線が駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対しアウター部材４及びアーマチュア６の周方向寄りに傾いた位置になっているところ、従動機器の駆動がＯＮとなりハブ２が回転を開始すると、この延出部４４もロータ部７のトルクを受ける。
【００４４】
しかるに、図２に示される力の方向を参酌して説明すると、ロータ部７が回転すると、延出部４４の長手方向に沿った方向のうち反ハブ側では、ロータ部７の回転方向に沿った方向（図２のＦ１と同じ方向）に力が生ずると共に延出部４４が圧縮される方向（図２のＦ２と同じ方向）に力が生ずることにより、図２のＦ２と同じ方向の力の分力として駆動軸１０の径方向のうちハブ側の方向（図２のＦ３と同じ方向）にも力が生じ、且つ、延出部４４の長手方向に沿った方向のうちハブ側では、ロータ部７の回転方向に対し反対方向（図２のＦ４と同じ方向）に力が生ずると共に延出部４４が圧縮される方向（図２のＦ５と同じ方向）に力が生ずることにより、図２のＦ５と同じ方向の力の分力として駆動軸１０の径方向のうち反ハブ側の方向（図２のＦ６と同じ方向）にも力が生じ、更にこの図２のＦ６と同じ方向の力の反力として駆動軸１０の径方向のうちハブ側の方向（図２のＦ７と同じ方向）にも力が生ずる。これにより、図２のＦ３と同じ方向の力と図２のＦ７と同じ方向の力とを利用して、延出部４４によりアーマチュア６を押圧するので、アーマチュア６のハブ２への吸着の補助をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、この発明の第１の実施例を示す説明図であって、図１（ａ）は図１（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図であり、図１（ｂ）は駆動軸の軸方向のうち従動機器の機外側から見た状態を示す説明である。
【図２】図２は、図１（ｂ）の破線で囲まれた部位についてトルク伝達機構の端面が外部に出るように示した断面図である。
【図３】図３は、ギャップセンサの配置並びに、同上の実施例において従動機器の駆動がＯＦＦの状態における回転数を導くべく、ギャップセンサでのダンパーのねじれ度について測定結果として示すと共に、この測定結果をクロック数でカウントし、さらにこのクロック数をＤＡコンバータ変換してピークとして示した特性線図である。
【図４】図４は、ギャップセンサの配置並びに、同上の実施例において従動機器の駆動がＯＦＦの状態における回転数を導くべく、ギャップセンサでのダンパーのねじれ度について測定結果として示すと共に、この測定結果をクロック数でカウントし、さらにこのクロック数をＤＡコンバータ変換してピークとして示した特性線図である。
【図５】図５は、この発明の第２の実施例を示す説明図であって、図５（ａ）は図５（ｂ）のII−II線断面図であり、図５（ｂ）は駆動軸の軸方向のうち従動機器の機外側から見た状態を示す説明である。
【図６】図６は、この発明の第３の実施例を示す説明図であって、図６（ａ）は図６（ｂ）のIII−III線断面図であり、図６（ｂ）は駆動軸の軸方向のうち従動機器の機外側から見た状態を示す説明である。
【図７】図７は、この発明の第４の実施例を示す説明図であって、図７（ａ）は図７（ｂ）のIV−IV線断面図であり、図７（ｂ）は駆動軸の軸方向のうち従動機器の機外側から見た状態を示す説明である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 電磁クラッチ
２ ハブ
３ プーリ
４ アウター部材
５ ダンパー
６ アーマチュア
７ ロータ部
８ 励磁コイル
１０ 駆動軸
１５ 延出部位
２３ 延出部位
２６ 連結部位
２７ 溝
３４ 収納室
３５ トルク伝達機構
３９ ギャップセンサ
４１ 窪み
４２ 空間部
４４ 延出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
従動機器の駆動軸に連結されると共にこの駆動軸の軸方向に沿って延びる延出部位を有するハブと、
駆動源から動力が伝導されることで回転自在のプーリ、前記プーリに対し前記ハブの延出部位側に設けられたアウター部材、このアウター部材に対し前記ハブの延出部位側に固定される弾性を有するダンパー、及び、このダンパーに対し前記ハブの延出部位側に固定されたアーマチュアからなるロータ部と、
前記従動機器のハウジングに固定された励磁コイルとを備え、
前記励磁コイルへの通電にて発生する電磁力により前記ハブに前記アーマチュアを吸着させる電磁クラッチにおいて、
前記ロータ部のトルクを前記アーマチュアが前記駆動軸の径方向に沿って前記ハブ側に押される押圧力に変換するアーマチュア吸着補助手段を有することを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記アーマチュア吸着補助手段は、前記アウター部材と前記アーマチュアとの間に配置されたトルク伝達機構により少なくとも構成されており、このトルク伝達機構の長手方向に沿って延びる仮想線を採った場合に、前記ロータ部のトルクにより、この仮想線が前記駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し前記アウター部材及びアーマチュアの周方向に傾いた位置から、当該アウター部材及びアーマチュアの周方向に沿った方向においては変位することなく、前記駆動軸の軸方向に沿った線に向けて変位するように前記トルク伝達機構を可変させることにより、前記アーマチュアを前記ハブ側に押圧させ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】
前記アーマチュアに前記駆動軸の径方向に向けて変形した部位を形成することにより、前記アーマチュアと前記ハブとが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記アーマチュアを複数に分割することにより、前記アーマチュアと前記ハブとが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
前記トルク伝達機構は、前記ダンパーに形成された収納室内に収納されており、この収納室は、かかる収納室の長手方向の一方端側の壁部が前記アウター部材の周方向に沿った内側輪郭線よりも突出していると共に、前記収納室の長手方向の他方側端の壁部が前記アーマチュアの周方向に沿った外側輪郭線よりも突出していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電磁クラッチ。
【請求項６】
前記アーマチュア吸着補助手段は、前記駆動軸の径方向に延びる延出部により構成されており、この延出部は、その延出方向の一方端側が前記アウター部材と連結されていると共に、その延出方向の他方端側が前記アーマチュアと連結されており、
この延出部の延出方向に沿って延びる仮想線を採った場合に、前記ロータ部のトルクにより、この仮想線が前記駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し前記アウター部材及びアーマチュアの周方向に傾いた位置から前記駆動軸の軸方向に沿って延びる仮想線に向けて変位するように前記延出部を可変させることにより、前記アーマチュアを前記ハブ側に押圧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７】
前記プーリのうち前記駆動軸の径方向に沿って延びる面に貫通状の溝を当該プーリのうち駆動軸の径方向に沿って延びる面の周方向に沿って均等な間隔で且つ同じ長手方向に沿った寸法にて形成し、この溝に前記アーマチュアの一端が差し込まれていると共に、前記溝の軸方向に沿った位置に空間の有無を測定するギャップセンサが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電磁クラッチ。
【請求項１】
従動機器の駆動軸に連結されると共にこの駆動軸の軸方向に沿って延びる延出部位を有するハブと、
駆動源から動力が伝導されることで回転自在のプーリ、前記プーリに対し前記ハブの延出部位側に設けられたアウター部材、このアウター部材に対し前記ハブの延出部位側に固定される弾性を有するダンパー、及び、このダンパーに対し前記ハブの延出部位側に固定されたアーマチュアからなるロータ部と、
前記従動機器のハウジングに固定された励磁コイルとを備え、
前記励磁コイルへの通電にて発生する電磁力により前記ハブに前記アーマチュアを吸着させる電磁クラッチにおいて、
前記ロータ部のトルクを前記アーマチュアが前記駆動軸の径方向に沿って前記ハブ側に押される押圧力に変換するアーマチュア吸着補助手段を有することを特徴とする電磁クラッチ。
【請求項２】
前記アーマチュア吸着補助手段は、前記アウター部材と前記アーマチュアとの間に配置されたトルク伝達機構により少なくとも構成されており、このトルク伝達機構の長手方向に沿って延びる仮想線を採った場合に、前記ロータ部のトルクにより、この仮想線が前記駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し前記アウター部材及びアーマチュアの周方向に傾いた位置から、当該アウター部材及びアーマチュアの周方向に沿った方向においては変位することなく、前記駆動軸の軸方向に沿った線に向けて変位するように前記トルク伝達機構を可変させることにより、前記アーマチュアを前記ハブ側に押圧させ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】
前記アーマチュアに前記駆動軸の径方向に向けて変形した部位を形成することにより、前記アーマチュアと前記ハブとが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
【請求項４】
前記アーマチュアを複数に分割することにより、前記アーマチュアと前記ハブとが吸着している場合と吸着していない場合とに関係なく画成された空間部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
【請求項５】
前記トルク伝達機構は、前記ダンパーに形成された収納室内に収納されており、この収納室は、かかる収納室の長手方向の一方端側の壁部が前記アウター部材の周方向に沿った内側輪郭線よりも突出していると共に、前記収納室の長手方向の他方側端の壁部が前記アーマチュアの周方向に沿った外側輪郭線よりも突出していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電磁クラッチ。
【請求項６】
前記アーマチュア吸着補助手段は、前記駆動軸の径方向に延びる延出部により構成されており、この延出部は、その延出方向の一方端側が前記アウター部材と連結されていると共に、その延出方向の他方端側が前記アーマチュアと連結されており、
この延出部の延出方向に沿って延びる仮想線を採った場合に、前記ロータ部のトルクにより、この仮想線が前記駆動軸の径方向に沿って延びる仮想線に対し前記アウター部材及びアーマチュアの周方向に傾いた位置から前記駆動軸の軸方向に沿って延びる仮想線に向けて変位するように前記延出部を可変させることにより、前記アーマチュアを前記ハブ側に押圧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７】
前記プーリのうち前記駆動軸の径方向に沿って延びる面に貫通状の溝を当該プーリのうち駆動軸の径方向に沿って延びる面の周方向に沿って均等な間隔で且つ同じ長手方向に沿った寸法にて形成し、この溝に前記アーマチュアの一端が差し込まれていると共に、前記溝の軸方向に沿った位置に空間の有無を測定するギャップセンサが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電磁クラッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−３８３０３（Ｐ２０１０−３８３０３Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０３５２５（Ｐ２００８−２０３５２５）
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
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