図1~図5は、本発明の一実施態様に係る圧縮� ��用電磁クラッチを示している。図1において 、圧縮機用電磁クラッチ1は、動力源(例えば� ��車両のエンジン、図示略)側へと連結される ロータ2と、圧縮機駆動軸3側へと連結される� ��ーマチュア4と、磁力を発生し該磁力により アーマチュア4をロータ2に吸着させて両部材� ��での動力伝達を可能ならしめる電磁コイル5 とを有している。また、圧縮機用電磁クラッ チ1は、動力伝達能力を増大させるために、� �ーマチュア4(アーマチュア4の摩擦板)のロー� ��2(ロータ2の摩擦板)に対する押し付け力を機 械的に増幅する押し付け力増幅手段6を備え� �いる。
 押し付け力増幅手段6は次のように構成され ている。図2も参照して説明するに、ロータ2� ��、予め定められた間隙Gをもって互いに対向 配置された第1のロータ側摩擦板7と第2のロー タ側摩擦板8を有しており、第2のロータ側摩� ��板8は、本実施態様では、第1のロータ側摩� �板7に対し、固定ボルト9を介して、予め設定 された一定の間隙Gをもって固定されている� �アーマチュア4は、上記間隙Gの範囲内に配置 されているとともに、上記第1のロータ側摩� �板7に当接可能な第1のアーマチュア側摩擦板 10と上記第2のロータ側摩擦板8に当接可能な� �2のアーマチュア側摩擦板11を有している。� �た、このアーマチュア4は、ロータ2とアーマ チュア4間の動力伝達に伴って上記第1のアー� ��チュア側摩擦板10と第2のアーマチュア側摩� ��板11との距離D(例えば、外面間距離)を軸方� �(圧縮機軸方向12)に機械的に増大させる摩擦� ��間距離増大機構13を有している。なお、本� �施態様では、第2のアーマチュア側摩擦板11� �対向配置されている第2のロータ側摩擦板8上 に、動力伝達性能向上および動力伝達遮断時 の摩擦板同士の干渉防止(例えば、半クラッ� �時の焼き付き防止)のために、摩擦ライナー1 4が設けられている。この摩擦ライナー14は第 2のアーマチュア側摩擦板11側に設けることも できる。
 上記摩擦板間距離増大機構13は、動力伝達� �伴う上記第1のアーマチュア側摩擦板10と第2� ��アーマチュア側摩擦板11との間の回転方向� �おける相対捩れを軸方向12の変位に機械的に 変換する機構から構成されている。より具体 的には、図3、図4にも示すように、第1のアー マチュア側摩擦板10と第2のアーマチュア側摩 擦板11とに係合し、該両摩擦板10、11間に両摩 擦板10、11間の距離D(例えば、外面間距離)を� �大する方向と縮小する方向とに変形可能に� �ム15が設けられており、本実施態様では、両 摩擦板10、11間の相対捩れに伴ってカム15の第 1のアーマチュア側摩擦板10と第2のアーマチ� �ア側摩擦板11に対する傾斜角がθ1からθ2に変 化することにより(カム15が起き上がる方向に 傾斜角が変化することにより)、両摩擦板10、 11間の距離Dが増大されるようになっている。 カム15は、摩擦板周方向に所定間隔をもって� ��数配置されており、これらカム15は、動力� �達時には両摩擦板10、11間の距離Dを増大する 方向に変形され、動力伝達遮断時には両摩擦 板10、11間の距離Dを縮小する方向に変形され� ��。各カム15間には、複数のカム15が両摩擦板 10、11間の距離Dを増大する方向に弾性変形可� ��で、かつ、複数のカム15が両摩擦板10、11間� ��距離Dを縮小する方向に弾性復元可能なカム 変形助勢手段としてのゴム16が隣接カム15間� �充填されるように設けられており、ゴム16に は重量低減のためのスリット17が設けられて� ��る。
 上記第2のアーマチュア側摩擦板11は、断面L 字形の環状部材からなり、弾性変形可能な環 状のゴム部材18を介して、駆動軸3の端部に締 結固定されたハブ19へと接続されている。し� ��がって、第2のアーマチュア側摩擦板11から� ��、ゴム部材18、ハブ19を介して圧縮機駆動軸 3に回転駆動のための動力が伝達される。
 上記のように構成された圧縮機用電磁クラ� ��チ1においては、摩擦板間距離増大機構13を� ��する押し付け力増幅手段6により、小型、軽 量の電磁コイル5でありながら、動力伝達能� �が次のように増大される。原理的には、図5� ��示すように、第1、第2のアーマチュア側摩� �板10、11間に介在され、両摩擦板10、11に係合 されたカム15の傾斜角θが、動力(トルク)伝達 に伴う圧縮機(圧縮機駆動軸)側の負荷による� ��摩擦板10、11間の相対変位(相対捩れ)により� ��初期のθ1からθ2(図4に図示)に立ち上がる方� ��に変化され、それに伴って、第1、第2のア� �マチュア側摩擦板10、11の第1、第2のロータ� �摩擦板7、8に対する押し付け力が増幅される とともに、これら相反する方向の押し付け力 がロータ2の範囲内で互いに相殺される。こ� �相殺により、従来構造で問題であった圧縮� �駆動軸側に働く軸引き抜き力の発生は防止� �れる。
 このとき、上記カム15の傾斜角θは、最大で も90度未満になるように設定されている必要� ��ある。また、電磁吸着力によるトルク+上記 増幅トルク>圧縮機負荷トルクの関係が成� �することが必要である。つまり、
Fd・μ・r+Fb・μ・r・2>Fa・r
の関係が成立することが必要である。ここで 、
Fa:圧縮機負荷
Fb:押し付け力(増幅分)
Fd:電磁クラッチ吸着力
r:カム配置半径
μ:摩擦係数
である。カム圧縮力Fcは、Fa/cosθとなり、押� �付け力Fbは、Fa×tanθとなる。ちなみに、従来 構造におけるアーマチュアの板ばね角度変更 で一方向にのみ伝達力増大を狙った場合には 、その倍力効果は高々10%程度しか得られない が、上記のように相殺可能な相反する両方向 への押し付け力を増大させる構造では、はる かに大きな伝達力増幅効果が得られる。
 このような摩擦板間距離増大機構13を有す� �押し付け力増幅手段6による、カム15を介し� �第1、第2のアーマチュア側摩擦板10、11の第1� ��第2のロータ側摩擦板7、8に対する押し付け� ��の増幅により、押し付け力が増幅された状� ��で、第1のロータ側摩擦板7と第1のアーマチ� ��ア側摩擦板10および第2のロータ側摩擦板8と 第2のアーマチュア側摩擦板11の二組の摩擦板 により動力伝達が行われ、基本的に一組の摩 擦板により動力伝達が行われる従来の電磁ク ラッチに比べ、伝達動力が大幅に増大される 。また、これら二組の摩擦板同士の当接は、 換言すれば、第1、第2のアーマチュア側摩擦� ��10、11の第1、第2のロータ側摩擦板7、8に対� �る押し付け力は、互いに反対方向の力とし� �作用するので、ロータ2の範囲内で相殺され� ��ことになり、一組の摩擦板による動力伝達� ��おいてアーマチュア側摩擦板の押し付け力� ��機械的に増幅させていた従来の押し付け力� ��大機構で問題となっていた、圧縮機駆動軸� ��かかる引き抜き力の発生が効率よく防止さ� ��、該引き抜き力発生に伴う圧縮機損傷の懸� ��も完全に除去される。さらに、カム15を介� �た各摩擦板10、11の押し付け力増大により、� ��1のロータ側摩擦板7に第1のアーマチュア側� ��擦板10を吸着させるための起磁力を発生さ� �る電磁コイル5のサイズは小さくて済むこと� ��なり、消費電力の少ない電磁コイル5で済む ことになる。したがって、電磁コイル5の小� �化、軽量化、消費電力の低減が可能になる� �なお、要求される伝達動力が小さい場合に� �、カム15を介した各摩擦板10、11の押し付け� �増幅効果は発揮させずに、専ら、電磁コイ� �5による電磁吸着力のみによる第1のロータ側 摩擦板7への第1のアーマチュア側摩擦板10の� �着によって動力を伝達させることが可能で� �る。
 また、上記実施態様では、第2のアーマチュ ア側摩擦板11とそれに対向配置されている第2 のロータ側摩擦板8との間に摩擦ライナー14を 介在させているので、例えば、半クラッチ時 の焼き付き防止等を可能にしてこの部分の不 具合発生防止、耐久性の向上をはかることが できる。
 さらに、上記実施態様では、カム変形助勢� ��段としてのゴム16を設けたので、このゴム16 によりカム15を元の傾斜角状態に戻す弾性復� ��機能を確保できるとともに、ゴム16によっ� �カム15を封止することで、カム15に対する防� ��対策や防錆対策を施すことも可能となる。� ��た、このゴム16に適当なサイズのスリット17 を形成しておくことで、重量低減をはかるこ ともできる。
 摩擦板間距離増大機構13を有する押し付け� �増幅手段6の具体的な構造としては、上記実� ��態様におけるカム15を使用した構造には限� �されず、各種の構造を採用できる。

 図6に示すように、互いに相対捩れが可能 な、一方のアーマチュア側摩擦板側に配置さ れた、あるいは、一方のアーマチュア側摩擦 板自体を一体に形成した、一方のカム部材21� ��、他方のアーマチュア側摩擦板側に配置さ� ��た、あるいは、他方のアーマチュア側摩擦� ��自体を一体に形成した、他方のカム部材22� �の間に、断面球面状あるいは円弧状の凹部23 、24により内部にボール25あるいは円筒体を� �持可能な空間26を形成するとともに、両カム 部材21、22間の相対捩れおよびその弾性復元� �可能にする圧縮ばね27を介装した構造を採用 できる。この構造においては、図6(A)に示す� �止状態(動力遮断状態)から、図6(B)に示す動� �状態(動力伝達状態)に移行すると、両カム部 材21、22間の相対捩れに伴って、空間26のボー ル25が両球面状凹部23、24の凹面に沿って転動 し、それに伴って、両カム部材21、22間の距� �が図6(B)の矢印方向28に増大される。これに� �って、相反する方向のアーマチュア側摩擦� �のロータ側摩擦板に対する押し付け力が増� �されることになる。このとき、上記両カム� �材21、22間の相対捩れによりばね27は圧縮さ� �るが、動力伝達遮断時にはこの圧縮された� �ね27の弾性復元力によって、両カム部材21、2 2間の相対位置関係は元の位置関係に自然に� �される。

 図7に示す形態では、互いに相対捩れが可 能な、一方のアーマチュア側摩擦板側に配置 された、あるいは、一方のアーマチュア側摩 擦板自体を一体に形成した、一方のカム部材 31と、他方のアーマチュア側摩擦板側に配置� ��れた、あるいは、他方のアーマチュア側摩� ��板自体を一体に形成した、他方のカム部材3 2との間に、互いに係合、摺接し合うテーパ� �33、34によるカム機構35が形成され、両カム� �材31、32間の相対捩れおよびその弾性復元を� ��能にする圧縮ばね36を介装した構造とされ� �いる。このような構造においても、図7(A)に� ��す静止状態(動力遮断状態)から、図7(B)に示� ��動作状態(動力伝達状態)に移行すると、両� �ム部材21、22間の相対捩れに伴って、カム機� ��35が両カム部材21、22間の距離を図7(B)の矢印 方向37に増大する方向に作用し、それによっ� ��、相反する方向のアーマチュア側摩擦板の� ��ータ側摩擦板に対する押し付け力が増幅さ� ��ることになる。このとき、上記両カム部材3 1、32間の相対捩れによりばね36は圧縮される� ��、動力伝達遮断時にはこの圧縮されたばね3 6の弾性復元力によって、両カム部材31、32間� ��相対位置関係は元の位置関係に自然に戻さ� ��ることになる。