JPH02154815A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、駆動装置と被駆動装置との間に配設され、こ
の駆動装置から被駆動装置への回転の伝達を断続するよ
うにした、例えば車両用空気調和装置に用いる圧縮機等
に好適な電磁クラッチに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、一般の乾式単板式電磁クラッチは、磁力を発生す
るステータと、駆動源からの回転力により回転されるよ
うベアリングで支持されたロータと、ステータの磁力に
よって軸方向に摺動可能なアーマチュアとから構成され
ている（実公昭５ｌ−１４（１９８号公報参照）。

このような構造の電磁クラッチが、例えば車両用空気調
和装置の圧縮機に取り付は使用された場合には、コンプ
レッサに取り付けられた磁力を発生するステータと、コ
ンプレッサにベアリングを介して回転自在に取り付けら
れたロータと、コンプレッサに取り付けられたステータ
の磁力によって軸方向に摺動可能なアーマチュアを有す
るハブとによって構成され、ロータの摩擦面と対向して
設けられたアーマチュアの摩擦面がステータによって発
生された磁力によってロータに吸引され、駆動装置から
伝えられたトルクを被駆動側であるコンプレッサに伝え
るようにする。上言己のような構成の電磁クラッチにお
いては、もっばらロータとアーマチュアとの間の摩擦力
によって回転力を伝達しているが、この摩擦力には限度
があるため高トルクを発生させるのが困難であった。

本出願人はこの問題を解決するため、さきに、アーマチ
ュアに取り付けたピンとロータに設けたピン穴とを被駆
動体への回転伝達時に係合させるよう構成した電磁クラ
ッチを開発した（特願昭６３−１７１９４５号参照）。

このピンを用いた電磁クラッチは、第１５図ないし第１
７ｒ！Ａに示すように、励磁コイル２を有するステータ
１と、駆動源からの回転力により回転されるとともに一
側に摩擦面を有するロータ３と、このロータの摩擦面に
対向する摩擦面を有し前記ロータとの間に所定の間隙を
おいて回転軸１０３に軸方向に移動自在に取り付けられ
たアーマチュア４とを具備し、前記励磁コイルの作動に
より前記アーマチュア４の摩擦面を前記ロータ３の摩擦
面に接触させて前記ロータ３の回転を前記回転軸１０３
に伝達するようにした電磁クラッチにおいて、前記アー
マチュア４には前記ロータの摩擦面から離れるように付
勢されたピン９を取り付け、前記ロータ３の摩擦面には
、前記ピンに対応するピン穴３ｅを設け、前記励磁コイ
ルの作動時に前記ピン９が前記ピン穴３ｅに嵌合するよ
うになっている。

またアーマチュア４には第１７図に示すように、磁気遮
断用長穴４ａとピン９が貫通するピン穴４ｂとが設けら
れこれら磁気遮断用長穴４ａとピン穴４ｂとはアーマチ
ュア４の同一円周上に並んで配設されピン穴４ｂは磁気
遮断用長穴４ａの間に位置している。

さらに、前記ピン９をクラッチの非作動時に口＝り３か
ら離間させるため、ピン吸着部９ａとアーマチュア４と
の間にこのピン穴４ｂと同心に保持用スプリング１１を
設けている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の特願昭６３−１７１９４５号の電磁クラッチにお
いては、アーマチュア４にピン穴４ｂを形成するために
は、第１７図に示すように磁気遮断穴４ａとの間にブリ
ッジ部４ｄを設ける必要があるが、このブリッジ部４ｄ
の存在によりここを磁束が通るためピン吸着部９ａを流
れる磁束が減少し、そのため磁気遮断穴４ａを設けた効
果を減殺させるという問題がある。

またクラッチの作動時にはピン吸着部９ａとアーマチュ
ア４とが密着するため、この間に設けられたスプリング
１１を収納するスペースが必要であり、そのためこのス
ペースをアーマチュア４とピン吸着部９ａとの双方に設
けている（第１６図参照）ので、ピン吸着部９ａの磁極
面積が減少し、これを補うためにはピン吸着部９ａやア
ーマチュア４を大きくしなければならず、またスペース
形成のための加工により製造コストが増大するという問
題がある。

さらに、アーマチュアに設けるピン９を１個とした場合
にはアーマチュア４のアンバランス量が増大し、そのた
めピン９の１８００離れたｉ向にバランサを必要とし、
これがまた重量の増大及びコストの増大を招来すること
になる。

本発明は上記の点に鑑み、磁気遮断穴の効果を減殺させ
ずピンの吸引力及び作動性を向上し、またピンを付勢す
るスプリングのための特別のスペースを要せず、小型化
及びコスト低減の図れる電磁クラッチを提供しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記の磁気遮断穴の効果を減殺させな
いという課題は、励磁コイルを有するステータと、駆動
源からの回転力により回転されるとともに一側に摩擦面
を有するロータと、このロータの摩擦面に対向する摩擦
面を有し前記ロータとの間に所定の間隙をおいて回転軸
にその軸方向に移動自在に取り付けられたアーマチュア
とを具備し、前記励磁コイルの作動により前記アーマチ
ュアの摩擦面を前記ロータの摩擦面に接触させて前記ロ
ータの回転を前記回転軸に伝達するようにし、前記アー
マチュアには前記ロータの摩擦面から離れるように付勢
されたピンを取り付け、前記ロータの摩擦面には前記ピ
ンに対応するピン穴を設け、前記励磁コイルの作動時に
前記ピンが前記ピン穴に嵌合するようにし、前記ロータ
からの回転力が前記ピンを介して前記回転軸に伝達され
るようにした電磁クラッチにおいて、前記アーマチュア
には磁気遮断穴と前記ピンが貫通するピン穴とを設け、
該ピン穴を前記磁気遮断穴に対し前記アーマチュアの半
径方向に偏倚させることによって、解決される。

また、ピンを付勢するスプリングのための特別のスペー
スを要しないようにするという課題は、上記構成に加え
てこの付勢スプリングを前記磁気遮断穴に内蔵させるこ
とによって解決される。

さらにまた、電磁クラッチの小型化及びコスト低減を可
能とするいう課題は上記構成に加えてさらに、アーマチ
ュアを回転軸に連結するハブに、前記ピンに対応する個
所に切欠きを設けることによって解決されるものとなる
。

〔作　用〕

本発明によれば、半径方向に偏倚して配設されたアーマ
チュアの磁気遮断穴の間にはブリッジ部が存在しないの
で、このブリッジによる磁束の漏洩がなくなりそのため
磁気遮断穴の効果を減殺することが回避されピンには効
果的に磁束が通り、その吸引力及び作動性を向上させる
。さらに磁気遮断穴の両端部近傍に長大を設ければその
効果は一層向上する。

また、ピンの付勢スプリングを前記磁気遮断穴に内蔵さ
せることにより、アーマチュアやピンにこのスプリング
のための特別のスペースが不要となり、アーマチュア等
の大型化を回避することができる。

さらにまた、ハブには前記ピンに対応する個所に切欠き
を設けることにより、その分だけ重量を減少できるので
、ピンを１つだけ設けたものにあってもこのピンのため
のバランサを必要とせず、これが電磁クラッチの小型化
、コスト低減を可能とする。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照して以下に説明する
。

第１図及び第２図を参照すると、１００は圧縮機のハウ
ジング、１０３は圧縮機の回転軸である。１は磁性体製
のステータハウジングでありその内部には励磁コイル２
がエポキシ樹脂２ｏにより埋設されている。そして、こ
の励磁コイル２は図示しないリード線により外部電源と
接続されている。

またステータハウジング１には取り付はフランジ１ａが
接合してあり、この取り付はフランジ１ａを介してサー
クリップ１０１によりステータハウジング１が圧縮機の
ハウジング１００に固定されている。３はプーリ３ａを
一体に形成しである磁性体のロータで、軸受７を介して
圧縮機ハウジング１００に回転自在に装着されている。

軸受７の外輪７ａはロータ３に圧入にて固定され、内輪
７ｂは圧縮機ハウジング１００に嵌合され、サークリッ
プ１０２によりハウジング１００に固定されている。ロ
ータ３の摩擦面３ｂには磁気遮断を特徴とする特許３ｃ
、３ｄと、ピン（後述する）のはいる穴３ｅと、ピン案
内のための平面部３ｆと磁束密度調整用の凹部３ｇ（第
３図）が設けられている。

このロータ摩擦面３ｂと微小間隙を介してアーマチュア
４が対向配置されている。アーマチュア４は、磁性体か
ら成り、環状に形成されており、複数のリベット５でア
ーマチュア４に固着されたばね手段である複数の板ばね
６を介して、圧縮機の回転軸１０３にボルト１０４によ
り連結しである７％ブ１７と、複数のリベット８により
固着されている。アーマチュア４には、第４ａ図に示す
ように、磁気遮断用長穴４ａと、長穴４ａの中心線から
アーマチュアの半径方向外側に偏倚した位置に丸穴４ｂ
が設けである。なお、この丸穴４ｂは長穴４ａに必らず
しも連通させる必要はなく、第４ｂ図に示すように丸穴
４ｂは長穴４ａから半径方向に完全離間した穴としても
差支えない。

この丸穴４ｂにはピン９が嵌合される。ピン９は、第７
図、第８図に示すように、高磁性体から成る吸着部９ａ
と非磁性体から成るピン本体９ｂから成り、お互いは圧
入にて接合されている。

磁気遮断長穴４ａの両端近傍には、アーマチュア４のほ
ぼ内外径にわたるアーマチュア長大４ｃが設けである。

ピン９は、ストッパ１０とピン９をロータ３から離れる
方向に付勢するスプリング１１とによって定位置に保持
されている。

スプリング１１は、第６図、第９図、第１０図に示すよ
うに、波形状の板ばねであり、磁気遮断長穴４ａの長辺
部にスプリング１１の両端近傍を当接させ、ピン吸着部
９ａに設けたスプリング保持溝９Ｃ（第７図、第８図）
にスプリング１１の中央部を当接させている。さらにス
プリング１１とピン９の位置づれを防止するため、スプ
リング１１に切欠き１１ａ（第９図）を設はピン本体９
ｂと当接させている。

ストッパ１０は、非磁性体から成り、アーマチュア４と
設けたねじ穴に螺合され固定されている。

ハブ１７には、ピン吸着部９ａと同位相の位置にハブ切
欠き１７ａが設けである。

圧縮機の起動時には励磁コイル２に通電されると磁束は
第２図破線ｉで示すように生じ、アーマチュア４は即座
にロータ３に吸引される力が加えられる。これにより板
ばね６が弾性的にたわみアーマチュア４は軸方向に移動
してロータ３のロータ摩擦面３ｂに吸引密着する。

このアーマチュア４とロータ３の密着により、磁気回路
の抵抗は低下しさらに磁束量は増加する。

これにより、ピン吸着部９ａを流れる磁束が増大し、ピ
ン９を保持するスプリング１１のばね付勢力を上まわる
吸引力が働く。

ここで、アーマチュア４のピン穴４ｂとロータのピン穴
３ｅの位置が一致しない場合、ピン本体９ｂの先端がロ
ータ３の案内平面部３ｆと当接し、ピン９はアーマチュ
ア４と密着しない。さらに回転が進行し、アーマチュア
側のピン穴４ｂとロータ側のピン穴３ｅが一致した時、
ピン本体９ｂはピン穴３ｅに嵌合し、ピン９はアーマチ
ュア４と密着する。

そして図示しない自動車エンジンによりベルトを介して
駆動されているロータ３から伝えられる駆動力は、ロー
タピン穴３ｅ、ピン本体９ｂ１アーマチコア４、板ばね
６、ハブ１７を介して圧縮機シャフト１０３　に伝えら
れる。

圧縮機の作動を止める時には、励磁コイル２への通電を
やめ、磁束を消失させる。これにより、ピン９はアーマ
チュア４からスプリング１１の復帰力により離間される
とともにアーマチュア４がロータ３から離間し駆動力は
伝達されなくなる。

ここで、アーマチュア４とロータ３との間のギャップは
、作動性、耐振性を考慮した最小限の値とし０．５ｕ程
度である。これに対し、アーマチュア４とピン９との間
のギャップは、作動後のピンとロータ３の許容面圧から
決定し、２ｍｍ程度とする。またばね力は、それぞれの
耐振性、作動性から決定し、アーマチュア４を保持する
板ばね６のばね定数は１０ｋｇ／ｍｍ程度、ピン９を保
持するスプリング１１のばね定数は０．３ｋｇ／ｍｍ程
度である。

上記の構成からなる電磁クラッチにおいて、アーマチュ
ア４に設けた磁気遮断長穴４ａとピン穴４ｂとの位置関
係は、ピン穴４ｂが磁気遮断長穴４ａに対しアーマチュ
アの半径方向に偏倚して配置されているため、従来のア
ーマチュアのように磁気遮断長穴４ａ間にブリッジ部が
なく、そのためこのブリッジを磁束が通りピン吸着部９
ａを流れる磁束が減少するという現象が生ぜず、ピン吸
着部９ａには多量の磁束が通りピン９の吸引力と作動性
を向上させるものとなる。また磁気遮断長穴４ａの両端
近傍にはアーマチュア４のほぼ外周に至るアーマチュア
長大４ｃが設けであるため、さらに磁気遮断効果は増大
し、ピン９の吸引力及び作動性はさらに向上する。

また、ピン９を付勢するスプリング１１は磁気遮断長穴
４ａを利用してここに内蔵されているため、従来のよう
にアーマチュア４やピン吸着部９ａに必要であったスプ
リング収納用のスペースが不要となりそのためアーマチ
ュア４やピン吸着部９ａを大型にすることが避けられま
たスペース形成のための加工も要せず、これがまたコス
トの低減につながるものとなる。

さらにまた、ハブ１７にはピン９の対応個所に切欠き１
７ａが設けであるので、ピン９を１つだけ備えたような
電磁クラッチにおいても、この切欠き１７Ｈの分だけ重
量が減少することにより、ピン９を備えたことによるア
ンバランスを補正することができ、またハブ１７とピン
吸着部９ａとの隙間を拡げ、ピン吸着部９ａとハブ１７
との間の磁気抵抗を増大させ、ピン９の吸引力及び作動
性を向上させることができる。なお、この効果は、磁気
遮断穴４ａの両端近傍にアーマチュア長大４ｃが設けで
あることにより、さらに大きくなる。

第１１図は本発明の第２実施例を示し、本実施例では、
磁気遮断長穴４ａとその両端に設けたアーマチュア穴４
ｃとが連通しており、アーマチュア穴４Ｃを設けた効果
をさらに増大している。

第１２図は本発明の第３実施例を示し、アーマチュア穴
４Ｃがスリット状を呈し、アーマチュア４の内径側に開
口している。このように構成することによっても前記第
２実施例と同様の効果を奏する。

第１３図は本発明の第４実施例を示し、磁気遮断長穴４
ａを非直線状としている。磁気遮断長穴４ａは直線状に
限らず、本例のようにわん曲状とすることもできる。

第１４図は本発明の第５実施例を示す。本実施例ではピ
ン穴４ｂを磁気遮断長穴４ａの内径側に設け、ピン穴４
ｂとアーマチュア穴４Ｃとを共に磁気遮断長穴４ａに連
通させている。本実施例によっても上記各実施例と同様
の効果を奏することは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明は以上のような構成、作用を有するものであるか
ら、アーマチュアに設けた磁気遮断穴の間にブリッジが
ないことにより、この磁気遮断穴による磁気抵抗力が減
殺されることがなくなり、ピンの吸引力及び作動性が向
上する。

またピンを付勢するスプリングは磁気遮断穴に内蔵させ
ているから、アーマチュアやピンにこのスプリングのた
めのスペースを必要とせず、そのためアーマチュアやピ
ンの大型化を避けることができ、またスペースを形成す
るための加工も必要でなく製造コストを低減することも
できる。

さらにまた、ハブのピン対応個所に切欠きを形成するこ
とによりこの部分の重量が軽減され、そのためピンを備
えたことから生じるアンバランスを、バランサ等を設け
ることなく容易に補正することができる。またこの切欠
き部のためハブとピンとの隙間が広がり、ピンとハブと
の間の磁気抵抗が増大し、これがまたピンの吸引力、作
動性を向上させるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の正面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ線による断面図、第３図は第２図の矢示Ｂから
見たロータの正面図、 第４ａ図は第２図の矢示Ｃから見たアーマチュアの正面
図、第４ｂ図は第４ａ図のアーマチュアの変形例の正面
図、 第５図はピン装着部の詳細を示すアーマチュアの部分拡
大正面図、 第６図は第５図のＤ−Ｄ線による断面図、第７図は同上
実施例におけるピンの拡大正面図、第８図は同上平面図
、 第９図は同上実施例におけるピン付勢スプリングの拡大
正面図、 第１０図は同上平面図、 第１１図は本発明の第２実施例におけるアーマチュアの
正面図、 第１２図は本発明の第３実施例を示すアーマチュアの正
面図、 第１３図は本発明の第４実施例を示すアーマチュアの正
面図、 第１４図は本発明の第５実施例を示すアーマチュアの正
面図、 第１５図は従来のピンを備えた電磁クラッチの正面図、 第１６図は第１５図のＥ−Ｅ線による断面図、第１７図
は同上電磁クラッチにおけるアーマチュアの正面図であ
る。 １・・・ステータハウジング、２・・・励磁コイル、３
・・・ロータ、　　　　　　　３ｅ・・・ピン穴、４・
・・アーマチュア、　　　４ａ・・・磁気遮断長穴、４
ｂ・・・ピン穴、 ４Ｃ・・・アーマチュア長穴、４ｄ・・・ブリッジ部、
９・・・ピン、　　　　　　　　９ａ・・・ピン吸着部
、１１・・・スプリング、　　　　１７・・・ハブ、１
７ａ・・・ハブ切欠き部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．　励磁コイルを有するステータと、駆動源からの回
   転力により回転されるとともに一側に摩擦面を有するロ
   ータと、このロータの摩擦面に対向する摩擦面を有し前
   記ロータとの間に所定の間隙をおいて回転軸にその軸方
   向に移動自在に取り付けられたアーマチュアとを具備し
   、前記励磁コイルの作動により前記アーマチュアの摩擦
   面を前記ロータの摩擦面に接触させて前記ロータの回転
   を前記回転軸に伝達するようにし、前記アーマチュアに
   は前記ロータの摩擦面から離れるように付勢されたピン
   を取り付け、前記ロータの摩擦面には前記ピンに対応す
   るピン穴を設け、前記励磁コイルの作動時に前記ピンが
   前記ピン穴に嵌合するようにし、前記ロータからの回転
   力が前記ピンを介して前記回転軸に伝達されるようにし
   た電磁クラッチにおいて、前記アーマチュアには磁気遮
   断穴と前記ピンが貫通するピン穴とを設け、該ピン穴を
   前記磁気遮断穴に対し前記アーマチュアの半径方向に偏
   倚させたことを特徴とする電磁クラッチ。
2. ２．　前記ピンを前記ロータから離間するよう付勢する
   スプリングを設け、該スプリングを前記磁気遮断穴に内
   蔵させたことを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッ
   チ。
3. ３．　前記磁気遮断穴の両端に接し又はその近傍に前記
   アーマチュアの半径方向に延在する長穴を設けたことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の電磁クラッチ。
4. ４．　前記アーマチュアを前記回転軸にハブを介して連
   結し、該ハブには前記ピンに対応する個所に切欠きを設
   けることを特徴とする請求項１から３のうちの１に記載
   の電磁クラッチ。