JPH02304221A - 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、回転動力の伝達および遮断を行う電磁クラッ
チに関する。

［従来の技術１ 従来より、車両用冷凍サイクルの冷媒圧縮機に装着され
る電磁クラッチでは、冷媒圧縮機の駆動時に、冷媒圧縮
機の内部に生じる動アンバランスを平衡させる平衡機構
を備えたものがある。

この平衡ｖ１横を備えた電磁クラッチの一例を、第５図
に基づいて簡単に説明する。

円環状を呈する励磁コイル１００の外周には、転がり軸
受１０１を介して回転自在に支持されたクラッチロータ
１０２が配置されている。

クラッチロータ１０２は、軸方向の端面（第５図左端面
）が摩擦面として形成され、外周面にはプーリ１０３が
形成されている。

軸方向にクラッチロータ１０２のｇ！擦面と対向して、
冷媒圧縮機１０４の駆動軸１０５と一体に回転可能に設
けられた吸引板１０６が配置されている。

この吸引板１０６は、板ばね１０７の弾性力によって、
クラッチロータ１０２の摩擦面から遠ざかる方向に付勢
されＣおり、プレートハブ１０８に装着したゴム製のス
トッパ１０９によって、軸方向の位置決めが行われてい
る。

プレートハブ１０８は、冷媒圧縮機１０４の駆動軸１０
５に固定されたインナハブ１１０に組み付けられ、上記
した平衡機構として機能するバランスウェイ）１０８ａ
が設けられている。

バランスウェイト１０８ａは、プレートハブ１０８の外
周の一部を円弧状に拡大して設けられ、平衡機構として
の機能を必要最小限度の重量増加で抑えるため、半径方
向に吸引板１０６とほぼ同じ大きさに設けられている。

励磁コイル１００への通電が行われると、励磁コイル１
００に磁力が発生するため、磁性体である吸引板１０６
が、板ばね１０７の弾性力に抗してクラッチロータ１０
２に吸着される。

その結果、プーリ１０３に伝達されたエンジンの回転動
力が、吸引板１０６を介して冷媒圧縮機１０４の駆動軸
１０５へ伝達される。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したプレートハブ１０８は、強度、コスト、加工性
などを考慮して、５ｐｃｃ　＜冷間圧延鋼板）などの低
炭素鋼板が使用されている。

このため、励磁コイル１００への通電が行われて、クラ
ッチロータ１０２に吸引板１０６が吸着された際に、第
５図にＦ＆線で示す本来の磁気回路の近傍に、磁性体で
あるプレートハブ１０８が存在するため、第５図に一点
鎖線で示すように、プレー１〜ハブ１０８を通る磁気回
路が形成されて、磁束の漏れが発生する。

この結果、本来の磁気回路の磁束量が低下するとともに
、プレートハブ１０８と吸引板１０６との間に吸引力が
生じるため、クラッチの伝達トルクが低下する問題があ
った。

そこで、従来では、励磁コイル１００の磁力を上げる、
クラッチロータ１０２と吸引板１０６との摩擦面積を拡
大する、プレートハブ１０８をステンレスなどの非磁性
体材料で作製する等の技術的対処が行われていた。

しかるに、このような従来技術では、摩擦面積の拡大や
励磁コイル１００の磁力アップに伴って、電磁クラッチ
が大型化する、あるいは非磁性体材料の使用によりコス
トが高くなるなどの課題を有していた。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
は、大型化やコストの」―昇を伴うことなく、伝達トル
クの低下を抑えた電磁クラッチを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、通電されると磁力
を発生する円環状の励磁コイルと、軸受を介して回転自
在に支持され、前記励磁コイルの磁路の一部を形成する
クラッチロータと、軸方向に前記クラッチロータと対向
して配置されるとと・もに１１周方向に磁気遮断長穴を
形成し、前記励磁コイルへの通電によって前記クラッチ
ロータ側へ吸引される吸引板と、前記吸引板の軸方向の
位置決めを行うストッパを設けたプレートハブブとを備
えた電磁クラッチにおい゛（、前記プレートハブは、磁
性体材料より成り、半径方向における前記磁気遮断長穴
とほぼ同じ位置で、周方向に長穴が形成されたことを技
術的手段とする。

［作用］ 上記構成よりなる本発明の電磁クラッチは、励磁コイル
が通電されて磁力が発生することにより、クラッチロー
タに吸引板が吸着される。このとき、クラッチロータと
吸引板とを通る磁気回路の近傍に、磁性体材料より成る
プレートハブが存在するため゛、プレートハブに励磁コ
イルの磁気が作用する。

ところが、プレートハブには、吸引板に形成された磁気
遮断長穴とほぼ同じ位置で、周方向に長大が形成されて
いることから、プレートハブに作用する磁気が長穴で遮
断される。この結果、プレートハブに作用する磁気によ
って漏れる磁束の量を大幅に減少させることができる。

し発明の効果］ 上記作用を有する本発明は、プレー１〜ハブに磁気遮断
用の長穴を形成するのみで、磁束の渥れを減少させるこ
とができるため、プレートハブの材料として、ステンレ
スなどの非磁性体より安価で強度があり、且つ加工性に
帰れた磁性体（例えば低炭素鋼板）を使用することがで
きる。

また、磁束の漏れが減少することから、本来の磁気回路
の磁束量の低重が抑えられ、且つプレートハブと吸引板
との間の吸引力が低減するため、伝達トルクの低下を抑
えることができる。従って、励磁コイルの磁力を上げな
り、クラッチロータと吸引板との摩擦面積を拡大したり
する必要がない。

これらの結果、電磁クラッチの大型化やコストの」−昇
を伴うことなく、伝達トルクの成子を抑えることができ
る。

［実施例］ 次に、本発明の電磁クラッチを１２面に示す一実施例に
基づき説明する。

本実施例は、電磁クラッチ１を車両用冷凍サイクルの冷
媒圧縮機２に装着したものであり、第１図は冷媒圧縮Ｉ
！１２に収り付けられた電磁クラッチ１の正面図、第２
図は電磁クラッチの側面上側断面図を示す。

電磁クラッチ１は、冷媒圧縮？ｆ！２の駆動軸（第２図
参照）　３に装着され、必要に応じて、エンジン（図示
しない）の回転出力を駆動軸３に伝達または遮断するも
のである。

本実施例の電磁クラッチ１は、第２図に示すように、大
別して、励磁コイル４と、この励磁コイル４を支持する
ステータハウジング５およびインナハウジング６と、エ
ンジンの回転出力が伝達されて回転するクラッチロータ
７と、該クラッチロータ７の回転動力を受けて駆動軸３
と一体に回転する回転体８とから構成される。

励磁コイル４は、樹脂製ボビン９の周囲に、絶縁被膜を
施した導電線を巻回した周知なもので、通電されると磁
力を発生する。このｍ５ｒｌｉコイル４は、円環状を呈
するステータハウジング５の外周に、エポキシ樹脂１０
を用いてモールド固定されている。

ステータハウジング５は、鉄などの磁性体材料より成り
、冷媒圧縮機２のハウジング１１に固定されたインナハ
ウジング６の周囲に圧入固定されＣいる。

インナハウジング６は、駆動軸３の外周を覆う筒部６ａ
を有する円環状を呈し、ステータハウジング５と同様に
、鉄などの磁性体材ｆ１より成る。筒部６ａの内周には
、駆動軸３の外周面と摺接するシャフトシール１２が装
着され、冷媒圧縮機２側の潤滑油、あるいは冷媒が漏れ
ないように設けられている。

クラッチロータ７は、励磁コイル４を前方（第２図左側
）より覆う断面コの字形の円環状を呈し、外周面に、多
段式Ｖベルト（図示しない）が掛は渡されるプーリ見が
形成されている。

クラッチロータ７の内周には、インナハウジング６の筒
部６ａの外周に装着された転がり軸受１４の外輪１４ａ
が圧入固定されＣいる。従っＣ、クラッチロータ７は、
転がり軸受１４を介して回転ｒ１在に支持され、多段式
Ｖベルトを介して伝達されたエンジンの回転動力によっ
て回転する。なお、転がり軸受１４の内輪１４ｂは、下
達する螺合部材１５によって筒部６ａに固定される。

このクラッチロータ７は、鉄などの磁性体材料より成り
、前方側く第２図左側面）端面が平滑な摩擦面として設
けられている。また、前方側端面の内周寄りおよび外周
寄りには、はぼ全周にＤｏって磁気遮断長穴１６および
１７が形成されＣいる。

上記した螺合部材１５は、小径部１５ａと大径部１５ｂ
からなる段付き環状体で、小径部１５ａの外周には、イ
ンナハウジング６の筒部６ａの先端内周に形成された雌
ねじ（第２図参照）６ｂに螺合する雄ねじ１５Ｃが形成
されている。

この螺合部材１５は、小径部１５ａの雄ねじ１５Ｃを筒
部６ａの雌ねじ６ｂに螺合してインナハウジング６に固
着した際に、大径部１５ｂの後方側（第２図右側）端面
が、転がり軸受１４の内輪１４ｂ側面に当接して転がり
軸受１４の固定を行う、このとき、大径部１５ｂの外周
面とクラッチロータ７の内周面との問には、微小な間隙
が形成されている。

回転体８は、駆動軸３の端部にボルト１８によって固定
されたインナハブ１９と、３枚の板ばね２０を介してイ
ンナハブ１９に結合された中空円盤状の吸引板２１と、
その吸引板２１の軸方向の位置決めを行うストッパ２２
を設けたプレートハブブ２３などから構成されている。

なお、インナハブ１９と板ばね２０、および板ばね２０
と吸引板２１とは、それぞれリベット２４、およびリベ
ット２５によって固定され”ζいる。

吸引板２１は、クラッチロータ７の摩擦面と対向して配
置され、板ばね２０の弾性力によって、ｍ１面から離れ
る方向へ付勢されている。

この吸引板２１は、鉄などの磁性体材料より成り、クラ
ッチロータ７の摩擦面と対向する後端面が平滑な摩擦面
とされている。また、吸引板２１には、第１図に示すよ
うに、吸引板２１のほぼ全周に亘って、吸引板２１に作
用する磁気を遮断する磁気遮断長穴２６が形成されてい
る。この磁気遮断長大２６は、クラッチロータ７の内周
寄りに形成した磁気遮断長穴１６と外周寄りに形成した
磁気遮断長穴１７とのほぼ中間位置に形成されている。

ストッパ２２は、ゴムなどの弾性材料より成り、圧入に
よってプレートハブ２３に固着されている。

このストッパ２２は、板ばね２０によって付勢された吸
引板２１が当接することで、吸引板２１の位置決めを行
い、励磁コイル４の通電停止時において、吸引板２１の
摩擦面とクラッチロータ７の摩擦面との間隙を約０．５
１−に保つ。

プレートハブ２３は、強度−コスト、加工性の面などか
ら、５ｐｃｃ材（冷間圧延鋼板）などの低炭素鋼板より
成る。このプレートハブ２３には、第１図に示すように
、冷媒圧縮機２の駆動時に、冷媒圧縮機２の内部に生じ
る動アンバランスを平衡させるためのバランスウェイト
２３ａが一体に設けられている。

このプレートハブ２３は、バランスウェイト２３ａを設
けたことによる重量増加を小さく抑えるため、バランス
ウェイト２３ａが、半径方向に吸引板２１とほぼ同じ大
きさに設けられている。

また、このプレートハブ２３には、半径方向において、
吸引板２１に形成された磁気遮断長大２６とほぼ同じ位
置で、周方向に２か所の長穴２７が形成されている。

この長穴２７は、半径方向の開口寸法である長穴２７の
幅が、励磁コイル４の磁気回路を形成する上で、吸引板
２１に形成された磁気遮断長穴２６の幅と同一寸法、も
しくはそれ以上の寸法であることが望ましい。また、加
二［上は、低コストのプレス加工を考慮すると、プレー
トハブ２３の板厚成型、であることが望ましい０反面、
強度上および長穴２７を形成したことによるバランスウ
ェイト２３ａの効果の低減を考慮すると、長穴２７の幅
は狭くする方がよい。

従って、本実施例では、長穴２７の幅は、吸引板２１に
形成された磁気遮断長穴２６の幅とほぼ同一の　−寸法
に設定する。

なお、長穴２７によって区切られるプレートハブ２３の
内周側と外周側とを連結する連結部分２３ｂの幅は、磁
気回路を形成する上では狭い方が良い。

従って、強度上および加工上より、必要最小限の幅に設
定している。

次に上記実施例の作動を簡単に説明する。

励磁コイル４への通電によって発生した磁力により、吸
引板２１が板ばね２０の弾性力に抗してクラッチロータ
７側へ吸引される。この結果、クラッチロータ７の摩擦
面と吸引板２１の摩擦面とが密着して摩擦係合すること
により、プーリ１３を介して伝達されたエンジンの回転
動力が、冷媒圧縮機２の駆動軸３に伝達される。

また、励磁コイル４への通電が停止されると、励磁コイ
ル４の発生していた磁力が消失するため、クラッチロー
タ７側へ吸引されていた吸引板２１が、板ばね２０の弾
性力によってクラッチロータ１より離れ、プレートハブ
２３のストッパ２２に当接する位置まで変位する。

この結果、クラッチロータ７へ伝達されたエンジンの回
転動力は、冷媒圧縮８１２の駆動軸３へ伝達されなくな
る。

上述の作動において、励磁コイル４への通電が行われた
際に、励磁コイル４の周囲には、第２図の破線で示すよ
うな磁気回路が形成されるが、プレートハブ２３が磁性
体である低炭素鋼板によっ°Ｃ作製されているため、プ
レートハブ２３にも、ＦＤｘ磁コイル４の磁気が作用す
ることになる。この場合、プレートハブブ２３に、半径
方向の大きさが吸引板２１とほぼ同じに設けられたバラ
ンスウェイト２３ａを形成したことにより、従来では、
バランスウェイト２３ａを通る磁路が形成されて、本来
の磁気回路の磁束量が低下していたが、本実施例では、
プレートハブ２３に形成した２か所の長穴２７により“
Ｃ、プレートハブ２３に作用する磁気が遮断されるため
、磁束の漏れを大幅に減少させることができる。

この結果、本来の磁気回路の磁束量の低下を抑えること
ができるとともに、プレートハブ２３と吸引板２１との
間に生じていた吸引力を低減することができるため、伝
達トルクの低下を抑えることができる。

このように、本実施例では、伝達トルクの低下を抑える
ために、励磁コイル４の磁力を上げたり、クラッチロー
タ７と吸引板２１との窄擦面積を拡大したりする必要が
なく、また、プレートハブ２３の材料として、ステンレ
スなどの非磁性体より安価で強度があり、且つ加工性に
優れた磁性体（本実施例では低炭素鋼板）を使用するこ
とができる。

このため、電磁クラッチ１の大型化や、コストの上昇を
伴うことなく、伝達トルクの低下を抑えることができる
。

第３図および第４図に本発明の第２実施例を示す、なお
、第３図は電磁クラッチ１の正面図、第４図は電磁クラ
ッチの側面上側断面図を示す。

本実施例では、プレートハブ２３に、補助バランスウェ
イト２８を設けたものである。

補助バランスウェイト２８は、第４図に示すように、プ
レートハブ２３の後方＠（あるいは前方側でも良い）に
スポット溶接などで固設されている。

なお、本実施例において、第３図に示すように、補助バ
ランスウェイト２８の内周縁部が、プレートハブ２３に
形成した長穴２７の位置より中心寄りとなる場合には、
プレー１−ハブ２３の長穴２７と同様に、磁気遮断用の
長穴２９を形成する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例であり、第１
図は電磁クラッチの正面図、第２図は電磁クラッチの側
面上側断面図である。第３図および第４図は本発明の第
２実施例であり、第３図は電磁クラッチの正面図、第４
図は電磁クラッチの側面上側断面図である。第５図は従
来技術を示す電磁クラッチの側面上側断面図である。 図中 １・・・電磁クラッチ　　　４・・・励磁コイル７・・
・クラッチロータ　　１４・・・転がり軸受（軸受）２
１・・・吸引板　　　　　　２２・・・ストッパ２３・
・・プレートハブ　　　２Ｇ・・・磁気遮断長穴２１・
・・長大

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）通電されると磁力を発生する円環状の励磁コ
   イルと、 （ｂ）軸受を介して回転自在に支持され、前記励磁コイ
   ルの磁路の一部を形成するクラッチロータと、 （ｃ）軸方向に前記クラッチロータと対向して配置され
   るとともに、周方向に磁気遮断長穴を形成し、前記励磁
   コイルへの通電によって前記クラッチロータ側へ吸引さ
   れる吸引板と、 （ｄ）前記吸引板の軸方向の位置決めを行うストッパを
   設けたプレートハブと を備えた電磁クラッチにおいて、 前記プレートハブは、磁性体材料より成り、半径方向に
   おける前記磁気遮断長穴とほぼ同じ位置で、周方向に長
   穴が形成されたことを特徴とする電磁クラッチ。