JPH0320121A - 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
よって軸方向に移動可能なアーマチュアとから構或され
ている（実公昭５１−１４９９８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け使用された場合には、コンブ
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移動可能なアーマチュアを有
するノ＼ブとによって構或され、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ブレッサに
伝えるようにする。上記のような構或の電磁クラッチに
おいては、もっぱ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
一アに取り付けたピンとり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威した電磁クラ
ッチを開発した（特願昭６３−１７１９４５号参照）。

この先願技術ではアーマチュアにはロータ側摩擦面から
離間する方向にばね付勢されたピンを設け、前記ロータ
摩擦面には前記ピンに対応するピン穴を設け、前記励磁
コイルの作動時にアーマチュアと共に前記ピンがロータ
摩擦面に吸着され前記ピン穴に嵌合して回転力を伝達す
るようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記先願のクラッチは通常の軽負荷での起動時には円滑
に作動するが、例えば圧縮機が液圧縮状態になっている
ような起動トルクの大きい状態でクラッチを作動させた
場合、アーマチネアとロータ間の摩擦係合による力を上
回るトルクが作用するため、アーマチュアとロータ間の
スリップが継続し、前記ピンのロータの摺動面に対する
摺動速度が大きくなり、前記ピン穴との係合の際ピン穴
入口部側壁に激しく衝突することがあり、このためロー
タのピン摺動面やピン穴入口部側壁に大きな摩耗を生じ
、クラッチの寿命を縮める傾向がある。

本発明は、上記の点に鑑み、ピンとピン穴とを用いる型
の電磁クラッチにおいて、ロータのピン穴入口部と摺動
面の摩耗を防止した耐久性の高い電磁クラッチを提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、本発明は前記先願発明の電磁クラッチにおいて耐
摩耗性のリング状摺動板を前記ロータ摩擦面とアーマチ
ュア摩擦面との間に配置し、該リング状摺動板には、内
径部が前記ピンと嵌合し、外径部が前記ピン穴と密に嵌
合するスリーブを一体に形成し、前記ピンは上記リング
状摺動板上を摺動しながら前記スリーブに嵌合すること
を特徴とする。

〔作　用〕

上述のように、ピン穴に嵌合するスリーブを有する摺動
板をロータ摩擦面上のピンとの摺動部に装着することに
より、クラッチ作動時にピンは摺動板上を滑動し、ピン
穴に嵌装されたスリーブと係合する。前記摺動板とスリ
ーブは耐摩耗性の高い材料で作られているため、高負荷
時にクラッチを作動させてもピンとの摺動により摺動板
は摩耗せず、又、スリーブにピンが衝撃的に係合する場
合もスリーブ入口部に摩耗が生じない。更に、摺動板上
のスリーブ入口部ピン進入側に突起部を形成すれば、ロ
ータとアーマチュアの回転数の差が大きく、ピンの摺動
速度が大きい場合は、ピンが突起部によりはね上げられ
てスリーブ入口部を飛び越してしまうため、ロータとア
ーマチュアの回転数の差が一定値以下にならないとピン
とスリーブが係合せず、ピンとの衝突によるスリーブ入
口部の摩耗が完全に防止される。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による電磁クラッチの第１の実施例の正
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線による断面図である。

図において２１０は圧縮機２００のハウジング、．２２
０は回転軸である。１２０は、軟鋼等の磁性体で作られ
たステータハウジングであり、その内部には励磁コイル
１２１がエポキシ樹脂１２２により埋設されている。そ
して、この励磁コイル１２１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１２０には、取り付けフランジ１２３が溶接等によっ
て接合してあり、この取付７ランジ１２３を介してサー
クリップ１２４によりステータハウジング１２０が圧縮
機２００のハウジング２１０に固定されている。１１０
はブーリ１１１を一体に形戊してある軟鋼等の磁性材で
作られたロータで、軸受１６０を介して圧縮機２００の
ハウジング２１０に回転自在に装着されている。軸受１
６０の外輪１６１はロータ１１０に圧入にて固定され、
内輪１６２は圧縮機２００のハウジング２１０と一体形
威された円筒状のボス２１１に嵌合され、サークリップ
１６３によりボス２１１に固定されている。

ロータ１１０の摩擦面１１２には、後述のピン１４２が
係合する複数のピン穴１１３が設けられており、回転時
にピンと接触する部分には第３図に示すリング状の摺動
板１５０が装着されている。摺動板１５０は、炭素工具
鋼等の耐摩耗性を有する材料の平板からプレス加工によ
ってリング状に打ち抜き、円周上に複数個〈第３図では
３個〉のスリーブ１５１を前記ロータ摩擦面のピン穴１
１３に対応する位置に打ち出し加工によって形或し、埠
宜な熱処理を施した部材である。第４図は第３図Ｂ−Ｂ
線に沿った断面図で、上記スリーブ１５１を示す。一上
記スリーブ内径は前記ピン１４２の外径に対して１〜３
市程度の余裕を持たせてあり、外径は前記ロータ摩擦面
のピン穴１１３に圧入するのに適当な寸法となっている
。この摺動板１５０は第２図に示すようにスリーブ１５
１を前記ピン穴１１３に圧入し、摺動面１５３がピン１
４２と対向するようにロータ摩擦面に固定してあり、摺
動面１５３はロータ１１０の摩擦面１１２より０．　１
〜０．　３　ｆｆｉｍ程度低くなるようにされている。

（第２図Ｇ寸法） 摺動板を取付けた状態のロータ正面図（第２図矢視Ｄ）
を第５図に示す。

また、上記ロータ摩擦面１１２とは０．３〜ｌＩＩＩＩ
Ｉ１程度の微少間隙を介して、軟鋼等の磁性材料から戒
る環状のアーマチュア１３２がロータに対向配置されて
いる。前記圧縮機２００の回転軸２２０には、スプライ
ン２２１を介して一体回転可能にハブ１３１が取着され
ており、このハブ１３１には前記アーマチュア１３２が
、前記ロータ摩擦面１１２から離間させる方向に付勢す
る複数の板ばね１３３を介してリベット１３４，　１３
５により取着されている。アーマチュア１３２には、ガ
イド穴１３６が設けられ、オーステナイト系ステンレス
鋼等の非磁性材で作られたピン１４２が嵌合されており
、また、ピン１４２には、軟鋼等の磁性材から戒る吸着
部１４０が圧入等によって接合されている。ピン１４２
はア７マチュア１３２から離れる方向に付勢するコイル
状のスプリング１４３によってストッパ１４１に押付け
られており、ストッパ１４１はアルミニウム等の非磁性
材で作られ、アーマチスア１３２に複数のボルト１３７
で固定されている。

このように構或された電磁クラッチにおいて、圧縮機２
００の起動時には励磁コイル１２１に通電されると磁束
は第２図の破線ｉで示されるように生じ、アーマチュア
１３２は即座にロータ１１０に吸引される力が加えられ
る。これにより板ばね１３３が弾性的にたわみアーマチ
ュア１３２は軸方向に移動してロータ１１０のロータ摩
擦面１１２に吸引密着し、摩擦係合する。通常の起動で
は、励磁コイル１２１の通電からアーマチ冫ア１３２の
ロータ摩擦面との摩擦係合完了までに要する時間は２０
〜４Ｑｍｓ程度である。

上記のアーマチコア１３２とロータ１１０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１４０を流れる磁束が増大し、ピ
ン１４２を保持するスプリング１４３のばね付勢力を上
まわる吸引力が働き、ピン１３６の先端が摺動板１５０
に当接される。この作動は、励磁コイル１２１への通電
から４０〜７Ｑ＋ｎｓ遅れるように、スプリング１４３
の抗力が設定してある。ここで、圧縮機２００の負荷が
増加して、アーマチュア１３２とローラ１１０の摩擦面
の摩擦力を上回るとアーマチュア１３２とロータ１１０
が相対的にすべりを生じ摺動板１５０のスリーブ１５１
　とピン１４２の位置が合致して、ピン１４２はピン吸
着部１４０に作用する吸引力によりスリーブ１５１に嵌
合する。本実施例では、ピン１４２の外径を５ｍ，スリ
ーブ１５１の内径を８ａｌＩ１とし、ピン吸着部１４０
の吸引力を０．３〜０．　６　ｋｇとしてあり、アーマ
チュア１３２とロータ１１０の相対速度が１ｏｏｏｒｐ
ｍ程度までピン１４２とスリーブ１５１が嵌合可能とな
っているが、通常は嵌合時の相対速度は数ｒｐｍから１
０Ｏｒｐｍ程度であり上記ピンの嵌合はほとんどショッ
クなしに行なわれる。

また、圧縮機２００の負荷変動は、アーマチェア１３２
とロータ１１０の摩擦連結能力以下のため、ピン１４２
の外径とピン穴１５２の内径の差は前述のように１〜３
ｍｍ程度としてあるが、圧縮機の負荷変動によりピン１
４２がスリーブ１５１内で振動して、スリーブ１５１の
側壁に衝突して、異音が発生することはなく大きな負荷
トルクを伝達することができる。

さらに、液圧縮起動や高速起動時には、前述の摩擦連結
時間がピン１４２の作動時間を超える条件では、アーマ
チュア１３２とロータ１１０との相対速度は前記摩擦係
合により減少しているものの５０ｏｒｐｍ以上の場合も
ありピン嵌合時に多少のショックが発生するが、このよ
うな起動の頻度も少なく、問題となるレベルではない。

またこのような状態においてもロータ摩擦面１１２及び
ピン穴１１３人口及び側壁部は摺動板１５０の高硬度の
摺動面１５３、スリーブ１５０によって保護されており
摩耗が生じるおそれはない。

第６図及び第７図は本発明の第２の実施例に用いる摺動
板の形状を示す部分図で、第７図は第６図Ｃ−Ｃ線によ
る断面図である。

本実施例においては摺動板１５０のスリーブ１５１人口
部は前記ピン１４２と係合する際ピン１４２が進入して
来る側の摺動面１５３をプレス加工で折曲げて突起１５
４を形威してある。

クラッチの作動時、負荷が大きく前記アーマチュア１３
２とロータ１１０との相対速度が大きい場合、ピン１４
２は摺動面１５３上を大きな摺動速度で滑るため、前記
突起部１５４を通過する際に上方に跳ね上げられスリー
ブ１５１を飛び越えてしまいスリーブ１５１と係合しな
い。このため相対速度が大きい時の衝撃的な嵌合が防止
され、アーマチュア１３２とロータ１１０の摩擦係合に
よって相対速度が充分に小さくなってからピン１４２と
スリーブ１５１が係合するようになり、ピン嵌合時の衝
撃と、それによるスリーブ１５１人口部の摩耗は、完全
に防止できる。

本実施例では、ピン１４２と摺勤面１５３とは従来より
も長い間摺動する可能性があるが、摺動板１５０は第１
の実施例と同様に炭素工具鋼等の耐摩耗性材料で作られ
ているため摺動面１５３の摩耗の心配はない。

振動板１５０の突起部の高さ（第７図Ｈ寸法〉は本実施
例ではロータ１１０の前記摩擦面と略同一の高さとなる
よう０．１〜０．　３　ｍｍ程度にされている。

また、本実施例ではスリーブ入口のピン１４２が進入し
て来る側のみに突起を形或しているが、加工有利なよう
に、スリーブ入口部全周に突起を形或しても効果は変わ
らない。

〔発明の効果〕

本発明は、上述のように、クラッチ作動時にピンと摺動
する部分に耐摩耗性の摺動板を設けたことによりピンと
の摺動、衝突によるロータ摩擦面及びピン穴入口部の摩
耗を防ぎクラッチの耐久性を向上させその寿命を延長す
る効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁クラッチの実施例の正面図、 第２図は第１図の■−■線による断面図、第３図は第１
図の実施例に使用する摺動板の正面図 状態を示す第２図の矢視Ｄによる図、 第６図は本発明の第２の実施例の摺動板の部分図、第７
図は第６図の■一■線に沿った断面図である。 １１０・・・口．一タ、　　　　１１２・・・摩擦面、
１１３・・・ピン穴、１２１・・・励磁コイル、１３２
・・・アーマチュア、１３３・・・板ばね、１４２・・
・ピン、１４５・・・ガイド穴、１５０・・・摺動板、
　　　１５１・・・スリーブ、１５４・・・突起。 第 ２ 図 １２１・・・励磁コイル １５０・・・摺動板 １４０・・・吸着部 １５３・・・摺動面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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力
   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間する方向に付勢されたピ
   ンを取付け、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ピンとピン
   穴とを嵌合させることにより前記回転力の伝達を行う電
   磁クラッチにおいて、 耐摩耗性のリング状摺動板を前記ロータ摩擦面とアーマ
   チュア摩擦面との間に配置し、該リング状摺動板には、
   内径部が前記ピンと嵌合し、外径部が前記ピン穴と密に
   嵌合するスリーブを一体に形成し、前記ピンは上記リン
   グ状摺動板上を摺動しながら前記スリーブに嵌合するこ
   とを特徴とする電磁クラッチ。 ２、前記摺動板上の前記ピンとの摺動面上の前記スリー
   ブ入口周囲部分には、少くとも前記ピンとの係合時に前
   記ピンが進入して来る側に突起部を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の電磁クラッチ。