JP2002061675A - 電磁クラッチおよび該電磁クラッチを備えた圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダブルフラックス形のアマチュア板における
磁気短絡を防止し、磁力を有効に利用することでトルク
の伝達効率を向上させることができる電磁クラッチの提
供を目的とする。 【解決手段】 外周リング３４ａの内径側と内周リング
３４ｂの外周側との間にかしめ用リベット５０を複数配
設する。このかしめ用リベット５０をかしめて、外周リ
ング３４ａ及び内周リング３４ｂを一体化する。ここで
使用するかしめ用リベット５０は、非磁性材が好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば車両用空
気調和装置などに用いて好適な電磁クラッチおよびこの
電磁クラッチを備えた圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の電磁クラッチの一例を示す
縦断面図である。この電磁クラッチ１００は車両用空気
調和装置等の圧縮機に備えられ、この圧縮機と図示しな
い駆動源とを機械的に、かつ断続的に接続するものであ
り、圧縮機のフロントケースのノーズ部１０１に配置さ
れている。ノーズ部１０１の外周には、クラッチ軸受１
０２を介して駆動ロータ１０３が回転自在に支持され、
この駆動ロータ１０３にはコイル１０４が内蔵されてい
る。この駆動ロータ１０３に対向するように同一軸線を
有してアマチュア板１０５が配設されている。なお、図
中の符号１０４ａはコイルハウジングである。

【０００３】圧縮機の駆動軸１１２の突出部には、ハブ
１０６がナット１０７により固定されている。このハブ
１０６に接続プレート１０８の一端がリベット１１０に
よって固定され、他端はリベット１０９を介してアマチ
ュア板１０５に固定されている。上記クラッチ軸受１０
２、駆動ロータ１０３、コイル１０４、アマチュア板１
０５、ハブ１０６、接続プレート１０８、リベット１０
９、１１０を主要部材として電磁クラッチ１００が構成
されている。また、駆動ロータ１０３の外周にはベルト
プーリ１１１が設けられ、これに掛け渡された図示しな
いＶベルトを介してエンジン等の駆動源と連結されてい
る。

【０００４】上記構成の電磁クラッチ１００において、
駆動ロータ１０３はエンジン等の駆動源と連結されてい
るので、駆動源の回転中は常時回転している。この状態
でコイル１０４に通電し、コイル１０４が励磁される
と、コイル１０４の磁力によりアマチュア板１０５は駆
動ロータ１０３に吸着される。そして、駆動源の回転ト
ルクは、駆動ロータ１０３、アマチュア板１０５、リベ
ット１０９、接続プレート１０８、リベット１１０、ハ
ブ１０６の順に経て駆動軸１１１に伝達されることにな
る。これにより、圧縮要素の駆動軸１１２が回転させら
れることになる。この状態からコイル１０４への通電を
止めると、アマチュア板１０５は駆動ロータ１０３から
離間し、駆動軸１１２への動力伝達が遮断される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した圧
縮機の電磁クラッチ１００においては、アマチュア板１
０５を外周リングと内周リングとに分割し、磁束漏れを
防ぐことでトルクの伝達効率を向上させるようにしたダ
ブルフラックス形と呼ばれるものがある。しかしなが
ら、このようなダブルフラックス形のアマチュア板にお
いても、両者が一体に回転するには機械的な結合部分が
必要となるため、従来のダブルフラックス形のアマチュ
ア板では、上述した機械的結合部において磁気短絡が生
じるという問題があった。特に、近年においては、省エ
ネルギ等の観点から圧縮機の効率向上が求められてお
り、駆動源の出力を効率よく使用するためにも電磁クラ
ッチにおけるトルク伝達の効率向上が望まれる。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、ダブルフラックス形のアマチュア板における
磁気短絡を防止し、磁力を有効に利用することでトルク
の伝達効率を向上させることができる電磁クラッチおよ
び該電磁クラッチを備えた圧縮機の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では以下の手段を採用した。請求項１に記載
の電磁クラッチは、駆動源に連動するよう接続されてい
るとともに、コイルを内蔵する駆動ロータと、該駆動ロ
ータに対向し、かつ同一回転軸線を有して配置されたア
マチュア板を有するアマチュアとを備え、前記コイルが
電圧を印加されて励磁されたときに該コイルの磁力によ
り、前記駆動ロータの端面と前記アマチュア板とを吸着
あるいは離間させて、前記駆動ロータと前記アマチュア
とを断続的に連動連結すると共に、前記アマチュア板が
外周リングと内周リングとに分割されているダブルフラ
ックス形の電磁クラッチにおいて、前記外周リングの内
径側と前記内周リングの外周側との間にかしめ用リベッ
トを複数配設し、該かしめ用リベットをかしめて前記外
周リング及び前記内周リングを一体化したことを特徴と
するものである。

【０００８】このような電磁クラッチによれば、かしめ
用リベットをかしめるという簡単な作業で外周リング及
び内周リングを確実に一体化することができる。また、
機械的な結合部はかしめ用リベットのみであるため、磁
気短絡を最小限に抑えることができる。

【０００９】請求項１に記載の電磁クラッチにおいて
は、非磁性材のかしめ用リベットを使用するのが好まし
く、これにより、機械的結合部における磁気短絡を防止
することが可能になる。なお、好適な非磁性材として
は、ステンレス、銅、銅合金などがある。また、上記の
ような電磁クラッチにおいては、前記かしめ用リベット
を前記アマチュア板の支持部材と兼用してもよく、これ
によって部品点数の削減が可能となる。

【００１０】請求項４に記載の電磁クラッチは、駆動源
に連動するよう接続されているとともに、コイルを内蔵
する駆動ロータと、該駆動ロータに対向し、かつ同一回
転軸線を有して配置されたアマチュア板を有するアマチ
ュアとを備え、前記コイルが電圧を印加されて励磁され
たときに該コイルの磁力により、前記駆動ロータの端面
と前記アマチュア板とを吸着あるいは離間させて、前記
駆動ロータと前記アマチュアとを断続的に連動連結する
と共に、前記アマチュア板が外周リングと内周リングと
に分割されているダブルフラックス形の電磁クラッチに
おいて、前記外周リング及び前記内周リングを、非透磁
性の非鉄金属を用いて、両リング間に分離壁を設けたダ
イキャストにより一体化したこと特徴とするものであ
る。

【００１１】このような電磁クラッチによれば、非透磁
性の非鉄金属を用いてダイキャストすることで、外周リ
ングと内周リングとの間に非透磁性の非鉄金属による分
離壁を設けて容易に一体化することが可能になる。この
ため、外周リングと内周リングとの間で磁気短絡が生じ
るのを分離壁で防止することができる。なお、好適な非
透磁性の非鉄金属としては、アルミニウムやマグネシウ
ムなどがある。

【００１２】請求項５に記載の圧縮機は、圧縮要素によ
り流体を圧縮する圧縮機において、請求項１ないし請求
項４のいずれかに記載のダブルフラックス形の電磁クラ
ッチを介して、前記駆動ロータに対して機械的に連結さ
れた駆動源の動力が、前記アマチュアに対して機械的に
接続された前記圧縮要素の駆動軸に伝達されることを特
徴とするものであり、アマチュア板における磁気短絡を
抑制または防止することで磁力を有効に利用できるた
め、電磁クラッチのトルク伝達効率を向上させることが
できる。従って、駆動源の動力を有効に利用して、圧縮
機を効率よく運転することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係る圧縮機
の一実施形態を示す縦断面図である。図１に示す圧縮機
において、符号１はハウジングを示し、該ハウジング１
は、カップ状本体２と、これに図示しないボルトによっ
て締結されたフロントケース３とからなる。

【００１４】カップ状本体２内には固定スクロール１１
および旋回スクロール１２からなるスクロール圧縮要素
が配設されている。固定スクロール１１は端板１３とそ
の内面に立設された渦巻状ラップ１４とを備え、この端
板１３はボルト１５によってカップ状本体２に締結され
ている。旋回スクロール１２は端板１６とその内面に立
設された渦巻状ラップ１７とを備えている。旋回スクロ
ール１２と固定スクロール１１とは互いに公転旋回半径
だけ偏心し、かつ１８０度だけ角度をずらせて噛み合わ
されて設けられており、これにより渦巻の中心に対して
ほぼ点対称をなす複数の密閉小室１８ａ，１８ｂが形成
されている。

【００１５】端板１６の外面中央部に突設された円筒状
のボス２０の内部にはドライブブッシュ２１が旋回軸受
２２を介して回転自在に収容され、このドライブブッシ
ュ２１に穿設された偏心孔２３内には駆動軸４の内端に
突設された偏心駆動ピン２４が回転自在に嵌合されてい
る。この駆動軸４は、フロントケース３のノーズ部５を
貫通して外部に突出し、軸受６および７を介してフロン
トケース３に軸支されている。図に示すように、フロン
トケース３のノーズ部５の外周にはクラッチ軸受３１を
介して駆動ロータ３２が回転自在に支持され、この駆動
ロータ３２には、固定部材を介してノーズ部５に固定さ
れたコイル３３が内蔵されている。つまり、駆動ロータ
３２は固定されたコイル３３に対して回転自在となるよ
うに設けられている。そして、この駆動ロータ３２に対
向するように同一軸線を有してアマチュア板３４が配設
されている。なお、図中の符号３３ａは、コイル３３を
格納するコイルハウジングである。

【００１６】圧縮機の駆動軸４の突出部にはハブ３５が
ナット３６により固定されている。このハブ３５に対し
て接続プレート３７の一端がリベット３８によって固定
され、他端はリベット３９を介してアマチュア板３４に
固定されている。上記クラッチ軸受３１、駆動ロータ３
２、コイル３３、アマチュア板３４、ハブ３５、接続プ
レート３７、リベット３８，３９を主要部材として電磁
クラッチ３０が構成されている。また、アマチュア板３
４、ハブ３５、接続プレート３７、リベット３８，３９
によってアマチュアが構成されている。駆動ロータ３２
の外周にはベルトプーリ４０が設けられ、これに掛け渡
された図示しないＶベルトを介してエンジン等の駆動源
と連結されている。

【００１７】上記構成の圧縮機は以下のように作用す
る。駆動ロータ３２はエンジン等の駆動源とＶベルトを
介して連結されているので、エンジン等の駆動源の回転
中は常時回転している。この状態でコイル３３に通電
し、コイル３３が励磁されると、コイル３３の磁力によ
りアマチュア板３４は駆動ロータ３２の端面３２ａに吸
着される。そして、駆動ロータ３２の回転は、アマチュ
ア板３４、リベット３９、接続プレート３７、リベット
３８、ハブ３５の順を経て駆動軸４に伝達されることに
なる。これにより、圧縮機構の駆動軸４が回転させられ
ることになる。この状態からコイル３３への通電を止め
ると、アマチュア板３４は駆動ロータ３２から離間し、
駆動軸４への動力伝達が遮断される。

【００１８】駆動軸４が回転すると、偏心駆動ピン２
４、ドライブブッシュ２１、旋回軸受２２、ボス２０を
介して旋回スクロール１２が駆動され、旋回スクロール
１２は自転阻止機構２５によってその自転を阻止されな
がら円軌道上を公転旋回運動する。各渦巻状ラップ１
４，１７間の線接触部が次第に渦巻の中心に向かって移
動し、これにより、密閉小室１８ａ，１８ｂが容積を減
少しながら、渦巻の中心に向かって移動する。これに伴
って、図示しない吸入口を通って吸入室２６へ流入した
ガスは、渦巻状ラップ１４，１７間の外終端開口部から
密閉小室１８ａ，１８ｂ内に取り込まれて圧縮されなが
ら中心の小室１８ｃに至り、ここから固定スクロール１
１の端板１３に穿設された吐出ポート６１を通り、吐出
弁６２を押し開いて吐出キャビティ６３へ吐出され、そ
こから吐出口６４を経て流出する。

【００１９】次に、上記構成の圧縮機において、本発明
の特徴部分である電磁クラッチについて、第１の実施形
態を図２を参照して説明する。図２は、電磁クラッチを
構成するダブルフラックス形のアマチュア板を示してお
り、（ａ）は摩擦面の反対側から見た平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図で駆動ロータ３２と共に示されて
いる。

【００２０】アマチュア板３４は、磁性体の厚板よりな
る別体の外周リング３４ａおよび内周リング３４ｂがか
しめ用リベット５０により複数箇所（図示の例では３箇
所）でかしめられ、一体化されている。外周リング３４
ａおよび内周リング３４ｂは同じ板厚とし、外周リング
３４ａの内径側に内周リング３４ｂが収まり、両リング
間には隙間５１が形成されている。なお、かしめが完了
した状態のかしめ用リベット５０は、図２（ｂ）に示す
ように、両端の円盤状部分５０ａ，５０ｂが外周リング
３４ａおよび内周リング３４ｂを挟持するようにして一
体化しており、円盤状部分５０ａの周囲には凹部５２が
形成されている。

【００２１】このようなかしめ用リベット５０には、非
磁性材よりなるものを使用するのが好ましい。非磁性材
よりなるかしめ用リベット５０としては、ステンレス
製、銅製、あるいは銅合金製のものが好ましく、このよ
うな非磁性材よりなるかしめ用リベットを使用すること
で、外周リング３４ａと内周リング３４ｂとを機械的に
一体化しているかしめ部分での磁気短絡を防止できる。
すなわち、外周リング３４ａと内周リング３４ｂとは、
隙間５１および非磁性材のかしめ用リベット５０によ
り、磁気的には完全に分離された状態になる。

【００２２】ここで、ダブルフラックス形のアマチュア
板３４を採用した電磁クラッチについて、通電時におけ
る磁気回路を図２（ｂ）に矢印で示して簡単に説明す
る。なお、図２（ｂ）において、３２は駆動ロータ、３
３はコイル、３３ａはコイルハウジングであり、駆動ロ
ータ３２の端面３２ａ側には非磁性体よりなる磁束遮断
部３２ｂが設けられている。

【００２３】コイル３３に通電して形成される磁気回路
は、アマチュア板３４と端面３２ａとの間において、ア
マチュア板３４側の非磁性材よりなるかしめ用リベット
５０および隙間５１と、駆動ロータ３２側の磁束遮断部
３２ｂとの存在により、矢印のように２往復して流れ
る。この結果、アマチュア板３４の外周リング３４ａか
ら内周リング３４ｂへ直接漏れる磁束がなくなり、すな
わち磁束短絡がなくなって、その分端面３２ａ側へ磁力
によりアマチュア板３４を吸着する力が増すので、滑り
のない強固なトルク伝達が可能となる。

【００２４】上記の実施形態ではかしめ用リベット５０
を３箇所に用いていたが、これに限定されることはな
く、たとえばアマチュア板３４の直径、かしめ用リベッ
ト５０の強度など諸条件に応じて適宜設定可能である。
また、かしめ用リベット５０の素材については、磁束短
絡の問題を考慮しなくてよい場合には、すなわち、単に
外周リング３４ａと内周リング３４ｂとを一体化する目
的のみで使用する場合などは、必ずしも非磁性材のもの
を採用する必要はない。そして、上述したかしめ用リベ
ット５０と、図１におけるリベット３９、すなわち接続
プレート３７にアマチュア板３４を固定するリベットと
を兼用して、電磁クラッチの部品点数を低減することも
可能である。

【００２５】さらに、上述したアマチュア板３４につい
ては、これまで説明した厚板に限定されることはなく、
たとえば厚さ０．３〜１．０ｍｍ程度の金属薄板を複数
積層してなる積層体の外周リングおよび内周リングを、
上述したかしめ用リベットで一体化してもよく、この場
合、金属薄板間の微小な空気層により、クラッチ接続時
の衝撃音を低減することができる。なお、この場合にお
ける好適な金属薄板の素材としては、たとえばＳ１２，
Ｓ１５，Ｓ１７，ＳＰＣＣ（新日本製鐵株式会社より供
給されるＳＰＣＣ−Ｅを用いてもよい。）を用いた磁性
体がある。

【００２６】続いて、上記構成の圧縮機において、本発
明の特徴部分である電磁クラッチに係る第２の実施形態
を図３を参照して説明する。この実施形態では、厚板よ
りなる外周リング３４ａおよび内周リング３４ｂの周囲
を、少なくとも摩擦面を除いて、非透磁性の非鉄金属を
用いてダイキャストにより一体化した構成のアマチュア
板３４Ａとされている。なお、図中の符号５５はダイキ
ャスト層である。また、外周リング３４ａの同一円周上
には３箇所均等な角度を有して接続プレートとの接続用
穴４３が設けられている。

【００２７】外周リング３４ａと内周リング３４ｂとの
間には、ダイキャスト層５５の分離壁５６が存在して両
リングが接触しないよう完全に分離させている。そし
て、ダイキャスト層５５を非透磁性の非鉄金属で形成す
ることにより、両リング３４ａ，３４ｂは磁気的に完全
に分離される。このような構成のダブルフラックス形の
アマチュア板３４Ａとしても、磁気漏れを防いで伝達効
率の向上に有効なため、圧縮機に伝達可能なトルクアッ
プが可能となる。なお、上述した非透磁性の非鉄金属と
しては、一般的にダイキャストに用いられて軽量のアル
ミニウムやマグネシウムが好ましいが、両リングを単に
一体化するだけであればこれに限定されることはない。

【００２８】アマチュア板３４Ａを上記構成としたこと
により、非磁性体の非鉄金属で外周リング３４ａ，内周
リング３４ｂがダイキャストすることで容易に一体化さ
れ、この結果、第１の実施形態と同様に、外周リング３
４ａと内周リング３４ｂとの間における磁気漏洩を完全
に防止できる。従って、磁気漏洩が防止されたことで、
アマチュア板３４Ａを駆動ロータ３２の端面３２ａに吸
着させる磁力が増すので、駆動力の伝達効率が向上す
る。この結果、駆動源が同じであれば、伝達効率が増し
た分だけ圧縮機を駆動するトルクを増すことができる。

【００２９】ところで、上記の各実施形態では、スクロ
ール圧縮機について説明したが、本発明はこれに限定さ
れず、ロータリー圧縮機、レシプロ型圧縮機等の他の圧
縮機にも適用される。また、本実施形態では、コイルに
電圧を印加して励磁されたときに、コイルの磁力により
駆動ロータの端面とアマチュア板とを吸着させる場合に
ついて説明したが、本発明はコイルの磁力により駆動ロ
ータの端面とアマチュア板とを離間させる場合をも含む
ものである。

【００３０】

【発明の効果】上述した本発明の電磁クラッチによれ
ば、外周リングと内周リングとをかしめ用リベットで容
易に一体化してダブルフラックス形のアマチュア板を形
成することができ、特に、かしめ用リベットに非磁性材
を用いると、両リング間における磁気短絡をも防止する
ことができる。このため、電磁クラッチの通電時におい
ては、駆動ロータ側へアマチュア板を吸着する磁力が増
すので、滑りのない高効率のトルク伝達が可能となっ
て、圧縮機の運転効率を向上させることができる。

【００３１】また、ダイキャスト層に非透磁性の非鉄金
属を採用し、分離壁を設けて外周リングおよび内周リン
グを一体化すれば、両リング間における磁気短絡のない
ダブルフラックス形のアマチュア板を容易に製造でき
る。このような構成としても、電磁クラッチにおける伝
達効率の向上により、圧縮機のトルクアップが可能にな
る。

【００３２】そして、このような電磁クラッチを採用す
ることにより、騒音の少ない圧縮機が実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る圧縮機の一実施形態を示す断面
図である。

【図２】 図１に示したアマチュア板の第１の実施形態
を示す図で、（ａ）は摩擦面と反対側から見た平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 図１に示したアマチュア板の第２の実施形態
を示す図で、（ａ）は摩擦面側から見た平面図、（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】 従来の電磁クラッチの一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

３０ 電磁クラッチ ３２ 駆動ロータ ３２ａ （駆動ロータの）端面 ３３ コイル ３４，３４Ａ アマチュア板 ３４ａ 外周リング ３４ｂ 内周リング ５０ かしめ用リベット ５１ 隙間 ５５ ダイキャスト層 ５６ 分離壁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源に連動するよう接続されている
   とともに、コイルを内蔵する駆動ロータと、該駆動ロー
   タに対向し、かつ同一回転軸線を有して配置されたアマ
   チュア板を有するアマチュアとを備え、 前記コイルが電圧を印加されて励磁されたときに該コイ
   ルの磁力により、前記駆動ロータの端面と前記アマチュ
   ア板とを吸着あるいは離間させて、前記駆動ロータと前
   記アマチュアとを断続的に連動連結すると共に、 前記アマチュア板が外周リングと内周リングとに分割さ
   れているダブルフラックス形の電磁クラッチにおいて、 前記外周リングの内径側と前記内周リングの外周側との
   間にかしめ用リベットを複数配設し、該かしめ用リベッ
   トをかしめて前記外周リング及び前記内周リングを一体
   化したことを特徴とする電磁クラッチ。
2. 【請求項２】 前記かしめ用リベットが非磁性材であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
3. 【請求項３】 前記かしめ用リベットを前記アマチュ
   ア板の支持部材と兼用したことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の電磁クラッチ。
4. 【請求項４】 駆動源に連動するよう接続されている
   とともに、コイルを内蔵する駆動ロータと、該駆動ロー
   タに対向し、かつ同一回転軸線を有して配置されたアマ
   チュア板を有するアマチュアとを備え、 前記コイルが電圧を印加されて励磁されたときに該コイ
   ルの磁力により、前記駆動ロータの端面と前記アマチュ
   ア板とを吸着あるいは離間させて、前記駆動ロータと前
   記アマチュアとを断続的に連動連結すると共に、 前記アマチュア板が外周リングと内周リングとに分割さ
   れているダブルフラックス形の電磁クラッチにおいて、 前記外周リング及び前記内周リングを、非透磁性の非鉄
   金属を用いて、両リング間に分離壁を設けたダイキャス
   トにより一体化したこと特徴とする電磁クラッチ。
5. 【請求項５】 圧縮要素により流体を圧縮する圧縮機
   において、 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のダブルフラ
   ックス形の電磁クラッチを介して、前記駆動ロータに対
   して機械的に連結された駆動源の動力が、前記アマチュ
   アに対して機械的に接続された前記圧縮要素の駆動軸に
   伝達されることを特徴とする圧縮機。