JP2006265357A - 弾性部材と金属との接着方法および動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 過酸化物加硫のＥＰＤＭやＡＥＭを金属と強固に接着する接着方法を提供する。
【解決手段】 少なくともフェノール樹脂系加硫接着剤Ｆとシリコン化合物系加硫接着剤Ｃとを用いて加硫接着している。
金属との接着部に水を通しにくくするという考えより、シリコン化合物系加硫接着剤Ｃより水を通しにくく、膜厚も大きくとることのできるフェノール樹脂系加硫接着剤Ｆを用いることで金属との接着力低下を防ぐようにしたものである。これによれば、フェノール樹脂系加硫接着剤Ｆとシリコン化合物系加硫接着剤Ｃとの２層構造とすることにより、過酸化物加硫のＥＰＤＭやＡＥＭと金属とを強固に接着することができる。また、金属に接着して用いる弾性部材として、ゴム材質の選択範囲を拡げることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）と金属との接着方法、およびそれを用いた動力伝達装置に関するものである。

従来、エンジンなどの駆動源の回転動力を、受動側のコンプレッサなどの回転機器に伝達するプーリ装置や電磁クラッチなどの動力伝達装置がある。このような動力伝達装置は、駆動源から回転動力を受けて回転するプーリと、このプーリと同軸状に配置されともに、回転機器の回転軸に連結されてその回転軸と一体に回転するハブとからなる。

ハブは、プーリのフロント側端面と係合される外周部に結合させた弾性部材よりなるハブ側係合部を有し、プーリは、フロント側端面の前記外周部に対応する位置に形成したプーリ側係合部を有し、ハブ側係合部とプーリ側係合部とを係合させることにより、ハブとプーリとのトルク伝達構造を形成している動力伝達装置があり、下記特許文献１にはこのような動力伝達装置の一例が示されている。

従来、このような動力伝達装置の弾性部材には塩素化ブチルゴムなどの合成ゴムが使われている。また図８は、その塩素化ブチルゴムと金属（ハブ）との従来の接着方法を示す断面模式図であり、金属−フェノールを主成分として接着剤（Ｆ）−ハロゲン化物を主成分とした接着剤（Ｈ）−塩素化ブチルゴムを順に積層し、加硫接着などの手段で接着している。
特開２００２−３６４６６７号公報

しかしながら、上記のように動力伝達装置の弾性部材に塩素化ブチルゴムを用いた場合、ゴムと金属との接着は強固であるが、塩素化ブチルゴムが耐摩耗性に劣るという問題点がある。耐摩耗性に優れた弾性部材としては、過酸化物加硫のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（以下、ＥＰＤＭと略す）やアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（以下、ＡＥＭと略す）が知られている。しかしながら、過酸化物加硫のＥＰＤＭやＡＥＭは、従来用いているハロゲン化物を主成分とした接着剤（Ｈ）とは接着せず、従来、金属との有効な接着方法が無いという問題点がある。

発明者らは、フッ素ゴム用に提案されているシリコン化合物（例えば、シラン）系接着剤をＥＰＤＭやＡＥＭへ適用すると、良好な接着が得られることを見出した。通常、このシラン系接着剤は、本接着剤のみで接着に供する。ところが、このシラン系接着剤のみ用いた接着物で塩水噴霧試験を実施したところ、比較的短時間で接着力の急激な低下するという問題点が解った（図５のグラフ参照）。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、過酸化物加硫のＥＰＤＭやＡＥＭを金属と強固に接着する接着方法を提供することにあり、他の目的として、ＥＰＤＭやＡＥＭを弾性部材として用いて、耐摩耗性を向上させた動力伝達装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項７に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）と金属との接着方法であり、
少なくともフェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）とシリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）とを用いて加硫接着していることを特徴としている。

シリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）のみでは塩水噴霧によって接着力が低下してしまう原因として、シリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）はその構成上水を通し易く、膜厚を大きくとることができないため金属との接着部に水が入り易く、その水によって接着剤との界面が加水分解して剥がれ易くなるということが解った。

発明者らは、このような接着力低下のメカニズムを改善する検討の中で、金属との接着部に水を通しにくくするという考えより、シリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）より水を通しにくく、膜厚も大きくとることのできるフェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）を用いることで金属との接着力低下を防ぐようにしたものである。
この請求項１に記載の発明によれば、フェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）とシリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）との２層構造とすることにより、過酸化物加硫のＥＰＤＭやＡＥＭと金属とを強固に接着することができる。また、金属に接着して用いる弾性部材として、ゴム材質の選択範囲を拡げることができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の弾性部材と金属との接着方法において、金属−フェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）−シリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）−過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）の順に積層して接着していることを特徴としている。

この請求項２に記載の発明によれば、シリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）と金属との間にフェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）の層を形成することにより金属との接着部に水を通しにくくすることができ、過酸化物加硫のＥＰＤＭやＡＥＭと金属とを強固に接着することができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法において、フェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）およびシリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）の厚さを、それぞれ３〜１５μｍとしたことを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、本領域において良好な接着力を得ることができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法において、金属の表面粗さを、Ｒｚ３〜１２．５としたことを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、本領域において良好な接着力を得ることができる。

また、請求項５に記載の発明では、駆動源の回転動力を受動側の回転機器（７）に伝達する動力伝達装置であり、
駆動源から回転動力を受けて回転するプーリ（１）と、
プーリ（１）と同軸状に配置されともに、回転機器（７）の回転軸（３）に連結されて回転軸（３）と一体に回転するハブ（２）とからなり、
ハブ（２）は、プーリ（１）のフロント側端面と係合される外周部（２３）の内周面側または外周面側、あるいは内外周面側に結合させた弾性部材よりなるハブ側係合部（２４）を有し、
プーリ（１）は、ハブ（２）の外周部（２３）に対応するフロント側端面に形成したプーリ側係合部（１２）を有し、
ハブ側係合部（２４）とプーリ側係合部（１２）とを係合させることにより、ハブ（２）とプーリ（１）とのトルク伝達構造を形成している動力伝達装置において、
ハブ側係合部（２４）に過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）を用いるとともに、
金属製のハブ（２）とハブ側係合部（２４）とを請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法を用いて接着したことを特徴としている。

この請求項５に記載の発明によれば、耐磨耗性の優れた動力伝達装置とすることができる。

また、請求項６に記載の発明では、駆動源の回転動力を受動側の回転機器（７）に伝達する動力伝達装置であり、
駆動源から回転動力を受けて回転するプーリ（１）と、
プーリ（１）と同軸状に配置されるともに、回転機器（７）の回転軸（３）に連結されて回転軸（３）と一体に回転するハブ（２）とからなり、
ハブ（２）は、回転軸（３）に連結されるインナーハブ（２１）と、
プーリ（１）のフロント側端面と係合されるアウターハブ（２３）と、
両側ハブ（２１、２３）の間に介在して両者と結合されたトルク伝達用弾性部材（２２）と、
アウターハブ（２３）に形成されたハブ側係合部（２４）とからなり、
プーリ（１）は、フロント側端面のアウターハブ（２３）に対応する位置に形成したプーリ側係合部（１２）を有し、
ハブ側係合部（２４）とプーリ側係合部（１２）とを係合させることにより、ハブ（２）とプーリ（１）とのトルク伝達構造を形成している動力伝達装置において、
トルク伝達用弾性部材（２２）に過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）を用いるとともに、
金属製の両側ハブ（２１、２３）とトルク伝達用弾性部材（２２）とを請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法を用いて接着したことを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明では、駆動源の回転動力を受動側の回転機器（７）に伝達する動力伝達装置であり、
駆動源から回転動力を受けて回転するプーリ（１）と、
プーリ（１）と同軸状に配置されるともに、回転機器（７）の回転軸（３）に連結されて回転軸（３）と一体に回転するハブ（２）とからなり、
プーリ（１）は、通電によって電磁力を発生する電磁コイル（３０）を有し、
ハブ（２）は、回転軸（３）に連結されるインナーハブ（６０）と、
電磁コイル（３０）の発生する電磁力によりプーリ（１）に吸着されてプーリ（１）の回転動力を受けるアーマチュア（５０）と、
インナーハブ（６０）と連結されてアーマチュア（５）をプーリ（１）から乖離する方向のバネ力を発生する円板状のバネ板部材（６１）とからなり、
アーマチュア（５０）とバネ板部材（６１）との間を弾性部材（６３）により直接連結した動力伝達装置において、
弾性部材（６３）に過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）を用いるとともに、
金属製のアーマチュア（５０）およびバネ板部材（６１）と弾性部材（６３）とを請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法を用いて接着したことを特徴としている。

これらの請求項６および請求項７に記載の発明によれば、耐久性の優れた動力伝達装置とすることができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態である動力伝達装置について、添付した図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態における動力伝達装置の正面図であり、図２は図１の動力伝達装置の縦断面図、図３は図１・図２に示す動力伝達装置のハブ２の斜視図である。

本動力伝達装置は、車両用空調装置のコンプレッサなど、エンジンやモータなどの駆動源からの回転動力を受けて回転する回転機器７に組み付けられて好適なものである。本動力伝達装置は、駆動源から駆動を得る駆動側回転部材としてのプーリ１と、コンプレッサ７のシャフト（回転軸）３に固定された従動側回転部材としてのハブ２との間で回転動力（回転トルク）を伝達するものである。このプーリ１とハブ２とは、同軸上に設けられている。

プーリ１は、コンプレッサ７のハウジング４の一端側に設けられた円筒部４ａに軸受装置としてのベアリング５を介して回転可能に装着されている。このプーリ１は、好適には熱可塑性の合成樹脂で成型されるが、鉄などの金属材で形成されても良い。プーリ１が樹脂製の場合、通常はプーリ１とベアリング５とはインサート成形により一体化している。

プーリ１の外周面には図示しないベルトが巻き掛けられ、エンジンやモータなどの外部からの動力によって回転する。ベアリング５は、円筒部４ａに嵌合しており、円筒部４ａの外周面に形成された溝に嵌め込まれた留め輪としてのスナップリング５ａによって、軸方向の移動が阻止されている。またハウジング４とシャフト３とは軸封装置としてのシャフトシール６ａによって密封されており、冷媒やオイルなどが漏れるのを防止している。

コンプレッサ７のシャフト３の先端部３１はハウジング４から突出していて、その先端部３１の外周面にはネジ部が形成されており、円筒状のハブ２が螺合によって先端部３１に固定されている。なお、シャフト３へのハブ２の固定は、スプライン係合、ボルトによる取り付けなど、他の固定方法を適宜採用することができる。また、符号８はワッシャである。

ハブ２は、インナーハブ２１、トルク伝達用弾性部材としてのダンパーゴム２２およびアウターハブ２３に加えてハブ側係合部２４とより構成されている。インナーハブ２１は、シャフト３の先端部３１に螺合される円筒部２１ａと、フロント側（図２の左側）に突出し、その外周面がダンパーゴム２２に接合される円筒状のフランジ部２１ｃと、円筒部２１ａとフランジ部２１ｃとをつなぐ円盤状の中間部２１ｂとより成る。

円筒部２１ａの内周面には、ネジ部が形成されている。インナーハブ２１は、鉄などの金属材により形成される。アウターハブ２３は、円筒状をしていて、インナーハブ２１と同様に鉄などの金属材により形成されている。トルク伝達用弾性部材である環状のダンパーゴム２２は、ＥＰＤＭ・ＡＥＭ・塩素化ブチルのゴム材の弾性部材で形成され、インナーハブ２１とアウターハブ２３間に介在して保持され、インナーハブ２１のフランジ部２１ｃの外周面、およびアウターハブ２３の内周面に接着の手段によって接合されている。

このダンパーゴム２２は、トルク伝達用弾性体として機能するだけでなく、トルクダンパとしても機能する。アウターハブ２３のリア側（図２の右側、図３の上側）の内周面２３ａには第１のハブ側係合部２４ａが、またその外周面２３ｂには第２のハブ側係合部２４ｂが、アウターハブ２３の略全周に渡って設けられている。

第１・第２のハブ側係合部２４ａ・２４ｂは、ＥＰＤＭやＡＥＭのゴム材の弾性材から形成され、その外形形状は、インボリュートスプラインやトロコイドなどの凹凸形状をしている。これら第１・第２のハブ側係合部２４ａ・２４ｂは、アウターハブ２３のそれぞれの周面に接着により接合されている。なお、先のダンパーゴム２２と両ハブ２１・２３との接着方法、およびハブ側係合部２４とアウターハブ２３との接着方法は、本発明の要部であるため、後で詳しく説明する。

なお、ハブ側係合部２４は、アウターハブ２３の内周面２３ａかまたは外周面２３ｂの一方に設けるようにしても良いし、または、図２に示されるように、第１・第２のハブ側係合部２４ａ・２４ｂおよびダンバーゴム２２とを一体化して、第１・第２のハブ側係合部２４ａ・２４ｂがアウターハブ２３のリア側の部分を包み込むようにしても良い。また、ダンバーゴム２２が無く、過大な負荷トルクが生じた際に優先的に破損するトルクリミッタ部を有するハブ２であっても良い。

一方、プーリ１においても、フロント側の面にハブ側係合部２４を受け入れるための環状の凹部１１が形成されている。この環状凹部１１の内側の面１１ａと外側の面１１ｂとに、外形形状がインボリュートスプラインやトロコイドなどの凹凸形状をした第１と第２のプーリ側係合部１２ａ・１２ｂが形成されている。

なお、第１と第２のプーリ側係合部１２ａ・１２ｂも、ＥＰＤＭやＡＥＭのゴム材の弾性材で形成して、環状凹部１１の内側の面１１ａや外側の面１１ｂに接着するようにしても良いし、環状凹部１１の内側の面１１ａか、外側の面１１ｂかの一方にプーリ側係合部１２を形成するようにしても良い。

こうして、ハブ側係合部２４をプーリ１の環状の凹部１１（プーリ側係合部１２）に嵌め込むことによって、第１のハブ側係合部２４ａと第１のプーリ側係合部１２ａとが噛合し、また第２のハブ側係合部２４ｂと第２のプーリ側係合部１２ｂとが噛合することによって、ハブ２とプーリ１とが連結される。

なお、上述の説明においては、ハブ側係合部２４およびアウターハブ２３とが、その全周が連続した円環状に形成されるものとしたが、図１や、図３のハブ２の斜視図に示されるように、ハブ側係合部２４およびアウターハブ２３のリア側部分とが、周方向に適宜の間隔を開けて複数のスリット２５が形成されるようにしても良い。

ハブ側係合部２４およびアウターハブ２３のリア側部分とを、このように複数分割形状とすることにより、例えば金属製のプーリ１よりも比較的に強度が劣る樹脂などの材料からなるプーリ１において、プーリ１の凹部１１の底面に径方向に強度補強部位としてのリブ１１ｃなどが設けられているプーリ構造においても（図１参照）、このリブ１１ｃをスリット２５に対応させることによって、プーリ１とハブ２との干渉の心配もなく、安価で小型軽量の動力伝達装置を得るようにしても良い。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。図４は、本発明の一実施形態における弾性部材と金属との接着方法を示す断面模式図である。まず、ＥＰＤＭ（過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材）もしくはＡＥＭ（過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材）と金属との接着方法において、少なくともフェノール樹脂系加硫接着剤Ｆとシリコン化合物系加硫接着剤Ｃとを用いて加硫接着している。

フェノール樹脂系加硫接着剤Ｆの具体例としては、例えばロード社製のケムロック２０５やケムロック２００など、シリコン化合物系加硫接着剤Ｃの具体例としては、例えばロード社製のケムロック６０８やＡＰ１３３などが挙げられる。そして図５は、塩水噴霧時間に対する接着強度変化率を表したグラフである。

これによれば、グラフからも解るように、フェノール樹脂系加硫接着剤Ｆとシリコン化合物系加硫接着剤Ｃとの２層構造とすることにより、過酸化物加硫のＥＰＤＭやＡＥＭと金属とを強固に接着することができる。また、金属に接着して用いる弾性部材として、ゴム材質の選択範囲を拡げることができる。

また、金属−フェノール樹脂系加硫接着剤Ｆ−シリコン化合物系加硫接着剤Ｃ−ＥＰＤＭもしくはＡＥＭの順に積層して接着している。これによれば、シリコン化合物系加硫接着剤Ｃと金属との間にフェノール樹脂系加硫接着剤Ｆの層を形成することにより金属との接着部に水を通しにくくすることができ、過酸化物加硫のＥＰＤＭやＡＥＭと金属とを強固に接着することができる。

また、フェノール樹脂系加硫接着剤Ｆおよびシリコン化合物系加硫接着剤Ｃの厚さを、それぞれ３〜１５μｍとしている。また、金属の表面粗さを、Ｒｚ３〜１２．５としている。これらによれば、いずれも本領域において良好な接着力を得ることができる。

また、ハブ側係合部２４にＥＰＤＭもしくはＡＥＭの弾性部材を用いるとともに、金属製のハブ２とハブ側係合部２４とを上記した弾性部材と金属との接着方法を用いて接着している。これによれば、耐磨耗性の優れた動力伝達装置とすることができる。また、ダンバーゴム２２にもＥＰＤＭもしくはＡＥＭを用いるとともに、金属製の両側ハブ２１・２３とダンバーゴム２２とを上記した弾性部材と金属との接着方法を用いて接着している。これによっても、耐久性の優れた動力伝達装置とすることができる。

なお、ハブ側係合部２４にＥＰＤＭもしくはＡＥＭを用いた動力伝達装置において、補機の共振とゴムの共振が近い場合にはダンバーゴム２２に塩素化ブチルを用いると良く、補機の共振とゴムの共振がやや離れている場合にはダンバーゴム２２にＡＥＭを用いると良く、補機の共振とゴムの共振がかなり低い場合にはダンバーゴム２２にＥＰＤＭを用いると良い。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態における電磁クラッチ１００を示す縦断面図であり、図７は、図６に示すバネ板部材６１の正面図であり、接着範囲をハッチングで示している。本実施形態は、車両空調用冷凍サイクルのコンプレッサ７に装着される電磁クラッチ１００に本発明を適用した例を示す。

電磁クラッチ１００は、ステータ２０内に収容された電磁コイル３０と、図示しない車両エンジンによって回転駆動される駆動側回転部材としてのロータ４０と、電磁コイル３０の発生する電磁力によってロータ４０に吸着されるアーマチュア５０と、このアーマチュア５０に連結され、アーマチュア５０と一体に回転する従動側回転部材としてのハブ６とを備えている。このハブ６は、コンプレッサ７のシャフト３に連結され、コンプレッサ７に回転動力を伝えるものである。

ステータ２０は、鉄などの磁性体で断面コ字形に形成され、このステータ２０内に電磁コイル３０が収容されている。そして、電磁コイル３０は、エポキシなどの絶縁樹脂部材によってステータ２０内に電気絶縁してモールド固定されている。なお、ステータ２０は、リング状の支持部材９を介してコンプレッサ７のハウジング４に固定されている。

ロータ４０は、その外周部に図示しない多段式のＶベルトが掛け渡されるプーリ４１ａを有し、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。ロータ４０は、鉄などの磁性体で形成されており、ステータ２０と微小隙間を介在して収容する断面コ字形に形成されている。また、ロータ４０は、その内周にベアリング５を備え、このベアリング５によってロータ４０は、コンプレッサハウジング４の円筒ボス部４ａの外周面上に回転自在に支持される。

アーマチュア５０は、ロータ４０の摩擦面に所定の微小間隙（例えば０．５mm程度）を隔てて対向配置されるもので、鉄などの磁性体でリング状に形成されている。本例のアーマチュア５０は、図示しないが内側リング部と外側リング部との間に磁気遮断用の溝部を形成している。この溝部を円周方向に複数に分割して、溝部相互間のブリッジ部（連結部）により内側リング部と外側リング部とを一体に連結している。

次に、ハブ６の詳細について説明すると、鉄系金属にて円筒状に形成されたインナーハブ６０を有し、このインナーハブ６０の円筒部内周面にはスプライン嵌合部６０ａが形成され、このスプライン嵌合部６０ａにてシャフト３と回転方向にて一体に嵌合される。また、インナーハブ６０円筒部の軸方向の一端部（図６の左端部）から半径方向の外方へ延びる取り付けフランジ部６０ｂを、円周方向の３箇所に一体形成している。

この３箇所の取り付けフランジ部６０ｂには、バネ板部材６１の内周部の従動側連結部６１ａ（図７）が３本のリベット６２により連結されている。このバネ板部材６１は、鉄系の金属バネ材により構成され、その全体形状は図７に示すように円板状に形成されている。

また、インナーハブ６０の円筒部の軸方向の一端部（図６の左端部）から半径方向の内方へリング状に突出するリング部６０ｃが形成され、このリング部６０ｃがボルト１０によりシャフト３の先端面に締め付け固定される。これにより、ハブ６をシャフト３に一体に連結することができる。

バネ板部材６１は、図７に示すように、内周部の従動側連結部６１ａ、より具体的には上記リベット６２による連結部と、外周リング部６１ｆとの間に半径方向延びる板バネ部６１ｂが３箇所形成されている。従って、板バネ部６１ｂの長手方向が半径方向に向くようになっている。

この板バネ部６１ｂの形成のために、板バネ部６１ｂの円周方向の両側を区画する切欠き溝６１ｃが形成してある。ここで、切欠き溝６１ｃは湾曲形状であり、隣接する板バネ部６１ｂの円周方向の片側に位置する溝部６１ｄと、この溝部６１ｄ同士をつなぐ中間溝部６１ｅとを有し、中間溝部６１ｅが最も内周側に位置することにより湾曲形状をなしている。

上記した３箇所の板バネ部６１ｂの外周側の先端部は外周リング部６１ｆに一体に連結されている。従って、バネ板部材６１は、その内周部の従動側連結部６１ａから外周リング部６１ｆに至る部分までが１つの円板形状として一体に繋がっている。

ところで、本実施形態では、切欠き溝６１ｃの中間溝部６１ｅがアーマチュア５０の内周面より更に内側へ位置するように切欠き溝６１ｃの湾曲形状を設定している。これにより、３個の板バネ部６１ｂ相互の中間部に、外周リング部６１ｆの面積を拡大する幅広部６１ｇを形成することができ、且つ、この幅広部６１ｇの最内周部はアーマチュア５０の内周面より内側まで延ばすことができる。

次に、バネ板部材６１とアーマチュア５０は略同一の外径となっており、バネ板部材６１とアーマチュア５０との間には、これらを直接連結する弾性部材６３が配置されている。この弾性部材６３は、ゴム系弾性材からなるもので、図６に示すように、アーマチュア５０のリング形状に対応したリング状の板形状である。この弾性部材６３は、所定の成形型内にて加硫接着（焼付接着）方法によってバネ板部材６１とアーマチュア５０の双方に一体に接着（固着）されている。

より具体的に弾性部材６３は、アーマチュア５０に対しては内側リングおよび外側リングに全面的に接着されるが、バネ板部材６１に対しては、切欠き溝６１ｃよりも外周寄りの部分すなわち、図７の細点部に示す如く外周リング部６１ｆ・幅広部６１ｇの部分のみに弾性部材６３が焼付接着される。

従って、バネ板部材６１のうち、アーマチュア５０の内側リングの内周面より外周側に位置する部分であっても、従動側連結部６１ａ・板バネ部６１ｂの部分には弾性部材６３を焼付接着しない。これは、板バネ部６１ｂの弾性変形が弾性部材６３の接着により阻害されることを防止するためである。

なお、焼付接着の工程において、従動側連結部６１ａ・板バネ部６１ｂへの接着材の塗布をマスキングするなどの方法を採用することにより、従動側連結部６１ａ・板バネ部６１ｂへの弾性部材６３の接着を容易に阻止することができる。 また、弾性部材６３に用いるゴム材質としては、車両の使用環境温度の広範な変化（−３０°Ｃ〜１２０°Ｃ）に対してトルク伝達およびトルク変動吸収（振動減衰）の面で優れた特性を発揮するものが好ましい。

具体的には、過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）を用いている。また、その接着にはフェノール樹脂系加硫接着剤とシリコン化合物系加硫接着剤との２層構造（フェノール樹脂系加硫接着剤が金属側）として加硫接着を行っている。

なお、バネ板部材６１の３個の穴６１ｈは、上記加硫接着の工程を実施する際に、図示しないピンを挿入してアーマチュア５０に押し当てて、アーマチュア５０を型内の所定位置に保持するためのものである。同様に、アーマチュア５０の３箇所の穴５１は、上記加硫接着の工程を実施する際に、図示しないピンを挿入してバネ板部材６１に押し当てて、バネ板部材６１を型内の所定位置に保持するためのものである。

また、本実施形態では弾性部材６３にアーマチュア５０の内周面および外周面をそれぞれ被覆する薄膜状の被覆部６３ａ・６３ｂを一体に設けているので、この薄膜状の被覆部６３ａ・６３ｂに表面処理層と同等の表面保護作用を兼務させることができる。そのため、アーマチュア５０への表面処理工程を不要とすることができる。

次に、上記構成において本実施形態の作動を説明すると、電磁コイル３０の通電停止時（クラッチオフ時）には、バネ板部材６１の板バネ部６１ｂのバネ力によってアーマチュア５０がロータ４０の摩擦面より所定間隔離れた位置に保持されている。このため、図示しない車両エンジンからの回転動力はＶベルトを介してロータ４０に伝達されるだけで、アーマチュア５０およびハブ６へは伝達されない。従って、ロータ４０のみがベアリング５上で空転するだけであり、コンプレッサ７は停止している。

一方、電磁コイル３０が通電されると、電磁コイル３０の発生する電磁力によってアーマチュア５０がバネ板部材６１の板バネ部６１ｂのバネ力に抗してロータ４０に吸引され、アーマチュア５０がロータ４０に吸着される。すると、ロータ４０の回転がアーマチュア５０・弾性部材６３・バネ板部材６１およびインナーハブ６０を介してコンプレッサ７のシャフト３に伝達され、コンプレッサ７が作動する。また、電磁コイル３０への通電が遮断されると、電磁力の消滅によりアーマチュア５０がバネ板部材６１の板バネ部６１ｂのバネ力により元の乖離位置に復帰し、コンプレッサ７が停止状態に戻る。

ところで、アーマチュア５０とバネ板部材６１の外周リング部６１ｆとの間に弾性部材６３を介在し、接着しているので、上記のクラッチオン時に、アーマチュア５０がロータ４０に吸着される過程において、アーマチュア５０がロータ４０の摩擦面に吸着されるときの衝撃・振動を弾性部材６３の振動減衰作用により緩和できる。同様に、コンプレッサ７の駆動トルク変動に起因する捩じれ共振も弾性部材６３の振動減衰作用により緩和できる。これらの弾性部材６３の振動減衰作用により、電磁クラッチ１００およびコンプレッサ７の作動騒音を効果的に低減できる。

しかも、クラッチオフ時のアーマチュア５０の軸方向復帰動作はバネ板部材６１の板バネ部６１ｂのバネ力により行うことができるから、弾性部材６３にアーマチュア５０の軸方向復帰動作のためのバネ作用を兼務させる必要がない。そのため、弾性部材６３の形状をアーマチュア５０とバネ板部材６１の外周リング部６１ｆの半径方向に沿った薄い板状の形状にすることができ、弾性部材６３の軸方向寸法（板厚）は例えば２ｍｍ程度にすることができ、従来の円筒状弾性部材の軸方向寸法（通常、１０ｍｍ程度）に比して大幅に小さくできる。

さらに、何らかの原因でコンプレッサ７のロック現象が発生した際には、コンプレッサ７のシャフト３に連結されたハブ６およびアーマチュア５０が回転不能となり、そのため、ロータ４０がアーマチュア５０に対して滑りながら回転することになる。その結果、ロータ４０とアーマチュア５０との間の摩擦面が発熱し、弾性部材６３の温度が上昇する。

そして、弾性部材６３の材質で決まる溶断温度まで温度が上昇すれば、弾性部材６３が溶断して、アーマチュア５０とバネ板部材６１との連結状態が遮断される。従って、これ以後、ロータ４０にアーマチュア５０が吸着されたままとなり、ロータ４０がアーマチュア５０と一体に回転するとともに、アーマチュア５０とバネ板部材６１との間のトルク伝達が遮断されるので、コンプレッサ７のロック現象による過負荷状態が解除される。よって、この過負荷状態の長時間継続によるベルト切れや異常な温度上昇といった不具合の発生を未然に抑制できる。

また、バネ板部材６１の内周部の従動側連結部６１ａと外周リング部６１ｆとの間に、複数の板バネ部６１ｂを半径方向へ延びるように形成している。このため、複数の板バネ部６１ｂ相互の中間部に、外周リング部６１ｆの面積を拡大する幅広部６１ｇを形成することができる。

これにより、バネ板部材６１と弾性部材６３との接着面積を拡大して、この両部材６１・６３間の接合強度を増加でき、クラッチのねじり耐久性を向上できる。なお、このねじり耐久性は、アーマチュア５０とハブ６（バネ板部材６１）との間にコンプレッサ最大トルクの印加と解放を所定の時間間隔で繰り返し、弾性部材６３が破断してトルク伝達が不能となるまでのコンプレッサ最大トルクの印加回数で評価することができる。

なお、上記実施形態においては、アーマチュア５０の内側リング部５と外側リング部との間を、円弧状の複数の磁気遮断溝相互間のブリッジ部（連結部）により一体に連結する構成として、アーマチュア５０の全体を一体部品としているが、アーマチュア５０の内側リング部と外側リング部とをそれぞれ別体で形成するとともに、内側リング部と外側リング部との間に磁気遮断溝を配置し、内側リング部と外側リング部とを弾性部材６３を介してバネ板部材６１に一体に接着する構成としても良い。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べると、弾性部材６３に過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）を用いるとともに、金属製のアーマチュア５０およびバネ板部材６１と弾性部材６３とを、前述した第１実施形態と同様の弾性部材と金属との接着方法を用いて接着している。これによれば、耐久性の優れた動力伝達装置とすることができる。

尚、本実施形態における過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）および過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）は、有機過酸化物（例えば、日本油脂のパーヘキサ２５Ｂなど）を用いた非硫黄架橋を施したエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）およびアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）のことである。また、本明細書においては、「過酸化物加硫系」と「過酸化物架橋系」を同義の語句として用いている。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の弾性部材と金属との接着方法を動力伝達装置に適用しているが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、防振装置の金属部材と防振ゴムとの接着などに適用しても良く、特に高温に晒される部位の接着に適している。また、金属表面への処理として亜リン酸塩処理を用いても良い。また、上述の実施形態では、シリコン化合物系接着剤として、シラン系の接着剤を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリコン系化合物であればどのようなものであっても良い。

本発明の第１実施形態における動力伝達装置の正面図である。 図１の動力伝達装置の縦断面図である。 図１・図２に示す動力伝達装置のハブ２の斜視図である。 本発明の一実施形態における弾性部材と金属との接着方法を示す断面模式図である。 塩水噴霧時間に対する接着強度変化率を表したグラフである。 本発明の第２実施形態における電磁クラッチ１００を示す縦断面図である。 図６に示すバネ板部材６１の正面図であり、接着範囲をハッチングで示す。 従来の弾性部材と金属との接着方法を示す断面模式図である。

符号の説明

１…プーリ
２…ハブ
３…シャフト（回転軸）
７…コンプレッサ（回転機器）
１２…プーリ側係合部
２１…インナーハブ
２２…ダンバーゴム（トルク伝達用弾性部材）
２３…アウターハブ、ハブの外周部
２４…ハブ側係合部
３０…電磁コイル
５０…アーマチュア
６０…インナーハブ
６１…バネ板部材
６３…弾性部材
Ｃ…シリコン化合物系加硫接着剤
Ｆ…フェノール樹脂系加硫接着剤
ＡＥＭ…アクリル・エチレン共重合体の弾性部材
ＥＰＤＭ…エチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材

Claims (7)

1. 過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）と金属との接着方法であり、
   少なくともフェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）とシリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）とを用いて加硫接着していることを特徴とする弾性部材と金属との接着方法。
2. 前記金属−前記フェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）−前記シリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）−前記過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）の順に積層して接着していることを特徴とする請求項１に記載の弾性部材と金属との接着方法。
3. 前記フェノール樹脂系加硫接着剤（Ｆ）および前記シリコン化合物系加硫接着剤（Ｃ）の厚さを、それぞれ３〜１５μｍとしたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法。
4. 前記金属の表面粗さを、Ｒｚ３〜１２．５としたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法。
5. 駆動源の回転動力を受動側の回転機器（７）に伝達する動力伝達装置であり、
   駆動源から回転動力を受けて回転するプーリ（１）と、
   前記プーリ（１）と同軸状に配置されともに、前記回転機器（７）の回転軸（３）に連結されて前記回転軸（３）と一体に回転するハブ（２）とからなり、
   前記ハブ（２）は、前記プーリ（１）のフロント側端面と係合される外周部（２３）の内周面側または外周面側、あるいは内外周面側に結合させた弾性部材よりなるハブ側係合部（２４）を有し、
   前記プーリ（１）は、前記ハブ（２）の前記外周部（２３）に対応する前記フロント側端面に形成したプーリ側係合部（１２）を有し、
   前記ハブ側係合部（２４）と前記プーリ側係合部（１２）とを係合させることにより、前記ハブ（２）と前記プーリ（１）とのトルク伝達構造を形成している動力伝達装置において、
   前記ハブ側係合部（２４）に過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）を用いるとともに、
   金属製の前記ハブ（２）と前記ハブ側係合部（２４）とを請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法を用いて接着したことを特徴とする動力伝達装置。
6. 駆動源の回転動力を受動側の回転機器（７）に伝達する動力伝達装置であり、
   駆動源から回転動力を受けて回転するプーリ（１）と、
   前記プーリ（１）と同軸状に配置されるともに、前記回転機器（７）の回転軸（３）に連結されて前記回転軸（３）と一体に回転するハブ（２）とからなり、
   前記ハブ（２）は、前記回転軸（３）に連結されるインナーハブ（２１）と、
   前記プーリ（１）のフロント側端面と係合されるアウターハブ（２３）と、
   前記両側ハブ（２１、２３）の間に介在して両者と結合されたトルク伝達用弾性部材（２２）と、
   前記アウターハブ（２３）に形成されたハブ側係合部（２４）とからなり、
   前記プーリ（１）は、前記フロント側端面の前記アウターハブ（２３）に対応する位置に形成したプーリ側係合部（１２）を有し、
   前記ハブ側係合部（２４）と前記プーリ側係合部（１２）とを係合させることにより、前記ハブ（２）と前記プーリ（１）とのトルク伝達構造を形成している動力伝達装置において、
   前記トルク伝達用弾性部材（２２）に過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）を用いるとともに、
   金属製の前記両側ハブ（２１、２３）と前記トルク伝達用弾性部材（２２）とを請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法を用いて接着したことを特徴とする動力伝達装置。
7. 駆動源の回転動力を受動側の回転機器（７）に伝達する動力伝達装置であり、
   駆動源から回転動力を受けて回転するプーリ（１）と、
   前記プーリ（１）と同軸状に配置されるともに、前記回転機器（７）の回転軸（３）に連結されて前記回転軸（３）と一体に回転するハブ（２）とからなり、
   前記プーリ（１）は、通電によって電磁力を発生する電磁コイル（３０）を有し、
   前記ハブ（２）は、前記回転軸（３）に連結されるインナーハブ（６０）と、
   前記電磁コイル（３０）の発生する電磁力により前記プーリ（１）吸着されて前記プーリ（１）の回転動力を受けるアーマチュア（５０）と、
   前記インナーハブ（６０）と連結されて前記アーマチュア（５）を前記プーリ（１）から乖離する方向のバネ力を発生する円板状のバネ板部材（６１）とからなり、
   前記アーマチュア（５０）と前記バネ板部材（６１）との間を弾性部材（６３）により直接連結した動力伝達装置において、
   前記弾性部材（６３）に過酸化物加硫系のエチレン・プロピレン・ジエン共重合体の弾性部材（ＥＰＤＭ）もしくは過酸化物加硫系のアクリル・エチレン共重合体の弾性部材（ＡＥＭ）を用いるとともに、
   金属製の前記アーマチュア（５０）および前記バネ板部材（６１）と前記弾性部材（６３）とを請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の弾性部材と金属との接着方法を用いて接着したことを特徴とする動力伝達装置。

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