JP2007139119A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】生産性及び経済性に優れた電磁クラッチを提供する。
【解決手段】電磁クラッチでは、ソレノイド４４を内包したロータ３２とアーマチュア板１８とがソレノイド４４の電磁力により連結される。電磁クラッチは、ロータ３２の外周面に切削加工により一体に形成され、ポリＶベルト５０が架け回される複数の周溝を有するベルト受け部４８と、ベルト受け部４８の少なくとも片側に配置され、ベルト受け部４８とは別体の鍔５２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両用空調装置の圧縮機に適用される、電磁クラッチに関する。

この種の電磁クラッチは、ソレノイドを内蔵したロータとアーマチュア板とがソレノイドの電磁力により連結され、動力がロータとアーマチュア板との間で伝達される。ロータは、Ｖベルトを介してエンジンからの動力を受取るべく、その外周面に、Ｖベルトが架け回される複数の周溝及び当該複数の周溝からのＶベルトの外れを防止する鍔部を有する（例えば、特許文献１参照）。これら周溝及び鍔部は、鍛造により成形されたロータの材料を更に切削加工することにより形成される。
特開2005-171779号公報

上述した電磁クラッチにあっては、周溝からの鍔部の突出長が大きいため、鍔部及び周溝を切削加工するときの加工代が大きい。このため、特許文献１の電磁クラッチにあっては、その生産性及び経済性が必ずしも満足できる水準にはない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、生産性及び経済性に優れた電磁クラッチを提供することにある。

上記の目的を達成するべく、本発明によれば、ソレノイドを内蔵したロータとアーマチュア板とが前記ソレノイドの電磁力により連結される電磁クラッチにおいて、前記ロータの外周面に切削加工により一体に形成され、伝動ベルトが架け回される複数の周溝を有するベルト受け部と、前記ベルト受け部の少なくとも片側に配置され、前記ベルト受け部とは別体の鍔とを備えることを特徴とする電磁クラッチが提供される（請求項１）。

好適な態様として、電磁クラッチは、前記ロータの外周面に前記鍔の嵌合部を有する（請求項２）。
好適な態様として、前記鍔は、前記ロータ及びベルト受け部のうち少なくとも一方に対して、かしめ、溶接、圧接及び圧入のうち何れかの手法により固定される（請求項３）。
好適な態様として、前記ロータ及び鍔は、互いに異なる材料からなる（請求項４）。

本発明の請求項１〜５の電磁クラッチでは、鍔がベルト受け部とは別体であるため鍔を切削加工する必要が無く、切削加工の加工代が少なくて済む。このため、この電磁クラッチは、生産性及び経済性において優れている。
請求項２の電磁クラッチでは、ロータの外周面に鍔の嵌合部を有するため、鍔が安定した状態で固定される。このため、たとえ鍔が別体であっても、ベルト受け部からのＶベルトの外れが確実に防止される。

請求項３の電池クラッチでは、鍔が、ロータ及びベルト受け部のうち少なくとも一方に対して、かしめ、溶接、圧接及び圧入のうち何れかの手法により固定されている。これらの手法は、いずれも低コストであるとともに簡易であり、この電磁クラッチによれば、優れた生産性及び経済性が確保される。
請求項４の電磁クラッチでは、ロータ及び鍔が互いに異なる材料からなる。この場合、ロータには、透磁率や耐摩耗性を考慮した材料を採用しながら、鍔には、加工性及び価格を考慮した材料が採用される。このため、この電磁クラッチによれば、より優れた生産性及び経済性が確保される。

図１は、車両用空調装置の圧縮機２に適用された一実施形態の電磁クラッチを示す。
電磁クラッチは、エンジン４からの動力を受取って圧縮機２の主軸６を断続的に回転駆動し、主軸６の回転に伴ない圧縮機２の圧縮ユニット８が作動する。つまり、主軸６の回転に伴い、圧縮機２は、作動流体としての冷媒ガスの吸入工程、吸入した冷媒ガスの圧縮工程及び圧縮した冷媒ガスの吐出工程を実行する。なお、圧縮機２はスクロール式圧縮機及び往復動式圧縮機のいずれであってもよい。

電磁クラッチは、ドライブ側ユニットとドリブン側ユニットとからなり、ドリブン側ユニットはカプラ１０を有する。カプラ１０のボス部１２は、圧縮機２のフロントハウジング１４から突出した主軸６の端部にスプライン嵌合され、且つ、ナットにより固定されている。カプラ１０はボス部１２と一体のフランジ部１６を有し、環状のアーマチュア板１８がフランジ部１６とは同心上に配置されている。

フランジ部１６とアーマチュア板１８との間は、弾性部材としての３つのリーフスプリング２０を介して連結され、各リーフスプリング２０の両端は、大リベット２２及び小リベット２４によりフランジ部１６及びアーマチュア板１８に結合されている。大リベット２２には、リーフスプリング２０の端部とフランジ部１６との間に位置してスペーサ２６が嵌合され、リーフスプリング２０は、フランジ部１６及びアーマチュア板１８に対して斜めに延びている。アーマチュア板１８は、リーフスプリング２０及びカプラ１０を介して主軸６により支持され、、主軸６の軸線方向に変位可能である。

また、大リベット２２は、制振板２８をフランジ部１６に連結しており、制振板２８とフランジ部１６とは、所定の間隔をもって互いに対向している。制振板２８の外周部は、アーマチュア板１８とも対向し、制振板２８とアーマチュア板１８との間には、制振ゴム３０が配置されている。
電磁クラッチのドライブ側ユニットはロータ３２を有し、ロータ３２はフロントハウジング１４にボール軸受３４を介して回転自在に支持されている。

より詳しくは、ロータ３２は、鉄系合金等の高透磁率を有する材料からなり、環状の端壁３６を有する。アーマチュア板１８は、端壁３６と対向するように配置され、端壁３６には、磁束がアーマチュア板１８を通過するよう複数のスリット３７が形成されている。端壁３６の内縁及び外縁には、同心上の内周壁３８及び外周壁４０が一体に連なり、ボール軸受け３４は内周壁３８とフロントハウジング１４との間に配置されている。

ロータ３２における内周壁３８と外周壁４０との間には、電磁力発生器として、固定鉄心４２に収容されたソレノイド（電磁コイル）４４が配置され、固定鉄心４２は、環状のブラケット４６を介してフロントハウジング１４に固定されている。この電磁力発生器は、ソレノイド４４が通電されると電磁力を発生させ、この電磁力により、ロータ３２の端壁３６にアーマチュア板１８が吸着する。

ロータ３２の外周壁４０の外周面には、複数の周溝からなるベルト受け部４８が形成されている。ベルト受け部４８には、エンジン４からの駆動力を伝達する伝動ベルトとしてのポリＶベルト（マルチＶベルト）５０が架け回される。なお、ポリＶベルト５０は、複数のＶベルトを幅方向に結合してなる。
また、外周壁４０の外周面には、ベルト受け部４８の両側に位置して、炭素鋼等の廉価な材料からなる環状の鍔５２,５２が圧入により固定されている。より詳しくは、図２に示したように、鍔５２は、外周壁４０の外周面に嵌合するハブ部５４と、ハブ部５４と一体の鍔部５６とを有する。鍔部５６の外径は、ベルト受け部４８において周溝間を隔てる突条の外径よりも大であり、鍔部５６の外周は、ベルト受け部４８に架け回されたポリＶベルト５０の部分の外面よりも径方向外側に突出する。

なお、上述したロータ３２は、図３の二点鎖線で示した形状に鍛造された材料を、更に切削加工することにより形成される。
上述した電磁クラッチによれば、エンジン４の作動中、エンジン４からの動力がベルト受け部４８に架け回されたポリＶベルト５０を介して、ロータ３２に伝達され、ロータ３２はフロントハウジング１４の回りを回転する。

このようにロータ３２が回転していても、ソレノイド４４に通電していなければ、アーマチュア板１８はリーフスプリング２０の付勢力によってロータ３２から離隔しており、ロータ３２の回転力（トルク）がアーマチュア板１８に伝達されることがない。
一方、ソレノイド４４に通電され、電磁力発生器により電磁力が発生すると、リーフスプリング２０の付勢力に抗しながらアーマチュア板１８がロータ３２の端壁３６に吸着し、ロータ３２とアーマチュア板１８が連結される。回転しているロータ３２とアーマチュア板１８が連結されると、ロータ３２の回転力は、摩擦によりアーマチュア板１８に伝達され、更には、リーフスプリング２０及びカプラ１０を介して主軸６へと順次伝達される。そして、回転力により主軸６が回転駆動されると、圧縮機２の圧縮ユニット８によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出工程が実施される。

上述した電磁クラッチにおいては、鍔５２により、ベルト受け部４８からのポリＶベルト５０の外れが防止されているので、電磁クラッチがオン作動されたとき、圧縮機２は安定に作動する。
また、この電磁クラッチでは、鍔５２が、ベルト受け部４８、すなわち、ロータ３２とは別体であるため、ロータ３２を切削加工する際、鍔を形成する必要が無く、切削加工の加工代が少なくて済む。具体的には、鍔５２をロータ３２に一体に形成する場合に比べて、図３に斜線で示した領域の分だけ、加工代が大幅に削減される。このため、この電磁クラッチは、生産性及び経済性において優れている。

その上、この電磁クラッチでは、ロータ３２の外周壁４０外周面に鍔５２が嵌合するため、鍔５２が安定した状態で固定される。このため、たとえ鍔５２が別体であっても、ベルト受け部４８からのポリＶベルト５０の外れが確実に防止される。
更に、この電磁クラッチは、鍔５２を有する仕様であるが、ロータ３２は、鍔が無い仕様の電磁クラッチにも適用可能であり、鍔５２とロータ３２とが別体であることにより、異なる仕様間で部品の共通化を図ることもできる。

本発明は上記した実施例に限定されることはなく、種々変形が可能であり、例えば、鍔５２の形状は特に限定されない。
一実施形態では、ベルト受け部４８の両側に鍔５２が配置されていたが、ベルト受け部の形状によっては、ベルト受け部の少なくとも片側に鍔を配置すればよい。
一実施形態では、ロータ３２に対して鍔５２が圧入されていたが、鍔５２の固定方法は特に限定されない。ただし、ロータ３２及びベルト受け部４８のうち少なくとも一方に対して、かしめ、溶接、圧接及び圧入のうち何れかの手法により鍔５２を固定するのが好ましい。これらの手法は、いずれも低コストであるとともに簡易であり、優れた生産性及び経済性が確保されるからである。

一実施形態では、ロータ３２及び鍔５２は互いに異なる材料からなるが、ロータ３２及び鍔５２の材料は同一であってもよい。ただし、ロータ３２には、透磁率や耐摩耗性を考慮した材料を採用しながら、鍔５２には加工性及び価格を考慮した材料を採用するのが、より優れた生産性及び経済性を確保するために好ましい。

車両用空調装置の圧縮機に適用された本発明の一実施形態の電磁クラッチの縦断面図である。 図１の電磁クラッチに適用された鍔の部分切欠き斜視図である。 図１の電磁クラッチに適用されたロータの加工代を説明するための図である。

符号の説明

１８ アーマチュア板
３２ ロータ
４４ ソレノイド
４８ ベルト受け部
５０ ポリＶベルト
５２ 鍔

Claims (4)

1. ソレノイドを内包したロータとアーマチュア板とが前記ソレノイドの電磁力により連結される電磁クラッチにおいて、
   前記ロータの外周面に切削加工により一体に形成され、伝動ベルトが架け回される複数の周溝を有するベルト受け部と、
   前記ベルト受け部の少なくとも片側に配置され、前記ベルト受け部とは別体の鍔と
   を備えることを特徴とする電磁クラッチ。
2. 前記ロータの外周面に前記鍔の嵌合部を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
3. 前記鍔は、前記ロータ及びベルト受け部のうち少なくとも一方に対して、かしめ、溶接、圧接及び圧入のうち何れかの方法により固定されている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. 前記ロータ及び鍔は、互いに異なる材料からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電磁クラッチ。

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