JP4592159B2 - 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁クラッチに関し、より好ましくは、車両用空気調和装置に組み込まれる圧縮機に用いられる電磁クラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６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１０２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。
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１０２、駆動ロータ１０３、コイル１０４、アマチュア板１０５、ハブ１０６、接続プレート１０８、リベット１０９、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。
【０００３】
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の圧縮機の電磁クラッチ１００において、アマチュア板１０５は金属製で厚板一体とされ、駆動ロータ１０３も金属製で一体形成されている。また、コイル１０４に通電し、コイル１０４の磁力によりアマチュア板１０５を駆動ロータ１０３に吸着させる場合、駆動ロータ１０３の端面との相対滑り時間を最小化するために、アマチュア板１０５は高速で駆動ロータ１０３と結合させられることになる。このため、上述のようにコイル１０４に通電し、コイル１０４を励磁させてアマチュア板１０５と駆動ロータ１０３とを吸着させて結合する際に、アマチュア板１０５と駆動ロータ１０３の端面との衝突音が発生するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、アマチュア板と駆動ロータとの結合時に発生する衝突音を低減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を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁クラッチは、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電磁クラッチにおいて、前記アマチュア板は、複数の板体を積層して構成され、前記各板体は、略リング形状で金属製とされており、前記板体の外周部または外周部および内周部の複数箇所を溶接して固定されるとともに、前記板体の端面の同一円周上の長穴と長穴の間の複数箇所にカシメを施し固定されていることを特徴とする。
【０００７】
この電磁クラッチにおいては、アマチュア板は複数の板体を積層して構成されているので、各板体間には微少の空気層が形成されることになる。このため、アマチュア板が駆動ロータの端面と結合する際に、その衝撃はアマチュア板を構成する各板体個々が振動することにより、その衝撃力は吸収緩和されることとなる。
また、アマチュア板は複数の板体を積層して構成されているので、アマチュア板の剛性は厚板一体とされた従来のアマチュア板の剛性よりも弱くなり、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
さらに板体の外周部または外周部および内周部の複数部を適宜溶接することにより簡便に各板体が固定されることとなり、また、同時に板体の端面の同一円周上の長穴と長穴の間に適宜カシメを施すことにより、溶接のように熱処理を行うことなく各板体が確実に固定されることとなる。
【０００８】
さらに本発明の電磁クラッチは、前記各板体は、同一厚さとされていることを特徴とする。
【０００９】
この電磁クラッチにおいては、前記各板体は同一厚さとされているので、複数の板体を作製することが容易であり、アマチュア板のコストが削減されることとなる。
【００１０】
さらに本発明の電磁クラッチは、前記各板体のうち、前記駆動ロータの端面に当接する板体は、他の板体と異なる厚さとされていることを特徴とする。
【００１１】
アマチュア板の発生磁力は前記駆動ロータと当接する板体の厚さによって制御される。従って、この電磁クラッチにおいては、前記駆動ロータの端面に当接する板体の厚さを厚くすると、コイルにより発生した磁束は該板体を通過しやすくなるので、アマチュア板の発生磁力は大きくなり、ひいてはクラッチトルクが増大することとなる。
反対に、前記駆動ロータの端面に当接する板体の厚さを薄くすると、該板体の剛性は弱くなるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
【００１２】
さらに本発明の電磁クラッチは、前記各板体のうち、前記駆動ロータの端面に当接する板体は、他の板体よりも厚くされていることを特徴とする。
【００１３】
駆動ロータの端面に当接する板体は、駆動ロータの端面に対して摺動接触するので、他の板体に比べて磨耗が激しい。従って、この電磁クラッチにおいては、駆動ロータの端面に当接する板体の厚さは他の板体よりも厚くされている。
【００１４】
さらに本発明の電磁クラッチは、駆動源に連動するように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電磁クラッチにおいて、前記駆動ロータは、一体成形された本体部と、前記駆動ロータの端面を形成する壁部とを有し、前記壁部は、複数の板体を積層して構成され、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の外周部の複数箇所を溶接することにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ、前記各板体の端面の内周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする。
また、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の端面の外周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ、前記各板体の内周部の複数箇所を溶接することにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする。
また、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の端面の外周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ／または、前記各板体の端面の内周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする。
【００１５】
この電磁クラッチにおいては、駆動ロータの端面を形成する壁部は複数の板体を積層して構成されているので、各板体間には微少の空気層が形成され、低い固有値(ばね定数)を有する駆動ロータの端面が形成される。このため、駆動ロータの端面がアマチュア板と結合する際に、その衝撃は駆動ロータ端面側の壁部を構成する各板体個々が振動することにより、その衝撃力は吸収緩和されることとなる。
また、駆動ロータの端面を形成する壁部は複数の板体を積層して構成されているので、駆動ロータの端面の剛性は一体形成された従来における駆動ロータの端面の剛性よりも弱くなり、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
さらに板体の外周側、および／または、内周側に、溶接またはカシメを施すことにより、簡便に各板体が駆動ロータの本体部に固定されることとなる。
【００１６】
さらに本発明によれば、前記各板体は、同一厚さとされていることを特徴とする。
【００１７】
この電磁クラッチにおいては、前記各板体は同一厚さとされているので、複数の板体を作成することが容易であり、駆動ロータのコストが削減されることとなる。
【００１８】
さらに本発明の電磁クラッチは、前記各板体のうち、前記アマチュア板に当接する板体は、他の板体よりも厚くされていることを特徴とする。
【００１９】
アマチュア板に当接する板体は、アマチュア板が摺動接触するので、他の板体に比べて磨耗が激しい。従って、この電磁クラッチにおいては、アマチュア板に当接する板体の厚さは他の板体よりも厚くされている。
【００２０】
さらに本発明は、上記アマチュア板と、上記駆動ロータとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明は、圧縮要素により流体を圧縮する圧縮機において、上記電磁クラッチを介して、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。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
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３２、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３４、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。
【００２５】
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の順に経て駆動軸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。
【００２６】
駆動軸４が回転すると、偏心駆動ピン２４、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１４，１７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１１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。
【００２７】
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、図２〜図４を参照して説明する。
【００２８】
図２は、電磁クラッチを構成するアマチュア板の側面図であり、アマチュア板３４は、例えば、厚さ０．３〜１．０ｍｍ程度の金属薄板４１を複数積層して構成されている。この金属薄板４１は、例えば、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。）を用いた磁性体とされている。また、この金属薄板４１のうち、駆動ロータの端面と当接する金属薄板（本図において右側）は摩擦板４２と呼ばれるものである。
このように、アマチュア板３４は、複数の金属薄板４１を複数積層し、駆動ロータの端面と当接する側に摩擦板４２を張り合わせた構成とされている。
図３は金属薄板４１の平面図を示す。
金属薄板４１は中央部を空洞とされたリング形状であり、同一円周上に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。さらに、接続用穴４３と同一円周上であって、各接続用穴４３の間にそれぞれ長穴４４が設けられている。
図４はアマチュア板３４を構成する金属薄板４１のうち、駆動ロータの端面に当接する摩擦板４２の平面図である。
摩擦板４２は上記の金属薄板４１に凹部４５を設けた構成としており、接続用穴４３、長穴４４、凹部４５以外の部分が駆動ロータの端面と接触する摩擦面とされている。
【００２９】
アマチュア板３４は上記形状の複数の金属薄板４１と摩擦板４２を積層して、図５に参考例として示すように金属薄板の外周部の複数箇所（本参考例では３箇所）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３および内周部の複数箇所（本参考例では２箇所）Ｑ１，Ｑ２を溶接して固定されている。この溶接はクラッチトルクがかかった場合に、各金属薄板４１が離れない程度に溶接されていればよい。このように固定することで、各金属薄板４１の間には微少の空気層が形成されることになる。
このアマチュア板３４は、ボルト４６により接続プレート３７に固定されている。
【００３０】
アマチュア板３４を上記構成としたことにより、各金属薄板４１間には微少の空気層が形成されることになる。このため、アマチュア板３４が駆動ロータの端面と結合する際に、その衝撃はアマチュア板３４を構成する各金属薄板４１個々が振動することにより、その衝撃力は吸収緩和されることとなる。
また、アマチュア板３４は複数の金属薄板４１を積層して構成されているので、アマチュア板３４の剛性は厚板一体とされた従来のアマチュア板の剛性よりも弱くなり、アマチュア板３４と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
【００３１】
このため、上記構成の電磁クラッチ３０によれば、アマチュア板３４と駆動ロータ３２の端面３２ａとの結合時に発生する衝撃力は緩和されるので、衝突音を低減でき騒音の少ない圧縮機用クラッチおよび圧縮機が実現できる。
図６にアマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する騒音のレベルを示す。この図において、黒丸で示した直線が金属薄板を積層して構成したアマチュア板を採用した場合の騒音レベルを示し、白丸で示した直線が従来の厚板一体のアマチュア板を使用した場合の騒音レベルを示す。これによれば、回転数が１０００（ｒｐｍ）時において、従来のアマチュア板を使用した場合の衝突音を１とすると、金属薄板を積層して構成したアマチュア板を採用したものは相対的にみると０．９程度で、衝突音レベルが約１割低下している。これにより、上記の薄板金属を積層して構成したアマチュア板の衝突音低減効果が確認できた。
【００３２】
なお、複数の金属薄板４１を固定する手段として、図５に示すように金属薄板４１の外周部および内周部の複数箇所を溶接した構成としているが、図７に参考例として示すように金属薄板４１の端面の複数箇所にカシメ４７を施し、前記複数の金属薄板を固定するように構成しても、同様の作用・効果を奏することができる。
さらに、図８に参考例として示すように金属薄板４１の外周部の複数箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のみ溶接して固定する構成、図９に示すように金属薄板４１の外周部の複数箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を溶接し、かつ、金属薄板４１の端面の複数箇所にカシメ４７を施し固定する構成、図１０に示すように金属薄板４１の外周部の複数箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３および内周部の複数箇所Ｑ１，Ｑ２を溶接し、かつ、金属薄板４１の端面の複数箇所にカシメ４７を施し固定する構成にしても、同様の作用・効果を奏することができる。
【００３３】
また、第１の実施形態では、摩擦板を他の金属薄板と同じ厚さとしているが、設計思想に応じて摩擦板の厚さを適宜変更してもよい。
すなわち、摩擦板の厚さを薄くすると、アマチュア板の剛性は弱くなるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
反対に、摩擦板の厚さを厚くすると、アマチュア板の発生磁力は駆動ロータと当接する摩擦板の厚さによって制御されるので、コイルにより発生する磁束は摩擦板を通過しやすくなる。これにより、アマチュア板の発生磁力は大きくなるので、クラッチトルクが増大する。さらに、摩擦板は、駆動ロータの端面と当接する際、駆動ロータの端面と摺動しつつ接触することになるので、少なからず磨耗する。従って、図１１に示すように摩擦板４２ａを他の金属薄板４１よりも厚くしておくことによって、磨耗による摩擦板及びアマチュア板の破損を防止できる。この場合、摩擦板の厚さは、他の金属薄板よりも０．５ｍｍ以上の厚さとするのが好ましい。
従って、上記思想に応じて摩擦板の厚さ設定すればよい。
さらに、本実施形態では、金属薄板および摩擦板は、例えば、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。）を用いた磁性体とされているが、摩擦板を、例えば、磁性鋼板５０Ａ１３００，５０Ａ１０００等の強磁性体としてクラッチトルクを増大させるようにしてもよい。
【００３４】
本発明の第２の実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。
本実施形態では、第１の実施形態に対して、駆動ロータの端面を形成する壁部が金属薄板を積層して構成された点で異なる。なお、アマチュア板については、従来の技術で示したアマチュア板１０５（図１６参照）でもよく、第１の実施形態のアマチュア板３４（図２参照）でもよい。
図１２は、電磁クラッチを構成する駆動ロータの側面図であり、駆動ロータ３２は、一体形成された本体部４８と端面を形成する壁部４９とを有している。壁部４９は、例えば、厚さ０．３〜１．０ｍｍ程度の金属薄板５０を複数積層して構成されている。この金属薄板５０は、例えば、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。）を用いた磁性体とされている。
図１３は金属薄板５０の平面図を示す。
金属薄板５０は中央部を空洞とされたリング形状であり、二つの同一円周上に断続的に長穴５１，５２が設けられている。
【００３５】
駆動ロータ３２は、金属薄板５０を複数積層して、図１３に参考例として示すように金属薄板の外周部の複数箇所（本実施形態では６箇所）Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９及び内周部の複数箇所（本実施形態では４箇所）Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を溶接して本体部４８と一体化されている。この溶接はクラッチトルクがかかった場合に、各金属薄板５０が離れない程度に溶接されていればよい。このように固定することで、各金属薄板５０の間には微少の空気層が形成されることになる。
【００３６】
駆動ロータ３２を上記構成としたことにより、各金属薄板５０間には微少の空気層が形成され、低い固有値（ばね定数）を有する駆動ロータ３２の端面３２ａが形成される。このため、駆動ロータ３２の端面３２ａがアマチュア板と結合する際に、その衝撃は駆動ロータ端面３２ａ側の壁部を構成する各金属薄板５０個々が振動することにより、その衝撃力は吸収緩和されることとなる。
また、駆動ロータ３２の端面３２ａの剛性は一体形成された従来における駆動ロータの端面の剛性よりも弱くなり、アマチュア板と駆動ロータ３２の端面３２ａとの結合時に発生する衝撃力は緩和される。
【００３７】
このため、上記構成の電磁クラッチ３０によれば、アマチュア板と駆動ロータ３２の端面３２ａとの結合時に発生する衝撃力は緩和されるので、衝突音を低減でき騒音の少ない圧縮機用クラッチおよび圧縮機が実現できる。
【００３８】
なお、複数の金属薄板５０を本体部４８に固定する手段として、図１３に示すように金属薄板５０の外周部および内周部の複数箇所を溶接した構成としているが、図１４に示すように金属薄板５０の外周部の複数箇所Ｐ４〜Ｐ９を溶接し、金属薄板５０の内周位置にカシメ５３を施して本体部４８に固定する構成、図１５に参考例として示すように金属薄板５０の外周位置及び内周位置にカシメ５３，５４を施して本体部４８に固定する構成、さらには、金属薄板の外周位置にカシメを施し、金属薄板の内周部の複数箇所を溶接して本体部に固定する構成としても、同様の作用・効果を奏することができる。
【００３９】
また、第２の実施形態では、駆動ロータの端面を形成する壁部は、同一厚さの金属薄板を積層して構成したが、異なる厚さの金属薄板を積層して構成してもよい。駆動ロータの端面がアマチュア板と当接する際、駆動ロータの端面にアマチュア板が摺動しつつ接触することになるので、アマチュア板と当接する金属薄板は少なからず磨耗する。従って、アマチュア板と当接する金属薄板を他の板体よりも厚くしておくことによって、磨耗による駆動ロータの端面が破損するのを防止できる。この場合、アマチュア板と当接する金属薄板の厚さは、他の金属薄板よりも０．５ｍｍ以上の厚さとするのが好ましい。
さらに、本実施形態では、金属薄板は、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。）を用いたが、金属薄板の材質はこれに限定されない。
【００４０】
なお、第１，第２の実施形態に対する変形例として、第１の実施形態に記載されたアマチュア板と、第２の実施形態に記載された駆動ロータとを備えた電磁クラッチとしてもよい。
【００４１】
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。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、アマチュア板が駆動ロータの端面と結合する場合、その衝撃はアマチュア板を構成する各板体個々が振動することによりその衝撃力は吸収緩和されるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との衝突音を低減することができる。
また、アマチュア板の剛性は厚板一体とされた従来のアマチュア板の剛性よりも弱くなるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力が緩和され、アマチュア板と駆動ロータの端面との衝突音を低減することができる。
また、板体の外周部または外周部および内周部の複数部を適宜溶接することにより簡便に各板体を固定することができ、同時に板体の端面にカシメを施すことにより、溶接のように熱処理を行うことなく、各板体が確実に固定することができる。これにより熱ひずみの影響を考慮する必要がなくなる。
【００４３】
請求項２に記載の発明によれば、複数の板体を容易に作製することが可能であり、アマチュア板のコストが削減でき、ひいては電磁クラッチのコストを削減することができる。
【００４４】
請求項３に記載の発明によれば、駆動ロータの端面に当接する板体の厚さを任意に変更することにより、設計思想に応じた電磁クラッチが実現できる。
【００４５】
請求項４に記載の発明によれば、駆動ロータの端面に当接する板体の厚さを他の板体より厚くすることにより、駆動ロータの端面と当接する際の磨耗によるアマチュア板の破損を防止することができる。
【００４６】
請求項５乃至請求項７に記載の発明によれば、アマチュア板と駆動ロータの端面とが結合する場合、その衝撃は駆動ロータ端面側の壁部を構成する各板体個々が振動することによりその衝撃力は吸収緩和されるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との衝突音を低減することができる。
また、駆動ロータの端面の剛性は一体形成された従来における駆動ロータの端面の剛性よりも弱くなるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力が緩和され、アマチュア板と駆動ロータの端面との衝突音を低減することができる。
さらに、板体の外周側、および／または、内周側に、溶接またはカシメを施すことにより、簡便に各板体が駆動ロータの本体部に固定することができる。
【００４７】
請求項７に記載の発明によれば、複数の板体を容易に作製することが可能であり、駆動ロータのコストが削減でき、ひいては電磁クラッチのコストを削減することができる。
【００４８】
請求項８に記載の発明によれば、アマチュア板に当接する板体の厚さを他の板体より厚くすることにより、アマチュア板と当接する際の磨耗による駆動ロータの端面が破損するのを防止することができる。
【００４９】
請求項１０に記載の発明によれば、騒音の少ない圧縮機が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第1の実施形態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側面図である。
【図３】 図２のアマチュア板を構成する金属薄板の平面図である。
【図４】 図２のアマチュア板を構成する摩擦板の平面図である。
【図５】 図３に示した各金属薄板の固定手段の参考例を示した金属薄板の平面図である。
【図６】 アマチュア板と駆動ロータの端面との接合時に発生する騒音レベルを従来例との比較の下で示した図である。
【図７】 図５に示した各金属薄板の固定手段の参考例として示した金属薄板の平面図である。
【図８】 図５に示した各金属薄板の第１の実施形態の固定手段の参考例として示した金属薄板の平面図である。
【図９】 図５に示した各金属薄板の第１の実施形態の固定手段を示した金属薄板の平面図である。
【図１０】 図５に示した各金属薄板の第１の実施形態の固定手段を示した金属薄板の平面図である。
【図１１】 図２に示したアマチュア板の変形例を示す側面図である。
【図１２】 第２の実施形態に係る駆動ロータの側面図である。
【図１３】 図１２の駆動ロータ端面側の壁部を構成する金属薄板の平面図および各金属薄板の固定手段を参考例として示した図である。
【図１４】 第２の実施形態の金属薄板の固定手段を示した金属薄板の平面図である。
【図１５】 図１３に示した各金属薄板の固定手段の変形例として示した金属薄板の平面図を参考例として示した図である。
【図１６】 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 アマチュア板
４１，５０ 金属薄板（板体）
４２ 摩擦板（板体）
４７，５３，５４ カシメ
４８ （駆動ロータの）本体部
４９ （駆動ロータの）壁部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４、Ｑ５，Ｑ６ 溶接箇所
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁クラッチに関し、より好ましくは、車両用空気調和装置に組み込まれる圧縮機に用いられる電磁クラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６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１０２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。
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１０２、駆動ロータ１０３、コイル１０４、アマチュア板１０５、ハブ１０６、接続プレート１０８、リベット１０９、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。
【０００３】
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の圧縮機の電磁クラッチ１００において、アマチュア板１０５は金属製で厚板一体とされ、駆動ロータ１０３も金属製で一体形成されている。また、コイル１０４に通電し、コイル１０４の磁力によりアマチュア板１０５を駆動ロータ１０３に吸着させる場合、駆動ロータ１０３の端面との相対滑り時間を最小化するために、アマチュア板１０５は高速で駆動ロータ１０３と結合させられることになる。このため、上述のようにコイル１０４に通電し、コイル１０４を励磁させてアマチュア板１０５と駆動ロータ１０３とを吸着させて結合する際に、アマチュア板１０５と駆動ロータ１０３の端面との衝突音が発生するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、アマチュア板と駆動ロータとの結合時に発生する衝突音を低減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を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁クラッチは、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電磁クラッチにおいて、前記アマチュア板は、複数の板体を積層して構成され、前記各板体は、略リング形状で金属製とされており、前記板体の外周部または外周部および内周部の複数箇所を溶接して固定されるとともに、前記板体の端面の同一円周上の長穴と長穴の間の複数箇所にカシメを施し固定されていることを特徴とする。
【０００７】
この電磁クラッチにおいては、アマチュア板は複数の板体を積層して構成されているので、各板体間には微少の空気層が形成されることになる。このため、アマチュア板が駆動ロータの端面と結合する際に、その衝撃はアマチュア板を構成する各板体個々が振動することにより、その衝撃力は吸収緩和されることとなる。
また、アマチュア板は複数の板体を積層して構成されているので、アマチュア板の剛性は厚板一体とされた従来のアマチュア板の剛性よりも弱くなり、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
さらに板体の外周部または外周部および内周部の複数部を適宜溶接することにより簡便に各板体が固定されることとなり、また、同時に板体の端面の同一円周上の長穴と長穴の間に適宜カシメを施すことにより、溶接のように熱処理を行うことなく各板体が確実に固定されることとなる。
【０００８】
さらに本発明の電磁クラッチは、前記各板体は、同一厚さとされていることを特徴とする。
【０００９】
この電磁クラッチにおいては、前記各板体は同一厚さとされているので、複数の板体を作製することが容易であり、アマチュア板のコストが削減されることとなる。
【００１０】
さらに本発明の電磁クラッチは、前記各板体のうち、前記駆動ロータの端面に当接する板体は、他の板体と異なる厚さとされていることを特徴とする。
【００１１】
アマチュア板の発生磁力は前記駆動ロータと当接する板体の厚さによって制御される。従って、この電磁クラッチにおいては、前記駆動ロータの端面に当接する板体の厚さを厚くすると、コイルにより発生した磁束は該板体を通過しやすくなるので、アマチュア板の発生磁力は大きくなり、ひいてはクラッチトルクが増大することとなる。
反対に、前記駆動ロータの端面に当接する板体の厚さを薄くすると、該板体の剛性は弱くなるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
【００１２】
さらに本発明の電磁クラッチは、前記各板体のうち、前記駆動ロータの端面に当接する板体は、他の板体よりも厚くされていることを特徴とする。
【００１３】
駆動ロータの端面に当接する板体は、駆動ロータの端面に対して摺動接触するので、他の板体に比べて磨耗が激しい。従って、この電磁クラッチにおいては、駆動ロータの端面に当接する板体の厚さは他の板体よりも厚くされている。
【００１４】
さらに本発明の電磁クラッチは、駆動源に連動するように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電磁クラッチにおいて、前記駆動ロータは、一体成形された本体部と、前記駆動ロータの端面を形成する壁部とを有し、前記壁部は、複数の板体を積層して構成され、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の外周部の複数箇所を溶接することにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ、前記各板体の端面の内周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする。
また、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の端面の外周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ、前記各板体の内周部の複数箇所を溶接することにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする。
また、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の端面の外周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ／または、前記各板体の端面の内周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする。
【００１５】
この電磁クラッチにおいては、駆動ロータの端面を形成する壁部は複数の板体を積層して構成されているので、各板体間には微少の空気層が形成され、低い固有値(ばね定数)を有する駆動ロータの端面が形成される。このため、駆動ロータの端面がアマチュア板と結合する際に、その衝撃は駆動ロータ端面側の壁部を構成する各板体個々が振動することにより、その衝撃力は吸収緩和されることとなる。
また、駆動ロータの端面を形成する壁部は複数の板体を積層して構成されているので、駆動ロータの端面の剛性は一体形成された従来における駆動ロータの端面の剛性よりも弱くなり、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
さらに板体の外周側、および／または、内周側に、溶接またはカシメを施すことにより、簡便に各板体が駆動ロータの本体部に固定されることとなる。
【００１６】
さらに本発明によれば、前記各板体は、同一厚さとされていることを特徴とする。
【００１７】
この電磁クラッチにおいては、前記各板体は同一厚さとされているので、複数の板体を作成することが容易であり、駆動ロータのコストが削減されることとなる。
【００１８】
さらに本発明の電磁クラッチは、前記各板体のうち、前記アマチュア板に当接する板体は、他の板体よりも厚くされていることを特徴とする。
【００１９】
アマチュア板に当接する板体は、アマチュア板が摺動接触するので、他の板体に比べて磨耗が激しい。従って、この電磁クラッチにおいては、アマチュア板に当接する板体の厚さは他の板体よりも厚くされている。
【００２０】
さらに本発明は、上記アマチュア板と、上記駆動ロータとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明は、圧縮要素により流体を圧縮する圧縮機において、上記電磁クラッチを介して、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。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
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３２、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３４、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。
【００２５】
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の順に経て駆動軸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。
【００２６】
駆動軸４が回転すると、偏心駆動ピン２４、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１４，１７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１１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。
【００２７】
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、図２〜図４を参照して説明する。
【００２８】
図２は、電磁クラッチを構成するアマチュア板の側面図であり、アマチュア板３４は、例えば、厚さ０．３〜１．０ｍｍ程度の金属薄板４１を複数積層して構成されている。この金属薄板４１は、例えば、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。）を用いた磁性体とされている。また、この金属薄板４１のうち、駆動ロータの端面と当接する金属薄板（本図において右側）は摩擦板４２と呼ばれるものである。
このように、アマチュア板３４は、複数の金属薄板４１を複数積層し、駆動ロータの端面と当接する側に摩擦板４２を張り合わせた構成とされている。
図３は金属薄板４１の平面図を示す。
金属薄板４１は中央部を空洞とされたリング形状であり、同一円周上に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。さらに、接続用穴４３と同一円周上であって、各接続用穴４３の間にそれぞれ長穴４４が設けられている。
図４はアマチュア板３４を構成する金属薄板４１のうち、駆動ロータの端面に当接する摩擦板４２の平面図である。
摩擦板４２は上記の金属薄板４１に凹部４５を設けた構成としており、接続用穴４３、長穴４４、凹部４５以外の部分が駆動ロータの端面と接触する摩擦面とされている。
【００２９】
アマチュア板３４は上記形状の複数の金属薄板４１と摩擦板４２を積層して、図５に参考例として示すように金属薄板の外周部の複数箇所（本参考例では３箇所）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３および内周部の複数箇所（本参考例では２箇所）Ｑ１，Ｑ２を溶接して固定されている。この溶接はクラッチトルクがかかった場合に、各金属薄板４１が離れない程度に溶接されていればよい。このように固定することで、各金属薄板４１の間には微少の空気層が形成されることになる。
このアマチュア板３４は、ボルト４６により接続プレート３７に固定されている。
【００３０】
アマチュア板３４を上記構成としたことにより、各金属薄板４１間には微少の空気層が形成されることになる。このため、アマチュア板３４が駆動ロータの端面と結合する際に、その衝撃はアマチュア板３４を構成する各金属薄板４１個々が振動することにより、その衝撃力は吸収緩和されることとなる。
また、アマチュア板３４は複数の金属薄板４１を積層して構成されているので、アマチュア板３４の剛性は厚板一体とされた従来のアマチュア板の剛性よりも弱くなり、アマチュア板３４と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
【００３１】
このため、上記構成の電磁クラッチ３０によれば、アマチュア板３４と駆動ロータ３２の端面３２ａとの結合時に発生する衝撃力は緩和されるので、衝突音を低減でき騒音の少ない圧縮機用クラッチおよび圧縮機が実現できる。
図６にアマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する騒音のレベルを示す。この図において、黒丸で示した直線が金属薄板を積層して構成したアマチュア板を採用した場合の騒音レベルを示し、白丸で示した直線が従来の厚板一体のアマチュア板を使用した場合の騒音レベルを示す。これによれば、回転数が１０００（ｒｐｍ）時において、従来のアマチュア板を使用した場合の衝突音を１とすると、金属薄板を積層して構成したアマチュア板を採用したものは相対的にみると０．９程度で、衝突音レベルが約１割低下している。これにより、上記の薄板金属を積層して構成したアマチュア板の衝突音低減効果が確認できた。
【００３２】
なお、複数の金属薄板４１を固定する手段として、図５に示すように金属薄板４１の外周部および内周部の複数箇所を溶接した構成としているが、図７に参考例として示すように金属薄板４１の端面の複数箇所にカシメ４７を施し、前記複数の金属薄板を固定するように構成しても、同様の作用・効果を奏することができる。
さらに、図８に参考例として示すように金属薄板４１の外周部の複数箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のみ溶接して固定する構成、図９に示すように金属薄板４１の外周部の複数箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を溶接し、かつ、金属薄板４１の端面の複数箇所にカシメ４７を施し固定する構成、図１０に示すように金属薄板４１の外周部の複数箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３および内周部の複数箇所Ｑ１，Ｑ２を溶接し、かつ、金属薄板４１の端面の複数箇所にカシメ４７を施し固定する構成にしても、同様の作用・効果を奏することができる。
【００３３】
また、第１の実施形態では、摩擦板を他の金属薄板と同じ厚さとしているが、設計思想に応じて摩擦板の厚さを適宜変更してもよい。
すなわち、摩擦板の厚さを薄くすると、アマチュア板の剛性は弱くなるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力は緩和される。
反対に、摩擦板の厚さを厚くすると、アマチュア板の発生磁力は駆動ロータと当接する摩擦板の厚さによって制御されるので、コイルにより発生する磁束は摩擦板を通過しやすくなる。これにより、アマチュア板の発生磁力は大きくなるので、クラッチトルクが増大する。さらに、摩擦板は、駆動ロータの端面と当接する際、駆動ロータの端面と摺動しつつ接触することになるので、少なからず磨耗する。従って、図１１に示すように摩擦板４２ａを他の金属薄板４１よりも厚くしておくことによって、磨耗による摩擦板及びアマチュア板の破損を防止できる。この場合、摩擦板の厚さは、他の金属薄板よりも０．５ｍｍ以上の厚さとするのが好ましい。
従って、上記思想に応じて摩擦板の厚さ設定すればよい。
さらに、本実施形態では、金属薄板および摩擦板は、例えば、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。）を用いた磁性体とされているが、摩擦板を、例えば、磁性鋼板５０Ａ１３００，５０Ａ１０００等の強磁性体としてクラッチトルクを増大させるようにしてもよい。
【００３４】
本発明の第２の実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。
本実施形態では、第１の実施形態に対して、駆動ロータの端面を形成する壁部が金属薄板を積層して構成された点で異なる。なお、アマチュア板については、従来の技術で示したアマチュア板１０５（図１６参照）でもよく、第１の実施形態のアマチュア板３４（図２参照）でもよい。
図１２は、電磁クラッチを構成する駆動ロータの側面図であり、駆動ロータ３２は、一体形成された本体部４８と端面を形成する壁部４９とを有している。壁部４９は、例えば、厚さ０．３〜１．０ｍｍ程度の金属薄板５０を複数積層して構成されている。この金属薄板５０は、例えば、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。）を用いた磁性体とされている。
図１３は金属薄板５０の平面図を示す。
金属薄板５０は中央部を空洞とされたリング形状であり、二つの同一円周上に断続的に長穴５１，５２が設けられている。
【００３５】
駆動ロータ３２は、金属薄板５０を複数積層して、図１３に参考例として示すように金属薄板の外周部の複数箇所（本実施形態では６箇所）Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９及び内周部の複数箇所（本実施形態では４箇所）Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を溶接して本体部４８と一体化されている。この溶接はクラッチトルクがかかった場合に、各金属薄板５０が離れない程度に溶接されていればよい。このように固定することで、各金属薄板５０の間には微少の空気層が形成されることになる。
【００３６】
駆動ロータ３２を上記構成としたことにより、各金属薄板５０間には微少の空気層が形成され、低い固有値（ばね定数）を有する駆動ロータ３２の端面３２ａが形成される。このため、駆動ロータ３２の端面３２ａがアマチュア板と結合する際に、その衝撃は駆動ロータ端面３２ａ側の壁部を構成する各金属薄板５０個々が振動することにより、その衝撃力は吸収緩和されることとなる。
また、駆動ロータ３２の端面３２ａの剛性は一体形成された従来における駆動ロータの端面の剛性よりも弱くなり、アマチュア板と駆動ロータ３２の端面３２ａとの結合時に発生する衝撃力は緩和される。
【００３７】
このため、上記構成の電磁クラッチ３０によれば、アマチュア板と駆動ロータ３２の端面３２ａとの結合時に発生する衝撃力は緩和されるので、衝突音を低減でき騒音の少ない圧縮機用クラッチおよび圧縮機が実現できる。
【００３８】
なお、複数の金属薄板５０を本体部４８に固定する手段として、図１３に示すように金属薄板５０の外周部および内周部の複数箇所を溶接した構成としているが、図１４に示すように金属薄板５０の外周部の複数箇所Ｐ４〜Ｐ９を溶接し、金属薄板５０の内周位置にカシメ５３を施して本体部４８に固定する構成、図１５に参考例として示すように金属薄板５０の外周位置及び内周位置にカシメ５３，５４を施して本体部４８に固定する構成、さらには、金属薄板の外周位置にカシメを施し、金属薄板の内周部の複数箇所を溶接して本体部に固定する構成としても、同様の作用・効果を奏することができる。
【００３９】
また、第２の実施形態では、駆動ロータの端面を形成する壁部は、同一厚さの金属薄板を積層して構成したが、異なる厚さの金属薄板を積層して構成してもよい。駆動ロータの端面がアマチュア板と当接する際、駆動ロータの端面にアマチュア板が摺動しつつ接触することになるので、アマチュア板と当接する金属薄板は少なからず磨耗する。従って、アマチュア板と当接する金属薄板を他の板体よりも厚くしておくことによって、磨耗による駆動ロータの端面が破損するのを防止できる。この場合、アマチュア板と当接する金属薄板の厚さは、他の金属薄板よりも０．５ｍｍ以上の厚さとするのが好ましい。
さらに、本実施形態では、金属薄板は、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。）を用いたが、金属薄板の材質はこれに限定されない。
【００４０】
なお、第１，第２の実施形態に対する変形例として、第１の実施形態に記載されたアマチュア板と、第２の実施形態に記載された駆動ロータとを備えた電磁クラッチとしてもよい。
【００４１】
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。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、アマチュア板が駆動ロータの端面と結合する場合、その衝撃はアマチュア板を構成する各板体個々が振動することによりその衝撃力は吸収緩和されるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との衝突音を低減することができる。
また、アマチュア板の剛性は厚板一体とされた従来のアマチュア板の剛性よりも弱くなるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力が緩和され、アマチュア板と駆動ロータの端面との衝突音を低減することができる。
また、板体の外周部または外周部および内周部の複数部を適宜溶接することにより簡便に各板体を固定することができ、同時に板体の端面にカシメを施すことにより、溶接のように熱処理を行うことなく、各板体が確実に固定することができる。これにより熱ひずみの影響を考慮する必要がなくなる。
【００４３】
請求項２に記載の発明によれば、複数の板体を容易に作製することが可能であり、アマチュア板のコストが削減でき、ひいては電磁クラッチのコストを削減することができる。
【００４４】
請求項３に記載の発明によれば、駆動ロータの端面に当接する板体の厚さを任意に変更することにより、設計思想に応じた電磁クラッチが実現できる。
【００４５】
請求項４に記載の発明によれば、駆動ロータの端面に当接する板体の厚さを他の板体より厚くすることにより、駆動ロータの端面と当接する際の磨耗によるアマチュア板の破損を防止することができる。
【００４６】
請求項５乃至請求項７に記載の発明によれば、アマチュア板と駆動ロータの端面とが結合する場合、その衝撃は駆動ロータ端面側の壁部を構成する各板体個々が振動することによりその衝撃力は吸収緩和されるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との衝突音を低減することができる。
また、駆動ロータの端面の剛性は一体形成された従来における駆動ロータの端面の剛性よりも弱くなるので、アマチュア板と駆動ロータの端面との結合時に発生する衝撃力が緩和され、アマチュア板と駆動ロータの端面との衝突音を低減することができる。
さらに、板体の外周側、および／または、内周側に、溶接またはカシメを施すことにより、簡便に各板体が駆動ロータの本体部に固定することができる。
【００４７】
請求項７に記載の発明によれば、複数の板体を容易に作製することが可能であり、駆動ロータのコストが削減でき、ひいては電磁クラッチのコストを削減することができる。
【００４８】
請求項８に記載の発明によれば、アマチュア板に当接する板体の厚さを他の板体より厚くすることにより、アマチュア板と当接する際の磨耗による駆動ロータの端面が破損するのを防止することができる。
【００４９】
請求項１０に記載の発明によれば、騒音の少ない圧縮機が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第1の実施形態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側面図である。
【図３】 図２のアマチュア板を構成する金属薄板の平面図である。
【図４】 図２のアマチュア板を構成する摩擦板の平面図である。
【図５】 図３に示した各金属薄板の固定手段の参考例を示した金属薄板の平面図である。
【図６】 アマチュア板と駆動ロータの端面との接合時に発生する騒音レベルを従来例との比較の下で示した図である。
【図７】 図５に示した各金属薄板の固定手段の参考例として示した金属薄板の平面図である。
【図８】 図５に示した各金属薄板の第１の実施形態の固定手段の参考例として示した金属薄板の平面図である。
【図９】 図５に示した各金属薄板の第１の実施形態の固定手段を示した金属薄板の平面図である。
【図１０】 図５に示した各金属薄板の第１の実施形態の固定手段を示した金属薄板の平面図である。
【図１１】 図２に示したアマチュア板の変形例を示す側面図である。
【図１２】 第２の実施形態に係る駆動ロータの側面図である。
【図１３】 図１２の駆動ロータ端面側の壁部を構成する金属薄板の平面図および各金属薄板の固定手段を参考例として示した図である。
【図１４】 第２の実施形態の金属薄板の固定手段を示した金属薄板の平面図である。
【図１５】 図１３に示した各金属薄板の固定手段の変形例として示した金属薄板の平面図を参考例として示した図である。
【図１６】 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 アマチュア板
４１，５０ 金属薄板（板体）
４２ 摩擦板（板体）
４７，５３，５４ カシメ
４８ （駆動ロータの）本体部
４９ （駆動ロータの）壁部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４、Ｑ５，Ｑ６ 溶接箇所
Claims (11)
- 駆動源に連動するよう接続されているとともに、コイルを内臓する駆動ロータと、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電磁クラッチにおいて、
前記アマチュア板は、複数の板体を積層して構成され、
前記各板体は、略リング形状で金属製とされており、前記板体の外周部または外周部および内周部の複数箇所を溶接して固定されるとともに、前記板体の端面の同一円周上の長穴と長穴の間の複数箇所にカシメを施し固定されていることを特徴とする電磁クラッチ。 - 前記各板体は、同一厚さとされていることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
- 前記各板体のうち、前記駆動ロータの端面に当接する板体は、他の板体と異なる厚さとされていることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
- 前記各板体のうち、前記駆動ロータの端面に当接する板体は、他の板体よりも厚くされていることを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ。
- 駆動源に連動するように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電磁クラッチにおいて、
前記駆動ロータは、一体成形された本体部と、前記駆動ロータの前記端面を形成する壁部とを有し、
前記壁部は、複数の板体を積層して構成され、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の外周部の複数箇所を溶接することにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ、前記各板体の端面の内周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする電磁クラッチ。 - 駆動源に連動するように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電磁クラッチにおいて、
前記駆動ロータは、一体成形された本体部と、前記駆動ロータの前記端面を形成する壁部とを有し、
前記壁部は、複数の板体を積層して構成され、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の端面の外周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ、前記各板体の内周部の複数箇所を溶接することにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする電磁クラッチ。 - 駆動源に連動するように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電磁クラッチにおいて、
前記駆動ロータは、一体成形された本体部と、前記駆動ロータの前記端面を形成する壁部とを有し、
前記壁部は、複数の板体を積層して構成され、前記各板体は、略リング状形状で金属製とされているとともに、前記各板体の端面の外周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の外周側に対して固定され、かつ／または、前記各板体の端面の内周の同一円周上の長穴と長穴の間の複数の位置にカシメを施すことにより、本体部の内周側に対して固定されていることを特徴とする電磁クラッチ。 - 前記各板体は、同一厚さとされていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の電磁クラッチ。
- 前記各板体のうち、前記アマチュア板に当接する板体は、他の板体よりも厚くされていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の電磁クラッチ。
- 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアマチュア板と、請求項５乃至請求項９のいずれかに記載の駆動ロータと、
を備えたことを特徴とする電磁クラッチ。 - 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乃至請求項１０のいずれかに記載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ていることを特徴とする圧縮機。
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