JP5473425B2 - Electromagnetic clutch, compressor, and electromagnetic clutch manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば車両用空調装置等に適用されて動力の伝達を行う電磁クラッチ及びこの電磁クラッチを備えた圧縮機、電磁クラッチの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic clutch that is applied to, for example, a vehicle air conditioner and transmits power, a compressor including the electromagnetic clutch, and a method for manufacturing the electromagnetic clutch.
従来、車両用空調装置に用いられる圧縮機は、駆動源との間に配設して動力の伝達を行う電磁クラッチを備えている。
電磁クラッチは、電磁力により動力の伝達、もしくは非伝達を選択して行なうことができ、たとえば図5に示すように、電磁コイル1の磁力によりアーマチャ2をロータ3へ吸引することで、アーマチャ2とロータ3とを一体に結合させて動力の伝達を行うように構成されている(例えば、特許文献1参照。)。図示の構成例では、アーマチャ2の半径方向幅が2分割され、かつ、ロータ3の半径方向幅が3分割されることにより、アーマチャ2とロータ3との接触面(ギャップ)4は、半径方向に4分割されたものとなる。なお、以下の説明では、接触面4のロータ3側についてはアーマチャ接触面4aと呼び、アーマチャ2側についてはロータ接触面4bと呼ぶことにする。
2. Description of the Related Art Conventionally, a compressor used in a vehicle air conditioner includes an electromagnetic clutch that is disposed between a drive source and transmits power.
The electromagnetic clutch can be selected by transmitting or not transmitting power by electromagnetic force. For example, the armature 2 is attracted to the rotor 3 by the magnetic force of the
また、ロータ3のアーマチャ接触面4aは、たとえば図6(a)に示すように、溝幅をaとした2本の溝5によって半径方向が3分割され、内周リング3a、中央リング3b及び外周リング3cが形成されている。そして、2本の溝5は、内周リング3a、中央リング3b及び外周リング3cを繋ぐブリッジ6により、円周方向が複数箇所で分断されている。
また、アーマチャ2の半径方向についても、たとえば図6(b)に示すように、溝幅をbとした溝7により内周部2a及び外周部2bに2分割されている。そして、アーマチャ2側の溝7についても、内周部2a及び外周部2bを繋ぐブリッジ8により、円周方向が複数個所で分断されている。この場合のアーマチャ2は、板状素材からパンチングにより打ち抜き加工した板で構成される。
The
Also in the radial direction of the armature 2, as shown in FIG. 6B, for example, the armature 2 is divided into an inner peripheral portion 2a and an outer
上述した従来の電磁クラッチは、ブリッジ6、8に流れる短絡磁束等によりアーマチャ2とロータ3との間に十分な吸引力を確保できない場合には、トルク伝達能力の余裕が減少する。すなわち、吸引力不足に起因してトルク伝達能力の余裕が減少するような場合には、アーマチャ2とロータ3との間に滑りのトラブルが発生するという問題を有している。
In the conventional electromagnetic clutch described above, when a sufficient attractive force cannot be secured between the armature 2 and the rotor 3 due to a short-circuit magnetic flux flowing through the
そこで、アーマチャ2とロータ3の接触面積を増大させて摩擦力を大きくすることが考えられる。これには、アーマチャ2及びロータ3の外径を増やすことも考えられるが、電磁クラッチの外径寸法が増大して大型化するため好ましくない。 Therefore, it is conceivable to increase the frictional force by increasing the contact area between the armature 2 and the rotor 3. For this, it is conceivable to increase the outer diameters of the armature 2 and the rotor 3, but this is not preferable because the outer diameter of the electromagnetic clutch increases and the size increases.
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、電池クラッチの外形寸法を増大させることなくアーマチャとロータとの間の摩擦力を増加させることのできる電磁クラッチ、このクラッチを用いた圧縮機、この電磁クラッチの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of such a technical problem, and an electromagnetic clutch capable of increasing the frictional force between the armature and the rotor without increasing the outer dimension of the battery clutch. It is an object of the present invention to provide a compressor and a method for manufacturing the electromagnetic clutch.
かかる目的のもとになされた本発明は、電磁コイルの磁力によりアーマチャをロータの接触面に吸引し、アーマチャとロータとを一体結合させて動力を伝達する電磁クラッチにおいて、ロータのアーマチャ接触面が、ロータ側溝によって、径方向に分割されるとともに、アーマチャのロータ接触面が、アーマチャ側溝によって分割され、ロータ側溝を区画する壁面及びアーマチャ側溝を区画する壁面の少なくとも一方の表面に金属酸化物層が形成されており、金属酸化物層は0.1μmから10μmの厚さであることを特徴とする。なお、以下では、ロータ側溝を区画する壁面に形成される金属酸化物層をロータ側酸化物層と略し、アーマチャ側溝を区画する壁面に形成される金属酸化物層をアーマチャ側酸化物層と略すことがある。 The present invention made for this purpose is an electromagnetic clutch in which the armature is attracted to the contact surface of the rotor by the magnetic force of the electromagnetic coil, and the armature and the rotor are integrally coupled to transmit power. , the rotor side groove, while being divided in the radial direction, the rotor contact surface of the armature is divided by the armature side groove, a metal oxide on at least one surface of the wall defining the walls and the armature-side groove defining a b over data gutter The metal oxide layer has a thickness of 0.1 μm to 10 μm . In the following, the metal oxide layer formed on the wall surface defining the rotor side groove is abbreviated as the rotor side oxide layer, and the metal oxide layer formed on the wall surface defining the armature side groove is abbreviated as the armature side oxide layer. Sometimes.
このように構成された電磁クラッチを使用することにより、ロータのアーマチャ接触面とアーマチャのロータ接触面とが摺接、摩耗するが、これにともなって、ロータのアーマチャ接触面にはアーマチャ側酸化物層が摺接し、また、アーマチャのロータ接触面にはロータ側酸化物層が摺接する。そのためにこれら金属酸化物層の一部が砕け又は剥離(以下、砕けると総称する)して金属酸化物粒子が生成され、この粒子はロータのアーマチャ接触面やアーマチャのロータ接触面に供給される。これにより、外形寸法を増大させることなくアーマチャとロータとの間の摩擦力を増大させて滑りを抑制することが出来る。 By using the electromagnetic clutch configured as described above, the armature contact surface of the rotor and the rotor contact surface of the armature are slidably contacted and worn, and accordingly, the armature-side oxide is formed on the armature contact surface of the rotor. The layers are in sliding contact, and the rotor side oxide layer is in sliding contact with the rotor contact surface of the armature. Therefore, a part of these metal oxide layers is crushed or peeled (hereinafter collectively referred to as crushed) to produce metal oxide particles, which are supplied to the armature contact surface of the rotor or the rotor contact surface of the armature. . Accordingly, it is possible to suppress slippage by increasing the frictional force between the armature and the rotor without increasing the outer dimension.
金属酸化物層は0.5μm以上の厚さであることが好ましい。さらに、ロータ及びアーマチャのビッカース硬度が100HV10から350HV10であり、金属酸化物層のビッカース硬度が700HV0.003から1200HV0.003であることが好ましい。このように、金属酸化物層のビッカース硬度が高いので、金属酸化物層から生成された粒子が、吸引力で接触しているアーマチャとロータの間に進入して、アーマチャとロータとの間の摩擦力を増大させ滑りを抑制することが出来る。 Metallic oxide layer is preferably more than 0.5μm thick. Furthermore, it is preferable that the Vickers hardness of the rotor and the armature is 100HV10 to 350HV10, and the Vickers hardness of the metal oxide layer is 700HV0.003 to 1200HV0.003. As described above, since the Vickers hardness of the metal oxide layer is high, particles generated from the metal oxide layer enter between the armature and the rotor that are in contact with each other by a suction force, and the space between the armature and the rotor is reduced. The frictional force can be increased and slippage can be suppressed.
さらに、アーマチャのロータ接触面に形成された溝の幅が0.8〜1.2mmとされていることが好ましい。これにより、電磁クラッチを大型化することなく、ロータとアーマチャとの接触面積を増大でき吸引力を増加させる。もって、アーマチャとロータとの間の摩擦力を増加させ滑りを抑制することが出来る。 Furthermore, it is preferable that the width of the groove formed on the rotor contact surface of the armature is 0.8 to 1.2 mm. As a result, the contact area between the rotor and the armature can be increased without increasing the size of the electromagnetic clutch, thereby increasing the attractive force. Accordingly, the frictional force between the armature and the rotor can be increased to suppress the slip.
また、圧縮機構の軸部に装着されて動力を伝達するように上述の電磁クラッチを備えることが出来る。 Further, the above-described electromagnetic clutch can be provided so as to be attached to the shaft portion of the compression mechanism and transmit power.
さらに、本発明にかかる電磁クラッチの製造方法は、電磁コイルの磁力によりアーマチャをロータの接触面に吸引し、アーマチャとロータとを一体結合させて動力を伝達し、ロータのアーマチャ接触面が、ロータ側溝によって、径方向に分割されるとともに、アーマチャのロータ接触面が、アーマチャ側溝によって、分割された電磁クラッチの製造方法において、レーザ加工により、少なくともロータ側溝を区画する壁面及びアーマチャ側溝を区画する壁面の一方の表面に金属酸化物層を形成することを特徴とする。この電磁クラッチの製造方法において、金属酸化物を形成するレーザ加工により、ロータ側溝及びアーマチャ側溝の少なくとも一方を形成する際に、金属酸化物層を形成することが好ましい。また、レーザ加工中は、レーザ光の照射位置、つまりロータ側溝又はアーマチャ側溝に酸素を吹きつけることが好ましい。 Furthermore, in the electromagnetic clutch manufacturing method according to the present invention, the armature is attracted to the contact surface of the rotor by the magnetic force of the electromagnetic coil, and the armature and the rotor are integrally coupled to transmit power, and the armature contact surface of the rotor is In the manufacturing method of the electromagnetic clutch in which the rotor contact surface of the armature is divided by the side groove and the rotor contact surface of the armature is divided by the armature side groove, the wall surface that defines at least the rotor side groove and the wall surface that defines the armature side groove by laser processing A metal oxide layer is formed on one of the surfaces. In this electromagnetic clutch manufacturing method, it is preferable to form the metal oxide layer when forming at least one of the rotor side groove and the armature side groove by laser processing for forming the metal oxide. Further, during the laser processing, it is preferable to blow oxygen to the irradiation position of the laser beam, that is, the rotor side groove or the armature side groove.
このような電磁クラッチの製造方法によれば、レーザ光を用いているので、アーマチャやロータに微細な溝(ロータ側溝、アーマチャ側溝)を形成できるととともに、レーザ光照射により発生する熱により溝の形成と同時に金属酸化物層を容易に形成することが出来る。また、酸素ガスをレーザ照射位置に吹き付けると、酸化反応熱により切断部の溶解が促進されるので、溝の加工速度を上げる事が出来る。 According to such an electromagnetic clutch manufacturing method, since laser light is used, fine grooves (rotor side grooves, armature side grooves) can be formed in the armature and the rotor, and heat generated by laser light irradiation can be used to form the grooves. A metal oxide layer can be easily formed simultaneously with the formation. Further, when oxygen gas is blown to the laser irradiation position, melting of the cut portion is promoted by oxidation reaction heat, so that the groove processing speed can be increased.
本発明によれば、電磁クラッチを使用することにより、ロータのアーマチャ接触面に摺接したアーマチャ側酸化物層やアーマチャのロータ接触面に摺接したロータ側酸化物層が粒子となり、ロータのアーマチャ接触面やアーマチャのロータ接触面に供給される。これにより、アーマチャとロータとの間の摩擦力を増大させ滑りを抑制することが出来る。 According to the present invention, by using the electromagnetic clutch, the armature-side oxide layer that is in sliding contact with the armature contact surface of the rotor and the rotor-side oxide layer that is in sliding contact with the rotor contact surface of the armature become particles, and the armature of the rotor Supplied to the contact surface and the rotor contact surface of the armature. As a result, the frictional force between the armature and the rotor can be increased and slippage can be suppressed.
以下、本発明による電磁クラッチ及びこれを備えた圧縮機について、その一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、電磁クラッチを備えたスクロール型圧縮機の構成例を示す縦断面図である。このスクロール型圧縮機(圧縮機)10は、フロントハウジング11とリアハウジング12とを備え、これらフロントハウジング11とリアハウジング12とをボルト(図示せず)により一体的に締め付け固定したハウジング13を備えている。
Hereinafter, an embodiment of an electromagnetic clutch according to the present invention and a compressor including the electromagnetic clutch will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a scroll compressor provided with an electromagnetic clutch. The scroll compressor (compressor) 10 includes a front housing 11 and a rear housing 12, and includes a
フロントハウジング11の内部には、メイン軸受(ニードル軸受)15及びサブ軸受(ニードル軸受)16を介してクランク軸(回転軸)14がその回転軸線L回りに回転自在に支持されている。クランク軸14の一端側(図1において左側)は小径軸部14aとされ、この小径軸部14aは、フロントハウジング11を貫通して一端側に突出している。小径軸部14aの突出部には、電磁クラッチMが装着され、フロントハウジング11の一端側の小径ボス部11aの外周面に軸受17を介して回転自在に設けられているプーリー18との間で動力が断続されるようになっている。プーリー18には、図示していないエンジン等の外部駆動源からVベルト等を介して動力が伝達されることとなる。
なお、メイン軸受15とサブ軸受16との間には、メカニカルシール(リップシール)19が設けられており、これによってハウジング13内と大気との間を気密にシールしている。
Inside the front housing 11, a crankshaft (rotary shaft) 14 is rotatably supported around a rotation axis L via a main bearing (needle bearing) 15 and a sub-bearing (needle bearing) 16. One end side (the left side in FIG. 1) of the crankshaft 14 is a small
Note that a mechanical seal (lip seal) 19 is provided between the main bearing 15 and the
一方、クランク軸14の他端側(図1において右側)には、大径軸部14bが設けられており、この大径軸部14bには、クランク軸14の回転軸線Lよりも所定寸法だけ偏心した状態で偏心ピン14cが一体に設けられている。そして、これらクランク軸14の大径軸部14b及び小径軸部14aが、それぞれメイン軸受15及びサブ軸受16を介してフロントハウジング11に回転自在に支持されることとなる。
また、偏心ピン14cには、バランスブッシュ20及びドライブ軸受21を介して、旋回スクロール部材22が連結されており、クランク軸14が回転されることにより、旋回スクロール部材22が旋回駆動されるようになっている。
On the other hand, a large-
Further, the
バランスブッシュ20には、旋回スクロール部材22が旋回駆動されることにより生じるアンバランス荷重を除去するためのバランスウェイト20aが形成されており、旋回スクロール部材22の旋回駆動とともに旋回されるようになっている。
ハウジング13の内部には、スクロール型圧縮機構23を構成する一対の固定スクロール部24と旋回スクロール部材22が組み込まれている。
固定スクロール部材24は、固定端板24aと、この固定端板24aから立設された渦巻き状ラップ24bとを備えており、一方、旋回スクロール部材22は、旋回端板22aと、この旋回端板22aから立設された渦巻き状ラップ22bとを備えている。
The
Inside the
The fixed
固定スクロール部材24及び旋回スクロール部材22は、各々の中心を旋回半径分だけ離すとともに、渦巻き状ラップ24b、22bどうしが180度位相をずらせて噛み合わせた状態で組み込まれる。これによって、両スクロール部材24、22間には、端板24a、22aと渦巻き状ラップ24b、22bとにより区画された(仕切られた)一対の圧縮室Cがスクロールの中心に対して対称に形成されることとなる。
The fixed
固定スクロール部材24は、ボルト25を介してリアハウジング12の内面(底面)に固定されている。旋回スクロール部材22は、旋回端板22aの背面に設けられているボス部26に、クランク軸14の一端側に設けられている偏心ピン14cが、バランスブッシュ20及びドライブ軸受21を介して嵌め込まれることによりクランク軸14に連結されている。
また、旋回スクロール部材22は、フロントハウジング11に形成されているスラスト受け面11bに旋回端板22aの背面が支持されており、このスラスト受け面11bと旋回スクロール部材22の背面との間に介装される自転阻止用ピンリング機構27により、旋回スクロール部材22は、自転を阻止されながら固定スクロール部材24に対して公転旋回駆動されるように構成されている。
The fixed
The
この自転阻止用ピンリング機構27は、ピン27aとリング27bとを備えており、旋回スクロール部材22の固定端板22aの背面またはスラスト受け面11bの一方にピン27aを立てるピン穴11cが、他方にリング27bを嵌合するリング穴22cが設けられている。本実施形態では、スラスト受け面11bにピン27aを立てるピン穴11cが設けられ、旋回スクロール部材22にリング27bを嵌めるリング穴22cが設けられている。
なお、これらピン穴11c及びリング穴22cは、周方向に複数箇所、一般的には3ないし4箇所(本実施形態では4箇所)設けられている。
The rotation prevention
The pin holes 11c and the ring holes 22c are provided at a plurality of locations in the circumferential direction, generally 3 to 4 locations (4 locations in the present embodiment).
さらに、固定スクロール部材24の固定端板24aの中央部には、圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出ポート24cが開口されており、この吐出ポート24cには、固定端板24aにリテーナ28を介して取り付けられる吐出リード弁(図示せず)が設けられている。
また、固定スクロール部材24の固定端板24aの背面には、リアハウジング12の内面に密接されるようOリング等のシール部材(図示せず)が設置され、リアハウジング12との間でハウジング13の内部空間(密閉空間)から区画された吐出チャンバー29が形成されている。これにより、吐出チャンバー29を除くハウジング13の内部空間が、吸入チャンバー30として機能するようになっている。
Further, a
Further, a seal member (not shown) such as an O-ring is installed on the back surface of the
吸入チャンバー30には、フロントハウジング11に設けられている吸入口(図示せず)を介して冷凍サイクルから戻ってくる冷媒ガスが吸入され、この吸入チャンバー30を経て固定スクロール部材24と旋回スクロール部材22との間に形成される圧縮室Cに冷媒ガスが吸い込まれるようになる。
なお、フロントハウジング11とリアハウジング12との間の接合面には、Oリング等のシール部材31が設置され、ハウジング13内の吸入チャンバー30を大気から気密にシールしている。
Refrigerant gas returning from the refrigeration cycle is sucked into the
A sealing
以上のように構成されたスクロール型圧縮機10は、以下のように動作する。
外部駆動源からプーリー18に伝達された回転駆動力を、電磁クラッチMを介してクランク軸14に伝達し、クランク軸14を回転させる。すると、クランク軸14の偏心ピン14cにバランスブッシュ20及びドライブ軸受21を介して連結されている旋回スクロール部材22が、自転阻止用ピンリング機構27により自転を阻止されながら、固定スクロール部材24に対して公転旋回駆動される。
The scroll compressor 10 configured as described above operates as follows.
The rotational driving force transmitted from the external drive source to the
そして、この旋回スクロール部材22の公転旋回駆動により、半径方向最外方に形成される圧縮室C内に、吸入チャンバー30内の冷媒ガスが吸い込まれる。圧縮室Cは、所定の旋回角位置で吸入締め切りされた後、その容積が周方向及びラップ高さ方向に減少されながら中心側へと移動される。この間に冷媒ガスは圧縮され、圧縮室Cが吐出ポート24cに連通する位置に達すると、吐出リード弁が押し開かれて圧縮されたガスは吐出チャンバー29内に吐出され、この圧縮冷媒ガスは、リアハウジング12に設けられている吐出口(図示せず)を経て圧縮機外へと吐出される。
The revolving orbiting drive of the
さて、上述したスクロール型圧縮機10は、圧縮機構のクランク軸14に装着されて動力を伝達する電磁クラッチMを備えている。この電磁クラッチMは、電磁コイル41の磁力により磁性体のアーマチャ42をロータ43の接触面に吸引し、アーマチャ42とロータ43とを一体結合させて動力を伝達するものである。
The scroll compressor 10 described above includes an electromagnetic clutch M that is mounted on the crankshaft 14 of the compression mechanism and transmits power. The electromagnetic clutch M attracts the
本実施形態の電磁クラッチMは、たとえば図2、図3(a)に示すように、アーマチャ42の半径方向が、幅bとした溝(中間溝)44により2分割され、内周リング42a、外周リング42bを形成している。そして、溝44は、内周リング42aおよび外周リング42bを繋ぐブリッジ50により、円周方向が複数箇所で分断されている。ブリッジ50により分割された溝44は、それぞれが溝幅をbとする同一幅の円弧を形成している。なお、詳しくは後述するが、本実施の形態において、溝44、次に説明する溝45A、45Bは、レーザ加工により形成される。
In the electromagnetic clutch M of the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 2 and 3A, the radial direction of the
また、本実施形態の電磁クラッチMは、たとえば図2、図3(b)に示すように、ロータ43の半径方向が、幅aとした2本の溝(内周溝)45A、溝(外周溝)45Bにより3分割され、内周リング43a、中央リング43b及び外周リング43cを形成している。そして、2本の溝45A、45Bは、内周リング43a、中央リング43b及び外周リング43cを繋ぐブリッジ51A、51Bにより、円周方向が複数箇所で分断されている。ブリッジ51A、51Bにより分割された溝45A、45Bは、それぞれが溝幅をaとする同一幅の円弧を形成している。なお、上述の溝44、45A、45Bの幅は0.8〜1.2mmが好ましい。電磁クラッチ自体を大型化しなくともロータとアーマチャの接触面積を大きくすることが出来ると共に、溝44、45A、45Bの両側で磁束に短絡が生じることを抑制することが出来るからである。
In addition, as shown in FIGS. 2 and 3B, for example, the electromagnetic clutch M of the present embodiment includes two grooves (inner circumferential grooves) 45A and grooves (outer circumferences) in which the radial direction of the
図4に示すように、このようにして形成される溝44、45A、45Bにより、アーマチャ42のロータ接触面46aとロータ43のアーマチャ接触面46bは、ロータ43の内周リング43aがアーマチャ42の内周リング42aに対向する環状の第一接触面A1と、アーマチャ42の内周リング42aがロータ43の中央リング43bに対向する環状の第二接触面A2と、アーマチャ42の外周リング42bがロータ43の中央リング43bに対向する環状の第三接触面A3と、ロータ43の外周リング43cがアーマチャ42の外周リング42bに対向する環状の第四接触面A4とで、互いに吸引力を発生させる。
As shown in FIG. 4, the
ここで、第一接触面A1、第二接触面A2、第三接触面A3、第四接触面A4は、その吸引力が均等になるよう、その環状のエリアの面積が互いにほぼ等しくなるように溝44、45A、45Bを形成するのが好ましい。また、アーマチャ42とロータ43とが互いに吸引したときの回転トルクに対する力を高めるために、第一接触面A1、第二接触面A2、第三接触面A3、第四接触面A4のうち、最外周の第四接触面A4の面積が最大となるようにしても良い。
Here, the first contact surface A1, the second contact surface A2, the third contact surface A3, and the fourth contact surface A4 are configured so that the areas of the annular areas are substantially equal to each other so that the suction force is equalized. It is preferable to form the
本実施形態において、溝44、45A、45Bのそれぞれを区画する壁面の表面には、金属酸化物層100が形成されている。
溝44を区画する壁面に形成される金属酸化物層100は、溝44の上端縁から下端縁にかけて形成されている。この金属酸化物層100の下端縁に形成される部分は、第二接触面A2、第三接触面A3に接触する。
溝45Aを区画する壁面に形成される金属酸化物層100は、溝45Aの上端縁から下端縁にかけて形成されている。この金属酸化物層100の上端縁に形成される部分は、第一接触面A1、第二接触面A2に接触する。
溝45Bを区画する壁面に形成される金属酸化物層100は、溝45Bの上端縁から下端縁にかけて形成されている。この金属酸化物層100の上端縁に形成される部分は、第三接触面A3、第四接触面A4に接触する。
この金属酸化物層100は0.1μmから10μmの厚さで設けられていれば、よい。但し、後述するように、金属酸化物層100は、0.5〜3μmの厚さにすることが好ましい。ここで、図7にアーマチャ42の溝44近傍の断面写真を示す。図7に示す金属酸化物層100を形成するのに、厚さ4.5mmの軟鋼材(SPHC:熱延圧延鋼板)を出力2500WのCO2レーザを用い、3.5m/分の速度で溝44を加工、形成した。図示するように、アーマチャ42の溝44を区画する壁面の表面に0.5μm〜3μm程度の厚さの金属酸化物層100が付着するようにしている。なぜなら、アーマチャ42とロータ43との摺接により金属酸化物層100から砕けて生成された金属酸化物粒子が0.1μm〜1μm程度になりやすいからである。なお、溝44の表面に金属酸化物層100が、付着していない部分があっても良い。もっとも好ましいのは、1μm程度の厚さで、金属酸化物層が設けられていることである。ただ、一部でも金属酸化物層が0.1μm〜10μmの厚さで付着していれば本発明の目的を達することは可能である。
In the present embodiment, a
The
The
The
The
また、図8に、図7に示した金属酸化物層100の表面をマイクロビッカースによって、測定した結果を示す。本実施例では、荷重3gfでビッカース硬度1000程度(本願明細書では、1000HV0.003、と示す。他も同様である。)であり、650HV0.005、500HV0.010、程度となった。これは、荷重が重くなると、アーマチャ表面の軟鋼材も測定値に影響を与えてしまうためである。なお、アーマチャ42のビッカース硬度が100HV10から350HV10とし、金属酸化物層100のビッカース硬度は700HV0.003〜1200HV0.003になるようにレーザ光が照射されていればよい。ただし、最も好ましい金属酸化物層100のビッカース硬度は1000±100HV0.003程度である。
アーマチャ42の溝44について上述したが、ロータ43の溝45A、45Bについても同様に金属酸化物層100を形成することが好ましい。
金属酸化物層100は、通称赤錆と呼ばれる主成分が含水酸化鉄Fe2O3H2Oではなく、高温酸化で生じる四酸化三鉄(Fe3O4)で、通称“黒皮”と呼ばれるものである。
Further, FIG. 8 shows the result of measuring the surface of the
Although the
The
このような電磁クラッチは、その使用によって、第一接触面A1、第二接触面A2、第三接触面A3、第四接触面A4において、ロータ接触面46aとアーマチャ接触面46bとが摺接し、摩耗する。
この過程で、溝44を区画する壁面に形成される溝44の上端縁に臨む金属酸化物層100は、第二接触面A2、第三接触面A3と摺接し、砕けて微細な粒子となる。
溝45A、溝45Bについても同様であり、溝45Aについては第一接触面A1、第二接触面A2との摺接により、溝45Bについては第三接触面A3、第四接触面A4との摺接により、金属酸化物層100から粒子が生成される。
そして、金属酸化物層100から生成される微細な粒子は、例えば、0.1〜1μm程度の粒径となり、第一接触面A1、第二接触面A2、第三接触面A3、第四接触面A4に入り込む。金属酸化物層100が溝44、45A、45Bの上端縁から下端縁にかけて形成されているので、電磁クラッチMを使用している限り、この粒子を上記接触面に供給し続けることができる。
In such an electromagnetic clutch, the
In this process, the
The same applies to the
And the fine particle produced | generated from the
また、生成された粒子の粒径が比較的大きい時、例えば、5μm程度であったとしても、第一接触面A1、第二接触面A2、第三接触面A3、第四接触面A4、夫々の面に磨り潰されて0.1〜1μm程度になって第一接触面A1、第二接触面A2、第三接触面A3、第四接触面A4に入り込む。夫々の接触面A1〜A4に入り込んだ金属酸化物層からなる粒子は、その接触面で抵抗として働き、ロータ43とアーマチャ42との間の摩擦力を増加させ、ロータ43とアーマチャ42との間の滑りを抑制することが出来る。さらに、この金属酸化物層100の粒子は、ロータ43とアーマチャ42とが摩耗するにつれて次々と供給されるので、ロータ43とアーマチャ42との間に金属酸化物層100の粒子を定常的に供給することが出来る。なお、金属酸化物層100は、溝44、45A、45Bの何れかに形成されているだけでも、上述の効果を奏することが出来る。
Further, when the particle size of the generated particles is relatively large, for example, even if it is about 5 μm, the first contact surface A1, the second contact surface A2, the third contact surface A3, the fourth contact surface A4, respectively. The first contact surface A1, the second contact surface A2, the third contact surface A3, and the fourth contact surface A4 enter the first contact surface A1, the second contact surface A2, and the fourth contact surface A4. Particles made of the metal oxide layer that have entered the respective contact surfaces A1 to A4 act as resistance at the contact surfaces, increase the frictional force between the
溝44、45A、45Bは、レーザ加工により形成されている。レーザ加工は、レーザ光をアーマチャ42およびロータ43を形成する板状材料に照射しながら、レーザ光とアーマチャ42、ロータ43とを相対移動させることで、板状材料を所定形状に切断(溶断)して溝44、45A、45Bを形成するものである。レーザ光の照射のみでも金属酸化物層100を成形することは可能であるが、より好ましくは、レーザの照射光位置に酸素を吹きつけることである。これにより、金属酸化物層100を効率的に形成することが可能である。酸素の吹きつけは切断速度を上げる効果も与える。
The
また、溝44、45A、45Bをレーザ加工により形成することで、溝44、45A、45Bの内周面がレーザ光による入熱によって硬化し、その硬度が、アーマチャ42、ロータ43の母材の硬度よりも大きくなっている。その結果、溝44、45A、45Bを区画する壁面の強度を高めることが可能となっている。
Further, by forming the
ここで、上述したアーマチャ42、ロータ43は例えば、SPHC(熱延圧延鋼板)、SPCC(冷延圧延鋼板)等の軟鋼、またはS12C等の低炭素鋼を用いるのが良い。なぜなら、鉄鋼材料は炭素量を増やすと硬度が高くなるが、一方で、フェライト相が減ってしまい、電磁クラッチの磁束密度(透磁率)が減ってしまうからである。
Here, for example, the
なお、上記実施の形態では、スクロール圧縮機10の構成について説明したが、本発明の要部に関連する構成以外の他の部分の構成については何ら限定するものではない。また、電磁クラッチMについても同様である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
In addition, although the said embodiment demonstrated the structure of the scroll compressor 10, about the structure of other parts other than the structure relevant to the principal part of this invention, it does not limit at all. The same applies to the electromagnetic clutch M.
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
10…スクロール型圧縮機(圧縮機)、41…電磁コイル、42…アーマチャ、42a…内周リング、42b…外周リング、43…ロータ、43a…内周リング、43b…中央リング、43c…外周リング、44…溝(中間溝)、45A…溝(内周溝)、45B…溝(外周溝)、46a…ロータ接触面、46b…アーマチャ接触面、100…金属酸化物層、A1…第一接触面、A2…第二接触面、A3…第三接触面、A4…第四接触面、M…電磁クラッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Scroll type compressor (compressor), 41 ... Electromagnetic coil, 42 ... Armature, 42a ... Inner ring, 42b ... Outer ring, 43 ... Rotor, 43a ... Inner ring, 43b ... Central ring, 43c ...
Claims (7)
前記ロータのアーマチャ接触面が、ロータ側溝によって、径方向に分割されるとともに、
前記アーマチャのロータ接触面が、アーマチャ側溝によって、径方向に分割され、
前記ロータ側溝を区画する壁面及び前記アーマチャ側溝を区画する壁面の少なくとも一方の表面に金属酸化物層が形成されており、
前記金属酸化物層は0.1μmから10μmの厚さであることを特徴とする電磁クラッチ。 In the electromagnetic clutch that attracts the armature to the contact surface of the rotor by the magnetic force of the electromagnetic coil and transmits the power by integrally coupling the armature and the rotor,
The armature contact surface of the rotor is divided in the radial direction by the rotor side groove,
The rotor contact surface of the armature is divided in the radial direction by the armature side groove,
Metal oxide layer is formed on at least one surface of the wall surface defining the wall and the armature-side groove defining a pre-Symbol rotor side groove,
The electromagnetic clutch according to claim 1, wherein the metal oxide layer has a thickness of 0.1 μm to 10 μm .
前記ロータのアーマチャ接触面が、ロータ側溝によって、径方向に分割されるとともに、
前記アーマチャのロータ接触面が、アーマチャ側溝によって、径方向に分割される電磁クラッチの製造方法において、
レーザ加工により、前記ロータ側溝を区画する壁面及び前記アーマチャ側溝を区画する壁面の少なくとも一方の表面に、厚さが0.1μmから10μmの金属酸化物層を形成することを特徴とする電磁クラッチの製造方法。 The armature is attracted to the contact surface of the rotor by the magnetic force of the electromagnetic coil, and the armature and the rotor are integrally coupled to transmit power,
The armature contact surface of the rotor is divided in the radial direction by the rotor side groove,
In the electromagnetic clutch manufacturing method in which the rotor contact surface of the armature is radially divided by the armature side groove,
Electromagnetic clutch by laser processing, which before Symbol at least one surface of the wall surface defining the wall and the armature-side groove defining the rotor side groove, thickness and forming a metal oxide layer of 10μm from 0.1μm Manufacturing method.
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