JPH01224522A - 電磁クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電磁クラッチ、特に自動車のエアコン・コ
ンプレッサ用や過給器用の電磁クラッチに関する。

〔従来の技術〕

−ａに、エアコン・コンプレッサや過給器等に用いられ
る車両用電磁クラッチは、車両の性能向上と共に、小形
軽量化・高性能化が要求されてきた。エアコンを例にと
ると、コンプレッサの小形・高出力化に対応して、電磁
クラッチも小形・軽量化、プーリ比の増大化、高速性能
の向上、及びトルクの伝達効率の向上が要求されてきた
。

そのためには、高速性能及びトルク伝達効率の向上にあ
たっては、トルク伝達系におけるスリップ、具体的には
ベルト・ロータ間のスリップ及びロータ・クラッチハブ
間のスリップを抑制する必要がある。

そこで、従来の技術においては、ベルト・ロータ間のス
リップに対しては、ベルトを複列化したＶベルトにした
り、ポリＶベルト使用によりベルト張力を増大したりし
て解決している。また、ロータ・クラッチハブ間のスリ
ップに対しては、電磁コイルの容量を増大した上で、ク
ラッチハブの形状の改良等を加えて解決している。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に電磁クラッチのロータの回転支承には。

グリース密封形の玉軸受が用いられている。

その場合、高速回転に加えて、従来の技術におけるトル
ク伝達系のスリップへの′対策であるベルトの高張力化
のため、軸受の玉と軌道面との転がり接触部では高いヘ
ルツ応力を受けることになる。

その結果、軸受材料内に含まれる残留オーステナイトの
ような比較的軟らかい部分が微視的に塑性変形を起し、
上記転がり接触部における玉と軌道面との接触面積を増
大させ、転がり摩擦力の増大。

ひいては軸受内部の発熱の増大を招く。これが電磁クラ
ッチの電磁コイルの発熱やコンプレッサの発熱に加わり
、軸受のグリース寿命の短期化という問題が起きる。

更に、微視的な塑性変形は、結果的に軌道面の面粗さを
悪化させ、その箇所を玉が通過する度に振動が発生し、
特に高速回転時にはその振動は更に大きくなる。その結
果、騒音を発生する上、転走面で油膜切れを起し、軸受
寿命を大きく低下させるのみでなく、ロータとクラッチ
ハブとの摩擦面がスリップを伴ない、異常摩擦を起し、
最悪の場合には、ロータとステータ（電磁コイル）との
干渉によるロックや破損を起す。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による電磁クラッチは、熱処理においてサブセ
ロ処理と２５０℃乃至３８０℃での焼戻しとを行ない、
残留オーステナイト量が１０％以下にした軌道輪を内外
輪の少なくとも一方の軌道輪として用いた玉軸受と、そ
の玉軸受で支承されるロータと、ロータに隣接して設け
られたクラッチハブと、電磁コイルとにより組立てられ
てられている。

〔作　　用〕

電磁クラッチにおいて、電磁コイルの励磁によりクラッ
チハブとロータとが係合して回転が伝動されるのである
が、ロータは、ベルトの高張力下で高速回転をする。

その際、高速回転をするロータに組込まれた転がり軸受
の少なくとも一方の軌道輪は、熱処理におけるサブセロ
処理と２５０℃乃至３８０℃での焼戻しとによって、残
留オーステナイト量が１０％以下に抑えられている。そ
こで、その軌道輪は。

高速回転に加えて、トルク伝達系のスリップへの対策で
あるベルトの高張力のため、軸受の玉と軌道面との転が
り接触部が高いヘルツ応力を受けても、軌道面に微視的
な塑性変形が起きない。従って、転がり摩擦力の増大が
防止され、ひいては軸受内部の発熱の増大も防止され、
その結果、軸受のグリースも劣化しない。更に、微視的
な塑性変形が起きないので軌道面の面粗さは悪化せず、
ひいては９面粗さによる振動の発生も防止され、その結
果、軌道面で油膜切れやロータとクラッチハブとの摩擦
面のスリップも防止される。

〔実　施　例〕

この発明の実施例について説明する。

第１図に示す車両用電磁クラッチは、複列（単列でも可
）の玉軸受１と、それに支承され、摩擦材２が取付けら
れたロータ３と、ロータ３の摩擦材２側に隣接している
クラッチハブ４と、ロータ３を間に介してクラッチハブ
４と対向し、電磁コイル５を備えたステータ６とから組
立てられて構成されている。

玉軸受１は、第２図に示されているように、外輪７、内
輪８、玉９、保持器１０及びシール１１から組立て構成
されている。

電磁クラッチにおいて、電磁コイル５の励磁によりロー
タ３とクラッチハブ４とが摩擦材２を介して係合して回
転が伝達されるのであるが、ロータ３．即ち玉軸受１は
、ベルトの高張力下で高速回転をする。

第１実施例においては、上記の玉軸受の軌道輪は、高炭
素クロム軸受鋼ＳＵＪ　２であり、外輪７及び内輪８．
又はそのいずれか一方が８４５℃で焼入れ加熱、油冷後
、３５０℃で焼戻しが行なわれる。

第２実施例においては、上記の玉軸受の軌道輪は、高炭
素クロム軸受１１ｓｔＪＪ　２であり、外輪７及び内輪
８．又はそのいずれか一方が８４５℃で焼入れ加熱、油
冷後、−７０°Ｃでサブゼロ処理がされてから、２００
℃で焼戻しが行なわれる。

第３実施例においては、第２実施例における焼戻し温度
を２３０℃にする。

なお、この発明におけるサブゼロ処理及び高温焼戻しは
、残留オーステナイトの）ルチンサイトへの変態という
ような組織変化を問題視しているのではなく、残留オー
ステナイトの特性自体を問題視して行なわれるものであ
る。

上記の各実施例による軌道輪と従来品の軌道輪（高炭素
クロム軸受鋼ＳＵＪ　２であり、８４５℃で焼入れ加熱
、油冷後、１８０℃で焼戻しが行なわれている）との夫
々の軌道内部（深さ０　、２　ｍｍ）の残留オーステナ
イト量をＸ線回折法により比較測第　　１　　表 第１表の各軌道輪を電磁クラッチロータに組込んで、　
ベルト張カニ　８０Ｋｇｆ、　　ロータ回転数：１２．
０００ｒｐｍ、　　雰囲気温度＝９０℃の条件下で運破
壊は、従来品のみに発生し、破壊モードは。

焼付であり、グリースの炭化、保持器の破損及び回転の
ロックという状態であった。

そこで、障害のなかった各実施例におけるグリースの劣
化状態及び軸受の騒音レベルを調査比較すると、それら
の度合は、共に 第１実施例＝第３実施例〈第２実施例 という順となった。

この発明における軌道輪の材料は、５ＵＪ２等の高炭素
クロム軸受鋼に限らす５Ｃｒ４２０等の浸炭材でもよい
。

又、上記電磁クラッチは、東面用に限らずベルトの高張
力下で高速回転する機器に適用できる。

〔発明の効果〕

この発明による電磁クラッチのロータに組込まれた玉軸
受における軌道輪は、残留オーステナイト量が少なく抑
えられているので、高速回転に加えて、トルク伝達系の
スリップへの対策であるベルトの高張力のため、軸受の
玉と軌道面との転がり接触部は高いヘルツ応力を受けて
も、微視的な塑性変形が起きない、即ち、玉と軌道面と
の転がり接触部の接触面積も変化することがない。

従って、転がり摩擦力の増大が防止され、ひいては軸受
内部の発熱の増大も防止され、その結果、軸受のグリー
スも劣化しない。更に、微視的な塑性変形が起きないの
で軌道面の而粗さは悪化せず、ひいては、面粗さによる
振動の発生も防止され。

その結果、軌道面で油膜切れやロータとクラッチハブと
の摩擦面のスリップも防止される。

以上のことから、適用機器の性能向上のために高速化に
加えて、伝達トルク増大に対するベルトの高張力化を計
っても、この発明によれば、電磁クラッチの寿命向上が
もたらされる６

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例における車両用電磁クラッ
チの断面・図。 第２図は、第１図の車両用電磁クラッチにおける玉軸受
の断面部分図である。 １：玉軸受　　　　２：摩擦材　　　３：ロータ４：ク
ラッチハブ　５：電磁コイル６：ステータ７：外輪　　
　　　８：内輪　　　９：玉ｌＯ：保持器　　　１１：
シール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）玉軸受と、その軸受で支承されるロータと、ロー
   タに隣接して設けられたクラッチハブと、電磁コイルと
   から構成され、前記玉軸受の内外輪の少なくとも一方の
   軌道輪の残留オーステナイト量が１０％以下である電磁
   クラッチ
2. （２）内外輪の少なくとも一方の軌道輪が熱処理におい
   てサブセロ処理と２５０℃乃至３８０℃での焼戻しとに
   よって、残留オーステナイトが減少された玉軸受と、そ
   の軸受で支承されたロータと、ロータに隣接して設けら
   れたクラッチハブと、電磁コイルとにより構成された電
   磁クラッチ