JPH02253015A - 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］ 本発明は、回転動力の伝達および遮断を行う電磁クラッ
チに関する。

［従来の技術］ 電磁クラッチの一例として、自動車に用いられる冷凍サ
イクルの冷媒圧縮機に使用される電磁クラッチについて
説明する。

従来の電磁クラッチの一例を第９図に示す。

電磁クラッチ１００の励磁コイル１０１は、円環状を早
する。プーリ１０２（第１回転体）は、励磁コイル１０
１を内周と外周とから挟む外周磁路部材１０３と内周磁
路部材１０４、および外周磁路部材１０３と内周磁路部
材１０４とを連結する第１摩擦材１０５からなる。そし
て、プーリ１０２は、内周磁路部材１０４の内側に配さ
れた転がり軸受１０６によって回転自在に支持される。

この転がり軸受１０６は、冷媒圧縮機１０７のハウシン
ク１０８に固着されるインナーハウジング１０９（支持
部材の構成部品）によって支持される。このインナーハ
ウシンク１０９は、励磁コイル１０１を支持するステー
タハウジンク１１０　（支持部材の構成部品）をｈ支持
する。

そして、励磁コイル１０１が通電を受けると、励磁コイ
ル１０１の発生ずる磁力により、図中の破線Ｃに示すご
とく、励磁コイル１０１の周囲の磁性体材料に磁路が形
成される。すると、第２摩擦材１１１　（第２回転体の
構成部品）がプーリ１０２へ吸弓され、プーリ１０２の
第１摩擦材１０５と第２摩擦材１１１とが摩擦係合する
。その結果、プーリ１０２に伝達されたエンジンの回転
動力か冷媒圧縮機１０７の駆動軸１１２へ伝達される。

［発明が解決しようとする課題］ 冷媒圧ｍ機１０７は、一般に自動車のエンジンルーム内
に設置され、ベルト、電磁クラッチ１００を介して伝達
された回転動力によって冷媒の吸入、圧縮、吐出を行っ
ている。

近年、エンジンルームの小形化の目的で、冷媒圧縮機１
０７を小形化する要望がある。冷媒圧縮機１０７を小形
化すると、冷媒圧縮機１０７の容量か小さくなる。冷媒
圧縮機１０７の容量が小さくなっても、従来同様の能力
を発生するためには、冷媒圧縮機１０７の回転速度を増
速すれば良い。

そこで、プーリ１０２の径を小径化し、冷媒圧縮機１０
７０回転速度を増速することが考えられる。

しかるに、プーリ１０２のｔ子を小径化すると、励磁コ
イル１０１の内外周の磁性体材料の肉厚が薄くなる。す
ると、磁気抵抗か増加し、励磁コイル１０１が通電され
た際に生じる磁束量が低下する。そして、第１摩擦材１
０５と第２摩擦材１１１　とを係合さぜるに必要な係合
トルクが得られなくなる問題点を備えていた。

つまり、電磁クラッチ１００を小径化すると、磁気抵抗
の増加により、係合）〜ルクか低下してしまう問題点を
備え°Ｃいた。

［目的］ 本発明は、上記事情に鑑みＣなされたもので、その目的
は、磁気抵抗を低下さゼて係合トルクを増加した電磁ク
ラッチの提供にある。

［課題を解決するための手段］ 」−記の目的を達成するために、本発明の電磁クラッチ
は、次の技術的手段を採用する。

電磁クラッチは、通電されると磁力を発生する円環状の
励磁コイルと、内周か軸受によって支持された磁性体材
料よりなる内周磁路部材、および磁性体材料よりなる第
１摩擦材を備えた第１回転体と、前記第１摩擦材と摩擦
停台可能な磁性体材料よりなる第２摩擦材を備えた回転
用能な第２回転体と、直配軸受を内周より支持するとと
もに、前記励磁コイルを支持する磁性体材料よりなる支
持部材とを具備する。

そして、前記支持部材には、前記第１回転体の内周面と
の間に微小な間隙を形成する磁性体材料よりなるバイパ
ス磁路部材が固着される。

［作用］ 次に、上記構成の励磁コイルか通電された際の作用を説
明する。

励磁コイルが通電されると、励磁コイルの周囲に磁力か
発生する。この励磁コイルの発生する磁力によって、前
記軸受の内周側には、前記第１回転体、バイパス磁路部
材、前記支持部材を通る磁路が形成される。

つまり、バイパス磁路部材を支持部材に固着することに
より、従来ては存在しなかった磁路が軸受の内周に形成
される。

［発明の効果］ 本発明は、以上の１１５用で説明したように、従来では
存在しなかった磁路が軸受の内周に形成されることによ
り、磁気抵抗が低下し、励磁コイルの磁束量が増す。

この結果、電磁クラッチの径が従来と同じであれば、第
１摩擦材と第２摩擦材との係合力か増加する。

また、第１摩擦材と第２摩擦材との係合力を従来と同等
とすると、内周磁路部材の肉厚を薄くてきる。つまり、
電磁クラッチの径を従来に比較して小径化することがで
きる。

さらに、内周磁路部材の肉厚を薄くシ、電磁クラッチの
径を従来と同じとすれば、励磁コイルの大型化、および
第１摩擦材の摩擦面積の拡大化か可能となり、第］摩擦
材と第２摩擦材との係合力が増加する。

Ｌ実施例］ 次に、本発明の電磁クラッチを車両用冷凍サイクルの冷
媒圧縮機に適用した実施例に基づき説明する。

第１図ないし第４図に本発明の第１実施例を示す。第１
図は冷媒圧縮機に取り付けられた電磁クラッチの側面断
面図を示す。また第２図は電磁クラッチの正面図を示す
。

冷媒圧縮機１は駆動軸２に回転動力が伝わると、その回
転動力によって、冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う周知な
構造のもので、本実施例の冷媒圧縮機１は、従来の冷媒
圧縮機１に比較して小形化された容積の小さいものであ
る。

この冷媒圧縮機１の駆動軸２には、エンジン（図示しな
い）の回転出力の伝達、または遮断を行う電磁クラッチ
３が組み付けられている。電磁クラッチ３は、大別して
、励磁コイル４を支持する支持部材５、第１回転体６、
第２回転体７から構成される。

まず、励磁コイル４および支持部材５について説明する
。

励磁コイル４は、樹脂製ボビン８の周囲に絶縁被膜を施
した導電線を巻回した周知なもので、通電すると磁力を
発生する。この励磁コイル４は、支持部材５の周囲にエ
ポキシ樹脂等の樹脂９を用いてモールド固定され°Ｃい
る。

支持部材５は、冷媒圧縮機１のハウジング１０に固定さ
れたもので、本実施例ではステータハウジング１１とイ
ンナーハウジング１２とを組み合わせて構成されている
。

ステータハウジング１１は、円環状を呈し、インナーハ
ウジング１２の周囲に圧入固定される。このステータハ
ウジング１１の材料は、鉄などの磁性体材料よりなる。

ステータハウジンク１１は、励磁コイル４の内周および
励磁コイル４の後方（第１図右側、冷媒圧縮機１側）に
近接して配されるものである。

インナーハウジング１２は、冷媒圧縮機１のハウシング
１０にボルト１３を介して固定された鉄なとの磁性体材
料よりなる。このインナーハウジンク１２は、円環状を
呈し、内周に駆動軸２を覆う筒部１４を備える。この筒
部１４の内周には、シ・Ｖフトシール１５が装名され、
冷媒圧縮機１側の潤滑油および冷媒が第２回転体７側へ
漏れないように設けられている。

次に、第１回転体６を説明する。

本実施例の第１回転体６は、多段式のＶベルト（図示し
ない）が掛は渡されるプーリで、多段式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。第
１回転体６の材料は、鉄などの磁性体材料よりなる。第
１回転体６の形状は、励磁コイル４を前方より覆う断面
コ字形の円環形状を呈する。具体的には、励磁コイル４
の外周を覆う筒状の外周磁路部材１６、励磁コイル４の
内周に配された筒状の内周磁路部材１７、および外周磁
路部材１６と内周磁路部材１７とを連結する第１摩擦材
１８からなる。

外周磁路部材１６の周囲には、多段式Ｖベルトが掛は渡
される多段溝１９が形成される。なお、多段式Ｖベル１
〜か掛は渡される部分を別体で形成し、第１摩擦材１８
へ固着しても良い。

本実施例の内周磁路部材１７は、従来に比較し゛Ｃ肉厚
（径方向の厚み）が薄く設けられている。そして、第１
回転体６は、内周磁路部材１７を薄く設けた分、経用法
が小さく設けられている。内周磁路部材１７の内周には
、第１摩擦材１８を回転自在に支持するための転がり軸
受２０の外輪２０ａが圧入固定されている。この転がり
軸受２０の内輪２０ｂは、支持部材５の筒部１４の外周
に装着され、子連するバイパス磁路部材２１によって筒
部１４の外周に固定される。

第１摩擦材１８の前面は、リング状で平滑な第１摩擦面
２２とされている。また、第１摩擦材１８には、内周側
と外周側に第１磁気遮断長穴２３がほぼ全周に■って形
成されている。

次に、転がり軸受２０の固定を行ったバイパス磁路部材
２１を第３図および第４図を用いて説明する。

バイパス磁路部材２１は、筒状のボス部２４を備える。

このボス部２４の周囲には、オネジ２４ａが形成されて
いる。このオネジ２４ａは、支持部材５の筒部１４の先
端の内周に形成されたメネジ１４ａ（第１図参照）に螺
合する。

また、バイパス磁路部材２１は、段２５ａを介して大径
な大径部２５を備える。そして大径部２５の段２５ａは
、バイパス磁路部材２１を支持部材５に螺合により固着
した際、転がり軸受２０の内輪２０ｂ（第１図参照）と
当接し、転がり軸受２０の固定を行うものである。

大径部２５の周囲は、第１摩擦材１８の内周との間に、
微小な間隙２６（第１図参照）を形成する筒状平滑面２
５ｂが形成されている。この筒状平滑面２５ｂは、第１
摩擦材１８（第１図参照）に接近し゛Ｃ磁気の受は渡し
を行う面である。

大径部２５の前面（第４図左側）の外側の内周部２５ｃ
は、テーパー状に設けられている。これは、第１摩擦材
１８とバイパス磁路部材２１との磁気の受は渡しを行う
際、磁気が他の部材へ漏れるのを防ぐためである。

さらに、大径部２５の前面には、第３図に示すように、
溝２５ｄが形成されている。この溝２５ｄは、バイパス
磁路部材２１を支持部材５の筒部１４（第１図参照）に
螺合する際、あるいは取り外す際に、捩じり力をバイパ
ス磁路部材２１へ封手するためのものである。

次に、第２回転体７の説明を行う。

第２回転体７は、第１回転体６より回転動力を受けて回
転し、駆動軸２と一体に回転する。第２回転体７は、主
に、インナーハブ２７、板バネ２８、第２摩擦材２９よ
りなる。

インナーハブ２７は、駆動軸２の端部の周囲に装置され
、大径のワッシャ３０を介したポルＩ・３１によって駆
動軸２に固定されている。

第２摩擦材２９は、板バネ２８を介してインナーハブ２
７に結合されている。なお、板バネ２８と第２　ＩＱｌ
擦材２９はリベット３２によって固定され、板バネ２８
とインナーハブ２７はリベット３３によって固定されて
いる。この板バネ２８の作用により、第２摩擦材２９は
第１摩擦材１８より離れる方向Ｉ＼作用する。第２摩擦
材２９はリング形状を早する。第２摩擦材２９の材料は
、鉄などの磁性体材料よりなる。第２摩擦材２９の後面
は、平滑な第２摩擦面３４とされている。この第２摩擦
面３４は、励磁コイル４の発生ずる磁力によって第１摩
擦面２２と摩擦係合するものである。なお、第２摩擦材
２９には、第２磁気遮断長穴３５がほぼ全周にＢっで形
成されている。

板バネ２８とインナーハブ２７とを固着するりヘット３
３は、板状で、回転バランスを取るプレートハブ３６が
固着されている。このプレートハブ３６には、ゴム材料
等の弾性部材よりなるスｌ〜ツバクツション３７が圧入
により固着されている。このストッパクツション３７は
、第２摩擦材２９を後方へ強制的に変位させ、第２摩擦
材２９の位置決めを行っている。

なお、この位置決めにより、励磁コイル４の通電停止時
、第１摩擦面２２と第２摩擦面３４との間隙は、０．５
ｍｍ　ｆＳ′度とされる。

次に、」−記実施例の作動を簡単に説明する。

冷凍サイクルの作動時、図示しない制御装置の働きによ
り、励磁コイル４が通電されると、励磁コイル４が磁力
を発生する。

この時、励磁コイル４の発生する磁力により、励磁コイ
ル４を覆う磁性体材料内に、第１磁路Ａおよび第２磁１
ｌ１８Ｂが形成される。第１磁路Ａは、転がり軸受２０
よりも外周の内周磁路部材１７を通る磁路である。また
、第２磁路Ｂは、内周磁路部材１７をバイパスし、転か
り軸受２０よりも内周の、バイパス磁路部材２１および
筒部１４を通る磁路である。

本実施例ては、内周磁路部材１７の肉厚を薄くし、第１
磁路Ａの磁気抵抗が増加しても、第２磁路Ｂによって磁
気抵抗が減少するため、トータルの磁気抵抗が従来（内
周磁路部材の１旧ゾかＪソいもの）と同じとなる６つま
り、第１回転体６を小径化しても、第１摩擦材１８と第
２摩擦材２９との係合力を従来と同等とすることができ
る。

この結果、励磁コイル４の発生ずる磁力によって第２摩
擦材２９か板ハネ２８の保持力に抗して第１摩擦材１８
側へ変位して、第１摩擦面２２と第２摩擦面３４とが密
名し、エンジンの回転動力が冷媒圧縮機１の駆動軸２／
＼伝わる。第１回転体６は、従来に比較して小径化され
ているため、駆動軸２に伝達される回転動力は、プーリ
比によって増速される。

以上により、小形化された容積の小さい冷媒圧縮機１で
も、従来の大形の冷媒圧縮機１と同等の能力を発揮する
ことがζきる。

また、励磁コイル４の通電が停刊されると、励磁コイル
４の発生していた磁力か消失する。すると、第２摩擦材
２９は板バネ２８の復帰力により第１摩擦材１８より離
れ、第１回転体６へ伝達さｈる回転動力は、第２回転体
７、および冷媒圧縮機１の駆動軸２！＼伝達されなくな
る。

一方、第１回転体６とバイパス磁路部材２１との隙間２
６は、磁気抵抗の低下させる目的で、できるたけ小さく
設定することが望まれる。すると、粉塵や、水等が転が
り軸受２０へ侵入し難くなり、転がり軸受２０の初期性
能を長期にＤつで維持することができる。

第５図に本発明の第２実施例を示す。

本実施例は、バイパス磁路部材２１の内周面に、オイル
保持溝３８を形成したものである。

冷媒圧縮機１側より、オイルかシャフトシール１５を介
して第１摩擦血２２および第２摩擦面３４側へ漏れても
、バイパス磁路部材２１のオイル保持溝３８に漏れたオ
イルが溜まる。このため、シャフトシール１５からオイ
ルが漏れても、電磁クラッチ３の係合力が低下しない。

第６図に本発明の第３実施例を示す。

本実施例は、バイパス磁路部材２１の後端によってシャ
フトシール１５が前方へ移動するのを規制するものであ
る。

１に の実施例により、電磁クラッチ３を冷媒圧縮機１−から
取り外すことなく、第２回転体７とバイパス磁路部材２
１の着脱のみで、シャフトシール１５の交換か用油とな
る。

第７図に本発明の第４実施例を示す。

本実施例は、支持部材５を一体に設けたものである。つ
まり、上記実施例に示したステータハウシングおよびイ
ンナーハウジング（第１実施例参照）を一体に設けたも
のである。

第８図に本発明の第５実施例を示す。

本実施例は、筒部１４の前端を延長してその外周にオネ
ジ３９を形成するとともに、バイパス磁路部材２１の内
周にメネジ４０を形成し、筒部１４の周囲にバイパス磁
路部材２１を螺合して同着したちのである。

（変形例） 本実施例では、バイパス磁路部材を螺合により支持部材
へ固着した例を示したが、他の接合法により固着しても
良い。

本発明を車両用冷凍サイクルの冷媒圧縮機に適用した例
を示したが、家庭用、商業用の冷凍サイクルの冷媒圧縮
機はもちろん、スーパーチャージャや自動変速機等、回
転動力の伝達および遮断を行う全ての電磁クラッチに本
発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は電磁クラッチの側面断面図、第２図は電磁ク
ラッチの正面図、第３図はバイパス磁路部材の正面図、
第４図はバイパス磁路部材の側面断面図である。 第５図は第２実施例を示す電磁クラッチの側面断面図で
ある。 第６図は第３実施例を示す電磁クラッチの側面断面図で
ある。 第７図は第４実施例を示す電磁クラッチの側面断面図で
ある。 第８図は第５実施例を示す電磁クラッチの側面断面図で
ある。 第９図は従来の電磁クラッチの側面断面図であ図中 ３・・・電磁クラッチ ５・・・支持部材 ７・・・第２回転体 １８・・・第１摩擦材 ２１・・・バイパス磁路部材 ２６・・・微小な間隙 ４・励磁コイル ６・・・第１回転体 １７・・・内周磁路部材 ２０・・転かり軸受 ２９・・第２摩擦材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　（ａ）通電されると磁力を発生する円環状の励磁
   コイルと、 （ｂ）内周が軸受によって支持された磁性体材料よりな
   る内周磁路部材、および磁性体材料よりなる第１摩擦材
   を備えた第１回転体と、 （ｃ）前記第１摩擦材と摩擦係合可能な磁性体材料より
   なる第２摩擦材を備えた回転可能な第２回転体と、 （ｄ）前記軸受を内周より支持するとともに、前記励磁
   コイルを支持する磁性体材料よりなる支持部材と を具備する電磁クラッチにおいて、 前記支持部材は、 前記第１回転体の内周面との間に微小な間隙を形成する
   磁性体材料よりなるバイパス磁路部材が固着されたこと
   を特徴とする電磁クラッチ。