JPH0432503Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は電磁クラツチに関し、主に自動車装架
用冷凍装置のコンプレツサにエンジンの回転力を
断続的に伝えるための電磁クラツチに用いて好適
なものである。

［従来の技術］ この種の電磁クラツチの要部を構成するインナ
ーハブは、軸穴を有する回転盤部と入力軸の装着
用ボス部とを有し、従来は比較的硬度の低い低炭
素鋼を素材として用い、冷鍛法によつて一体的に
形成させ、入力軸との係合力を高めるためにボス
部の軸穴の内周面に設けたキー溝またはスプライ
ン嵌合溝部分に充分な耐摩耗性を与えるために、
浸炭窒化処理などの表面硬化加工を施していた。
またボス部の軸穴内の一端部にはリング状の入力
軸ストツパをアルゴン溶接法によつて取り付けて
いた。

自動車に搭載して使用される冷凍装置のコンプ
レツサは、一般に自動車の走行用エンジンによつ
て電磁クラツチを介して駆動されるので、エンジ
ンの回転数の頻繁な変動に伴つてコンプレツサの
入力軸に伝えられる回転トルクの大きさもまた巾
広くかつ煩雑に変化する。その上、冷凍サイクル
の自動制御装置の働きによつて、電磁クラツチは
かなり高い頻度をもつてオン〜オフ作動を繰り返
す。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記の如き使用状況のもとに置かれる電磁クラ
ツチは、クラツチのオン作動時に生ずる衝撃力に
耐えるために、ボス部の係合面の強度を充分に高
めることが必須の条件となる。しかし従来行なわ
れてきた表面硬化処理加工は製品を加熱炉内に納
めて熱処理を施す工程を含むかなり長い作業時間
を要するので、電磁クラツチの流れ生産工程上の
障害をなしていた。

インナーハブの材料として硬度の高い金属素材
を用いるのも一法であるが、成形能率の高い冷鍛
加工法の採用が困難である。

本考案は、従動側回転機構の入力軸とその嵌着
用ボスとの接触係合面が充分に高い硬度を備える
と共に、生産性の高められたインナーハブを備え
る電磁クラツチを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本考案による電磁
クラツチは、駆動源からの回転が伝えられるロー
タと、このロータに相対向して配置された摩擦板
と、この摩擦板と従動側回転機械の入力軸とを連
結し、内周に前記入力軸を嵌め込む軸穴を有する
インナーハブとを備えた電磁クラツチにおいて、 前記インナーハブは、前記摩擦板に連結され、
比較的硬度の低い金属材料で作られた環状部材
と、この環状部材に摩擦溶接により接合され、比
較的硬度の高い金属材料で作られ、且つ内周に前
記入力軸を係脱可能に嵌合させる嵌合溝を有する
筒状部材とからなり、 前記環状部材または前記筒状部材のうち少なく
とも一方の部材は、前記環状部材と前記筒状部材
との摩擦溶接時に生じるバリを被包するバリ被包
部を有する技術手段を採用した。

また、前記比較的硬度の低い金属材料は、炭素
含有率が0.3％以下の低炭素鋼であり、前記比較
的硬度の高い金属材料は、炭素含有率が0.3％以
上の高炭素鋼であることを特徴とする。

［作用］ インナーハブを構成する環状部材と筒状部材の
うち、高い表面硬度を必要とする筒状部材は、形
状が単純で成形加工し易いので比較的硬度の高い
金属材料で作り、一方、形状が複雑な環状部材
は、硬度は劣るが生産性の高い冷鍛加工が可能な
比較的硬度の低い金属材料で作る。

しかる後に、環状部材と筒状部材とを摩擦溶接
にて接合することによつて容易且つ迅速にインナ
ーハブができ上る。

なお、環状部材と筒状部材とを摩擦溶接すると
きにバリが発生するが、環状部材または筒状部材
のうち少なくとも一方の部材にバリ被包部を設け
ているので、摩擦熱の発生により軟化状態にある
バリが周囲にせり出すことはない。

［考案の効果］ 比較的硬度の低い金属材料で作られた環状部材
と比較的硬度の高い金属材料で作られた筒状部材
とを摩擦溶接により接合してインナーハブを構成
しているので、筒状部材の軸穴と従動側回転機械
の入力軸との嵌合部分に必要とされる高い耐摩耗
性を与えることができる。

また、バリ被包部の存在により、バリの周囲へ
のせり出しによる入力軸の損傷を防止できる。

［実施例］ 以下に図に示す実施例に基づいて本考案の構成
を具体的に説明する。

第１図は本考案の一実施例としての、自動車用
空気調和装置のコンプレツサに組み付けられるマ
グネツトクラツチを示した軸方向半断面図であ
る。

マグネツトクラツチは従動側回転機械としての
コンプレツサの入力軸Ａを係脱可能に嵌着させる
ための筒状部材としてのボス２と環状部材として
の回転盤１とからなるインナーハブの外周縁に環
状摩擦板４を組み付けたクラツチ盤Ｃと、駆動側
回転機械この場合は自動車エンジンの回転力を図
示が省かれているＶベルトを介して伝えられるこ
とによつて常時回転状態にあるクラツチ盤Ｃの駆
動用の環状ロータ５と、このロータ５と摩擦板４
との間に磁気回路を形成させて磁力発生時に摩擦
板４をロータ５に吸着させるためのソレノイドコ
イル６とを主構成要素として組み立てられてお
り、ロータ５はベアリング１１を介して入力軸Ａ
に対して同軸的にコンプレツサのフロントハウジ
ングＢに組み付けられている。

クラツチ盤Ｃは、周縁に軸方向と平行するフラ
ンジ状部１ｂを設けた回転盤１の軸穴１ａに接し
て筒状ボス２を同軸的に接合させてインナーハブ
を形成させると共に、回転盤１の外周部に摩擦係
合面としての磁性金属材料からなる環状摩擦板４
を組み付けた構成を備えている。

１５はその半径方向の断面形状がほぼＬ字形を
した摩擦板取付け用リングであつて、塩素化ブチ
ルゴムなどで作られた環状クツシヨン部材１８を
介して回転盤１のフランジ状外周縁部に外嵌され
ており、これら三者はクロロプレン系などの接着
剤を用いて一体的に接合されている。そして環状
摩擦板４はリベツト１６群によつて取付け用リン
グ１５に固定されている。

回転盤１は図示の形状からして冷鍛法によつて
成形するのが制作コスト上有利なので、比較的硬
度の低い鉄系金属例えば炭素含有率が0.3以下の
低炭素鋼としてのＳ１０Ｃ，Ｓ１５Ｃ，Ｓ２０Ｃ
とか、板材としてのSPCCなどの塑性加工が容易
な材料で作られる。

インナーハブのボス２には、マグネツトクラツ
チ機構を介して急激かつ煩雑に断続する駆動トル
クが及ぼされ、この駆動力はボス２及びコンプレ
ツサの入力軸Ａにそれぞれ設けられた係合用キー
溝、スプラインまたはセレーシヨン嵌合溝などを
介して入力軸Ａに伝導される。

従つてボス２は回転盤１とは異なつて、少なく
ともその表面部分は耐摩耗性のすぐれた高硬度の
材料を用いて作成する必要がある。例えば炭素含
有率が0.3％以上の高炭素鋼としてのＳ３０Ｃ，
Ｓ４５Ｃ，Ｓ５３Ｃ、或いはSCrなどの合金鋼な
どを使用する。もつとも量産工程上特に問題がな
ければ、低炭素鋼に熱処理や浸炭処理などの表面
硬化加工を施す方法をとつてもよい。

回転盤１の軸穴１ａの周縁部に短円筒形状を有
するボス２を接合させる方法としては、様々な取
り付け方法が可能であるが、この実施例では生産
能率と接合強度の両面からしてすぐれている摩擦
溶接法を採用している。この接合法における製品
の回転数、圧接時に製品に及ぼす圧力、圧接時間
などの加工上の諸条件の最適値は、回転側と固定
側それぞれの製品の材質如何によつて実験的に求
める必要があるが、接合の全工程に要する時間は
７〜８秒前後である。

摩擦溶接法によつて接合された回転盤１とボス
２の接合面には、熱軟化した金属材料が圧迫され
ることによつて両接合端部の周縁部分がそれぞれ
めくれ上がつてバリａが形成される。このバリａ
は切削加工のしにくいボス２の内奥部に存在する
うえに、バリａは摩擦溶接加工を受けたことによ
つて非常に硬度が高められているので、切除する
こと自体が容易ではない。

ボス２の軸穴にはコンプレツサの入力軸Ａが嵌
入されるので、バリａがボス２の軸穴内に向けて
無制限にせり出してくれば、当然に入力軸Ａをは
め込むことができなくなる。もし入力軸Ａがバリ
ａによる妨害をかろうじてくぐり抜けた状態のも
のとボス２に納まつていたとしたら、機械の回転
中に発生する異常振動などによつて、入力軸Ａが
バリａに接触して異音を発したり入力軸Ａを傷付
けることになる。

そこで回転盤１とボス２との溶接ラインのう
ち、入力軸Ａに対向する内周側接合ラインに覆い
かぶさるようにして、バリ被包部材３をインナー
ハブに取り付ける方法を採用した。このバリ被包
部材３の存在によつて摩擦熱の発生により軟化状
態にあるバリａが無制限にボス２の軸穴内芯部に
向かつてせり出してくることが防止される。

バリ被包部材３は、この実施例では回転盤１を
塑性加工法によつて成形する祭に同時形成させて
いるが、切削加工法によつてもよいし、別個に作
成した部材３を回転盤１に嵌着させるなどの方法
をとつてもよい。円環形状を備えるバリ被包部材
３の半径方向断面はＬ字形をなしており、入力軸
Ａのストツパとしての機能も果す。その内周面に
設けたネジ溝ｄはクラツチ盤Ｃの着脱時の係合部
として役立つ。

クラツチ盤駆動用ロータ５は、半径方向断面が
横向き（軸方向向き）に開口するコの字形状を備
えた円環体をなしており、強磁性材料としての鉄
材で作られている。ロータ５の内周面にはベアリ
ング１１のケーシングの外周面が嵌合固定されて
いる。そしてベアリング１１のケーシング内周面
は、コンプレツサの入力軸Ａに対して同軸的配置
をもつてコンプレツサのフロントハウジングＢに
突設した筒状部材２０に、外嵌し固定されてい
る。従つてロータ５はコンプレツサの入力軸Ａの
周りに回転自在な状態のもとにコンプレツサのハ
ウジングに組み付けられていることになる。５ａ
はＶベルトのためのプーリ溝である。

６はクラツチ盤Ｃに対して磁気吸引力を及ぼす
ための環状ソレノイドコイルであつて、エポキシ
樹脂などからなる絶縁材層８に覆われた状態のも
とに、ヨークとしての鉄製の環状コイルケーシン
グ７内に納められている。円環形状のコイルケー
シングの両側端面のうち、一方の端面は磁気吸引
力発生面をなし、他方の端面にはケーシング７を
コンプレツサのフロントハウジングＢに固定させ
るための鉄製の環状取付け盤１０が溶接されてい
る。この環状取付け盤１０はサークリツプ１２を
用いて筒状部材２０の基部に取り付けられてい
る。このような組付け構造のもとでコイルケーシ
ング７は、コの字形断面形状を有するロータ５の
内空部の周壁面との間にわずかな空隙が存置され
た遊嵌状態をもつてこの内空部にすつぽりとはま
り込んでいる。９はソレノイドコイル６への給電
用配線、１３はベアリング１１の固定用サークリ
ツプである。

インナーハブのボス２の軸穴内周面とコンプレ
ツサ入力軸Ａの外周面には、両者の係合用のキー
溝、スプラインまたはセレーシヨン嵌合溝２ａな
どの嵌合溝がそれぞれ設けられており、ボス２の
軸穴内に嵌入された入力軸Ａの先端部に螺着され
たナツト１９を回転盤１に対して締結することに
よつて、クラツチ盤Ｃは入力軸Ａに固定される。

次に上記実施例に示されたマグネツトクラツチ
の作動を説明する。クラツチ盤回動用ロータ５
は、自動車の走行用エンジンの回転力を伝導させ
るための図示が省かれているＶベルトがそのプー
リ溝５ａ群に掛けられていることによつてベアリ
ング１１の周りに常時回転している。そして自動
車用空気調和装置に設けてある自動制御回路の働
きに基づいて通電をオン〜オフされるソレノイド
コイル６への通電が断たれている時には、ヨーク
７には磁気回路は生ぜず、クラツチ盤Ｃに対して
磁気吸引力を及ぼさないので、クラツチ盤の外周
縁部に取り付けられている環状摩擦板４は、ロー
タ５の磁気吸引力発生面に対して幾分かの空隙Ｇ
をへだてて対置される非通電位置に保たれる。

ソレノイドコイル６に通電されると、それぞれ
強磁性材料で作られているヨーク７、ロータ５及
び環状摩擦板４をめぐる磁気回路ｂが図示の如く
形成されるので、摩擦板４は回転しつつあるロー
タ５に磁力によつて吸着されクラツチは作動オン
状態に入り、クラツチ盤Ｃのボス２に入力軸Ａが
嵌着されているコンプレツサは運転状態に入る。
そしてソレノイドコイル６への通電が断たれれば
クラツチはオフ作動してコンプレツサは停止す
る。

第２図と第３図はそれぞれバリ被包部材３の別
の取り付け構造を示している。

第２図に示されたバリ被包部材３は、その半径
方向断面がＬ字形ではなくてコの字形をなしてお
り、熱軟化状態のもとでバリａが無限に伸張する
動きに対する制御効果をより高めている。

第３図の実施例では、バリ被包部材３は回転盤
１側ではなくてボス２側に取り付けられている。

回転盤とボスとを摩擦溶接法によつて接合する
場合に、この様なバリ被包部材３を設ければ、圧
接個所の少なくとも内周側において、圧接によつ
て生ずるバリが無制限にボスの軸穴内に向かつて
伸張することが、バリ被包部材３によつて抑止さ
れるので、硬くて切除が困難なこのバリを取り除
かなくても、ボスの軸穴内への従動側回転機械入
力軸の挿嵌に支障をきたさない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による一実施例を示した電磁ク
ラツチの軸方向半断面図である。第２図と第３図
はそれぞれバリ被包部材の取付け構造に関する別
の実施例を示した部分断面図である。 図中、１……回転盤、２……ボス、１＋２……
インナーハブ、２ａ……入力軸係合用溝、３……
バリ被包部材、４……摩擦板、５……ロータ、６
……ソレノイドコイル、Ａ……入力軸、Ｃ……ク
ラツチ盤。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 駆動源からの回転が伝えられるロータと、 このロータに相対向して配置された摩擦板
   と、 この摩擦板と従動側回転機械の入力軸とを連
   結し、内周に前記入力軸を嵌め込む軸穴を有す
   るインナーハブと を備えた電磁クラツチにおいて、 前記インナーハブは、 前記摩擦板に連結され、比較的硬度の低い金
   属材料で作られた環状部材と、 この環状部材に摩擦溶接により接合され、比
   較的硬度の高い金属材料で作られ、且つ内周に
   前記入力軸を係脱可能に嵌合させる嵌合溝を有
   する筒状部材と、 からなり、 前記環状部材または前記筒状部材のうち少な
   くとも一方の部材は、前記環状部材と前記筒状
   部材との摩擦溶接時に生じるバリを被包するバ
   リ被包部を有することを特徴とする電磁クラツ
   チ。 (2) 前記比較的硬度の高い金属材料は、炭素含有
   率が0.3％以下の低炭素鋼であり、 前記比較的硬度の高い金属材料は、炭素含有
   率が0.3％以上の高炭素鋼であることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項に記載の電
   磁クラツチ。