JPH0842602A - 電磁クラッチ用摩擦部材の固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接着材を用いず、摩擦部材と摩擦面との間に
隙間が生じない電磁クラッチ用摩擦部材の固定方法を提
供することを目的とする。 【構成】 摩擦壁１０の摩擦面１０ａ側にて、全周にい
たってプレス加工により溝３１を形成する。このプレス
加工と同時あるいは加工後、プレス打抜加工により溝３
１を深くするように、溝３１に沿って等間隔に、長穴３
３ａを形成する。そして、溝３１および長穴３３ａ内に
粉末状の摩擦部材１３を配置する。次に摩擦壁１０の両
側から加熱しながらプレスし、摩擦部材１３を溝３１お
よび長穴３３ａ内に密着固定させる。次に摩擦壁１０の
摩擦面１０ａ側を摩擦部材１３が１０μｍ〜１００μｍ
突出するように切削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁クラッチのロータ
またはアーマチャの摩擦面に配設される摩擦部材に関す
るものであって、特に車両用空気調和装置に用いられる
電磁クラッチの摩擦部材の固定方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】図１４に従来の電磁クラッチの全体断面図
を示す。また図１３に図１４中Ｘに示す範囲の拡大図を
示す。図１４に示すように従来の電磁クラッチは、第１
の摩擦面を有するリング状のロータ１００と、この第２
の摩擦面と吸着する第２の摩擦面を有するリング状のア
ーマチャ１０１とを備えている。そして、ロータ１００
の摩擦面にはその全周にわたって溝１０３が形成されて
いる。この溝１０３には、第１の摩擦面と第２の摩擦面
とが吸着した際の伝達トルクを向上させるための摩擦部
材１０２が配設されている。そして、この摩擦部材１０
２と溝１０３との接合方法は、摩擦部材１０２をリング
状に仮成形しておき、この仮成形された摩擦部材１０２
を溝１０３内に配設し、接着材１０４にて接着してい
る。また、溝１０３は、摩擦部材１０２を溝１０３内に
接着する際、接着しやすいように、また溝１０３および
摩擦部材１０２の製造公差などを考慮して、図１３に示
すように溝１０３の径方向の幅が摩擦部材１０２に比
べ、若干大きくしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溝１０
３の径方向の幅が摩擦部材１０２の径方向の幅より大き
くなっているため、溝１０３と摩擦部材１０２との間に
隙間ができてしまい、この隙間に埃や塵が堆積し、伝達
トルクを低下させる原因となっている。また、埃や塵が
堆積しなくとも、この隙間により摩擦面の面積を最大限
有効に使うことができなく、伝達トルクを低下させる原
因となっている。

【０００４】また、摩擦部材１０２を溝１０３に接着さ
せるため、接着材を用いていることから、コストを高く
しているという問題がある。本発明は上記の問題点に鑑
みて、接着材を用いないことで低コストで、摩擦部材と
溝との間に隙間がなくすことで伝達トルクを向上させる
ことができる電磁クラッチ用摩擦部材の固定方法を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、２つのリング状の板材が吸着する電磁クラ
ッチの少なくとも一方の吸着面に配設される電磁クラッ
チ用摩擦部材の固定方法であって、少なくとも一方のリ
ング状板材の吸着面側に、全周にわたって少なくとも１
つの溝を形成する溝形成工程と、この溝形成工程の後
に、リング状の溝のそれぞれに、全周にわたって摩擦部
材を設置する摩擦部材設置工程と、この摩擦部材配置工
程の後に、少なくとも前記リング状の板材の吸着面側か
ら前記摩擦部材を加熱しながらプレスし、前記摩擦部材
を前記溝内に結合させる加熱プレス工程と、この加熱プ
レス工程の後、前記摩擦部材を含む前記リング状板材の
吸着面側を切削することにより、前記摩擦部材だけを所
定量、吸着面側に突出させる切削工程とを技術的手段と
して採用する。

【０００６】また、前記所定範囲量を１０μｍ〜１００
μｍにするような構成としても良い。また、前記所定量
を０にするような構成としても良い。また、前記溝形成
工程と同時、あるいは前記溝形成工程後、前記リング状
の溝をさらに前記反吸着面側、かつリング状に沿って等
間隔に長穴を形成する長穴形成工程を有する構成として
も良い。

【０００７】

【作用および発明の効果】以上に述べた発明の構成によ
ると、まず、溝形成工程において、磁性材のリング状板
材の吸着面に、全周にわたって少なくとも１つの溝を形
成する。この加工工程を行った後、摩擦部材設置工程に
おいて、このリング状の溝のそれぞれに全周わたって摩
擦部材を設置する。この加工を行った後に、加熱プレス
工程において、少なくとも前記リング状の板材の吸着面
側から前記摩擦部材を加熱しながらプレスする。そし
て、この加熱プレス工程の後、切削工程において、摩擦
部材を含むリング状板材の吸着面側を切削することによ
り、摩擦部材だけを所定範囲量、吸着面側に突出させ
る。

【０００８】つまり、リング状の溝のそれぞれに全周に
わたって設置された摩擦部材が、加熱しながらプレスさ
れることで、この溝内全面と摩擦部材が密着する。そし
て、摩擦部材を含むリング状板材の吸着面側を前記摩擦
部材だけを所定量、吸着面側に突出させるように切削す
ることで、余分な摩擦部材が排除され、この状態での摩
擦面側は、リング状部材と摩擦部材との間に隙間が無く
なり、伝達トルクを向上させることができる。

【０００９】また、加熱プレス工程において、摩擦部材
が溝に結合されるため、接着材を不要となり、低コスト
な電磁クラッチ用摩擦部材の固定方法を提供できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１実施例における電磁クラ
ッチを図１ないし図９に基づいて説明する。図１に電磁
クラッチの全体断面図を示す。本実施例の電磁クラッチ
１は、車両用空気調和装置（以下、空調装置）に用いら
れているものであり、具体的には、エンジンの駆動力を
空調装置の冷媒圧縮機の駆動軸に伝達または断続するも
のである。

【００１１】電磁クラッチ１は、大別してエンジンによ
って駆動回転されるプーリ２を有するロータ３と、この
ロータ３と摩擦係合するアーマチャ４を備えた回転被動
体５と、通電されることにより磁力を発生してアーマチ
ャ４をロータ３に吸着させる電磁コイル６とからなる。
電磁コイル６は、磁性材よりなるリング状の心材（図示
しない）に、例えば銅線などが巻かれて形成されてお
り、この銅線に通電が施されると、心材が磁化され、磁
力を発生する。

【００１２】電磁コイル６は、樹脂性の巻枠６ａを介し
て磁性材（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＰＨＣ等の低炭素鋼）
よりなるリング状、かつ断面がコの字状のステータ６ｂ
に固定されており、さらにステータ６ｂは円盤状のステ
ー６ｃを介して冷媒圧縮機のハウジング（図示しない）
に固定されている。プーリ２は、円筒状に形成されてお
り、その外周面には多段ベルト（図示しない）との摩擦
抵抗を増加させるための波状の摺動面が形成されてい
る。

【００１３】そして、プーリ２は、ロータ３の外周面に
溶接によって接合されており、上述した多段Ｖベルトが
掛け渡されることにより、多段Ｖベルトを介してエンジ
ンの駆動力がプーリ２に伝わりロータ３が回転する。ロ
ータ３は、内周のベアリング７を介して回転自在に支持
されるもので、ベアリング７の内周は、冷媒圧縮機のハ
ウジングに支持されている。

【００１４】ロータ３は、軟鉄などの磁性材を加工して
設けたもので、電磁コイル６の内周側に位置する内周壁
８、電磁コイル６の外周側に位置する外周壁９、および
アマーチャに摩擦係合する摩擦面１０ａを有する摩擦壁
１０からなる断面コの字型のリング状部材を形成してい
る。なお、摩擦面１０ａにて吸着面を構成する。摩擦壁
１０の内周側には、そのリング状に沿って等間隔で長穴
形状の長穴２２が形成されている。そして、この隣合う
長穴２２間のブリッジ部（図示しない）にて、内周壁８
と摩擦壁１０とが連結されている。長穴２２は、内周壁
８と底部１１との間で磁路が形成されるのを阻止するも
のである。

【００１５】また、摩擦壁１０の摩擦面１０ａの外周側
には、アーマチャ４との係合力を高める樹脂材よりなる
摩擦部材１３が嵌め込まれている。この摩擦部材１３も
長穴２２と同様に、内周壁８と摩擦壁１０、摩擦壁１０
と外周壁９との間で磁路が形成されるのを阻止するもの
である。この摩擦部材１３と摩擦壁１０との結合方法
は、後で詳しく説明する。

【００１６】回転被動体５は、電磁コイル６の銅線に通
電が施されると、アーマチャ４の回転を受けて一体に回
転し、冷媒圧縮機の駆動軸を駆動するもので、アーマチ
ャ４、アウターリング１６、弾性部材１７、インナーハ
ブ１８とを備えている。アーマチャ４は、ロータ３の摩
擦面１０ａに間隔を隔てて対向配置されるもので、ロー
タ３の摩擦面１０ａに係合する摩擦面４ａを備える。

【００１７】アーマチャ４は、鉄などの磁性材よりなる
リング状をしており、中間部にスリットによるリング状
の磁気遮断溝１４が形成されている。また、磁気遮断溝
１４は、対向するロータ３の摩擦壁１０のほぼ中央に位
置する。アウターリング１６は、磁性材（例えば、ＳＰ
ＣＣ、ＳＰＨＣ）などにて筒状に形成されており、その
端面には、この端面に沿い外径方向に突出した第１フラ
ンジ部１６ａを有している。

【００１８】第１フランジ部１６ａには、アーマチャ４
とアウターリング１６とを固定するための連結穴が数カ
所に形成されており、また、アーマチャ４にも同様な連
結穴が形成されていることから、この２つの連結穴に固
定部材であるリベット２０が挿入されてアーマチャ４と
アウターリング１６とが固定される。弾性部材１７は、
ゴムなどの弾性体によりリング状に形成されており、そ
の外周面とアウターリング１６の内周面とが焼付固着さ
れることで弾性部材１７と固定される。

【００１９】インナーハブ１８は、磁性材（例えば、Ｓ
ＰＣＣ、ＳＰＨＣなどの低炭素鋼）により、筒状に形成
されており、その外周面が弾性部材１７の内周面と焼付
固着する第１円筒部１８ａ、第１円筒部１８ａよりその
外径が小さい第２円筒部１８ｂ、第１円筒部１８ａと第
２円筒部１８ｂとを連結させる連結壁１８ｃを備えてい
る。

【００２０】第２円筒部１８ｂは、第２円筒部１８ｂ内
に空調装置の冷媒圧縮機の駆動軸が嵌め込められること
で、冷媒圧縮機の駆動軸と固定されている。これによっ
て、インナーハブ１８が回転、すなわち回転被動体５が
回転すると冷媒圧縮機の駆動軸が回転し、冷媒圧縮機内
の冷媒が圧縮される。以下、本発明の要部である摩擦部
材１３と摩擦壁１０との固定方法を図２ないし図１１に
基づいて説明する。

【００２１】先ず、ロータ３の摩擦壁１０とほぼ同じ板
厚の磁性体金属板（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＰＨＣ等の低
炭素鋼）をプレス打抜加工によって打ち抜き、円形の円
形材を形成する。そして、円板状の中心部を、プレス打
抜加工によって打ち抜き、リング状板材（図示しない）
を形成する。次に、塑性加工である冷間鍛造によってリ
ング状板材の内周側と外周側の中間部を全周にわたって
凹ませ、図２に示すような内周壁８、外周壁９、および
内周壁８と外周壁９とを繋ぐ摩擦壁１０からなる断面コ
の字形のリング状部材１９を形成する。

【００２２】次に、図３に示すように摩擦壁１０の外周
側にて、その先端に突起状の突起部３０ａを有するリン
グ状金型３０を、摩擦壁１０の摩擦面１０ａ側からプレ
スする。これによって、摩擦壁１０には、全周にわたっ
て溝３１が形成される。そして、溝３１の断面形状は、
リング状金型３０の突起部３０ａの形状がアーマチャ４
側に広がっているため、アーマチャ４側に広がっている
（溝形成工程）。

【００２３】次に、図４に示すようにリング状で等間隔
に切り込まれた切込部３２ｂが形成されることで、円弧
状の突起部３２ａが複数形成された金型３２を、溝３１
をさらに深くするように、摩擦壁１０の摩擦面１０ａ側
からプレス打抜加工する。また、摩擦壁１０の内周側に
も、金型３２と同様な構成で、その外径が少し小さい金
型（図示しない）を、摩擦壁１０の摩擦面１０ａ側から
プレス打抜加工する。

【００２４】これによって、図６（図５を摩擦面１０ａ
側から見た図）に示すように、摩擦壁１０の内周側およ
び外周側には、リング状に沿って等間隔に、外周壁９と
摩擦壁１０とを連結させるブリッジ部３４ａ、内周壁８
と摩擦壁１０とを連結させるブリッジ部３４ｂとが形成
され、また、隣合うブリッジ部３４ａ、３４ｂ間には、
円弧状の突起部３２ａにて打ち抜かれた長穴３３ａ、２
２が形成される（長穴形成工程）。

【００２５】次に、図７に示すように内周壁８、外周壁
９、および摩擦壁１０とに囲まれる空間に、金型３４を
挿入する。この金型３４は長穴３３ａを電磁コイル６側
を塞ぐように配置され、図７に示す状態では、溝３１と
この溝３１と連通した長穴３３ａはリング状の容器とな
る。そして、この溝３１および長穴３３ａ内に摩擦部材
１３を配置する。ここで、摩擦部材１３は、粉末状で主
成分として有機バインダーにフエノール樹脂などが混入
されたものを使用する。また、摩擦部材１３の量は、こ
の長穴３３ａおよび溝３１内に充分にいきわたり、かつ
摩擦壁１０の摩擦面１０ａ側に盛り上がるように設定さ
れている（摩擦部材設置工程）。

【００２６】次に、図８に示すように摩擦壁１０の摩擦
面１０ａ側から、金型３５をプレスする。金型３５は、
内部にヒータ（図示しない）などの加熱手段が配設され
ている。このプレス条件は、ヒータによって約１７０〜
２１０℃に加熱された状態で、圧力１５０〜５００ｋｇ
／ｃｍ² 、１〜１０分間加熱プレスされ、摩擦部材１３
が焼成される。（プレス加熱工程）。

【００２７】これによって、摩擦部材１３は溝３１およ
び長穴３３ａの構成面と熱的結合し、摩擦部材１３が、
溝３１および長穴３３ａ内に完全に密着固定される。ま
た、このプレス加熱工程後の摩擦部材１３は、図９に示
すように摩擦面１０ａ側に盛り上がっている。次に、図
１０に示すように摩擦壁１０の摩擦面１０ａ側を全周に
わたって切削加工により、摩擦面１０ａ側に盛り上がっ
た摩擦部材１３を削除するように、かつ摩擦部材１３だ
けが摩擦面１０ａ側に所定範囲量突出させるように切削
する。なお、本実施例では、この切削加工にて最終的な
摩擦面１０ａを形成しても良いし、この後、さらに摩擦
面１０ａを切削したり、摩擦面１０ａをコーティングし
ても良い。また、図面上では分かりにくいが、この切削
工程により摩擦部材１３は、摩擦壁１０の摩擦面１０ａ
に対し、１０μｍ〜１００μｍ突出している。

【００２８】また、この摩擦面１０ａ側を切削する切削
量は、摩擦壁１０の板厚などを考慮して、磁気回路上、
良好に機能するように決められている。これによって、
図１１に示すように摩擦部材１３は溝３１および長穴３
３ａ内に、隙間なく完全に埋め込まれる。この結果、摩
擦面１０ａを最大限有効に使うことができ、摩擦面１０
ａと摩擦面４ａとの間の伝達トルクを向上させることが
できる。

【００２９】また、従来は仮成形された摩擦部材１３を
接着材にて溝３１内に接着していたが、摩擦部材１３を
仮成形する必要もなく、ロータ９に形成する磁気遮断溝
を型として利用することができ、また、接着材も不必要
となり、低コストな摩擦部材の固定方法を提供できる。
また、摩擦面１０ａと摩擦面４ａとが吸着時（回転時）
において、摩擦部材１３には、摩擦壁１０に対し相対移
動する力が働くが、長穴３３ａ内には焼成された摩擦部
材１３が埋め込まれているため、この長穴３３ａと長穴
３３ａ内に埋め込まれた摩擦部材１３とによって、相対
移動しないようにが規制される。これによって、摩擦部
材１３だけが相対移動（回転）することを防止すること
ができる。

【００３０】なお、上記実施例では、摩擦壁１０に４つ
の磁極を有する構成としたが、例えば、図１２に示すよ
うに摩擦壁１０に２つの磁極を有するものにおいても適
用できる。すなわち、上記実施例では、摩擦部材１３
は、摩擦壁１０と外周壁９との間で、磁路が形成される
のを阻止する役割を果たしているため、摩擦壁１０を貫
通するように摩擦部材１３が埋め込まれていたが、この
場合は、磁路が形成されること阻止する必要がないた
め、長穴を形成してもしなくても良い。なお、長穴を形
成する際には、摩擦部材１３が摩擦壁１０を貫通させな
いようにする。

【００３１】また、磁路が形成されることを阻止するた
めに、非磁性材、例えば銅よりなる結合部材を摩擦壁１
０に配設した場合には、長穴を形成しても良いし、しな
くても良い。また、上記実施例では、摩擦部材１３を摩
擦面１０ａに対し、１０μｍ〜１００μｍ突出させた
が、突出させない、すなわち摩擦面１０ａを平面として
も良い。

【００３２】また、上記実施例では、長穴２２、３３ａ
を形成する際に、リング状の金型３２を用いたが、どの
ような金型で長穴２２、３３ａを形成しても良い。ま
た、上記実施例では、リング状の摩擦部材１３を１つ摩
擦壁１０に配設したが、２重、３重といったように、複
数配設しても良い。また、上記実施例では、粉末状の摩
擦部材１３を使用したが、リング状に仮成形（焼成形
成）された摩擦部材１３を溝３１内に設置し、加熱プレ
スしても良い。

【００３３】また、本実施例では、摩擦部材１３を摩擦
壁１０に配設したが、アーマチャ４に摩擦部材１３を固
定しても良い。また、溝３１の断面形状は、図１１に示
す溝３１の外径Ａφ、内径Ｂφが所定の寸法が得られれ
ばどのような形状でもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における電磁クラッチの全
体断面図である。

【図２】上記第１実施例における摩擦部材と摩擦壁との
固定方法を示す工程図である。

【図３】上記第１実施例における摩擦部材と摩擦壁との
固定方法を示す工程図である。

【図４】上記第１実施例における摩擦部材と摩擦壁との
固定方法を示す工程図である。

【図５】上記第１実施例における摩擦部材と摩擦壁との
固定方法を示す工程図である。

【図６】摩擦壁の要部詳細図である。

【図７】上記第１実施例における摩擦部材と摩擦壁との
固定方法を示す工程図である。

【図８】上記第１実施例における摩擦部材と摩擦壁との
固定方法を示す工程図である。

【図９】摩擦部材の状態を示す要部詳細図である。

【図１０】上記第１実施例における摩擦部材と摩擦壁と
の固定方法を示す工程図である。

【図１１】摩擦部材と摩擦壁との状態を示す要部詳細図
である。

【図１２】その他の例を示す図である。

【図１３】従来の摩擦部材の固定方法を示す図である。

【図１４】従来の電磁クラッチの全体断面図である。

【符号の説明】

１３ 摩擦部材 １０ａ 摩擦面１０ａ（吸着面） ３３ａ 長穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 洋一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つのリング状の板材が吸着する電磁ク
   ラッチの少なくとも一方の吸着面に配設される電磁クラ
   ッチ用摩擦部材の固定方法であって、 少なくとも一方のリング状板材の吸着面側に、全周にわ
   たって少なくとも１つの溝を形成する溝形成工程と、 この溝形成工程の後に、リング状の溝のそれぞれに、全
   周にわたって摩擦部材を設置する摩擦部材設置工程と、 この摩擦部材配置工程の後に、少なくとも前記リング状
   の板材の吸着面側から前記摩擦部材を加熱しながらプレ
   スし、前記摩擦部材を前記溝内に結合させる加熱プレス
   工程と、 この加熱プレス工程の後、前記摩擦部材を含む前記リン
   グ状板材の吸着面側を切削することにより、前記摩擦部
   材だけを所定量、吸着面側に突出させる切削工程とから
   なる電磁クラッチ用摩擦部材の固定方法。
2. 【請求項２】 前記所定量は、１０μｍ〜１００μｍで
   あることを特徴とする請求項１記載の電磁クラッチ用摩
   擦部材の固定方法。
3. 【請求項３】 前記所定量は、０であることを特徴とす
   る請求項１記載の電磁クラッチ用摩擦部材の固定方法。
4. 【請求項４】 前記溝形成工程と同時、あるいは前記溝
   形成工程後、前記リング状の溝をさらに前記反吸着面
   側、かつリング状に沿って等間隔に長穴を形成する長穴
   形成工程を有することを特徴とする請求項１記載の電磁
   クラッチ用摩擦部材の固定方法。